磷块岩形成过程中的生物作用

 对我国震旦纪、寒武纪磷块岩矿床的研究表明,参与成磷作用的生物主要是菌、藻类微生物。生物作用的标志表现为:P₂O₅主要富集在叠层石磷块岩中,富集在叠层石的柱体上,富集在柱体内部的富藻纹层中;而与磷块岩共生的白云石和黄铁矿的δ¹³C值和δ³⁴S值相对均较低,则是生物参与成磷作用的同位素标志特点。生物的成磷作用贯穿成磷过程的始终,但它随作用的相带、环境和阶段不同,生物的种属和作用方式也不同,因而矿石和矿床的质量也随之而异。     

贵州瓮安夏安灯影组磷块岩稀土元素地球化学特征

贵州瓮安夏安灯影组叠层石磷块岩丰富,本文利用地球化学方法对灯影组含磷岩系稀土元素含量进行了测试分析。结果表明,矿层中上部叠层石磷块岩稀土元素总量ΣREE低,且比矿层底部砂屑磷块岩的更低,显示出明显的生物成因特点;磷块岩北美页岩组合样标准化曲线形态上近似于"帽状",也指示生物有机质参与了成磷作用。样品具有较低的稀土元素总量ΣREE、较小的LREE/HREE比值、明显的负Ce异常,普遍的正Eu异常,暗示该区磷矿为非正常海水沉积成因。因此,夏安灯影组磷矿为生物成矿与热水沉积共同作用的结果;同时,样品Ceanom值皆小于-0.1,说明夏安灯影组磷块岩形成于相对氧化的环境。     

瓮安埃迪卡拉系灯影组叠层石磷块岩形成环境及成矿机制

瓮安地区埃迪卡拉系灯影组叠层石磷块岩是瓮安-福泉磷矿区新发现的含磷层位。磷块岩以典型的叠层石构造为主 要特征,呈透镜状生物礁（藻礁）形式产于灯影组顶部。叠层石磷块岩的矿物组成主要为磷酸盐矿物及碳酸盐矿物;白色 纹层富含磷酸盐矿物,而暗色纹层磷酸盐矿物含量较低,主要为碳酸盐矿物。通过对叠层石磷块岩矿物学及地球化学特征 进行研究,提出灯影组叠层石磷块岩属于潮下带半局限环境叠层石礁,是大量藻类通过生物或生物化学作用,将海水中磷 质富集-沉淀而形成磷质柱状叠层石礁;磷酸盐的矿化主要发生在沉积物-海水界面弱碱性次氧化环境,藻类在磷块岩形成 过程中起重要作用。     

荆襄磷矿优质磷块岩的形成与藻类的关系

中国荆襄磷矿共有4个含矿层,自下而上分别为ph₁、ph₂、ph₃和ph₄,ph₁是该区主要由磷质叠层石构成的最高品位的磷块岩。它不仅具有特征的化学成分和丰富的藻类化石,而巨其中的磷质主要富集在叠层石柱体、富藻层和藻化石中,磷的含量分别达到36.90%、38.10%和40.02%,而在叠层石柱间和富屑层中仅为3.22%和1.32%.这些资料表明,高品位磷块岩的凝聚和富集,主要是由古代生活在清水潮坪中的藻类生物代谢活动造成的生物和生物化学作用所致。     

云南沾益小米戛磷矿渔户村组磷块岩地球化学特征及成因分析

小米戛磷矿是云南曲靖沾益地区新发现的矿床。本文对该矿床渔户村组磷块岩的主量、微量和稀土元素地球化学特征进行研究,探讨沾益渔户村组磷块岩的成磷环境和成磷物质来源。研究表明小米戛磷矿磷块岩富SiO_2(28.50%～51.47%)、CaO(20.21%～34.31%)、P_2O_5(15.48%～25.42%)。磷块岩中Ba、Sr、Cu、Pb、Zn、V、Mo等元素富集,显示生物聚磷作用。磷块岩的Sr/Ba=0.10～1.40,U/Th比值大于1(1.35～4.15),表明磷块岩的形成可能有热液活动的参与。磷块岩稀土元素总量较高(148.84×10~(-6)～232.16×10~(-6)),经北美页岩标准化的稀土配分模式曲线近水平,但LREE/HREE=2.96～5.37,显示一定程度的轻稀土元素富集,进一步暗示磷矿的形成受热水沉积成矿作用与生物成矿作用共同控制。磷块岩中U元素高度富集(富集系数平均值8.84),V/Cr=1.08～3.01(平均值为2.12),Ce_(anom)=-0.50～-0.35,介于-0.5与-0.1之间,表明磷块岩形成于次氧化环境。综上所述,在早寒武世渔户村期的潮坪-泻湖环境,磷质沉积物发生胶结作用形成初始磷矿层;后期生物繁盛,生物遗体中所含的磷被大量地分解,不同深度的大量含磷物质伴随上升洋流进一步改造初始磷矿层,最终成矿。     

贵州开阳双山坪陡山沱组磷块岩地球化学特征及成因意义

本文对贵州双山坪磷块岩的常量、微量和稀土元素地球化学特征进行分析研究,并探讨区内陡山沱组磷块岩的成磷环境和成磷物质来源。研究表明,磷块岩由内碎屑、陆源碎屑和填隙物等组成,以富含Ca O、P2O5和Si O2为特点。磷块岩中Ba含量高达4290×10-6,Sr含量高达984×10-6,表明磷块岩的形成与生物作用密切相关。磷块岩Sr/Ba=0.21~3.12,反映出沉积和热液混合成因的复杂成矿作用,U/Th=1.76~16.62,均大于1,反映出热水沉积物的特征。δU=1.68~1.96,均大于1,表明磷块岩形成于缺氧沉积环境。磷块岩稀土总量较高,经北美页岩标准化的稀土配分模式曲线接近水平,具有显著的轻稀土富集、重稀土亏损特征,LREE/HREE=3.21~6.55,显示轻重稀土分异程度较高。δEu=1.01~1.40,均大于1,呈明显的正异常。Ce anom=-0.097~0.045,均大于-0.1,进一步表明磷块岩形成于缺氧环境。La/Ce=0.44~0.53,均小于1,反映磷块岩形成过程中受到热水沉积作用的影响。综合分析认为,磷块岩形成过程中有生物作用的参与,磷块岩形成于潮坪-泻湖相的缺氧沉积环境,成磷物质主要来源于富磷海水的上升洋流以及海底喷发热水中的大量含磷物质。     

华南扬子地区早志留世布拖期碳-氮循环模式与古海洋氧化还原状态转变

本次研究对华南扬子地区下志留统布拖组沉积物进行了地球化学与同位素分析。结果显示，布拖组的δ¹⁵N和δ¹³C_org值由布拖组下部至上部逐渐升高，其中布拖组下部沉积物的低δ¹³C_org值与全球范围内强烈的火山活动有关，低δ¹⁵N值与缺氧海洋条件下的生物固氮作用有关，而布拖组上部沉积物的高δ¹⁵N值则与扬子海逐渐富氧化有关。研究结果表明，早志留世布拖期强烈的火山活动引发的生产力升高和海洋底层水体缺氧，导致了深水地区龙马溪组页岩和浅水地区灰岩、泥灰岩中有机质的富集，而布拖早期持续的海洋缺氧则可能抑制晚奥陶世生物大灭绝后生物的复苏。     

塔里木盆地荒漠植物与表土碳同位素组成研究

表土有机质碳同位素组成(δ¹³C_org)反映了来自于地表各种植物δ¹³C_org的一个混合信息.要从沉积物δ¹³C_org中提取可靠的植被信息,需要系统研究现代表土有机质δ¹³C_org与地表植被δ¹³C_org的差异.初步研究了塔里木盆地主要现代植被及土壤碳同位素组成,对比不同地区土壤和地表植被δ¹³C_org的差异.结果表明:塔里木盆地柽柳属种群中植物与表土碳同位素组成之间存在显著相关关系,说明在干旱地区土壤中微生物和水生生物等的干扰因素可以忽略,其现代土壤的同位素组成只与地表相应的主要植被类型有关.塔里木盆地柽柳属种群中表土有机质δ¹³C_org值比地表植被δ¹³C_org值平均偏正1.71‰左右,不同于其它地区表土和地表植被δ¹³C_org差异(2.2‰,1‰,0.5‰)的结果,反映不同地区表土和地表植被有机质δ¹³C_org值差异不同.在利用沉积物δ¹³C_org值提取古生态植被信息时,应考虑到不同地区土壤有机质与地表植被δ¹³C_org值的不同差异会影响植被中C₃、C₄植物组成情况.     

贵州省松桃县道坨超大型锰矿床地质地球化学基本特征

本文报导了贵州省松桃县新发现的一个全隐伏的超大型锰矿床——道坨锰矿床的地质地球化学基本特征,为进一步开展科学研究奠定基础。矿床赋存在新元古代成冰系（南华系）大塘坡组底部的含锰碳质页岩中,主要由条带状、块状、气泡状菱锰矿矿石组成。主量元素特征为Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃含量较低,中等程度的P₂O₅富集,MnO、MgO含量相对较高,Fe/Mn比值低。微量元素特征为Rb、Nb和Pb亏损,Co、Zn、Sr、Mo相对富集。稀土元素总稀土含量高、中稀土轻微富集、Ce的正异常明显为特征。道坨锰矿含锰层位中黄铁矿的δ³⁴S_-VCDT值异常高,并且变化范围小,所测试黄铁矿的δ³⁴S_-VCDT值介于56.2‰⁶3.3‰,平均60.8‰。新发现的道坨超大型锰矿床属于典型的大塘坡式锰矿床,其发现不仅为研究新元古代大规模成锰作用提供了新机遇,同时也为研究成冰系环境演化及其资源、生物效应提供了新契机。     

安徽省金寨县沙坪沟钼矿床稳定同位素地球化学特征

安徽省金寨县沙坪沟钼矿床是近年来秦岭—大别成矿带发现的超大型斑岩钼矿床,已探明钼资源储量246×10~4t。通过对沙坪沟钼矿床不同勘探线剖面和不同深度代表性样品的S、H、O稳定同位素地球化学的研究,揭示了沙坪沟钼矿床S、H、O同位素组成特征及其空间分布特征。矿床硫化物硫同位素组成变化范围较窄,δ³⁴S变化于+0.4‰～+6.2‰,平均值为+3.47‰,落在火成岩范围,分布具明显的塔式效应,硫的来源比较均一,主要为深源硫。成矿流体的δ¹⁸O_包裹体水为0.40‰～7.52‰。流体包裹体中δD变化范围为-90‰～-63‰。主成矿期成矿流体总体为岩浆水。在不同勘探线剖面上矿化中心具高的δ³⁴S、δ¹⁸O值,而且显示出从深部钠长石—钾长石—硅化带→黄铁绢英岩化带→浅部的绿泥石—碳酸盐化带δ³⁴S、δ¹⁸O值有降低的趋势。上述特征表明沙坪沟钼矿床主成矿期成矿环境由碱性向酸性过渡,且没有发生明显的低δ¹⁸O作用,成矿环境相对封闭,外部对流循环的雨水系统参与成矿作用程度相对较小,与东秦岭其他斑岩钼矿床不同。     

富磷矿三阶段动态成矿模式:黔中开阳式高品位磷矿成矿机制

震旦系陡山沱组沉积期形成的黔中开阳、瓮安富磷矿沉积区,矿石产量大、品位高,是国内外重要的磷矿资源产区。黔中磷矿主要分布于黔中古陆周缘的滨浅海环境中,矿石类型以碎屑状磷块岩为主,间夹原生泥晶磷块岩、生物结构磷块岩和次生土状结构磷块岩。开阳式高品位磷块岩的动态沉积成矿过程通常为“三阶段成矿”: 第一阶段为初始成磷作用阶段,在新元古代大规模成磷背景下,上升洋流携带深部富磷海水进入滨浅海地区,并通过生物化学作用使磷质聚集并形成原生磷块岩沉积;第二阶段为簸选成矿作用阶段,高能波浪、风暴水流对原生磷块岩持续的破碎、磨蚀、搬运和再沉积过程中,簸选去除了原生沉积物中的陆源细碎屑、砂泥质成分,保留并聚集磷质碎屑颗粒,形成品位较高的碎屑状矿石;第三阶段为淋滤作用阶段,海平面升降变化使之前形成矿石受暴露事件影响,遭受强烈的风化淋滤作用,碎屑状磷矿石内的碳酸盐岩胶结物和白云石条带被淋滤运移,导致矿层发育大量溶蚀孔洞,甚至形成土状磷块岩,矿石品位再次得到大幅度提升。三阶段成矿作用随古地理条件和海平面变化在沉积成岩过程中多期次、动态进行,最终形成工业价值极高的磷矿石。     

东川式铜矿的成矿作用及后期叠加改造:来自硫化物原位硫同位素的制约

沉积岩型层状铜矿床(SSC型)的成因争论聚焦在成矿作用主要集中在沉积成岩期并可能叠加有后期成矿作用,还是形成于成岩后盆地闭合过程和造山作用有关.产于扬子板块西缘的东川式铜矿是中国SSC型矿床的典型代表,这些矿床赋存在晚古元古界东川群岩石中,主要呈层状矿体产出,但也存在少量脉状矿体.文章选择东川铜矿田内因民、汤丹和滥泥坪...     

Secondary phosphate mineralization in a karstic environment in Central Sri Lanka

At Eppawala in central Sri Lanka secondary phosphate mineralization is intimately associated with laminated fabrics within depressions (sinkholes and smaller cavities) formed in the thick weathering profiles of a hilly terrain underlain by a Precambrian apatite-bearing formation. The lowermost levels of the profile show extensive zones of leaching where derived apatite crystals occur within fine-grained, laminated stromatolite sequences. The stromatolitic groundmass, which diagenetically formed by percolating oxygenated phosphate and carbonate-rich groundwaters, is impregnated by the phosphate minerals francolite and collophane. Scanning electron microscopy (SEM) reveals that fine filaments, characteristic of microorganisms, are associated with the secondary phosphate mineralization. Continuous degradation and fragmentation of the stromatolitic mat has produced pellets, peloids, and intraclasts all enriched in secondary apatite. Degrading recrystallization around the edges of the primary apatite crystals has developed coated grains. The widespread occurrence of phosphate-enriched allochems in stromatolitic groundmasses is a unique development of a modern phosphorite in a karstic environment.     

滇东寒武系磷矿成因新见解——风暴成矿模式初探

近年来,随着风暴流和风暴岩的新理论、新概念的不断引入,在分析沉积环境、沉积成矿作用时,不断提出了许多新思路,也不断地冲击和修正以往的传统认识,作者于1986年随同成都地矿所寒武系磷矿专题组对滇东一带包括昆阳梅树村、海口、鸣矣河、晋宁王家湾、二街、八街、安宁白登、江川清水沟、宜良大滴水、寻甸先锋等矿区的磷矿进行了详细的研究,在下寒武统中谊村段及其相当的地层中发现了多层磷质风暴沉积物。本文拟概略介绍磷质风暴沉积物的标志、特征、剖面结构并初步探讨磷矿富集与风暴事件关系的沉积演化模式。     

下垫面蒸发和云中凝结分馏对降水稳定同位素影响的数值试验——时间变化的比较(以长沙降水同位素为例)

利用稳定同位素大气水平衡模式（iAWBM）的模拟数据,分析了在不同的下垫面蒸发和不同的凝结分馏条件下降水中δ¹⁸O的时间变化、降水量效应、负温度效应和大气水线。并通过与长沙站5年实测数据的比较以及模拟试验结果之间的相互比较,揭示下垫面蒸发水汽中稳定同位素的季节性变化和云中稳定同位素分馏对降水中稳定同位素变化的可能影响,增进对季风区水稳定同位素效应的理解和认识。iAWBM给出的4个模拟试验均很好地再现了监测站降水中δ¹⁸O的时间变化,模拟出季风区降水中稳定同位素在暖半年被贫化、在冷半年被富集的基本特点。与平衡分馏相比,动力分馏下降水中稳定同位素被贫化的程度加强、季节差和离散程度减小;由下垫面蒸发水汽中稳定同位素δ_e季节性变化所引起的降水中稳定同位素的变化在不同季节完全相反：在长沙,暖半年降水中δ¹⁸O更低,冷半年降水中δ¹⁸O更高,使得降水中稳定同位素季节差和离散程度增大。4个模拟试验均很好地再现了季风区的降水量效应和负温度效应。与平衡分馏相比,动力分馏下模拟的降水量效应和负温度效应的斜率相对较小;δ_e季节性变化导致模拟的降水量效应和负温度效应的斜率增大。利用iAWBM,模拟出季风区湿热气候条件下的MWL。动力分馏以及δ_e季节变化均使模拟得到的MWL的斜率和截距减小。     

湿度效应及其对降水中δ18O季节分布的影响

提出了湿度效应的概念,即降水中稳定同位素比率与大气的温度露点差ΔT_d存在显著的正相关关系.对两个气候特征完全不同的取样站乌鲁木齐和昆明降水中δ¹⁸O与温度露点差之间的关系进行了分析,尽管两站的δ¹⁸O与ΔT_d的季节变化存在差异,但它们的湿度效应是显著的.利用稳定同位素动力分馏模型并根据500hPa月平均温度的季节分布对昆明站云中凝结物中δ¹⁸O进行了模拟,模拟的月平均δ¹⁸O与月平均温度的变化具有非常好的一致性,说明昆明站云中凝结物中的氧稳定同位素具有温度效应.这个结果与地面降水中氧稳定同位素的降水量效应截然不同.昆明站降水中δ¹⁸O一定程度上指示大气的干湿状况,同时也间接地指示降水量的多寡或季风的强弱.湿度效应的存在,影响降落雨滴中稳定同位素蒸发富集的强度以及雨滴与大气之间稳定同位素物质迁移的方向.它不仅改变降水中稳定同位素比率的大小,也改变其季节分布的特点.     

滇东下寒武统生物磷块岩的形成机制

显微结构研究表明,广泛分布于滇东地区下寒武统的磷块岩,除少量生物介壳磷块岩外,其它类型的磷块岩(包括菌藻生物磷块岩、内碎屑磷块岩和次生(风化)磷块岩等的颗粒均由磷质菌藻生物组成。从而揭示了菌藻生物磷块岩是磷块岩的基本类型。本文重点论述了生物磷块岩的结构成因分类、时空展布规律,以及滇东磷块岩的菌藻生物成磷—富磷作用,并探讨了菌藻生物磷块岩的形成机制。     

震旦纪陡山沱组磷质红藻的发现

根据有关研究文献可知,产出钙质红藻的最老的年代是寒武纪(J.L.Wrag,1977)。笔者报道的这些磷质红藻发现在华南陡山沱组的磷块岩矿层中。有的磷块岩含这种磷质红藻达50%以上,局部可以单独构成藻磷块岩。磷质红藻产出的地点有贵州瓮安的英坪、大塘、开阳,湖北荆襄的大峪口,宜昌的桃坪河,湖南石门杨家坪、江西上饶朝阳,陕西汉中天台山和勉县茶店等地。层位上的分布特点是,比较集中地出现在陡山沱组上部或顶部的主要矿层中。     

青藏高原那曲河流域降水及河流水体中氧稳定同位素研究

根据青藏高原中部那曲河流域1998年夏季测得的上下游中稳定同位素的日变化,并与同期观测的流域降水中稳定同位素比较,分析了河水中δ18O的变化特征,初步研究了该流域的稳定同位素水文循环过程.河水中δ18O的变化幅度远小于降水,它是降水中δ18O、降水量以及地表蒸发过程共同作用的结果.研究发现湖水对于稳定同位素变化起着显著的调节作用.河水中δ18O与流域降水中δ18O的差异可能反映了该流域强烈的地表和湖面蒸发作用.