贵州开阳磷矿地区下寒武统牛蹄塘组地层层序及其As、Sb、Au、Ag丰度异常与赋存状态研究

贵州开阳磷矿地区出露较为完整的下寒武统黑色岩系层序,这套黑色岩系中富含多种金属元素,但目前对岩系中主要低温成矿元素As、Sb、Au、Ag的地球化学背景异常与分布规律了解极少,对其形成背景与赋存状态无法进行深入讨论。本文以开阳磷矿地区下寒武统牛蹄塘组黑色岩系剖面作为研究对象,通过详细的野外地质调查、系统采样并进行地球化学分析、全岩硫同位素分析及黄铁矿电子探针分析,划分了详细的牛蹄塘组地层层序,对主要低温成矿元素(As、Sb、Au、Ag)的丰度异常、富集特征及赋存状态进行了研究,结果表明,黑色岩系中普遍富集As、Sb、Ag三种主要低温成矿元素,Au也在大部分层位富集。四种元素具有层控性的特点,在牛蹄塘组下部有机质含量较高的黑色白云质粉砂质页岩和黑色页岩层位中具有较高的元素丰度异常,在泥岩和粉砂岩混合层位元素丰度异常较低,钙质成分含量较高的层位元素含量较低。黄铁矿是黑色页岩中金的主要赋存矿物,也是Sb的重要赋存矿物,同时是Ag和As的次要赋存矿物;不同类型的黄铁矿,元素富集规律也不相同:As、Ag更容易富集在不规则集合体和草莓状黄铁矿中,Sb和Au则在散布的单颗粒黄铁矿中富集系数最高。     

黔北牛蹄塘组的地球化学特征及形成环境

贵州北部早寒武世的黑色岩系-牛蹄塘组。主要为黑色页岩,含浮游生物,其中产钼、钒等矿床。其具有独特的元素地球化学特征:K、Ti元素在黑色页岩中的含量高于底部硅质岩,而P元素的含量却相反,硅质岩中的含量显著高于其上覆的黑色页岩;岩孔和菜园两地的共同特点是V、Ba、U的含量明显偏高,富集系数在3以上,显著的差别是Ta元素,其在岩孔是亏损的,而在菜园却明显富集;西部岩孔的稀土总量高于东部菜园,稀土配分曲线形态近于水平或略向左倾,具弱的负Eu异常或不显异常。硅质岩较页岩的负Ce异常程度高。地层特征、元素地球化学特征及特征元素和比值,所反映的是下寒武统牛蹄塘组形成于缺氧的还原环境。     

渝东南地区黑色岩系储集层特征及含气性评价

基于野外地质成果和页岩气调查评价资料,笔者对渝东南下寒武统牛蹄塘组黑色岩系进行了研究,并对其中黑色页岩的储集层特征及含气性进行了初步评价。该区牛蹄塘组黑色岩系主要可分为黑色碳质页岩、薄层黑色含粉砂页岩、中薄层黑色含粉砂碳质页岩及黑色薄层硅质岩等4种岩性。研究认为,黑色岩系中泥页岩储集层具有含气量大、有机碳含量高、成熟度高等特点,并且纳米孔隙、微裂隙十分发育,有利于页岩气的勘探开发。研究区东南部为下寒武统牛蹄塘组页岩气开发有利区块。     

云南德泽下寒武统黑色岩系中Ni-Mo-V-PGE多金属矿化

云南省德泽地区筇竹寺组黑色岩系位于扬子陆块南缘下寒武统黑色页岩分布带的西端, 不同于该带中段湘黔地区的牛蹄塘组, 它发育有两个多金属富集层位, 其中, 石岩头段黑色碳质粉砂岩底部富集V、U、Ag和Pd, 玉案山段黑色页岩底部富集Mo、Ni、Pt和Pd.筇竹寺组黑色岩系整体上富集V-Ni-Mo-U-Ag-Pt-Pd, 而牛蹄塘组黑色岩系则富Ni-Zn-Co-Pt-Pd-Ag-Pb, 但它们都经历了相似的缺氧环境, 且具有相同的PGE和Ni、Mo富集机制, 是一种重要的非传统矿产资源类型.      

黔东前寒武纪-寒武纪转换时期微量元素地球化学特征研究

对黔东丹寨南皋剖面和三都渣拉沟剖面前寒武纪-寒武纪转换时期地层进行了系统的微量元素地球化学研究,结果表明:丹寨南皋剖面的Ba、Pb、Ni、Cu、Zn、Li、V、U等过渡元素和亲硫元素在多金属矿层和牛蹄塘组下部的黑色页岩中明显富集;三都剖面在相同层位也明显富集Cu、Pb、Rb、Ti、Ni、V、Th、Li、Cr、Zr、Sc等微量元素。南皋剖面的δU值和V/(Ni V)值表明老堡组硅质岩为正常海水的弱氧化环境下沉积物,而牛蹄塘组黑色页岩表现出缺氧环境的特征。三都渣拉沟剖面的δU值和V/(Ni V)值表明该剖面的还原条件比丹寨南皋剖面强,暗示着水体也较它深,为缺氧环境,其间在老堡组硅质岩中有两个短暂的充氧阶段,进入渣拉沟组缺氧环境较稳定。除丹寨老堡组硅质岩和三都渣拉沟组中上部钙质泥岩U/Th值小于1,表现出水成沉积岩的地球化学特征外,本次研究的两条剖面的其他黑色岩系的U/Th值都大于1,表现出明显的热水沉积岩的地球化学特征。从我们的研究剖面也可看出下寒武统牛蹄塘组底部的Ni-Mo矿多金属的Ni、V等金属的含量是上地壳的9～10倍之高,U高达近百倍,可作地层对比标志层,即梅树村阶的顶界标志。     

湘西下寒武统牛蹄塘组地球化学特征及其对沉积-构造环境的响应

为深入探讨湘西地区下寒武统牛蹄塘组黑色岩系沉积-构造环境,对三岔剖面黑色岩系进行了详细采样测试,并重点分析了主量、微量及稀土元素地球化学特征。研究结果表明,牛蹄塘组黑色岩系不仅有机碳含量高,而且相比于北美页岩更富集V、Ni、Cr等微量元素。δ~(13)C_(org)及微量元素判别指标V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、δU、Ce/La、Ce_(anom)等特征的变化均反映牛蹄塘组沉积期水体属缺氧还原的浅水环境,且Mo/TOC与U_(EF)-Mo_(EF)协同模式表明沉积区当时为一局限海盆环境。稀土元素(REE)中轻稀土相对重稀土富集,且北美页岩标准化分布模式呈近水平略微左倾状,结合元素比值特征和La/YbCe/Yb、La/Yb-ΣREE图解,牛蹄塘组黑色岩系的母岩以长英质岩石为主,但沉积过程也受到海底热液作用影响。同时,根据δCe、δEu的特征与K_2O/Na_2O-SiO_2图解,认为沉积区在早寒武世为被动大陆边缘构造背景。     

贵州下寒武统沉积型镍钼矿床钼精矿粉的显微物相分析

下寒武统牛蹄塘组是贵州沉积型镍钼矿床的主要产出层位.牛蹄塘组属浅水陆棚相沉积,是一套海侵体系下的黑色沉积建造.同时期黑色沉积建造在我国扬子地台,新疆各地以及印度,巴基斯坦北部,伊朗,法国,英格兰,威尔士,阿曼,俄罗斯,蒙古,澳大利亚,加拿大等范围内广泛分布,具有全球可对比性,是全球性的大洋缺氧事件的产物.在我国扬子地台区,早寒武世黑色岩系沉积层位稳定,分布面积近百万平方公里,上覆地层为钙质页岩,碳酸岩,下覆地层为磷块岩和含小壳化石的白云岩.寒武纪初期由于全球变暖,海平面上升,植物繁衍,带壳动物爆发,微生物在牛蹄塘期异常繁盛,同时,深部热源物质通过断裂构造的热水循环,伴有海底火山喷发的黑白烟囱向周围提供了丰富矿源,经生物成矿作用,牛蹄塘黑色岩系富集了包括Ni,V,Mo,Cu,U,Se,Au,Ag,REE以及铂族元素等众多有色、稀有稀土、贵金属元素.     

贵州省开阳县钼镍钒矿的基本特征

本文从已有资料入手,以典型矿点为例子,结合系统的采样工作,分析了开阳县境内牛蹄塘组含矿岩系及矿床基本特征,认为开阳县境内的牛蹄塘组有两个岩石组合类型,即硅质磷块岩、炭质页岩、黄铁矿、白云岩组合和硅质磷块岩、炭质页岩组合;牛蹄塘组黑色岩系内的钼镍钒富集有一定的规律性,硅质磷块岩、炭质页岩组合中的钼镍钒含量普遍较高,钼镍矿层厚度较稳定,品位较高;并认为今后在开阳找寻钼镍钒矿的主要靶区是翁昭背斜及龙水的牛蹄塘组。     

贵州陡山沱组和牛蹄塘组中黑层的地质特征与找矿前景

贵州陡山沱组顶部和牛蹄塘组底部的黑层，是贵州最主要的沉积型黑色岩系，赋存有钒、银、钼、镍、钴、铂、铀和稀土元素等矿产资源。本文分别从岩相古地理环境、岩性组合特征和黑层发育程度等方面概述了省内陡山沱组和牛蹄塘组中黑层的地质特征，通过与代表性黑色页岩中的矿床对比，分析了两套地层中黑层的找矿前景。     

黔北镇远牛蹄塘组黑色页岩沉积环境与有机质富集关系

通过矿物组分、主量元素、微量元素、碳氧同位素等特征,分析了黔北地区镇远县ZX井牛蹄塘组黑色页岩的岩相类型和不同岩相页岩的沉积环境及其与有机质富集间的关系。结果表明,牛蹄塘组下段以硅质页岩为主,TOC含量4. 96%~10. 10%;上段以富泥硅质页岩为主,TOC含量1. 43%~9. 04%。下段硅质页岩沉积于水流停滞的深水陆棚环境,沉积古水体为贫氧的还原状态;上段富泥硅质页岩沉积时期,仍为贫氧的还原环境,但水体滞留程度、还原性较下段硅质页岩沉积期弱。贫氧的还原环境是影响牛蹄塘组黑色页岩有机质富集的主要因素,热液作用和陆源碎屑对牛蹄塘组黑色页岩有机质富集的影响较小。     

湖南应溪重晶石矿床地球化学特征及矿床成因

湖南新晃县应溪重晶石矿床赋存于贡溪复式向斜的早寒武世牛蹄塘组黑色页岩中，该向斜断层复杂．电子探针分析表明：矿石与围岩都含有钡长石．矿石与围岩的微量元素研究表明：Mo、V、Pb等微量元素强烈富集而大离子与高场强元素含量很低；矿石样品中U/Th比值大于1；矿床围岩稀土元素具有明显的正Eu异常．这些特征揭示该矿床是热水沉积型矿床．研究结果表明：断层为成矿热液提供了上涌通道；上升热液为矿床提供了钡离子，海水提供了硫酸根离子．在氧化条件下，钡离子与硫酸盐离子结合形成了重晶石矿床．     

Geochemistry of Platinum Group and Rare Earth Elements of the Polymetallic Layer in the Lower Cambrian, Weng’an, Guizhou Province

Abstract: The black shales of the Lower Cambrian Niutitang Formation in Weng’an, on the Yangtze platform of south China, contain voluminous polymetallic sulfide deposits. A comprehensive geochemical investigation of trace, rare earth, and platinum group elements (PGE) has been undertaken in order to discuss its ore genesis and correlation with the tectono-depositional setting. The ore-bearing layers enrich molybdenum (Mo), nickel (Ni), vanadium (V), lead (Pb), strontium (Sr), barium (Ba) , uranium (U) , arsenic (As), and rare earth elements (REE) in abundance. High uranium/thorium (U/Th) ratios (U/Th>1) indicated that mineralization was mainly influenced by the hydrothermal process. The dU value was above 1.9, showing a reducing sedimentary condition. The REE patterns showed high enrichment in light rare earth elements (LREE) (heavy rare earth elements (HREE) (LREE/HREE=5–17), slightly negative europium (Eu) and cerium (Ce) anomalies (dEu=0.81–0.93), and positive Ce anomalies (dCe=0.76–1.12). PGE abundance was characterized by the PGE-type distribution patterns, enriching platinum (Pt), palladium (Pd), ruthenium (Ru) and osmium (Os). The Pt/Pd ratio was 0.8, which is close to the ratios of seawater and ultramafic rocks. All of these geochemical features suggest that the mineralization was triggered by hydrothermal activity in an extensional setting in the context of break-up of the Rodinian supercontinent.     

Geochemistry of Platinum Group and Rare Earth Elements of the Polymetallic Layer in the Lower Cambrian,Weng'an,Guizhou Province

The black shales of the Lower Cambrian Niutitang Formation in Weng'an.on the Yangtze platform of south China,contain voluminous polymetallic sulfide deposits.A comprehensive geochemical investigation of trace,rare earth,and platinum group elements(PGE)has been undertaken in order to discuss its ore genesis and correlation with the tectono.depositional setting.The ore-bearing layers enrich molybdenum(Mo),nickeI(Ni),vanadium(V),lead(Pb),strontium(Sr), bariam(Ba),uranium(U),arsenic(As),and rare earth elements(REE)in abundance.High uranium/thorium(U/Th)ratios(U/Th>1)indicated that mineralization was mainly influenced by the hydrothermal process.The δU value Was above 1.9.showing a reducing sedimentary condition.The REE patterns showed high enrichment in Iight rare earth elements (LREE)(heavy rare earth elements (HREE)(LREE/HREE=5-17),slightly negative europium(EU)and cerium(Ce)anomalies(δEu=0.81-0.93).and positive Ce anomalies(δCe=0.76-1.12).PGE abundance was characterized by the PGE-type distribution patterns,enriching platinum(Pt),palladium(Pd),ruthenium(RuJ and osmium(Os).The Pt,Pd ratio was 0.8.which is close to the ratios of seawater and ultramafic rocks.AII of these geochemical features suggest that the mineralization was triggered by hydrothermal activity in an extensionai setting in the context of break-up of the Rodinian supercontinent.     

北秦岭庙湾组黑色岩系稀土元素地球化学特征及成因意义

笔者采用等离子质谱仪(ICP-MS)方法对北秦岭大荆区奥陶纪—志留纪庙湾组黑色岩系岩石的稀土元素及V、Ni、Cr、U、Th等微量元素含量进行了测定。结果显示岩石轻稀土元素相对重稀土元素富集, Eu异常值δEu为0.63~10.61(绝多数大于1.54)多呈正异常, Ce异常值δCe为0.65~1.02(平均为0.893) 异常微弱且有正负差异; U/Th值为0.38~4.07, w (V)/w (V +Ni)值为0.38~0.93以及w (Ce)/w (La)值为1.27~2.17。将这些特征值与前人研究成果对比, 并利用La/Yb-Ce/La和La/Yb-REE判别图解判别后, 认为北秦岭区庙湾组黑色岩系形成于活动陆缘一种干燥缺氧较深浅海环境, 黑色岩系形成过程中有热液作用参与。     

贵州渣拉沟剖面下寒武统黑色硅质岩微量元素富集机制

华南早寒武世发育了一套富有机质黑色硅质岩,其成因尚有较大争议。选择贵州省三都县渣拉沟剖面早寒武世牛蹄塘组底部硅质岩段进行研究,发现该硅质岩具有微量元素富集的特征。其可能的原因包括,静海环境、上升流和热液活动。Ce/Ce*比值显示硅质岩沉积时水体为次氧化条件,不支持静海环境;而Ba、Zn、Cu、Ni、Cd、P与有机碳含量不存在相关关系,也不支持上升流为微量元素富集的主要原因。Al-Fe-Mn三角图、Al2O3/(Fe2O3+Al2O3)、REY配分模式等指标则表明存在热液活动。上述认识与现代上升流、静海环境的微量元素富集系数对比结果相吻合。与华南地区早寒武世初期不同沉积环境硅质岩对比,发现:深海环境并不富集Ba、Zn、Cu、Ni等氧化还原敏感元素,而沿着斜坡相带同沉积断层分布的热液活动,更有可能造成这些微量元素的富集。     

贵阳花溪燕楼剖面下三叠统大冶组地球化学特征与沉积环境分析*

贵阳花溪燕楼剖面下三叠统大冶组微量元素及稀土元素地球化学特征分析表明: U、V、Mo的含量及U/Th、V/Th、Mo/Th的比值,大于澳大利亚后太古代页岩(PAAS)的含量和比值。V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、V/Sc以及Mo_EF/U_EF等氧化还原敏感元素的参数特征及其含量显示,大冶组一段处于缺氧-贫氧环境,大冶组二段处于贫氧—氧化环境。研究区经PAAS标准化的稀土配分模式比较平坦,根据大冶组的δCe及Ce/La的参数特征,认为早三叠世整体处于海洋环境;大冶组底部呈现明显Eu正异常,表明受火山热液作用影响明显;可见早三叠世贫氧环境可能与火山作用频发有关。大冶组上部表现微弱Eu正异常,说明火山作用的影响减弱。基于双壳类化石的结构及生活方式分析认为Claraia营外栖足丝固着的生活方式,属于贫氧生物,壳类化石结构只表现棱柱状外壳层和复杂交错纹层状珍珠层,其生活环境应为水动力条件较弱的浅水区。     

鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩元素地球化学特征及沉积古环境恢复

目前关于牛蹄塘组页岩沉积古环境及其对有机质富集影响的认识尚显不足。为此,基于总有机碳（TOC）含量测定、XRD矿物组分分析、沉积地球化学分析等方法,以鄂西地区X井和Y井牛蹄塘组页岩为研究对象,揭示了页岩的沉积古环境,并探究了其对页岩有机质富集的影响。研究结果表明牛蹄塘组牛二段下部为富有机质层段,石英含量最高。牛一段页岩的Ca、P富集显著,牛二段以及牛三段页岩的Ca、Fe富集显著,其中牛二段页岩中的氧化还原敏感元素Mo、U富集程度最高。牛蹄塘组页岩无明显的Eu异常,轻稀土元素（LREE）比重稀土元素（HREE）更加富集。硅质页岩沉积于高的古生产力、较低的碎屑输入以及缺氧的底水环境;钙质页岩沉积于较高的古生产力、相对较低的碎屑输入以及贫氧—氧化的底水环境;而黏土质页岩和硅质—黏土质页岩沉积于较低的古生产力、较高的碎屑输入以及氧化的底水环境。此外,Ba_bio、Si_bio、U/Th、C_org/P_tot、Al、Ti/Al等古环境指标在垂向上的变化表明牛蹄塘组从沉积的早期到晚期,水深逐渐变浅,水动力条件变强,沉积底水的氧含量逐渐增加,表层水体的古生产力逐渐降低。缺氧的底水条件是控制牛蹄塘组富有机质页岩发育的关键因素。     

塔里木地台北缘早寒武世古海洋氧化-还原环境与优质海相烃源岩发育模式

塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组是国内已发现的最优质海相烃源岩（TOC=29.8%）,但针对该层段开展的古环境地球化学研究较匮乏.选取柯坪地区于提希剖面,开展野外勘查、薄片鉴定、主微量元素及总有机碳含量测试,探究富有机质烃源岩形成环境.研究表明,玉尔吐斯组岩石富集了包括V、U、Ni、Ba、Mo、Cu、Zn等微量元素;其底部硅质页岩展现的“负Ce异常、正Y异常、正Eu异常”的左倾稀土配分模式,较低的Ce/Ce*（均值0.45）,较高的Y/Ho（均值39.77）和极高的Eu/Eu*（均值35.32）与重晶石、磷结核等,表明塔里木地台北缘在早寒武世初期处于硫化还原和强烈热液活动的海水背景.氧化还原指标U/Al、V/Al、Th/U、V/Sc及Mo-U共变分析,揭示了早寒武世塔里木地台北缘是开阔海;同时,海水经历了“硫化缺氧（玉尔吐斯组A组Th/U_avg=0.070）→次氧化（B组Th/U_avg=1.21;C组Th/U_avg=0.62;D组Th/U_avg=1.21）→硫化缺氧（肖尔布拉克组Th/U_avg=0.13）”的变化过程;并具备较高的古生产力（TOC_max=17.2%,玉尔吐斯组ex-Ba_avg=8 634.85×10-6）和有利的有机质保存条件.据此,建立了玉尔吐斯组“周期性缺氧事件-热液活动-沿岸上升洋流”背景的缓坡型海相烃源岩发育模式.研究可为塔里木盆地深层-超深层远景油气资源评价与我国西北地区早寒武世古环境演化研究提供重要科学参考.      

长江三峡地区成冰纪-埃迪卡拉纪转换时期微量元素和稀土元素地球化学特征

通过微量元素和稀土元素地球化学分析,对长江三峡地区陡山沱组层型剖面--田家园子剖面成冰系南沱组顶部和埃迪卡拉系陡山沱组下部102个岩石样品进行了地球化学研究。重点分析了氧化还原敏感元素(Zn,Co,U,Mo,Ni,V)的富集特征,并探讨其可能成因机制以及三峡地区成冰纪-埃迪卡拉纪转换时期的水体特征。结果表明:在南沱组顶部仅Zn和Co富集;在盖帽白云岩下部,氧化还原敏感元素均富集,而在盖帽白云岩上部,除Zn和V外,其他氧化还原敏感元素均亏损;在陡山沱组Ⅱ段下部,氧化还原敏感元素由最初的亏损,逐渐变为较稳定的富集。在陡山沱组下部,出现2次明显的富集峰值,分别出现在剖面的0.4m处(盖帽白云岩中间)和6.5m处(陡山沱组Ⅱ段下部)。整个剖面大部分样品具有Eu的轻微正异常(Eu/Eu^*＜1.6), 而在剖面0.4m和6.5m处,Eu具有明显的正异常,结合稀土配分类型、Y/Ho值、La异常、Ce异常等指标,推测这2次异常均可能受到深海热液流的影响,而缺氧海水的上涌造成水体缺氧,导致这些元素出现富集峰值。U/Th、V/(V+Ni)以及稀土元素指标综合指示,三峡地区南沱组顶部冰碛岩应为氧化环境下的沉积物;随着冰川消融,冰融淡水注入古海洋,陡山沱组盖帽碳酸盐的沉积受冰融淡水的影响,深部缺氧海水的上涌使沉积水体经历氧化-缺氧-氧化的转变,海水的分层性较强;而陡山沱组Ⅱ段下部沉积环境以分层性较弱的弱氧化环境为主。     

秦岭山阳水沟口组黑色岩系微量元素地球化学及其沉积成矿背景的指示意义

通过野外调研发现,秦岭造山带山阳地区水沟口组黑色岩系主要由黑灰色微晶灰岩、炭质泥板岩、灰白色粘土岩、黑灰色含炭-钙质硅板岩、灰黑色含炭泥质硅板岩及浅红色硅质板岩组成;岩系中磷结核及重晶石纹层常见。采用等离子质谱仪(ICP-MS)方法对岩系的稀土元素及微量元素测定,结果显示岩系中成矿物质含量丰富(如V、Mo、Ni、Ba、Pb、Zn、U、Ag、Cu、Cd、Tl、Bi和Cr等元素的平均含量是地壳丰度的几倍到几十倍),稀土元素和微量元素的含量与磷质、炭质以及钡关系密切;稀土模式曲线基本平行显示其成因相同;泥质和硅质岩类是主要的含矿岩性;不同程度的δEu正异常、中到弱的δCe负异常及相应的稀土、微量元素比值如Ce/La、V/(V+Ni)等指示岩石形成于干燥缺氧环境并有热水物质加入,La/Yb-Ce/La图解及La/Yb-REE图解表明岩系与海相沉积及基性岩成因关系密切。结合岩系的地质特征认为:山阳地区水沟口组黑色岩系形成于被动陆缘的一种干燥缺氧的深水-半深水滞留断陷局限海盆,期间热液(水)活动频繁、低等浮游生物发育,对岩系中矿物质的富集具有非常重要的意义。