碳酸盐岩石成因类型的判别分析和白云鄂博“白云岩”的成因讨论

本文根据对世界上20多个国家和我国21个省碳酸盐岩石化学全分析数据的统计和换算结果,发现岩浆碳酸岩与沉积碳酸盐岩之间常量元素的一般含量无显著不同,但采用两组或逐步判别分析的方法,仍能将岩浆碳酸岩与沉积碳酸盐岩很好的区分开。判别效率可达90%以上。将这一方法应用到白云”鄂博矿区的“白云岩”和灰岩,90%以上的“白云岩”样品判为岩浆碳酸岩,灰岩的样品全部判为沉积碳酸盐岩,与它们的地质产状和地球化学特征一致。     

碳酸盐岩石成因类型的判别分析和白云鄂博“白云岩”的成因讨论

本文根据对世界上20多个国家和我国21个省碳酸盐岩石化学全分析数据的统计和换算结果,发现岩浆碳酸岩与沉积碳酸盐岩之间常量元素的一般含量无显著不同,但采用两组或逐步判别分析的方法,仍能将岩浆碳酸岩与沉积碳酸盐岩很好的区分开。判别效率可达90％以上。将这一方法应用到白云”鄂博矿区的“白云岩”和灰岩,90％以上的“白云岩”样品判为岩浆碳酸岩,灰岩的样品全部判为沉积碳酸盐岩,与它们的地质产状和地球化学特征一致。     

白云鄂博Fe-REE-Nb建造地球化学特征及成因：元素及同位素新证据

通过野外地质观察和室内镜下研究,利用XRF和ICP-MS对白云岩及其周围的板岩的主、微量元素进行分析,同时对硫化矿化的样品开展硫同位素测试。元素测试结果显示白云鄂博Fe-REE-Nb建造白云岩既具有部分火成碳酸岩的地球化学特征,也具有部分沉积碳酸岩的地球化学特征,表明白云鄂博Fe-REE-Nb建造赋矿白云岩不是典型的火成碳酸岩或沉积碳酸盐岩。硫同位素的测试结果表明,全岩的硫同位素组成不呈塔式模型分布,出现两个比较明显的峰值,一个在0‰左右,具有深源特征;另一个在+8‰左右,明显高于幔源硫,这个结果说明其来源可能有两个:地幔和海水。赋矿白云岩中Nb随着稀土的富集也发生富集作用,但是Ta的富集作用却十分微弱,显示了成矿热液强烈富REE和Nb及贫Ta的元素地球化学特征。据元素和硫同位素结果,我们认为白云鄂博赋矿白云岩是沉积碳酸盐受地幔碳酸岩岩浆及派生的流体交代的产物,而非直接源于火山碳酸岩喷发成因。地幔深部碳酸岩岩浆及其派生的富稀土流体沿区域性深大断裂上涌与沉积碳酸盐岩进行交代作用,形成了白云鄂博独特巨大的Fe-REE-Nb矿床及区域性的稀土矿床。     

鄂尔多斯盆地南缘铜川地区三叠系延长组油页岩中“钙质结核”的成因初探

在鄂尔多斯盆地南缘铜川地区野外露头三叠系延长组长7段油页岩中发现了一些“钙质结核”,野外露头中呈层状发育于长7段油页岩中,形态为“透镜状”、“椭球状”、“飞碟状”,直径大小约为10～70 cm。为探明其岩石类型和主要岩石组分,运用显微镜薄片鉴定、电子探针实验、能谱分析等方法,对结核体进行岩石学特征分析。在此基础上,对其成因进行初步探讨。岩石学特征显示,霸王庄和宜君套滩剖面的“钙质结核”主要成分为重结晶方解石和晶粒方解石,具“球粒状”结构,岩石类型为灰岩;瑶曲聂家河剖面结核体主要岩石类型为泥-粉晶白云岩。分析认为这些“钙质结核”其野外产状和岩石成分,符合热水沉积碳酸盐岩和受热液活动影响的特征,并且铜川地区在长7期具备热液活动的条件。初步认为这些“钙质结核”为湖底热液活动成因的湖相碳酸盐岩。     

内蒙古卓资地区含磷灰石白云质大理岩的成因探讨

内蒙古卓资地区零星分布的含磷灰石白云质大理岩的成因一直是有争议的问题,争论的焦点在于它是沉积变质的碳酸盐岩还是岩浆碳酸岩。对这个问题的不同认识直接关系到这种岩石本身是否具有形成岩浆碳酸岩型磷灰石矿床的可能。本文在对含磷灰石白云质大理岩进行比较详细的地质、矿物、岩石和地球化学等诸方面研究的基础上,确认它是沉积变质的碳酸盐岩,而不是岩浆碳酸岩,该大理岩本身不具备形成岩浆碳酸岩型磷灰石矿床的条件。     

白云鄂博矿床成因的Mg同位素制约

白云鄂博Fe-REE-Nb矿床是世界著名的巨型多金属矿床,它的成因一直是个激烈争论的问题。近年来Mg同位素研究快速发展,在示踪幔源火成碳酸岩和沉积碳酸盐岩方面显示出一定的潜力,为白云鄂博矿床成因问题的究提供了新的途径。对白云鄂博矿床H8白云岩、碳酸岩墙白云岩,以及中元古代沉积白云岩,腮林忽洞微晶丘白云岩的Mg同位素进行了对比研究。研究结果表明:碳酸岩墙样品的δ26Mg-DSM3变化范围为-0.34‰～-0.14‰,平均值-0.24‰,落在地幔岩端元;中元古代沉积白云岩的δ26MgDSM3为-1.81‰～-1.53‰;H8白云岩的δ26MgDSM3变化范围为-1.13‰～-0.10‰,平均值-0.53‰,部分落在地幔岩范围,部分落在地幔岩和沉积白云岩之间;而腮林忽洞微晶丘白云岩的δ26MgDSM3最轻,为-1.99‰～-1.93‰。白云鄂博矿床赋矿白云岩的Mg同位素组成特征不支持正常白云岩沉积成因和微晶丘成因观点,更倾向于火成碳酸浆成因观点。     

鄂尔多斯盆地中部奥陶系顶盐溶作用及其储集孔隙成因

盐溶作用使碳酸盐岩孔隙性增加,同时在古代碳酸岩中由于渗－潜流水对已成孔隙产生沉淀,在滞流区又可形成致密性岩性遮挡。石盐结晶发生在沉积期,是被溶蚀的沉积易溶母质。盐溶孔的大量发育形成于后表生成岩期。天然气产量和岩石的物性取决于盐溶孔的开启程度。充填程度差异在区域上可导致储层孔隙空间的差异性和非均质性,正是由于岩石的这一自身“亏空”和“补偿”形成了区域上成岩圈闭或岩性遮挡。     

应用阴极发光技术对白云鄂博碳酸岩成因的探讨

根据阴极发光测试所得结果,岩浆成因和沉积成因的碳酸岩在阴极发光特征上有很大差异.沉积成因的碳酸盐岩阴极发光强,颜色鲜艳,为桔红—桔黄色:岩浆成因的碳酸岩阴极发光弱,颜色暗或不发光,一般为黑褐色.阴极发光测试结果,与野外观察及室内其它测试手段如碳氧同位素分析、电镜、包体测温、稀土元素等到试结果吻合.应用阴极发光手段方法简便、效果明显,可作为区分碳酸盐岩与碳酸岩的辅助手段之一.     

白云鄂博赋矿白云岩与微晶丘和碳酸岩墙的碳氧同位素对比研究

本文通过方解石和白云石的碳和氧同位素分析,对比研究了白云鄂博赋矿白云岩、黑脑包微晶丘、北京西山微晶丘、宽沟北正常沉积灰岩和白云鄂博碳酸岩墙,从而探讨了赋矿白云岩的成因及其与超大型Fe-Nb-REE矿床的成因关系。结果为:①黑脑包腮林忽洞群顶部微晶丘和北京西山寒武系顶部微晶丘碳酸盐的δ~(13)C值都在0±2‰左右,δ~(18)O值为18.3‰～25.1‰,均具有典型海相沉积碳酸盐岩的特点;②白云鄂博东矿采场δ~(13)C值为-7.9‰～-1.1‰,δ~(18)O值为9.1‰～20.9‰;矿区东西两端δ~(13)C值-7.9‰～-0.6‰,δ~(18)O值8.6‰～25.7‰;均介于地幔流体与典型沉积碳酸盐岩之间。部分赋矿白云岩样品中白云石与方解石之间的碳氧同位素分馏△~(13)C和△~(18)O值均小于0‰,表明其受到过次生蚀变作用,低δ~(18)O值白云石样品所对应的负△~(18)O值反映了地幔镁质流体对沉积碳酸盐岩的强烈交代作用;③矿区—富稀土碳酸岩墙的δ~(13)C值为-7.2‰～-4.7‰,δ~(18)O价值为11.9‰～16.4‰,表明其碳酸岩岩浆并非原始地幔来源,而可能与俯冲板块携带的沉积碳酸盐岩与地幔流体在深部的高温混合熔融有关。碳酸岩墙中白云石与方解石之间的碳和氧同位素分馏均小于0‰,说明该碳酸岩墙中的白云石与方解石并非同成因矿物,至少其中之一为     

一种特殊瘤状灰岩的成因研究

关于瘤状灰岩的成因主要有三种观点,其中一种认为与碳酸盐结核有关,另一种则认为是差异压实所为,再一种则认为是同沉积作用形成。然而,广西德保县都安下泥盆统达莲塘组发育的一种特殊的瘤状灰岩却因其产状貌似通常意义的砾状灰岩而使得人们将其误认为砾状灰岩。作者通过对这套“砾状灰岩”的沉积岩石学、生物化石、古构造等特征的研究,发现该“砾状灰岩”既不是沉积作用形成,也非同沉积构造作用形成,而是首先在闭塞的台内洼槽环境中形成同生和成岩碳酸盐结核,然后差异压实作用导致地层表面强烈地凹凸不平或地层整体的不均匀性 (致使强度降低 ),最后在印支期的穹隆形成过程中由于翼部的剪切、弯滑、弯流作用,致使结核发生转动、移动而形成今天所见的“砾状灰岩”。因此都安“砾状灰岩”实为瘤状灰岩,它代表的是闭塞、贫氧的 (台内洼槽 )沉积-成岩环境,是沉积成岩和构造等多种因素共同作用的产物。     

黑龙江省太平岭地区下二叠统双桥子组岩石地球化学特征及其成矿意义

太平岭成矿带是黑龙江省重要的铜金多金属成矿带,矿床类型主要为中温热液脉型,也发育斑岩型、浅成低温热液型和岩浆熔离型.区内广泛发育的下二叠统双桥子组（P₁s）由泥质岩、粉砂岩及砂岩夹多层中酸性火山岩等组成.地层中Au、P、Fe等元素含量较高,近年来,在东宁县及穆棱市境内相继发现了陆角岭、五道沟-二十三公里等小型金矿床,金矿体均呈脉状产于P₁s中,但品位较低,直接影响到下一步找矿决策.在野外调查的基础上,利用岩石地球化学、X射线粉晶衍射以及有机碳分析等手段,对该地层岩石类型、沉积物源以及Au等成矿元素来源进行了分析,结果表明:岩石主量元素含量稳定,与PAAS相比,轻度亏损Al₂O₃、P₂O₅、CaO和MnO₂,中度亏损Na₂O、MgO、TiO₂和Fe₂O₃;微量元素除了Zn外,其他元素含量都较低;稀土元素总量与北美页岩相当,轻重稀土元素分异略低于北美页岩;主要矿物为粘土矿物（伊利石、绿泥石）和石英,另有不等量的钠长石、少量的碳酸盐矿物和黄铁矿,岩石TOC含量为0.22%~2.52%,平均值为1.10%;岩石中Au的含量与TOC和粘土矿物含量之间没有相关性.认为区内P₁s为碳质砂板岩,沉积物主要来源于石英质沉积岩的风化产物,少量来源于镁铁质和长英质火成岩,沉积于近岸环境,地层中高含量的金并不是成岩之后由流体携带而来并被岩石中富含的有机物或粘土矿物所吸附,而是同样来源于陆源风化产物,指示该区产于P₁s中的金矿并非层控型金矿床,而是受断层控制的热液脉型金矿床.      

黄河三角洲ZK5钻孔沉积物地球化学特征及其沉积环境

本文根据36件沉积物样品的微量元素和常量元素的相关性、组分含量及某些元素的比值特征,探讨了黄河三角洲ZK5钻孔的元素地球化学特征与古环境意义。应用历史地理学和沉积地质学综合分析方法确定钻孔岩芯沉积年代,将ZK5岩芯沉积物自下而上大致划分为7个层序。元素地球化学特征的研究表明:K₂O、Fe₂O₃、Al₂O₃、TiO₂、Cr、V、Rb元素相互间呈明显的正相关关系;SiO₂与其他元素呈明显的负相关,与P₂O₅呈弱负相关关系;Sr与CaO呈弱负相关关系;P₂O₅与Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O、TiO₂、CaO呈弱的正相关。据V/Cr值分析,ZK5钻孔从下往上水体有逐渐加深的趋势,与相关性分析结果相符。根据锶钡比值（Sr/Ba）和镁铝比值102（MgO/Al₂O₃）分析得出,ZK5孔沉积环境的水体盐度从下往上变化相差不大,属于海相沉积环境,同时有黄河水的注入。通过古气候指示剂Rb/Sr值和MgO/CaO值的分析:ZK5孔从NQ1到NQ7层序沉积时期的气候变化不大,气候相对潮湿。总之,地球化学特征所反映的沉积环境与沉积相分析的结果相一致,说明元素地球化学与沉积环境关系密切,可作为沉积相判别的标志。     

丹池盆地热水成因硅岩的沉积地球化学特征

丹池盆地硅岩（D₃1）属于典型的热水成因沉积物。它的显著地球化学特征之一是Sb.As和Ag富集,而REE贫乏,并且从近热水喷口→远离热水喷口,即沿着类碧玉岩→纹理状硅岩→块状泥质硅岩→硅页岩方向,元素、元素组合及稀土元素特征出现规律性的变化。     

贵州遵义二叠系锰矿区硅质岩成因及成矿意义

贵州遵义二叠系锰矿底部发育一套特殊的硅质岩建造,该套硅质岩环绕锰矿富集区呈墙状产出,习称“白泥塘层”硅质岩或“城墙式”硅质岩,其与锰矿成矿作用之间有着紧密的成因联系。详细地野外地质调查发现,该套硅质岩具有条带状、角砾状和块状构造,其中钢灰色、黑色锰质细脉穿插于条带硅质岩之中,角砾状构造硅质岩多沿锰矿体周边分布。10 件硅质岩样品元素地球化学分析表明 ,硅质岩具有较高的 SiO₂（80.55% ～99.56%）和Fe₂O₃（0.47%～13.76 %）, 较低的Al₂O₃（0.05%～4.06%）和TiO₂（0～0.49%）, 指示其形成过程中陆源碎屑物质参与较少。（La/Ce）比值和Ce 异常值特征指示硅质岩形成于深水裂陷盆地中,环N 境条件为还原状态。Fe-Mn-Al 和SiO₂-Al₂O₃ 图解显示, 硅质岩主要落入热水沉积区内或其附近区域。硅质岩Al/（Al+Fe+Mn）均值为0.26、（La/Ce）_N 值为1.51～2.34、 Y/Ho 值为 30.64～43.91,Eu/Eu^* 值为0.96～1.67,且硅质岩稀土配分模式与热水沉积硅质岩类似,这些特征集中表明硅质岩成岩过程中有明显的热水物质参与,属于热水成因硅质岩,这为遵义二叠系锰矿床热水喷流沉积成因提供了新的佐证。     

四川盆地北部早白垩世剑门关组泥质岩地球化学特征及其地质意义

早白垩世剑门关组是研究四川盆地北部沉积环境演化的良好地层,对该地层开展系统的地球化学研究,对探讨四川盆地北部早白垩世剑门关组物源区性质、构造背景、古风化作用及古环境具有重要意义。系统分析了剑门关组泥质岩主量、微量和稀土元素地球化学特征,发现早白垩世剑门关组泥质岩富CaO、MgO,贫Al_2O_3、Fe_2O_3、K_2O、Na_2O、TiO_2、P_2O_5、MnO,富Cr、Cs、V,贫Sr、Nb、U、Hf,稀土元素总量为(164.96～234.35)×10^-6,轻、重稀土元素比值为11.77～15.87,轻、重稀土元素分馏程度高,轻稀土元素相对富集,具弱的正Eu异常。综合分析认为:剑门关组为同一物源的近物源再旋回沉积岩;源岩为沉积岩,可能富含斜长石、重晶石等富Eu矿物;源岩在沉积前经历了中等程度的化学风化作用,并发生了钾交代作用;剑门关组沉积期为温暖、湿润的气候,物源区具有由活动大陆边缘向大陆岛弧转化的特征。     

西沙石岛西科1井生物礁碳酸盐岩地球化学特征

对西科1井生物礁碳酸盐岩样品进行了地球化学(常量组分、微量及稀土元素含量等)分析, 旨在探讨生物礁的形成演化以及所记录的环境变化信息.结果表明: 西科1井岩心在井深36 m附近存在地球化学参数的显著变化, 暗示该深度是一处重要的地层界面或环境突变界面.岩心中的常量组分可以分为3类组合: 以CaO为主, 辅以K₂O的原生碳酸岩组分, 该组分对应的主要造岩矿物是方解石, 代表了未经白云岩化的生物礁原生碳酸盐沉积; 以MgO为主, 辅以Na₂O和P₂O₅, 代表了白云岩化作用中的富集组分, 反映了相对封闭的泻湖环境; 以SiO₂为主, 加以Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃和MnO, 代表造礁生物对这些组分的富集作用, 但不能排除火山组分少量混入的可能性.相对于全球第四纪碳酸盐岩、上陆壳及页岩的平均值, 岩心碳酸盐岩中大部分微量元素和稀土元素含量都较低.岩心中氧化还原敏感性微量元素(RSE)含量较低, 指示岛礁发育过程中大部分时期处于氧化环境条件下, 而RSE含量在岩心中的大幅波动体现出氧化/还原环境的交替变化.微量元素含量、ΣREE、ΣLREE、ΣHREE、LREE/HREE、δCe、δEu等地球化学指标在岩心中的分布与岩心样品的矿物组成无明显的相关性, 说明成岩作用和白云岩化作用并没有造成微量和稀土元素含量及特征指标的明显变化.      

赣西北下寒武统观音堂组碳硅泥岩地球化学特征及其沉积环境演化

赣西北下寒武统黑色岩系,是一套重要的铀等金属的含矿岩系,其中观音堂组碳硅泥岩是典型的黑色岩石类型。运用地球化学方法,对这套灰黑色泥质岩的元素地球化学及古环境演变特征进行了研究。研究结果表明:该碳硅泥岩黏土类矿物含量55%～59%,SiO_2,Al_2O_3,Fe_2O_3,K_2O,MgO平均含量分别为69.47%,11.39%,3.32%,2.76%,1.57%;化学成分表现为高硅低铝低钾低镁特征,有机碳平均含量5.82%,属富碳黑色岩系。对比中国东部泥质岩,其Ni、V、U、Ba、Cd、In、Tl、Se、W、Mo、Cu、Zn、Au、Ag、As、Sb等元素有相对富集的特点。从碳硅泥岩层的上部到下部,SiO_2、Na_2O、Ni、Mo含量逐渐增高,Al_2O_3、K_2O、TiO_2、H_2O^-、LOI、Cr、Th、Ba、Ga、Li、Be、Rb、Sc、Sn、Bi、Cu、Pb、Zn、Ag、REE则显示逐渐降低趋势。主量或微量元素的判别参数或图解显示,碳硅泥岩的物源以陆源碎屑岩为主,是在一个沉积速率较小、且较稳定的深水还原环境下沉积的,从早期到晚期,物源区呈现风化作用逐渐增强、气候环境越来越湿润、盆地水质越来越淡化的趋势。     

火山岩陆上与水下喷发环境的氧化系数判别方法

火山喷发沉积期的古地理环境是控制火山岩油气储层发育的关键因素之一。目前对陆上喷发沉积火山岩与水下喷发沉积火山岩的判别研究主要集中在岩性组合特征、结构与构造特征、蚀变特征、产状、孔隙及裂缝发育特点等方面,而利用火山岩地球化学特征来反映和记录火山喷发环境的研究尚未引起注意。研究使用Fe₂O₃/FeO和Fe₂O₃/（Fe₂O₃+FeO）作为火山岩氧化系数,充分考虑岩石酸度、风化淋滤作用、溶蚀蚀变作用、构造背景等因素的影响,改进了传统意义上基于火山岩氧化系数的火山喷发环境判别标准。在新疆三塘湖盆地马朗凹陷上石炭统实际应用结果表明,卡拉岗组火山岩喷发沉积环境复杂,以陆上氧化环境为主,频繁水陆交替的复杂环境也存在,哈尔加乌组火山岩喷发沉积环境相对单一,主要沉积保存于水下还原环境;与前人基于本区上石炭统火山岩共生岩石与化石组合、风化壳以及火山岩夹持的部分泥岩微量元素比值特征等有效判别依据得到的喷发环境结果是相符的,且该地球化学方法具有普适性,可应用于不同盆地、不同地质时代火山岩喷发沉积古地理环境的判别研究中。     

太平洋CC区西部沉积物地球化学特征及其成因

对太平洋CC区西部7根沉积物短柱样的常微量元素进行浓度测试,以了解沉积物元素时空分布特征及其来源和控制因素。与上地壳元素平均值（UCC）相比,研究区沉积物中MnO、P₂O₅、Co、Ni、Cu、Mo、Ba明显富集,Al₂O₃、K₂O、Fe₂O₃、CaO、Sr等亏损。聚类和因子分析表明研究区沉积物元素有4种来源,其中Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O、MgO、TiO₂、V、Cr、Co、Rb、Zr、Nb、Cs、Hf、Ta、Pb、Th、U为陆源黏土成因;CaO和Sr为钙质生物成因;MnO、P₂O₅、B、Ni、Cu、Zn、Mo、Ba为海水自生成因;Na₂O为火山—热液成因。10.2° N以北沉积物元素为陆源黏土、海水自生和钙质生物成因,而10.2° N以南沉积物元素为陆源黏土、海水自生和火山—热液成因。沉积物中陆源物质主要来自亚洲高空气流携带的风尘物质。沉积物中海水自生成因的金属元素富集,与富氧的南极底流有关。柱样中CaO、Sr含量的时空变化,与柱样所处水深、冰期生产力和碳酸钙补偿深度变化有关。柱样中Ba/Ti指示的火山—热液活动在地质时期呈减弱的趋势,其对沉积物的影响也向北减弱。