扬子地台北缘中上二叠统层状硅质岩的地球化学特征及其对古地理、古海洋演化的响应

为探讨华南地区二叠纪硅质岩的硅质来源和形成背景,本文以扬子地台北缘中上二叠统孤峰组和大隆组层状硅质岩为研究对象,对采自孤峰组和大隆组层状硅质岩样品进行了主量元素、微量元素和稀土元素分析测试,同时收集了大量前人有关孤峰组和大隆组的资料。上述研究结果表明,孤峰组和大隆组层状硅质岩的Al/(Al+Fe+Mn)、Si/(Si+Al+Fe)平均值分别为0.57、0.91和0.48、0.97,结合Al-Fe-Mn三角图解,指示它们主要为生物成因;其Ce/Ce*、(La/Ce)N和(La/Yb)N平均值分别为0.86、1.58、1.27和0.75、1.52、1.46,结合沉积环境判别图,表明其沉积环境均主要为大陆边缘,推测硅质岩的形成可能与上升流的活动有关。部分地区存在热水成因硅质岩和/或受热水影响硅质岩并往往沿同沉积断裂分布,暗示同沉积断裂可能为热水活动提供通道。     

藏南古堆地区三叠系涅如组含放射虫硅质岩地球化学特征及沉积环境分析

通过野外地质调查和系统的岩石化学、主量元素、微量元素以及稀土元素等研究,探讨了藏南地区三叠系涅如组含放射虫硅质岩的地球化学特征及其沉积环境。研究区的硅质岩呈黑色、灰黑色或灰褐色薄层状或透镜状产出,具有较低的SiO_2含量,对研究区的硅质岩的主量元素运用了Fe-Mn-Al三角成因判别图、Al/(Al+Fe+Mn)比值、K_2O/Na_2O比值、Si/(Si+Al+Fe)比值、100×(Al_2O_3/SiO_2)-100×(Fe_2O_3/SiO_2)、Al_2O_3/(100-SiO_2)-Fe_2O_3/(100-SiO_2)及Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)-Fe_2O_3/TiO_2图解等,显示硅质岩为具有生物成因的非热水或弱热水的大陆边缘沉积环境;硅质岩的稀土元素ΣREE变化较大,通过对硅质岩的稀土元素北美页岩标准化和球粒陨石标准模式图对比、Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)-LaN/CeN图解及特征指数Ce/Ce*和LaN/CeN分析研究,显示硅质岩为大陆边缘、大陆边缘—深海的过渡环境;对硅质岩的微量元素运用了U/Th及Ni/Co比值,显示了非热水沉积物的环境特征。综合研究分析岩石化学、主量元素、微量元素以及稀土元素等因素及生物特征,可以得出研究区的硅质岩具有生物特征的非热水的大陆边缘沉积环境。     

中下扬子北缘中二叠统孤峰组层状硅质岩沉积环境、成因及硅质来源探讨

硅质岩中蕴含着重要的古地理、古构造及古海洋等信息,是进行岩石大地构造学研究的重要手段。针对中下扬子北缘孤峰组层状硅质岩的沉积环境、成因及硅质来源存在的较大争议,基于沉积—构造演化过程,从正反两方面进行论证:正向论证通过对前人关于孤峰组层状硅质岩成因的观点进行归纳总结,并广泛搜集已发表的相关地球化学原始数据,建立硅质岩主量、稀土元素数据库,重新系统地进行沉积环境、成因及硅质来源判别;反向论证通过对华南中二叠世主要地质事件进行时间及成因的梳理,建立构造演化序列,以检验或解释目前存在的系列争议,结果表明:①除个别地区如安徽贵池唐田、铜陵花树坡和巢湖平顶山受火山活动及断裂影响向热液成因过渡,中下扬子北缘孤峰组层状硅质岩主要为非热液成因或生物成因,且沉积于被动大陆边缘深水环境;②华夏古陆隆升及海平面升降控制了研究区孤峰组层状硅质岩中部分陆源物质的输入,但陆源物质对硅质岩的硅质贡献并不明显;③孤峰组硅质岩的研究对峨眉山玄武岩的喷发时间及动力学机制具有重要的启示意义。     

鄂西恩施地区孤峰组岩石地球化学特征及含矿性分析

鄂西恩施地区孤峰组普遍发育一套含骨针和放射虫的硅质岩夹炭质页岩。通过硅质岩岩石学和地球化学特征研究,综合判断中二叠统孤峰组硅质岩沉积环境为大陆边缘中下部与深水盆地结合部位,具有生物与热水混合成因特征,且向上热水参与作用增强,从而导致了矿物元素的分异。结合全岩样品分析结果,认为富矿层位为中上部炭质页岩含量较高的层位,建立了找矿标志,为本区地质找矿工作做出了重要贡献。     

滇西昌宁更戛乡下泥盆统向阳寺组硅质岩地球化学特征及构造环境探讨

滇西昌宁更戛乡下泥盆统向阳寺组位于冈瓦纳大陆与泛华夏大陆间昌宁—孟连结合带北段西侧。文章首次发现向阳寺组中存在硅质岩,并对其硅质岩的地球化学特征等进行了深入研究。硅质岩中发育海百合茎、放射虫及硅藻。地球化学分析表明,向阳寺组硅质岩Si O2质量分数为85.43%~93.50%,Al/(Al+Fe+Mn)平均值为0.77,处于生物成因范畴;硅质岩稀土元素分析结果为其REE总量平均值为53.208×10-6,稀土元素北美页岩标准化配分曲线相对平坦,δCe平均值为1.02,δEu平均值为1.01,LaN/CeN平均值为0.99,LaN/YbN平均值为0.84,表明硅质岩形成于近大陆边缘的深海沉积环境。随着早泥盆世昌宁—孟连洋的快速扩张,保山地块边缘区域性同沉积断裂发育,造成了更戛乡向阳寺组大面积的硅质岩沉积。结合硅质岩地球化学特征的分析与古生物研究,认为更戛乡向阳寺组硅质岩属冈瓦纳大陆保山地块边缘亲昌宁—孟连古特提斯洋的深海沉积的产物。     

广西来宾蓬莱滩剖面中上二叠统硅质岩的地球化学特征及沉积背景

广西来宾地区中上二叠统广泛发育硅质岩,蓬莱滩剖面和铁桥剖面是本地区中上二叠统出露最好的剖面.本文对蓬莱滩剖面28件硅质岩(分别为中二叠统茅口组3件与上二叠统合山组25件)的主量和稀土元素进行了分析研究,并结合岩石学特征,认为:蓬莱滩剖面合山组硅质岩沉积于受到陆源物质影响的边缘海盆环境,它们的硅质主要来源于硅质生物,为生物成因;而其茅口组硅质岩则沉积于远离陆源物质影响的边缘海盆环境,它们的硅质主要来源于热液,为热液成因.通过与铁桥剖面的热液成因硅质岩的沉积背景对比研究,结果表明:中晚二叠世时期,来宾地区为富硅的边缘海盆环境,而陆源物质输入程度的差异是造成本地区形成不同成因硅质岩的主要因素.     

福建李坊重晶石矿床硅质岩地球化学特征及其构造背景

为研究福建李坊重晶石矿床硅质岩的成因和构造背景,对该矿床9件硅质岩样品进行了主量元素、稀土元素和微量元素地球化学分析。结果显示:重晶石化硅质岩富Al、Ti、Fe、Mn和Mg,顶板硅质岩富Al、Fe,贫Mn、Ti、Mg; 重晶石化硅质岩和顶板硅质岩稀土元素含量均较低,且富集轻稀土元素,Eu呈弱负异常-正异常,Ce呈负异常-弱正异常; Ba、Sr、Rb和Th相对富集,Ta、Hf和Y相对亏损。李坊重晶石矿床中硅质岩为热水沉积成因,硅质岩在沉积过程中受陆源物质输入影响,形成于酸性氧化的大陆边缘构造环境。     

江西永平地区石炭纪硅质岩成因地球化学特征及沉积环境

对永平地区石炭纪硅质岩的常量元素、微量元素、稀土元素、硅和氧同位素地球化学特征研究证明其为热水沉积硅质岩。硅质岩沉积大地构造地球化学表明硅质岩的沉积环境是大陆边缘的浅海。     

内蒙古阿拉善右旗雅干地区二叠系埋汗哈达组硅质岩成因及其沉积环境

通过对内蒙古阿拉善右旗雅干地区好比如、杭乌拉剖面二叠系埋汗哈达组硅质岩岩石学特征、主量元素、稀土元素地球化学研究,探讨了硅质岩的成因及其沉积环境。地球化学测试结果显示：好比如剖面硅质岩SiO₂质量分数为89.83%~94.16%,平均值为92.01%,Al/（Al+Fe+Mn）值为0.49~0.65,平均值为0.56,δCe值为0.87~0.92,平均值为0.89;杭乌拉剖面硅质岩SiO₂质量分数为75.93%~90.14%,平均值为86.70%,Al/（Al+Fe+Mn）值为0.68~0.78,平均值为0.73,δCe值为0.89~0.94,平均值为0.90;在Al-Fe-Mn三角图上,样品全部落入生物成因硅质岩区,指示研究区硅质岩为海水生物沉积成因。好比如剖面硅质岩Al₂O₃/（Al₂O₃+Fe₂O₃）值为0.59~0.78,平均值为0.71,MnO/TiO₂值为0.17~0.88,平均值为0.41,（La/Ce）_N值为1.07~1.25,平均值为1.16,Ce_anom值为-0.059~-0.026,平均值为-0.043;杭乌拉剖面硅质岩Al₂O₃/（Al₂O₃+Fe₂O₃）值为0.78~0.86,平均值为0.83,MnO/TiO₂值为0.04~0.40,平均值为0.16,（La/Ce）_N值为1.02~1.15,平均值为1.10,Ce_anom值为-0.041~-0.001,平均值为-0.029;在硅质岩沉积环境判别图上,样品落在大陆边缘型硅质岩区域内,指示研究区硅质岩沉积于大陆边缘缺氧的水体环境。综合分析认为研究区早二叠世为大陆边缘滨海-浅海相沉积环境。     

勉略构造带硅质岩元素地球化学特征及其形成环境

勉略构造带古生代硅质岩发育,其对西秦岭造山带古生代沉积环境与构造背景具有重要指示意义。本文研究了勉略构造带西段文县地区泥盆纪硅质岩的野外露头产状、岩石学与矿物学及全岩主微量元素地球化学特征,对比分析了该带东段硅质岩性质,综合剖析了勉略构造带古生代硅质岩的沉积环境,探讨了西秦岭造山带古生代岩相古地理环境及大地构造背景。文县硅质岩有灰白色块状硅质岩和灰黑色角砾状硅质岩两种类型,两者均具层状、条带状等沉积构造,并与上覆、下伏地层整合接触,为典型热水沉积硅质岩。岩石主要组成矿物为细晶-微晶石英,含有少量的方解石、绢云母及泥质等。岩石地球化学分析显示,硅质岩SiO2含量较高,为84.85%~99.07%,平均为91.99%,且灰白色硅质岩质地更纯,SiO2含量明显高于灰黑色硅质岩。硅质岩主微量、稀土元素Fe2O3/TiO2-Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)、V/Y-Ti/V及LaN/CeN-Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)图解表明该区硅质岩主要形成于大陆边缘及近大陆边缘环境。稀土元素显示灰黑色角砾状硅质岩稀土总量较高,为171.3×10-6~236.1×10-6,而灰白色块状硅质岩仅为11.96×10-6~51.06×10-6,表明前者所含陆源物质组分更多;稀土元素北美页岩标准化后两者整体显示了相似的轻重稀土分异不明显的平坦型稀土配分模式,其中灰黑色硅质岩δCe为0.95~1.05、δEu为0.66~0.87、(La/Yb)SN值为0.95~1.10,反映基本无Ce异常、弱Eu负异常及轻重稀土分异不明显;灰白色硅质岩的δCe为1.07~1.12、δEu为0.70~0.90、(La/Yb)SN值为1.64~4.07显示了弱Ce正异常、弱Eu负异常及弱轻重稀土分异,两者稀土元素特征与世界典型大陆边缘(裂陷)盆地硅质岩相近。文县硅质岩地质、元素地球化学特征表明其整体形成于大陆边缘及近大陆边缘沉积环境,但相比于灰白色块状硅质岩,灰黑色角砾状硅质岩有更多陆源物质加入。结合勉略构造带东段古生代硅质岩野外产出及地球化学特征分析,该区在早古生代-晚古生代早期主要处于扬子板块北部大陆边缘海盆沉积环境,有较多的陆源物质加入到富硅的热水沉积中,在勉略构造带内自西向东形成了一系列不同时代的热水沉积硅质岩。与此同时,西秦岭主要处于大陆裂陷构造背景之中,多期次的裂陷活动形成了一系列裂陷盆地及深大断裂,这对西秦岭古生代热水沉积硅质岩的形成具有重要意义。     

造山带断片型地层层序恢复实例剖析

南皮河组和怕拍组分布于昌宁一孟连带西缘的耿马、沧源、澜沧地区,前人将其分别划归晚二叠世和早三叠世。新的研究表明,它们不是连续地层,而是由多个地层断片组成。通过逐个地层断片研究,恢复了该区被动陆缘的地层序列。在此基础上,重新进行地层划分,厘定了弄巴组、南皮河组和怕拍组。进而探讨了该被动陆缘的演化历史。     

皖南二叠纪海相暗色岩系成因及有机质富集模式

皖南二叠系已成为页岩气勘探的重要目标层位,暗色岩系的硅质来源长期存在争议,有机质富集堆积机理尚不清楚。本文通过皖南地区二叠纪海相栖霞组、孤峰组和大隆组暗色岩系的岩石学特征、古生物群落、沉积特征、有机质丰度和元素地球化学特征分析,探讨其沉积背景、硅质来源和有机质富集模式。研究表明：栖霞组硅质主要来源于热液;孤峰组硅质主要来源于生物和热液;大隆组硅质主要来源于生物和热液,少量来源于生物。二叠纪属热带—亚热带温暖潮湿气候,暗色岩系沉积于具缓慢沉积速率的厌氧—贫氧的100～300 m水体环境中,有机质含量高。栖霞组和孤峰组富有机质暗色岩系的形成除受控于局限滞留的缺氧环境外,还和海底热液活动提供生物繁盛的营养元素与矿物质和上升流的作用有较为密切的关系。大隆组富有机质暗色岩系的形成与长兴期多期火山喷发带入大量营养元素和微量元素,导致初级生产力提高,生物消亡—繁盛—再消亡—再繁盛—消亡,生烃母质快速堆积,且与缺氧环境密不可分。     

内蒙古阿拉善北部杭乌拉地区早古生代硅质岩地球化学特征及其构造意义

内蒙古阿拉善北部杭乌拉地区位于中亚造山带的中段南缘,处于西伯利亚板块、塔里木板块和华北板块之间,是研究中亚造山带和古亚洲洋演化的重要区域。文中以杭乌拉地区硅质岩地球化学特征为主要研究内容,结合前人研究结果,对阿拉善北部地区早古生代构造背景进行分析。杭乌拉地区下古生界西双鹰山组和班定陶勒盖组硅质岩镜下可见黏土、陆源粉砂和放射虫等,表现为明显的沉积成因特征。硅质岩地球化学特征一致性较差,其中Fe、Mn、Al等主量元素、Sc/Th值、(La/Ce)_n值和δCe值反映出硅质岩为大陆边缘沉积,(La/Yb)_n值反映硅质岩接近于远洋沉积背景,δEu 值表现为无热液作用影响,V、V/Y、Ti/V值多接近于洋中脊和大洋盆地硅质岩特征,U/Th、Ba/Sr值也属于热水成因硅质岩特征。硅质岩稀土元素配分曲线呈平坦状,无明显的右倾(大陆边缘轻稀土元素富集配分模式)和左倾(开放洋盆重稀土元素富集配分模式)特征。研究区早古生代地质记录相对较少,但是鉴于该地区晚古生代复杂的构造演化特征及其对早古生代古地理格局的继承,并结合上述硅质岩地球化学特征,认为研究区在早古生代为一个多岛洋环境。     

鄂西古生代硅质岩的地球化学特征及沉积环境

鄂西地区的上奥陶统五峰组、下志留统龙马溪组下部、下二叠统孤峰组和上二叠统大隆组中发育有薄层硅质岩。二叠系栖霞组、茅口组和吴家坪组灰岩中发育有结核状或似层状燧石。Fe Al Mn三角图 ,Cu、Ni、Co、Cr、Zr的关系 ,U Th判别图 ,Ba、As、Sb元素和REE配分模式等地球化学指标表明 :五峰组和龙马溪组层状硅质岩属于正常海水中生物化学和化学沉积 ;孤峰组和大隆组层状硅质岩、茅口组灰岩中燧石结核不属于典型的热水沉积相 ,但受热水作用的影响 ,而孤峰组硅质岩受热水作用明显。鄂西五峰组和龙马溪组硅质岩的沉积环境是四周被古陆或台地环绕的半封闭深水相滞流盆地。鄂西孤峰组和大隆组硅质岩的沉积环境是由裂陷作用形成的碳酸盐台地内部的盆地(或台沟 )滞流还原环境。CaO/(Fe +CaO)值和 (MgO/Al2 O3 )× 10 0值表明 :五峰组、龙马溪组和大隆组硅质岩沉积环境海水略有淡化。栖霞组、茅口组和吴家坪组含结核状或似层状燧石的生物灰岩 ,形成于陆棚上快速海侵和上升洋流形成的还原环境。     

层状硅质岩沉积环境研究的一种新方法（酸溶蚀法）──兼论武昌地区孤峰组沉积环境

武昌地区孤峰组硅质岩主要包括放射虫岩、海绵骨针岩和微晶硅质岩。将这些岩石样品浸入氢氟酸（５—１０％）中１２—２４ｈ，可见清楚的沉积构造。孤峰组上部具丰富的放射虫化石，发育块状层理、条带状层理和三分层理，形成于深水盆地环境；下部具丰富的海绵骨针，发育滑塌构造、粒序层理、水平层理、波状层理，形成于较深水斜坡环境。     

Upper Silurian and Devonian pelagic deep-water radiolarian chert from the Khangai–Khentei belt of Central Mongolia: Evidence for Middle Paleozoic subduction–accretion activity in the Central Asian Orogenic Belt

Recent mapping projects undertaken in Central Mongolia have revealed the widespread occurrence of radiolarian chert within a Paleozoic accretionary complex. We present the results of the first detailed tectonostratigraphic and radiolarian biostratigraphic investigations of the Gorkhi Formation in the Khangai–Khentei belt of the Central Asian Orogenic Belt.The Gorkhi Formation consists of sandstone shale, alternating sandstone and shale of turbidite affinity and chert with small amounts of siliceous shale, basalt, limestone, and clast-bearing mudstone. Radiolarian chert that is completely devoid of terrigenous clastic material is commonly associated with underlying basalt (sedimentary contact) and with conformably overlying siliceous shale and turbidite deposits. The tectonic stacking of basalt–chert and chert–turbidite successions is the most remarkable structural feature of the formation.The recovery of moderately well-preserved radiolarians and conodonts from red chert led to the recognition of four radiolarian assemblages that have a combined age range from the latest Silurian (Pridolian) to the Late Devonian (Frasnian). No age control exists for the siliceous shale, shale, and sandstone, although they are considered to be latest Devonian or slightly younger on the basis of stratigraphic relationships with underlying chert.The Gorkhi Formation has previously been interpreted as a thick sedimentary basin deposit overlying an unexposed Archean–Neoproterozoic basement; however, the stratigraphy within individual tectonic slices clearly corresponds to that of an ocean plate stratigraphy of an accretionary complex generated by the trenchward movement of an oceanic plate. From the lowermost to uppermost units, the stratigraphy comprises ocean floor basalt, pelagic deep-water radiolarian chert, hemipelagic siliceous shale, and terrigenous turbidite deposits. The biostratigraphic data obtained in the present study provide corroborating evidence for the existence of an extensive deep-water ocean that enabled the continuous sedimentation of pelagic chert over a period of nearly 50 million years. These data, together with structural data characterized by tectonic repetition of the stratigraphy, indicate that these rocks formed as an accretionary wedge along an active continental margin, possibly that of the Angara Craton. The mid-oceanic chert was probably deposited in the Northern Hemisphere portion of the Paleo–Pacific Ocean that faced the Angara Craton and the North China–Tarim blocks. Thus, we propose that subduction–accretion processes along the Paleo–Pacific rim played an important role in the accretionary growth of the active continental margin of the Angara Craton, directly influencing the evolution of the Central Asian Orogenic Belt.     

桂西北高龙金矿床含矿硅质岩成因及沉积环境分析

高龙金矿床含矿硅质岩的野外宏观特征、镜下组构特征和稀土元素地球化学特征一致表明硅质岩的形成主要与热水沉积作用有关,而非前人认为的断裂破碎 -热液硅化交代岩。岩石化学、稀土元素和微量元素地球化学特征表明,硅质岩可能形成于大陆边缘 -远洋盆地过渡位置,但更靠近大陆边缘的半深海 -深海环境。     

陕西富平上奥陶统赵老峪组硅质岩地化特征及地质意义

陕西富平上奥陶统赵老峪组发育了一套与深水碳酸盐岩伴生的硅质岩沉积，其地化特征对揭示硅质来源及构造背景等具有重要意义.在研究区地层野外剖面实测、硅质岩岩石地化分析基础上，研究了该区硅质岩硅质来源及构造环境.赵老峪组岩性以深灰色薄板状灰岩为主，夹层状放射虫硅质岩、砾屑灰岩、砂屑灰岩、含斑块灰岩和火山凝灰岩，其中硅质岩呈隐晶质－微晶质，含放射虫化石.样品Al/（Al+Fe+Mn）均值0.68，MnO/TiO₂均值0.18，ΣREE均值46.41，δCe均值0.95，δEu均值1.13，La_N/Yb_N均值1.15，La_N/Ce_N均值1.08，显示大陆边缘的构造环境，硅质来源主要为陆源来源.结果表明赵老峪组硅质岩发育于奥陶纪扬子板块向华北板块俯冲背景下，形成于华北地块南缘与北秦岭之间的二郎坪弧后前陆盆地北部大陆边缘.      

思茅地块西缘龙洞河组放射虫动物群及其地质意义

思茅地块西缘的龙洞河组为一套火山—沉积岩系 ,原定时代为晚石炭世 ,被认为属南澜沧江洋弧后盆地沉积。现在龙洞河组层状硅质岩断片中发现了晚泥盆世放射虫化石 ,在细碧角斑岩之硅质岩夹层中发现了早石炭世放射虫动物群 ,表明龙洞河组不全是晚石炭世地层 ,而是由晚古生代的一些地层断片组成。思茅地块西缘深水沉积盆地的演化始于泥盆纪 ,应为滇西南古特提斯多岛洋的一个分支 ,向南可能与泰国难河带对比。     

川东南地区志留系小河坝组砂岩特征及物源分析

通过对川东南地区小河坝组砂岩的碎屑组分、岩屑类型、重矿物组合、地球化学（稀土元素、微量元素）及古流向的研究,分析了小河坝组砂岩的物源方向、母岩类型及源区的构造背景。结果显示：源区为盆地东边江南－雪峰山隆起西侧上元古界板板溪群及其侵入板溪群中的基性岩体、中基性喷出岩体。具有活动大陆边缘、大陆岛弧及被动大陆边缘的构造背景。地球化学研究进一步证明,母岩主要为更老的沉积岩再旋回沉积物及少量岩浆岩。在早志留世小河坝期以华南板块缓慢向扬子板块蠕动方式相拼接,致使扬子板块整体缓慢抬升,同时沉积中心不断向西北方向迁移,造成研究区具有明显沉积旋回性的物源供给特征。