康滇古陆西侧龙马溪组黑色页岩地球化学特征及其地质意义

为查明康滇古陆西侧龙马溪组黑色岩系的地质成因及沉积环境,指导区域页岩气勘探开发,对宁蒗盆地东南缘李子河地区龙马溪组岩层开展了详细的元素地球化学研究。结果表明,研究区硅质含量较高(SiO_2值为64.78%~96.89%),Al_2O_3与TiO_2呈正相关,SiO_2/Al_2O_3与Al_2O_3呈负相关,这种相关关系表明该区硅质岩系为非纯硅质岩,含有较高比例的陆源泥质沉积物。Al/(Al+Fe+Mn)值(0.53~0.75)、Fe/Ti值(6.38~14.96)、(Fe+Mn)/Ti值(6.40~18.20)、Si/(Si+Al+Fe)值(0.82~0.99)及Al-Fe-Mn三角图解综合显示出生物沉积硅质岩的特点。MnO_2/TiO_2值(0.005~1.20)、δCe值(0.46~0.92)、相关构造判别图解以及稀土元素分布形式特点均说明源区形成于接近大陆边缘的深水-半深水沉积环境。沉积期水体盐度指标m值(4.96~36.88)、CaO/(Fe+CaO)值(0.017~0.83)以及氧化还原指标δCe负异常、δEu正异常、Ce/La值(1.04~2.09)等元素特征指示其沉积于还原条件下低中等盐度海水环境,这种环境下适合有机质的富集和保存。高有机碳(TOC)与高硅质含量显示弱的负相关,说明生物成因硅质岩是造成高TOC的主要原因,而陆源物质硅对有机质进行稀释和破坏反而降低了TOC含量。受上述成因构造及沉积环境的影响,在宁蒗盆地李子河地区龙马溪组形成一套品质较好的富有机质烃源岩储层,具有一定的页岩气地质评价意义。     

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。     

甘肃省肃南县西水地区奥陶纪硅质岩地球化学特征及其形成环境

北祁连奥陶系阴沟群硅质岩对该地区的沉积环境和构造背景具有重要的指示意义,目前多认为其形成于大陆边缘环境。北祁连西水地区奥陶系阴沟群中的硅质岩w(SiO_2)值、Si/Al值、Al/(Al+Fe+Mn)值、Fe/Ti值、(Fe+Mn)/Ti值、w(∑REE)值等地球化学特征均指示硅质岩为热水沉积成因;Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)值、U/Th值、Ti/V值、(La/Ce)_N值、δCe值指示其形成于大陆边缘环境;w(Al_2O_3)值与w(MgO)值、U/Th值、Al_2O_3/TiO_2值均反映硅质岩在形成过程中受到了陆源碎屑的影响;Al_2O_3、TiO_2、Cr、Rb、Ba、Zr质量分数特征及稀土元素配分模式表明硅质岩的形成与岛弧以及弧后盆地有关。综合分析与奥陶系硅质岩伴生的火山岩岩石组合特征以及区域构造演化背景,认为西水地区奥陶系阴沟群硅质岩应属大陆边缘背景下,其弧后盆地靠近岛弧一侧的产物。这为进一步细化研究北祁连奥陶纪沟-弧-盆体系的空间格局提供了重要的沉积学依据。     

福建李坊重晶石矿床中硅质岩硅、氧同位素组成及成因意义

福建李坊大型重晶石矿床围岩中发育层状硅质岩,为了研究硅质岩的成因,本文对14件硅质岩样品进行了硅、氧同位素分析。结果表明:δ(~(30)Si)分布范围为-0.3×10~(-3)～+0.1×10~(-3),平均值为-0.1×10~(-3);δ(~(18)O)分布范围为10.6×10-3～18.9×10-3,平均值为14.7×10~(-3)。基于该层状硅质岩的δ(~(30)Si)和δ(~(18)O)分布范围特征,结合野外地质调查研究工作的认识,该硅质岩应为原生沉积成因,二氧化硅来源于热水沉积;根据燧石-海水氧同位素地质温度计估算石英的形成温度为100.2℃—198.7℃,平均值为146.0℃,即该硅质岩形成于热水沉积,暗示李坊重晶石矿床形成于热水沉积作用。     

黔南罗甸中晚泥盆世硅质岩类沉积环境及其形成的大地构造背景

黔南罗甸地区中晚泥盆世广泛发育深水相沉积硅质岩、灰岩,其建造类型明显不同于增生型或岛弧型硅质岩,属于一种特殊的硅质岩建造类型。对罗甸蒙江(中、上泥盆统)和过石寨(中泥盆统)42件硅质岩类样品进行岩石学、矿物学以及主量和稀土元素地球化学研究,结果表明,中泥盆世硅质沉积物Al_2O_3(0.62%~22.1%)、TiO_2(0.01%~0.84%)、Fe_2O_3(0.41%~10.5%)、∑REE(7.87×10~(-6)~319×10~(-6))、Ce/Ce*(0.51~0.96)值整体偏高,而Y/Ho值(26.6~37.0,平均30.8)和(La/Ce)N值(1.06~1.99,平均1.28)相对较低。晚泥盆世硅质沉积物的Al_2O_3(2.42%~10.6%)、TiO_2(0.06%~0.43%)、Fe_2O_3(0.62%~2.65%)、∑REE(28.7×10~(-6)~163×10~(-6))、Ce/Ce*(0.45~0.82)值则相对偏低,而Y/Ho值(28.2~36.7,平均34.2)和(La/Ce)N值(1.34~2.34,平均1.82)相对升高。除去SiO_2稀释作用影响,区内硅质沉积物稀土元素含量及来源变化均大,其中上泥盆统硅质沉积物中(∑REE+Y)除部分来自陆源碎屑外,更多地从海水中获取。结合Al2O_3/TiO_2-Al(Al+Fe+Mn)、Al-Fe-Mn和(∑REE+Y)-SiO_2/Al_2O_3图解,以及主量和稀土元素地球化学特征,认为罗甸中晚泥盆世硅质沉积物为正常海相沉积,从中泥盆世到晚泥盆世,沉积环境已由较为局限的边缘裂谷盆地向开阔的边缘裂谷盆地转化。这对深刻认识水城-紫云-南丹晚古生代裂陷盆地,以及右江盆地在中晚泥盆世的发展、演化过程均具有重要意义。     

银额盆地及邻区二叠系硅质岩岩石学、地球化学特征及沉积环境

通过对研究区二叠系硅质岩岩石学特征、主量及稀土元素地球化学研究,探讨硅质岩的地球化学特征及其沉积环境。结果表明,杭乌拉下二叠统埋汗哈达组硅质岩Al/(Al+Fe+Mn)值介于0.68~0.78之间,平均值为0.73,δCe值为0.89~0.94,平均值为0.90,二断井中二叠统菊石滩组Al/(Al+Fe+Mn)值介于0.50~0.67之间,平均值为0.60,δCe值介于0.85~0.90之间,平均值为0.88,在Al-Fe-Mn三角图上,样品点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。杭乌拉下二叠统埋汗哈达组硅质岩Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)值为0.78~0.86,平均值为0.83,Mn O/Ti O2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,Ceanom值为-0.041~-0.001,平均值为-0.029,二断井中二叠统菊石滩组硅质岩Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)值为0.82~0.91,平均值为0.87,Mn O/Ti O2值为0.05~0.47,平均值为0.24,(La/Ce)N值为1.00~1.12,平均值为1.06,Ceanom值为-0.058~-0.033,平均值为-0.045。这些地球化学指标指示了研究区硅质岩沉积于大陆边缘缺氧的水体环境中。     

扬子板块北缘早-中志留世硅质岩成因及古沉积环境的地球化学研究

本文对四川省若尔盖县北部-甘肃省迭部县中-下志留统[兰多维列统(Llandovery)-温洛克统(Wenlock)]富有机碳硅质岩进行了无机化学研究,目的是探讨其成因及形成环境,并建立研究区硅质岩形成及相关元素富集模式。主要对1个钻孔、2个剖面共28件硅质岩的岩相学、扫描电镜、主量、微量、稀土元素、有机碳及Si、O稳定同位素特征进行了研究。(1)岩相学、扫描电镜分析,Fe/Ti、Al/(Al+Fe+Mn)(0.08~0.79)均值0.31、(Fe+Mn)/Ti,(La/Yb)N(0.12~1.41)均值0.54、δEu(0.81~3.36)均值1.55、∑REE(7.59~253.48)均值82.90,Si同位素(-0.2‰~2.1‰)均值0.66‰、O同位素(13.5‰~21.8‰)均值19.53‰、同位素对成岩温度的反演,显示硅质岩为热水沉积成因,并伴有生物作用(Si、O稳定同位素显示),益哇硅质岩形成时陆源物质供给适量,导致与碳酸盐相关生物繁盛,少量样品受陆源物质影响显著。(2)岩相学、扫描电镜分析,MnO_2/TiO_2、Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)、Al/(Al+Fe)(0.08~0.80)均值0.33、Th/U、V(28.6×10~(-6)~2261×10~(-6))均值454.42×10~(-6)、Ti/V,δCe(0.65~1.58)均值1.01、(La/Ce)N(0.60~1.314)均值0.97、有机碳(TOC)-微量元素二元图解,显示研究区硅质岩形成于大陆边缘的热水喷流导致海底局部水动力较强的缺氧环境[特别是δCe、(La/Ce)N、稀土配分模式],部分硅质岩由于富集热液元素导致其具有洋脊、大洋盆地硅质岩的特征。结合前人研究成果,认为研究区硅质岩形成于扬子板块北缘(古商丹洋南缘)热水喷流系统发育(导致海底水动能较强的)、缺氧状态的陆缘拉张裂陷环境,这种环境有利于U、V、Mo、Cu、Ni等变价元素的富集,扬子板块北缘早古生代(寒武纪-志留纪)黑色页岩系产自扩张的大陆边缘缺氧-还原环境。     

西昆仑尖山混杂岩带中硅质岩地球化学特征及沉积环境

尖山混杂岩带由基性一超基性岩、基性火山岩、基性火山碎屑岩及硅质岩组成,各类岩石呈岩片(块)产出。带内硅质岩具富Al_2O_3、高Fe_2O_3和低TiO_2特征,为含较高比例陆源泥质沉积物(SiO_2含量74.71%~83.61%)。Al/(Fe+Mn+Al)=0.72~0.81、U/Th=0.14~0.34,显示生物沉积硅质岩特点。页岩标准化曲线主要为弱Ce正异常(Ce/Ce*=0.90~1.22)、无明显Eu异常(Eu/Eu*=0.78~1.01)、轻、重稀土分异不明显的平坦曲线,为典型大陆边缘硅质岩。硅质岩中Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)=0.62~0.75、Al_2O_3/TiO_2=12.63~20.22(平均15.99)、MnO/TiO_2=0.08~0.57、La_(SN)/Ce_(SN)=0.79~1.17、Ti/V=47.44~68.29、Th/U=2.94~7.39、δEu_(CN)=0.53~0.69及Ce_(anom)=-0.16~-0.03,均与大陆边缘硅质岩值相当,反映其形成明显受带内大面积出露的、以基性火成岩为主的陆源物质影响,但距大陆有一定距离的陆内裂谷环境之中。据放射虫时代,硅质岩形成于中三叠世,尖山混杂岩带还处于拉张发展阶段。其形成时代、构造背景可与区域上西金乌兰蛇绿混杂岩带进行对比。     

重庆石柱吴家坪组硅质岩地球化学特征

重庆石柱上二叠统吴家坪组硅质岩广泛发育。通过野外剖面的观察和硅质岩主量、稀土及同位素的分析,认为吴家坪组硅质岩为受到热水影响的生物成因。其化学成份以SiO2为主,质量分数为65.52%~97.76%,富集Fe,Mn等元素,Al/(Al+Fe+Mn)平均值为0.38,但约一半样品的Al/(Al+Fe+Mn)比值接近于纯生物成因的比值;REE总量平均值为38.55×10-6,δCe值为0.48~0.93,为中-弱负异常,δEu值为0.70~1.12,无明显的正负异常;δ30Si的值为0.7‰~1.4‰,更多地接近(或高于)现代放射虫的δ30Si;根据δ18O计算出硅质岩形成时古海水的温度为45℃~95℃。硅质岩的形成与火山活动和断裂有关,下渗的海水与岩浆热液混合,并被加温,溶解了大量SiO2等;然后以热泉形式通过断裂喷出,使附近海水中SiO2含量极大提高,促使放射虫和海绵等硅质生物大量繁殖,最终形成生物硅质岩沉淀下来。     

西昆仑赞坎地区古元古代化学沉积岩系的地球化学及微区特征研究

赞坎铁矿是西昆仑地区典型的铁矿床之一,该矿区内存在一套共生的化学沉积岩系"铁矿层和硅质岩"。本研究对该化学沉积岩系的宏观地球化学特征和微观矿物学组构及矿物地球化学特征进行了分析和探讨,研究结果支持赞坎铁矿为遭受了改造的沉积变质型铁矿并形成于类似大陆边缘海相环境。显微镜下,富铁矿石主要包含石英、磁铁矿和硅酸盐矿物并具有明显的条带状构造,而硅质岩则表现为细-微晶石英颗粒构成的紧密堆积结构。矿石富铁条带的XRD和EBSD分析结果表明,该矿石富铁条带内的主要矿物为磁铁矿、辉石和微量磷灰石,磁铁矿颗粒的晶胞参数为a=b=c=8.394A,z=8并吻合沉积变质型铁矿的特征。LA-ICPMS分析结果表明,磁铁矿内杂质元素的氧化物平均含量按照Cr_2O_3(2764×10~(-6))、Al_2O_3(2494×10~(-6))、V_2O_5(1494×10~(-6))、SiO_2(1255×10~(-6))、TiO_2(589.7×10~(-6))、MnO(162.5×10~(-6))、MgO(114.9×10~(-6))依次降低,其地球化学示踪结果吻合沉积变质型铁矿的特征。全岩地球化学分析结果显示,硅质岩的SiO_2含量70.58%~81.78%、Ba含量平均372.4×10~(-6)、U含量平均2.21×10~(-6)、ΣREE值平均97.37×10~(-6),这些特征总体上吻合热水成因,而部分样品偏高的Al_2O_3含量和∑REE值及无明显Eu异常则指示了非热水成因陆源沉积物的贡献;硅质岩的Al/(A1+Fe+Mn)值0.68~0.96、MnO/TiO_2值0.00~0.05、Al/(Al+Fe)值0.74~0.97、Sc/Th值2.22~7.07、U/Th值0.33~0.86、Al_2O_3/TiO_2值平均32.24吻合,这些指标指示其形成于类似大陆边缘海相的沉积环境;硅质岩的Ni/Co平均3.10吻合富氧环境,Sr/Ba值平均0.23指示该硅质岩形成环境的水动力总体偏弱,这说明赞坎地区硅质岩及铁矿的原始形成环境相对富氧且水动力总体偏弱。由于遭受了后期的构造-岩浆事件改造,赞坎铁矿的矿石地球化学特征与典型BIF存在略微的差异,但其岩石学、宏观地球化学和微区矿物学特征均在总体上吻合沉积变质型BIF的特点。综上所述,赞坎铁矿属于早前寒武纪的沉积变质型BIF铁矿,该铁矿形成于类似大陆边缘海相环境并遭受了后期构造-岩浆事件的改造。     

浙西石炭纪层状硅质岩地球化学特征及其意义

在浙西石炭纪地层中存在与地层整合产出的层状硅质岩。硅质岩中ＦｅＯ、ＭｎＯ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等含量相对较高，富集Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｇａ，Ｆｅ２Ｏ３／ＦｅＯ、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）、ＳｉＯ２／ＭｇＯ比值较小，稀土元素总量低，Ｃｅ弱负异常，重稀土相对富集，包裹体富含气相组份ＣＨ４、ＣＯ２、Ｎ２、ＣＯ、Ｈ２，具热水沉积硅质岩的地球化学特征。在Ｆｅ—Ｍｎ—（Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｕ）三角图及ＳｉＯ２—Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２—Ｆｅ２Ｏ３图上均属于热水沉积硅质岩。硅质岩中硅、氧同位素也显示其热水成因之特点。硅质岩的硅同位素和稀土元素Ｃｅ／Ｃｅ※值表明本区层状硅质岩主要是在浅海环境下沉积的。硅质岩的形成温度较高，为９８℃～１５２℃     

福建黄塘晚侏罗世长林组硅质岩地球化学特征及其沉积环境意义

福建黄塘地区晚侏罗世长林组发育一套层状硅质岩,夹薄层凝灰岩,产硅质海绵骨针和硅质钙藻,其硅质岩沉积环境复杂,成因一直存在不同认识。本文通过野外地质调查和岩相学研究,以及主量元素、稀土元素和微量元素分析认为,该区硅质岩为非纯硅质岩,在FeMnAl三角图中样品位于生物成因区及附近,Mo和V含量富集、轻稀土富集、Eu弱负异常及U/Th值也都具有典型的生物成因特征,且微观特征显示其受到火山活动的影响。黄塘硅质岩在Fe2O3/TiO2Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)、TFe2O3/(100-SiO2)Al2O3/(100-SiO2)和(La/Ce)NAl2O3/(Al2O3+Fe2O3)图解中都投在了大陆边缘及附近。ΣREE值较高、Ceanom值、MnO/TiO2值及(La/Yb)N值等这些地球化学指标一致表明黄塘硅质岩处于受陆源物质影响的大陆边缘浅海沉积环境。在前人研究基础上,认为研究区在晚侏罗世早期开始发生海侵并伴有小规模的火山活动,整体为还原环境,局部可能水体较深,为进一步开展福建、浙江地区的石油地质评价工作提供了依据。     

鄂尔多斯盆地煤成烃潜力与成气热模拟实验

鄂尔多斯盆地煤的Ｒｏｃｋ Ｅｖａｌ分析结果表明，在肥煤—焦煤阶段，Ｓ１＋Ｓ２达最大值，随后生烃潜力减弱。煤的Ｐｙ ＧＣ分析及热模拟成气实验结果证实煤成气具有３个生气高峰，分别相应于Ｒｏ，ｍ０５％～０７％、１０％～１４％及２５％，表明煤成气具多阶段性的特点。这一规律性的认识有助于煤成气的勘探和开发。同时，随煤级增高，煤成烃特征亦发生有规律的变化：异构烃减少，正构烃增加；类异戊二烯烷烃分布亦存在多变性或多阶段的演化特点；苯系化合物具波动性变化特征。     

甘肃北山地区红山铁矿硅质岩的地球化学特征及沉积环境

通过野外地质调查和系统的岩石主量元素、微量元素、稀土元素等的研究,探讨红山铁矿床硅质岩的地球化学特征及其沉积环境。红山铁矿床中广泛发育一套与铁矿体呈共生关系的硅质岩。研究表明,与铁矿密切共生的呈层状和透镜状产出的灰色、紫红色硅质岩总体属于低硅类型的硅质岩。在SiO2-Al2O3判别图解中,SiO2与Al2O3负相关,样品数据点均落入热水沉积区域;稀土元素配分模式经北美页岩标准化后呈平缓型,与东太平洋热泉水、红海热卤水具有相似的正Eu异常和配分模式,δEu值均大于1,显示热水沉积的特征;硅质岩中的V、Ni、Cu、Ba等微量元素的含量具有陆缘海盆热水沉积的特征。     

鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组黑色岩系硅质来源及其油气地质意义

为了查明鄂西五峰组—龙马溪组富有机质页岩的硅质来源,明确不同硅质来源的页岩气地质意义,促进页岩气勘探开发,本文通过系统的样品采集与分析测试,对宜昌地区五峰组—龙马溪组下部黑色岩系的硅质来源、特征及其对有机质富集和储层特征的影响进行了深入研究。结果表明,鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组黑色岩系硅质矿物含量高,过量硅含量在2. 59%~88. 31%,平均27. 91%,且过量硅主要发育于凯迪阶与鲁丹阶的深水陆棚环境;显微镜下可见大量棱角状陆源碎屑石英,硅质岩中可见具有溶蚀边的硅质生物化石,如放射虫、海绵骨针等;页岩样品TiO2与Al2O3平均含量只有0. 63%和12. 41%,且SiO2与TiO2、Al2O3呈现明显的负相关,Si/(Si+Al+Fe)和Al/(Al+Fe+Mn)比值分别为0. 81和0. 77,Eu/Eu*具有明显的负异常,过量硅与U/Th、Ni含量之间相关性不明显,表明鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组黑色岩系硅质来源以陆源硅和生物硅为主,没有受到热液的影响,且五峰组凯迪阶—龙马溪组鲁丹阶以生物硅为主,向上陆源硅影响逐渐增大。深水缺氧还原环境是生物硅发育的有利条件,但生物硅的发育与古生产力、氧化还原条件没有绝对的正相关线性关系,主要表现为不同来源的硅质矿物含量与TOC峰值之间呈正态分布曲线特征,当Al2O3含量达到10%左右,过量硅含量在40%左右所对应的页岩有机碳可出现峰值,而不是硅质矿物含量越高有机质一定越富集。此外,硅质矿物特别是以微晶方式赋存的生物硅的发育不仅可以有效保护页岩储集空间,还能促进裂缝的发育,极大的改善页岩储层的储渗能力,并为后期获得良好的储层压裂改造效果提供有利条件。     

甘肃北山地区红山铁矿硅质岩的地球化学特征及沉积环境

通过野外地质调查和系统的岩石主量元素、微量元素、稀土元素等的研究,探讨红山铁矿床硅质岩的地球化学特征及其沉积环境。红山铁矿床中广泛发育一套与铁矿体呈共生关系的硅质岩。研究表明,与铁矿密切共生的呈层状和透镜状产出的灰色、紫红色硅质岩总体属于低硅类型的硅质岩。在SiO2-Al2O3判别图解中,SiO2与Al2O3负相关,样品数据点均落入热水沉积区域;稀土元素配分模式经北美页岩标准化后呈平缓型,与东太平洋热泉水、红海热卤水具有相似的正Eu异常和配分模式,δEu值均大于1,显示热水沉积的特征;硅质岩中的V、Ni、Cu、Ba等微量元素的含量具有陆缘海盆热水沉积的特征。     

大兴安岭北段一脑丸地区花岗斑岩锆石U-Pb年代学及地球化学特征

大兴安岭北段一脑丸地区花岗斑岩锆石U-Pb年代学和地球化学特征研究结果表明该岩石的加权平均年龄为140.5±2.4 Ma,属早白垩世,同时含有较多中-晚三叠世的捕获锆石(223~232 Ma)。岩石的SiO_2含量为63.73%~64.35%,(K_2O+N_2O)为6.77%~7.31%,Al_2O_3含量为15.20%~15.40%,MgO含量和Mg#值分别为1.85%~2.01%和32~34,Fe_2O_3/FeO值为1.37~1.53,铝饱和指数(A/CNK值)为0.94~0.96之间,属于高钾钙碱性系列、准铝质I型花岗岩岩石。岩石的稀土总量相对较低(∑REE=110.37×10~(-6)~117.55×10~(-6)),轻重稀土元素分馏较高((La/Yb)N=22.39~31.72),Eu异常不明显(Eu/Eu*=0.91~1.07),富集轻稀土元素和Rb、K等大离子亲石元素,相对亏损重稀土元素和Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,高Sr(515×10~(-6)~665×10~(-6)),低Y(6.73×10~(-6)~7.39×10~(-6)),具有埃达克岩性质。结合区域构造演化特征,认为该花岗斑岩起源于增厚下地壳部分熔融,应与蒙古—鄂霍茨克洋闭合后的陆陆碰撞造山作用有关。     

Geochemical Characteristics of Wuyang Siliceous Rocks in the Southern Margin of North China Craton and its Constraint on the Formation Environment of BIF of Tieshanmiao Formation

Precambrian banded iron formation(BIF) is one of the most important mineral resources in China, mostly abundant in the North China Craton(NCC) with relatively less common in South China. Since the BIF and siliceous rocks both originated from chemical deposition, the syngenetic BIF and Siliceous rocks can help evaluate their environment of formation. We examine here the mineralogy and geochemistry of siliceous rocks associated with the Tieshanmiao Formation BIF, aiming to decipher the conditions of formation of both BIF and Siliceous rocks in the Wuyang area in the NCC. Analysis of the geochemical characteristics of whole rock shows that the Si O2 content of the siliceous rock ranges from 90.11% to 94.85% and is relatively high overall. Trace element contents of Ba and U are also high, the Ba/Sr ratio ranges from 3.89 to 25.28 and the U/Th ratio ranges from 0.09 to 0.20. Finally, the ΣREE value of rare earth elements ranges from 57.03 ppm to 152.59 ppm, and these indexes all indicate that siliceous rock resulted from hydrothermal deposition. Plots of Al2 O3-Si O2, Si O2/(K2 O+Na2 O)-Mn O2/Ti O2 and Mn-10×(Cu+Co+Ni)-Fe in discrimination diagrams also verify this interpretation. However, both the Mg O content, ranging from 0.16 to 0.32, and the Fe/Ti ratio, ranging from 2.50 to 9.72, suggest that terrigenous material was added during the depositional process. Major and trace element parameters of siliceous rock, such as the Al/(A1+Fe+Mn) ratio(from 0.81 to 0.93), Mn O/Ti O2(from 0.00 to 0.17), Al/(Al+Fe)(from 0.82 to 0.93), Sc/Th ratio(from 0.21 to 0.50), U/Th(from 0.09 to 0.20),(La/Yb)N(from 0.83 to 3.04), and the(La/Ce)N(from 0.01 to 0.02) all imply that the siliceous rock formed in a continental margin. In addition, the Sr/Ba ratio from 0.08 to 0.26, the δCe value from 0.31 to 0.90, and the δEu value from 0.14 to 0.58, all indicate that the siliceous rock was formed at a relatively deeper water depth and under weak hydrodynamic conditions. Siliceous rock and BIF formed in the same geological setting, with the Si O2/(K2 O+Na2 O) ratio of siliceous rock ranging from 28.61 to 47.43, the Si O2/Al2 O3 ratio from 16.53 to 32.37, and the Si O2/Mg O ratio from 287.28 to 592.81, which are all in agreement with chemical deposition associated with volcanic eruptions. The Al2 O3/Ti O2 ratio from 37.82 to 50.30 indicates that the magma source of siliceous rock was of slightly intermediate composition. During the Late Archean in the Wuyang area, the high concentration and high purity Si O2 quickly precipitated from hydrothermal fluids to finally result in the accumulation of siliceous rock in a marginal sea, while the input corresponding to iron formation components was deposited to form iron formation layers, and limestone was only the product formed during the deposition intervals of siliceous rock and iron formations. In this study, the synsedimentary siliceous rocks of BIF act as a new way to provide direct evidence to understand the formation environment of BIF due to its high geochemical stability.     

大兴安岭北段博克图地区晚石炭世花岗岩的成因:来自锆石U—Pb年龄、地球化学及Lu—Hf同位素证据

大兴安岭北段博克图地区高吉山岩体的岩石类型为碱长花岗岩,LA—ICP—MS锆石U—Pb定年结果表明高吉山岩体形成于晚石炭世(～311 Ma)。地球化学数据显示碱长花岗岩具有高硅,富钾,贫铁、镁的特点,且轻重稀土元素分馏作用明显[(La/Yb)_N=5. 00～14. 19],相对富集大离子亲石元素(Rb、K),亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)及P元素等,具有负铕异常(Eu/Eu~*)=0. 47～0. 72,∑REE为49. 07×10~(-6)～139. 30×10~(-6),LREE/HREE=7. 93～13. 98。锆石Lu—Hf同位素特征显示碱长花岗岩具有正的ε_(Hf)(t)值(+8. 46～+12. 94),和较年轻的Hf二阶段模式年龄(t_(DM2)=501～783 Ma)。结合相关区域地质研究,认为大兴安岭北段晚石炭世高吉山岩体是新元古代从亏损地幔中新增生地壳物质的部分熔融的产物,可能与古亚洲洋的俯冲作用有关。     

云南墨江金矿热水喷流沉积成岩成矿的地质地球化学证据

在墨江金矿区发现了两个热水喷流沉积旋回，赋矿地层烂山段出露的硅质岩和（黄铁矿）硫化物岩具有低TiO2,Al2O3和富含As,Sb,Au,Ag,Hg含量特征，稀土元素具有总量低，轻稀土总量高于重稀土特征，其球粒陨石标准化模式为向右倾曲线，大多数样品具有负Eu异常；而其北美页岩标准化曲线向左倾，在SiO2-Al2O3,Al-Fe-Mn和Al2O3-TFeO-CaO等地球化学图解上，大多数样品位于热水沉积区，当样品中含有火山角砾成分时偏离热水沉积区，研究表明硅质岩和（黄铁矿）硫化物岩主要由热水喷流沉积形成的，再结合矿床地质特征，认为墨江金矿存在早期热水喷流沉积成岩成矿作用，形成了矿化或低品位矿石，并可能与下伏火山喷发有关，这为墨江金矿的成因研究和进一步找矿开辟新的思路。