显生宙碳酸盐岩中燧石结核的几种成因模式

显生宙以来,碳酸盐岩地层中有燧石结核产出的现象十分普遍。现有研究认为,硅质生物壳体是燧石结核最主要的硅质来源,随着地质历史上主要硅质生物类型的演变,燧石结核的产出环境逐渐从浅水变为深水。不同地区不同层位的燧石结核往往具有一些共同特征,包括呈孤立分散的结核状产出、硅质选择性交代方解石颗粒而保留晶形完好的白云石、硅质矿物具有隐晶硅质-微晶石英-粗晶石英的规律性变化等。基于上述主要特征及不同研究实例的特点,前人总结出了有机质氧化模式、半透膜模式、混合水硅化模式、重结晶应力控制交代模式等燧石结核成因模式,从不同角度对燧石结核的典型特征进行了解释。然而由于燧石结核成因的复杂性及其可形成于沉积-成岩的不同阶段,各个成因模式均存在一定的局限性,只可用于解释部分地质特征。鉴于燧石结核对研究区的沉积环境、成岩历史等具有很好的指示作用,对其成因的研究具有重要意义,尽管上述模式的提出时间较早,但针对特定问题的研究非常深入,在以后的研究中应加以借鉴。     

华南地区二叠纪栖霞组燧石结核成因研究及其地质意义

燧石结核是华南地区二叠纪栖霞组的重要识别特征之一，其成因具重要的古地理、古海洋意义。通过对湖北黄石、江苏南京和广西来宾三地栖霞组燧石结核的岩石矿物学研究，确定了栖霞组燧石结核的矿物组成和成岩作用序列。研究区燧石结核主要由微石英、负延性玉髓、粗晶石英组成，并含少量白云石、方解石及生物碎屑。其中，微石英、负延性玉髓、正延性玉髓、白云石形成于早期成岩作用，方解石晶粒形成于晚期成岩作用，粗晶石英的形成则具有多期性。结合栖霞组菊花状天青石和海泡石成因研究结果，本文认为组成栖霞组燧石结核的硅质来源与当时全球硅质生物的繁盛有关。燧石结核内玉髓和白云石形成环境条件及形成时间的确定，为建立更加合理的燧石结核成因模式和白云岩化模式提供了重要资料，同时也对深入探讨本区二叠纪层状硅质岩的成因具启发意义。     

碳酸盐岩中燧石条带成因争鸣——以北京西山中元古界雾迷山组为例

北京地区中元古界雾迷山组主要由燧石条带白云岩、燧石结核白云岩、叠层石白云岩和少量含陆源粉砂质碎屑的白云岩组成,广泛出露于北京山区,厚度2000~3500 m。以雾迷山组为代表的大量中元古代硅质沉积物的物源和形成原因,一般教科书均认为层状燧石为生物成因,结核状燧石为成岩交代成因。笔者等在北京西山等地多次野外考察发现,剖面上的硅质条带或硅质结核（下一般称燧石席或硅胶席）。 燧石席内部常包裹或胶结有下伏白云岩的砾石并且因混有有机质等,表现为各种暗色或杂色。硅胶席在上覆白云质沉积物堆积之前与其周围的白云质灰泥和粒屑几乎同时形成,燧石透镜体与白云质沉积物之间存在着相互穿插、包裹的关系,但彼此之间边界清晰,无论是白云石粒屑还是硅胶席都没有任何被交代痕迹。因此,笔者等认为：燧石“结核”是硅胶聚集成席,再经压实、固化的结果,其浑圆状边缘是水下硅胶与沉积介质的相变面。硅胶固化作用是雾迷山组中原生燧石的唯一成因。在成岩重力压实过程中,连续分布的原生硅质沉积物会形成布丁或“结核”构造。白云质灰泥和粒屑的胶结速度与硅胶的固化速度之间存在着明显的差异,遇地震等外力作用,软的硅胶席会沿着弱固结的白云岩裂隙向上侵入或向下挤入,形成硅质脉。遇有后期的岩浆侵入或热变质作用的改造,硅质条带和硅质结核的成分和颜色会发生相应的变化,质地变纯,颜色由深变浅,但是仍然保留原生的层理或纹理,容易被误认为是成岩期或成岩后硅质交代碳酸盐矿物而成。     

碳酸盐岩中燧石条带成因争鸣——以北京西山中元古界雾迷山组为例

北京地区中元古界雾迷山组主要由燧石条带白云岩、燧石结核白云岩、叠层石白云岩和少量含陆源粉砂质碎屑的白云岩组成,广泛出露于北京山区,厚度2000~3500 m。以雾迷山组为代表的大量中元古代硅质沉积物的物源和形成原因,一般教科书均认为层状燧石为生物成因,结核状燧石为成岩交代成因。笔者等在北京西山等地多次野外考察发现,二维剖面上的硅质条带或硅质结核在三维实体上实际上是透镜状或席状（下一般称燧石席或硅胶席）。 燧石席内部常包裹或胶结有下伏白云岩的砾石并且因混有有机质等,表现为各种暗色或杂色。硅胶席在上覆白云质沉积物堆积之前与其周围的白云质灰泥和粒屑几乎同时形成,燧石透镜体与白云质沉积物之间存在着相互穿插、包裹的关系,但彼此之间边界清晰,无论是白云石粒屑还是燧石席都没有任何被交代痕迹。因此,笔者等认为：燧石“结核”是硅胶聚集成席,再经压实、固化的结果,其浑圆状边缘是水下硅胶与沉积介质的相变面。硅胶固化作用是北京西山中元古界雾迷山组中原生燧石的唯一成因。在成岩重力压实过程中,连续分布的原生硅质沉积物会形成布丁或“结核”构造。白云质灰泥和粒屑的胶结速度明显快于硅胶的固化速度,遇地震等外力作用,软的硅胶席会沿着弱固结的白云岩裂隙向上侵入或向下挤入,形成硅质脉。遇有后期的岩浆侵入或热变质作用的改造,硅质条带和硅质结核的成分和颜色会发生相应的变化,质地变纯,颜色由深变浅,但是仍然保留原生的层理或纹理,容易被误认为是成岩期或成岩后硅质交代碳酸盐矿物而成。     

鄂西二叠系孤峰组层状硅质岩及硅质结核成因

鄂西二叠系孤峰组主要由一套薄层硅质岩、炭质硅质岩、硅质泥岩夹硅质结核的岩层所构成。笔者通过对其层状硅质岩和硅质结核的岩石学和地球化学特征进行研究,认为两种硅质岩的硅质主要是生物来源,而非热水成因。但硅质岩的形成并不受单一因素影响,可能既受到了生物、又有热水等多个因素的共同作用。硅质结核为成岩结核,其受到的热水作用影响比层状硅质岩更为明显。     

华北中元古代碳酸盐岩中燧石的δ30Si峰值及其对古海洋环境变化的指示意义

<正>燧石是一种主要由微晶石英组成的沉积岩,在从早太古界到现代的沉积地层中均有产出,是地表沉积环境变化的重要标志物。燧石的硅同位素组成更是研究其形成的海洋环境条件的重要手段。Song与Ding(1990)最先提出燧石结核和硅质     

安徽巢湖地区中二叠统栖霞组灰岩中燧石成因

安徽省巢湖地区中二叠统栖霞组以发育一套滨海沼泽－浅海碳酸盐台地环境为主的细碎屑岩至碳酸盐岩沉积建造为特征,灰岩中常见结核状及条带状燧石。燧石多为椭球状和串珠状,部分燧石与灰岩间发育宽约0.5 cm的过渡带。镜下观察灰岩为微晶生物碎屑灰岩;过渡带也多由微晶方解石组成,多数钙质生物壳体被石英充填或半充填,扫描电镜下可见方解石微溶、石英充填溶孔的现象;燧石主要为隐晶及微晶石英,生物碎屑类型与灰岩中基本一致,且多被石英交代。岩石学特征表明死亡的生物在腐烂降解过程中形成的有机酸抑制了碳酸钙的沉淀,并使部分生物碎屑及灰泥发生溶蚀,胶质二氧化硅沉淀,形成燧石结核。燧石中w(Al)/w(Al+Fe+Mn)平均值为0.63,远大于热水沉积硅质岩的最大值0.35;Fe/Ti平均值为9.5,小于热水成因的最小值20;Al-Fe-Mn三角图投点位于非热液成因区域;燧石中Al₂O₃含量平均值为0.20%,远高于MgO、Na₂O、K₂O的含量。分析认为,该区燧石结核的二氧化硅可能来源于陆源物质。     

前寒武纪藻类对某些层纹状燧石形成作用的生物地球化学模式和模拟实验研究

通过对燧石和现代蓝藻的实验,初步建立了在前寒武纪大气条件下藻类生物的光合作用,提高水体pH值,促进SiO_2矿物的溶解,为层纹状燧石的形成提供SiO_2来源这一燧石成因的生物地球化学模式。模拟实验表明,在类似于前寒武纪大气条件下,藻类光合作用可提高水体pH值达9.7以上,导致硅质矿物溶解,SiO_2浓度高达84mg/L。最后,在水体挥发的情况下,观察到了胶体的絮凝现象。     

下扬子巢湖地区二叠系栖霞组硅质结核地球化学特征与成因研究

在野外地质调查的基础上,对下扬子巢湖地区二叠系栖霞组硅质结核地球化学特征进行了系统的分析。结果表明:下扬子巢湖地区二叠系栖霞组硅质结核核w(SiO2)为73.50%～96.95%(平均值为85.84%),其他元素含量较低。在主量元素的判别上,硅质成因为生物质成因;在Ti/V-V/Y判别图解中,巢湖地区栖霞组硅质结核来源于洋中脊与大洋盆地端元区域;在元素氧化还原关系上,硅质结核显示出有氧、贫氧与厌氧混合状态;在稀土元素配分图解中,显示出中稀土元素富集,稀土元素总量与P2O5具有很好的相关性和Ce的负异常。在此基础上,结合二叠纪全球气候与海陆位置及洋流的关系,认为下扬子巢湖地区二叠系栖霞组硅质结核是在二叠纪全球气候转变的背景下,在洋流的作用下,来源于大洋中脊与大洋盆地的硅质被大陆边缘的硅质生物捕获而形成硅质结核,洋流作用在硅质结核的形成上起到关键作用。     

陕西洛南县蓟县系洛南群层控玉化硅质岩特征、成因及意义

华北板块南缘陕西洛南县北部中元古界蓟县系洛南群巡检司组顶部层控玉化硅质岩中,发育似层状硅质玉髓及透镜状燧石,这些燧石及硅质玉髓已经玉化,质细色艳,达到高品级石英岩质玉石级别,已申报为国家宝玉石矿种,并在宝玉石市场崭露头角,显示出巨大的经济开发潜力.作者以岩石学及地球化学分析为手段,研究该层控玉化硅质岩特征、成因及意义....     

地球上最老的硅质碎屑潮汐沉积中的微生物席状体

南非3.2Ga的古太古界Moodies群砂岩中新近发现的微生物,与保存在燧石中的古太古界叠层石和细菌细胞化石的形态和成因完全不同。皱纹构造、泥裂及旋卷构造记录了先前存在有效地将沉积物稳定在已知最古老的硅质碎屑潮坪上的微生物席状体。在薄片中,沉积构造显示出微生物席状体呈地毯状、层纹状构造特征。负δ13C同位素比值为(-20.1~-21.5)±0.2‰,与保存在纹理中碳的生物成因一致。Moodies群沉积构造的生物成因经整个地球发展史(包括现今)中类似潮汐环境同样的生物群特征的比较研究所证实。研究表明,硅质碎屑潮坪环境曾是至少32亿年的繁盛微…     

巢湖市二叠纪栖霞组生物碎屑的数量及其地质意义

通过对巢湖凤凰山东南坡二叠系下二叠统栖霞组进行了系统的剖面测量,底部为梁山段劣质煤线,上部为灰岩夹有薄层碳质泥页岩,顶部为含燧石结核灰岩,生物碎屑含量具有先增加后减小的规律。结合前人对全球栖霞期古气候、古海洋的研究,栖霞期海平面整体上升,在海侵的过程中出现多次海退,沉积环境为泻湖-局限海湾-开阔台地-碳酸盐岩台地。结合燧石结核主要为热液成因的认识,推断二叠纪栖霞组生物碎屑的变化可能与260Ma峨眉山地幔柱前期地质作用有关。     

安徽巢湖市二叠系栖霞组生物碎屑的数量及其地质意义

巢湖凤凰山东南坡二叠系下统栖霞组底部为梁山段含劣质煤线,上部为灰岩夹有薄层炭质泥页岩,顶部为含燧石结核灰岩,根据实测地层剖面,发现生物碎屑含量具有先增加后减小的规律。结合前人对全球栖霞期古气候、古海洋的研究,认为栖霞期海平面整体上升,在海侵的过程中出现多次海退,沉积环境为澙湖—局限海湾—开阔台地—碳酸盐岩台地。根据燧石结核主要为热液成因的认识,推断二叠纪栖霞组生物碎屑的变化可能与260Ma峨眉山地幔柱前期地质作用有关。     

栖霞灰岩中燧石结核成因的新证据

栖霞灰岩中燧石结核成因的新证据毕华（中国科学院长沙大地构造研究所，湖南长沙，４１００１３）整个华南地区到处都能见到下二叠统栖霞组（Ｐ１ｑ）富含珊瑚和的含燧石结核灰岩，厚度一般不超过１５０ｍ，岩性、岩相之相对均一是华南地区地史上空前未有的。然而。栖霞灰...     

磷块岩中的硅质组分和硅质岩

磷块岩中存在着大量硅质组分和硅质层。硅质矿物以自生石英、硅质条带、燧石结核、硅质胶结物和硅质交代物的形式产出。硅质胶结物有四种结构形式,在剖面和平面上与其它成分胶结物有一定的演变关系。硅化作用有众多的宏观和微观形态,硅化结果使P_2O_5含量大大下降。盆地型磷块岩硅化作用的硅源可能来自海底火山活动,台地型磷块岩硅化作用的硅源主要与陆源水的混合有关。     

湘西北下寒武统黑色页岩中结核的研究

湘西北下寒武统整合在震旦系之上,结核层为下寒武统近底界的标志层。最常见的是磷结核,其次有重晶石结核、硅质结核、白云石结核、黄铁矿结核和罕见的钙钡沸石结核。磷结核主要元素为磷和钙,有机碳常较高,往往混入了碳泥质等其他矿物而使硅、铝等元素含量增高。磷结核富集的微量元素有铀和稀土,其次为钒和银,随产地不同而差别较大。除硅质结核属成岩交代成因、钙钡沸石结核属成岩成因以外,其余结核都属沉积成因。     

华南地区二叠纪栖霞组碳酸盐岩成因研究及其地质意义

二叠系栖霞组是华南地区一个特殊的碳酸盐岩地层,富含有机质和燧石结核,具广泛的空间分布,但是岩相和厚度变化极小,同时发育天青石结核和海泡石。概述前人对这些沉积特殊性的研究成果及存在问题。对其特殊性的深入成因分析表明,栖霞组其他沉积特殊性均与栖霞期的缺氧沉积环境有关,而缺氧沉积环境的成因可能与栖霞期较高的生物产率有关。根据栖霞期全球古气候、古海洋背景研究的最新进展,结合栖霞组的沉积学特征,认为栖霞组特殊性的成因可能与当时较高生物产率有关,进一步研究、确定栖霞期较高生物产率的成因及其变化将具有重要的地质意义。     

纽芬兰西部寒武——奥陶系牛头群中生物成因燧石

牛头群中的燧石岩主要是交代灰岩和页岩的产物，少量呈粒间胶结物出现。在野外，燧石的产状有以下几种明显不同的形式，（1）粗砾石和薄板状灰岩边缘的硅化边；（2）灰央和页岩内的结核；（3）达，夺和页岩的硅化层；（4）砾岩内的碎屑或屑的部分交代产物。放射虫和海绵骨针山微晶石英或方解石组成，在燧石集中出现的该套地层的奥陶系部分，放射虫和海绵骨针最为常见。在与燧石伴生的灰岩中，通过阴极发光发现，被方解石交代的放射虫和骨针的数量要比通过岩石显微镜观察到的更多。在硅质和极少量黄铁矿化放射虫之间的岩石学关系进一步说明，这些生物骨粒在压实之前以被溶解。除了间接通过硅化灰岩和页岩存在外，放射虫没有留下它们先前存在的任何痕迹。压碎的内粒被玉髓胶结表明，燧石沉淀发生在压实期间或压实之后。硅化的历史和硅质生物碎屑被溶解或交代的延续时限是从沉积物－水界面附近（此时伴随着灰岩的早期固结石化）到较深埋藏的机械压实作用之后。     

华南地区栖霞组“菊花石”假象与海泡石矿成因关系探讨

根据对华南地区二叠系栖霞组内菊花石假象的成因研究,结合对该组内燧石结核,菊花石内正延性玉髓和海泡石形成时代关系的现状关系的观察,认为华南地区栖霞组内的海泡石形成于早期成岩作用过程中,与该组内燧石结核和菊花石假象内的正延性玉髓同期形成,其成因既与高盐度的沉积环境或高盐度的成岩环境条件无关,也与热液活动无关。     

硅质岩的地球化学特征与成因分析

硅质的沉积岩是一类由富含二氧化硅矿物组成的致密坚硬的岩石。现代海洋中溶解硅的平均浓度只有大约1 ppm,是极度不饱和的,硅质沉积难以形成。而在地质历史时期硅质岩却又广泛存在,其成因值得关注。显生宙以来的富含硅藻、放射虫等生物碎屑的硅质岩,其硅质沉积主要以硅质生物骨骼沉淀的方式进行。而对于不含生物骨骼或生物骨骼难以识别的硅质岩,如寒武纪界限附近及前寒武纪广泛存在的层状硅质岩,其成因似乎难以解释。因此可以运用地球化学的方法,通过硅同位素、主量元素、稀土元素等分析手段,探究硅质的来源和形成环境,进而为这类不含生物骨骼的硅质岩的成因提供指示意义。