重庆秀山小茶园锰矿南华系大塘坡组古环境

认识渝湘黔地区南华系的沉积构造背景可以为该地区锰矿勘探提供新的依据,基于此,文中对重庆秀山小茶园锰矿ZK0606钻孔的南华系千子门组和大塘坡组开展了系统的沉积环境和地球化学分析。沉积相分析结果表明,该套地层共可划分出冰水浅海、局限边缘盆地和浅水陆棚3种沉积环境。地球化学分析结果表明,研究区大塘坡组稀土元素总量较高、富轻稀土元素、具Eu负异常,结合Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)、Al/(Al+Fe+Mn)值等,推测其形成于被动大陆边缘背景。根据微量元素含量及其比值(U、V、Mo、V/Cr)等推测,大塘坡组一段沉积于缺氧—贫氧沉积环境,而大塘坡组二段逐渐过渡到氧化沉积环境;根据Al/Ca值、化学蚀变指数(CIA)等指标分析,该套地层自下而上化学风化强度逐渐增大、陆源碎屑供给增多,这可能与Sturtian冰期结束、气候变暖和海平面迅速升高有关。综合上述分析结果认为,重庆秀山小茶园锰矿主要产出于大塘坡组一段下部相对深水厌氧的局限边缘盆地环境中。     

重庆秀山小茶园地区南华纪大塘坡组沉积环境与锰矿产出规律

在系统分析重庆秀山小茶园锰矿区大批钻孔数据资料的基础上,基于野外地质调查和室内沉积学、地球化学等分析得出,盆地中心相的沉积物厚度大,TOC、U、Mo、V、δ34S_py的含量高,草莓状黄铁矿丰富,指示了缺氧的水体条件,且锰矿的品位和厚度大。向盆地边缘相、斜坡相,沉积物厚度减小,TOC、U、Mo、V、δ34S_py含量降低,指示水体缺氧程度减弱,同时锰矿的品位和厚度减小。锰矿体厚度的变化与含锰岩系厚度的变化规律一致,二者呈正相关关系。小茶园矿区矿体展布方向与小茶园次级地堑盆地长轴方向基本一致,为NE60°左右。因此,小茶园矿区锰矿床矿体产出受到次级地堑盆地和沉积相带的控制,缺氧的盆地中心相成矿最佳,其次为盆地边缘相,斜坡相成矿较差。     

重庆秀山小茶园地区南华纪大塘坡组沉积环境与锰矿产出规律

在系统分析重庆秀山小茶园锰矿区大批钻孔数据资料的基础上,基于野外地质调查和室内沉积学、地球化学等分析得出,盆地中心相的沉积物厚度大,TOC、U、Mo、V、δ34Spy的含量高,草莓状黄铁矿丰富,指示了缺氧的水体条件,且锰矿的品位和厚度大.向盆地边缘相、斜坡相,沉积物厚度减小,TOC、U、Mo、V、δ34Spy含量降低,...     

扬子克拉通北缘神农架南华系莲沱组寒冷气候的沉积学证据:冻融构造*

中国华南新元古代成冰纪斯图特(Sturtian)冰期“前夜”的古气候(温室抑或冰室)环境一直未得到一致的认识。新近在扬子北缘神农架成冰系底部层位莲沱组上部发现一系列软沉积物变形构造,表现为紫红色基质内发育灰绿色砂质脉体群。依据这些脉体宏观—微观形态、结构构造以及地球化学特征等分析认为,它们可能是寒冷气候下的沉积物冻融构造,还或许代表永久冻土的存在。根据形态,将砂质脉划分为2组4种类型,即刚性破裂的网状、枝状脉体与塑性变形的条带状、斑块状脉体。研究结果表明,脉体具有颗粒结构明显、杂基含量低、脉壁边缘颗粒弱定向性和Fe³⁺的亏损特征,脉体曾发生液化流动;脉体与基质间Bi、Pr、W、La等微量元素存在差异,2种不同的稀土元素富集类型否定了成岩后期蚀变成因;河流二元结构、Sr/Ba值介于0.05~0.25之间、V/Ni值介于0.05~0.5之间,均表明它们发育在曲流河的洪泛平原与滨岸环境;脉体与基质的碳氧同位素负异常(δ¹³C_PDB 为-17‰~-14‰,δ¹⁸O_PDB 为-15‰~-13‰)与低CIA值(55~65)揭示了可能的寒冷气候背景。上述一系列地质和地球化学证据都支持扬子北缘神农架南华纪(成冰纪)斯图特冰期开始前寒冷气候的存在,为莲沱组沉积晚期寒冷气候条件的识别和认定,特别是为研究扬子地块的“雪球地球”事件的响应,开辟了新的研究思路与途径,同时也为华南成冰纪冰期的划分及其国内外对比提供了新的沉积地质学标识和科学证据。     

黔东北地区南华系大塘坡组冷泉碳酸盐岩及其意义

黔东北及毗邻地区新元古界南华系下统铁丝坳组冰碛层(相当于Sturtian冰期) 之上, 大塘坡组的底部分布一套黑色岩系.在一系列同期形成的断陷盆地近中心区域, 黑色岩系下部主要由菱锰矿、白云岩等碳酸盐岩组成.通过对该地区出露的这套碳酸盐岩的野外地质构造、矿物成分、碳、氧、硫稳定同位素特征的研究, 发现除碳稳定同位素表现出强烈的负偏移外, 硫同位素值表现出明显的正偏移, 还发现了大量气孔状构造和泥火山、底辟等典型构造.其特征与现代海底天然气水合物的渗漏、释放和环境突变所形成的冷泉碳酸盐岩机理一致, 进而认为这套碳酸盐岩成因是新元古界古海洋的海底天然气水合物渗漏所形成的冷泉碳酸盐岩沉积.该成果拓展了海底天然气水合物研究领域和时空范围, 对其所导致的成岩成矿作用、环境评价的分析研究提供了新思路.      

海峡沉积研究进展*

海峡是不同于三角洲、陆架的一类独特沉积环境,具有特殊的沉积作用组合。海峡的形态多样,长度为几千米至数百千米,深度为几十米至上千米; 海峡由狭窄区域向两端逐渐过渡为相对开阔海区,开阔海区大多深度相比海峡更深; 海峡的狭窄区域横截面积小、流体流速最大,通常以侵蚀地貌为特征; 流体流经狭窄区域后,由于海峡横截面积增加,导致流速向两端开阔海区域锐减,并表现为沉积地貌。浅水海峡通常以潮流为最主要的沉积作用,其他的沉积物搬运方式包括单向的海流和重力流; 深水海峡则以海流和重力流为主。海峡高能区沉积以砾石滞留和发育交错层理为特征,低能区表现为泥质沉积并发育流水砂纹; 在低海平面时期,暴露的浅水海峡以河流沉积作用为主; 海平面上升过程中,河流逐渐演化为三角洲/河口湾、海湾和贯通的海峡。     

华南成冰纪“大塘坡式”锰矿沉积成矿作用与重大地质事件的耦合关系*

华南地区成冰系大塘坡组锰矿近年来在找矿勘探方面取得了突破性进展,同时,由于该套锰矿在时空分布及成矿背景上的特殊性,长期以来都受到研究者关注,累积了大量研究成果。在系统性总结大塘坡组锰矿研究成果的基础上,结合新元古代全球大地构造、古气候演变、古海洋环境变化及微生物演化等重大地质事件的最新研究进展,综合分析了华南成冰纪大规模锰沉积成矿作用与这些重大地质事件之间的联系。从新元古代中期开始,罗迪尼亚(Rodinia)超大陆的裂解在全球范围内形成了广泛分布的裂谷盆地系统,以中国南方南华盆地为代表的成锰盆地即是在裂谷盆地基础上发展而来的。裂谷盆地系统为锰矿沉积提供了必须的容矿空间,决定了其展布规律,并且盆地底部的热液系统为锰质输入盆地提供了必要途径。新元古代冰期(“雪球地球”)事件中覆盖全球的冰川系统切断或阻碍了地球各子圈层的物质与能量交换,可能导致冰期海洋缺氧状态的广泛出现。而冰期—间冰期的古气候变化使冰盖消失,海—气循环与海水圈层循环重新启动,随之而来的是古海水氧化还原条件的改变。针对南华盆地而言,表层海水的氧化及可能存在的含氧底流为锰矿沉淀提供了所需的氧化环境。此外,新近的证据表明间冰期微生物复苏背景下的锰微生物成矿作用可能是锰矿形成的重要机制。以上这些重大地质事件之间具有复杂的相互联系,同时它们也为“大塘坡式”锰矿沉积成矿作用提供了必不可少的成矿控制条件。因此, 华南成冰纪“大塘坡式”锰矿沉积成矿作用与新元古代重大地质事件间存在耦合关系。     

贵州松桃南华系大塘坡组凝灰岩锆石SHRIMPⅡU-Pb年龄

新元古代冰期和冰期发生的确切时代一直是全球前寒武纪地质学家关注的话题之一.本文应用高分辨率、高精度离子微探针(SHRIMPⅡ)锆石U-Pb定年方法,测定采自贵州松桃黑水溪锰矿大塘坡组底部凝灰岩锆石U-Pb年龄为667.3±9.9 Ma(MSWD=1.6).这一年龄结果与前不久Zhou等(2004)在"Geology"上报道的贵州松桃寨郎沟剖面大塘坡组下部凝灰质层的锆石U-Pb年龄662.9±4.3 Ma (MSWD=1.24) 完全一致,进一步限定了我国南华系大塘坡组间冰期的下限年龄.综合近年来同位素年代学新资料,认为南华系南沱冰期与新元古代马利诺(Marinoan)冰期相当,时限大致在660～630 Ma之间.南华系的下冰期与斯图特(Sturtian) 冰期相当,时限大致在750～670 Ma之间.     

重庆秀山小茶园大塘坡组含锰岩系地球化学特征及地质意义

本文根据矿石特征和岩石地球化学特征分析了重庆秀山小茶园一带锰矿床含锰岩系的物质来源、沉积环境和成因。该含锰岩系赋存于南华系大塘坡组一段。元素地球化学特征表明,主成矿元素Mn与Al_2O_3、SiO_2呈明显负相关,与MgO、CaO呈明显正相关,Ag、As、Sb平均含量明显偏高,显示研究区含锰岩系为热水沉积成因;Co/Zn-(Co+Ni+Cu)图解、(Co+Ni+Mn)×10-Fe-Mn图解和Y×P_2O_5图解均显示该含锰岩系具有热水沉积的特征;HREE亏损,LREE富集,且Eu负异常的特征,以及δCe值,暗示该区锰矿形成于被动大陆边缘区;V/Cr和V/(V+Ni)值指示含锰岩系形成于厌氧和缺氧环境。     

渤海湾盆地古近纪古地理特征与油气*

渤海湾盆地是一个典型的内陆裂谷盆地,内部发育6个坳陷、4个隆起、54个凹陷和44个凸起。沉积盆地的含油气性与其古地理分布有密切的关系。利用渤海湾盆地各坳陷大量的录井、岩心、古生物、测井、地震资料及前人的大量文献和数据,对渤海湾盆地各坳陷古近系孔店组、沙河街组沙四段、沙三段、沙二段、沙一段、东营组进行了全区对比和统层。在此基础上,对冀中坳陷、济阳坳陷、临清坳陷内东濮凹陷各组段的沉积相进行了分析,编制了这些区域的古地理图;充分利用前人文献和科研报告中所编制的辽河坳陷、黄骅坳陷、渤海海域古近系各组段的古地理图,编制了渤海湾盆地孔店组、沙河街组沙四段、沙三段、沙二段、沙一段、东营组的古地理图。渤海湾盆地发育数十个含油气凹陷,每个凹陷中心的深湖亚相泥岩构成烃源岩,而在凹陷的边缘发育近岸水下扇、扇三角洲、三角洲、滩坝等砂体,构成重要的储集层,在有利的成藏条件下,凹陷中央的烃源岩向周围与之互层的储集层供烃形成油藏,在凹陷中央的烃源岩中,还发育了页岩油、页岩气、致密油气等非常规油气。因此,每个凹陷就是油气生成、运聚的基本单元,是一个独立的油气运移—聚集系统。生油凹陷的分布及其古地理特征控制了油气在渤海湾盆地古近系中的平面分布。     

贵州松桃大塘坡地区南华纪早期冷泉碳酸盐岩地质地球化学特征

贵州松桃大塘坡地区的南华系是研究古代天然气渗漏及冷泉碳酸盐岩的理想地区之一.该区冷泉碳酸盐岩由两类岩石组成: 一是两界河组含砾砂岩中(Sturtian冰期早期) 的白云岩丘或透镜体; 二是之上的大塘坡组第一段黑色含锰岩系中的似层状或透镜状菱锰矿矿体及少量白云岩透镜体.该地区冷泉碳酸盐岩的碳同位素具明显的负偏特征, 充填在菱锰矿矿石气孔中的沥青碳同位素为-30.98‰, 并具有异常高的硫同位素正值.结合冷泉碳酸盐岩的空间分布、古天然气渗漏构造、菱锰矿的沉积有机质等特征分析, 认为其与现代冷泉碳酸盐岩的特征十分相近.两界河组的白云岩丘是目前所发现的最古老的冷泉碳酸盐岩, 与在它之上的菱锰矿矿体是同一个古天然气渗漏系统中不同时期的冷泉碳酸盐沉积.天然气泄漏形成的冷泉与大塘坡组烃源岩的形成关系密切.      

贵州印江—松桃地区含锰岩系及南华系早期沉积环境演化

本文通过对印江-松桃地区南华系早期铁丝坳组-大塘坡组一段地层特征研究,概略分析了这一时期的沉积环境及其演化规律,对含锰岩系特征及其变化规律进行了初步的总结,大体上划分了三种沉积微相,即盆地沉陷中心喷水口、盆地沉陷中心喷水口外围和水下隆起带。     

新疆的南华系及我国南华系的几个地质问题--纪念恩师王曰伦先生诞辰一百周年

新疆的南华系广泛发育在库鲁克塔格、柯坪、西天山及塔里木西南部地区,以库鲁克塔格地区层序最为完整.本文作者对该区晚元古界的冰期划分提出了新的认识,认为该区新元古界共有四次冰川活动(共可划分为4个冰期和3个间冰期).其中南华系有三次冰川活动(三个冰期和两个间冰期)的沉积,自下而上为贝义西冰期(第一冰期)、照壁山间冰期(第一间冰期)、阿勒通沟冰期(第二冰期)、"黄羊沟间冰期(第二间冰期)"和特瑞爱肯冰期(第三冰期);另外属于震旦纪的还有,扎摩克提组、育肯沟组、水泉组(第三间冰期),汉格尔乔克冰期(第四冰期).作者认为我国南华系的时限应大体为680~850 Ma.在我国北方亦有南华纪的地层存在,如辽东的桥头组、长岭子组、营城子组等及山东东部的辅子夼组、马山组等,但迄今尚未发现有可靠的冰成岩的报道.华北地区的罗圈组、正目观组、红铁沟组的冰碛层均属于震旦纪末罗圈冰期的冰川活动,与汉格尔乔克冰期相当,并不相当于华南南华纪晚期的南沱冰期.     

鄂西走马地区南华纪大塘坡间冰期古气候研究

新元古代后期地球经历了至少两次全球规模的冰期,分别为Sturtian冰期和Marinoan冰期。鄂西走马地区南华系古城组与南沱组分别属于Sturtian和Marinoan冰期沉积,大塘坡组代表间冰期沉积。本文研究了走马地区ZK701钻孔岩芯大塘坡组细碎屑岩样品元素地球化学特征,计算了化学蚀变指数(CIA)、化学风化作用指数(CIW)、n(K)/n(Na)、n(Mg)/n(Ca)、Rb/Sr等古气候代用指标,探讨了研究区源区南华纪间冰期的古气候演化过程,结果显示:源区古城冰期晚期气候寒冷干燥(两件样品CIA值分别为57.1和58.1),大塘坡间冰期早期气候依然寒冷(CIA值介于56.5~64.6,均值59.8),大塘坡中晚期气候恢复温暖湿润(CIA值介于69.8~78.8,均值75.5);CIW、n(K)/n(Na)、n(Mg)/n(Ca)、Rb/Sr值等指标反映的古气候演化过程与CIA值反映一致。此外,对该钻孔大塘坡组下部的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄测定,获得了658.1±2.6 Ma(MSWD=1.5,n=28)的n(206Pb)/n(238U)加权平均年龄,结合前人对扬子板块大塘坡组底部凝灰岩的同位素年代学研究成果认为,大塘坡间冰期早期(663~658 Ma),扬子板块上南华盆地内海冰虽已消融、但古陆物源区气候依然寒冷。该时期扬子板块"源、汇"两区气候条件可能不同步,其原因涉及深层次的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的耦合关系。     

皖南南华系上溪群羊栈岭组中段细碎屑岩的地球化学特征及其地质意义

皖南地区前寒武纪地层广泛出露,包括上溪群和溪口群,其中上溪群羊栈岭组中段岩性以泥岩、粉砂岩和细砂岩等细碎屑岩为主,并含有多套砾岩层。通过对绩溪县杨溪镇和东至县葛公镇剖面羊栈岭组中段细碎屑岩的地球化学分析,发现羊栈岭组中段样品具有相对较高的Al₂O₃/TiO₂比值（21.57）、较高的LREE/HREE比值（6.98）和明显的负Eu异常（0.71）,在TiO₂和Al₂O₃二元图解、Zr和TiO₂二元图解及La/Th-Hf二元图解中,大多数样品落入长英质物源区中。表明它们的物源以长英质岩石为主。此外,反映源区风化程度的参数CIA、CIW和PIA值均较低,平均值分别为71.6、75.4和71.2,分别低于PAAS的76.4、82.7和79.0,表明源区的风化程度较低。将样品的地球化学特征和皖南新元古代岩体和火山岩进行比较,发现它们具有亲缘性,结合其它岩石学和地层学证据认为这些岩体和火山岩为沉积物提供了重要的物源。在主量元素判别图中,样品主要落入活动大陆边缘区并受大陆岛弧的影响,在微量元素构造背景判别图中,样品均落入大陆岛弧区。此外,样品的各种REE元素特征值属于大陆岛弧来源的沉积物的范围,同时又与活动大陆边缘沉积物相近,指示羊栈岭组中段可能代表了一套活动大陆边缘的弧后盆地沉积。而羊栈岭组中段作为一次完整的海侵-海退序列中的一部分可以代表整个上溪群形成的构造背景。     

贵州松桃道坨锰矿含锰岩系地球化学特征 和沉积环境分析

道坨锰矿床是贵州锰矿整装勘查过程中新发现的全隐伏超大型锰矿床,其含锰岩系赋存于南华系大塘坡组第一段底部黑色页岩中,呈层状、似层状、透镜状产出。对含锰岩系主量及微量元素地球化学特征分析:其V/(V+Ni)、V/(V+Cr)、V/Cr、Ce/La值,及U、V、Ni、Mo等氧化还原敏感元素的富集程度显示其形成于缺氧环境。含锰岩系富集As、Mo、Ag、Sb,及Al/(Al+Fe+Mn)、(Fe+Mn)/Ti、Co/Zn值均显示热水沉积物特征,且在(Cu+Ni+Co)×10—Fe—Mn、Co/Zn—(Cu+Ni+Co)关系图解中,岩矿样品投影点均落在热水沉积区内,反映了热水作用对锰的富集和成矿影响甚重。此外,Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)、Al/(Al+Fe)、Al/(A1+Fe+Mn)、(La/Ce)N值及(K2O+NaO2)—SiO2、La/Ce—Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)图解指示含锰岩系形成于被动大陆边缘背景。