草莓状黄铁矿微晶形态和成分的地质意义——以栖霞组含泥灰岩为例

在湖北省京山县雁门口地区二叠世栖霞组上部的含泥灰岩中发现棘皮动物化石,其腔被不同形态微晶的草莓状黄铁矿充填,有正四面体、正六面体、五角十二面体和近球体。溶解氧与草莓状黄铁矿的形成过程有关,其浓度决定微晶的S/Fe。统计显示,黄铁矿的S/Fe平均值随微晶的边数增加而增加,所以,棘皮动物腔内草莓状黄铁矿形成由早及晚的次序为：近球体微晶,五角十二面体微晶,正六面体微晶,正四面体微晶的草莓状黄铁矿。同一环境中,黄铁矿微晶的S/Fe可用来指示形成次序。     

钱家店铀矿田草莓状黄铁矿特征及其地质意义

钱家店铀矿田主要赋矿层位为青山口组、姚家组原生红杂色岩系,目前关于其内部灰色砂体沉积期的原生氧化还原性仍存在较大分歧,直接影响了区内找矿部署,而草莓状黄铁矿对沉积岩形成的古环境具有重要指示作用。文章通过系统研究青山口组和姚家组灰色砂体内草莓状黄铁矿的赋存、硫同位素、粒径等特征,首次利用其粒径特征反演目标层位沉积-成岩期水体的古氧化还原条件,进而探讨其对铀成矿的意义。结果表明,钱家店铀矿田灰色砂体中草莓状黄铁矿主要形成于沉积-成岩期,全岩δ34S值为-37.5‰～-23.4‰,为低温微生物还原作用成因。姚家组、青山口组的草莓状黄铁矿粒径分布范围分别为1.6～28.0μm、0.8～52.0μm,平均粒径分别为8.0μm、9.3μm,最大粒径分别为28.0μm、52.0μm,粒径大于10μm的颗粒分别占21.8%、28.3%,表现出姚家组草莓状黄铁矿粒径整体较青山口组小,青山口组具较广的分布范围,但两者具有相似的粒径统计学分布规律。综合草莓状黄铁矿平均粒径对标准偏差和偏态系数二元图解表明,含矿目标层沉积时古水体为次氧化环境,这是目前含矿层不发育翼部矿体和具有“两红夹一灰”纵向氧化还原分带的主...     

草莓状黄铁矿形成机制及其研究意义

黄铁矿是沉积物中较为常见的矿物之一,而草莓状黄铁矿是由等粒度的亚微米级黄铁矿晶体或微晶体紧密堆积而成。基于已有的草莓状黄铁矿相关研究成果,本文综述了草莓状黄铁矿的形成机制,阐述了其对古环境恢复的意义。目前普遍认为草莓状黄铁矿的成因主要有两种,即有机成因和无机成因,前者认为有机质或细菌参与草莓状黄铁矿形成;而后者主要认为过饱和的黄铁矿浓度是微球粒草莓状黄铁矿形成的必备条件。草莓状黄铁矿粒径的大小是其古沉积环境的直接反映,被作为比较可靠的古氧化还原条件判别指标,已被广泛应用于古代及现代海洋沉积物的古环境恢复。目前,虽然草莓状黄铁矿粒径判别古环境的大小及分布范围还不统一,但普遍认为封闭的水体环境（硫化环境）草莓状黄铁矿粒径较小且变化不大,且随着含氧程度增加,草莓状黄铁矿的粒径大小增大且分布范围趋于加宽。     

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。     

华南栖霞组菊花石假象内正延性玉髓的成因及其地质意义

正延性玉髓常被视为干旱蒸发沉积环境的标志。正延性玉髓亦广泛分布于华南地区栖霞组菊花石 (目前绝大多数为天青石假象 )内。本文在天青石后期矿物交代序列识别的基础上,通过对菊花石内各期次碳酸盐交代矿物的电子探针分析,发现菊花石内正延性玉髓形成于富含硫酸根离子和镁离子的成岩介质条件中。结合已有的正延性玉髓研究报道和栖霞组的沉积、成岩作用环境特征分析,认为华南地区栖霞组菊花石内正延性玉髓的形成环境与高蒸发沉积环境或高盐度成岩环境无关。因此,仅根据正延性玉髓的出现不足以确定沉积或成岩环境的盐度条件。     

广西宁明组植物化石中黄铁矿及其沉积意义

对化石中的黄铁矿进行研究,有助于明确生物的化石化过程以及期间的沉积微环境。利用光学显微镜和扫描电镜,对广西宁明组植物化石中保存的黄铁矿进行了分析,发现离散型单晶和成群的莓状体共同保存。单晶绝大多数为无规则至球状体,晶棱不明显,表面可见凹点;少数为八面体,晶棱明显,表面光滑;单晶直径为0.79~1.58 μm;莓状体为圆球状,粒径为7.23~14.95 μm,S/Fe原子个数比的均值为1.54。莓状体的粒径大小和变化幅度均处于低值段,其S/Fe原子个数比值小于2,结果均说明当时植物体上、下表皮间为一种贫氧的水体环境,并在短时间内形成了莓状体。植物化石上、下表皮间由于未保存组织结构,而被大量的、近似层状分布的黄铁矿单晶和莓状体充填,结果支持了化石内莓状体形成与有机质降解之间存在着必然联系。     

鄂西宜昌地区下寒武统水井沱组草莓状黄铁矿SEM图像特征及古环境指示意义：以鄂阳页1井为例

草莓状黄铁矿在页岩中广泛分布,其形态特征及粒径大小等可作为指示氧化还原状态的环境指标。本文以鄂西宜昌地区鄂阳页1井水井沱组富有机质层段及岩家河组样品为研究对象,利用氩离子抛光-场发射扫描电镜技术,结合图像处理软件ImageJ,快速获取SEM图像中草莓状黄铁矿相关参数,并探讨其环境指示意义。结果表明,鄂阳页1井下寒武统剖面样品中黄铁矿赋存形式多样,包括草莓状黄铁矿集合体、团块状黄铁矿、黄铁矿自形晶及有机质中星点状分散的黄铁矿等。其中,草莓状黄铁矿作为最主要的赋存形式,其粒径(D)、微晶粒径(d)、D/d值以及微晶晶型等相关参数在垂向上呈现明显变化。岩家河组草莓状黄铁矿微晶晶型以八面体为主,水井沱组富有机质层段底部以五角十二面体及近球形为主,中部以八面体、立方体为主,上部以立方体、四面体为主,自下而上微晶圆度呈逐渐减小趋势,反映了还原性减弱的过程。水井沱组富有机质页岩中草莓状黄铁矿平均粒径为4.43μm,中下部偏大,上部粒径偏小。草莓状黄铁矿微晶平均粒径为0.338μm,剖面上自下而上呈现由大到小的变化趋势。D/d值在岩家河组样品中偏小,在水井沱组富有机质层段下部最大,上部逐渐减小。综合相...     

华南二叠系栖霞组菊花状天青石锶同位素特征及其地质意义

菊花状天青石是华南地区栖霞组内一种特殊的矿物集合体,形成于早期成岩作用阶段。在研究其成因过程中,系统分析了湖北黄石和湖南浏阳栖霞组内菊花状天青石的Sr同位素组成以及湖南浏阳、湖北黄石、江西永丰和广西来宾四处天青石假象、天青石围岩（泥晶灰岩）和围岩中方解石脉的Sr同位素组成。Sr同位素分析结果表明,天青石中的87Sr/ 86Sr最高值为0.707525,最低值为0.706981,平均值为0.707215。与天青石相比,天青石假象、天青石围岩和方解石脉的87Sr/ 86Sr值整体相对富含87Sr。由于天青石假象和方解石脉明显为晚期成岩作用成因,它们相对富含87Sr的锶同位素特征应是晚期成岩作用叠加的结果,与其类似的泥晶灰岩的87Sr/ 86Sr值也可能同样受到了晚期成岩作用的影响。栖霞组菊花状天青石比同组泥晶灰岩更好地记录了栖霞期海水的Sr同位素组成。     

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。     

遗迹化石Rhizocorallium中莓状黄铁矿对古环境古生态的指示--以豫西南上泥盆统为例

豫西南淅川上泥盆统王冠组地层中发育大量与层面平行且具有蹼纹的U形遗迹化石Rhizocorallium。利用环境扫描电镜对Rhizocorallium进行微观观察,发现在其边缘管和蹼纹内部发育大量不同形态的莓状黄铁矿及莓状铁氧化物（单晶为五角十二面体,八面体,立方体和近球形）,与之对应的围岩中仅见少量黄铁矿单晶颗粒。表面具有覆盖膜的莓状黄铁矿大多存在于潜穴内部,其中边缘管中莓状黄铁矿的单晶直径（0.672~1.603 μm,平均直径1.063 μm）较之蹼纹中部的（0.376~0.877 μm,平均直径0.5 μm）的大。上述特征显示出潜穴中莓状黄铁矿的存在可能与硫酸盐类还原菌有关。Rhizocorallium边缘管和蹼纹中高丰度莓状黄铁矿的发现表明:遗迹化石Rhizocorallium可能是造迹者精心构筑的觅食-花园。由于食物供应和氧化还原条件的不同,Rhizocorallium造迹者在其潜穴内部培植不同的微生物,形成一个互利共生的群落。     

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。     

湖北巴东栖霞组缺氧沉积环境的地球化学特征

地层的岩石地球化学特征是判断其形成环境氧化还原条件的重要手段之一。对湖北巴东水布垭剖面栖霞组中层纹状灰岩和含泥质灰岩的地球化学分析,结合鄂湘桂地区栖霞期区域沉积古地理背景及栖霞组沉积学、古生态学特征,表明该区栖霞组沉积于一贫氧的沉积背景。同时该研究表明大部分适用于判别泥质岩古氧相的痕量元素和稀土元素地球化学比值,如U/Th、Ni/Co、V/(V+Ni)和Ce/La也可适用于该组以钙质沉积为主的沉积物。但部分指示,如V/Cr在碳酸盐岩中的应用值得今后研究注意。     

广西来宾栖霞组缺氧沉积环境的地球化学特征

地层的岩石地球化学特征是判断其形成环境氧化还原条件的重要手段之一，笔者对广西来宾铁桥剖面栖霞组中层纹状灰岩和含泥质灰岩进行岩石地球化学分析，结合栖霞组积学和古生态学特征，对栖霞组沉积环境进行了探讨，岩石微量元素含量、黄铁矿矿化程的DOP值、痕量元素V/Cr、Ni/Co、U/Th、V/（V Ni)等比值的研究结果显示，研究区具有缺氧沉积成因地球化学特征，是由温度引起的季节性盆氧。     

安徽巢湖-南陵地区栖霞组碳酸盐岩定量微相分析

安徽巢湖-南陵地区栖霞组地层较为发育,厚度稳定,具有较高的有机质含量和良好的孔隙度。前人对本区栖霞组碳酸盐岩的微相研究均为定性的工作,因此,定量分析栖霞组碳酸盐岩的微相特征对其沉积相的进一步确定及油气资源的预测与勘探均具有重要的意义。栖霞组中第一段为斜坡中部沉积,颗粒和开阔海生物含量及颗粒/基质比最高,分别为35.65%、0.43%和0.70;第二段为斜坡下部沉积,颗粒含量和颗粒/基质比值最小,分别为24.69%和0.38,开阔海生物含量也最高,为0.43%;第三段为开阔台地沉积,具有较高的颗粒含量和最低的开阔海生物含量,分别为32.68%和0.34%;第四段为斜坡中上部沉积,具有较高的颗粒含量和颗粒/基质比,分别为29.91%和0.52,开阔海生物含量为2.39%。该结论与以往认识一致,进一步佐证了前人的研究成果。     

云南思茅盆地上白垩统勐野井组自形黄铁矿成因及地质意义

云南思茅盆地位于特提斯成矿带东南段,上白垩统勐野井组是该区域一套广泛分布的含盐地层,该组内赋存有中国目前唯一的前第四纪固体钾盐矿床。对思茅盆地江城地区勐野井组石膏和黄铁矿样品,利用电子探针和质谱仪进行了主、微量元素和硫同位素分析,结果表明黄铁矿的n(S)/n(Fe)平均值为202,为硫富集型黄铁矿;黄铁矿的w(Co)/w(Ni)值为301~1074,变化范围较大;黄铁矿的δ34SV-CDT值为-836‰~-336‰,平均值为-633‰,而石膏的δ34SV-CDT值为66‰~107‰,平均值为948‰。通过对黄铁矿n(S)/n(Fe)、w(Co)/w(Ni)、硫同位素以及石膏硫同位素进行分析,认为勐野井组石膏层在成岩期后受到了热液蚀变的作用,热液蚀变导致石膏被还原形成S2-,S2-与热液带来的Fe结合形成了粒状黄铁矿。通过对思茅盆地江城地区勐野井组黄铁矿、石膏的成因机制研究得出,受印度板块俯冲活动控制,深部热液对该区上白垩统勐野井组内原生蒸发岩有明显改造作用并有多种金属矿物伴生。思茅盆地晚白垩世以来热液活动频繁,多期次的热液作用对盆地金属成矿有积极影响,对勐野井组钾盐有不利的改造作用,使得原生钾盐发生蚀变,普遍发生重结晶作用。     

湖北宜昌樟村坪陡山沱组沉积的氧化还原环境及其成磷意义——来自微量元素的约束

通过分析湖北宜昌樟村坪万家沟剖面埃迪卡拉系陡山沱组二段岩石样品的主量、微量元素,对该区域埃迪卡拉纪海洋的氧化还原状态进行了制约。氧化还原敏感元素的富集系数以及U/Th比值存在着明显的演化趋势,这些趋势显示陡山沱组二段沉积时期海水至少经历了3次含氧量明显减少的过程,并与磷含量显著增加相对应,分别沉积磷质条带、磷块岩和硅质结核白云岩。樟村坪地区下磷矿层沉积于水体由氧化快速转变为缺氧的环境之中。本文研究表明水体的氧化还原状态是影响埃迪卡拉纪成磷的关键因素之一。     

贵州凤冈－湄潭地区二叠系栖霞组沉积相研究

贵州凤冈-湄潭地区二叠系栖霞组碳酸盐岩出露良好、层序完整、沉积现象丰富,为研究沉积相提供了良好的场所。本文通过凤冈-湄潭地区中二叠统栖霞组野外剖面测制、样品采集及室内测试鉴定等手段,对栖霞组岩石类型、沉积结构构造、古生物、地球化学、测井曲线等多种相标志及其沉积环境意义进行了系统研究。通过研究,认为栖霞组处于局限浅海台地碳酸盐岩沉积体系,整体处于水深数米到数十米浪基面之下,水动力条件较弱,海水欠流畅,海底贫氧或缺氧,盐度多高于正常海水的盐度。部分时段水体更深,水体环境更为闭塞、贫氧,水动力条件更低。根据水体深度和水动力条件等的物质表现,又分为潮下、台内洼地和台内滩3个亚相,以及生物碎屑滩、深水泥、静水泥3个微相。     

山东栖霞笏山金矿床成因——元素地球化学与流体包裹体证据

笏山金矿床为陡崖断裂带南段内最大的金矿床,为了揭示其矿床成因,在矿床地质研究的基础上开展了矿体围岩元素地球化学和流体包裹体研究。研究结果表明：笏山金矿床沿NE向断裂发育大规模的热液蚀变带,地表出露的断裂带形成一个庞大的面形蚀变带,矿化较弱,分带不明显,钻孔显示金矿体两侧依次发育黄铁绢英岩、绢英岩化花岗岩蚀变带和二长花岗岩,金矿体主要产于陡崖断裂带下盘黄铁绢英岩蚀变带内。质量平衡计算表明：绢英岩化过程中,主量元素SiO₂、Al₂O₃、FeO、MnO、Na₂O、K₂O、P₂O₅和部分稀土元素从二长花岗岩中迁出,而MgO、CaO、Fe₂O₃,成矿元素Au、Ag,亲硫元素Cu、Pb及亲铁元素V、Cr、Co、Ni迁入二长花岗岩;黄铁绢英岩化过程中,主量元素FeO、Fe₂O₃、MnO、MgO、CaO,成矿元素Au、Ag,亲硫元素Cu及亲铁元素V、Cr、Co、Ni迁入,SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、K₂O和P₂O₅迁出。岩相学观察、显微测温以及单个包裹体成分激光拉曼分析提示其流体包裹体类型主要为气液两相包裹体和含CO₂三相包裹体,具有低盐度（w（NaCl）为5.33%~13.29%）和中温（260~300℃）CO₂-NaCl-H₂O体系,在成矿过程中,含矿流体经历了流体不混溶作用。结合矿床地质特征及实验结果分析,确定该矿床为受陡崖断裂带控制的中温蚀变岩型金矿床。     

再论安徽沿江地区中二叠统栖霞组砾屑灰岩的成因

安徽沿江地区中二叠统栖霞组地层厚度大,有机质含量高,保存条件良好,其广泛发育的砾屑灰岩也是人们重点关注的对象。但对砾屑灰岩的成因一直存在不同的观点,这对下扬子地区二叠纪古地理恢复及油气勘探等无疑是一种制约。因此,确定栖霞组砾屑灰岩的成因及沉积相意义重大。根据砾石的颜色、含量、产出形态、粒径和圆度等,本文将栖霞组砾屑灰岩分出四种不同类型。综合国际上对砾屑灰岩的成因认识及前人对本区的研究成果,并结合本文研究,对栖霞组砾屑灰岩的成因进行深入讨论。讨论结果显示,砾屑灰岩应为斜坡沉积产物。另外,由于斜坡坡度的差异,分别发育不同的砾石形态、砾石与基质的组合及岩相特征。栖霞组砾屑灰岩的斜坡相沉积可以进一步分为斜坡上部、斜坡中部和斜坡下部。     

贵州铜仁新元古界大塘坡组黄铁矿Re-Os同位素组成及意义

从贵州铜仁西溪堡矿区新元古界大塘坡组第一段“含锰岩系”中选取8件黄铁矿样品,对其进行了Re-Os同位素分析。结果表明其等时限年龄为(459±16)Ma,明显晚于间冰期大塘坡组的沉积时代（670～635 Ma）,表明该地区受加里东晚期的构造热事件影响。此次所分析的所有样品均具有高Re、低Os含量、高Re/Os比值及高187Os/188Os同位素比值,且187Os/188Os初始值为1.02±0.41,明显大于地幔特征值（0.12～0.13）,指示成矿物质来源于壳源。