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。     

柯坪断隆寒武—奥陶系硅质岩特征及储层分析

塔里木盆地柯坪断隆寒武—奥陶系硅质岩发育广泛,据野外硅质岩产状特征,将该区硅质岩大致可分为两类,即下寒武统玉尔吐斯组中与黑色泥页岩共生的薄层状硅质岩和下奥陶统蓬莱坝组碳酸盐岩中的硅质条带和结核.通过大量野外露头和镜下薄片观察,玉尔吐斯组中薄层状硅质岩含泥铁质,具纹层状构造,岩性为纹层状含泥铁质硅质岩,生长于低Eh的静水中,属Wilson模式的深水或克拉通深水盆地.蓬莱坝组的碳酸盐岩沉积相为潮下带台内滩相,部分碳酸盐矿物被硅质交代,在裂缝发育地区和旋回界面附近形成残余结构硅质岩,主要有残余砂屑硅质岩、残余藻纹层硅质岩.     

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.      

扬子板块北缘下志留统龙马溪组重晶石结核特征及其成因机制分析

在扬子板块北缘城口明中剖面及巫溪徐家坝剖面下志留统龙马溪组底部的硅质岩、泥岩中发现椭球状重晶石结核。其矿物组成主要为重晶石颗粒与作为"基质"的黄铁矿、粘土矿物和石英。通过重晶石岩石学、矿物学及锶同位素分析表明,重晶石结核形成于早期成岩阶段松软沉积物的孔隙水中。上升洋流带来丰富的营养及富钡物质,表层海水的高初始生产力促使生物繁盛,海水中的钡通过生物作用富集形成生物钡,生物钡(bio-barite)在埋藏过程中的硫酸盐耗竭区(sulfate depleted zones)通过硫酸盐细菌作用(BSR)溶解被激活提供了钡的来源。围岩岩性(黑色泥岩和硅质泥岩)表明重晶石结核形成于缺氧的环境中。上述研究对深入理解早志留世时期扬子板块北缘古海洋环境有一定的启示作用。     

贵州晚二叠世硅质岩类型及其沉积地球化学环境

本文根据岩性岩相、生物组合以及地球化学等特征,将贵州晚二叠世硅质岩划分为四种类型:灰岩中的结核状、条带状硅质岩;台盆或广海沉积的层状含放射虫、硅质海绵骨针硅质岩;局限潮下带中的层状海绵骨针硅质岩;台沟内的厚层状硅质岩。利用微量元素、总稀土和氧同位素等推算出灰岩中结核状、条带状硅质岩是后生交代形成;而台盆、广海沉积和局限潮下带的层状硅质岩是同生或准同生期形成;台沟中厚层状硅质岩则是热液成岩硅质岩。     

黔北瓜德鲁普世—乐平世转换时期大规模成硅事件硅质来源厘定

联合古陆(Pangea)大陆边缘及泛大洋和古特提斯洋的广大地区在二叠纪时期出现大规模硅质富集事件, 被称之为“全球二叠纪硅质沉积事件”。黔北遵义地区二叠纪瓜德鲁普世—乐平世转换时期成硅事件为该事件重要组成部分, 呈现出“白泥塘层”层状炭硅质灰岩、层状硅质岩和硅质条带或燧石结核三种不同类型硅质富集岩石。遵义地区硅质来源的研究能够深入认识全球性“二叠纪硅质沉积事件”, 同时为研究该时期遵义盆地的结构和演化提供了重要窗口, 对遵义锰矿成矿作用也有重要指示意义。文中采用岩石学和地球化学方法并通过硅同位素的协同指示意义对硅质来源进行厘定, 并对硅质岩成因与沉积环境进行归纳总结, 在研究区建立系统完整的硅质富集沉积体系。实验测试结果显示: “白泥塘层”炭硅质灰岩中δ30Si值介于–0.09 ~ –0.67之间, 层状硅质岩中δ30Si值介于0.03~1.47之间。结合主、微量元素特征和岩石学特征表明: “白泥塘层”炭硅质灰岩形成于深水盆地缺氧还原环境, 硅质来源于海底热液, 沉积中心位于热液喷口的附近, 沉积过程中受陆源硅质输入影响显著。层状硅质岩形成于浅海台地正常沉积氧化环境, 硅质来源于海底热液, 沉积远离热液喷口, 热液沿构造裂隙通道经过了一定的迁移距离, 与茅口组浅海台地相正常沉积的块状-厚层状灰岩发生交代作用, 从而形成硅质岩; 硅质条带或结核形成于浅海台地正常沉积氧化环境, 硅质主要来源于海底热液, 沉积过程中有陆源硅质的输入, 由长时间多期次的海底热液喷流作用带来的硅质迁移至盆地外围浅海台地形成。     

新疆库鲁克塔格地区寒武-奥陶系硅质岩的岩石学特征及其成因分析

新疆塔里木盆地东北缘库鲁克塔格地区硅质岩主要出现在下寒武统和下、中奥陶统海相沉积层序.从下寒武统到中奥陶统硅质岩岩性自下而上由黑色致密块状非晶质硅质岩到灰黑色非晶质含泥质(碳质)放射虫硅质岩再到含外碎屑放射虫硅质岩;岩石中放射虫化石的含量逐渐增多,个体逐渐变大;放射虫化石外表呈现的搬运磨蚀特征显示具逐渐增强的趋势;岩石的成层性变好,粒度也表现出明显的正韵律性.据硅质岩的岩性、生物、层序和构造背景分析认为:硅质岩沉积所需的SiO2有海底火山气射和生物作用两个来源;自下而上生物作用提供的硅质逐渐占主导,形成水深逐渐变浅,从寒武纪深海硅质岩变为中奥陶统次深海硅质岩.     

浙江江山丁家山组层状硅质岩阴极发光特征及成因探讨

浙江江山中二叠世丁家山组,主要由黑色薄层状硅质岩、硅质粉砂岩、粉砂岩夹微晶灰岩组成。黑色薄层状硅质岩以高SiO2、富Al2O3、富Fe2O3、低TiO2和低MnO为特征,REE含量低,具弱Ce亏损、Tm正异常。硅质岩的阴极发光特征和岩石学特征表明,岩石属于交代成因,原岩可能为含生物碎屑灰岩,岩石硅化前曾发生过白云化作用。地球化学研究表明,硅质来源于正常地下水及陆源硅胶,无热水或火山硅质来源的迹象。     

塔里木盆地阿克苏地区下寒武统玉尔吐斯组硅质岩分类及成因

硅质岩成因涉及硅质来源、沉积环境、形成方式以及成岩阶段等问题,直接的岩石学证据在解决硅质岩成因类型中往往能够起到决定性作用。塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组底部硅质岩段岩石组合类型复杂多样,沉积现象丰富,其成因至今无法达成一致。为了揭示该套硅质岩的岩石学特征及沉积环境,笔者对3条野外剖面(库勒、肖尔布拉克西沟西、于提希)进行了详细的测量、描述,并系统观察该套薄层状硅质岩在偏光显微镜、阴极发光显微镜、扫描电子显微镜下的结构特征。综合前人研究,同时结合玉尔吐斯组硅质岩中非硅质成分(残余矿物、伴生矿物、填隙物以及混入物成分)、结构组分特点,笔者分别提出了中观尺度下(露头)"颜色-构造-成分"综合分类方案以及显微镜尺度下"成分-结构组分-成因"综合分类方案,并在宏观尺度下将硅质岩段分为5段,中观尺度下分为6种岩石类型,显微镜尺度下分为7种岩石类型。早寒武世早期,南天山洋初始裂陷,位于其南部的阿克苏地区遭遇大规模海侵,同时由于海底扩张作用,热液活动频繁,为微生物繁盛奠定了物质、温度和空间基础。富硅质网状脉和上覆薄层状硅质岩的垂向叠置关系表明硅质岩在台内裂洼槽带至内-外缓坡带由幕式低-中温、富硅-磷-钡-钒的海底热液系统以硅质充填下伏网状裂缝、大范围的喷流沉积以及交代原始沉积物等方式形成。笔者认为该套薄层状硅质岩的形成并非由一种成因主导,而是多种成因相互协调、共同作用的结果。同时,微生物群落的聚磷作用以及对(成岩)重晶石形成的促进作用进一步证实了微生物活动在硅质岩的形成过程中具有重要意义。     

页岩储层成岩作用及其对储层脆性的影响 ——以渝西地区五峰组—龙马溪组深层页岩为例

页岩粒度细小、岩石致密、微观非均质性显著,在成岩作用改造下发育形成页岩气储层,成岩作用的研究可以为优质页岩储层发育机理提供依据。以渝西地区綦江观音桥剖面、南川泉浅1井、南川三泉剖面、大足Z-203井等代表性剖面、钻孔为例,通过X射线衍射、氩离子抛光—场发射扫描电镜、能谱、岩石薄片/光片显微观察、有机地球化学测试、力学特征测试等手段,对储层成岩作用及其对储层力学脆性的影响展开系统研究。结果表明,研究区五峰组—龙马溪组页岩物质组分、岩石结构、力学性质存在层段性差异,成岩作用阶段介于晚成岩作用阶段至极低级变质作用阶段之间;储层主要成岩作用类型可以划分为压实作用等物理性成岩作用、矿物溶蚀作用等矿物相关化学性成岩作用和有机质生烃作用等有机质相关化学性成岩作用三类。研究区五峰组—龙马溪组底部存在部分脆性矿物高于80%的超高脆性矿物含量层段,碳质—硅质富层理页岩在特殊储层成岩作用的影响下形成大量自生微晶石英,构成以微晶石英+赋孔有机质为主的显微物相组合,兼具良好的力学脆性与储集能力,而其他层段缺乏持续演化不断形成微晶石英的物质基础。储层成岩作用发生的物质基础、岩石结构、类型、作用强度在层段间的差异,是储层脆性矿物与力学性质差异的关键影响因素,应纳入储层评价与优质储层机理研究的关注范畴。     

磷块岩结核的显微结构和生成特点

磷酸盐结核主要由磷质凝块、藻类碎屑和纤柱状磷灰石组成。呈特殊的栉壳状结构。结核中的凝块和藻屑与围岩中的氧化硅、粘土是同时在海底沉积的。纤状磷灰石则是在成岩期间从孔隙水中沉淀的。这些磷酸盐结核是由于纤状磷灰石在碱性微环境中不断淀积增长而成。     

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.     

陕西紫阳下寒武统黑色岩系地球化学特征及成因研究

通过野外研究发现陕西紫阳下寒武统黑色岩系富含多种矿产且成因复杂,主要由硅质岩、灰岩、碳质硅质灰岩、碳硅质页岩四类组成。据此进行了系统的元素地球化学分析,结果显示研究区黑色岩系富含V、Mo、As、Ba等元素,不同岩性稀土模式曲线总体特征相似指示成因联系密切。四类岩性样品各自的MnO/TiO₂均值接近或小于0.5、V/（V+Ni）均值大于0.57、V/Cr均值大于4.2等特征表明该套黑色岩系形成于浅海—半深海相缺氧还原环境。另外,As和Sb的富集、Zn?Co?Ni图解中投点大部分位于热液矿床区域、Sr/Ba小于1、La/Ce均值接近2.8、北美页岩标准化配分图解的Eu负异常—弱正异常均指示了热液参与下的正常海水沉积环境。研究区地层夹含的硅质岩和重晶石等热水沉积岩反映了同沉积时的热液活动。据此推断沉积环境是海水、热液和生物的共同作用下形成的浅海—半深海相缺氧的还原环境。     

贵州水城-纳雍地区锰矿地质特征、控矿因素及找矿标志

贵州水城-纳雍地区锰矿是产于中二叠统茅口组之上,中-上二叠统峨眉山玄武岩之下,茅口组第二段锰矿层与硅质岩和含锰灰岩关系密切,通过对该区锰矿地质特征和控矿因素分析,认为控矿的主要因素为岩相古地理、地层岩性、断裂构造。主要含锰岩系第二段为含锰、微含锰的硅质灰岩、含硅质灰岩、含钙质硅质岩及石灰岩等,第一段局部可见少量零星锰矿体,多无工业价值,根据锰矿富集成矿地质特征,该区找矿标志主要有岩相古地理、地层、岩石及露头。     

塔里木盆地西北缘埃迪卡拉纪—寒武纪转折期黑色岩系中硅质岩成因及其环境指示意义

埃迪卡拉纪—寒武纪转折期是地质历史上的关键期,全球范围内普遍发育一套黑色岩系,包括硅质岩、泥岩和白云岩。在这套黑色岩系中下部,发育了不同厚度的硅质岩,尤其是在塔里木盆地西北缘,黑白燧石条带韵律性互层且硅质岩分布变化大,其成因对寒武系玉尔吐斯组优质烃源岩形成环境具有重要指示意义。本文以塔西北地区新柯地1井这套黑色岩系中硅质岩为研究对象,运用岩芯观察、镜下薄片鉴定、主微量元素和稀土元素分析,研究硅质岩与有机质的成因及其二者之间的共生机理,硅质岩较高的Ti、V、Y、Ba等元素含量、较低的δ30Si值(1. 2‰~0. 7‰)、明显的Ce负异常说明其硅质流体为热液来源,但是硅质岩不是热液脉体侵入形成,而是富含硅质的流体与冰冷的海水混合沉积而成,硅质岩沉积受温度、pH值、有机质等因素共同控制,有机质的存在可以促进硅质沉淀。同时系统地研究了黑白燧石条带韵律性互层的成因,白色层由纯的微晶石英组成,而黑色层由碎屑碳质颗粒、石英颗粒和碳质纹层组成,认为是微生物席活动的结果,硅质岩中黑白燧石层受冰期和间冰期控制。硅质岩中较高的Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)比值和较低的Lan/Cen比值代表受陆源影响的大陆边缘沉积环境,结合古气候、海平面变化等信息,认为塔西北地区寒武系玉尔吐斯组硅质岩以及硅质页岩沉积于局限海湾或潟湖环境,为正确认识硅质页岩的形成环境和烃源岩的评价预测提供理论指导。     

大兴安岭北段泥盆纪大民山组硅质岩地球化学特征及沉积环境

大兴安岭北段泥盆纪大民山组硅质岩与硅质泥岩共生出现,硅质泥岩中产丰富海相化石.硅质岩Al/（Al+Fe+Mn）值在0.60~0.71之间,平均值0.65.在Al-Fe-Mn三角图上,样品均落入非热水成因区.MnO/TiO₂比值在0.07~0.34,平均值为0.18.m值在13.87~47.15之间,平均值为23.90.CaO/（Fe+CaO）值在0.65~0.98之间,平均值为0.78.ΣREE较低,平均62.77×10^-6,LREE/HREE平均值为6.67,相对富集轻稀土,具有轻度的Ce正异常（δCe 1.08~1.30,平均值1.16）.结合硅质岩沉积环境判别图解,一致表明大民山组硅质岩形成于离大陆较近的大陆坡或边缘海的高盐度海水环境.     

准噶尔盆地西北缘二叠系风城组硅质岩地球化学特征及成因

准噶尔盆地西北缘二叠系风城组内的云质岩、硅质岩是致密油藏重要的储集岩,目前对云质岩和与之伴生的硅质岩成因存在较大争议。通过岩心观察和对硅质岩的主量、微量、稀土及硅同位素的综合研究,以期揭示硅质岩的成因。研究表明,风城组中的硅质岩SiO2含量变化范围为55.15%~85.61%,为不纯的云质硅质岩,其内含有较多热水沉积矿物和碱湖沉积成因的盐类矿物。云质硅质岩主要围绕热液喷口分布,它们常与白云岩呈纹层状、条带状互层。云质硅质岩中硼异常富集,硼含量介于90×10^-6~10000×10^-6之间,平均680×10^-6,与盐类矿物硅硼钠石有关,反映了碱湖沉积成因;Sr/Ba值均大于1,Th/U值多在0.62~2.06之间,Sm/Nd值多在0.20~0.24之间。云质硅质岩的稀土配分显示出Eu负异常、Ce负异常或弱正异常及轻稀土相对重稀土富集的特征。δ^30Si值介于0.39‰~1.88‰之间,其δ^30Si和微量元素特征不反映典型热水成因。云质硅质岩的地质产状和地球化学特征共同表明,风二段和风三段云质硅质岩主要为热水和碱湖的混合沉积成因。硅质岩形成受喷口的位置、热水喷流期和各喷口喷流热水的温度等多方面因素的控制,硅质岩形成时存在多个喷口,在相对封闭的高盐度—碱性还原环境下的热水喷流期,热水与碱湖湖水混合,混合水沉积形成硅质、盐类矿物及白云石,最终形成含盐的云质硅质岩;热水喷流间歇期形成碱湖成因的含盐云质岩。     

蓟县地区雾迷山组硅质岩成因研究

中晚元古代华北地台处于燕辽拗拉谷的张裂期,有利于形成风暴流。蓟县雾迷山组广泛发育风暴沉积,在硅质条带白云岩中发育硅质砾屑具奇特的菊花状构造,这种构造形成于成岩作用后期,在尚未完全固结成坚硬的岩石时期,遭遇风暴破坏,将原有水平层理打碎,继而被风暴流搅起,风暴流的涡动使得岩石碎片直立,或者呈发散状,后经成岩作用保留了这种构造形态,与上下岩层形成典型的风暴沉积序列。通过野外与镜下观察并结有机地球化学分析得出,蓟县地区雾迷山组硅质条带白云岩发育典型的风暴沉积序列和挤压滑塌序列,风暴硅质岩具丘状形态,内部菊花状构造为近源风暴产物,其中硅质岩来源于海底热水活动。沉积环境推测为碳酸盐台地前缘斜坡。     

贵州遵义二叠系锰矿区硅质岩成因及成矿意义

贵州遵义二叠系锰矿底部发育一套特殊的硅质岩建造,该套硅质岩环绕锰矿富集区呈墙状产出,习称“白泥塘层”硅质岩或“城墙式”硅质岩,其与锰矿成矿作用之间有着紧密的成因联系。详细地野外地质调查发现,该套硅质岩具有条带状、角砾状和块状构造,其中钢灰色、黑色锰质细脉穿插于条带硅质岩之中,角砾状构造硅质岩多沿锰矿体周边分布。10 件硅质岩样品元素地球化学分析表明 ,硅质岩具有较高的 SiO₂（80.55% ～99.56%）和Fe₂O₃（0.47%～13.76 %）, 较低的Al₂O₃（0.05%～4.06%）和TiO₂（0～0.49%）, 指示其形成过程中陆源碎屑物质参与较少。（La/Ce）比值和Ce 异常值特征指示硅质岩形成于深水裂陷盆地中,环N 境条件为还原状态。Fe-Mn-Al 和SiO₂-Al₂O₃ 图解显示, 硅质岩主要落入热水沉积区内或其附近区域。硅质岩Al/（Al+Fe+Mn）均值为0.26、（La/Ce）_N 值为1.51～2.34、 Y/Ho 值为 30.64～43.91,Eu/Eu^* 值为0.96～1.67,且硅质岩稀土配分模式与热水沉积硅质岩类似,这些特征集中表明硅质岩成岩过程中有明显的热水物质参与,属于热水成因硅质岩,这为遵义二叠系锰矿床热水喷流沉积成因提供了新的佐证。     

胶东元古宙变质硅质岩的地球化学及其成因

胶东元古宙变质硅质岩为蛇绿岩端员组分一，其SiO2含量大于高于90％，具轻稀土富集型的稀土配分模式，铕，铈异常具有明显的相关性，岩石中多硅白云母的存在显示其曾经受了中－高压的变质作用，变质硅质岩 地球化学特征表明其原岩形成于早元古宙的大洋中脊环境，沉积成 岩时的氧化还原条件是变化的，产同蛇绿岩其他端员组分一起发生过深腐冲作用。