地球化学在沉积环境判别中的应用——以城口高山地貌褶皱冲断带构造水井沱组为例

为了准确判定城口区块水井沱组的沉积环境,运用岩石中硅氧化物与铝氧化物的比值判定城口区块水井沱组为被动大陆边缘的构造沉积环境,铝氧化物与铁铝氧化物的比值判定区块物源属于生物或热水作用的补充;微量元素硼反映当时为低盐度沉积环境,钒与镍、钒和的比值则发映缺氧还原环境,铬与铜的比值则反映了温湿的气候环境。研究认为:水井沱组属于深水浅海陆棚相,处于低盐度、温暖潮湿、缺氧还原的沉积环境,物源属于生物或热水作用的补充,构造处于被动大陆边缘(与先辈研究结果一致)。     

陕西镇巴—重庆城口锰矿沉积环境及成矿作用

系统采集陕西镇巴-重庆城口锰矿富集区典型锰矿床容矿岩石样品,采用元素地球化学方法研究该区域锰矿沉积环境和成矿作用。微量元素地球化学指标Th/U、Ni/Co、Ce/La、V/Sc、Cd、Mo分析显示:震旦系陡山沱期,自北西陕西镇巴至南东重庆城口沉积环境总体具有从氧化向还原变化的趋势。元素和氧化物富集效应的构造环境分析显示:镇巴至城口一带为大陆边缘向深海洋盆过渡带,其中镇巴地区为浅海或海陆过渡带,受气候及海平面升降影响明显,环境条件易发生变化,形成的锰矿物种类较多,并且多为氧化条件下形成;城口地区沉积水位较深,属于半深海至深海过渡带,沉积环境受海平面升降、气候、物源影响小,沉积环境稳定,形成的锰矿物较为单一,主要为菱锰矿。     

鄂西白果园银钒矿床地球化学特征与成矿作用

鄂西白果园银钒矿是典型的黑色岩系矿床。地球化学研究表明:矿化主要见于震旦系陡山沱组第4段下部黑色页岩中,银钒矿化具有较强正相关性;岩(矿)石的常量元素及氧化物分析结果表明,黑色岩系沉积环境处于大陆边缘,物源主要来自于陆源;稀土元素具有明显的Eu和Ce的负异常,分配模式及相关元素特征显示成岩成矿过程中以正常海水沉积作用为主,有轻微的海相热水沉积参与;微量元素特征同样指示成岩成矿的主要物质来自于陆源,但也有热水沉积的显示。综合研究认为白果园银钒矿为较典型的低温热水沉积成岩成矿的黑色页岩型矿床;最主要的成矿作用是沉积成岩作用,最有利的成矿部位是沉积古地理环境大陆边缘附近的浅海陆棚泻湖环境,成矿是在较为缺氧还原的条件下发生的,海相热水的参与以及生物(有机质)作用对矿化富集起到了重要作用。     

南秦岭水沟钒矿床地质地球化学特征及成因

水沟钒矿床产于南秦岭下寒武统水沟口组的黑色岩系中,该黑色岩系为一套碳—硅—泥岩建造,形成于早寒武世扬子陆块北部的被动大陆边缘。钒矿体呈层状产出,与地层产状一致,含矿岩石主要为硅质岩夹炭质泥岩。通过对岩性组合与钒含量的对比分析,发现钒含量与含矿岩石中炭质泥岩出现的频率呈正相关;对较富的钒矿石进行X衍射测试,钒主要赋存于炭质泥岩中的钒云母中。通过对钒矿石的主量元素、微量元素、稀土元素及氧同位素特征研究,表明水沟钒矿床形成于大陆边缘与深海环境过渡带上的缺氧沉积环境中,其沉积物源来自海底热水及近陆源剥蚀的混合区,生物活动对于成矿物质的聚集、沉淀具有重要作用。综合地质、地球化学特征,认为该矿床属于生物-热水沉积成因。     

河南省西簧钒矿岩石地球化学特征及矿床成因

西簧钒矿位于南秦岭下寒武统水沟口组黑色岩系中,矿体规模较大,层位及品位比较稳定,矿石类型主要为炭质泥岩和含硅质泥岩,钒元素主要赋存于钒云母中。通过对岩石化学特征和稀土元素特征分析,认为该钒矿形成于大陆边缘向深海过渡的缺氧还原环境中,岩石物源来自海水、热液喷流及陆源碎屑,生物活动对钒矿的汇聚沉淀富集起了重要作用。综合地质及地球化学特征认为该钒矿属于生物—热水沉积成因。     

南祁连盆地下日哈坳陷二叠系泥岩地球化学特征及地质意义

为探讨南祁连盆地下日哈坳陷二叠系泥岩的地球化学特征及其沉积环境、构造属性和物源属性,本文对野外系统采集的泥岩样品进行了有机、无机地球化学测试,分析了泥岩有机碳含量、生烃潜力、最高峰温度、主量、微量和稀土元素等。结果表明,二叠系泥岩有机质成熟度较高,以水生生物型为主兼有水生-陆源混合型,处于半封闭水体状态下,缺氧、还原程度一般、盐度中等的沉积环境。草地沟组属Ⅱ2-Ⅲ型干酪根,母质主要来源于海相浮游生物和微生物,为主力烃源岩层系;切尔玛组成熟度相对低,属Ⅲ型干酪根,母质来源于陆源生物,为潜在烃源岩层系。二叠系泥岩构造、物源属性指示二者具有较大的亲缘性,属于活动大陆边缘构造环境,物源主要来自中祁连低缓隆起区的上地壳长英质岩,并有安山质岩石的混入。     

开鲁盆地南部下三叠统红砬组地球化学特征及沉积环境分析——以奈参1井为例

为揭示开鲁盆地南部地区下三叠统红砬组的构造背景及沉积环境,对奈参1井26件细碎屑岩样品进行了常量、微量以及稀土元素测试分析.研究表明：红砬组沉积物源具有多样性,主要来自上地壳长英质岩石源区,还有少量来自中、基性火成岩物源区.物源构造背景主要为主动大陆边缘,可能形成于靠近大陆岛弧的活动大陆边缘构造背景.红砬组沉积环境总体上处于氧化-弱还原的陆相淡水-半咸水环境,向上水体盐度有增大趋势,古气候整体上为干旱炎热气候.     

鄂东南石煤钒矿地质特征及找矿标志

鄂东南地区黑色岩系主要赋存在寒武系,黑色页岩中蕴含着丰富的Mn,p,Ag,Au,V,U等矿种,调查发现在下寒武统水井沱组多处发育石煤钒矿段.已有工作成果显示,在狮古尖矿段和石坳金矿段具有工业意义的钒矿体有3个,经岩矿鉴定,钒矿石自然类型为炭质泥岩型,矿石的结构主要为泥状结构,且普遍被炭质渲染,其次有微粒泥状、微粒团粒、球粒等结构,矿石构造以层状、片状为主;矿石成分主要由炭质、石英、绢云母组成,其次为高岭石、黄铁矿等以及其它微量矿物;石煤与钒矿共生,两者厚度成正相关关系,即石煤发育的地段钒矿也发育.研究认为鄂东南石煤钒矿床是典型的黑色岩系中发育的沉积矿床,其沉积时的古地理环境为扬子古地台东南侧大陆边缘浅海盆地,盆地处于缺氧的还原环境,藻类生物茂盛,沉积物以陆源碎屑为主;寒武系下统水井沱组为本地区石煤钒矿的找矿标志.     

重庆城口锰矿红籽矿区地质特征及控矿因素分析

城口锰矿整装勘查区空白区块全隐伏锰矿体的揭露,标志着城口锰矿整装勘查深部找矿取得重大突破。红籽矿区锰矿呈层状产于陡山沱组顶部,层位稳定。根据岩芯观察、剖面观察、薄片观察、大比例尺地质填图等,展开了岩石学、地层学、沉积学、矿田构造地质学研究,认为红籽矿区菱锰矿层为陡山沱末期深海相向碳酸岩台地过渡时期产物,具台地边缘斜坡沉积特征。首次报道城口锰矿锰质热液运移通道疑似证据以及南大巴山北相区龙潭河组为城口锰矿锰质物源潜力大陆风化源区,红籽矿区矿层中微体藻类降解集合体以及红籽矿区西侧锰质叠层石的发现,再次证实了微生物在成矿过程中的富集作用。锰矿矿石矿物为菱锰矿,矿石结构以微晶、藻鲕为主。综合研究表明沉积相及物质来源控制了矿层沉积,区域叠瓦状-逆冲推覆作用与右型走滑作用控制了矿区锰矿产出形态,红籽矿区B断块、修齐矿区以南至坪坝-修齐断裂之间区块为下一步2000m以浅深部勘探有利区。     

赣北修武地区下寒武统黑色岩系地球化学特征与沉积环境判别

通过野外地质调查、常量及微量地球化学分析等方法,初步查明修武地区下寒武统黑色岩系尤其是石煤中富集钒铀等多金属元素;稀土特征为轻稀土相对富集,轻重稀土分馏程度较高,Ce、Eu均为负异常;黑色岩系是在大陆边缘沉积,沉积环境为干燥气候的还原环境,物源应为陆源和海底热水沉积物两者混合组成,且以陆源为主。     

Tectonic Setting and Provenance Analysis of Late Paleozoic Sedimentary Rocks in the Ordos Basin

鄂尔多斯盆地周缘物源均来自上地壳,以长英质岩石为主,主要为太古宇、元古宇的各类变火山-沉积岩组成的古老变质岩系,同时具有一定量的花岗岩和碱性玄武岩的混合,但物源成分及南北源区构造背景有所差异.在常量元素及稀土元素组成上,盆地南北物源区的沉积岩在地区及层位之间存在差异,且该变化符合大洋岛弧→大陆岛弧→活动大陆边缘→被动大陆边缘常量元素、稀土元素以及负Eu异常的变化趋势.常量元素变化分析表明盆地北部物源主要来自板块俯冲碰撞地带,与被动大陆边缘环境和活动大陆边缘环境相关,少数为与活动大陆边缘相关的岛弧构造环境有关,到晚古生代中晚期才逐渐与被动大陆边缘环境和活动大陆边缘环境相关.稀土元素对比分析表明,盆地北部物源与太古宙、元古宙的花岗片麻岩、闪长片麻岩、二长花岗岩、变余岩屑砂岩及千枚岩具有亲源性;而盆地南部早—中二叠世长期受被动大陆边缘物源影响,具有高SiO2,低Na2O的特征,这与太古宙—元古宙的太华群、秦岭群、宽坪群等岩系的高SiO2含量,K2O/Na2O＞1的特征一致,到晚古生代后期,逐渐与活动大陆边缘物源相关.北秦岭晚古生代山间盆地具有快速混杂堆积的沉积特点,属于盆地外缘,并与鄂尔多斯盆地呈连续过渡的状况,物源上具有继承关系;盆地晚古生代沉积岩中Gd含量及(Gd/Yb)N比值具有随时间迁移的特征,分析表明北部物源区在太原期处于构造快速活动期,而南部物源从山西期才开始进入快速活动期,这与区域构造演化背景一致,即北部物源区抬升要早于南部.     

鄂尔多斯盆地晚古生代沉积岩源区构造背景及物源分析

鄂尔多斯盆地周缘物源均来自上地壳,以长英质岩石为主,主要为太古宇、元古宇的各类变火山-沉积岩组成的古老变质岩系,同时具有一定量的花岗岩和碱性玄武岩的混合,但物源成分及南北源区构造背景有所差异。在常量元素及稀土元素组成上,盆地南北物源区的沉积岩在地区及层位之间存在差异,且该变化符合大洋岛弧→大陆岛弧→活动大陆边缘→被动大陆边缘常量元素、稀土元素以及负Eu异常的变化趋势。常量元素变化分析表明盆地北部物源主要来自板块俯冲碰撞地带,与被动大陆边缘环境和活动大陆边缘环境相关,少数为与活动大陆边缘相关的岛弧构造环境有关,到晚古生代中晚期才逐渐与被动大陆边缘环境和活动大陆边缘环境相关。稀土元素对比分析表明,盆地北部物源与太古宙、元古宙的花岗片麻岩、闪长片麻岩、二长花岗岩、变余岩屑砂岩及千枚岩具有亲源性;而盆地南部早—中二叠世长期受被动大陆边缘物源影响,具有高SiO2,低Na2O的特征,这与太古宙—元古宙的太华群、秦岭群、宽坪群等岩系的高SiO2含量,K2O/Na2O>1的特征一致,到晚古生代后期,逐渐与活动大陆边缘物源相关。北秦岭晚古生代山间盆地具有快速混杂堆积的沉积特点,属于盆地外缘,并与鄂尔多斯盆地呈连续过渡的状况,物源上具有继承关系;盆地晚古生代沉积岩中Gd含量及(Gd/Yb)N比值具有随时间迁移的特征,分析表明北部物源区在太原期处于构造快速活动期,而南部物源从山西期才开始进入快速活动期,这与区域构造演化背景一致,即北部物源区抬升要早于南部。     

西藏罗仓地区昂杰组碎屑岩地球化学特征及物源

西藏罗仓地区昂杰组受控于班公湖-怒江缝合带和雅鲁藏布江缝合带,构造环境较为复杂,主要通过常、微量和稀土元素的地球化学特征,探讨了研究区的物源和构造环境,通过常、微量和稀土元素的指示作用,以及与其相邻相似地层拉嘎组、永珠组做了横向的对比,得出结论:研究区主要处于被动大陆边缘向主动大陆边缘过渡的晚期,海水逐渐变浅,沉积环境为海陆过渡相,物源区主要为沉积岩区,物源来自于上地壳,成分主要为长英质和少量古老沉积物成分夹杂少量基性物质。     

塔里木北缘库鲁克塔格南华系阿勒通沟组沉积环境及构造背景分析

关于塔里木北缘南华-震旦纪的构造演化存在争议,本文研究了其东北缘库鲁克塔格地区南华系阿勒通沟组的沉积环境、地球化学特征等方面,揭示其源区风化、物源类型和构造背景等信息,以期为塔北同期构造演化及古地理环境恢复提供更多证据。阿勒通沟组由底部的冰碛砾岩和之上发育细密纹层的细砂-粉砂-泥岩组成,砂岩中发育丘状交错层理、渠模等典型风暴沉积构造,可识别出3种风暴沉积序列,为风暴浪控浅海陆棚沉积,是阿勒通沟组冰期和特瑞艾肯组冰期分属两个冰期的有力证据。该组宽广陆棚相的沉积环境,砂岩较高的结构成熟度及V-Cr-Ni-Sc负异常、Ti-Hf-Zr-Y正异常等地球化学特征皆显示其处于被动大陆边缘。物源判别图解、过渡族元素含量和稀土配分特征显示该组砂岩主要碎屑物质为来自南部塔里木克拉通的长英质岩类,另有古老沉积岩的加入。砂岩样品CIA值、A-CN-K图解和Th／U比值等显示其源区经历了微弱-中等的化学风化,碎屑物质具沉积分选、沉积物再旋回特征,且在成岩过程中钾交代明显,这些特征也与被动大陆边缘一致。在此基础上,结合前人研究成果认为库鲁克塔格自贝义西组裂解至阿勒通沟组演化为被动大陆边缘,且至少持续到震旦系扎摩克提组。     

西藏罗仓地区昂杰组碎屑岩地球化学特征及物源

西藏罗仓地区昂杰组受控于班公湖-怒江缝合带和雅鲁藏布江缝合带,构造环境较为复杂,主要通过常、微量和稀土元素的地球化学特征,探讨了研究区的物源和构造环境,通过常、微量和稀土元素的指示作用,以及与其相邻相似地层拉嘎组、永珠组做了横向的对比,得出结论:研究区主要处于被动大陆边缘向主动大陆边缘过渡的晚期,海水逐渐变浅,沉积环境为海陆过渡相,物源区主要为沉积岩区,物源来自于上地壳,成分主要为长英质和少量古老沉积物成分夹杂少量基性物质。     

塔里木西北缘乌什南上石炭统索格当他乌组微量稀土元素特征及地质意义

为探讨塔里木盆地西北缘柯坪地区上石炭统索格当他乌组沉积环境、物源属性和构造背景,在野外地质调查的基础上,对柯坪地区乌什南剖面上石炭统索格当他乌组细碎屑岩进行了系统的地球化学样品采集与测试分析。通过氧化还原敏感元素组合及微量元素特征比值对比,发现研究区索格当他乌组细碎屑岩形成于弱还原环境。再利用Hf-La/Th、La/Sc-Co/Th和REE-La/Yb判别图解、微量元素特征比值(La/Sc、Sc/Th、Cr/Th及Co/Th),并结合岩石矿物薄片分析,认为索格当他乌组细碎屑岩与上地壳特征相似,母岩以长英质岩石为主,混有部分花岗岩和安山岩。对比不同构造背景下杂砂岩的稀土、微量元素特征,并结合碎屑岩La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10、Th-Co-Zr/10三角图解,认为研究区上石炭统索格当他乌组细碎屑岩源岩具有大陆岛弧、活动大陆边缘、被动大陆边缘多重构造背景。     

大巴山地区早古生代黑色岩系岩相古地理及页岩气地质意义*

大巴山地区早古生代发育下寒武统水井沱组(巴山组—鲁家坪组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组2套黑色岩系。沉积学研究表明,2套黑色岩系均发育于扬子北缘被动大陆边缘盆地之上,早期快速海侵,沉积环境以深水陆棚为主,晚期随着海平面下降逐渐变为浅水陆棚沉积,局部发育滩礁沉积。早寒武世和晚奥陶世—早志留世,研究区均处于被动大陆边缘盆地,基底不平整,陆架边缘呈现多个小岛阻隔的古地理格局,但两者的形成机制却完全不同:早寒武世的构造格局沿袭了陡山沱期的地堑和地垒分布格局,地垒处表现为局部隆起或水下潜隆;晚奥陶世—早志留世的构造格局则与扬子板块向华北板块俯冲有关,是在扬子北缘被动大陆边缘基础上发育起来的前陆隆起。这种受限的滞留海域有利于形成厚度大、有机碳含量高(2%~6%)、脆性矿物含量高(40%~65%)的富有机质页岩,虽然其是页岩气勘探的有利目标层系,但仍需加强构造保存条件的研究。     

大巴山地区早古生代黑色岩系岩相古地理及页岩气地质意义

大巴山地区早古生代发育下寒武统水井沱组(巴山组—鲁家坪组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组2套黑色岩系。沉积学研究表明,2套黑色岩系均发育于扬子北缘被动大陆边缘盆地之上,早期快速海侵,沉积环境以深水陆棚为主,晚期随着海平面下降逐渐变为浅水陆棚沉积,局部发育滩礁沉积。早寒武世和晚奥陶世—早志留世,研究区均处于被动大陆边缘盆地,基底不平整,陆架边缘呈现多个小岛阻隔的古地理格局,但两者的形成机制却完全不同:早寒武世的构造格局沿袭了陡山沱期的地堑和地垒分布格局,地垒处表现为局部隆起或水下潜隆;晚奥陶世—早志留世的构造格局则与扬子板块向华北板块俯冲有关,是在扬子北缘被动大陆边缘基础上发育起来的前陆隆起。这种受限的滞留海域有利于形成厚度大、有机碳含量高(2%~6%)、脆性矿物含量高(40%~65%)的富有机质页岩,虽然其是页岩气勘探的有利目标层系,但仍需加强构造保存条件的研究。     

贵州五河南沱组形成的氧化还原环境:地球化学与矿物学证据

新元古代海洋氧化还原条件是影响这一时期生物演化的重要原因,海相沉积物记录的各种地球化学信息是研究古海洋氧化还原条件的主要方式.南沱冰期由于缺乏含铁建造等化学沉积岩及黑色页岩,极大地制约了对这一时期氧化还原环境的研究.本文通过对贵州剑河五河剖面南沱组红色富铁杂砾岩开展沉积学、矿物学和地球化学研究,认为杂砾岩中Si、Al、Fe含量与大陆上地壳组成类似,但Ca、Na、Mg显示显著的亏损特征,反映冰期大陆的氧化风化作用.杂砾岩中的氧化还原敏感元素Mo和U反映出不同程度的富集,其协变趋势指示了铁、锰氧化物在氧化还原分层的海水中的穿梭作用.杂砾岩的红色色调是其中赤铁矿的富集所致,红色富铁杂砾岩在南沱组中的不规则分布表明赤铁矿是同冰期海水中亚铁离子氧化后,经后期脱水形成.该剖面南沱组中流水波痕构造、氧化还原敏感元素Mo和U的富集特征和红色杂砾岩中赤铁矿的形成,反映华南地区南沱冰期极端缺氧的还原环境.     

大别山东南麓中新生代碎屑岩地球化学特征及其对物源的制约

位于大别山东南麓的安庆-潜山地区中新生代碎屑岩比较发育,主元素分析表明,砂岩主要为杂砂岩,其次是岩屑砂岩和长石砂岩。根据主元素、微量元素和稀土元素特征值分析结果,中、上三叠统和下、中侏罗统的源岩来源广泛,属于大陆岛弧、活动大陆边缘和被动大陆边缘构造背景,可能反映了前陆盆地物源的二元特征。古近系源岩主要为活动大陆边缘和大陆岛弧构造环境,说明物源仅来自大别山造山带。稀土元素比值及相关系数分析揭示,中晚三叠世黄马青群的源岩主要为宿松群的长英质片岩、浅粒岩以及大别杂岩,侏罗纪磨山组大致类似于大别群的花岗片麻岩,罗岭组与大别群比较类似。显示大别山造山带在中晚三叠世已经隆升并遭受剥露。