贵州瓮安陡山沱组磷块岩的地球化学特征

贵州瓮安地区是震旦纪陡山沱期的一个磷块岩沉积区,生物作用是磷矿形成的重要因素。通过对贵州瓮安含磷岩系剖面地球化学特征的研究,认为磷块岩富集层是以P2O5与CaO构成的磷酸盐矿物为主,可分为白云质砂屑磷块岩和碳质磷块岩2个亚类;生物作用导致了磷块岩中Pb,As,Ba及Sr等微量元素的富集,其中亲硫元素Pb的含量最高达到1 446×10-6,反映了贵州瓮安震旦系陡山沱组磷块岩的成因与菌藻类生物作用密切相关。     

湖北宜昌白果园陡山沱组层序地层及磷块岩成因研究

新元古代陡山沱期是扬子地台重要的成磷期,鄂西白果园磷块岩就形成于当时海侵不断扩大的过程中。白果园陡山沱组位于黄陵背斜西北部,磷矿赋存于陡山沱组下部。对白果园剖面进行层序地层学研究,将南沱冰期后沉积的陡山沱组和灯影组划为一个二级层序。含有磷块岩的陡山沱组,代表了南沱冰期后强烈的海侵活动的特点,将其划分为六个三级层序,磷块岩形成于第一个三级层序内。在层序1的海侵体系域上部与高位体系域下部所反映的潮下带,砂屑磷块岩品位很高。冰期时的物理风化和陡山沱期化学风化作用将地表含磷物输入海洋,海侵引发的上升洋流携带富磷海水涌入浅水区,为磷块岩在层序1内的形成提供了物源与动力条件。初次海侵对磷矿形成十分有利,高品位的含磷层对应于最大海侵阶段。采用地球化学方法对含磷岩系进一步研究后表明,生物有机质对白果园磷块岩的形成有重要作用。大冰期过后陡山沱期新的古海洋生态系统开始构建,使生物生产率迅速恢复,为生物有机质的成矿作用提供了机遇。其有机碳含量介于盆地型磷块岩与台地型磷块岩之间,显示了泥页岩—碳酸盐岩型含磷岩系Corg含量的“过渡性”特点。由于其含磷岩系形成的环境为半局限性滞留洼地,白果园磷块岩是弱还原—弱氧化环境的沉积产物。与邻区贵州瓮安的台地型磷块岩进行对比,台地型磷块岩由于更为氧化的环境而具有低Corg和高P2O5特点。通过与早寒武世云南昆阳磷矿的对比,发现能量较高并具有丰富藻类的潮下带为磷块岩形成的优势区带,但白果园不具备昆阳磷矿的藻滩成磷环境。所以,白果园磷块岩的形成是海侵作用和生物有机质的参与等因素共同作用的结果。     

贵州瓮安磷矿上震旦统陡山沱组地层和沉积环境

瓮安磷矿当时位于川黔滇台地东南边缘,是我国晚震旦世陡山沱期主要的磷矿之一。该区陡山沱组含磷地层中发现大量低等蓝藻和真菌、红藻、大型球状绿藻、疑源类及可能的后生动物化石,引起国内外地质学家和古生物学家的关注,尤其是最近报道从该地层中发现具细胞结构的海绵和动物胚胎化石,震动了各国古生物学界。瓮安磷矿的陡山沱组不整合于南沱组或板溪群之上,为灯影组浅灰白色白云岩层整合覆盖,以中部的古喀斯特侵蚀面为界而分为下、上两个岩性段,构成下段的白云岩—磷块岩—白云岩序列和上段的磷块岩—白云质生屑磷块岩—磷质白云岩序列。化石产于陡山沱组上段。     

贵州震旦系陡山沱组磷块岩成磷作用及与新元古代末期氧化事件(NOE)的耦合*

新元古代末期历经“雪球地球”和大气、海洋增氧事件后,发生了全球性成磷事件,贵州省震旦系陡山沱组大规模磷矿床沉积是本次成磷事件的典型代表。然而现阶段对贵州陡山沱组磷块岩成磷作用机制研究存在诸多争议,成磷事件与同期古海洋环境转变之间的关联研究也较为薄弱。作者以贵州省瓮安、遵义和丹寨地区陡山沱组原生磷块岩为研究对象开展的沉积学、岩石学、矿物学和地球化学特征研究表明: 陡山沱早期成磷作用被限制在浅水海岸,瓮安地区A矿层球粒磷块岩中大量的含铁自生矿物黄铁矿、海绿石以及无Ce负异常指示的贫氧沉积水体环境均表明,Fe-氧化还原泵成磷模式在富磷过程中发挥了重要作用;陡山沱晚期磷块岩分布扩散至较深水陆棚—斜坡沉积相区,磷块岩与富有机质岩层共生,矿物晶体形态特征与矿石内富含的大量生物化石均表明,有机质沉降聚磷作用和生物成磷作用促使磷块岩大量沉积,较明显的Ce负异常值也指示了海水氧气含量的提升。成磷作用模式的转变和磷块岩分布的扩展是对海洋增氧事件的沉积响应,同时造成的多细胞动物演化也影响了深部水体的氧化还原状态,进而反映了贵州省陡山沱组磷块岩大规模沉积与新元古代末期氧化事件(NOE)密切的耦合关系。     

鄂西磷矿矿集区地质及其资源远景分析

鄂西磷矿的分布与产状受神农架背斜和黄陵背斜控制,为荆襄式晚震旦世沉积型磷块岩矿床。受浅海台地台坪亚相,磷块岩、泥(页)岩、白云岩含磷建造和水下隆起古构造等控制。晚震旦世陡山沱期磷矿评价标志为:上震旦统陡山沱阶;浅海台地台坪亚相;磷块岩、泥(页)岩、白云岩含磷建造;成矿地段陡山沱阶厚度一般小于200m,最佳150～50m;水下隆起带;磷块岩矿床一般分布在冰碛砾岩为0m的区域;含磷建造等深线一般小于1000m。评价结果表明,荆襄、宜昌、新华、神农架和保康磷矿区的深部及外围具有较好的资源远景,资源潜力大。     

鄂西宜昌地区埃迪卡拉系陡山沱组页岩沉积环境及其页岩气地质意义

基于鄂西宜昌黄陵隆起周缘不同古地理部位埃迪卡拉系陡山沱组剖面的野外调查,岩石矿物和碳同位素样品的成分分析,页岩地球化学分析和物性实验结果,系统研究宜昌地区埃迪卡拉系陡山沱组二段页岩地层格架与分布、形成环境、地球化学和页岩气储集层特征。结果表明峡东宜昌地区在埃迪卡拉系陡山沱组二段下部页岩沉积于氧化环境,而中上部黑色页岩沉积形成于还原环境,碳酸盐是甲烷泄漏的结果。陡山沱组二段暗色泥页岩地层厚度超过50m,有机碳含量(TOC)普遍大于1%,局部地区超过2%,有机质类型以I型和Ⅱ1型为主,成熟度(Ro)变化于1.58%~2.38%之间,平均1.98%;矿物成分主要为碎屑矿物。与美国和中国页岩气主产区的页岩指标相比较,宜昌地区陡山沱组二段泥页岩具有形成页岩气良好地质条件。     

鄂西震旦纪陡山沱组磷块岩稀土元素地球化学

鄂西陡山沱组磷块岩的稀土元素总量较低,变化较小,具有轻稀土相对富集,重稀土贫乏的特点。稀土元素含量与磷块岩的结构类型、成因和粘土矿物含量有关。震旦纪生物成因的磷块岩以低稀土元素含量为特征,这与寒武纪以来生物成因的磷块岩截然不同。鄂西陡山沱组含有三个工业磷矿层,各矿层稀土元素配分模式、参数等有明显差异,依据这些特征可准确地进行矿区和区域矿层的划分与对比,也可用于对物质来源和沉积环境的解释。     

湖北宜昌樟村坪埃迪卡拉系陡山沱组硅磷质结核中的微体化石

本文报道的微体化石产于湖北宜昌樟村坪万家沟剖面埃迪卡拉纪陡山沱组第10层的硅磷质结核中,化石组合包括疑源类Appendisphaera grandis、Ericiasphaera spjeldnaesii、Knollisphaeridium maxi mum、Leiosphaeridia tenuissi ma、Meghystrichosphaeridium perfectum、Tianzhushania polysiphonia、T.spinosa、T.ornata;丝状蓝藻Oscillatoriopsis obtusa、Polytrichoides induviatus、P.lineatus、Salome hubeiensis、Siphonophycustypicum;多细胞藻类Sarcinophycus palilloformis、Wengania minuta。该微体化石组合面貌与黄陵背斜东、南翼陡山沱组二段硅质结核中以大型具刺疑源类Tianzhushania为特征的组合相同,与贵州瓮安地区陡山沱组上磷块岩下部保存的微体化石组合面貌基本一致。     

宜昌磷矿田成矿地质特征及深部找矿模式探析

宜昌磷矿田属晚震旦世陡山沱期特大型磷块岩矿床,其含磷岩系陡山沱组为硅质、泥(页)质岩-磷块岩及硅质云岩-磷块岩共生岩石组合,具工业价值的矿层为下磷层(Ph13)及中磷层(Ph22,Ph21),矿床共生含钾页岩,伴生I、F元素。矿床形成受大陆边缘隆起带及"水下高地"浅水沉积体系控制,矿层中出现胶状、壳粒状、团粒状等原生结构的磷块岩,并伴有内碎屑磷块岩。磷质来源于上升洋流,经过生物化学及机械化学方式沉淀,工业矿层形成于浅海台地边缘泻湖-潮坪及台地滩间-泻湖-潮间相带,含磷岩系具有多旋回、多期次沉积成磷特征,Ph13及Ph22矿层聚磷沉积中心,由南向北迂移富集;认为宜昌磷矿田与兴神矿田相连,因此保康-宜昌磷矿带得以重新划分。从成矿模式分析,在黄陵地块隆起带北缘,浅海台地沉积区是形成大型矿床的有利部位,含磷岩系沉积旋回发育完整,标志层明显,次级旋回分布稳定,工业矿层产于次级旋回上部,矿层具有三端元结构类型(A-B-C),区域磷矿带及富矿带均呈NW向分布样式。诸多因素共同组合的磷矿沉积富集规律的探索,对指导鄂西晚震旦世陡山沱期深部找矿具有重大的现实意义。     

湖北震旦系磷块岩中的藻类化石

湖北荆襄地区震旦系陡山沱组磷块岩特别发育,含丰富的藻类化石。陡山沱组有四层磷块岩,第一层含叠层石和核形石,第三、四层含核形石。叠层石柱体被磷酸岩紧密包裹者,品位较高;基本层理由磷灰石与白云石交替组成亮层和暗层者,品位较低;柱体中仅含团粒状磷灰石者,品位更低。     

贵阳马场地区陡山沱组含磷特征分析

震旦系上统陡山沱组为黔中地区的开阳磷矿和瓮福磷矿的含磷层位,贵阳马场地区陡山沱组隐伏于地下,根据钻孔揭露,区内陡山沱组顶部与上伏灯影组接触面为一水蚀间断面,无磷矿分布,为磷矿层缺失区。     

黔中开阳地区震旦纪陡山沱期富磷矿沉积特征与成矿模式*

黔中开阳地区在震旦纪陡山沱期全球成磷事件的大背景下,发育了厚度较大的富磷矿层。通过岩石薄片观察、地层对比与划分及沉积相分析等手段,探讨黔中开阳地区震旦纪陡山沱期磷矿床沉积特征与成矿模式。结果表明:(1)开阳地区陡山沱期处于黔中古陆北缘的磷质海岸环境,磷矿层中分布最广泛、品位最高的矿石类型为砂屑磷块岩,为富磷沉积物在沉积、成岩过程中遭受多期次冲刷破碎、暴露淋滤及堆积胶结的产物。(2)开阳地区古地理环境和动荡的海水条件控制了磷矿的沉积和高品位矿石的分布,洋水、永温等地在震旦纪陡山沱期所处的海水深度适中的临滨带为成矿优势地带,而水体过浅的前滨带和过深的远滨带均不利于磷质的聚集和成矿。(3)开阳地区动态磷矿床成矿模式表明,陡山沱期海平面的频繁进退使临滨带已沉积的磷块岩遭受多期次的冲蚀、暴露、淋滤、胶结及磷质再沉积作用;通过物理分选作用和风化淋滤作用最终使磷质聚集,是研究区富磷矿形成的主要原因。     

黔中息烽磷矿床成矿环境、成矿作用及成矿模式探讨*

息烽磷矿是贵州地区震旦纪陡山沱期磷矿的重要组成部分,以矿层厚、品位高、断裂构造发育、叠层石丰富而独具特色。通过对矿床地质特征及矿床地球化学特征综合研究认为,从陡山沱组底到顶气候经历温湿—干热—湿热变化,海平面对应经历了海进—海退—海进,其内的磷块岩和磷质岩是在热水沉积作用、生物作用和正常海水沉积作用等共同作用下形成于前滨—临滨环境。综合以上,反演息烽陡山沱期成矿过程,发现矿床经历了“海进—海退—海进”三阶段成矿,在陡山沱早期海进阶段形成下矿层,随后的海退阶段和海进阶段形成上矿层。空间上,2矿层之间夹白云岩,且交于靠黔中古陆一侧,当第2次海进越过第1次海进的前滨—临滨位置后,只形成上矿层,是开阳、息烽磷矿床1层矿体形成的对应部位。瓮福磷矿床有2层矿体,对应处于经历了“三阶段成矿”的前滨—临滨部位,且瓮福磷矿成矿时的位置高程明显低于息烽磷矿、息烽磷矿略低于开阳磷矿,通过岩性特征对比,与实际基本吻合。因此,在对陡山沱期的磷矿进行成矿预测和找矿勘查中,与息烽磷矿床相似的黔中及附近区域的动态前滨—临滨环境,均为磷矿床的找矿靶区,利用“三阶段成矿”形成相交的2矿层特点,可高效对已知矿床、矿化点和前滨—临滨带周围进行成矿预测。     

中国南方晚震旦世沉积相及磷块岩的时空分布

本文扼要阐述扬子地台及邻区晚震旦世地层的研究现状,沉积相带(台地相、斜坡相及盆地相)及古地理轮廓、磷块岩的时空分布(包括地理、地层及沉积相的分布)。同时还着重指出了台地边缘及斜坡相带的上部是寻找磷块岩的有利地区。     

扬子地块陡山沱期与梅树村期磷矿区域成矿规律

扬子地块是我国重要的产磷区 ,陡山沱与梅树村两大成磷期磷块岩储量占全国磷矿储量的85 %。在多年来丰富的资料积累与研究基础上 ,经过实践—理论—再实践的认识过程 ,归纳与提练出具有共性和普遍适用的海相磷块岩区域成矿规律 ,上升成为理性认识 ,因而具有很强的实用性 ,可作为成矿预测的准则。这些规律有 :含磷岩系规律、磷矿层规律、磷块岩自然类型规律、磷块岩结构类型规律、磷块岩矿物与化学成分规律、磷块岩序列规律、磷块岩成矿的构造古地理规律、陆缘坻含磷岩组规律、磷块岩富集规律等。并在此基础上划分出扬子地块的 2个三级成矿亚带和若干四级成矿区。     

湖北省钟祥市莲花山磷矿地质特征及找矿远景

提要莲花山磷矿赋存于震旦系下统陡山陀阶,有Ph1和Ph3磷矿层发育,共划定4个矿体,最大矿体长2500m,宽1700～ 2800m,矿体平均厚度4.68m,矿石P2O5平均品位21.12％.矿石类型主要为胶状泥晶结构和粒屑结构条带状磷块岩.矿床成因为海相沉积,磷矿沉积范围广、连续性好、相对稳定,在矿区的西部和矿区的东南...     

Formation environment and metallogenic mechanism of Weng'an phosphorite in the Early Sinian,Central Guizhou Province

Weng'an phosphorites are located at the east of Central Guizhou oldland and are important constituent of Hubei-Hunan-Guizhou phosphorite belt. Among them,the Datang ore block developed intact Early Ediacaran stratigraphic sequence,and the phosphorite occurred in the Doushantuo Formation which are divided into the lower layer of dolomite, layer A, the upper layer of dolomite, and layer B. Geochemistry showed that the P₂O₅ concentration of phosphorites in the layer A was higher than that of layer B,while the Sr and Mg/Ca were opposite. These characteristics indicate the degree of aridity and torridity increased from layer A to layer B. δ¹³C,δ¹⁸O,and Z value in layer A are -4.30‰-2.03‰, -11.30‰-7.53‰, and 112119,respectively,and those of layer B are -1.16‰1.49‰, -8.41‰-2.26‰, and 123129,respectively,indicating that the salinity increased from layer A to layer B. Ce_anom of the layer A are greater than -0.1, whereas those of the layer B are less than -0.1, suggesting the redox conditions changing from anoxic to oxic. The NASC-normalized REE distribution patterns of the layer A show “left-inclining”,indicating the input of hydrothermal fluids. Furthermore,the Si,Al,and Ti content in the phosphorite and the periodical change of δ¹³C indicate the input of terrigenous weathering and deep seawater. The “left-inclining”REE plots,high psephicity,and intraclast and blocky textures of phosphate from the layer A collectively suggest the phosphorite formed via mechanical power of seawater. The “hat-shaped”REE plots and microbial debris of phosphate from the layer B indicate the phosphorite formed via microbially mediated accretionary growth.     

黔中瓮安早震旦世磷块岩的形成环境及成因机制*

瓮安磷矿为鄂—湘—黔成矿带的重要组成部分,位于黔中古陆的东侧,其中,大塘矿段位于发育完整的下震旦统陡山沱组中,该组地层自下而上为下白云岩段、A矿层、上白云岩段和B矿层。元素地球化学特征表明: A矿层P₂O₅高于B矿层,而Sr含量、Mg/Ca值却相反,表明从A矿层到B矿层,气候干旱炎热程度升高。碳酸盐C、O同位素表明: δ¹³C、δ¹⁸O和Z值在A矿层分别为-4.30‰~-2.03‰、-11.30‰~-7.53‰、112~119,B矿层分别为-1.16‰~1.49‰、-8.41‰~-2.26‰、123~129,表明A矿层的盐度较低,B矿层的盐度较高。Ce_anom在A矿层均大于-0.1,在B矿层均小于-0.1,另外,Mo、U、V元素在A矿层高于B矿层,表明氧化还原条件从A矿层的还原转变为B矿层的氧化条件。A矿层稀土元素呈“左倾型”配分曲线和热水元素的富集,指示海相热水输入;Si、Al、Ti含量占一定比例,指示了陆源风化物质输入;δ¹³C阶段性变化指示了上升洋流带来的深海海水,因此,陡山沱组磷块岩成矿物质可能有多个来源。A矿层“左倾型”稀土配分曲线以及磷酸盐球状、团块状结构和较高磨圆度,表明其成矿作用机制主要为海水机械动力;B矿层稀土元素呈“帽型”配分模式和大量微生物碎屑发育,表明其成矿机制主要为微生物生长成矿作用,伴随海水机械动力。