黔北务正道地区早二叠世铝土矿沉积古地理及其控矿意义

通过野外地质调查、手标本观察、底板地层分布和矿体—含矿层厚度分析,对黔北务正道(务川—正安—道真)地区铝土矿沉积古地理及其与铝土矿成矿之间的关系进行了研究。结果表明:(1)铝土矿沉积盆地北以武隆为界,西北至南川,东至沿河,南至绥阳—凤冈一线;(2)研究区古地貌具南高北低的特点,沉积相带可分为海湾中心和滨岸湿地两部分,优质的铝土矿区均位于滨岸湿地;(3)沉积古地理决定了含矿层的厚度,但并不直接控制高品位铝土矿的形成,只有在其余成矿条件都适合的情况下,古地理通过控制铝土矿的沉积环境间接控制高品位铝土矿的形成。     

黔北务正道地区早二叠世大竹园期岩相古地理及其对铝土矿的控矿意义

对黔北务正道地区早二叠世岩相古地理特征及其对铝土矿矿床的控矿意义进行了分析。认为位于赤道附近的炎热潮湿的古气候环境导致的红土化铁铝质古风化壳是铝土矿形成的先决条件;以页岩为主经长期化学风化形成的古剥蚀区为铝土矿的形成提供了丰富的成矿物质来源,而低凹的古地形地貌是沉积或堆积型铝土矿的最佳场所;在半封闭式的相对较为稳定的海湾相沉积环境下沉积铝土矿含矿岩系,早二叠世大竹园晚期,通过频繁的海进-海退循环,沉积区不断处于还原—氧化环境的交替变换之中,为铝土矿的形成提供了保障。     

黔北务正道地区铝土矿层特征及其反映的早二叠世古气候*

铝土矿的形成受到气候条件的严格限制。通过对黔北务川—正安—道真地区下二叠统铝土矿层钻孔岩心样品主量元素和黏土矿物的综合研究,探讨了铝土矿层形成时期黔北地区的古气候环境以及淋滤作用对矿层的改造。从下至上,铝土矿层化学蚀变指数(CIA)由80左右上升至大于90,成分分异指数(ICV)由0.8下降至0.1。X射线衍射分析发现,研究区铝土矿层中的黏土矿物组分为高岭石、伊利石与绿泥石,其中高岭石在各个钻孔中广泛存在且在大部分层位中含量较高,平均含量为34.2％,并呈机械碎屑或基质形态产出且有进一步风化成为铝矿物的现象;伊利石主要以机械碎屑形式产出,平均含量为21.5％,赋存于矿层的黏土质部分,结晶度变化范围为0.22°～0.71°;绿泥石多为基质,部分层位中含量极高且伴随ICV值上升,平均含量为44.3％,为后期成岩过程中由高岭石转化而成。矿层内极高的CIA值与广泛存在的高岭石证明,铝土矿形成时为炎热潮湿的古气候。而矿层内部ICV值的波动可能与淋滤作用所引起的矿层内元素迁移活动有关。     

黔北务正道地区早二叠世铝土矿成矿模式*

黔北务正道(务川—正安—道真)地区,早二叠世沉积型铝土矿形成于黔北平原近海的一个半封闭海湾环境,冰期低海平面时期与中扬子海湾分离成为滨岸湖泊,间冰期高海平面时期与中扬子海湾连通。古地理单元可分为黔北平原、滨岸平原、滨岸湿地和半封闭海湾等单元。准同生和后期含矿岩系的暴露、淋滤是铝土矿形成的主要控制因素。土状及半土状铝土矿(包括土状及半土状的碎屑和豆鲕矿石)是含矿岩系准同生和后期暴露期间淋滤而成的,而致密状矿石是没有经过淋滤或弱淋滤形成的。碎屑状铝土矿是盆地内部泥裂破碎再沉积形成的;豆鲕状矿石是盆地内部胶体凝聚而成的。务正道铝土矿的动态成矿模式表明铝土矿主要形成于两次准同生淋滤期,因此铝土矿找矿应重点选择滨岸湿地、具有明显淋滤作用发育的地区。     

黔北务正道地区铝土矿形成环境的古盐度识别

通过对黔北务川—正安—道真铝土矿中的B、Sr、Ba、V、Zr及其生物标志化合物的分析,对务正道地区铝土矿沉积环境的古盐度进行了研究。结果表明,铝土矿的沉积受到海洋环境的影响,主要形成于半咸水-淡水环境中。沉积环境为半封闭海湾,海侵使成矿区低盐度水体变为半咸水或咸水,随后陆地淡水输入等淡化作用将半咸水或咸水淡化,淡化的程度与范围取决于淡化时间的长短,经淡化后的水体在下一轮海侵中再次被咸化,水体的古盐度随海平面升降在淡水-咸水之间循环。     

黔北务正道地区早二叠世铝土矿多期淋滤作用及其控矿意义

通过对黔北务正道地区安场向斜东南翼ZK288-16井中大竹园组铝土矿含矿岩系的沉积学分析,辨别出该口钻井记录下的包括两次准同生淋滤作用及一次后生淋滤作用在内的3次淋滤作用。土状-半土状铝土矿层是记录淋滤作用发生的标志性层位,与下伏岩(矿)层呈现渐变关系,说明土状-半土状铝土矿是由碎屑状或豆鲕状铝土岩(矿)经过淋滤作用转化而来,在此过程中,杂质元素被移除,铝元素相对富集而形成富矿,而碎屑状与豆鲕状铝土矿也经过不同程度的淋滤作用。区域上的钻孔对比表明,区域内这种多期淋滤作用对于提升矿石品质、控制矿层厚度具有重要意义。     

黔北务正道地区铝土矿层特征及其反映的早二叠世古气候

铝土矿的形成受到气候条件的严格限制。通过对黔北务川—正安—道真地区下二叠统铝土矿层钻孔岩心样品主量元素和黏土矿物的综合研究,探讨了铝土矿层形成时期黔北地区的古气候环境以及淋滤作用对矿层的改造。从下至上,铝土矿层化学蚀变指数(CIA)由80左右上升至大于90,成分分异指数(ICV)由0.8下降至0.1。X射线衍射分析发现,研究区铝土矿层中的黏土矿物组分为高岭石、伊利石与绿泥石,其中高岭石在各个钻孔中广泛存在且在大部分层位中含量较高,平均含量为34.2%,并呈机械碎屑或基质形态产出且有进一步风化成为铝矿物的现象;伊利石主要以机械碎屑形式产出,平均含量为21.5%,赋存于矿层的黏土质部分,结晶度变化范围为0.22°～0.71°;绿泥石多为基质,部分层位中含量极高且伴随ICV值上升,平均含量为44.3%,为后期成岩过程中由高岭石转化而成。矿层内极高的CIA值与广泛存在的高岭石证明,铝土矿形成时为炎热潮湿的古气候。而矿层内部ICV值的波动可能与淋滤作用所引起的矿层内元素迁移活动有关。     

东昆仑-阿尼玛卿地区早二叠世的沉积古地理

东昆仑-阿尼玛卿地区早二叠世古海洋自北而南可分为东昆仑半局限海、托索湖-花石峡礁岛链和阿尼玛卿洋三部分。托索湖-花石峡礁带的主体由块状的礁相灰岩和生物碎屑灰岩所组成 ;东昆仑南坡半局限海中以短轴型的礁岛或碳酸盐建隆及相对较深的岛间盆地相沉积为特征 ;阿尼玛卿洋中则主要以深海软泥及放射虫硅质岩沉积为主, 同时也点缀一些碳酸盐建隆高地。东昆仑南坡半局限海中的礁岛及碳酸盐建隆在分布上缺乏明显的规律性, 但该区生物礁较发育。阿尼玛卿洋中碳酸盐建隆的规模小、分布零星、生物礁相对不发育, 但这些碳酸盐建隆在面上多呈断续的串珠状分布, 具有较明显的规律性。东昆仑南坡半局限海中的岛间盆地相主体以中薄层灰岩夹黑.     

黔北务正道地区早二叠世铝土矿成矿模式

黔北务正道(务川—正安—道真)地区,早二叠世沉积型铝土矿形成于黔北平原近海的一个半封闭海湾环境,冰期低海平面时期与中扬子海湾分离成为滨岸湖泊,间冰期高海平面时期与中扬子海湾连通。古地理单元可分为黔北平原、滨岸平原、滨岸湿地和半封闭海湾等单元。准同生和后期含矿岩系的暴露、淋滤是铝土矿形成的主要控制因素。土状及半土状铝土矿(包括土状及半土状的碎屑和豆鲕矿石)是含矿岩系准同生和后期暴露期间淋滤而成的,而致密状矿石是没有经过淋滤或弱淋滤形成的。碎屑状铝土矿是盆地内部泥裂破碎再沉积形成的;豆鲕状矿石是盆地内部胶体凝聚而成的。务正道铝土矿的动态成矿模式表明铝土矿主要形成于两次准同生淋滤期,因此铝土矿找矿应重点选择滨岸湿地、具有明显淋滤作用发育的地区。     

黔北务正道地区铝土矿沉积特征及分布规律

通过对黔北务正道地区铝土矿矿石的结构特征、空间分布、古地理资料综合研究认为:不同自然类型的铝土矿指示不同的沉积环境,致密状与半土状铝土矿的沉积过程与黏土岩类似,形成于半封闭海湾的低能环境,碎屑状与豆鲕状铝土矿形成于相对高能的滨岸湿地环境。铝土矿的空间分布与粒级有关,碎屑状与豆鲕状铝土矿围绕半封闭海湾分布,在南部新模向斜、张家院向斜、安厂向斜一线占较大优势。致密状铝土矿在全区广泛分布,由南向西北方向,致密状与半土状铝土矿所占比重皆增加。铝土矿沉积后,受到淋滤作用影响,促使矿石品质变好。     

黔北务正道地区铝土矿稀土元素地球化学特征

选取新模向斜的一个钻孔剖面,对铝土矿的矿物组成及稀土元素地球化学特征进行了研究。铝土矿矿石矿物以一水硬铝石为主,另有少量一水软铝石。其次为高岭石、绿泥石等黏土矿物,以及少量重矿物。此外,在含矿岩系近底部还发现有富集Ce元素的矿物氟菱钙铈矿[Ce2Ca(CO3)3F2]。从剖面顶部至底部,铝土矿中稀土元素含量呈逐渐增加的趋势,且稀土元素参数LaN/YbN、LaN/SmN和GdN/YbN的数值均随深度逐渐增大。说明从剖面顶部至底部,稀土元素的淋滤迁出逐渐减弱,且稀土元素间存在一定的分异。稀土元素间的分异可能由不同的含稀土元素矿物抗风化淋滤差异所致。铝土矿稀土元素配分模式表现为LREE明显富集、MREE中等-弱富集、HREE相对平坦的特征,且具有明显的正Ce异常。δCe异常值随深度增加逐渐减小,接近含矿岩系底部,δCe异常值再次增大。含矿岩系上部的Ce异常是由氧化条件下Ce3+向Ce4+转变并形成方铈矿(CeO2)所致。随着深度的增加,含矿岩系的氧化性逐渐减弱,从而δCe异常值逐渐减小。接近含矿岩系底部,由于氟菱钙铈矿[Ce2Ca(CO3)3F2]的形成,导致δCe异常值再次增大。氟菱钙铈矿的沉淀可通过氟化物络合物(CeF2+或CeCO3F0)与Ca2+和HCO3-发生反应来完成。     

黔北务正道地区铝土矿沉积相与矿石品质的关系

在论述黔北务正道地区铝土矿成矿地质背景的基础上,根据古盐度(B)质量分数显示和古地貌特征,认为研究区北部的道真一带是一个"十字形"的半封闭式的古海湾沉积环境,南部属陆上沉积环境。相带划分表明:以滨海相沉积环境下形成的铝土矿矿石品质较好,以中高铝、中高铝硅比为特征;形成于滨岸湿地相的铝土矿次之,矿石品质以中铝、中铝硅比为特征;形成于坡积相的铝土矿矿石品质欠佳,以低铝、低铝硅比为特征。由坡积相向滨岸湿地相过渡的铝土矿矿石品质逐渐变富;而滨海相中铝土矿在其中心地带品质好,向浅海相过渡其矿石品质逐渐变贫。铝土矿矿石品质的规律变化,反映了研究区铝土矿的赋存富集严格受沉积相的制约而呈环状、条带状分布的特点。     

西藏措勤地区石炭纪—早二叠世古地理演化

措勤地区在泥盆纪浅海碳酸盐台地的背景基础上，在石炭纪-早二叠世发育了一套陆源碎屑为主的海相沉积，古地理呈北部以陆棚海为主、南部发育斜坡－深海相的特征。早石炭世永珠组陆棚浅海限于北部的甲龙到阿布勒一带，其南侧至格嘎－措勤一线发育较宽的斜坡相沉积，晚石炭世时发生海侵，并随着冰期气候的盛行在边缘斜坡海环境内沉积了多套冰海砾岩，随着冰期气候的结束和海退，早二叠世昂杰组陆棚海沉积范围向南扩展到格嘎－达雄南部，陆棚海地边缘发育了生物礁或生物滩。古地理演化反映了研究区在早石炭世受南北向拉张的构造背景下形成了不同于泥盆纪碳酸盐台地的陆棚海-斜坡-深海盆地的古地理格局，晚石炭世拉张达到鼎盛，其后的早二叠世主要发育了稳定陆棚海沉积。     

西藏措勤地区石炭纪—早二叠世古地理演化

措勤地区在泥盆纪浅海碳酸盐台地的背景基础上,在石炭纪—早二叠世发育了一套陆源碎屑为主的海相沉积,古地理呈北部以陆棚海为主、南部发育斜坡-深海相的特征。早石炭世永珠组陆棚浅海限于北部的甲龙到阿布勒一带,其南侧至格嘎一措勤一线发育较宽的斜坡相沉积,晚石炭世时发生海侵,并随着冰期气候的盛行在边缘斜坡海环境内沉积了多套冰海砾岩,随着冰期气候的结束和海退,早二叠世昂杰组陆棚海沉积范围向南扩展到格嘎-达雄南部,陆棚海地边缘发育了生物礁或生物滩。古地理演化反映了研究区在早石炭世受南北向拉张的构造背景下形成了不同于泥盆纪碳酸盐台地的陆棚海—斜坡—深海盆地的古地理格局,晚石炭世拉张达到鼎盛,其后的早二叠世主要发育了稳定陆棚海沉积。     

滇东南地区晚二叠世吴家坪早期岩相古地理*

在对野外露头和钻孔资料分析基础之上,运用单因素分析多因素综合作图法,对滇东南地区晚二叠世吴家坪早期的岩相古地理进行了系统研究和编图,取得如下主要认识：（1）吴家坪早期研究区西部为康滇古陆,西南部为屏马—越北古陆,沉积相带自南西向北东展布,依次为沼泽—潮上带、潮间带、潮下带和局限浅海;（2）康滇古陆与屏马—越北古陆共同为研究区提供物源;（3）天生桥地区在晚二叠世吴家坪早期沉积厚度较大,构成盆地的沉积中心;（4）盆地中心位于研究区的东北部,水体较深;（5）滇东南地区铝土矿主要分布于潮下带和局限浅海上部,该相带发育的地区应是今后滇东南地区的主要找矿远景区。     

黔北务正道地区新民铝土矿形成过程中的REE迁移与富集

新民铝土矿床是近年来黔北务正道地区新发现的大型铝土矿床,为古风化壳沉积型,其含矿岩系为二叠系下统梁山组,该组底部稀土元素异常富集.为研究其铝土矿化过程中稀土元素地球化学行为,采集了2个钻孔剖面、一个露头剖面的铝质岩系以及相关地层的样品,进行了主、微量元素分析.结果显示,铝质岩系与下伏地层韩家店组具有相似的Ti/Nb、Nb/Ta组成,说明韩家店组可能为铝质岩系和稀土元素的主要源区.∑REE、稀土元素活动迁移系数Kjw值和δCe等稀土特征的剖面变化表明,稀土元素的异常富集发生在铝质岩系沉积前的古风化壳阶段,但厚度较薄,而铝质岩系的再风化阶段稀土元素发生一定量的迁移,但不具稀土矿化意义;铝土矿化过程中,从轻稀土到重稀土,元素活动性逐渐减弱;古风化壳阶段富铁绿泥石在弱碱性、弱还原环境下沉淀,同时下伏碳酸盐岩地层促进了稀土元素在富铁绿泥石层中的富集,而铝质岩系的沉积和再风化阶段均为酸性、氧化环境.     

内蒙古早二叠世构造古地理的再造

针对近年来关于内蒙古中部早二叠世古亚洲洋存在和向南北两侧大陆俯冲的观点,本文通过构造古地理图的编制,结合早二叠世沉积岩相、古地理、生物组合、陆源碎屑以及烃源岩的讨论,认为中亚陆块和华北克拉通之间晚古生代存在的是陆壳基底之上发育的陆表海和裂陷槽,而不是大开大合的大洋。我们的研究揭示了该区的演化过程。早二叠世早期伴有强烈火山喷发的沉积作用受到三条近东西向分布的同沉积裂陷槽的控制,由北向南,其滨-浅海相的沉积-火山岩厚度分别8000m;5000m和2900m,显示基底为不稳定的裂陷槽。沉积作用受到深断层控制的观点得到本区深部地球物理探测资料的佐证。早二叠世早期沉积岩以粗碎屑岩为主,其中成熟度低的硬砂岩、长石砂岩分布广泛。此外,从陆源碎屑的组分和来源可见,蚀源区具有新生陆壳的组成,近源沉积物具有快速堆积的特征。早二叠世晚期沉积岩为夹有灰岩透镜体的炭质粉砂岩、板岩。由于海相暗色泥岩有机质丰度的提高,形成分布于前三角洲,浅海,半深海的烃源岩(R0值=1.01%~3.67%)。上述沉积组合反映了陆壳成熟度不断提高,构造活动性减小,陆表海逐渐萎缩的特征。本区早二叠世的古生物以腕足类、珊瑚、、苔藓类为主,这一生物组合形成于滨-浅海环境,其中珊瑚大多生活在低潮线以下温暖清澈的水域——几米至50米的滨-浅海区。植物化石及碎片的存在反映海陆交互相的环境。早二叠世晚期本区生物已经混生,主要以北极区生物为主,以Spiriferella为代表的腕足动物群到处可见,但也混有暖水型的分子,如Richtofenia,Enteletes等。生物混生现象暗示早二叠世之前板块已经拼合,不存在深海洋盆。根据毛登地区哲斯组放射虫和菊石、螺、双壳类及植物化石共生的事实,作者认为放射虫可以生活在不同深度的水体中,不能作为深海大洋存在的确切证据。本区的岩浆作用具有以下特点:早二叠世大石寨组双峰式火山岩(281~270Ma)的玄武岩岩浆来自亏损地幔,在岩浆上升过程中受到地壳物质的混染(ISr=0.7024~0.7069,εNd(t)=-3.6~+7.9)。同期的碱性花岗岩和大型基性岩墙群(299~263Ma)呈带状展布在大型地堑带中,它们也具有幔源岩石的Sr-Nd同位素特征:εNd(t)=3.0~5.4,ISr=0.7053~0.7088,εHf(t)=-2.7~2.4。从区域构造演化的背景上看,本区岩浆活动与蒙古境内同期的裂谷型岩浆活动(双峰式火山岩和过碱性的深成岩)一致,均属于伸展背景下受裂陷槽控制的岩浆作用,而非挤压体制下与俯冲作用相关的的岩浆作用。本区晚古生代宝力格裂谷带与蒙古的戈壁-天山裂谷带联接为一条延伸数千千米规模的大陆裂谷带,清楚地显示了中亚造山带自石炭-二叠纪以来在伸展构造的背景下进入新陆壳演化的阶段。     

贵州省务正道地区铝土矿地球化学特征及意义

务正道地区是中国重要的铝土矿区,本文对该区各类矿石、赋矿围岩及基底层(韩家店组S1-2hj)进行主、微量及稳定同位素研究。结果表明,基底层中Al2O3含量低于赋矿围岩及矿体,但明显高于其他地层,从基底层→赋矿围岩→豆鲕状、碎屑状铝土矿→土状铝土矿,Al2O3、Ti O2、K2O含量升高,Si O2含量降低;Rb、Ba、Sr、Cs、Ni等表现为亏损,Li、Be、V、Cr及高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、Th、U等主要表现为富集。各类矿石、赋矿围岩与基底层稀土配分型式相似,均为LREE富集、δEu1、δCe1;δ34S为-29.2‰~19.35‰,分布范围较广,具多样性,含海水硫、生物硫及幔源硫。结合成矿背景、地质地球化学特征等,认为该区铝土矿成矿物质直接来源为基底层韩家店组,最终来源为上地壳硅酸盐岩类物质,矿床成因类型主要为风化-沉积型,成矿环境主要为滨浅海-潟湖(海陆交互)环境。     

塔里木盆地古董山地区早二叠世古地磁特征 及其地质意义

通过对塔里木盆地内古董山地区早二叠世玄武岩的古地磁测定,揭示了1组高温特征剩磁分量。实验结果表明,其特征剩磁方向为：Dg=213.7°, Ig=26.9°,κg=19.7, N=9,α95=13.7°; Ds=217.7°, Is=-37.5°, κs=15.4,α95=13.6°,相对应的古地磁极位置为：53.2°N、 187.5°E,A95=12.3°,古纬度为21.0°N。由于采样剖面所获得的早二叠世古地磁结果全部为反极性特征,认为这一高温特征剩磁分量很可能代表了研究区早二叠世时期的原生特征剩磁。对比塔里木地块西北缘早二叠世的古地磁结果,认为研究地区与塔里木地块西北缘之间在古地磁误差范围内并未发生明显的相对构造运动。依据塔里木早二叠世古地磁极与哈萨克斯坦地块同时期古地磁极的一致性,结合二者的古生物资料,提出早二叠世时期塔里木地块可能已经与哈萨克斯坦地块碰撞相连,至晚二叠世,二者之间的海水完全退出,碰撞造山使得天山雏形基本形成。结合前人古地磁研究成果,对塔里木地块及周边主要块体早二叠世的古地理进行了重建。     

黔北务正道地区下二叠统铝土矿层物源研究 :来自碎屑锆石年代学的证据 *

贵州北部务川 —正安 —道真地区下二叠统大竹园组沉积型铝土矿层 ,在不同区域其下伏底板地层分别为下志留统韩家店组碎屑岩及上石炭统黄龙组灰岩 ,因此对铝土矿层的成矿物质来源一直存疑。对韩家店组薄层砂岩夹层及大竹园组铝土矿层样品的碎屑锆石年代学分析表明 ,两者的锆石年龄谱呈现出一致性 ,且该碎屑锆石年龄谱与华夏陆块基底地层具有明显亲缘性。以上结果证明 ,韩家店组碎屑岩的红土化风化产物为铝土矿层的成矿母质提供了物质来源。而从铝土矿层与黄龙组灰岩的假整合接触关系及钻孔中出现的黄龙组灰岩次生岩溶角砾现象可知 ,黄龙组灰岩同样为该矿层提供了物源。因此 ,大竹园组铝土矿层具有多重物源 ,韩家店组碎屑岩可能为主要物源 ,而黄龙组灰岩在古喀斯特化过程中不仅为红土物质提供了重要的储存空间 ,也为成矿母质的积累提供了部分物源。