黔中地区震旦系洋水组地球化学特征及其对古海洋环境的指示*

为重建黔中地区震旦纪陡山沱期古海洋环境,选取小河磷矿(XH)、息烽磷矿(XF)含磷岩系剖面,通过系统采样及岩矿鉴定、扫描电镜、微量元素和稀土元素分析,揭示古海洋环境对磷块岩沉积的影响作用。结果表明,磷矿成矿受黔中古陆长期剥蚀夷平形成的无障壁海岸海滩环境控制。陡山沱期洋水组磷块岩Sr/Ba值一般大于1,均值分别为1.90(XH)和0.95(XF),而澄江组沉积物Sr/Ba值均小于1,均值分别为0.11(XH)和0.18(XF),说明沉积环境由澄江期的湖泊相转变为陡山沱期的海相。小河剖面V/Cr和Ni/Co均值分别为1.77和2.17,息烽剖面V/Cr和Ni/Co均值分别为1.26和2.83,均位于弱氧化—氧化区间。息烽磷矿磷块岩δCe为0.75~0.95,均值0.85,小河磷矿磷块岩δCe为0.74~1.09,均值0.88,Ce负异常由底部至顶部逐渐增大,显示沉积环境由次氧化—氧化的转变。这种氧化转变不仅造成了浅水富磷海岸大洋生产力的提升,进一步促使与生物作用相关的磷块岩沉积,同时造成的生命演化也改变了大洋含氧结构,因此成磷环境的氧化转变是对新元古代氧化事件与生命演化的响应。     

Re-Os同位素在晚新元古代至早寒武世测年及古环境演绎中的应用进展

晚新元古代至早寒武世是地球演化历史上极其重要的时期,该时期地层年龄框架的厘定以及古海水、古大气、古气候等方面的研究一直是国际地学界的关注热点。Re-Os同位素测年法是近十几年来兴起的地层测年法,其对于晚新元古代至早寒武世重要时间节点上沉积的富有机质黑色页岩具有测年及示踪古环境的双重优势。本文以晚新元古代至早寒武世地层为例,阐述了Re-Os同位素测年法在年代地层学研究中的应用,通过与大量的、精确的锆石U-Pb年龄对比,论证了Re-Os同位素测定沉积地层年龄的可靠性。对于震旦系陡山沱组地层建阶及留茶坡组地层的年代学研究,黑色页岩Re-Os同位素测年法可发挥重要的作用。结合前人所做的Sr同位素变化曲线以及收集的晚新元古代—早寒武世Os同位素初始值的测试数据,阐述了Os同位素在该时段古环境演绎及Ni-Mo-V多金属层来源追溯上发挥的作用。黑色页岩难以进行~(87)Sr/~(86)Sr的分析,而Os同位素初始值能较好地弥补这一缺陷,二者的相互结合将为晚新元古代至早寒武世古环境演化的研究作出贡献。本文指出,随着Re-Os同位素分析技术的发展以及更多实验流程的建立,该项技术在未来年代地层学,尤其对一些古老地层的年代厘定具有广阔的应用前景。     

贵州新民铝土矿矿床Li的地球化学特征与富集机制探究

新民铝土矿床位于黔北务川-正安-道真地区(简称务正道地区)大塘向斜东翼,铝土矿(岩)型Li资源丰富.含矿岩系大竹园组(P1d)不同岩性的w(Li)有差别:土状-半土状铝土矿平均w(Li)为16.34×10-6,致密块状铝土矿平均w(Li)是803.84×10-6,铝土岩平均w(Li)是1436.22×10-6,黏土岩的平均w(Li)是786.62×10-6,梁山组泥岩的平均w(Li)是51.82×10-,韩家店群泥岩(页岩)的平均w(Li)是48.52×10-6,黄龙组灰岩的平均w(Li)是 11.99×10-6.由此可知,研究区铝土矿(岩)型Li资源主要富集在含矿岩系中上部的致密块状铝土矿、铝土岩和黏土岩中,顶板、底板以及土状-半土状铝土矿w(Li)较低.Li主要赋存于高岭石中,伊利石(水云母)和残存的三水铝石、勃姆石也可富集少量Li,当样品中赋锂矿物(高岭石、伊利石(水云母)、三水铝石和勃姆石)都存在时,高w(Li),主量元素w(Al3O2)、w(SiO2)、w(MgO)、w(K2O)、w(TiO2)和w(TFe2O3)与w(Li)的相关性也证实了上述结果.研究区的地球化学比值 CIA、w(Sr)/w(Cu)、u(CaO)/w(MgO)、w(Sr)/w(Ba)、w(V)/w(V+Ni)和 w(La)/w(Y)综合显示,炎热潮湿的古气候下,有机质腐烂形成酸性环境,半封闭海湾环境下,黏土化阶段中等强烈的化学风化程度和适宜的风化暴露剥蚀时间利于铝硅酸盐矿物和硅酸盐矿物化学键断裂,富集Al3+形成高岭石;风化程度过于强烈和长时间的风化剥蚀,继续脱Si富Al形成以硬水铝石为主的铝土矿;弱酸性-弱碱性以及氧化-还原过渡条件下,使得高岭石能最大程度的吸附Li元素.     

塔里木盆地西部地区中奥陶统一间房组沉积演化及其控制因素

塔里木盆地中奥陶统一间房组沉积演化和沉积层序的发育特征及其控制因素目前还存在争议。选择塔里木盆地西部良里塔格山地区一间房组为研究对象,基于沉积相和高频米级沉积旋回类型的识别及其垂向叠置样式的分析,明确一间房组的沉积演化和沉积层序的发育特征及其控制因素。研究表明：(1)一间房组沉积时期,良里塔格山地区整体为一个碳酸盐岩缓坡沉积体系,主要发育10种岩相类型和2个沉积相带(潮缘—局限潮下带和开阔潮下带);(2)一间房组发育两种高频米级沉积旋回,分别为潮缘—局限潮下沉积旋回和开阔潮下沉积旋回;(3)识别出2个半三级层序,层序界面主要为岩性转换面,其中一个完整的三级层序包括海侵体系域和海退体系域两部分;(4)沉积演化与层序发育的主要控制因素包括古地理格局、沉积微地貌及不同级次的相对海平面变化。其中古地理格局控制着整体的沉积相带分布,沉积微地貌决定着特定岩相(如瓶筐石礁)发育的优势部位,不同级次相对海平面变化则制约着沉积相的时空演化。     

江南造山带西南缘石英脉型金矿中毒砂Re-Os同位素定年研究

江南造山带西南缘的贵州东南部地区石英脉型金矿产于低绿片岩相的板溪群浅变质岩中,具有典型的造山型金矿特征。与江南造山带其他造山型金矿一样,其成矿时代具有较大的争议,金矿的形成与造山运动的关系还不清楚,制约了对本区金矿成矿作用的深入研究。本文采集了平秋和八克两个石英脉型金矿中与金成矿作用密切相关的含金石英脉中毒砂样品进行高精度的Re-Os同位素分析,分别得到235±3.4 Ma和410±52 Ma两个Re-Os同位素等时线年龄,八克金矿毒砂样品的年龄误差较大的原因是毒砂中Re含量较低所致,但其中低含量高射性样品计算得到的Re-Os同位素模式年龄仍然与其等时线年龄一致。两个矿床的毒砂Re-Os同位素年龄揭示了江南造山带石英脉型金矿与加里东期和印支期两次陆内造山运动有关,是华南显生宙陆内造山运动的产物。     

贵州道坨锰矿菱锰矿的稀土元素特征

贵州道坨锰矿是2010年发现的一个大型碳酸锰矿床,含矿层位为南华系大塘坡组底部的含锰黑色页岩,主要含锰矿物为菱锰矿。通过对锰矿石全岩与提取出的菱锰矿进行稀土元素对比分析发现:(1)不同Mn含量的锰矿石的ΣREE在(171.84~243.08)×10-6之间,提取的菱锰矿的ΣREE在(32.52~135.69)×10-6之间,菱锰矿的ΣREE占全岩ΣREE的比例从15%到80%不等。菱锰矿的ΣREE随着锰含量的升高而升高,且稀土元素配分模式都呈轻稀土含量少,中稀土富集,重稀土相对中稀土减少的"帽"式配分模式,而全岩的配分模式基本是平坦的直线型。随着全岩中Mn含量的升高,全岩和菱锰矿的配分模式越来越相似;(2)菱锰矿的δCe值在1左右,且随着Mn含量的升高。δCe值变大,这可能是因为Ce在锰氧化物或氢氧化物逐渐沉积富集的过程中,逐渐地被吸附,而造成了异常值的逐渐增大,说明菱锰矿的形成经过了锰氧化物或氢氧化物的阶段;(3)分别比较菱锰矿中Mn和P与轻、中、重稀土的相关性,Mn与中稀土的相关性最差,而P与中稀土的相关性最好。因此菱锰矿所表现出的中稀土富集的现象可能是其中的磷酸盐引起的,而磷酸盐与菱锰矿的共存可能是因为当时环境中磷与锰的分离不彻底造成的。     

基于溴化镧探测器的负源距密度测井研究

为弥补传统双源距密度测井仪器纵向分辨率低、受井眼影响大的缺陷以及碘化钠(NaI(Tl))探测器的不足,提高密度测井识别油气层的能力,我们采用MCNP5蒙特卡罗模拟程序模拟研究了密度测井在负源距下增加溴化镧(LaBr_3(Ce))探测器.首先对比研究了LaBr_3(Ce)探测器与NaI(Tl)探测器的探测效率、能谱和响应特征;然后模拟计算LaBr_3(Ce)探测器源距与光子通量的关系、负源距光子通量能谱、负源距探测深度与源距的关系、气层负源距光子通量与密度的关系.结果表明:LaBr_3(Ce)探测器在密度测井中比NaI(Tl)探测器探测效率高、能峰高、峰总比大;负源距探测器与传统长、短源距探测器的响应规律近似相反;负源距探测器源距小,纵向分辨率高;探测深度浅,主要反映泥饼的性质,从而为泥饼校正提供丰富数据.因此,在双源距密度测井负源距区增加LaBr_3(Ce)探测器可以提高地层密度的灵敏度、测量精度、纵向分辨率和改善泥饼及薄层校正效果,为有效勘探开发油气藏提供测井技术支持.     

黔西南紫木凼金矿床三维地质建模与成矿分析

为实现黔西南紫木凼金矿床矿体的空间展布并分析成矿过程,利用3DMine建模软件对紫木凼金矿床三维地质模型进行了可视化构建。基于大量剖面和钻孔资料,结合矿床地层、岩性、构造等地质特征及已有成矿物质来源、流体来源等研究结果,通过矿床地质、构造、矿体展布之间的关系,建立了金矿床的空间展布模型,并分析了紫木凼金矿床成矿过程。结果表明：① Au的富集展布和规模受地层与构造影响明显,表现为上部矿体主要沿F₁断层蚀变带产出,品位沿断层蚀变中心向周围递减,下部矿体主要赋存于龙潭组（P₂l）层间破碎带中,背斜轴部矿体品位较高;② Au的富集成矿过程为：含Au热液沿深大断裂上升至龙潭组（₂l）层间破碎带时,因温度、压力等因素导致热液中部分Au顺层沉淀。残余热液继续上升至F₁断层处与其他流体混合并与围岩反应,因流体压力降低、pH值显著增高等因素使Au沿F₁断层蚀变带沉淀;③基于紫木凼金矿床三维地质模型的构建和Au的富集成矿过程分析,归纳为紫木凼金矿床“热液运移-流体混合-断层沉淀”的成矿模式,对探究中国卡林型金矿床成因及成矿预测提供一定参考。     

中国锰矿成矿规律初探-陈毓川院士八十华诞专辑

中国锰矿资源较丰富,资源量排名在世界上位列第5.中国锰矿种类多样,有海相沉积型、火山-沉积型、碳酸盐岩中热水沉积型(或“层控”型)、与岩浆作用有关的热液型、受变质型及表生型.其中,海相沉积型占资源量的71.4％,表生型占15.7％,是最主要的两种类型.中国锰矿广泛分布于“泛扬子区”、华北陆块的燕辽地区以及天山和祁连山部分地区,尤以“泛扬子区”为最,并具分布广泛又相对集中的总体特征.中国的成锰时代多,中—新元古代、早古生代(寒武纪、奥陶纪)、晚古生代—早中生代是中国锰矿形成的重要时代.中国锰矿时-空分布的主要特征是“北锰南迁”:中元古代锰矿主要产于华北陆块的燕辽裂谷带,新元古代—古生代锰矿主要产于“泛扬子区”的大陆边缘盆地或台内盆地中.大型、超大型锰矿床或锰矿田的形成,受控于非构造期盆地性质、古海洋结构、古海水性质及海平面升降等因素,其形成环境存在一定的相似性及同源性.     

中国铝土矿碎屑锆石记录与物质来源分析

碎屑锆石原位微量元素和同位素地质记录是判定沉积物源的有效手段.我国铝土矿分布面积广,产出时代多,本文通过总结我国主要成铝区碎屑锆石年龄频谱,对物质源区进行限定,结合古环境、岩相古地理等对沉积过程进行还原模拟,认为华北地块铝土矿锆石主要来自地块南北两侧构造单元早志留世、晚石炭世期间形成的岩浆岩体,这些岩浆岩体经过风化剥蚀之后直接由锆石源区运输至沉积盆地进行沉积.黔北—渝南、黔中成铝区中铝土矿的锆石可能主要来自扬子地块西部和东部边缘新元古代岩浆岩体,黔北—渝南成铝区可能由华南地块南部的黔中、雪峰隆起作为直接源区,黔中成铝区可能由扬子地块西侧康滇古陆作为直接源区;滇东南—桂西成铝区锆石可能主要由成铝区西北、西南方向同期构造运动形成的岩浆岩提供,其成矿物质可能也是由锆石源区直接搬运至沉积盆地沉积.