徐州大北望剖面寒武系海绿石成因及地质意义探讨

发布时间：2020-07-24 06:08

【摘要】：以沉积岩石学、层序地层学、矿物岩石学等学科的理论和方法为指导,选取江苏徐州大北望剖面寒武系馒头组、毛庄组、徐庄组含海绿石层为研究对象,基于野外剖面实测、岩石薄片鉴定、X射线衍射、电子探针定量分析等测试手段,对寒武系馒头组、毛庄组、徐庄组海绿石成因展开研究,并在成因研究的基础上探讨海绿石的地质意义。在研究区馒头组—徐庄组识别出浅海碳酸盐潮坪和滨岸2种沉积相、3种亚相和3种微相,含海绿石灰岩层主要发育在低能泻湖与滩外斜坡环境,含海绿石砂岩层主要发育在高能浅滩与临滨环境。含海绿石层在三级层序中的发育位置集中为海平面相对较高的海侵体系域、凝缩段与高水位体系域。基于米级旋回理论,进一步识别并划分出9种含海绿石层典型沉积序列,序列中海绿石形态在镜下表现为颗粒状、胶团状与碎屑假象状。结合含海绿石层沉积环境、沉积序列、岩石学特征进一步建立了泻湖型、滩外斜破型、浅滩型、临滨型4种海绿石发育模式。综合成因机制、物质来源、成矿条件等方面探讨不同形态海绿石的成因:I型颗粒状海绿石为原地海绿石,形成于滩外斜破环境,以粉屑为母质,以大陆风化产物与石英、长石蚀变溶解为物源,遵循层状晶格与假形置换理论而形成;II型颗粒状海绿石为准原地海绿石,原生环境为泻湖浅部,以粪球粒与碳酸盐颗粒为母质,以颗粒绿化理论为成因机制,在原地演化成熟后被波浪、潮汐、风暴等搬运至异地;III型颗粒状海绿石为原地海绿石,形成于泻湖浅部,以粪球粒与碳酸盐颗粒为母质,演化遵循颗粒绿化理论;胶团状海绿石为原地成因,发育于泻湖环境,以大陆风化产物为物源,演化遵循自生淀胶理论;碎屑假象状海绿石为原地成因,形成于浅滩环境,以云母和退化云母为母质,以大陆风化产物及石英、长石蚀变溶解为物源,演化遵循层状晶格与假形置换理论。最后,在成因分析的基础上,探讨了不同类型海绿石对指示沉积环境物理化学条件的意义,并认为含海绿石层可作为三级层序海侵体系域与高水位体系域的识别标志之一。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P534.41;P571
【图文】：

海绿石,甲壳纲,海平面变化曲线,含量分布

图 1-1 海绿石在各个地质时代中的含量分布与相应时代海平面变化曲线以及甲壳纲多样化之间的关系。绿色部分为海绿石在不同地质时期的含量，用对数刻度表示；甲壳纲属的数量用红色曲线表示（引自 Sepkoski，2000）；不同地质时期海绿石的含量见图片右侧的表格（引自 Banerjee et al.，2016）Figure 1-1 Glaucony occurrences through geological time compared with the sea level curveand Crustacean diversification chart. Glaucony occurrences for each time interval are provided inthe log scale (marked in green); Number of Crustacean genera is provided in red (after Sepkoski,2000). The actual number of glaucony occurrences for each time interval is provided in the tableat the right of the figure (after Banerjee et al.，2016)古代海绿石却明显可以形成于多种沉积环境（图 1-2）：从浅海到深海（Mortonet al.，1984；梅冥相等，2008；周锡强等，2009；Baldermann et al.，2012），泻湖和潮坪（Dasgupta et al.，1990；Huggett and Gale，1997；Chafetz and Reid，2000）、从内陆架到外陆架（Garzanti et al.，1998；Kelly and Webb，1999；Kellyet al.，2001；Banerjee et al.，2008；Chattoraj et al.，2009；Banerjee et al.，2012b，2016），甚至陆相环境中（湖泊和古土壤）都有海绿石发育（Kirkham，2003；

海绿石,沉积环境

1-2 海绿石（包括现代海绿石和古代海绿石）在不同沉积环境中的含量。注意海绿超过陆架边缘区域较为贫乏（引自 Nichols，2012；Banerjee et al.，2016）Figure 1-2 Glaucony occurrences (including both modern and ancient ones) in differentpositional environments. Note paucity of glauconite beyond the shelf edge. (the figure is aNichols，2012；Banerjee et al.，2016)从图 1-2 中可以看出，无论是古代海绿石还是现代海绿石，浅海陆架（架、中部陆架、外陆架）为最适宜海绿石（包括古代海绿石与现代海绿的沉积环境，约占海绿石发育总量的 71%（Banerjee et al.，2016）。.3 海绿石的成矿条件虽然海绿石可以发育在多种沉积环境当中，但浅海陆架（水深介于 125~5介于 10~15℃）依然为最适宜海绿石发育的区域（Banerjee et al.，2016域海绿石含量也最高。前人研究表明，海绿石发育在沉积物-水界面，对水体的温度、氧化还原程度、酸碱度、沉积速率、盐度、有机质含量，的种类和含量都有特定要求，而浅海陆架区域恰恰能为海绿石的发育提

海绿石,沉积环境,外陆架,陆坡

图 1-4 异地海绿石可以出现于多种不同的沉积环境当中，原地海绿石（灰色区域）通常形成于外陆架和陆坡环境（引自 Amorosi，1997）Figure 1-4 The occurrence of allochthonous glaucony in various environments, as the result oftransport and reworking processes, based on selected examples from the literature. Autochthonousglaucony (grey tone) is mostly restricted to outer-shelf and slope environments (after Amorosi，1997)黄杏珍（1982）对比了我国现代海绿石与古代海绿石的矿物学特征与沉积环境差异，发现我国现代海绿石的含量、形态等在大陆架不同水深区域的差异，也同样表现在古代不同沉积相带的差异上。这些共同的差异正可以作为海绿石的指相标志。1）含量上，现代海绿石和古代海绿石均表现出含量随着沉积环境从河口或岸线带到陆架外缘至陆坡上部区域逐渐增高的趋势，这与 Banerjee(2016)的研究结果完全一致，具体表现为：（1）现代海绿石的含量与沉积环境的关系将大陆架分为河口及滨岸潮汐带、浅海大陆架、大陆架边缘带，则海绿石的

【参考文献】