黔东早寒武世早期重晶石富集机制研究——来自硫同位素的约束
发布时间：2021-09-29 01:40
在中国,早寒武世早期重晶石矿床主要展布于扬子地台北缘秦岭—大巴山一带及扬子地台东南缘湘黔地区,而黔东天柱大河边重晶石矿床已探明的资源储量就达到了2亿多吨,是全国,乃至世界上罕见的超大型重晶石矿床。近年来,于大河边重晶石矿床北西翼亦发现了赋存于同一层位的云洞重晶石矿床,但二者的成矿特征却表现出显著的差异。本文对比了含矿较差的云洞重晶石矿床与高品位大河边重晶石矿床的含矿岩系、沉积相、地球化学特征等。结果表明两者之间的缺氧程度、热水作用强度存在明显差异。综合矿床地质和有机质、硫同位素特征,提出成矿作用与生物活动和同期海底热液活动关系密切,矿床中SO42–来源于海水硫酸盐,Ba2+来自海水和海底热液。大河边地区与云洞地区相比,水位更浅,氧逸度更高,硫酸盐还原程度更弱,剩余硫酸盐的浓度更高,从而导致云洞重晶石矿床表现出较大河边重晶石矿床成矿性差的特征。
【文章来源】：地球学报. 2020,41(05)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【图文】：
贵州天柱重晶石矿床区域地质图(陈建书等,2011)
野外调研结果显示,云洞重晶石矿床重晶石矿石常具饼状、条带状、透镜状、斑状、结核状构造。而大河边重晶石矿床重晶石具块状、纹层状、柱状、条带状、透镜状、斑状、结核状构造。二者相比较,云洞重晶石矿床块状构造重晶石较少,但该矿床重晶石层中饼状、条带状、透镜状、斑状构造重晶石出现的频次要高于大河边重晶石矿床,且矿层中重晶石结核的含量较大河边矿床明显增多(图2)。3 样品采集及实验分析
在成岩过程中,O2重新扩散进入沉积物时,会导致U、V、Mo、Cd等元素从缺氧富集部位不同程度的活化后发生迁移(Morford et al.,2005;Tribovillard et al.,2006),这将改变原始海水所记录环境信息,进而造成沉积岩在反演古海水环境时出现偏差。从本文所测数据结果上看(表3),含矿层具有较高含量的U、V、Cr值(平均富集系数分别9.78、12.86、3.10),因此含矿层可能并未经历了沉积后的氧化作用。此外,本次用于微量、稀土数据测试的样品均来自于钻井岩芯,且样品的选取均力求新鲜,从而在最大程度上减弱了风化作用对测试元素的影响。另一方面,我们选取Zr作为陆源碎屑指标,采用其与微量元素含量的协变图来判别二者的亲缘性:如果两者具有良好的线性关系,则说明沉积物里的微量元素受陆源碎屑物质供给的影响较大,这种情况下微量元素就不宜作环境分析(B?ning et al.,2004)。由V、Co、Ni、Mo、U与Zr的协变图可知(图4),本文所测含矿岩系中这些元素与Zr并没有明显的相关关系,换言之,陆源碎屑对于这些氧化还原敏感元素富集的贡献有限,后者则主要是记录了沉积时水体的信息。基于此,我们采用系列指标对云洞及大河边重晶石沉积环境氧化还原程度进行对比。V/(V+Ni)比值可用于指示水体氧化环境,分别为氧化(<0.45)、次氧(0.45～0.6)、缺氧(0.6～0.85)、硫化(>0.85)(Rimmer,2004)。云洞重晶石矿石V/(V+Ni)值介于0.96～0.98之间,均值0.97(n=3),大河边重晶石矿石V/(V+Ni)值均值0.82(n=5)(Han et al.,2015),表明云洞重晶石沉积时的水体的缺氧程度较高,可能为硫化状态下的沉积。
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵州天柱大河边重晶石矿床硫同位素研究[J]. 吴卫芳,潘家永,夏菲,陈益平. 东华理工大学学报(自然科学版). 2009(03)
[2]Geochemistry of Platinum Group and Rare Earth Elements of the Polymetallic Layer in the Lower Cambrian,Weng’an,Guizhou Province[J]. FU Yong~1,WU Chaodong~(1,*),GUAN Ping~1,QU Wenjun~2 and CHEN Jiafu~1 1 Key Laboratory of Orogenic Belts and Crustal Evolution,MOE,Peking University,Beijing 100871,China 2 National Research Center of Geoanalysis,Beijing 100037,China. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2009(03)
[3]中国早寒武世重晶石及毒重石矿床的生物化学沉积成矿模式[J]. 高怀忠. 矿物岩石. 1998(02)
[4]我国重晶石矿床成因类型及找矿方向初探[J]. 李文光. 河南地质. 1994(03)
[5]中国重晶石矿床的成因类型[J]. 褚有龙. 矿床地质. 1989(04)
本文编号：3412951
【文章来源】：地球学报. 2020,41(05)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【图文】：
贵州天柱重晶石矿床区域地质图(陈建书等,2011)
野外调研结果显示,云洞重晶石矿床重晶石矿石常具饼状、条带状、透镜状、斑状、结核状构造。而大河边重晶石矿床重晶石具块状、纹层状、柱状、条带状、透镜状、斑状、结核状构造。二者相比较,云洞重晶石矿床块状构造重晶石较少,但该矿床重晶石层中饼状、条带状、透镜状、斑状构造重晶石出现的频次要高于大河边重晶石矿床,且矿层中重晶石结核的含量较大河边矿床明显增多(图2)。3 样品采集及实验分析
在成岩过程中,O2重新扩散进入沉积物时,会导致U、V、Mo、Cd等元素从缺氧富集部位不同程度的活化后发生迁移(Morford et al.,2005;Tribovillard et al.,2006),这将改变原始海水所记录环境信息,进而造成沉积岩在反演古海水环境时出现偏差。从本文所测数据结果上看(表3),含矿层具有较高含量的U、V、Cr值(平均富集系数分别9.78、12.86、3.10),因此含矿层可能并未经历了沉积后的氧化作用。此外,本次用于微量、稀土数据测试的样品均来自于钻井岩芯,且样品的选取均力求新鲜,从而在最大程度上减弱了风化作用对测试元素的影响。另一方面,我们选取Zr作为陆源碎屑指标,采用其与微量元素含量的协变图来判别二者的亲缘性:如果两者具有良好的线性关系,则说明沉积物里的微量元素受陆源碎屑物质供给的影响较大,这种情况下微量元素就不宜作环境分析(B?ning et al.,2004)。由V、Co、Ni、Mo、U与Zr的协变图可知(图4),本文所测含矿岩系中这些元素与Zr并没有明显的相关关系,换言之,陆源碎屑对于这些氧化还原敏感元素富集的贡献有限,后者则主要是记录了沉积时水体的信息。基于此,我们采用系列指标对云洞及大河边重晶石沉积环境氧化还原程度进行对比。V/(V+Ni)比值可用于指示水体氧化环境,分别为氧化(<0.45)、次氧(0.45～0.6)、缺氧(0.6～0.85)、硫化(>0.85)(Rimmer,2004)。云洞重晶石矿石V/(V+Ni)值介于0.96～0.98之间,均值0.97(n=3),大河边重晶石矿石V/(V+Ni)值均值0.82(n=5)(Han et al.,2015),表明云洞重晶石沉积时的水体的缺氧程度较高,可能为硫化状态下的沉积。
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵州天柱大河边重晶石矿床硫同位素研究[J]. 吴卫芳,潘家永,夏菲,陈益平. 东华理工大学学报(自然科学版). 2009(03)
[2]Geochemistry of Platinum Group and Rare Earth Elements of the Polymetallic Layer in the Lower Cambrian,Weng’an,Guizhou Province[J]. FU Yong~1,WU Chaodong~(1,*),GUAN Ping~1,QU Wenjun~2 and CHEN Jiafu~1 1 Key Laboratory of Orogenic Belts and Crustal Evolution,MOE,Peking University,Beijing 100871,China 2 National Research Center of Geoanalysis,Beijing 100037,China. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2009(03)
[3]中国早寒武世重晶石及毒重石矿床的生物化学沉积成矿模式[J]. 高怀忠. 矿物岩石. 1998(02)
[4]我国重晶石矿床成因类型及找矿方向初探[J]. 李文光. 河南地质. 1994(03)
[5]中国重晶石矿床的成因类型[J]. 褚有龙. 矿床地质. 1989(04)
本文编号：3412951
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