湘西北下寒武统底部黑色岩系地球化学特征及地质意义

论文摘要

湖南西北部地区黑色岩系层位稳定,是华南下寒武统黑色岩系发育的典型地区之一。作为地质历史时期环境突变的产物,黑色岩系日益成为国内外学者研究古沉积环境的热点。本文以湘西北地区老道湾剖面下寒武统底部黑色岩系为研究对象,运用扫描电镜和地球化学测试手段,对晚震旦-早寒武之交黑色岩系的草莓状黄铁矿分布特征和全岩主微量元素进行研究,分析探讨黑色岩系元素富集规律、沉积环境及物质来源,取得了以下认识和成果:（1）研究区黑色岩系明显富集Mo、U、V、Cd、Tl,相对富集Cu、Ni、Zn,亏损Co、Mn、Ge等元素;稀土元素总量较低,总体表现出轻稀土相对富集、重稀土相对亏损,δCe呈明显负异常特征。主微量元素均显示出黑色岩系具海相热水沉积特征:黑色页岩、白云岩以正常海相沉积为主,兼有热水作用参与;硅质岩、磷结核受海水热液作用强烈。（2）扫描电子显微镜下观察黄铁矿形态特征,黑色页岩、硅质岩以具氧化还原指示意义的草莓状黄铁矿为主,而白云岩样品中黄铁矿以自形晶为主,未见草莓状黄铁矿。测量统计了草莓状黄铁矿粒径分布范围,粒径主要分布在37μm之间;6个样品平均粒径自下而上呈4.60μm→5.01μm→4.99μm→5.79μm→5.47μm→6.11μm增大的趋势,反映了牛蹄塘组底部黑色页岩形成于硫化→缺氧→贫氧的环境。（3）通过氧化还原特征元素比值U/Th、V/Cr、Ni/Co、V/Sc、V/（V+Ni）,MoEF-UEF协变关系及δCe异常值在剖面上的分布规律,结合草莓状黄铁矿特征,分析得出剖面自底部而上沉积环境经历了弱氧化→氧化→还原（硫化）→缺氧→贫氧的变化。从氧化过渡到缺氧环境出现在晚震旦灯影组与早寒武牛蹄塘组界线,下伏灯影组顶部白云岩总体形成于氧化的环境,牛蹄塘组底部硅质岩、黑色页岩总体形成于缺氧还原的环境。（4）盐度指标CaO/（Fe+CaO）、（MgO/Al2O3）×100显示出海水盐度逐渐降低,水动力指标Zr/Rb显示出水动力逐渐减弱,反映了当时海平面总体上升,与氧化到缺氧还原环境的变化特征相吻合。研究认为氧化还原条件的变化与海平面升降关系密切。（5）研究区早寒武世牛蹄塘组黑色页岩形成于大陆边缘浅海环境,物质来源以陆壳碎屑为主,且源岩为含碱性长石较少的长英质岩。

论文目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 华南下寒武统黑色岩系研究现状

1.3 研究内容与技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

1.4 论文主要工作量

2 区域地质背景

2.1 大地构造环境及古地理

2.1.1 大地构造环境

2.1.2 岩相古地理

2.2 区域地层

2.3 区域构造活动与岩浆岩

2.4 样品与分析方法

2.4.1 样品

2.4.2 分析方法

3 黑色岩系元素地球化学特征

3.1 主量元素地球化学特征

3.2 微量元素地球化学特征

3.3 稀土元素地球化学特征

4 氧化还原条件地球化学判别标识

4.1 氧化还原敏感元素对碎屑影响的检验

4.2 氧化还原敏感元素对环境的指示

4.3 稀土元素对氧化还原的指示

5 草莓状黄铁矿分布特征及意义

5.1 草莓状黄铁矿的形成与演化

5.2 草莓状黄铁矿的环境意义

5.3 研究区草莓状黄铁矿粒径统计结果

6 讨论

6.1 沉积环境分析

EF-U_EF'> 6.1.1 Mo_EF-U_EF

6.1.2 特征元素比值

6.1.3 Ce异常值

6.1.4 草莓状黄铁矿粒径分析

6.1.5 小结

6.2 海水深度变化分析

6.3 构造背景分析

6.4 物源区岩石性质分析

7 结论

致谢

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 周航兵

导师: 潘家永

关键词: 湘西北,下寒武统,黑色岩系,沉积环境

来源: 东华理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,矿业工程

单位: 东华理工大学

分类号: P618.31

总页数: 74

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湘西北下寒武统底部黑色岩系地球化学特征及地质意义

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