铝土矿及伴生关键金属矿床的岩石(矿石)组成、成矿序列及成矿机理

大陆风化是地球表层系统中的关键过程,涉及多种能量形式(太阳能、风能、化学能和重力势能)和物理化学过程,是地球化学元素在地球不同层面(如岩石圈、水圈、生物圈和大气圈)之间迁移和重新分配的基础。在此过程中,异常的元素富集可形成工业级的风化淋滤矿床。风化淋滤矿床可进一步区分出风化矿床和沉积—淋滤型矿床2种类型。传统的矿床学和沉积学研究方法在理解风化淋滤矿床形成过程中存在局限性,特别是在解析成矿阶段和动态成矿过程方面仍不甚明晰,导致该类型矿床在基础研究和勘查方面长期存在亟待解决的一批问题。本研究在厘清大陆风化作用、风化壳(古风化壳)、土壤(古土壤)等概念的基础之上,对现代风化淋滤剖面(如广西贵港三水铝石矿床)和古老风化淋滤型矿床(如中国华南地区早石炭世—晚二叠世铝土矿床及沉积淋滤型稀土矿床)开展了系统的沉积学分析与对比工作。研究发现,风化淋滤矿床的结构组分主要包括碎屑、团粒与包粒、块状黏土等结构类型,分别对应碎屑状、包粒状、致密状矿石的形成。成岩过程主要依赖于氧化物矿物及黏土质的胶结与填隙作用。基于上述认识,提出了风化淋滤矿床的淋滤序列和剖面结构划分方案。该方案以风化剖面中渗流带与潜流带作为基本的划分依据,进一步区分出风化矿床序列与沉积—淋滤型矿床序列,两者主要以是否出现沉积单位作为主要识别标志。以古气候为主线分析了风化淋滤矿床的成因机理,并结合近年来质量平衡计算相关成果,总结了淋滤过程中元素迁移规律,将风化淋滤型矿床的成矿过程概括为成矿母质形成、成矿物质风化和后期改造3个阶段。

晚古生代—中三叠世右江盆地的格局和转换

晚古生代—中三叠世右江盆地是在夷平的南华加里东造山带基础上再生裂陷的大陆边缘盆地,该盆地的形成与金沙江—哀牢山古特提斯洋盆关系密切,是一个具有台地与台间海槽相间结构的大陆边缘裂谷盆地。右江盆地自早泥盆世埃姆斯晚期开始裂陷,到石炭纪盆地与越北地块之间出现一个与古特提斯洋相关的局限小洋盆或深海盆。至二叠纪,该洋盆开始向西南俯冲于越北地块之下,形成活动大陆边缘。早三叠世晚期以后,随着该洋盆的闭合和碰撞造山,在凭祥、那坡等地出现同碰撞型的火山活动,右江盆地也于中三叠世转变为以复理石为特征的前陆盆地。因此右江盆地经历了裂谷盆地(早泥盆世晚期—晚泥盆世)、被动大陆边缘(早石炭世—早三叠世)、前陆盆地(中三叠世)的构造演化阶段。

右江盆地晚古生代—三叠纪盆地转换及其构造意义

右江盆地是在南华加里东造山带夷平的基础上经再次裂陷形成的,它的形成与金沙江—红河—马江洋盆关系密切,是该洋盆与扬子板块之间的大陆边缘盆地。早泥盆世晚期—石炭纪随着金沙江—红河—马江洋盆的形成,扬子板块南部边缘开始裂陷,形成特殊的台地与台间海槽相间的大陆边缘裂谷盆地。二叠纪—早三叠世初期随着该洋盆的俯冲消减,形成越北岛弧,右江盆地进入弧后(裂陷)盆地阶段。早三叠世晚期以后,随着该洋盆的闭合和碰撞造山,在红河—马江造山带与扬子板块之间形成以复理石为特征的弧后前陆盆地。因此右江盆地经历了大陆边缘裂谷盆地(早泥盆世晚期—石炭纪)、弧后盆地(二叠纪—早三叠世早期)、弧后前陆盆地(早三叠世晚期—中三叠世)的构造演化阶段。

黔北—滇东二叠纪锰矿主要成矿规律与成矿区带划分

这是一篇地球科学领域的论文。锰矿为我国十分紧缺的战略矿产之一。黔北-滇东地区是我国二叠纪锰矿最典型的分布区,在全球晚古生代也较为少见,该区锰矿资源丰富,找矿潜力巨大,称为“遵义式锰矿”。研究表明,该区锰矿产于二叠纪茅口晚期,分布严格受黔北裂谷盆地控制,锰矿在地堑盆地中心喷溢沉积成矿,在地垒区则无锰矿分布,矿体空间展布方向与盆地展布方向基本一致。其中,黔北遵义-黔西地区锰矿在空间上分布于盆地相区,并可分为中心相、过渡相、边缘相等三个锰矿相带,进一步指示了锰矿具体成矿位置,显示了锰矿受盆地中心控制非常明显的特点。在划分的遵义-宣威锰矿成矿带的基础上,详细划分出遵义-黔西锰矿成矿亚带中深溪—八里、龙坪—兴隆、团溪—尚稽、黔西4个锰矿矿集区,以及水城-宣威锰矿成矿亚带中水城—纳雍、格学2个锰矿矿集区。该研究成果对寻找黔北—滇东二叠纪隐伏锰矿床,开展成矿预测,具有重要的意义。

地球生物相中的生境型:概念、模式和编图

地球生物相是地球生物学的主要研究内容及其表现形式之一.地球生物相是地史时期地球环境与生物相互作用过程中所记录的一系列生物(有机)特征的综合.这些生物(有机)记录是生物与环境相互作用的产物,可以反映出其动力学过程.地球生物相的研究内容包括生物有机质形成、沉积到埋藏过程中的演化,并由此可以定量恢复有机质变化的动力学过程.本文主要讨论地球生物相中有机质形成的基础,即反映初级生产力的生物化石的类别、生物的丰度和分异性、生物的保存状态、生物类群结构分析(如生物的优势类群、特征类群、生物组合或生物群落、生物依存关系等)等为基础的群落、生境型及初级生产力研究,提出了碎屑岩海滩、潮坪、障壁-泻湖体系和碳酸盐缓坡、潮坪生境型模式,并编制了生境型柱状图、断面图和平面图以供研究者参考.

西秦岭中带弗拉斯—法门期生物绝灭事件的研究

晚泥盆世弗拉斯—法门期(Frasnian—Famennian)之间存在一次全球性生物绝灭事件(简称F—F事件)。这次事件在西秦岭地区有所表现。西秦岭中带西成地区吉维特到弗拉斯期为碳酸盐台地和生物礁沉积。法门期以暗灰色和灰绿色板岩、粉砂质板岩沉积为主。弗拉斯期末(相当于gigas最上亚带),该区大量的层孔虫、珊瑚、腕足及兰绿藻等生物绝灭。沉积相、矿物及地球化学特征都表明该事件是山于海水急剧加深引起的。事件发生的时间为gigas上亚带和最上亚带之间。

生物建隆成因分类刍议

一、引言礁(reef)一词最早来源于挪威语rif,意指航海中常使船只颠覆失事的突出于海底的岩块。由于现在组成礁的主要是珊瑚及红藻,因此又常称之为珊瑚礁。地质学家借用了这个术语,不仅将其用于现代的生物礁,也广泛用于古代的类似物。所以生物礁是指那些由生物原地堆积,突出于海底的大型碳酸盐块体。自礁的概念引入地质学之后,出现了许多与之相关的概念。Cumings(1932)提出了生物丘(bioherm)的概念,认为它是生物成因的,包围在其它岩性或沉积物中的丘状或圆形块体。Lowenstan(1950)提出了滩(bank)的概念。

弗拉斯—法门期之间的生物绝灭事件

晚泥分世弗拉斯—法门期(Frasnian—Famennian)之间存在一次全球性生物绝灭事件(简称F—F事件).本文简介了F—F事件的生物绝灭、事件界线、事件成因及近年国内研究情况弗拉斯末期,大量的海生无脊椎动物,尤其是热带、亚热带浅水区造礁及附来礁生物绝灭.绝灭的生物包括层孔虫、珊瑚、腕足类、竹节石、三叶虫、菊石及浮游植物等门类中的很大一部分成员.F－F件发生在牙形石的palmatolepis gigas带和Palmatolepis triangularis带之间,最可能发生在Palmatolepis gigas最上亚带.事件发生的原因有各种不同解释:1)海平面变化说;2)古气候变冷说;3)天文事件说等.目前国内对F—F事件的研究较少,侯鸿飞、王士涛(1985)曾总结了华南等地F—F界线附近的生物群变化.笔者等研究了西秦岭中带F—F事件,探讨了这次事件的可能成因.

水城-紫云-南丹裂陷盆地晚古生代硅质沉积物地球化学特征及其地质意义

水城-紫云-南丹裂陷盆地位于右江盆地北缘,晚古生代该盆地内广泛分布包括硅质岩在内的碳酸盐岩台盆相沉积,其沉积组合及地球化学特征不同于大陆架型以及增生杂岩中硅质岩。对盆地内硅质沉积物的地球化学特征研究表明,南丹上泥盆统榴江组底部和河池中下二叠统四大寨组硅质沉积物多为基性火山喷发相关的火山热液成因,其具有较低的Al/(Al+Fe+Mn)值和Al2O3/TiO2值,紫云中下二叠统四大寨组硅质沉积物的Al/(Al+Fe+Mn)值和Al2O3/TiO2值分别为0.62±0.16和11.70±4.30,为含有火山碎屑的非热液成因,其他硅质沉积物多为正常海相沉积。晚泥盆世—早石炭世盆地内硅质沉积物多与泥岩和灰岩共生,硅质沉积物常具有中等Ce负异常(多在0.60～0.85之间)以及较高的Y/Ho值(多在30～45之间),除去SiO2稀释作用的影响后,其具有较低的稀土元素含量(∑REE+Y含量相当于PAAS组成的3倍以下)。而伴随着盆地的裂陷和扩张,到早中二叠世,盆地内硅质沉积物多与深灰色厚层灰岩共生,硅质沉积物常具有明显的Ce负异常(0.06～0.61)以及与开阔洋盆海水相似的Y/Ho值(40～92),除去SiO2稀释作用的影响后,其具有较高的稀土元素含量(∑REE+Y含量相当于PAAS组成的2倍以上)。

广西丹池盆地晚古生代震积岩及其构造意义

广西丹池盆地(即南丹—河池盆地)为晚古生代与金沙江—红河—马江古特提斯洋共生的大陆边缘裂谷盆地,盆地从早泥盆世晚期开始裂陷,与相邻地区形成条块分割的深水裂陷槽(条)和孤立台地(块)间列的局面。该盆地于三叠纪随着金沙江—红河—马江古特提斯洋的闭合而逐渐萎缩,消亡。在丹池裂陷盆地形成、演化过程中,形成一系列典型的震积岩及与地震相关的滑塌构造。地震形成的沉积构造包括沉积岩墙、地裂缝、沉积岩脉、微褶皱、负荷构造、火焰构造、滑塌构造(滑塌不整合、滑塌褶皱、角砾岩化)等。丹池盆地的震积岩反映晚古生代处于强烈的伸展活动期,震积岩及其伴生的滑塌构造序列反映盆地的幕式构造活动。

桂西北天峨孤立碳酸盐岩台地晚古生代沉积特征与演化

桂西北天峨碳酸盐岩台地形成于早泥盆世晚期,于早三叠世末最终消亡,长期被深水海槽盆地所围限。晚古生代其是右江盆地北缘一个长期持续发育的孤立碳酸盐岩台地,地层沉积特征主要受基底沉降、海平面波动和盆地内生碳酸盐沉积速率的控制,可划分为孤立台地和斜坡—盆地两大相区,共识别出局限台地相、半局限台地相、开阔台地相、台地边缘相、台地前缘斜坡相和盆地相6种沉积相类型。各时期岩相古地理之间具有明显的继承性和发展性,并建立相应的沉积地层序列及孤立台地沉积模式。天峨碳酸盐岩台地的发展演化可划分为孤立台地孕育阶段(D31—D2)、孤立台地成型阶段(D3)、孤立台地持续发展阶段(C1—P2)和孤立台地收缩淹没阶段(P3—T1)4大演化阶段,与右江裂谷盆地(D31—D3)—被动大陆边缘构造演化阶段(C1—T1)的进程相对应,反映了右江盆地晚古生代剧烈扩张、沉降,扬子台地边缘拉伸、破裂,微地块向盆地内部滑移的构造背景。

黔北务川-正安-道真地区铝土矿系中生物标志物及其地质意义

黔北务川-正安-道真地区铝土矿位于石炭系黄龙组和二叠系梁山组之间,主要属于沉积型铝土矿。通过气相色谱(GC)与气相色谱-质谱(GC-MS)手段分析铝土矿系钻孔岩心中的生物标志物,发现了含量丰富的正构烷烃、类异戊二烯烷烃、萜类化合物与甾类化合物。对10个样品饱和烃组分GC分析表明,正构烷烃主要呈双峰式分布特征,碳数分布n-C14～n-C35,CPI值范围为0.90～3.45,表现出奇偶优势。姥鲛烷/植烷(Pr/Ph)值为0.38～077,表现出明显植烷优势。对3个样品饱和烃组分GC-MS分析表明,萜烷类化合物以C30藿烷占优势,相对丰度由大到小依次为五环三萜烷、三环萜烷、四环萜烷,并检测出少量的γ-蜡烷。规则甾烷C27-C28-C29呈近L型或V型分布,并含少量4-甲基甾烷。根据生物标志物特征参数,结合岩心样品岩相学特征,确定了铝土矿系中有机质的陆上植物与低等菌藻类双重来源,铝土质沉积时为偏酸性较还原环境,明确了铝土矿系的形成过程受到来自陆上与沉积水体内两个古生态系统的双重作用。

河北平泉中元古界高于庄组生境型及古环境

河北平泉中元古界高于庄组海相碳酸盐岩地层中发育大量不同形态类型的微生物岩,主要包括柱状叠层石、层纹状叠层石、核形石、纹理石以及凝块石,它们各自不同的宏体和微观构造特征代表了不同的水体深度和环境水动力条件。通过野外实测观察、室内偏光显微镜下254块岩石薄片的微相分析以及碳、氧同位素的分析测定,研究了整个高于庄组沉积时期菌藻类生物的演化过程。在综合考虑岩性岩相特征、生物碎屑的含量、颗粒的保存状态以及微生物岩的宏体和微观特征等因素的基础上,将整个高于庄组划分为18个生境型,沉积相带演化从潮上带至内陆架的上部。河北平泉中元古界高于庄组地层序列中菌藻类生物含量的变化以及碳同位素的迁移规律清楚地记录了高于庄组沉积时期大规模的海进—海退的旋回沉积过程以及短期内频繁的海平面升降变化。通过分析生境型在地层剖面的分布特征以及生物与环境之间的相互作用关系,为今后研究生物与环境之间的协同演化以及更有效地进行烃源岩的评价提供了良好的基础资料。

广西东南部钦防海槽晚古生代硅质岩地球化学特征及其地质意义

广西东南部钦防海槽地区晚古生代硅质岩十分发育。对硅质岩主量元素、微量元素及稀土元素的分析结果表明:该区晚古生代硅质岩含有较高的SiO2,硅化程度较高;除上泥盆统弗拉斯阶及下石炭统硅质岩具有较低的Al/(Al+Fe+Mn)值(0.14～0.24;0.07～0.81)及较高的U/Th值(0.34～5.09;0.16～10.1)外,其他层位硅质岩具有较高的Al/(Al+Fe+Mn)值(0.4～0.95)及较低的U/Th值(0.1～2.1);上泥盆统硅质岩稀土元素比值Ce/Ce*、LaN/YbN及LaN/CeN值分别为0.78～1.08、0.4～1.52和0.88～1.35,而下石炭统硅质岩具有较低的Ce/Ce*值(0.55～0.91)、LaN/YbN值(0.12～1.8)及较高的LaN/CeN值(1.12～1.79),中下二叠统硅质岩Ce/Ce*、LaN/YbN及LaN/CeN值分别为1.01～1.62、0.72～2.71和0.62～1.9。钦防海槽晚古生代硅质岩地球化学特征表明:晚泥盆世钦防海槽发生扩张,热液活动比较强烈,处于大陆边缘海环境;早石炭世钦防海槽再次发生扩张,热液活动强烈,硅质岩形成于远离陆源的深海海盆环境;早中二叠世,钦防海槽逐渐收缩,海水变浅。钦防海槽晚古生代并没有出现真正的洋壳,可能属于晚古生代古特提斯分支洋盆的一个坳拉槽盆地。

中生代济源盆地沉积充填特征及其对秦岭、太行山隆升作用的响应

中生代是济源盆地形成并发展的重要时期。秦岭造山带在晚三叠世造山以及太行山在中侏罗世隆升对济源盆地的沉积格局产生了显著影响,这段时间,盆地始终处在一个盆山相互作用的阶段,将盆地与造山带的构造演化联系起来,有利于更好的认识这一构造沉积响应过程。本文通过对济源盆地中生代地层、沉积及其充填特征的研究,将盆地中生界划分为4个构造层序:TS1、TS2、TS3、TS4,其中TS1充填了下三叠统刘家沟组、和尚沟组和中三叠统二马营组、油房庄组,它是在扬子、秦岭及华北板块汇聚的背景下形成的内陆克拉通型层序。TS2、TS3分别充填了上三叠统椿树腰组、谭庄组和下侏罗统鞍腰组(义马组)、中侏罗统杨树庄组,它们都具有前陆盆地型充填特征,分别响应的是秦岭造山带造山作用沿洛南—栾川断裂以及三门峡—鲁山—舞阳断裂发生的逆冲推覆作用。TS4充填的是中侏罗统马凹组,受太行山隆升作用的影响,形成了厚层的磨拉石堆积。在此基础上,可将济源盆地盆山系统演化归为3个阶段:早—中三叠世大陆基底隆升与内陆克拉通型盆地,晚三叠世—中侏罗世早期秦岭造山与前陆盆地,中侏罗世晚期太行山隆升与山间盆地。显然,济源盆地响应了秦岭造山及太行山隆升,秦岭造山带晚三叠世造山表现为两次逆冲推覆作用,而太行山主体隆升应在中侏罗世晚期,标志着华北克拉通破坏进入高峰期。

黔北务正道地区铝土矿矿化过程与稀土元素次生富集作用

铝土矿成矿作用是赤道湿热气候条件下含铝岩石强烈化学风化和富集改造的结果，成矿作用的实质是非成矿（杂质）元素从成矿体系中大量活化并分离移出、而成矿元素发生相对富集的过程。了解铝土矿矿床成矿过程中不同性质元素的活化、迁移和贫化与富集行为，是研究铝土矿成矿条件、成矿机制和移出元素次生富集成矿的核心内容，也是深化铝土矿矿床勘查工作的理论基础。

北祁连东段景泰地区下古生界两套砂岩微量元素和稀土元素特征及其构造意义

早奥陶世和早志留世是北祁连加里东造山带构造演化和盆地转变的关键时期。在造山带东段景泰地区,下奥陶统阴沟组和下志留统肮脏沟组两套砂岩的微量元素和稀土元素特征显示,阴沟组杂砂岩样品(Cj-1和Cj-3)具有最小的Eu/Eu*及最大的Th/Sc和∑REE,肮脏沟组杂砂岩具有较小的Eu/Eu*和较大的Th/Sc及∑REE;阴沟组岩屑砂岩样品(Cj-13、Cj-15和Cj-18)具有最大的Eu/Eu*及最小的Th/Sc、∑REE和La/Yb。多个物源、构造背景判别图解和多元素蛛网图分析表明,阴沟组杂砂岩样品具大陆边缘的构造背景,主要物源为大陆上地壳再旋回沉积物和长英质岩石;岩屑砂岩样品为岛弧构造背景,以中基性安山质岩石为主要物源,可能受陆源物质的微弱影响。肮脏沟组杂砂岩构造背景复杂,表现出大陆岛弧、活动陆缘和被动陆缘三种环境共存的特点,受中基性火山弧物质、长英质岩石和再旋回沉积岩的混合物源的影响。两套砂岩的元素特征表明二者可能具有相似的源区。阴沟组杂砂岩源区可能为阿拉善地块南缘海原群变沉积岩或其他相似的陆源再旋回沉积物,砂岩碎屑以来自初始火山弧物质为主,以石灰沟岛弧型中基性火山岩作为其源岩最合适。阴沟组形成于初始弧后盆地环境,是岛弧活动的直接记录。肮脏沟组可能的源岩为阿拉善地块南缘海原群变沉积岩和中高等成熟度的石灰沟岛弧型火山岩及海原群岛弧型变火山岩,沉积于弧后前陆盆地,对构造环境的反映存在滞后性。

地史学与古生物学创新人才培养模式研究与实践

本文以古生物学与地层学学科建设和地球生物学系(原地史古生物教研室)教学与科研团队建设为基础,以地质学专业地史学与古生物学方向教学改革和人才培养为研究对象,从理论与实践、宏观与微观的结合上,探索、实践并提出了高等学校创新人才培育的要素和途径,揭示出构建高素质教师队伍、高层次科学研究、高水平系列课程教材和高档次系列支撑平台基地以及高质量创新人才培养"4合1"要素之间的有机联系和方法途径。

广西六景泥盆系弗拉斯阶-法门阶界线层牙形石生物地层及碳同位素组成

广西六景泥盆系剖面是中国泥盆系标准剖面之一,通过对其弗拉斯阶-法门阶(F-F)界线附近地层进行详细的牙形石生物地层研究,自下而上识别出3个牙形石带:晚rhenana带、linguiformis带和triangularis带。F-F界线位于融县组下部(第7号层与第8号层之间),在谷闭组顶界之上3.32,m处。碳同位素的分析结果表明,F-F之交δ13C具有显著正偏移,增幅为2.0‰,与湖南老江冲、广西垌村和杨堤以及欧洲、美洲、非洲和澳洲等地的F-F界线附近的碳同位素记录一致,且具有相近的变化幅度。δ13C正异常与F-F界线上的生物灭绝有关,由于食微生物的高等生物灭绝,微生物大量繁盛,诱导海水缺氧,导致海洋有机碳埋藏速率增加,从而形成δ13C的正偏。F-F界线层发育一套以碎屑灰岩为特色的事件沉积,该事件沉积在广西乃至全球具有等时性,可能与小行星碰撞地球引起的全球性海啸有关。

广西黎塘孤立台地吉维特阶-法门阶碳酸盐台地生态系到菌藻生态系的演变及其意义

自泥盆纪埃姆斯期,广西受陆内裂陷影响,形成碳酸盐台地与台沟间列的构造格局.吉维特期开始,六景及相邻的黎塘一带逐渐形成孤立台地的沉积背景.吉维特期,六景剖面的民塘组为以竹节石为特色的礁前斜坡生态系,尽管目前没有出露生物礁,从礁前角砾岩可以恢复曾经存在的礁生态系.而黎塘一带塘家湾组为以珊瑚、层孔虫、腕足类为主要特色的台地生态系.弗拉斯期,六景剖面的谷闭组则为少量珊瑚、腕足、层孔虫为特色的局限-半开放台地生态系.黎塘一带的桂林组仍为以珊瑚、层孔虫、腕足类为主要特色的台地生态系.六景、黎塘地区自法门期开始发生生态系突变,六景剖面的融县组和黎塘一带的东村组发育藻礁丘或藻席为特色的藻生态系.该生态系的突变是F-F生物群集绝灭造成的生物类群突变的结果.生态系的特征也与吉维特-弗拉斯期烃源岩的形成、演化密切相关.