热水沉积作用的概念和几个岩石学标志

热水沉积作用系指沉积界面之下循环流动的热水喷溢出界面以后发生的沉积作用,以及界面之下的围岩的交代(蚀变)充填作用。本文讨论了三个重要的岩石学标——与沉积物同期(准同期)的交代、充填作用;具对称分布趋势的喷溢条带和纹层及礁硅岩套。

沉积学的回顾与展望——全国第三届矿物岩石地球化学学术交流会侧记

1.沉积学组在本届会议中的活动在本届学术年会《论文摘要汇编》中,收入沉积学有关论文共计47篇,占《汇编》论文总数的23%。在本届会议的大会和沉积学组的小会上,共宣读了12篇论文。学术报告涉及岩相古地理与沉积环境分析,沉积作用与能源和固体矿产、现代沉积、有机地化和其它方面。

冷泉流体沉积碳酸盐岩的地质地球化学特征

冷泉流体是指来自海底沉积界面之下的低温流体以喷涌和渗漏方式注入盆地 ,并产生系列的物理和化学及生物作用 ,这种作用及产物称为冷泉。它是继洋中脊以盆下源中高温流体的热泉被发现和研究之后的又一个新的盆地流体沉积领域。日前研究较多的是以水、碳氢化合物 (天然气和石油 )、硫化氢、细粒沉积物为主要成分 ,温度与海水相近的流体 ,广泛发育于活动和被动大陆边缘斜坡海底。冷泉流体沉积体系发育高密度的化学自养生物群 ,以碳酸盐岩和天然气水合物为主 ,有少量的硫化物和硫酸盐等。冷泉碳酸盐岩的产状有丘、结核、硬底、烟囱、胶结物和小脉等 ,以化学自养生物碎屑和多期次的自生碳酸盐胶结物组成的生物丘最为常见 ,它在物质来源、形成环境、形成作用等方面与传统来源于海水碳的碳酸盐岩建隆不同 ,用术语Chermoherm表示 ,以区别于传统海水碳酸盐岩建隆术语bioherms、lithoherms、pseudobioherms和biostromes。地层中石化的化学自养生物丘常是含有大量底栖生物化石的碳酸盐岩建隆产于深水相沉积地层中 ,在沉积环境和相分析上出现纵向和横向的不连续 ,甚至出现反常现象。矿物以镁方解石、白云石和文石为主 ,与传统的碳酸盐岩相似 ,在地球化学组成上最大的区别是冷泉流体沉积碳酸盐岩的碳来源于冷泉体系?

贵州瓮安陡山沱组磷块岩的稀土元素地球化学特征与沉积古环境

晚元古代末的陡山沱期(550～600Ma)是地球历史生物、化学和气候变化的剧烈时期。通过对贵州瓮安陡山沱组磷矿的稀土元素研究,确定上矿层磷块岩的北美页岩标准化稀土模式具负Ce异常、轻和重稀土亏损及中稀土富集特征。下矿层磷块岩稀土模式为轻微负Ce异常、轻微的轻和重稀土亏损及中稀土富集。下矿层磷块岩的Ceanom 值为-0 065～-0 077,上矿层磷块岩的Ceanom 为-0 26～-0 291,表明瓮安磷矿沉积古环境从下矿层的还原条件转变为上矿层的氧化条件。这种南沱冰期之后的环境变化可能为瓮安动物群的大爆发提供了必要的条件。

广东云浮大降坪超大型黄铁矿矿床的热水沉积特征

大降坪黄铁矿矿床由含矿地层的中部碳酸盐岩和碎屑岩系、上部细碎屑岩系、二者之间的热水沉积黄铁矿矿层、硅岩层和硅化岩及地层中的火山质岩构成的礁硅岩套的控制。矿体呈规模不等的透镜体与围岩整合顺层产出，透镜体边缘常分叉与围岩过渡。3号矿体矿石为条带状和条纹状构造，并伴有准同生的变形构造，4号矿体几乎全由黄铁矿构成的块状构造为主，发育有内碎屑角砾状、致密条带状和条纹状等原生沉积组构及菌藻微生物组构，反映了原生热水沉积的特征。矿石常量元素组成显示以石英和黄铁矿为主，有少量的细粒碎屑物，是热水沉积成分单一的表现。矿石中含有较高的有机质，条带状和块状矿石的有机质含量的差异主要与所含的碎屑组分的不同有关，与后期的改造作用无关。矿石的U、Th元素特征反映了热水沉积特点。条带状和块状矿石的Co／Ni比值反映出热水沉积温度的空间分布特征。块状矿石和条带状矿石的单矿物黄铁矿及4号矿体铁白云石脉的稀土元素为典型的热水沉积特征，硅质物和条带状矿石的稀土元素与细碎屑岩的特征相似，与它们含有较高的细碎屑陆源物有关。

华南震旦纪基性火山岩的地球化学及构造环境

华南地区产于震旦纪地层中的火山岩主要见于震旦纪裂谷盆地两侧的边缘，湖南新化和广东高思火山岩为其中的二个发育地区，镜下鉴定为玄武岩系。在ＳｉＯ２－Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ的分类图中主要为玄武岩类，有一样品为碧玄岩类，含有较多石英杏仁体玻璃质火山岩角砾的样品为玄武质安山岩类。在ＦｅＯ＊－Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ－ＭｇＯ三角图中所有样品均为拉斑质岩系。样品的重元素丰度模式具大陆－初始裂谷－Ｅ－ＭＯＲＢ拉斑玄武岩的过渡特征，在Ｎｂ、Ｚｒ、Ｙ、Ｔｉ图上属板内环境。在ＴｉＯ２－Ｋ２Ｏ－Ｐ２Ｏ５三角图上显示以大洋环境为主、大陆环境为次。湖南新化拉斑玄武岩的Ｓｍ、Ｎｄ同位素特征反映岩浆来源于亏损的地幔，并受到了老基底的污染。

广东大降坪黄铁矿矿床的铅、钕同位素及金属成矿物质来源探讨

大降坪黄铁矿矿床 3号、 4号矿体和硅质物的铅同位素指示 ,铅来源于基底混合岩和矿体围岩细碎屑岩的混合 ,灰岩的铅同位素反映是细碎屑岩或基底混合岩和震旦纪海水的混合铅。矿石和围岩 2 0 7Pb/ 2 0 4Pb比值高 ,具有古老基底铅同位素组成特征。钕模式年龄与 2 0 7Pb/ 2 0 4Pb显示出较好的正相关关系 ,说明具放射成因越高 ,铅来源于越老的地壳。块状矿石和硅质物的εNd (0 ) =- 13.9～ - 16 .5 ,钕模式年龄 t DM为 1340× 10 6～ 2 85 9× 10 6a,反映其物源为古老的前震旦纪基底物质。 Sm - Nd等时线年龄为 (2 30± 13)× 10 6a。

热水沉积作用与成矿效应

热水活动在岩石圈中是一种非常重要的地质和成矿作用，热水作用的动力学类型主要有深部岩浆作用、碰撞挤压作用和沉积物自生高压脱水作用。根据热水成矿的特点，在传统的三种成矿作用分类范围之外列出热水成矿作用，并进行了次级分类。我国南方主要发育有四期热水沉积作用．其特征是：在演化方式上从震旦纪到二叠纪有从沉积作用向交代和充填作用演化的趋势，在元素组成上有从稳定元素向活泼元素演化的趋势。在时空分有模式上，热水沉积矿床主要发育于张性构造背景中裂陷盆地充填层序碳酸盐岩向细碎屑岩的过渡部位．这个过渡时期正是盆地演化到深部与表层物质和能量强烈交换的时期，也是盆地海平面最高、陆源物最少的时期，同时由于盆地沉积基底碳酸盐岩的较早因此共产生裂隙和层间空隙，有利于形成热水集中供给的通道。

贵州松桃锰矿沉积有机质特征研究

松桃锰矿矿石氯仿沥青“Ａ”、饱和烃和芳烃含量高，非烃含量低，围岩泥岩则与此相反。正构烷烃、类异戊二烯烷烃、甾烷和萜烷等生物标志物的特征表明，贵州震旦松桃锰矿热水沉积体系中微生物主要为藻类生物和细菌类微生物，其生存环境为水温达１７０℃～１９５℃。

贵州瓮安陡山沱组磷块岩稀土元素地球化学特征与沉积期后变化

贵州瓮安陡山沱组磷块岩保存了可能是全球最早的后生动物化石 (瓮安动物群 ) ,对于瓮安动物群出现过程中的古海洋环境重建具有重要科学意义。但必须对成岩后生作用对磷块岩中的稀土元素改造进行评估。通过对贵州瓮安陡山沱组磷块岩的磷质碎屑、磷质和白云质胶结物、磷条带和泥条带等的稀土元素地球化学特征研究 ,确定沉积期后变化对稀土元素的改造影响不大。上矿层磷块岩沉积期形成的磷质碎屑、成岩期形成的白云质和磷质胶结物具相同的稀土元素配分模式 ,暗示了沉积期后的改造作用对瓮安陡山沱组磷块岩保存的原生沉积信息影响不大。瓮安陡山沱组磷块岩具有显著的重稀土亏损特征。磷块岩的磷质和白云质胶结物、伴生磷质碎屑、强风化磷块岩相近的ErN/LuN 比值 ,表明沉积期后的改造作用不是重稀土元素亏损的主要原因。磷块岩的ErN/LuN、LaN/NdN 与Ce/Ce 间的相关性 ,表明越氧化的沉积环境中 ,轻和重稀土元素亏损越强。

贵州瓮福新元古代陡山沱期磷矿床铅同位素特征及来源探讨

贵州新元古代陡山沱期瓮福磷矿下矿层条纹-条带状磷块岩的磷条带、泥岩条带、上矿层磷块岩的磷质、白云质胶结物有各自不同的铅同位素组成特点。在Zartman铅构造模式图解中,下矿层磷条带和泥质磷块岩条带位于地幔铅、造山带铅和上地壳演化线之间,并呈很好的线性关系。上矿层磷块岩的白云质胶结物远离所有类型铅的演化线。下矿层的泥岩条带位于幔源铅和上地壳铅演化线之间,但与磷质不同,更偏向于白云质胶结物的分布区。在朱炳泉等(1998)的Δγ-Δβ铅来源分类图上,上矿层和下矿层所有磷质样品分布于地幔铅、上地壳与地幔混合俯冲带碎屑沉积作用铅和海底热水作用铅区。上矿层磷块岩的白云质胶结物分布于上地壳和地幔混合俯冲带岩浆作用铅、化学沉积型和海底热水作用型铅区。泥岩条带分布于地幔源和海底热水作用型铅区。因此,瓮福磷矿磷质样品的铅主要具地幔铅、上地壳铅和热水沉积作用的混合来源,以地幔为主。上矿层白云质胶结物铅同位素具有海源和海底热水作用的混合来源。下矿层泥岩条带铅同位素具地幔、上地壳和海源铅的混合特点。陡山沱期大规模磷质成矿的初始物质主要来源于地幔,预示着磷质的超常成矿与磷质生物的爆发可能与地幔体制的变化有某种成因联系。

海底天然气渗漏系统演化特征及对形成水合物的影响

通过天然气沉淀水合物的动力学模拟计算,研究了墨西哥湾GC185区BushHill海底天然气渗漏系统的演化特征及对水合物沉淀的影响。渗漏早期,天然气渗漏速度大(q>18.4kg/m2a),海底沉积以泥火山为主,渗漏天然气具有与气源天然气几乎一致的组成,形成的水合物具有最重的天然气成分。渗漏晚期,天然气渗漏速度很慢(q<0.55kg/m2a),在海底附近没有水合物沉淀,主要以冷泉碳酸盐岩发育为主,水合物产于海底之下一定深度的沉积层中。介于二者间的渗漏中期(q:0.55～18.4kg/m2a),海底发育水合物、自养生物群为特征,渗漏速度控制了水合物和渗漏天然气的组成及沉淀水合物的天然气比例。BushHill渗漏系统近10年的深潜重复采样显示,渗漏天然气和水合物天然气的化学组成在时空上是多变的,相对应的渗漏速度在时间上的变化约为3倍,在空间上的变化近2个数量级。

浙江景宁鹤溪群斜长角闪岩变质新生锆石特征、离子探针(SHRIMP)U-Pb年龄及地质意义

景宁鹤溪群斜长角闪岩变质新生锆石特征是粒度均匀（约70μm），晶体结晶和透明度极好，色调一致的淡粉红色，呈金刚光泽．未见裂隙、表面熔蚀、环带和核心构造。离子探针质谱GHRIMPⅡ）的206Pb／238U、207Pb／235U两组年龄在误差范围内基本谐和，206Pb／238U年龄的加权平均值（252±5Ma）为变质新生铁石的结晶年龄。锆石的精确定年（252±5Ma）为丽水—余姚断裂以东地区呈“天窗式”零星出露于中生代火山岩系中的鹤溪群提供了一个变质作用的确切年龄，也为印支运动在丽水—余姚断裂以东地区的存在提供了重要的年代学佐证。

华南晚古生代礁硅岩套的组成和分类及地质涵义

礁硅岩套是一种重要的含矿岩石组合,它是由生物礁相碳酸盐岩、热水沉积岩(矿)、细碎屑岩和泥灰岩、同层位或相邻地区地层中的火山质岩或潜火山岩,以较为固定的时空有序的状态组合而成。根据生物礁的形成环境和热水沉积作用的产出方式,礁硅岩套可分为盆地型、台地型和过渡型三类。它是在特殊地质背景中,在盆地演化的一定阶段内,由盆地正常沉积作用、盆地中的生物作用、盆下源的热水沉积作用和岩石圈深部岩浆作用综合形成的产物。

贵州省松桃热水沉积锰矿的地质地球化学特征

贵州松桃锰矿产于具高地热场的近岸盆地内,岩相、矿石结构构造、矿物成分具热水沉积特点。常量、微量、稀土元素、碳同位素、硫同位素及锶同位素特点反映锰矿为热水沉积形成。沥青反射率测定锰矿形成温度为170℃->195℃左右。

广西德保泥盆系硅岩的沉积特征和成因探讨

广西德保泥盆系硅岩在沉积特征上具有热水沉积的环状“眼式”分布结构、准同生沉积期的热水蚀变、喷发角砾岩、底板被硅化等特征。常量元素、微量元素和REE均表现出热水沉积的特征。

贵州瓮福磷矿中的硅化作用

贵州瓮福磷矿中广泛伴生着硅化作用,硅化岩类型以其交代程度可分成弱硅化岩、强硅化岩及结晶硅化岩三类,三类间相互过渡,在空间上有一定的配置关系。硅化岩的U、Th和稀土元素显示了热水沉积产物的特点,石英δ^(18)O值,结晶硅化岩为18.83‰,强硅化岩为20.80～23.67‰,,依氧同位素分馏平衡计算的形成温度为:结晶硅化岩101～115℃,强硅化岩66～98℃。

西秦岭南亚带太阳顶群硅质岩的沉积地球化学及成因研究

西秦岭南亚带太阳顶群硅质岩是碳硅泥岩型微细粒浸染状金矿的主要赋存岩石。硅质岩总厚度５５５ｍ，呈层状、透镜状产出。太阳顶群除硅质岩外，其余主要为细碎屑岩。硅质岩的主元素特征为富Ｓｉ、Ｆｅ，贫Ａｌ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｍｇ等；微量元素贫Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ，富Ｕ；稀土元素表现出较明显的铈负异常。硅质岩的全岩氧同位素δ１８ＯＳＭＯＷ（‰）值为１８．６０±１，表明太阳顶群硅质岩具有热水沉积的地球化学特征。

广东热水沉积超大型矿床的控矿岩石组合-礁硅岩套及其形成作用探讨

礁硅岩套是控制广东大降平超大型黄铁矿床、凡口超大型铅锌矿床和长坑超大型金、银矿床的重要岩石组合,它是由生物礁相碳酸盐岩、热水沉积岩(矿)、细碎屑岩和条带泥灰岩、同层位或相邻地区地层中的火山质岩或次火山岩,以固定的时空有序的状态组合而成,是在特殊的地质背景中盆地演化到一定阶段内,是由盆地正常沉积、生物、盆下源的热水沉积和岩石圈深部的岩浆综合作用形成的产物。

贵州瓮安陡山沱组磷块岩中疑源类化石壳壁超微结构

未经化学处理的原始岩石样品的扫描电镜观察 ,确定了瓮安陡山沱组大型剌饰疑源类 Meghystri-chosphaeridium chadianensis的微结构特征。磷酸盐化疑源类化石由表面棘刺和球体组成 ,球体分为壳壁和腔体二部分。球体壳壁具黑色外层和白色内层的多层结构。棘刺具有与球体相似的多层状的壳壁和腔体。首次发现了发育于球体表面和球体壳壁内部的网格超微结构。球体的腔体内存在残余有机质。