Geochronological and Geochemical Evidence for the Sedimentary Transformation from the Banxi Period to Nanhua Glacial Period

Objective There has been considerable debate about the definition of the lower boundary of Nanhua System by far.One definition is based on sedimentary sequence of different stages of basin evolution,focusing on whether deposits of the Banxi Period should be classified as Nanhua System.Another is the onset time of Nanhua glacial period.

汉南杂岩高桥沟花岗斑岩体岩石地球化学特征及侵位机制时代归属探讨

高桥沟花岗斑岩体位于扬子板块北缘,属于汉南杂岩的一部分。锆石LA-MCP-MS U-Pb定年结果显示其形成时代为(794.4±5.7)Ma,为南华纪早期。岩石地球化学特征为高Si(75.78%~76.51%)、富碱(K_(2)O+Na_(2)O=7.78%~7.84%)、富K(K_(2)O/Na_(2)O=1.07~1.10),属高钾钙碱性系列。稀土总量∑REE为272.57×10^(-6),轻重稀土元素组之间分馏明显。二长花岗斑岩形成于岩浆演化中晚期阶段,岩浆上侵过程中部分熔融沉积岩、火山岩物质。高桥沟花岗斑岩体形成于后造山构造环境,强力就位的侵位机制。

古天然气渗漏沉积型锰矿床找矿模型--以黔湘渝毗邻区南华纪“大塘坡式”锰矿为例

产于Rodinia超大陆裂解背景下、武陵次级裂谷盆地中的黔湘渝地区南华纪古天然气渗漏沉积型锰矿床已成为中国最重要的锰矿床类型。通过分析总结该类型矿床地质背景、南华纪早期构造古地理与矿床地质特征,基于古天然气渗漏沉积型锰矿床的成矿模式,总结建立了该类型锰矿床找矿模型:即以南华纪早期同沉积断层、Ⅳ级断陷盆地、两界河组及其中古天然气成因的白云岩透镜体存在与否、锰矿成矿地质体与大塘坡组厚度和裂谷盆地古天然气锰矿成矿系统中渗漏喷溢中心相、过渡相、边缘相等为主要地质标志建立地质找矿模型;以Ⅳ级、Ⅲ级断陷盆地中不同的Mn/Cr微量元素比值指标和δ^(34)S值在中心相、过渡相、边缘相判别指标建立地球化学找矿模型;以锰矿成矿地质体的低电阻率、高极化率与其上覆及下伏地层高电阻率、低极化率的物性差异特征,建立AMT地球物理间接找矿模型。项目团队运用建立的地质、地球化学和地球物理找矿模型,在黔东地区锰矿整装勘查实践检验中,已先后新发现了亚洲最大的松桃道坨和松桃普觉(西溪堡)两个隐伏超大型锰矿床,最近又新发现松桃桃子坪、高地两个超大型锰矿床,使黔东地区成为新的世界级锰矿资源富集区。古天然气渗漏沉积型锰矿床已成为继传统的海相沉积型、沉积变质型锰矿床之后,全球最重要的三大锰矿床类型之一。

贵州省松桃县道坨超大型锰矿床的发现及其成因探讨

贵州省松桃县道坨锰矿床是新发现的一个超大型全隐伏锰碳酸盐矿床。文章阐述了该矿床的发现概况及基本的地质和地球化学特征,并应用锰矿石和含锰黑色页岩的元素和碳同位素地球化学特征对菱锰矿的形成机制提出了制约。道坨超大型锰矿床的发现是填图及对区域地质资料综合分析的结果。该矿床具有品位高、厚度大、呈层性好及展布广等特点。其锰矿石的主量元素特征为Al2O3、TiO2、Fe2O3含量较低,P2O5中等程度富集,MnO、MgO含量相对较高,Fe/Mn比值低。在微量元素方面,锰矿石显示出较为明显的Co富集,含锰黑色页岩则显示出较为明显的Co、Mo富集;在稀土元素方面,锰矿石具有较高的稀土元素总量,轻微的"帽式"稀土元素PAAS标准化配分模式及明显的Ce正异常,含锰黑色页岩的稀土元素总量与PAAS接近,其稀土元素PAAS标准化配分模式较为平坦,无Ce异常。碳同位素测试结果显示出菱锰矿富集碳的轻同位素,表明在菱锰矿形成过程中存在有机碳的参与。文章表明,道坨锰矿床内的锰是以氧化物或氢氧化物的形式沉淀,菱锰矿是在缺氧且富含有机物质的成岩环境中转化而成。

古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿系统与成矿模式——以黔湘渝毗邻区南华纪“大塘坡式”锰矿为例

黔湘渝毗邻区"大塘坡式"锰矿床形成于南华纪裂谷盆地中,矿床主要分布于裂谷盆地中的次级断陷沉积盆地中心,受古断裂控制。矿物成分主要是菱锰矿和钙菱锰矿,具有低δ13C值(-7‰～-10‰)、高δ34S值(+40‰～+63‰)的特征。含锰岩系中,碳质页岩的Mn/Cr比值在40左右。结合菱锰矿体及相邻岩层中普遍发育由古天然气泄漏沉积形成的气泡状构造、底辟构造、渗漏管构造、帐篷构造、泥火山构造及相关的软沉积变形纹理等特征,提出该地区南华纪"大塘坡式"锰矿床是古天然气渗漏沉积成矿成因,并建立了古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿系统与成矿模式。

黔东松桃大塘坡地区南华系大塘坡组锰矿相带及分布规律

在大塘坡矿区钻孔编录与野外地层剖面观察实测的基础上,结合近年来有关大塘坡式锰矿的研究成果,对大塘坡矿区的锰矿相带及分布规律进行了研究。对大塘坡地区含锰岩系、菱锰矿体的沉积厚度等值线以及菱锰矿体的品位等值线研究表明,矿体的走向与大塘坡地区沉积盆地长轴方向一致,为北东60°左右,存在一大两小3个锰矿沉积中心。同时对大塘坡地区盆地中心矿体结构构造的研究表明矿体可分为中心相、过渡相、边缘相3个相带,其中中心相以气泡状和块状菱锰矿为主,伴随有软沉积变形层理等特殊构造,一般为多层矿;过渡相以条带状菱锰矿为主,块状菱锰矿为辅,主要为单层矿;边缘相主要为薄层条带状锰矿与炭质页岩互层,主要为单层矿。该相带分布受古天然气泄漏控制,喷溢口的分布与锰矿沉积中心基本重合,且从中心相到过渡相再到边缘相含锰岩系厚度、矿体厚度以及矿体品位逐渐降低,它们的变化规律保持一致,呈正相关性。

华南扬子地区新元古代地层划分对比研究新进展

华南扬子地区发育有新元古代完整的沉积地层记录,是研究我国新元古代时期古大陆演化与沉积盆地演替的天然平台。四堡—晋宁造山运动（约850~820Ma）以前,新元古代早期的扬子陆块总体上处于弧陆碰撞与弧后前陆盆地充填阶段。约820Ma以后,新生裂谷盆地开启了新一轮板块构造旋回,至约635Ma,华南扬子陆块走过了一段冰与火的不平坦里程。板溪群沉积期（约820~720Ma）,在Rodinia超大陆裂解的构造背景下,伴随着三幕重要的火山岩浆事件,沉积了一套裂谷盆地充填序列。板溪晚期,由于Rodinia超大陆主要陆块的裂离（Drifting）,伴随着区域性海平面下降,迎来了南华大冰期的长安冰期沉积;实际上,南华大冰期并非严格的＂雪球地球＂,而且期间还存在一个间冰期（富禄间冰期）;随后,可能与海平面持续的海侵上超有关,南沱冰期沉积区域展布广泛。由此可见,华南扬子地区晋宁—四堡造山后至南华冰期,沉积序列、事件序列特征明显,阶段性清楚,为新元古代地层划分对比提供了基础条件。

湘黔桂邻区板溪期与南华冰期之间的沉积转换及其地层学涵义

前人一直认为湘黔桂邻区的板溪群及其相当层位的下江群、丹洲群与南华冰期的沉积序列是连续或部分连续的,没有明显的沉积—构造转换界面。本次调查的锦屏隆里剖面、黎平肇兴剖面、从江黎家坡剖面、三江泗里口剖面、罗城黄金友洞剖面等均显示,板溪期与南华冰期的沉积转换非常明显,主要表现是界面上下的地层岩性、岩石结构构造和沉积相类型等迥然不同。其区域表现是:板溪沉积晚期为海退进积序列,从陆块内部到陆块边缘,地层缺失逐渐减少;江口冰期沉积从陆块边缘到陆块内部,显示出明显的渐次海侵上超特征,越靠近边缘早期沉积序列越完整。我们认为这就是前人提出的"雪峰运动"的沉积表现。因此,在扬子东南缘的湘黔桂邻区一带南华系地层序列是相对完整或近似完整的,应是层型剖面和点(GSSP)选择的最有利地区。目前首要问题是要进一步明晰"南华系"含义,而深入研究和探讨南华大冰期沉积前之板溪群及其相当层位地层的构造属性及其与冰期沉积的转换过程则是建立"南华系"的必要前提。

中扬子地区南华纪早期碎屑锆石U-Pb年龄及其对物源特征和古地理格局的约束

南华纪早期中扬子地区以鄂中古陆为主体,在其周缘发育以莲沱组为代表、以河流相为主的沉积。本文通过对湖北通山、长阳以及湖南杨家坪3个地区代表性剖面的莲沱组及相应层位碎屑锆石年龄谱的研究,结合研究区已发表的相关成果,对中扬子地区不同地理位置南华纪早期物源特征及其对古地理格局的约束进行探讨。根据研究区碎屑锆石年龄谱~810Ma、~860Ma、~2000Ma及~2500Ma的年龄峰值,认为其物源为典型的亲扬子型,主要物源区为鄂中古陆的隆起剥蚀区;>3000Ma的崆岭杂岩物源只分布于宜昌莲沱、长阳以及随州大洪山地区,在该线南东方向应存在一个地势较低的区域。

贵州二叠纪与南华纪锰矿主要矿床地质特征对比及意义

贵州南华纪古天然气渗漏沉积型锰矿通过成矿理论和找矿预测方法的创新,近年来不断取得巨大的找矿成果,在国内外产生重要影响,已成为国内最重要的锰矿床类型。本文通过对贵州二叠纪锰矿与南华纪锰矿矿床地质特征的对比研究发现:二者在成矿构造背景、同沉积断层(控矿构造)、成矿物质来源、矿石与地球化学特征、锰矿成矿系统特征等方面十分相似,在结构构造特征、沥青球特征、盖帽白云岩和冷泉碳酸盐岩等方面也存在一些差别。在此基础上,贵州二叠纪锰矿通过借鉴和运用贵州南华纪古天然气渗漏沉积成矿理论和找矿预测方法,已在遵义锰矿国家整装勘查区取得重大进展。说明"内生外成"的古天然气渗漏沉积型锰矿成矿理论和找矿预测方法,在相似的成矿地质背景条件下,具有普适性和推广意义。

黔东大塘坡锰矿区古天然气渗漏喷溢口群发现及地质意义

在通过对大塘坡矿区所有钻孔原始资料以及野外地层剖面整理、分析研究的基础上,运用锰矿裂谷盆地古天然气渗漏沉积成矿系统理论关于中心相、过渡相和边缘相判别标志,在断陷盆地中心的渗漏喷溢口及附近,分布有大量的古天然气渗漏喷溢构造,如底劈构造、渗漏管构造、软沉积变形纹理等,特别是出现被沥青充填的气泡状构造的菱锰矿石是其关键标志。综合分析认为该矿区至少存在三个古天然气渗漏喷溢口,构成"一大两小"、十分罕见的古天然气渗漏喷溢口群。每一个喷溢口,即构成一个相对独立的古天然气渗漏喷溢沉积成矿系统,各自的中心相、过渡相和边缘相独立完整。故大塘坡锰矿床是形成于由三个古天然气渗漏喷溢沉积成矿子系统构成的一个统一的、复杂的古天然气渗漏喷溢沉积成矿系统。该发现对于研究古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿系统成矿模式与找矿模型具有重要意义。

贵州南华纪—震旦纪沉积大地构造及其对沉积矿产的控制作用

新元古代早期(>820 720 Ma),华南由扬子地块、华夏地块和江南造山带3个构造单元组成。新元古代晚期,南华纪-震旦纪(720 541 Ma)沿新元古代早期的江南造山带发育一裂谷盆地-南华裂谷,贵州东部是南华裂谷的重要组成部分。传统认为黔东地区该裂谷盆地为北北东向,越来越多的证据证明该裂谷盆地为北东东向。黔东地区南华纪裂谷盆地具有典型的地堑、地垒结构,并控制着"大塘坡式"锰矿的分布。震旦纪之后,裂谷盆地处于沉降阶段,沉降中心向南迁移到凯里-玉屏一线。震旦纪时期,扬子地块和南华裂谷存在明显的滨浅海磷矿-碳酸盐岩和深水泥质岩-硅质岩的沉积分异。扬子地块和南华裂谷控制着扬子地块震旦系陡山沱组磷矿和南华裂谷老堡组重晶石等沉积矿产的分布。富磷矿位于松桃-贵阳同沉积断裂以北的扬子地块南缘,重晶石矿发育于裂谷盆地强烈沉降区的天柱-岑巩一带。

贵州东部及邻区南华纪锰矿中黄铁矿硫同位素高异常及地质意义

贵州东部及邻区南华纪锰矿层中的黄铁矿产出形态多样,为了研究它们的成因标志,通过野外和镜下观察发现黄铁矿主要呈浸染状、条带状和结核状产出,并以草莓状和自形-半自形粒状结构为主。硫同位素测试结果显示含锰岩系中黄铁矿具有异常高δ34S值的特征,介于+37.9‰^+62.6‰之间(平均52.7‰),呈塔式分布,峰值在+46‰^+59‰之间,沿同一矿体剖面从下到上逐渐减小,不同矿床间差异大。结果表明沉积盆地的封闭性和冰川事件使海水硫酸盐浓度降低并富集重硫同位素,随后形成的硫酸盐最低带进一步减小了硫同位素的分馏,使黄铁矿的δ34S达到异常高值。随着沉积盆地逐渐变开放,矿层由下而上黄铁矿的δ34S值逐渐减小,而不同矿床黄铁矿的δ34S值差异则是因为沉积盆地封闭性的差异。因此,封闭的局限沉积盆地是锰矿床形成的重要地质背景条件,而渗流热卤水或火山锰源可能是矿床的主要锰质来源。

黔东北地区大塘坡组早期含锰沉积充填、岩相古地理与锰矿的关系

黔东北地区是中国南华纪"大塘坡式"锰矿重要富集区,而岩相古地理是沉积型锰矿最重要的控矿因素。笔者根据松桃-江口地区南华系各组岩性及碎屑锆石年龄特征对清水江组、两界河组、铁丝坳组及大塘坡组进行细致的地层划分,在建立了本区南华纪大塘坡早期沉积充填序列的同时,将本区沉积盆地划分为4个Ⅱ级盆地、12个Ⅲ级盆地以及11个次级(Ⅳ)聚锰盆地。在不同盆地内的大塘坡一段中识别出14种岩相类型,划分出2类沉积系、10类主要的岩相古地理单元,进而编绘了本区南华纪大塘坡早期岩相古地理图。提出在大陆边缘裂谷盆地的背景下,研究区南华纪大塘坡早期沉积环境应属大陆边缘障壁海岸体系,属于典型的"大塘坡式"锰矿,与障壁后侧迅速沉降的深水局限盆地密切相关。

华南南华纪古天然气渗漏沉积型锰矿AMT勘查技术方法研究

华南南华纪"大塘坡式"锰矿位于上扬子东缘国家重要成矿区带。近年来,锰矿资源预测评价科技创新人才团队建立了锰矿内生外成裂谷盆地古天然气渗漏沉积成矿系统理论,研发了该类型锰矿床深部隐伏锰矿找矿预测关键技术。通过贵州铜仁松桃锰矿国家整装勘查区实践检验,新发现了4个世界级隐伏超大型锰矿床和一批大中型锰矿床,实现我国锰矿地质找矿有史以来的最大突破,改变了国家锰矿勘查开发格局。本文介绍了项目团队研发的该类型锰矿床深部隐伏锰矿找矿预测关键技术组合中的音频大地电磁测量(AMT)勘查技术,主要包括数据采集和预处理关键技术、最佳反演模式和参数优选关键技术及建立音频大地电磁测量地球物理找矿预测间接模型等方面,以期能对华南其他地区的南华纪锰矿以及相似成矿地质背景条件下的其他时代锰矿找矿预测提供借鉴和参考。

闽中南平—宁化构造带南华纪陆缘弧岩浆活动:对武夷造山带构造演化的新启示

南平—宁化构造带沿线出露着以万全岩群和楼前组、西溪组等为代表的一系列新元古代火山-沉积岩系。系统的岩石学、年代学和地球化学研究表明,福建明溪和江西瑞金地区的楼前组浅变质英安岩和晶屑凝灰岩分别形成于(729±4)Ma和(735±6.7)Ma(LA-ICP-MS锆石U-Pb法),SiO2含量变化在65.22%~74.54%,相对富Al2O3(11.05%~16.80%)富碱(Na2O+K2O=4.88%~10.19%)而贫CaO、MgO和FeOT,ANK值和A/CNK值分别为1.23~1.78和0.98~1.57,Nb/Ta=12.44~17.28,Nd/Th=2.07~3.51,Ti/Zr=6.08~10.37,Ti/Y=68.51~154.71,属过铝质S型火山岩;明显富集大离子亲石元素(Ba、Rb等)而亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti、P等),Zr/Nb=16.65~24.07,Th/Ta=12.94~16.93,δEu呈现明显负异常(0.33~0.62),显示岛弧岩浆岩的地球化学特征。综合区域地质资料及前人研究结果提出,南平—宁化一线在713 Ma前为活动大陆边缘环境,洋壳俯冲引发的岩浆活动形成了沿南平—宁化—瑞金一线展布的陆缘弧中酸性火山岩带,暗示此时南、北武夷之间尚未拼合形成统一的武夷地块,因而华夏地块不存在统一的前南华纪结晶基底。

新疆东天山雅满苏镇北一带南华纪冰碛岩地质特征及意义

近年东天山开展的1∶25万区域地质调查工作在雅满苏镇北新发现一套冰碛岩,经填图及剖面调查研究,查明该套冰碛岩不整合于一套浅变质碎屑岩之上,与寒武—石炭纪大洋残片混杂产出,冰碛岩中有典型的冰川条痕石、马鞍石、压扭石等。经区域对比,该套冰碛岩组合与库鲁克塔格地区上南华统阿勒通沟组(Nh2a)可对比,下伏的浅变质碎屑岩与下南华统照壁山组(Nh1zh)可对比,初步确定其时代为南华纪。新发现的冰碛岩位于中天山地块北缘,为中天山地块与库鲁克塔格地块同属为塔里木微板块提供了新的证据。

论板溪群的时代归属和层位对比

根据多种地层划分的原则,板溪群应定义为雪峰—武陵山区的一个岩石地层单位,它包括马底驿组和五强溪组。从有关地质事件、微古植物组合、同位素年龄及有争议的地层剖面的研究,板溪群和长江峡东震旦系经典剖面的莲沱组之间不存在上、下层位关系。它们同是晋宁(武陵)造山运动之后,南华大冰期之前这一地质演化阶段的沉积,具有可对比性,时代上应同归于早震旦世。

黔东地区南华纪锰矿地质找矿进展与意义

“无锰不成钢”。同时锰在动力电池、磁性材料等战略新兴产业不断拓展，已成为居铁、铝之后排位第三的大宗金属。我国作为全球最大的锰矿石和锰系材料生产、消费大国，年消费锰矿石4000多万吨，2015年我国锰矿对外依存度达60％。锰矿是国家十分紧缺的战略矿产资源。

黔南—桂北地区南华系化学地层特征

化学蚀变指数（chemical index of alteration）（CIA）最早作为判别源岩化学风化程度而提出，随后又应用于对沉积物沉积环境的判定。化学蚀变指数的表达式为CIA={n（Al2O3）／[n（Al2O3）＋n（CaO^＊）＋n（Na2O）＋n（K2O）]}×100。CaO^＊代表硅酸盐中的CaO，n（CaO^＊）=n（CaO）-n（CO2方解石）-n0．5×n（CO2白云石）-10／3xn（P2O5）。化学蚀变指数样品的选取极为重要，最佳岩性为细碎屑岩，并需清除成岩过程中钾交代作用的影响，以及采用成分变异指数（ICV）来判别沉积再循环作用和沉积物成分被改造的程度。使用A—CN—K三角图解判别物源区的源岩性质和样品钾交代的程度及其风化趋势。黔南-桂北地区南华系的CIA研究表明：该地区南华系下部的长安组其下部CIA值为60～65之间，中部为70～5，上部回落到65—70之间。南华系中部富禄组CIA值高，在85-95之间。南华系上部的南沱组CIA值再次回落到60—65的范围。上述CIA值的变化表明本区南华纪时期自老至新经历多次由干燥寒冷-温暖潮湿气候期的变化。本文据此提出扬子地块南华系新的划分、对比方案。