南华盆地新元古代成冰纪成锰作用及其成矿背景

南华盆地成冰系大塘坡组锰矿是我国最重要的锰矿产出层位之一,它形成于成冰纪Sturtian冰川事件之后,其成矿背景及形成机理一直是研究的重点。在系统总结Sturtian冰川事件起始与结束时间、南华裂谷盆地结构演化及古气候演变等重大地质事件的最新研究进展的基础上,综合分析了南华盆地大型沉积型锰矿成矿作用过程与这些重大地质事件之间的联系。揭示了南华盆地Sturtian冰期的启动和结束与全球其他地区基本一致,分别发生在~717 Ma和~660 Ma之前。同时,对南华系大塘坡锰矿成矿时代进行了约束,大约形成于~660 Ma之前。在新元古代中期Rodinia超大陆裂解作用的影响下,南华裂谷盆地内部发育一系列由同沉积断层控制的地垒—地堑次级盆地。沿同沉积断层运移的热液流体为大塘坡锰矿的形成提供了大量的成矿物质,并控制着大塘坡锰矿的发育分布。化学蚀变指数(CIA)、锂同位素(δ7 Li)及锇同位素组成[n(187Os)/n(188Os)]等风化指标显示,南华盆地Sturtian冰期晚期至间冰期大塘坡期早期的气候为寒冷干燥,随后转为温暖湿润并很快变为寒冷干燥。至大塘坡中晚期,气候逐渐由寒冷干燥恢复至温暖湿润,并一直保持至大塘坡晚期。整体来看,Sturtian冰期结束后,南华盆地表层海水逐渐氧化,深部沉积水体出现局部间歇式氧化环境,裂陷阶段热液和陆源输入的Mn 2+被氧化为MnO2发生沉淀,并在底部伴随着有机质的埋藏及早期成岩作用而最终形成菱锰矿。

新元古代南华盆地Sturtian冰川沉积物中碳同位素负偏及其地质意义

【目的】新元古代Sturtian冰期(~717~660 Ma)在全球范围内广泛发育,在南华盆地中也有良好的记录,但是目前对冰期的碳循环过程研究较少。为了解Sturtian冰期期间的碳循环过程,对冰期期间沉积的铁丝坳组碳同位素进行系统的研究。【方法】以黔东松桃地区高地ZK2115钻孔为研究对象,对铁丝坳组进行高分辨率的有机碳和无机碳同位素(δ13Ccarb和δ13Corg)测试分析。【结果】铁丝坳组δ13Ccarb值介于-9.29‰~-3.37‰(平均值为-7.24‰),具有明显的负偏,δ13Corg值介于-33.63‰~-23.35‰(平均值为-29.29‰)。此外,δ13Ccarb和δ13Corg具有明显的正相关关系,表明地层中的无机碳同位素组成不受成岩作用的影响,δ13Ccarb代表了Sturtian冰期期间南华盆地中溶解无机碳(Dissolved Inorganic Carbon,DIC)库的碳同位素组成,并且地层中的有机质主要是通过光合作用形成的,有机质中固定的碳主要来源于海水中的DIC库。【结论】结合已发表的铁丝坳组总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)数据(平均值为0.2%),这意味着在冰期这种极端气候条件下,光合作用虽然仍在进行,但是其速率比较缓慢,产生有机质的量相对较少。对Sturtian冰期沉积物中碳同位素组成的研究,有助于进一步探讨冰期的碳循环过程,同时也为深入理解极端气候条件下的古海洋环境及生物地球化学循环提供依据。

华南新元古代南华裂谷盆地沉积超覆时限:来自桂北地区丹洲群底砾岩碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素证据

通过对桂北地区新元古代四堡群鱼西组顶部的板岩(SB01)和丹洲群白竹组底部的底砾岩(DZ01)开展碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究,约束华南新元古代南华裂谷盆地沉积超覆的时限。四堡群鱼西组板岩和丹洲群白竹组底砾岩具有相似的碎屑锆石U-Pb年龄谱系,主要分布在820~900 Ma、900~1400 Ma、1450~2200 Ma和2350~2700 Ma;表明两者具有相似的物源,主要来自于扬子陆块东南缘新元古代岩浆岩,华夏陆块Grenville期造山事件的产物和太古宙基底,以及与Columbia超大陆聚合和裂解事件相当的地质体。四堡群鱼西组板岩中锆石ε(t)值为-13.63~6.92,二阶段Hf模式年龄(t)为1318~3129 Ma;丹洲群白竹组底砾岩中锆石ε(t)值为-25.37~12.89,t为901~3998 Ma。Hf同位素特征显示,四堡群源区物质以古老地壳物质的再循环为主,新生地壳物质相对较少;而丹洲群源区物质既有新生地壳物质,也有古老地壳物质的再循环。丹洲群白竹组底砾岩最年轻一组碎屑锆石的加权平均年龄为824.9±8.0Ma,而四堡群鱼西组板岩最年轻一组碎屑锆石的加权平均年龄为823.0±8.4 Ma,结合前人的研究,限定丹洲群沉积下限为~820 Ma,同时约束南华裂谷盆地沉积超覆作用的启动时限为~820 Ma。

华南成冰纪“大塘坡式”锰矿沉积成矿作用与重大地质事件的耦合关系

华南地区成冰系大塘坡组锰矿近年来在找矿勘探方面取得了突破性进展,同时,由于该套锰矿在时空分布及成矿背景上的特殊性,长期以来都受到研究者关注,累积了大量研究成果。在系统性总结大塘坡组锰矿研究成果的基础上,结合新元古代全球大地构造、古气候演变、古海洋环境变化及微生物演化等重大地质事件的最新研究进展,综合分析了华南成冰纪大规模锰沉积成矿作用与这些重大地质事件之间的联系。从新元古代中期开始,罗迪尼亚(Rodinia)超大陆的裂解在全球范围内形成了广泛分布的裂谷盆地系统,以中国南方南华盆地为代表的成锰盆地即是在裂谷盆地基础上发展而来的。裂谷盆地系统为锰矿沉积提供了必须的容矿空间,决定了其展布规律,并且盆地底部的热液系统为锰质输入盆地提供了必要途径。新元古代冰期(“雪球地球”)事件中覆盖全球的冰川系统切断或阻碍了地球各子圈层的物质与能量交换,可能导致冰期海洋缺氧状态的广泛出现。而冰期—间冰期的古气候变化使冰盖消失,海—气循环与海水圈层循环重新启动,随之而来的是古海水氧化还原条件的改变。针对南华盆地而言,表层海水的氧化及可能存在的含氧底流为锰矿沉淀提供了所需的氧化环境。此外,新近的证据表明间冰期微生物复苏背景下的锰微生物成矿作用可能是锰矿形成的重要机制。以上这些重大地质事件之间具有复杂的相互联系,同时它们也为“大塘坡式”锰矿沉积成矿作用提供了必不可少的成矿控制条件。因此,华南成冰纪“大塘坡式”锰矿沉积成矿作用与新元古代重大地质事件间存在耦合关系。

贵州天柱大河边铅锌矿床的发现及其意义

大河边重晶石矿床是一个世界级的超大型重晶石矿床。最近在该区重晶石矿床下部的震旦系陡山沱组碳酸盐岩(白云岩)和碎屑岩中,新发现一套规模较大、层位产出稳定的铅锌矿化。铅锌矿体和重晶石矿床具有"上部为重晶矿,下部为铅锌硫化物矿床"的矿化特征。铅锌矿段矿石矿物主要为闪锌矿、黄铁矿及方铅矿,含少量白铁矿、黄铜矿及磁黄铁矿;脉石矿物主要为石英和重晶石,少量白云石、热液磷灰石、炭沥青及钡冰长石。成矿流体特征类似于形成沉积喷流型铅锌矿床的流体特征。铅锌矿化中的硫源自局限海盆内早寒武世海水经硫酸盐还原作用提供。此种类似于喷流沉积型铅锌矿床在南华裂谷盆地一带矿化层位稳定、分布范围较广泛,体现早寒武世时在裂谷盆地内存在一次大规模的热液事件。天柱大河边铅锌矿床的发现具有重要的资源意义及区内该种矿床的勘查意义。

广域电磁法在低阻覆盖区的应用与评价——以河南中牟为例

在分析和总结河南中牟含气页岩层电阻率等物理性征基础上,将广域电磁法勘探技术用于南华盆地低阻覆盖区页岩气探测,获得工作区地下5 km内地层电阻率分布规律和特征,查明了工作区的构造展布,同时揭示了以二叠系太原组、山西组以及上、下石盒子组为主要目的层的含气页岩发育特征。此次探测工作表明,在低阻覆盖区广域电磁法是获取南华盆地深部含气页岩埋深和分布范围的有效探测手段,可为后期有利区带评价、区块优选页岩气层提供地球物理参数。

贵州松桃杨家湾-黑水溪南华纪早期成锰盆地特征及深部锰矿找矿预测

通过对杨家湾-黑水溪南华纪早期沉稳盆地研究,结合锰矿床原形结构特征的恢复和勘探可得知,贵州省松桃县黑水溪锰矿研究区地质状况,根据扬子准地台、黔北台窿、遵义断拱、凤岗复杂构造变形区之梵净山穹窿北东倾没端及平穴背斜地质地貌分析得知,杨家湾-黑水溪大型锰矿床属于一IV级地堑成锰盆地,这种特殊的地形地貌形成了杨家湾大型锰矿床,周边分布了黑水溪小型锰矿床。