發(fā)布時間：2018-03-25 22:31

  本文選題：庫魯克塔格—北山地區(qū)　切入點：早寒武世　出處：《中國地質(zhì)大學》2015年博士論文

【摘要】：新疆塔里木克拉通為我國出露早寒武世黑色巖系的地塊之一,其與揚子克拉通在地層層序、巖性礦物組合、古生物學等方面有相似之處。揚子地臺早寒武世黑色巖系的層序地層學、生物地層學、巖石地層學、礦物學、古生態(tài)學、巖石地球化學、元素地球化學、有機地球化學、礦床地球化學、成礦學和礦床學等方面的內(nèi)容都做了較為深入的研究。塔里木克拉通早寒武世黑色巖系的科研和礦產(chǎn)勘查成果主要出自于西北部的柯坪地區(qū),礦產(chǎn)勘查成果主要出至于東部的北山地區(qū),而中部的庫魯克塔格地區(qū)的科研以及礦產(chǎn)勘查成果都相對薄弱。本文從沉積學、古生物學和地球化學等方面,探討庫魯克塔格—北山地區(qū)下寒武統(tǒng)底部西山布拉克組(雙鷹山組)黑色巖系存儲空間,成巖成礦物源(區(qū)),沉積時間,沉積古地理和氣候環(huán)境,巖性礦物組合,釩元素賦存狀態(tài)和富集規(guī)律等,取得如下認識：(1)研究區(qū)早寒武世黑色巖系物源(區(qū))：早寒武世塔里木盆地為由西向東和由北向南的海侵方向,區(qū)內(nèi)新元古代地層沉積構(gòu)造特征表明其沉積物質(zhì)區(qū)位于北部；即研究區(qū)早寒武世黑色巖系物源區(qū)可能位于塔里木盆地西部的塔里木碳酸鹽臺地、北部的中天山臺地和反帝山古陸。黑色巖系碎屑鋯石同位素年代學表明,古元古代和新元古代中酸性、基(超)基性巖體也為黑色巖系的提供物源：元素及其特征值特征表明,且干布拉克和平臺山地區(qū)的黑色巖系物源主要為該時期的長英質(zhì)巖石,莫合爾山地區(qū)黑色巖系的物源為該時期的長英質(zhì)和鐵鎂質(zhì)組分巖石。當然也不能忽略洋盆隆起、海底噴流和海洋生物作為物源的作用。金屬成礦元素主要來源于基(超)基性巖體的風化剝蝕和連通巖漿房的深大斷裂帶來的鹵水化合物。(2)研究區(qū)早寒武世黑色巖系儲存空間：太古代末塔里木克拉通古陸核破裂,形成較廣闊拗陷隔絕環(huán)境；塔里木運動導致基底全面褶皺回返,形成復背斜構(gòu)造的封閉環(huán)境,庫魯克塔格東北緣隆起帶南北兩側(cè)以及內(nèi)部的深斷裂和陡傾斜基底斷裂等隔絕封閉環(huán)境,這些隔絕封閉環(huán)境為黑色巖系形成提供了可能的古地理空間。同時,新元古代古亞洲洋的開啟導致眾多地質(zhì)事件,如南天山洋、準噶爾洋和塔里木板塊的俯沖導致局部地殼拉張,進而發(fā)育裂谷式斷陷盆地的封閉環(huán)境：產(chǎn)生的弧后邊緣盆地,以及一系列多島洋和塹-壘相間的構(gòu)造格局,圍繞這些多島洋的隔絕封閉環(huán)境;以及水下古隆起形成深水—半深水滯留斷陷盆地等,這些古地理環(huán)境都有可能成為黑色巖系的儲存空間。(3)早寒武世黑色巖系構(gòu)造和古地理環(huán)境：西山布拉克組火山巖元素地球化學特征表明,區(qū)內(nèi)早寒武世黑色巖系形成于大陸裂谷的構(gòu)造環(huán)境。基于地層巖性、巖石、礦物、元素以及古生物學特征,庫魯克塔格東北緣隆起帶位于從西到東,從北向南海水逐漸加深為特征的南天山—北天山洋盆之中。該套地層從老到新,硅、磷質(zhì)成分減少,泥、灰質(zhì)成分增加；從西到東硅質(zhì)成分減少,泥質(zhì)成分增多。庫魯克塔格到北山地區(qū),沉積環(huán)境為陸棚相向盆地相逐漸過度。且干布拉克和平臺山地區(qū)黑色巖系形成于大洋盆地的深水還原環(huán)境,莫合爾山和大平?jīng)龅貐^(qū)黑色巖系形成于大陸邊緣的淺水環(huán)境,沉積時沉積物-海水界面處于氧化-還原界面附近。該套黑色巖系具有正常海水和熱水沉積的雙重特點。(4)早寒武世黑色巖系沉積時間：庫魯克塔格地區(qū)西山布拉克組底部黑色巖系夾層中的凝灰?guī)r鋯石U-Pb年齡為521.6±7Ma,以及該組底部磷塊巖中發(fā)現(xiàn)有沉積時代相當于揚子克拉通梅樹村階第一個小殼化石帶的小殼化石(Spherical fossil、Gen.et Sp.indet. B),即庫魯克塔格地區(qū)西山布拉克組沉積時代應為梅樹村階底界；北山地區(qū)雙鷹山組發(fā)現(xiàn)有產(chǎn)于龍王廟下段的Bergeroniellus-Serrodiscus-Calodiscus-Subeia化石組合,即北山地區(qū)的早寒武世黑色巖系沉積時代相當龍王廟期的晚期�？傊�,研究區(qū)西山布拉克組或雙鷹山組沉積時代應為早寒武世。(5)早寒武世黑色巖系巖性與礦物組合：基于樣品的巖礦鑒定、X射線粉末衍射和掃描電鏡等方法的分析；區(qū)內(nèi)早寒武世黑色巖系巖石學特點為“下硅、磷和火山巖;上泥、砂和灰”,自下而上具有逆粒序,粒度逐漸變粗,顏色逐漸變淺,微細水平層理由極發(fā)育漸變成不發(fā)育。巖性組合主要為炭質(zhì)粉砂巖,硅質(zhì)巖(燧石巖),炭質(zhì)板巖,深灰色泥巖,泥質(zhì)粉砂巖,細砂巖,凝灰?guī)r,石煤,磷塊巖等。礦物組合主要為：石英、伊利石(云母)、黃鐵礦、含釩白云母、釩電氣石、釩榴石、磷灰石、鋯石、榍石、重晶石、石膏、閃鋅礦、方解石、鉀長石、紅柱石等。(6)早寒武世黑色巖系沉積建造及其有利含礦巖性、巖相結(jié)構(gòu)：基于剖面巖性組合,元素及其組合分析：區(qū)內(nèi)沉積建造為硅質(zhì)頁巖型建造中的含釩-銀-鉬-鈾-磷亞建造(庫魯克塔格型)和含釩-鋅-鉆-鉬-鈾-磷亞建造(北山型)。有利的含礦巖性組合為：碳、硅、泥、磷質(zhì)巖類最好,碳、泥質(zhì)巖類次之。庫魯克塔格地區(qū)有利的含礦巖相結(jié)構(gòu)為C和D巖相結(jié)構(gòu),即成對出現(xiàn)的薄層狀硅質(zhì)巖(炭質(zhì)粉砂巖)夾水平層狀黑色頁巖(硅質(zhì)巖)或兩者互層的巖性組合,這種微相帶出現(xiàn)頻數(shù)越多,含礦性越好;北山地區(qū)有利的含礦巖相結(jié)構(gòu)為B巖相結(jié)構(gòu),含礦炭質(zhì)板巖厚度越大,礦石品位越好。(7)基于黑色巖系的碳氧同位素、孢粉化石、CIA分析,Gaskiers冰期蓋帽碳酸鹽巖—早寒武世黑色巖系沉積期,塔里木盆地的臺地—斜坡—盆地相δ13C存在碳同位素梯度變化,從西向東和從下往上δ13C虧損。碳可能來源于海洋碳酸鹽,深部和生物有機碳等,而有機質(zhì)主要來源于富含釩等多金屬元素的菌藻類海洋浮游生物。柯坪-庫魯克塔格地區(qū)早寒武世黑色巖系形成于氣候溫暖、濕潤條件下,而北山地區(qū)早寒武世黑色巖系形成的古氣候條件為寒冷、干燥,呈現(xiàn)出東高西低的古氣溫特點。(8)黑色巖系生物標志化合物：在氣相色譜圖中正構(gòu)烷烴的峰型為單駝峰型,碳數(shù)分布范圍nC14-nC29,主峰碳數(shù)多為nC17、nC18。炭質(zhì)頁巖OEP均值為1.07, nC22-/nC23+均值為3.30,含釩炭質(zhì)頁巖OEP均值為1.17,nC22-/nC23+均值為4.30,無明顯的奇偶碳數(shù)優(yōu)勢分布,顯示輕烴組分占絕對優(yōu)勢,有機質(zhì)主要來源于菌藻類等海洋浮游生物,有機質(zhì)類型為腐泥型。炭質(zhì)頁巖R0=1.23(均值),含釩炭質(zhì)頁巖R0=0.87(均值),有機質(zhì)為高成熟有機質(zhì),處于石油的主要生成帶,高的成熟有機質(zhì)不利于V的富集。炭質(zhì)頁巖Pr/Ph(均值)為0.85,含釩炭質(zhì)頁巖(均值)Pr/Ph為0.82,均表現(xiàn)出植烷優(yōu)勢,指示較強的還原環(huán)境。孢粉顏色為棕黃色～棕色,鏡質(zhì)體反射率(R0)0.84～1.26,該地層遭受過古溫度為105～142℃,其遠高于成巖古地溫。(9)基于數(shù)理統(tǒng)計分析,黑色巖系中V與Si具有明顯的負相關(guān)性,表現(xiàn)出此消彼長的特征,表明硅質(zhì)組分的大量存在不利于釩的富集。V與有機碳含量(TOC)聚為一類,說明有機質(zhì)可能在釩的初始富集過程中起到了重要的作用。研究區(qū)V主要賦存在釩云母、V-Fe氧化物和釩酸鹽中,其中V在釩云母中以類質(zhì)同象的形式存在,同時V也賦存于部分金屬單礦物晶體晶格中。綜上所述,太古代末塔里木古陸核的破裂和新元古代古亞洲洋的開啟,為黑色巖系提供存儲場所,同時也提供成礦物質(zhì)來源。海水中存在大量V等金屬元素,Gaskiers冰期過后,水體變暖,上升洋流頻繁發(fā)生,海水營養(yǎng)物質(zhì)豐富,藻類生物繁盛,其吸附了大量的金屬元素,即釩等元素的初次富集。早寒武世全球海侵,海平面上升,處在浪基面之下的庫魯克塔格—北山地區(qū),區(qū)域光合作用弱,大都處于缺氧環(huán)境,生物死亡,釩等元素協(xié)同生物遺體沉入海底,為釩的富集提供了充分條件�？梢妿祠斂怂瘛鄙降貐^(qū)早寒武世黑色巖系的形成既與區(qū)域的背景因素,又與生物爆發(fā)致使生物生產(chǎn)率的提高、有機質(zhì)遭受細菌降解有關(guān),還與海平面升降有關(guān)。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P612;P512.2

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本文編號：1665143