本文關(guān)鍵詞：湘黔地區(qū)海相磷塊巖地球化學(xué)特征及鈾多金屬富集作用

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【摘要】：首次全球性海相磷塊巖大規(guī)模沉積發(fā)生在新元古代末-早古生代的地史轉(zhuǎn)折期。中國南方震旦系、寒武系廣泛分布富有機質(zhì)磷塊巖,下寒武統(tǒng)牛蹄塘組磷塊巖具有Ni、Mo、U超常富集,Cu、Zn、Re、Tl等多金屬富集的特征。作為瞬時災(zāi)變產(chǎn)物的多金屬磷塊巖受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注,但目前對多金屬磷塊巖的富集機制尚存在爭議。因此,本文從地球化學(xué)和礦物學(xué)兩方面,詳細(xì)研究貴州中南村、貴州金頂山、湖南大坪、湖南大滸四個典型剖面,探討黔北淺水沉積體系和湘西北深水體系磷塊巖多金屬富集機制。取得了如下認(rèn)識:(1)湘黔地區(qū)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組主要發(fā)育磷塊巖、碳質(zhì)頁巖、碳質(zhì)板巖、硅質(zhì)巖。黔北上震旦統(tǒng)燈影組發(fā)育白云巖。湘西北處于陸緣裂陷環(huán)境,由于沉積時海水水深較大,上震旦統(tǒng)燈影組主要發(fā)育硅質(zhì)巖,但局部由于古地理環(huán)境變化,海水水體變淺,發(fā)育白云巖。湘黔地區(qū)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組多金屬磷塊巖具有U、Ni、Mo、Cu、Zn、Re、Tl等多元素富集的特征。研究區(qū)δU特征以及V/(V+Ni)-U/Th、Ni/Co-V/Cr元素特征比值圖解投點結(jié)果均顯示該區(qū)在早寒武世早期為缺氧的古沉積環(huán)境。(2)湘黔地區(qū)Fe/Ti、(Fe+Mn)/Ti、Al/(Al+Fe+Mn)值、U/Th、Sr/Ba特征比值以及Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)、Mn-Al-Fe、Cr-Zr、Ni-Co-Zn圖解元素投點結(jié)果均表明研究區(qū)多金屬磷塊巖形成受海底火山作用和熱水作用的影響顯著。(3)研究區(qū)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組多金屬磷塊巖具有δCe負(fù)異常和δEu的正異常的特征,La/Yb-∑REE圖解投點主要落于玄武巖區(qū)內(nèi),多金屬磷塊巖中εNd,Nd模式年齡,碳、氧同位素特征以及δ13CPDB-δ18OSMOW圖解顯示正常海水化學(xué)沉積作用、生物化學(xué)沉積作用和海底噴流熱水沉積作用三者混合作用是湘黔地區(qū)多金屬磷塊巖沉積機制,指示多金屬磷塊巖在形成過程中除海水正�；瘜W(xué)沉積和生物化學(xué)沉積外,還受海底熱液噴流沉積作用的影響。(4)在黔北下寒武統(tǒng)牛蹄塘組底部多金屬磷塊巖中首次發(fā)現(xiàn)微晶晶質(zhì)鈾礦,晶質(zhì)鈾礦呈立方體、立方體聚形、塊狀體填充于溶蝕重結(jié)晶磷塊巖溶蝕孔洞、微裂隙和微孔隙中,并與中高溫?zé)嵋旱V物針鎳礦、輝砷鎳礦、閃鋅礦、方鉛礦、磷灰石共生,對重新認(rèn)識多金屬磷塊巖中鈾富集過程具有重要意義。(5)湘黔地區(qū)分布的多金屬磷塊巖層位呈帶狀連續(xù)分布,厚度變化較大(2cm~5m),具有噴溢狀產(chǎn)出特征,受揚子陸塊陸源裂陷控制,本研究通過掃描電鏡面掃描研究,查明黔北多金屬磷塊巖中高溫礦物組合及鈾的存在形式,為揭示揚子陸塊東緣陸源裂陷環(huán)境下發(fā)生海底噴流和熱水沉積作用提供新的微觀證據(jù),并為開發(fā)利用該類型非常規(guī)鈾資源工藝、萃取技術(shù)提供理論依據(jù)。湘黔地區(qū)多金屬磷塊巖中鈾多金屬礦物共生組合、富集微觀機制的研究成果是對世界磷塊巖成礦理論的發(fā)展,是含鈾磷塊巖研究領(lǐng)域的創(chuàng)新性成果。在上述研究的基礎(chǔ)上將研究區(qū)多金屬磷塊巖的形成歸納為以下三階段:(1)同沉積期鮞粒磷塊巖形成階段:早寒武世早期湘西北張家界地區(qū)和黔北遵義松林地區(qū)分別位于滯留、還原條件下的陸緣裂陷和臺間坳陷帶中,隨底層洋流上升作用,攜帶大量營養(yǎng)物質(zhì),使表層水中繁衍著大量的藻類和浮游生物,生物生產(chǎn)力高,在重要地質(zhì)事件的作用下(全球缺氧事件)大量生物死亡下沉,形成同沉積鮞粒磷塊巖。(2)海底噴流海相磷塊巖溶蝕重結(jié)晶階段:間歇性古熱液噴口活動,沿深大斷裂發(fā)生海底火山噴流和侵入活動,深部熱源物質(zhì)上涌,與海水共同形成具一定溫度含多金屬元素的熱水溶液,進(jìn)行熱水循環(huán)和熱水活動,溶蝕同沉積期鮞粒磷塊巖,形成不規(guī)則狀磷灰石和重結(jié)晶磷灰石。(3)鈾多金屬共沉淀析出階段:受熱液影響有機質(zhì)中干酪根在發(fā)生熱解、解聚、裂解的中高溫?zé)嵋好撎甲饔眠^程中形成CH4、H2S還原性氣體和殘余碳。還原性氣體還原熱水溶液攜帶的U、Mo、Ni、Zn、Cu、Re、Tl等礦物質(zhì),導(dǎo)致鈾多金屬礦物在同沉積鮞粒磷塊巖經(jīng)海底噴流熱水作用發(fā)生部分溶蝕和重結(jié)晶作用而產(chǎn)生的溶蝕孔洞、微裂隙和微孔隙中共沉淀析出,形成多金屬磷塊巖。
【關(guān)鍵詞】：下寒武統(tǒng) 多金屬磷塊巖 地球化學(xué)特征 富集作用 湘黔地區(qū)
【學(xué)位授予單位】：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P618.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 前言10-24
• 1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.1.1 磷塊巖型鈾資源國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.1.2 湘黔地區(qū)海相磷塊巖國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.1.3 存在問題17
• 1.2 選題依據(jù)、目的及意義17-19
• 1.2.1 選題依據(jù)18
• 1.2.2 選題目的及意義18-19
• 1.3 研究思路及技術(shù)路線19-21
• 1.4 研究內(nèi)容與主要實物工作量21-22
• 1.4.1 研究內(nèi)容21
• 1.4.2 主要實物工作量21-22
• 1.5 主要研究成果與創(chuàng)新22-24
• 2 地質(zhì)概況24-37
• 2.1 區(qū)域地質(zhì)概況24-31
• 2.1.1 大地構(gòu)造背景24-28
• 2.1.2 區(qū)域地層28-31
• 2.2 研究區(qū)地質(zhì)概況31-37
• 2.2.1 巖相古地理34-35
• 2.2.2 地質(zhì)構(gòu)造35
• 2.2.3 巖漿巖35-37
• 3 海相磷塊巖地球化學(xué)特征37-76
• 3.1 實驗方法37-39
• 3.2 主量元素地球化學(xué)特征39-46
• 3.3 微量元素地球化學(xué)特征46-59
• 3.4 稀土元素地球化學(xué)特征59-73
• 3.5 Nd同位素73
• 3.6 碳、氧同位素73-76
• 4 多金屬磷塊巖礦物組成76-94
• 4.1 實驗方法76-77
• 4.2 多金屬磷塊巖礦物組成及共生關(guān)系77-94
• 4.2.1 晶質(zhì)鈾礦78-81
• 4.2.2 磷灰石81-84
• 4.2.3 鎳礦物84-86
• 4.2.4 輝鉬礦86-88
• 4.2.5 黃鐵礦88-90
• 4.2.6 閃鋅礦90-91
• 4.2.7 方鉛礦91-92
• 4.2.8 重晶石92-94
• 5 鈾多金屬賦存狀態(tài)及存在形式94-121
• 5.1 溶蝕孔洞中鈾多金屬礦物95-97
• 5.2 微裂隙中鈾多金屬礦物97-101
• 5.3 微孔隙中鈾多金屬礦物101-121
• 6 湘黔海相磷塊巖鈾多金屬富集作用及形成機理121-127
• 6.1 同沉積期鮞粒磷塊巖的形成階段122-124
• 6.2 海底噴流海相磷塊巖溶蝕重結(jié)晶階段124
• 6.3 鈾多金屬共沉淀析出階段124-127
• 7 結(jié)論127-129
• 參考文獻(xiàn)129-142
• 致謝142-144
• 附錄144-146
• 個人簡介146

【參考文獻(xiàn)】

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1 漆富成;李治興;王文全;楊志強;張巖;;湘西北海相磷塊巖中氣水溶液鈾多金屬成礦作用[J];礦床地質(zhì);2015年01期

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3 漆富成;李治興;張字龍;王文全;王文廣;楊志強;張巖;;湘西北海相含鈾磷塊巖中硒汞礦和晶質(zhì)鈾礦的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義[J];鈾礦地質(zhì);2014年03期

4 漆富成;張字龍;李治興;王文全;楊志強;張巖;馬鈺;;中國黑色巖系非常規(guī)鈾資源及其開發(fā)利用前景[J];世界核地質(zhì)科學(xué);2012年04期

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6 余中美;倪師軍;徐爭啟;;黔北磷塊巖型鈾礦床成因——以703礦床為例[J];中國西部科技;2012年05期

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8 漆富成;張字龍;李治興;王志明;何中波;王文全;;中國非常規(guī)鈾資源[J];鈾礦地質(zhì);2011年04期

9 高軍波;魏懷瑞;劉坤;譚代衛(wèi);楊瑞東;;貴州遵義-納雍一帶寒武系黑色巖系中鉬鎳礦層的沉積特征[J];地質(zhì)與資源;2011年03期

10 漆富成;張字龍;何中波;李治興;王文全;蘇香麗;張超;;揚子陸塊東南緣黑色巖系鈾多金屬成礦體系和成礦機制[J];鈾礦地質(zhì);2011年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 熊亞平;安徽石臺早寒武世黑色巖系沉積地球化學(xué)及含礦性[D];合肥工業(yè)大學(xué);2008年

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本文編號：543433