发布时间 : 星期五 文章秭归地区地球化学实习报告 - 图文更新完毕开始阅读
Co，及矿体周围元素：Cu、Pb、Zn。
但通过上图的聚类分析并结合异常图与地质图是可以排除一些元素对于成矿区元素组合的干扰的，下面为对元素组合的具体分析：
（1）发现与Au元素相关性最好的是Cu，通过Cu可对Au异常作出指示，Au与Cu的异常均绝大部分分布在闪长岩体中，且Au异常范围大于Cu异常，还有一个明显特征就是Au与Cu的异常均沿着NW断烈的走向排布，由此说明Au与Cu的异常很可能受此断裂的影响；
（2）W、Hg、La、Pb的异常区也基本分布在岩体内，由于矿石内元素的分布不均与Pb元素强的迁移能力，造成Pb元素与其它元素弱的相关性。W（后尾元素）、Hg、La（前缘元素）应该在异常评价中引起足够重视
（3）Ni、Ba、Mo、Ag、Sb异常分布特征很相似，它们的异常区大都分布在震旦、寒武地层之中且沿着这几个地层的走向线排布，这些地层与沉积有关而热液关系较小，这种现象说明它们的异常与沉积作用有关而与热液岩浆作用基本无关，在进行Au异常评价中是可以剔除这些元素的影响的。
5.1.4 综合异常评述
将成因性质上相似、在空间上含量分布规律一致的一组元素，对各个元素异常采用逻辑方法进行异常范围的空间叠加形成的异常，其异常名称可表述为某元素的某类的综合异常。
为了在对异常评价中能更好地解释地球化学异常特征及成矿问题，在综合异常图的基础上，我们在我们设定的综合异常区进行了多元素的异常剖析，作出了重点异常剖析图。
5.1.5 汞气异常剖面图
5.2 基础地质特征与研究意义
5.2.1 简单论述新元古代的“雪球事件”
新元古代曾发生过强烈的全球性冰川作用，这种记录在我们的实习区有广泛的记录，本文结合前人资料与我们自己的观察全面系统的来回顾一下新元古代晚期全球性冰川作用存在的证据、特点。
对于此次全球性的冰川事件1992年，Kirschvink (1992)首次用“雪球事件”进行了解释：有利于全球出现冰川的条件是大陆板块基本上都聚集在中、低纬度地区，这就使得亚热带地区的反射率极大的提高，云层不再重要，热带地区大陆面积的增加加速了硅酸盐的风化，大
气中CO。浓度降低导致地表温度的进一步下降。与此同时，中、高纬度形成的冰川使海面降低，使部分大陆架和内陆海露出海平面，陆地面积增加，这进一步增加了地球的反射率，冰盖反射的结果最终使气候不稳定，使全球全部冰冻。地球能够从“雪球地球”返回，主要原因是板块构造驱动的长期碳循环使大气温室气体含量不断增加。
新元古代冰期事件主要通过以下三个方法进行识别和判断: ( 1)沉积物的成分、结构和构造, ( 2 )冰期前后沉积地层的碳同位素组成, ( 3)冰期之后地表水的氧同位素组成。沉积物的成分、结构和构造是认识冰川活动的重要地质证据。冰川在流动时会产生巨大的压力, 对冰川底部和两侧起着“挖掘”和“拔蚀”的作用, 从而形成较大的冰川砾石、漂砾和岩块。同时, 冰川携带着这些岩石碎屑对其下和两侧的岩层起着削刮、锉磨、研磨等磨蚀作用, 结果形成了粉砂级、甚至黏土级的细粒物质, 称为“冰川粉”。并在冰川所处的山谷谷底和两侧谷壁以及冰川携带的岩石碎屑上遗留下磨蚀痕迹, 即冰川擦痕和刻槽。由于冰川常常几乎无分选地携带和搬运走巨大的冰川砾石、漂砾和极细的冰川粉, 所以在冰川的不同部位常形成没有分选或分选性很差、成层性差、杂乱分布、岩性复杂的冰期沉积物。
化学沉积地层的碳同位素漂移是识别冰期前后水体成分变化的重要地球化学代理指标。新元古代冰期前后碳酸盐岩地层的碳同位素组成具有一定的变化规律, 尤其是研究程度较高的M arinoan冰期, 这种规律性更加明显: 冰期前碳同位素组成普遍为正值; 冰期发生前夕, 直到冰期结束后发生很大的负漂移, 并且有明显碳同位素负漂移的碳酸盐岩直接覆盖在冰成杂砾岩之上。Marinoan 冰期沉积之后, 其上直接覆盖了一层D13 C 很低的碳酸盐岩, 称之为帽碳酸盐岩(cap carbonate)。全球范围内几乎所有的新元古代冰期均与沉积岩中碳同位素负异常存在某种联系。然而, 并不是所有碳同位素负异常都与冰期相关联。许多学者已从沉积构造、元素组成和稳定同位素等方面对冰期之上负δ13 C 值的碳酸盐岩进行了大量研究, 并提出了不同的模型解释这种现象。
岩石氧同位素负异常往往与古寒冷气候或大陆冰川融水有关, 可能是古大陆冰川活动的新兴地球化学代理指标。众所周知, 大陆冰川水的D18O值与气候条件有关。当海水从海洋中蒸发形成淡水时, 含有16O原子的水分子较轻、振荡也较快, 因此更倾向于进入陆地上的云和雾中, 这样余下的海水相对富集18O, 而云和雾形成的陆地淡水相对富集16O, 并且陆地淡水的D18O 值随纬度或高度升高而逐渐降低( H oe fs,2009)。另一方面, 当液态水直接凝结成固态冰时, 18O 会优先进入固体的冰分子中(H oe fs, 2009), 这造成海洋冰川常比余下的海水相对富集18O。然而, 由于海水蒸发成淡水过程中, 氧同位素分馏要比气态或液态水凝结成固体冰雪过程中的氧同位素分馏大得多, 因此, 极端寒冷条件下, 海水的冰川化作用造成的大洋冰川与海水之间的氧同位素分馏很小, 大洋冰川的D18O值不会明显偏离海水的D18O 值。但是, 由海水蒸发作用形成的陆地淡水无论是否冰川化都会表现出负的D18O值。陆地上的大气降水为淡水, 其D18O 值不仅随纬度或高度升高而降低, 而且由赤道向两极逐渐降低。在极端寒冷的极地地区, 大气降水为的D18O 值可低达- 55j。因此, 陆地淡水异常低的D18O 值是大气降水或局部陆地冰雪融水的结果。地表岩石中如果出异常低D18O值的矿物, 则记录了曾经存在寒冷气候下的大气降水或大陆冰雪融水。
在上述的识别原则下我们对曾经发生在秭归地区“雪球事件”进行证据搜集，本地区存在这种证据记录的主要分布在新远古带的三个沉积地层之中，分别为莲沱组、南沱组、陡山沱组，下面就分别对这三套地层的证据作出解释。 （1）莲沱组
莲沱组上覆与黄陵杂岩体之上，呈角度不整合，称之为“晋宁运动”，及全球性的格林威尔运动，发生了Rodinia超大陆裂解。
莲沱组这套紫红色砂岩通常被认为是温暖、干旱气候条件下的陆相一滨海相沉积物岩性以紫红色的
一般认为细屑岩, 如粉砂质页岩等在弱水动力条件下经过较长时间搬运和分选的沉积物可以近似地代表物源区的岩石矿物组成。 所以我们选择莲沱组中上部粉砂质页岩作为研究对象。通过对细屑岩的值分析能够了解源区岩石的化学风化或化学蚀变程度, 推测那一时期古气候及气候变化。
莲沱组中上部样品的CIA值基本介于60-70之间, 平均值为63.4。从中部到上部, CIA值逐渐减小, 由70附近逐渐减小到60左右。从CIA值来看, 莲沱砂岩可能相当一部分是在寒冷干燥的气候条件下形成的；从中部到顶部CIA值不断降低, 化学蚀变程度不断地下降,
气候可能变得愈加寒冷干燥。因此, CIA值分析否定了前人认为那套紫红色的莲沱砂岩完全是在干热气候下形成的,从化学风化角度推测莲沱组中上部的砂岩是气候转冷, 并且变得愈加寒冷干燥的气候环境中形成。
莲沱砂岩不断降低的值趋势表明扬子地台正在不断地变冷,预示着南华大冰期的即将到来。从全球来看,这可能正是全球变冷的序幕,地球正向着“雪球地球” 假说预示的方向发展。
通过对凝灰岩层中锆石的年龄为654.5±3.8Ma ,限定了Marinoan冰期的最大年龄。 （2）南沱组
华南地区南沱组是Marinoan冰期最完整的记录，沉积物排列杂乱, 无定向分选,大小混杂、形态多样。磨圆极差, 多数未经磨圆; 而且富黏土杂基, 多为杂基支撑。砾石常见磨光面、“丁”字痕、压坑。尤其以略具定向的“丁”字形擦痕为最典型。发育有泥包砾结构, 即在砾石外有一层泥质或泥灰质薄膜, 厚度从小于1mm到数毫米, 脱开薄壳,砾石表面仍有擦痕(张启锐等, 1993)。沉积物中的细粒部分在压缩流动过程中发生脆性变形。沉积物中长石含量较高, 为20%~ 50%, 而且表面干净、新鲜棱角状,未受风化、蚀变、磨蚀, 这也是冰川发育区因气候寒冷、干旱,少化学风化和磨蚀, 并快速堆积埋藏的结果。石英砂中的石英颗粒呈棱角状,表面在扫描电镜下可看见贝壳状断口, 有一组近平行的磨蚀痕, 有“V” 形撞痕。 （3）陡山沱组
陡山沱组又称“盖帽碳酸盐”，沉积于新元古代冰碛岩之上,主要由微晶方解石和白云石等组成的相对均质的薄层状碳酸盐岩地层,直接覆盖在全球性冰川沉积物之上，是快速沉积的产物,表明了气候的突变，也就意味着冰期的结束，通过对三峡地区陡山沱组底部上方2m凝灰岩中锆石的U??Pb年龄是628.3±5.8Ma (尹崇玉等, 2005),九曲脑剖面陡山沱组底部帽碳酸盐岩之上2.5m处火山灰夹层中锆石的U??Pb年龄为621±7Ma ( Zhanget al. , 2005)。这些结果限定了中国华南地区南沱冰期的结束年龄。
Kennedy等认为盖帽碳酸盐岩与永久冻土层中天然气水合物分解甲烷的渗流有关。天然气水合物是由天然气(主要是甲烷)和水组成的一种类似冰状的固体物质,主要赋存于大陆边缘海底和极地永久冻土带,温度和压力的变化可导致天然气水合物的分解,释放出甲烷气,即形成甲烷渗漏。渗漏甲烷通过(细菌)氧化作用转变为二氧化碳,海水硫酸盐还原为硫化氢,与孔隙水中的钙、镁、铁离子结合,形成方解石、文石、白云石、黄铁矿等组成的冷泉碳酸盐岩沉淀。冷泉碳酸盐岩常发育一些特殊的组构,如溶蚀、平底晶洞、凝块等。由于冷泉碳酸盐岩的碳来源于水合物中的碳同位素极负的生物成因甲烷(δ13C甲烷:- 32‰～- 84‰),通常具有特别负的δ13C碳酸盐岩值( - 15‰～- 61‰)。
三峡“盖帽”白云岩三峡地区震旦系“盖帽”白云岩具有强烈负偏的碳稳定同位素数值。其成因与甲烷碳源有关。白云岩层内部发现了大量的重晶石自生矿物, 其硫同位素与现代海底天然气水合物背景下自生重晶石矿物的硫同位素值具有可对比性。野外观察发现白云岩层内部发育管状、穹隆状等类似海底冷泉喷出的构造。这些事实可基本上确定三峡地区震旦系陡山沱组底部的“盖帽”白云岩的形成与末元古代的天然气水合物背景有关, 这一结论与Kennedy等和Jiang等的观点一致, 进一步从自生矿物相上支持了“盖帽”白云岩的成因与水合物背景有关的观点, 是“雪球” 事件之后天然气水合物释放背景下的沉积物响应。
盖帽碳酸盐岩的成因与“雪球地球”的终结机制,及与Rodinia超大陆的裂解,以及之后地球上出现多细胞的后生动物,继而进入寒武纪“生物大爆发”等重大变化密切相关。因此,应该把地质历史上一系列的相关事件作为一个系统来研究,而对新元古代晚期盖帽碳酸盐岩成因的探讨,必将起到承前启后的作用。