贵州遵义下寒武统黑色岩系型Ni_Mo矿床Rb_Sr同位素测年与示踪研究
遵义下寒武统富硒黑色岩系地球化学:成因和硒富集机理(附表3)

遵义下寒武统富硒黑色岩系地球化学:成因和硒富集机理(附
表3)的报告,800字
遵义下寒武统富硒黑色岩系是中国最大的晚寒武纪黑色岩系,其地球化学研究表明它存在显著的硒富集。
对于遵义下寒武统富硒黑色岩系的硒富集机理,主要来源于从流体系统中的过程及其预先选定的物质变化,即交代型硒富集机制。
从地球化学角度来讲,硒的变化可分为硫氧化还原(SO-Ox)和硫化物矿化作用(SCF)两部分,前者包括硒富集、硒贫缺以及硒损耗,后者包括硒富集和硒贫缺两个相对而言有利变化。
硒富集这一成因正是遵义下寒武统富硒黑色岩系成因的根本因素之一。
在沉积环境下,海水改变会造成硒的富集。
大量的沉积物将带来大量的硒,同时碱性物质的加入也能够改变该环境对硒的吸附性,从而导致硒富集。
除此之外,变质作用也可能在一定程度上促进硒富集。
在变质体内形成的具有高硒含量的新矿物可以大量沉积,从而使得整个岩系有着显著的硒富集现象。
总之,遵义下寒武统富硒黑色岩系是由多种影响因素所引起并被综合促进的结果。
其中包括了从流体系统中的过程及其预先选定的物质变化,以及沉积环境下的海水改变,碱性物质的加入和变质作用,因此,遵义下寒武统富硒黑色岩系的地球化学特征及其硒富集表明了它受多种影响因素的总体作用。
湘黔下寒武统黑色岩系有机成矿地球化学研究

J I ANG Yo n g — h o n g ’ 。
( 1 . Th e De v e l o pme n t a n d Re s e a r c h Ce n t e r o f t h e Ch i n a Ge o l o gi c a l S u r v e y,Be i j i n g 1 0 0 0 3 7 ,Ch i n a 2 .St a t e Ke y La b o r a t o r y o f Ge o l o gi c a l Pr o c e s s e s a n d Mi n e r a l Re s o u r c e s , C h i n a Un i v e r s i t y o f Ge o s c i e n c e s ,Be i j i n g 1 0 0 0 8 3,C hi n a )
Ab s t r a c t : By v i r t ue o f t he or g a ni c mi ne r a l i z a t i on ge o c he mi s t r y r e s e a r c h,t h i s a r t i c l e v a l i da t e s t ha t
江 永 宏
( 1 .中国地质调 查局 发展研 究 中心情报 室,北 京 1 0 0 0 3 7 ;2 .中国地 质大 学
地 质 过 程 与 矿 产 资 源 国 家 重 点 实 验 室 ,北 京 1 0 0 0 8 3 )
摘 要 :通 过 黑 色 岩 系有 机 成 矿 地 球 化 学 研 究 ,证 实 湘 、黔 两 地 镍 钼 矿 床 都 经 历 了 后 生 期 的 构 造 热 变 质 事 件 ,
me t a mo r p hi s m e v e nt s . Ac c o r d i ng t o t h e g e o — hi s t o r y i n Zu ny i o f Gui z h ou pr o v i n c e,o i l ha s b e e n p r o du c e d i n t hi s r e gi o n,t hu s we c a n a c kn o wl e dg e t ha t t h e t h e r ma l ma t ur a t i o n pr o c e s s o f t he o r g a ni c ma t t e r wa s a c c o mpa n i e d by t he pr o c e s s e s o f p yr o l ys i s ,f l u i d mi gr a t i o n,hy d r o c a r bo n pr o — d uc t i o n,ga s f o r ma t i on, e x ha us t i ng, a nd o i l f o r ma t i o n. The c o nt e nt s of p r i s t i ne ( Pr )a nd t he
贵州地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩地质特征及其油气资源意义

面黑色页岩中有机质丰度总体较高 ,O T C质量分数 均大于 10 , . % 最高达 5 3 %. 国的页岩气盆地 .8 美
中, 阿巴拉契亚盆地 、 密执安盆地泥盆系页岩地层的 T C质 量 分 数 分 别 为 0 0 一4 7 0 3 一 O .% . %、 . % 2. 4% [ ] 1 4 我国辽河东 部凹陷古近系东营组 页岩的 T C质量分 数为 0 3% 一 . 9 1 湘西龙 山响 O .0 9 8 %_ ,
表 1 遵义松 林剖面牛蹄塘组黑色页岩 T OC含量和有机碳同位素组成 ( 据陈兰等 部分 数据 )
Ta . Th o t n fTOC n he c m p s to f o g n c c r o s t e o h l c h l b1 e c n e to a d t o o i n o r a i a b n io op ft e b a k s a e i
果 , 陈波 和 兰凯 认 为 上扬 子 地 区 下 寒武 统 泥 页 如 岩 厚度 稳定 , 布 面积 大 , 机质 丰度 和烃 源岩 演化 分 有
等国也开始了页岩气的研究 和勘探开发.
收 稿 日期 : 0 00 -2 2 1-52
基金项 目:国家 自然科 学基金 ( 号 : 0 7 0 94 82 9 ) 编 4 72 6 ,0 7 02 资助 作者简介 : 何金先 (93 )男 , 18 一 , 博士研究生 , 主要从事石油地质学与油气地球化学方面的研究 . - al e0 3i@13cm Em i: 20 j h n 6 .o
一 3 — 9
3 1 1 总有机碳 ( O ) 由表 1 .. T C 可知 , 遵义松林剖
气 的源 岩具 有非 常 大 的潜 力 .
贵州遵义下寒武统黑色页岩镍、钼多金属矿床的形态硫特征及成矿模式

距随岩性厚度变化而有所不同 , 见图 2中取样柱状剖面图。矿石为灰黑色 , 金属硫化物呈纹
层状分布 , 含碳高 , 污手 , 主要 的矿石矿物是黄铁矿及镍与钼的硫化物。
① 收稿 日期 :o 8 -9 2 0 l 0
基 金 项 目 : 家 自然 科 学基 金 项 目( o4 6 8 4 ) 助 。 国 N .0 3 0 2 资
Fg1 G o g a se hm po unj w nN — osld r lyrZ n iG i o rv c i. el i l k t a f agi a i u eoe ae,u y, u huPoi e oc c H a M i f z n ( df db u a i t ,0 3 Moie yL oT i 2 0 ) i ye a l
维普资讯
第2 卷 9
第 2期
周洁等 : 贵州遵义下寒武统黑色页岩镍 、 钼多金属矿床的形态硫特征及成矿模式
8 9
mn 冷却后称量。根据 BS i, aO 的质量计 算出泥炭 中硫酸盐硫 (s 的含量。将盐酸浸取过 s)
的样 品 中加入 5 L硝 酸 , 于 电热板 中微 沸 3 i , 0m 置 0mn后 用慢 速 定性 滤纸 过滤 于 20mL容 0 量瓶 , 将容 量 瓶 的滤 液加水 至刻 度 , 再从 容 量瓶 中提 取 5m L溶 液 于 5 0mL比色 管 中 , 2 加 m L硝酸 , 用水 稀 释 到刻 度 , 匀 。放 人 原子 吸收 分 光光 度计 ( A 摇 T S一9 6 中测 定铁 的浓 度 , 8)
断层 ;6镍钼矿化带 ;7采样点 1一 1一
3 各 形态硫 含量测试 方法
采 用 国标 煤 中硫 含量 测定 的方 法 , 称取 2 0目的粉 末样 l , 0 g 溶于 5 L盐 酸 ( o L , 0m 5m l ) /
贵州下寒武统黑色岩系多金属矿层成矿物质来源的铅同位素示踪

贵州下寒武统黑色岩系多金属矿层成矿物质来源的铅同位素示踪贵州下寒武统黑色岩系多金属矿层是贵州省重要的矿床类型之一,其中包括铜、铅、锌、银等多种金属矿物。
为了研究这些矿床成矿物质来源,铅同位素示踪技术被广泛应用。
本文将对该技术在贵州下寒武统黑色岩系多金属矿层中的应用进行详细阐述。
铅同位素是自然界中最丰富的同位素之一,其中稳定同位素有204Pb、206Pb、207Pb和208Pb。
众所周知,铅同位素的比例与不同矿源的化学和地质特征有一定的关系。
由于地球各地区的岩石成因及环境条件不同,铅同位素的比例也会不同,这为研究地球物质的成因、运移和演化提供了重要的信息。
贵州下寒武统黑色岩系多金属矿层包括黄金山、葛长山、桃花山、胜金山等矿床。
这些矿床所处的地质环境复杂,其成矿物质来源一直是研究者关注的焦点。
铅同位素示踪技术可以用于确定矿床成矿物质的来源及运移路径。
首先,通过矿床中铅同位素的比值,可以确定成矿物质的来源。
例如,黄金山矿床中铅同位素以206Pb/204Pb比值为例,其比值在17.68-17.83之间,说明该矿床的成矿物质来自大陆地壳,与古老基底岩石成分相近。
而葛长山矿床中铅同位素比值为18.63-19.13,表明其成矿物质来自于地壳深部的源区,与古老基底岩石成分差异较大。
其次,通过铅同位素的时空变化可以确定成矿物质的运移路径。
例如,在胜金山矿床中,铅同位素比值变化规律明显,206Pb/204Pb从16.44到16.59,207Pb/204Pb从15.47到15.60,这表明矿床成矿物质可能来自于局部地壳的熔融过程。
而黄金山矿床中铅同位素比值变化较小,206Pb/204Pb从17.68到17.83,207Pb/204Pb从15.52到15.62,这表明该矿床成矿物质来自周边区域的元素固体溶解。
综合以上分析,贵州下寒武统黑色岩系多金属矿层的成矿物质来源较为复杂,包括大陆地壳、地壳深部、局部地壳的熔融过程等。
华南下寒武统牛蹄塘组黑色页岩及其赋存的多金属镍钼矿钼同位素特

矿床地质华南下寒武统牛蹄塘组黑色页岩及其赋存的多金属镍钼矿钼同位素特征对古海洋演化的意义徐林刚(中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037)1 概述钼同位素是一种非传统重稳定同位素,钼在自然界中有7种稳定同位素,其相对自然丰度在10%到25%之间。
钼同位素的分馏对氧化还原环境的变化具有敏感性,是反演古海洋沉积环境及水圈/大气圈环境演化的有效手段。
钼在现代海水中的含量约为10.5 μg/L,以可溶性钼酸盐(MoO42-)的形式存在,主要是经过风化作用通过河流搬运到海水中的。
不同氧化还原环境下沉积成岩过程会产生钼同位素分馏,这也是应用钼同位素再造古沉积环境的理论基础(Siebert et al., 2003)。
现代海水中钼具有非常一致的同位素值(2.3 ±0.2)‰。
氧化环境下,铁锰氧化物的吸附作用导致钼产生最强烈的同位素分馏,达到3.0‰(Barling et al., 2001)。
而在静水还原条件下([H2S]aq > 11 μM)钼被大量的从海水中迁移到沉积物中,在这个过程中并不会产生明显的钼同位素分流现象。
因此,静水还原沉积物的钼同位素可以反映同时期海水的钼同位素组成。
在次氧化环境中([H2S]aq < 11 μM),钼同位素值变化很大,介于-0.5‰到1.6‰之间。
这种宽的钼同位素分馏特征可能与铁锰氧化物的吸附作用以及成岩过程中的次氧化/还原环境下从MoO42-转换为MoS42-的平衡有关。
华南地区下寒武统牛蹄塘组(及其对等层位)黑色页岩分布广泛,不整合上覆于晚元古代灯影组白云岩之上,沿扬子地台南缘出露长达1600 km。
牛蹄塘组黑色页岩与典型黑色页岩一样,富含大量的氧化-还原敏感元素,比如Mo,Ni,Cr,V,PGE,Au和U等。
独具特色的是,在牛蹄塘组黑色页岩的底部(< 10 m),赋存着一层富含有机质、磷以及硫化物的多金属镍钼矿矿层。
该矿层厚度虽然只有3 ~ 5 cm,但其w(Ni+Mo)达14%,另外PGE+Au的含量也达1 g/t。
贵州遵义松林下寒武统烃源岩中一种可疑的管状化石研究
Ab ta t sr c :A n w yp o slcc t e t e f iii ube os i i d s o r d f o t o e r o N i tt n r a i f sl s i c ve e r m he l w r pa t f u ia g Fo m ton
2南京大学 , 京 . 南 209) i0 3
245 ; 111
摘 要 : 过 扫 描 电镜 , 现 贵 州 松 林 地 区 下 寒 武 统 牛 蹄 塘 组 硅 质 岩 中存 在 一 种 微 型 的 硅 化 管 状 生 物 化 石 。该 化 石 残 片 以 管 壁 多 通 发
孔 为特 征 , 体 直 径 仅 有 4 0r 左 右 。该 化 石 在 某 种 程 度 上 反 映 了海 绵 动 物 的一 些 特 征 , 一 种 新 的 物 种 类 型 。 烃 源岩 的 发 育 管 7 i m 是
( . ur Ree rh I siueo toe m oo y,S N OPEC,W u i 1 W ai sa c n ttt f Per lu Ge lg I x ,Jin s 1 1 1 a g u2 4 5 ,Ch n ia; 2 N a j n n v riy,Na jn . n ig U ie st n ig,Jin s 1 0 3 h n a g u 2iia ie ha i O C. T h ii a ie i ho ghtt p s ti e p- s l n ion e t x a n w heslc lt s a h gh T e slc l st u t o de o i n d e - he fe v r m n
a tvii s Th ub f lt e f s is m a nd c a y lf c i iis i n i n t r,whih i l u o c i te . e do t u ub o sl y i i tm n ie a tv te n a c e twa e c s hepf lt
贵州遵义早寒武黑色岩系底部Se的超常富集
贵州遵义早寒武黑色岩系底部Se 的超常富集罗泰义1 ,宁兴贤2 ,罗远良2 ,李晓彪1 ,3 ,凌荣祥1 ,3 ,姚林波1(1 .中国科学院地球化学研究所, 贵州贵阳550002 ;2 .重庆地勘局205 地质队,重庆永川402360 ;摘要:对遵义松林下寒武统牛蹄塘组黑色岩系部分样品的对比分析表明,应用不同光度法测定的硒和应用IC P2 MS 分析的硒之间存在良好的相关性,表明应用IC P2MS 可以快速批量分析黑色岩系样品中的硒,提出用于推导硒含量的经验公式。
利用该经验公式对遵义松林牛蹄塘组黑色岩系底部钾质斑脱岩段和中部镍钼金属层段的硒进行了计算,表明在这两个岩性段存在硒的超常富集,局部都达到了工业品位。
钾质斑脱岩中硒与铜具有良好的相关性,表明硒可能存在于含铜硫化物中; 在镍钼层中硒与镍、铜具有较好的相关性,表明硒主要存在于镍和铜的硫化物中。
根据硒的亲硫性,进一步揭示了遵义钾质斑脱岩的原始岩浆可能为含黝方石和( 或) 钙霞石的粗安岩、粗面岩、响岩; 在镍钼富集层中铜镍、铜硒及镍硒之间都具有良好的相关性,表明镍、铜、硒富集的原始物源与超基性岩浆铜镍硫化物的分离富集有关;根据钾质斑脱岩层与多金属富集层的空间相关性及微量元素组合特征,认为在遵义松林地区早寒武世时期深部存在碱性2超基性岩浆活动。
关键词: S e 的超常富集;碱性2超基性岩浆活动;早寒武世;遵义中图分类号: P534. 41 ; P536 文献标识码:A作者简介:罗泰义,男,1968 年生,博士,副研究员,主要从事矿床地球化学、氮同位素和矿物学研究.硒是植物、动物和人类必需的微量元素,被联合国卫生组织确定为人体必需的营养元素之一,缺硒或贫硒可引起克山病及大骨节病等多种疾究还有待深入。
作者最近对在遵义牛蹄塘组镍钼金属层之下发现了一套钾质斑脱岩层位14 ,通过系统的分析发现该层位是镍钼金属层之外的又一套硒的超常富集层位。
病 1 24。
在华南,从晚震旦世到新生代发育的大量黑色岩系地层中都存在不同程度的硒的富集,其中晚震旦世的陡山沱组、早寒武世的牛蹄塘组(荷塘组、巴山组、鲁家坪组等) 及二叠系茅口组等黑色岩系是最重要的富硒地层 5 ,在对这些黑色岩系中的石煤的开发利用中引起的硒中毒比较突出,如陕西安康、湖北恩施等地富硒石煤的利用, 都曾发生过人、畜硒中毒事件 6 。
贵州地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩地质特征及其油气资源意义
贵州地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩地质特征及其油气资源意义何金先;段毅;张晓丽;吴保祥【摘要】贵州地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩发育广泛,并受该区早寒武世岩相古地理类型的控制,主要发育在中、东部地区的页岩盆地相地区中,少部分发育在页岩盆地相和碎屑岩台地相的过渡相中,极少发育在西部的碎屑岩台地相中.研究区牛蹄塘组黑色页岩沉积环境为缺氧还原性沉积环境,有机质母源主要为水生低等菌藻类生物,并混有少部分陆源高等植物.研究区牛蹄塘组黑色页岩具有有机质丰度高、母质类型好、有机质转化为烃类能力强的特征,显示出较大的生烃潜力和油气资源意义.但其高演化阶段作为成油的烃源岩意义不明显,作为成页岩气的源岩则前景乐观.【期刊名称】《西安石油大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(026)003【总页数】6页(P37-42)【关键词】下寒武统;牛蹄塘组;黑色页岩;地质特征;油气资源;生烃潜力;贵州省【作者】何金先;段毅;张晓丽;吴保祥【作者单位】中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心,甘肃兰州730000;中国科学院油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000;中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心,甘肃兰州730000;中国科学院油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000;中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心,甘肃兰州730000;中国科学院油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000;中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心,甘肃兰州730000;中国科学院油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000【正文语种】中文【中图分类】TE1211 概述在震旦纪南沱冰期以后,随着冰川消融,海平面相对上升,扬子海侵扩大,形成了广泛分布于我国南方的上震旦统和下寒武统黑色岩系[1].“黑色岩系”是一套以富含有机质为特征的细粒沉积岩的总称,其岩类包括各种暗色(灰色—黑色)页岩、硅质岩、粉砂岩和少量碳酸盐岩层[2].本文所研究的下寒武统牛蹄塘组黑色页岩便是上述黑色岩系中的一种.贵州地区在早寒武世从岩相古地理上可以划分为3种类型(图1),以贵州省东北至西南为分界线,东南部为江南页岩盆地相,西北部为扬子碎屑岩台地相,分界线附近则为页岩盆地相—碎屑岩台地相的过渡相.目前页岩气勘探开发技术比较成熟的国家主要是美国和加拿大,澳大利亚、德国、法国、瑞典、波兰等国也开始了页岩气的研究和勘探开发.图1 中国南方早寒武世岩相古地理图(据冯增昭等[3])Fig.1 The lithofacies palaeogeography map of Early Cambrian in south China(according to literature[3])我国对黑色页岩及页岩气的系统研究起步较晚,对牛蹄塘组及其相当层位(如筇竹寺组、九龙洞组等)黑色页岩油气资源的研究已经有一定的成果,如陈波和兰凯[4]认为上扬子地区下寒武统泥页岩厚度稳定,分布面积大,有机质丰度和烃源岩演化程度高,页岩气勘探潜力大.程克明等[5]认为上扬子区下寒武统筇竹寺组下部黑色页岩及碳质页岩具备形成页岩气藏的地质-地球化学条件.目前国外成为烃源岩的页岩时代均比下寒武统晚,相关学者一般认为四川盆地威远气田中九老洞组(相当于牛蹄塘组)泥页岩是储集在灯影组的天然气主要气源[6-7].而对牛蹄塘组黑色泥页岩的勘探刚刚起步,需要开展大量更深入的研究及开发试验,以获得一些关键数据来判断其资源潜力.2 牛蹄塘组黑色页岩地质特征2.1 黑色页岩分布地区及结构构造特征贵州地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩发育广泛,且受该地区早寒武世岩相古地理类型的控制,主要发育在中、东部地区的页岩盆地相地区中,少部分发育在页岩盆地相—碎屑岩台地相的过渡相中.至今少见有关西部碎屑岩台地相中发育黑色页岩的详细报道,而遵义地区的松林、天鹅山、金鼎山、中南村、小竹村、余庆菜园,铜仁地区的坝黄、桃映、寨英,黔东南州的天柱、麻江羊跳,贵阳地区的清镇、开阳,黔南州的福泉、瓮安,毕节地区的纳雍、织金等地,均有相关研究的报道.其中遵义的天鹅山、金鼎山、中南村、松林剖面,由于剖面发育完整,交通方便,便于实地观察研究采集样品,因此研究程度较高,关注的学者也较多.遵义松林剖面中,黑色页岩与灰色-黑色泥岩的分布连续,但厚度变化大,含有丰富的化石,沉积构造有平行层理、水平层理.黑色页岩中有一层呈薄层状产出总体分布连续、稳定的镍钼矿层.在黑色页岩的特定层位有磷结核分布.镍钼矿层常与黄铁矿伴生,黄铁矿的分布多呈层状和透镜状,厚度一般在0.3~3.0 mm之间,局部见侵染状[8].黔东北黑色页岩的水平纹理发育,细碎屑少,含分散状和纹层状草霉粒黄铁矿,生物以三叶虫、介形虫为代表[9].2.2 黑色页岩矿物组成特征袁宏等[9]研究了黔北地区下寒武统黑色页岩,发现该区黑色页岩主要成分为黏土矿物,其类型主要是伊利石;碎屑矿物主要为石英,多为粉砂级,呈次棱角—棱角状,分选较好.黑色页岩为显微晶质结构,黏土矿物长轴定向-半定向展布,呈不均匀分布,岩石常显微细纹层理.易发成等[10]对遵义金鼎山剖面的黑色页岩矿物成分进行了研究,认为黑色页岩的主要矿物为石英、伊利石,并含少量黄铁矿.黄铁矿反映了黑色页岩沉积环境为缺氧还原环境.目前没有关于贵州地区下寒武统黑色页岩矿物组成的具体数值的报道,但是与研究区下寒武系黑色页岩可类比的湘西北的震旦—寒武系黑色页岩中矿物质量分数分别为:石英31%~58%,黏土矿物22%~49%,钾长石2% ~40%,黄铁矿等硫化物4%~8%和有机质l%~11%.黑色页岩的矿物粒径多为1 μm左右或更小,其中黏土矿物的粒径则多小于0.1 μm[11].2.3 黑色页岩碳同位素特征有机碳同位素δ13C值的变化与沉积环境的温度、水的深度和氧化还原条件等多种因素有关.δ13C值逐渐减小,代表温度在逐渐增高,海水深度在逐渐增大,水体缺氧程度逐渐增高,海平面表现为逐渐上升,而δ13C值逐渐增大,情况则相反.因此δ13C值的大小能反映沉积环境的温度、水体深度以及缺氧程度.由表1可见遵义松林剖面牛蹄塘组黑色页岩中δ13C值非常低,最低可达-34.41‰,负偏移量较大,反映了该区早寒武世早期牛蹄塘组黑色页岩沉积形成时的沉积环境温度较为暖和,冰川大规模消融,海水深度增加,出现缺氧环境,为有机质的保存提供了非常好的条件,因此牛蹄塘组中有机质含量总体非常高.3 黑色页岩油气资源3.1 有机质丰度有机质丰度是指单位质量岩石中有机质的质量,源岩中有机质分布一般具有非均质性[13],衡量有机质丰度的指标一般采用总有机碳(TOC)和氯仿沥青“A”的质量分数.表1 遵义松林剖面牛蹄塘组黑色页岩TOC含量和有机碳同位素组成(据陈兰等[12]部分数据)Tab.1 The content of TOC and the composition of organic carbon isotope of the black shale in Niutitang Formation on Songlinprofile(partly according to literature[13])h23 h20 h19 h16 h13 h12 h11h10 h09 h08 h06 w(TOC)/% 2.16 1.73 3.89 3.33 5.04 5.38 7.91 1.31 4.14 3样品号.42 4.97 δ13C/‰ -30.87 -31.46 -31.56 -31.38 -33.77 -34.41 -34.37 -33.9 -33.87 -33.13 -32.673.1.1 总有机碳(TOC) 由表1可知,遵义松林剖面黑色页岩中有机质丰度总体较高,TOC质量分数均大于1.0%,最高达5.38%.美国的页岩气盆地中,阿巴拉契亚盆地、密执安盆地泥盆系页岩地层的TOC质量分数分别为 0.0% ~4.7%、0.3% ~2.4%[14],我国辽河东部凹陷古近系东营组页岩的TOC质量分数为0.30% ~9.89%[15],湘西龙山响水洞下寒武统牛蹄塘组碳质泥页岩TOC质量分数为0.4%~1.05%[16].依据表2的划分方案,表1中黑色页岩样品均属于好生油岩.1975年在黔西北地区开钻方深1井,该井牛蹄塘组页岩TOC质量分数为3.00% ~8.02%,钻至牛蹄塘组 1 723.4~1 726.7 m井段的黑色页岩时发现气测异常,泥浆槽面出现大量雨状气泡,燃之呈蓝色火焰,甲烷体积分数38%,电测解释为气层[5].可以看出贵州地区牛蹄塘组黑色页岩有机质丰度总体很高,作为页岩气的源岩具有非常大的潜力.表2 泥质岩类有机质丰度评价标准(据岳来群等[17])Tab.2 The evaluation standard of organic matter abundance of pelites(according to literature [17])级别非生油岩差生油岩中等生油岩好生油岩w(TOC) /% <0.4 0.4~0.6 0.6~1.0 >1.0 w(氯仿沥青“A”) /10-6 <100 100~500 500~1 000 >1 000 w(总烃) /10-6 <100 100~200 200~500 >500生烃潜力/(mg·g-1)<1 1~2 2~6 >63.1.2 氯仿沥青“A” 由表3可以看出,遵义金鼎山剖面牛蹄塘组黑色岩系,总烃(饱和烃+芳烃)质量分数>非烃+沥青质的质量分数,也反映了有机质丰度高.在易发成等[9]所测样品中,只有钼矿层黑色页岩氯仿沥青“A”质量分数达0.147 8%,根据表2划分标准,属于好生油岩,其余样品氯仿沥青“A”质量分数较低(<0.1%).氯仿沥青“A”中族组成质量分数均有饱和烃>非烃>芳烃的特点,这种高饱和烃、高非烃和低芳烃的族组分分布特征被认为是以富含类脂化合物和蛋白质为特点的低等水生生物来源的腐泥型有机质的特点[18].表3 贵州金鼎山下寒武统黑色岩系氯仿沥青“A”及族组成(据易发成等[10])Tab.3 The content and group composition of chloroform bitumen"A"of the black rocks of Lower Cambrian in Jingding Mountain,Guizhou Province(according to literature[10]) %测试者:四川石油管理局地质勘探开发研究院地质实验室王菊生;括号内数字为该组分占族组成总量的质量分数.样品 w(TOC) w(氯仿沥青“A”) w(总烃)族组成w(饱和烃) w(芳香烃) w(非烃) w(沥青质)黑色页岩 5.29 0.018 3 65.03 55.19(56.426) 9.84(10.060)27.32(27.932) 5.46(5.582)含钼矿层 9.29 0.147 8 32.40 27.87(44.937)4.53(7.304) 11.85(19.107) 17.77(28.652)含镍矿层 0.90 0.008 4 55.4943.23(47.521) 12.26(13.477) 27.74(30.494) 7.74(8.508)含磷块岩层 2.44 0.012 7 49.58 34.58(35.314) 15.00(15.319) 30.42(31.066) 17.92(18.301)金鼎山剖面黑色岩系总烃质量分数在32.40%~65.03%之间,即(3 240~650 300)×10-6,远远高于表2划分好生油岩的总烃下限标准,因此均属好生油岩.总烃/有机碳的值为有机质转化成烃类的烃转化率,比值越高,转化率越高,越是好的生油岩.金鼎山下寒武统黑色岩系样品中,总烃/有机碳的值很高,在3.488~61.66之间,反映了这些黑色岩系样品均属于好生油岩.综合分析贵州地区牛蹄塘组黑色页岩的总有机碳(TOC)和氯仿沥青“A”的质量分数,可以看出牛蹄塘组黑色页岩具有很高的有机质丰度,大部分层位属于好生油岩,少部分层位属于差—中等生油岩.3.2 有机质类型根据黔北牛蹄塘组黑色岩系干酪根显微组分含量(表4),黔北黑色岩系绝大部分为腐泥组,平均质量分数达87.5%,其中黑色页岩干酪根中腐泥组质量分数为87%.因此可以判断干酪根类型为Ⅰ型,反映了牛蹄塘组黑色岩系的有机质主要来源于藻类和菌类.表4 黔北牛蹄塘组黑色岩系干酪根显微组分鉴定及类型划分(据杨剑等[19])Tab.4 The microscopic component identification and type divisionof the kerogen in the black rocks of Niutitang Formation in North Guizhou Province(according to literature[19])样品无定形体颜色孢粉颜色组分质量分数/%腐泥组壳质组沥青组镜质组惰质组类型87 1 4 3 5I含钼矿层黑 85 12 1 2I含镍矿层褐黑 88 6 2 4I含磷块岩层褐黑黑色页岩棕黄棕黄90 325I饱和烃与芳香烃的比值可用来判识生油岩类型,比值大于3为腐泥型生油岩,比值在0.5~0.8之间为腐殖型生油岩,混合型生油岩则介于腐泥型与腐殖型之间[20].据表3数据,金鼎山剖面黑色岩系饱和烃/芳香烃自下而上为2.31~6.15,主要属于腐泥型,部分层位属于混合型生油岩.3.3 镜质组反射率特征杨剑等[21]测得黔北下寒武统黑色岩系的固体沥青反射率为5.25%~6.27%,平均为5.89%(表5).根据周中毅[22]镜质组反射率与沥青反射率关系式Ro=0.336 4+0.656 9Rb,计算得镜质组反射率为3.785% ~4.455%,根据Jacob[23]镜质组反射率与沥青反射率关系式Ro=0.4+0.618Rb,计算得镜质组反射率为3.645%~4.455%,平均为4.040%.表5 黔北地区下寒武统牛蹄塘组黑色岩系有机质反射率测定结果(据杨剑等[21])Tab.5 The measured result of organic matter reflectance of theblack rocks in Niutitang Formation of Lower Cambrian in North Guizhou Province(according to literature[21])测试者:四川石油管理局地质勘探开发研究院地质实验室王菊生;注:Ro(1)=0.336 4+0.656 9Rb,Ro(2)=0.4+0.618Rb样品 Rb(沥青体) /% Ro(镜质体)偏差黑色页岩/% Ro(1) Ro(2) 测定数标准5.253.785 3.645 14 0.28 6.154.376 4.201 5 0.20钼矿层 6.27 4.455 4.275 20 0.31镍矿层李胜荣等[24]对黔北牛蹄塘组的2个黑色页岩样品进行测定,Romax为4.025% ~4.089%,Romin为0.959% ~2.532%,因此 Romean分别为3.134%、3.272%(表6).表6 黔北牛蹄塘组镜质组反射率测试结果(据李胜荣,高振敏[24])Tab.6 The measured result of organic matter reflectance of Niutitang Formation in North Guizhou Province(according to literature[24])测试者及测试时间:广州地球化学国家重点实验室申家贵,1994年.样品 Romax /% Romean /%富金属结核层页岩Romin /% 4.089 2.532 3.272 4.025 0.959 3.134厚层状页岩杨剑等[21]还根据镜质体反射率(沥青反射率),结合干酪根和微体藻类化石颜色,认为黔北下寒武统牛蹄塘组黑色岩系经历的最高古地温为200~250℃.表7 陆相烃源岩有机质成烃演化阶段划分及判识指标(据参考文献[25])Tab.7 The division and identifying index of the hydrocarbongenerating evolution stages of the organic matter in limnic source rocks(according to literature [25])演化阶段Ro /%油气性质及产状未成熟<0.5 50~60 生物甲烷未成熟油、古地温/℃凝析油低成熟 0.5~0.7 60~90 低成熟重质油、凝析油成熟 0.7~1.3 90~150 成熟中质油高成熟 1.3~2.0 150~200 高成熟轻质油、凝析油、湿气过成熟>2.0 >200干气据表7划分标准,Ro>2.0%为过成熟阶段,杨剑等与李胜荣等在黔北牛蹄塘组黑色页岩中测得Ro值均大于2.0%,因此黔北牛蹄塘组黑色页岩中有机质属于过成熟阶段.根据杨剑等所认为的黔北下寒武统牛蹄塘组黑色岩系经历的最高古地温为200~250℃,同样在表7中,也属于过成熟阶段.4 结论(1)贵州地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩发育广泛,其发育受贵州地区早寒武世岩相古地理类型的控制,主要发育在中、东部地区的页岩盆地相地区中,少部分发育在页岩盆地相—碎屑岩台地相的过渡相中,在西部碎屑岩台地相中,则很少发育,至今未见详细报道.(2)黑色页岩水平纹理发育、细碎屑少,发育有三叶虫及介形虫等古生物,矿物组成含少量黄铁矿,反映了黑色页岩的沉积环境具有水动力较低、缺氧还原性较强、生物含量高的特征.(3)黑色页岩中总有机碳含量总体较高(质量分数大于1.0%),氯仿沥青“A”抽提物中总烃质量分数高((32.4~650.3)×10-3),烃转化率(w总烃/ wTOC)也很高(3.488~61.66),反映了黑色页岩有机质丰度总体很高,且有机质转化为烃类能力强,因此牛蹄塘组黑色页岩大部分层位属于好的生油岩,少部分层位属于差—中等生油岩.(4)黑色页岩有机质中干酪根显微组分大部分属于腐泥I型,少部分为混合Ⅱ型,且氯仿沥青“A”中族组成含量均有饱和烃>非烃>芳烃的特点,也反映了有机质为腐泥型的特征.(5)黑色页岩固体沥青反射率以及换算成的镜质组反射率很高(均大于2.0%),反映了黑色页岩有机质属于过成熟阶段.(6)贵州地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩有机质含量高,处于过成熟阶段,作为成油的源岩意义不明显,但是作为页岩气的源岩则有非常乐观的前景,值得后期重视及加强相关研究工作.参考文献:[1]杨剑,易发成.贵州-湖南黑色岩系的有机碳和有机硫特征及成因意义[J].地质科学,2005,40(4):457-463.YANG Jian,YI Fa-cheng.Genesis and organic carbon/ sulphur characteristics of the lower cambrian black shale series in Guizhou-Hunan [J].Chinese Journal of Geology,2005,40(4):457-463.[2]高振敏,罗泰义,李胜荣.黑色岩系中贵金属富集层的成因:来自固定铵的佐证[J].地质地球化学,1997 (1):18-23.GAO Zhen-min,LUO Tai-yi,LI Sheng-rong.The origin of metal-enriched layer in the black rock 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贵州下寒武统黑色岩系中镍、钼、钒成矿作用与区域成矿模式
2 古 地 理环 境 特征
寒 武纪 古地 理格 局是 在 晚震旦 世 的基础 上发 展而成 的。灯影期后 , 上扬子地 区地壳抬升 , 使川
勇等, 2 0 0 1 ) , 并形 成 了 N i —M o —P G E矿 床 等矿产
运动使贵州大部分地 区上升成陆, 除黔东南以外 的大部地 区都 由活动 性大 陆边 缘类 型地壳 变为稳
定 的地 台类 型。 同时广西境 内的俯 冲带 以南 的大 洋地 壳 , 此 时也 部 分转 变 为 活 动性 陆缘 类 型 的过
2 0 1 3年 3 O卷 第 2期 ( 总第 1 1 5期 )
贵
州
Байду номын сангаас
地
质
V o 1 . 3 0 N o . 2 ( T o 1 . 1 1 5 ) 2 0 1 3
・
GU I Z H0U GE 0L 0GY
1 07 ・
贵州下寒武统黑色岩系中镍、 钼、 钒成矿 作用与区域成矿模式
[ 作者简介 ] 杨旭 ( 1 9 6 5 一) , 男, 贵州毕节人 , 地质工程师 , 注册安全 工程师 , 长期从事矿产 勘查及研究工作 。
第2 期
杨
旭, 等: 贵州下寒武统黑色岩系 中镍 、 钼、 钒成矿作用与 区域成矿模式
・1 0 9・
状、 似 层状 、 透 镜状 产 出。厚 度 变化 较 大 , 一 般 厚
V矿 床” 成矿模 式 。
[ 关键 词 ]镍 、 钼、 钒矿 ; 喷 流沉 积 ; 成矿模 式 ; 黑 色岩 系; 贵州
[ 中图分类号] P 6 1 8 . 6 3 ; P 6 1 8 . 6 5 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1 0 0 0 — 5 9 4 3 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 1 0 7 — 0 7
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卷(V o lum e )25,期(N um ber )1,总(To tal )99矿物岩石 页(Pages )62-66,2005,3,(M ar ,2005)J M I N ERAL PETROL 贵州遵义下寒武统黑色岩系型N i ,M o 矿床R b 2Sr 同位素测年与示踪研究江永宏1,2, 李胜荣11.岩石圈构造与深部过程及探测技术教育部重点实验室,中国地质大学,北京 100083; 2.中国地质调查局发展研究中心网络室,国土资源部,北京 100011【摘 要】 湘、黔地区张家界、遵义一带分布有黑色岩系型N i 2M o 2PGE 矿床,对R e 2O s 同位素研究发现张家界和遵义两地矿床虽相距400km ,但它们是同一期矿化作用的产物,其等时线年龄(542M a ±11M a )为金属矿物生成年龄,也为矿化年龄,接近前寒武纪和寒武纪的分界时限,而铷2锶测年一般被认为是反映后期构造热事件年龄,研究发现R b 2Sr 等时线年龄大约为277M a ±37M a ,相当于石炭与二叠界线年龄(290M a ),属于海西晚期。
R b 2Sr 同位素体系与R e 2O s 同位素体系有显然不同的物质来源。
R e ,O s 同位素显示它们是同一期矿化作用的产物,而187O s 186O s =16.355~96.664(平均62.081),不仅高于陨石和地幔的相应值,也高于海洋沉积物的比值,其下限值与地壳的均值较为接近,体现了陆相壳源特征,显然黑色岩系的物质来源多样,不限于海水。
87Sr 86Sr 为0.7120±0.0020,明显高于玄武岩的值(0.704),而比陆源硅酸盐的值(0.720)偏低,表明为陆源物质和深源物质的混合物,而且深源物质对87Sr 86Sr 的影响大于来自于岛弧间浅海陆棚地区的陆源物质。
因为后生期构造热变质事件与有机质的热解过程或热演化史相关,所以该过程应影响了成矿早期富集的PGE 元素在后生期,伴随着热变质事件而出现在富烃有机质流体中的活化、迁移以及再次富集。
【关键词】 贵州;遵义;下寒武统;黑色岩系型N i ,M o 矿床;同位素;测年;示踪中图分类号:P 597 文献标识码:A 文章编号:1001-6872(2005)01-0062-05收稿日期:2004-09-09; 改回日期:2004-12-31基金项目:国家自然科学基金(40073012);国家重点基础研究发展规划(G1998040800);国土资源大调查(199910200264,20001020223023,200313000068202)作者简介:江永宏,男,32岁,博士(编辑),矿物学、岩石学、矿床学专业,研究方向:成矿矿物学1 在湘、黔地区张家界、遵义一带的下寒武统底部的矿化黑色岩系,被认为是一重要的界线事件层,同时又被称为“多元素富集层”。
围绕着与该“多元素富集层”相关的黑色岩系型富贵金属镍钼矿床的矿化物质来源、矿床成因模式、界线事件性质、生物矿化现象等已开展了很多研究工作。
因为R e 是亲铁的分散元素并主要聚集于辉钼矿中,所以可通过R e 2O s 同位素研究进行黑色岩系硫化物层的物质来源判定。
铼2锇测年法是依据187R e 通过Α2衰变为187O s 引起锇同位素异常了来计算地质体年龄的,是一种直接测定金属矿床年龄的较好办法。
从理论上而言,铼2锇等时线法所测年龄直接为金属矿物生成年龄,也为矿化年龄。
李胜荣等将数据投绘在187O s 188O s 2187R e 188O s 图上,发现等时线年龄为542M a ±11M a[1~3]。
本区域黑色岩系实测等时线年龄值还有541M a ±16M a ,其等时线年龄初始值分别为0.78±0.19[4],接近前寒武纪和寒武纪的分界时限544M a [5,6]。
值得一提的是,在利用负热离子质谱(N T I M S )对贵州天鹅山和湖南大庸镍钼铂族元素矿层进行R e 2O s 年龄测定[7]时,7个数据同样来自相距400余公里的遵义和大庸,没有获得拟合一致的参考等时线。
因为铷2锶测年一般被认为是反映后期构造热事件年龄[8,9],结合本区后生期构造热事件的特点,选择贵州遵义N i ,M o 矿床的黑色碳质页岩样品配合少量矿化外围样品进行铷2锶同位素测试研究。
1 矿床地质概况在扬子地块的湘黔川鄂古坳陷区东南侧,江南古陆西缘和东部,扬子地块的滇东褶皱带,四川盆地边缘和昆仑2秦岭构造过渡带等,下寒武统黑色岩系发育,为含有机碳较高(一般为5%,高达20%)的硅、泥质岩石,是磷块岩矿床和镍、钼、钒、硒、R EE 、PGE 共生矿床成矿的有利沉积环境。
贵州镍钼矿区位于的黔北松林穹隆构造西北翼,翼部由下寒武统地层形成。
松林穹隆处于N E 向延伸的松林2岩孔弧形构造的北段,区域上属上扬子陆块东部,黔中隆起东北侧的娄山褶皱带。
在穹隆构造范围内主要出露地层有上震旦统灯影组白云岩(Z 2d n )和下寒武统(∈1)炭泥质碎屑沉积岩系。
研究的矿区位于遵义西20km ~25km ,东起米筛井,经杉树村、南宫坝,转向NW 向延伸至山木垭,延伸长度达10km 。
镍钼矿层即处于∈1n 底部的含磷铀2镍钼钒的炭泥质含矿岩系中,为典型的还原环境海相沉积物。
矿区所处的穹状背斜南西翼地质构造简单,为一向南缓倾的单斜构造,地层倾角150~180,次级褶皱不发育,区内无其他更显著的控矿或严重破坏矿层的大型断裂。
采样点选在中南村(图1)。
湘黔地区黑色岩系及其金属元素矿化经历了沉积期、成岩期、后生期和表生期等多期作用。
其中,沉积期包括早期的粗粒硫化物阶段和晚期的细粒硫化物阶段;成岩期包括结核形成阶段和显微脉状硫化物方解石阶段;后生期主要有含碳沥青石英方解石阶段;表生期为金属氧化物形成阶段[10~12]。
在贵州地区,早寒武世早期牛蹄塘组,与下伏震旦系灯影组块状白云岩呈假整合接触。
其岩性从下而上的顺序为铁锰氧化物粘土岩→褐灰色含铀磷块岩夹透镜状白云岩→碳质粉砂质水云母粘土岩(通常称为页岩)夹透镜状磷块岩→镍钼硫化物矿层→碳质水云母粘土岩(又称含钼钒石煤层)→碳质水云母粘土岩及粉砂质粘土岩。
2 样品的采集、制备与分析2.1 样品的采集选取贵州遵义地区的中南村矿床的下寒武统牛图1 贵州遵义中南村N i 2M o 多金属矿床区域地质略图Q .第四系;P 2.上二叠统;O 12.中、下奥陶统;∈2.中寒武统;∈1q .下寒武统清虚洞组;∈1m j .下寒武统明心寺金顶山组并层;∈1m .下寒武统金顶山组;∈1n .明心寺组;∈1j .下寒武统牛蹄塘组;Z 2d n .震旦系陡山沱组;Z 1n .震旦系南沱组;P t bn .下元古界板溪群F ig .1 Si m p lified geo logical m ap show ing the locati on of N i 2M o depo sits in Zunyi36 第25卷 第1期江永宏等:贵州遵义下寒武统黑色岩系型N i ,M o 矿床R b 2Sr 同位素测年与示踪研究表1 湘黔两地黑色岩系Rb -Sr 同位素测试数据1w (B ) 10-6 Table 1 The Rb -Sr isotop ic dat a of the whole -rock sam ples fro mthe black rock ser ies i n the Guizhou Prov i nce (i n [×10-9])样品号86Sr nmo l Sr 87R b nmo l R b 87R b 86Sr 87Sr 86Sr Z N 012105511825 0.2551 0.0783 0.00010.708857±12Z N 0249.343.54369.3113.47.4920.741208±22Z N 0322.4420.0962.1919.092.7720.723747±14Z N 09716.4636.236.411.170.05080.710658±14Z N 10373332.1161.549.560.4330.713623±16Z N 11893.4794.195.4829.30.10690.711997±13NBS 9870.710289±13 注:测试仪器:中国科学院地质地球物理所质谱计M A T 262,测试者.中国科学院地质与地球物理研究所同位素实验室李朝峰,2004蹄塘组碳质粉砂质页岩和镍钼硫化物矿层的重晶石岩(Z N 01)、发生黄铁矿化的含碳硅质页岩样品(Z N 02)、富硫化物黑色页岩(Z N 03)、近矿化的碳质页岩样品(Z N 09)、碳质黑色页岩(Z N 10,Z N 11)共6件全岩样品进行R b 2Sr 测试。
2.2 样品的制备与分析样品的制备经过样品分解流程和化学分离纯化流程。
样品分析在R b 2Sr 同位素超净实验室完成。
称取70m g ~80m g 样品,加入87R b 284Sr 稀释剂,用H F +HC l O 4在T eflon 容器中低温溶解。
采用A G 50W ×12(H +)阳离子交换柱分离出纯净的R b 和Sr 。
R b ,Sr 同位素测量在M A T 262固体同位素质谱计上进行,Sr 同位素质量分馏用86Sr 88Sr =0.1194校正。
国际标样NB S 987的测定结果为0.710254+ -16(n =8),NB S 607的测定结果为1.20032+ -30(n =2)。
R b 2Sr 全流程空白本底约为(1~2)×10-10g 。
质谱测试:对Sr 用8688=0.1194标准化,对N d 用146 144=0.7219标准化。
年龄计算采用ISO PLO T 程序。
3 讨 论此6件样品的测试结果见表1。
87Sr 86Sr 的变化范围是0.7088~0.741208,87R b 86Sr 的变化范围是0.0001~7.492。
87Sr86Sr 初始值I S O =0.7120±0.0020。
根据改进的Yo rk 回归分析法(L udw ig K R ,1994),将有关R b ,Sr 同位素数据采用年龄计算程序(Isop lo t Excel )投点成图(图2,图3)。
图2 贵州遵义中南村黑色岩系R b 2Sr 等时线物质来源研究F ig .2 T he R b 2Sr isoch ron m aterial track analysis ofthe black rock series at Zhongnancun in Zunyi ,Guizhou3.1 年代分析(1)从黑色岩系样品的同位素测年图(图2)上图3 贵州遵义中南村黑色岩系R b 2Sr 等时线年龄研究F ig .3 T he R b 2Sr isoch ron age analysis of the blackrock series at Zhongnancun in Zunyi ,Guizhou可以看出,数据点离散,线性相关性差,不能得出有效的地质事件年龄。