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1、 71 1 地质论评 G E O L O G I C A L R E V I E W V o 1 j 7 N O 1 J a n 2 0 1 1 藏西南札达 白垩纪 A l b i a n期海绿石 的矿物学特征及地质意义 李 自 蔡 元 峰 胡 修 棉 黄志 诚 王 建 4 耿 建华 南京大学 内生金 属矿床成 矿机制 研究 国家重 点实验 室 南京 大学地 球科学 与工程 学院 南京 2 1 0 0 9 3 内容 提 要 海 绿 石是 海 相 沉 积 的 指 相 矿 物 通 常 形 成 于海 进 系 列 与 低 的沉 积 物 供 应 速 率 有 关 本 文 利 用 岩 相 和扫描电子显 微镜
2、 S E M 对 样 品进 行 了详 细 的观察 并运 用 x射 线粉 晶衍 射 X R D 傅 立叶 变换红 外 吸收光 谱 F T I R 电子探针微 分析 E P MA 等技 术 对藏西南 札达 县波林地 区夏拉剖面中的海绿石砂岩和含海绿石灰 岩样品 进行 了系统的分析 与研究 上述分析表明砂岩 和灰 岩 中的海 绿石均为高 演化的海绿石 砂 岩中的海绿石 为原地海 绿石 而灰 岩中的海绿石则源于下伏砂岩 通过沉积环境分析和区域地层对 比 笔者等认为札达地 区砂 岩中海绿石 的出现可能与 Al b i a n晚期 印度大陆从澳大利亚一南极大陆的彻底裂解 而造成 的该地区的海进 有关 持续
3、的海进过 程导致 了该地区高演化 的海绿石的形 成 关键词 海绿石 矿物学特征 夏拉剖面 西藏札达 海 绿石 是含 水 富铁 的 云母 类矿 物 钾 含量一般 高 于 6 d i n e t a 1 1 9 8 l 0d o m 1 9 8 4 S t i l l e e t a 1 1 9 9 4 Ed e r e t a 1 2 0 0 7 通 常认 为 海 绿 石 形成 于海底沉 积物 与 水 的接 触界 面 附 近 与低 的沉 积物 供 应 速 率 有 关 Od i n e t a 1 1 9 8 1 Amo r o s i 1 9 97 Ke l l y e t a 1 1 9 9
4、9 W i e wi 6 r a e t a 1 2 0 01 J i me n e z Mi l a n e t a 1 2 0 0 8 Hu g g e t t e t a 1 2 0 1 0 现 代海绿 石主要形 成 于 外陆 架 和大 陆 斜 坡 的上 部 水 深范 围为 5 O 5 0 0 m 2 0 0 m 左右 为其形 成 的最 适 宜深度 Od i n e t a 1 1 9 8 1 赵全 基等 1 9 9 2 陈丽 蓉 1 9 9 4 C h a f e t z e t a 1 2 0 0 0 Wi e w i 6 r a e t a 1 2 0 0 1 梅冥 相等 2 0
5、0 8 在地质 历史 中海 绿 石 的出 现 主要呈现 两个 峰 期 早 古 生 代 和晚 中生 代 这 些 海 绿石 主要 形 成 于温 带亚 热带 气 候条 件 下 分 布 于各个分散 的克拉 通 地块 中 与海 平 面升 高 和大 陆 架 地 区低 的沉积 速 率有 关 Hu g g e t t e t a 1 2 0 0 5 但 在时代较 老 的地 层 中存 在 一 些例 外 比如美 国西 南 部的寒武 纪一奥 陶纪地 层 中及我 国天津 蓟县 剖面 中元 古界铁 岭组 中的海绿 石均产 于高能浅 水环境 中 Cha f e t z 1 9 7 8 Cha f e t z e t a
6、1 2 0 0 0 M e i e t a 1 2 0 0 8 梅冥 相等 2 0 O 8 周 锡 强 等 2 0 0 9 含 海 绿 石 地层 以形成层序 地 层 学 中 的凝缩 层 为 特征 被 认 为 与 海 进 序 列 有 关 B a u m e t a 1 1 9 8 8 Va n W a go n e r e t a 1 1 99 0 Amor o s i 1 99 5 Be r r a e t a 1 2 0 0 7 海 绿 石 根 据 成 因 可 以 分 为 原 地 a u t o c h t h o n o u s g l a u c o n y 和异地海绿石 a l l O
7、 c h t h o n o u s g l a u c o n y Amo r o s i 1 9 9 7 原地 海绿 石没有 经过搬 运 作用 的改造 保 留 了其 形 成 时 的 物 理 化 学 条 件 沉 积 特 征 以 及 古 海 洋 条 件 Ka z a k o v 1 9 8 3 S t i l l e e t a 1 1 9 9 4 对其 研 究 可 以揭 示海绿 石形成 时 的古 环境信 息 我 国西 藏西南 部札达 县波林地 区发 育一套 含海 绿石 的 白垩 纪 的碎 屑岩 本研究 的海绿 石样 品即采 自该 地 区的夏拉 剖 面 图 1 通 过 光 学 显微 镜 和 扫
8、 描 电 子 显 微 镜 S E M 观 察 X 射 线 粉 晶 衍 射 XR D 傅 立叶 变换 红外 吸收 光谱 F TI R 电子 探 针微 分析 E P MA 等 分析手段 对采 自该套地 层 的海 绿石 样 品进 行 了系统 的 矿物 学研 究 并通 过 区域 地 层对 比对其 蕴含 的地质 意义进行 了探讨 1 样品和分析方法 样 品 采 自西 藏 西 南 部 札 达 县 波林 乡夏 拉 剖 面 E 7 9 2 9 3 7 7 N 3 1 1 6 1 6 2 该 剖 面位 于特 提 斯 喜马拉雅 构造带 图 1 底部 为嘎姐 组砂页 岩 顶 注 本文为国家重点基础研究发展计划 9
9、7 3 项 目 编号 2 0 0 6 C B 7 0 1 4 0 2 国家 自然科学基金资助项 目 编号 4 0 7 7 2 0 7 0 的成果 收稿 日期 2 o 1 O O 6 0 7 改回 E l 期 2 0 1 0 1 1 2 7 责任编辑 章雨旭 作者简介 李响 男 1 9 8 3年生 博士研 究生 矿 物学 岩石学 矿 床学专业 E ma il l i x i a n g 一 5 0 3 1 6 3 C O Il l 通讯作 者 蔡元峰 教 授 E ma i l c a i y f n j u e d u c n 第 1期 李 响等 藏 西南 札 达 自垩 纪 Al b i a n
10、期 海 绿石 的矿 物 学 特 征 及地 质意 义 6 5 地层 厚度 岩性柱 m 7 6 0 l l I l I l l l l l l l I 波 l l l l I l 上 l l 林 I l f 白 I l 夏 l l l 垩 l I 拉 6 8 0 l l l 统 I l 组 l l I l I l l l l I l I l I l I l l f I l l I l I 6 0 0 l l V 嘎 下 V 白 姐 垩 5 2 0一 统 组 o o 4 4 0 厚度 m 6 2 0 6l 0 5 8 O 岩性 柱 l l I I f l l l I I l I l l l I l
11、l l l l I l l i l l I I l I l l l l f I l l一 I l l I l I l V V V V V V V I V V V 1 V V V 匡亘 L im e ston 圄 圆 要 喜 目 X L 3 5 E 三 三 粉砂 质 页 岩 X L 3 4 E三三 S i l t y s h a l e XL3 3 砂 岩 r 1 r 1 b旦 S a n d s t o n e 乒 舀 海绿石砂岩 Gl a u c o n i t i c r 1广 i1 ul 4 卜 L 火山 岩属砂岩 卜 1 叫 一 O 0 V O 0 Vo l c a n i cl i
12、t h i c 巳 上 含砾砂岩 医 P e b b l e d S a n 订s t nne 图 2札达县波林地 区夏拉剖面地层和岩性特征 以及样品采集位置 Fi g 2 St r a t i g r a phy a n d p e t r o gr a ph y of t he Xi a l a s e c t i o n i n Bo l i n Za n da wi t h s a m p l e l oc a t i o ns 试在 NE X US 8 7 0型红外光谱仪上完成 扫描 范围 4 0 o 4 0 0 0 c m 精度为 1 e m 电子探 针矿 物 微 区定 量测试 使
13、用 的 是 日本 J E 0L J X A一 8 1 0 0型 电子 探针 工 作 条 件 为 加 速 电压 1 5 k V 加 速 电 流 2 O n A 束斑直径 1 m 所有 测 试数 据 都进 行 了 Z AF 处理 主要采 用美 国标 准局 的矿物标 样 部 分元素采 用 国家标准 委员会 的标样 从 样 品 X L 3 4中提纯 的 海绿 石的 全 岩分 析 在 AR L 一 9 8 0 0型 X射 线 荧 光 光 谱仪 上进行 其 中 F e O 和 F e O 含量 采用 氧化 还原 滴定 法测定 以上分 析均在 南京大 学 内生 金属矿床 成矿机 制研究 国家重点 实验 室和
14、南京 大学分 析测试 中心完成 2 结果 2 1 海绿石 的形貌 特征 光学显微镜 下观察 显示 海绿石形 态差 异较大 多 为颗粒状 和团粒 状 以及 不 规则 的胶 结物 状 和其 它矿物 的假像 粒 度从 几 十微 米 到 几百 微 米 颜色 以深 绿 色为 主 浅 绿 色 淡 黄 绿 色 次 之 正 交偏 光 下 海绿 石往 往 以微 晶质集合 体存在 微 晶呈 不 同色 调 的鲜 绿色且 各 自消 光 图 3 a 砂 岩 X L 3 3 X L 3 4 中海绿 石含量 3 O 4 0 颜 色 以深绿色 为主 形 态极不 规则 圆状一棱 角状都 有 少 量颗粒 呈现锯 齿状 火焰 状
15、撕 裂状 图 3 b 颗粒周围普遍发育亮 晶方解石 方解石的生长方向 与海绿 石边缘 的切线方 向垂 直 有些 海绿石 团粒具 明显 的裂 隙 但 未错动 位置 图 3 a 海 绿石 还 显示 沿 与其接 触 的方 解石 解 理 生长 的 特征 并 沿 方解 石 的解理逐 渐 交 代 方解 石 图 3 c 石 英 的 微 裂 隙和 表面的空洞中也有胶体状海绿石充填 图 3 d 海 绿石颗 粒普遍 发育 微裂 隙 这 种微 裂 隙受 海 绿石 生 长过程膨 胀层 变化 的影 响 此 外 镜 下还 可 见一 些 褐 色磷 质生物碎 屑 灰岩 XL 3 5 中海绿石含量低于 1 0 9 6 且分布
16、6 8 地质论评 2 0 1 1年 0 l O 2 0 3 0 4 0 50 6 0 20 o 图 5提 纯 的 藏西 南 札 达 白垩 纪 Al b i a n期 海绿 石 的 X R D衍射 图谱 Fi g 5 XRD p a t t e r n s f o r p u r i f i e d Cr e t a c e o u s Al b i a n g l a u c o n i t e s i n Z a n d a S o u t h we s t e r n Xi z a n g Ti b e t 7 0 中 Al 和 F e 抖 呈 现相 似 的反 相关 关 系 图 7 a 砂 岩样 品 中 层 问 K 和八 面体 F e 抖 之 间没 有 明显 的 相 关性 而在灰 岩 中有 弱 的正 相关 图 7 b 平均 的 八面 体离 子数 A1 F e 什 F e 抖 Mg 在砂 岩 中为 2 O l 5 翁 l o O 37 00 36 0 0 3 5 00 34 00 l 20 0 l 0 00 8 00 波数 c m 图 6藏西南札达 白垩纪 Al b i a n期提纯
