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弥渡地区上古生界沉积地球化学特征及古环境分析

作　者: 蔡稳
导　师: 张世涛
学　校: 昆明理工大学
专　业: 地球化学
关键词: 弥渡地区晚古生界沉积地球化学古环境分析
分类号: P618.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文以中国地调局“弥渡、祥云地区1：5万区域地质矿产调查项目”为基础,通过野外地质调查,选取弥渡地区晚古生代泥盆纪—二叠纪地层为研究对象。研究区大面积发育着较为连续的晚古生代地层,这些地层各具有不同的岩石组合,形成于不同的沉积相。因此,本论文选取云南大理弥渡地区晚古生代两个代表性剖面,宏观方面从野外产状态、岩石组合以及沉积环境等方面对弥渡地区晚古生代泥盆纪—二叠纪地层做了比较系统的研究;微观方面开展了沉积岩常量元素、微量元素、稀土元素地球化学研究,试图用系统的地球化学方法来更进一步揭示研究区在地史上这段时期的沉积地球化学特征和古海洋环境及古气候的变迁。通过近两年野外地质调查及综合研究,研究结果表明：1.对云南省大理弥渡地区晚古生代泥盆纪—二叠纪地层的岩性组合特征进行了纵、横向的研究对比,并对各组岩性的空间展布做了一定的分析研究,这对综合研究该区岩相古地理具有一定的参考作用。2.在前人研究的基础上,结合各组地层岩性组合等特征认为泥盆系中统—二叠系下统各组均为海相沉积。区内泥盆系中统莲花曲组应为浅海陆棚相沉积；泥盆系中统—上统长育村组应为深海相—次深海相沉积,出现水体向上逐渐变浅的变化特征,沉积环境向台地相转变；石炭系下统横阱组属于低能的碳酸盐台地相沉积；石炭系上统—二叠系下统水长阱组仍为台地边缘浅滩相沉积；二叠系中统阳新组仍以开阔台地相-台后盆地相为主体,随水动力加强,逐步演化为高能的台地边缘浅滩环境。泥盆系中统—二叠系中统总体水深变化特征为：浅水→深水→次深水→浅水。3.本文对研究区晚古生代各个地层常量元素、微量元素、稀土元素的沉积地球化学特征进行分析、归纳、总结。分析结果表明：①泥盆系莲花曲组—二叠系阳新组地层绝大多数样品m值与B/Ga都属于海相沉积范畴,泥盆纪-二叠纪地层均为海相沉积；②Ni/Co比值是反应古氧相的良好地球化学指标。泥盆系莲花曲组Ni/Co比值大多数<5,平均值为4.9属于富氧环境；泥盆系长育村组Ni/Co比值总体>5,平均值为5.74属于贫氧环境；石炭系横阱组Ni/Co比多数>5,平均值为5.22仍属于贫氧环境；石炭二叠系横阱组Ni/Co比多数>5,平均值为5.22仍属于贫氧环境；石炭系水长阱组-二叠系阳新组Ni/Co绝大多数<5,平均值为3.79属于富氧环境；因此,泥盆纪—二叠纪古氧相变化规律总体呈现富氧→贫氧→次富氧的变化特征。③对各个地层进行了古海水盐度的计算,泥盆系莲花曲组古盐度变化范围在8.60‰～13.67‰之间,平均值为11.75‰,海水盐度为半咸水环境；泥盆系长育村组古盐度变化范围在2.50‰～8.29‰之间,大多数样品S>3%o,平均值为4.64‰,此时海水盐度整体上为半咸水环境；石炭系下统横阱组古盐度变化范围在0.46‰～3.12‰之间,平均值为1.67‰,S<3‰,早石炭世海水盐度较低。石炭—二叠系水长阱组—石炭系中统阳新组古盐度变化范围在0.03‰～4.46‰之间,大多数样品S<3%o,平均值为2.25%o,说明自晚石炭世—中二叠世古海水盐度一直维持在较低的水平,可能与大陆边缘河水注入有关。计算结果表明古海水盐度经历了半咸水环境海水盐度逐渐降低的变化过程。④对各个历史时期古环境的气候特征运用常量元素指标ω(MgO)/ω(CaO)进行判别,得出研究区晚古生代泥盆纪-二叠纪气候总体变化趋势是从干热气候变为温湿气候；4.研究区泥盆系长育村组发育有大量的灰色—黑色的薄层状硅质岩,硅质岩水平纹层发育。本文对硅质岩样品成因进行了探讨分析。研究区硅质岩样品常量元素具有Al/(Al+Fe+Mn)值为0.24～0.56,落在热水成因硅岩标准内,并且普遍具有高Si02低TiO2、MgO、Al2O3、和∑REE含量的特征,北美页岩标准化的稀土分配模式平坦,且具δCe<1负异常与δEu>1正异常,轻稀土元素富集。表明研究区硅质岩具有明显的热水沉积成因属性,同时有陆源组分的加入。5.研究区Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)-Fe2O3/TiO2图解与Al2O3/(A12O3+Fe2O3)-La/Ce图解说明该地区的沉积岩形成于大洋盆地和大陆边缘之间的构造背景下,海底裂谷拉伸,硅质岩形成受到了海底热液的影响。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 选题依据和研究意义  9-10
    1.1.1 选题依据  9
    1.1.2 选题研究意义  9-10
  1.2 研究现状  10-13
    1.2.1 常量与微量元素地球化学  10-12
    1.2.2 稀土元素地球化学  12-13
    1.2.3 稳定同位素地球化学  13
  1.3 研究内容及研究思路  13-14
    1.3.1 研究内容  13-14
    1.3.2 研究技术路线  14
  1.4 主要工作进度及完成工作量  14-15
第二章自然地理及区域地质背景  15-22
  2.1 自然地理特征  15-16
  2.2 区域地质背景  16-19
  2.3 区域地层概况  19-22
第三章地层剖面及岩相特征  22-31
  3.1 祥云县大龙堂泥盆系莲花曲组—长育村组剖面特征  22-23
  3.2 祥云县新庄泥盆系长育村组—二叠系阳新组剖面特征  23-27
  3.3 岩相古地理特征  27-31
第四章样品采集及分析测试  31-36
  4.1 样品采集  31
  4.2 样品分析测试  31-36
第五章常量元素地球化学  36-53
  5.1 常量元素概述  36-44
  5.2 泥盆纪—二叠纪沉积环境分析  44-47
  5.3 泥盆纪—二叠纪古气候判别  47-50
  5.4 常量元素判别硅质岩成因  50-51
  5.5 上古生界常量元素反应环境变化与盆地演化  51-53
第六章微量元素地球化学  53-70
  6.1 微量元素概述  53-59
  6.2 泥盆纪—二叠纪沉积环境分析  59-61
  6.3 泥盆纪—二叠纪古氧相分析  61-65
  6.4 泥盆纪—二叠纪古盐度计算  65-69
  6.5 上古生界微量元素反应环境变化与盆地演化  69-70
第七章稀土元素地球化学  70-79
  7.1 稀土元素地球化学  71-77
  7.2 稀土元素判别硅质岩成因  77-79
第八章大地构造背景判别及盆地演化  79-82
  8.1 构造背景判别  79-80
  8.2 盆地演化  80-82
第九章结论  82-84
致谢  84-85
参考文献  85-89
附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与的科研项目  89-90
附录B 图版  90

弥渡地区上古生界沉积地球化学特征及古环境分析

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