地球科学|杨天洋,沈玉林等:黔西晚二叠世煤系自然伽马高异常岩层周期性及地质意义

学术   科学   2024-12-23 00:00   湖北  

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黔西上二叠统发育的自然伽马(GR)高异常岩层的成分变化和韵律性分布的原因尚不清楚.分析了自然伽马高异常层的岩石学特征、地球化学特征及自然伽马高异常层的周期性.Al2O3/TiO2、REE配分模式、REE-La/Yb、La/Sc-Co/Th、Zr/TiO2-Al2O3/TiO2及Nb/Ta-Zr/Hf图解表明GR高异常岩层的物质来源包括峨眉山玄武岩、峨眉山大火成岩省衰退期火山灰及华南火山灰.自然伽马高异常层形成于相对炎热、海平面相对较低时期,并具有长偏心率和短偏心率周期.炎热的气候变化引起了海平面快速上升和冰体积的快速下降,区域上应力状态快速变化触发火山活动形成具有周期性的GR高异常层.精准识别自然伽马高异常层可用来对比划分区域地层格架,且可以分析峨眉山大火成岩省晚期的岩浆演化及关键金属富集.本文得出以下结论:
(1)GR高异常岩层的物质来源主要为峨眉山玄武岩风化产物及晚二叠世同沉积火山活动带来的火山灰.GR高异常岩层具有长偏心率和短偏心率周期,其形成于相对炎热气候条件下、海平面相对较低时期.炎热的气候变化引起了海平面快速上升和冰体积的快速下降,快速变化的应力条件下易触发火山的强烈活动形成具有周期性的GR高异常岩层. 
(2)GR高异常岩层的成因和精准识别及对比可以用来分析滇东黔西晚二叠世含煤地层的准确划分和对比.峨眉山大火成岩省岩浆成分从基性向酸性演化,并且更加富集Zr(Hf)、Nb(Ta)等关键金属元素.黔西晚二叠世聚煤期火山持续活动,岩浆组成及岩浆演化可能是致使关键金属富集的关键.大部分稳定发育的放射性高异常岩层伴随着关键金属(Zr(Hf)、Nb(Ta)、REY等)的富集,因此GR高异常岩层的精确识别可以用定位稀有金属矿床的赋存层位. 
图1 滇东-黔西晚二叠世同沉积构造及沉积环境(a);华南板块构造特征和研究区位置(b)
图2 上地壳标准化后的主量元素及微量元素蛛网图(a~b)及稀土元素配分曲线(c)
图3 Al2O3/TiO2-Zr/TiO2及Nb/Ta-Zr/Hf图解及可能的物源




文章刊登在《地球科学》第49卷第10期

杨天洋, 沈玉林, 金军, 黄文, 慕熙玮, 张云飞, 胡江晨, 2024. 黔西晚二叠世煤系自然伽马高异常岩层周期性及地质意义. 地球科学, 49(10): 3697-3711. doi: 10.3799/dqkx.2023.127

Yang Tianyang, Shen Yulin, Jin Jun, Huang Wen, Mu Xiwei, Zhang Yunfei, Hu Jiangchen, 2024. Rhythmicity and Geological Significance of Positive Anomalous Natural Gamma Layers in Late Permian Coal-Bearing Series in West Guizhou. Earth Science, 49(10): 3697-3711. doi: 10.3799/dqkx.2023.127

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