廣西大瑤山-大明山地區(qū)寒武紀(jì)砂巖-泥巖源區(qū)構(gòu)造背景及物源分析ppt課件

1、廣西大瑤山-大明山地區(qū)寒武紀(jì)砂巖-泥巖源區(qū)構(gòu)造背景及物源分析劉湘華 學(xué)號(hào)：14250655 高等巖石學(xué)展示課作業(yè)高等巖石學(xué)展示課作業(yè)Tectonic setting and provenance analysis of the Cambrian sandstones and mudstones in Dayaoshan-Damingshan area,Guangxi2019/12/261. 1. 選題及地質(zhì)概況選題及地質(zhì)概況2. 2. 物源的地球化學(xué)分析物源的地球化學(xué)分析4. 4. 鋯石鋯石U-PbU-Pb年齡及其構(gòu)造意義年齡及其構(gòu)造意義5. 5. 結(jié)結(jié) 論論 提提 綱綱3.3.源區(qū)構(gòu)造背景的

2、地球化學(xué)分析源區(qū)構(gòu)造背景的地球化學(xué)分析 1.1 1.1 地質(zhì)概況地質(zhì)概況欽杭成礦帶欽杭成礦帶華南前寒武紀(jì)大地構(gòu)造華南前寒武紀(jì)大地構(gòu)造01020304050607風(fēng)化程度為中風(fēng)化程度為中- -高等，高等，CIACIA指數(shù)指數(shù)chemical chemical index alterationindex alteration平均值平均值72.3472.34。（杜曉東等，（杜曉東等，20192019）0809鮑馬序列鮑馬序列80cm10絹云母化石英細(xì)砂巖絹云母化石英細(xì)砂巖絹云母黃鐵礦化石英細(xì)砂巖絹云母黃鐵礦化石英細(xì)砂巖綠泥石化泥巖綠泥石化泥巖11槽 盆 相深水陸棚相桂東桂東- -桂東南區(qū)桂東南區(qū)桂桂

3、 北北 區(qū)區(qū)桂桂 西西 區(qū)區(qū)臺(tái) 地 相 大瑤山大瑤山- -大明山地區(qū)寒武系古生物以游泳或漂浮的三葉大明山地區(qū)寒武系古生物以游泳或漂浮的三葉蟲(chóng)、海綿和薄殼腕足類為主。古生物類型與復(fù)理石沉積特蟲(chóng)、海綿和薄殼腕足類為主。古生物類型與復(fù)理石沉積特征說(shuō)明該區(qū)寒武系是在活動(dòng)環(huán)境下深水沉積的產(chǎn)物，因此征說(shuō)明該區(qū)寒武系是在活動(dòng)環(huán)境下深水沉積的產(chǎn)物，因此屬槽盆相。屬槽盆相。（廣西壯族自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志，（廣西壯族自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志，19851985）12大瑤山大瑤山- -大明山地區(qū)被海水所淹覆，為陸緣海。大明山地區(qū)被海水所淹覆，為陸緣海。該區(qū)繼續(xù)為一套復(fù)理石或類復(fù)理石，該區(qū)繼續(xù)為一套復(fù)理石或類復(fù)理石，開(kāi)始出現(xiàn)鮑馬粒

4、序?qū)永砗蜎_刷印模，開(kāi)始出現(xiàn)鮑馬粒序?qū)永砗蜎_刷印模，存在海底濁流作用。存在海底濁流作用。寒武紀(jì)末，形成大瑤山寒武紀(jì)末，形成大瑤山大明山隆起，大明山隆起，海域范圍縮小，導(dǎo)致該區(qū)奧陶系缺失。海域范圍縮小，導(dǎo)致該區(qū)奧陶系缺失。 早寒武紀(jì)沉積復(fù)理石或類復(fù)理石砂頁(yè)巖。早寒武紀(jì)沉積復(fù)理石或類復(fù)理石砂頁(yè)巖。沉積速度快、海水十分渾濁，不適合底棲生沉積速度快、海水十分渾濁，不適合底棲生物、浮游植物生存，因而生物稀少。物、浮游植物生存，因而生物稀少。1323. 23. 物源及源區(qū)構(gòu)造背景的地球化學(xué)分析物源及源區(qū)構(gòu)造背景的地球化學(xué)分析14 若沉積物來(lái)源于鎂鐵質(zhì)巖石若沉積物來(lái)源于鎂鐵質(zhì)巖石 ， 則則Al2O3/TiO2

5、 Al2O3/TiO2 1414； 若來(lái)源于長(zhǎng)英質(zhì)若來(lái)源于長(zhǎng)英質(zhì)巖石巖石 ， 那么那么 Al2O3/TiO2 Al2O3/TiO2 介介 于于 1928 1928。（。（Girty Girty 等，等，2019 2019 ） 研究區(qū)內(nèi)樣品的研究區(qū)內(nèi)樣品的 Al2O3/TiO2 Al2O3/TiO2 比比 值值 介介 于于 11.9536.26 11.9536.26 （ 平平 均均 為為 20.81 20.81 ） 。絕大部分樣品比值介于絕大部分樣品比值介于 1928 1928， 說(shuō)明物源以說(shuō)明物源以長(zhǎng)英質(zhì)巖石為主，長(zhǎng)英質(zhì)巖石為主， 少量為鐵鎂質(zhì)巖石。少量為鐵鎂質(zhì)巖石。 （杜曉東等，（杜曉東等，

6、20192019）2.1 2.1 主量元素特征與物源間的關(guān)系主量元素特征與物源間的關(guān)系15 根據(jù)根據(jù) Ti Ti、AlAl、FeFe、MgMg、CaCa、NaNa和和 K K 的氧化物建立的判別函數(shù)的氧化物建立的判別函數(shù) （F1 F1 ， F2 F2） ， 將物源區(qū)分為長(zhǎng)英質(zhì)將物源區(qū)分為長(zhǎng)英質(zhì) 、 中性巖、中性巖、 鎂鐵質(zhì)火成物源區(qū)及鎂鐵質(zhì)火成物源區(qū)及石英巖沉積物源區(qū)石英巖沉積物源區(qū) 。（。（ Korsch Korsch 等）等） 研究區(qū)樣品研究區(qū)樣品的投點(diǎn)大部分位的投點(diǎn)大部分位于石英巖沉積物于石英巖沉積物源區(qū)源區(qū) ， 少量為少量為長(zhǎng)英質(zhì)火成物源長(zhǎng)英質(zhì)火成物源區(qū)區(qū) 。（ 杜 曉 東 等 ，（

7、杜 曉 東 等 ，20192019）大瑤山大瑤山 大明山地區(qū)寒武紀(jì)砂巖大明山地區(qū)寒武紀(jì)砂巖- -泥巖主量元素的物源判別函數(shù)圖解泥巖主量元素的物源判別函數(shù)圖解 16大瑤山大瑤山 大明山地區(qū)寒武紀(jì)砂巖大明山地區(qū)寒武紀(jì)砂巖- -泥巖常量元素的及泥巖常量元素的及 Ni-TiO2 Ni-TiO2 圖解圖解 投點(diǎn)主要位投點(diǎn)主要位于長(zhǎng)英質(zhì)、泥于長(zhǎng)英質(zhì)、泥巖巖 、 砂巖區(qū)域，砂巖區(qū)域， 明顯遠(yuǎn)離鎂鐵明顯遠(yuǎn)離鎂鐵質(zhì)區(qū)域質(zhì)區(qū)域 。反映。反映其物源為長(zhǎng)英其物源為長(zhǎng)英質(zhì)巖石區(qū)質(zhì)巖石區(qū) ，兼，兼有成熟的再循有成熟的再循環(huán)沉積物的特環(huán)沉積物的特征。征。（杜曉東等，（杜曉東等，20192019）2.1 2.1 主量元素特征

8、與物源間的關(guān)系主量元素特征與物源間的關(guān)系17 根據(jù)根據(jù) Rb/Cs Rb/Cs 比值在洋中脊玄武巖比值在洋中脊玄武巖8080）、下地殼）、下地殼6060） 、 上地殼上地殼3030） 三種環(huán)境中逐漸降低。（三種環(huán)境中逐漸降低。（ McDonough McDonough 等等 1992 1992） 研究區(qū)樣品的研究區(qū)樣品的 Rb/Cs Rb/Cs 為為 13.0260.75 13.0260.75， 平均值平均值34.0434.04，接近上地殼值，并且未達(dá)到，接近上地殼值，并且未達(dá)到洋中脊玄武巖數(shù)值。由此推斷，它們主要來(lái)洋中脊玄武巖數(shù)值。由此推斷，它們主要來(lái)源于上地殼，且沒(méi)有地幔成分加入。源于上地

9、殼，且沒(méi)有地幔成分加入。 （杜曉東等，（杜曉東等，20192019）2.2 2.2 微量元素特征與物源間的關(guān)系微量元素特征與物源間的關(guān)系18 在在 Th/Sc-La/Sc Th/Sc-La/Sc 圖圖 解中解中 ， 研究區(qū)樣品大部分投點(diǎn)位于上地殼平均研究區(qū)樣品大部分投點(diǎn)位于上地殼平均成分附近。成分附近。 Hf-La/Th Hf-La/Th 圖圖 解中解中 ， 樣品投點(diǎn)的分布情況也再次說(shuō)明本區(qū)樣品投點(diǎn)的分布情況也再次說(shuō)明本區(qū)寒武紀(jì)地層的源區(qū)以上地殼寒武紀(jì)地層的源區(qū)以上地殼 、 長(zhǎng)英質(zhì)源區(qū)為主長(zhǎng)英質(zhì)源區(qū)為主 ，并且含有少量的古老，并且含有少量的古老沉積組分沉積組分 。 （杜曉東等，（杜曉東等，20

10、192019）大瑤山大瑤山 大明山地區(qū)寒武紀(jì)砂巖大明山地區(qū)寒武紀(jì)砂巖- -泥巖微量元素比值泥巖微量元素比值 Th/Sc -La/Sc Th/Sc -La/Sc 圖解圖解a a ）和）和 Hf-La/Th Hf-La/Th圖解圖解b b ）19 當(dāng)有幔源物質(zhì)加入時(shí)當(dāng)有幔源物質(zhì)加入時(shí) ， Eu Eu1 1 、Th/UTh/U3.83.8。 從表中可以看出，從表中可以看出，研究區(qū)寒武紀(jì)砂巖研究區(qū)寒武紀(jì)砂巖- -泥巖的泥巖的 Eu Eu 負(fù)異常明顯負(fù)異常明顯 ， 大部分大部分 Eu Eu 值低于值低于 0.65 0.65 （0.470.680.470.68， 平平 均均 0.58 0.58） ；Th/

11、U Th/U 大大 于于 3.8 3.8 （3.3711.183.3711.18，平均，平均 5.805.80） 。 說(shuō)明研究區(qū)為形成于陸殼基底上的成分，說(shuō)明研究區(qū)為形成于陸殼基底上的成分， 沒(méi)有幔源物質(zhì)加入。沒(méi)有幔源物質(zhì)加入。 （杜曉東等，（杜曉東等，20192019）20 根據(jù)判別沉積盆地構(gòu)造的根據(jù)判別沉積盆地構(gòu)造的 SiO2-K2O/ Na2O SiO2-K2O/ Na2O 圖解圖解(Roser(Roser等等 1986) 1986)中絕大部分投點(diǎn)落入被動(dòng)大陸邊緣區(qū)域，少中絕大部分投點(diǎn)落入被動(dòng)大陸邊緣區(qū)域，少數(shù)點(diǎn)位于活動(dòng)大陸邊緣或兩者分界線上。數(shù)點(diǎn)位于活動(dòng)大陸邊緣或兩者分界線上。（杜曉東

12、等，（杜曉東等，20192019）3.1 3.1 主量元素特征與構(gòu)造背景間的關(guān)系主量元素特征與構(gòu)造背景間的關(guān)系21 在在BhatiaBhatia等提出的等提出的La-Th-Sc La-Th-Sc 構(gòu)造環(huán)境判別圖解中，構(gòu)造環(huán)境判別圖解中，研究區(qū)樣品投點(diǎn)位于大陸島弧、主動(dòng)大陸邊緣、被動(dòng)大陸研究區(qū)樣品投點(diǎn)位于大陸島弧、主動(dòng)大陸邊緣、被動(dòng)大陸邊緣區(qū)域及其附近。邊緣區(qū)域及其附近。（杜曉東等，（杜曉東等，20192019）3.2 3.2 微量元素特征與構(gòu)造背景間的關(guān)系微量元素特征與構(gòu)造背景間的關(guān)系22 在微量元素上地殼標(biāo)準(zhǔn)化值蛛網(wǎng)圖上，研究區(qū)樣品普遍表現(xiàn)為：虧損在微量元素上地殼標(biāo)準(zhǔn)化值蛛網(wǎng)圖上，研究區(qū)樣品

13、普遍表現(xiàn)為：虧損 NbNb、SrSr、P P、TiTi； 富集富集ThTh、LaLa、NdNd、SmSm、CrCr。 這些特征與被動(dòng)大陸邊這些特征與被動(dòng)大陸邊緣的樣品相似，具有成熟大陸殼的特點(diǎn)。緣的樣品相似，具有成熟大陸殼的特點(diǎn)。3.2 3.2 微量元素特征與構(gòu)造背景間的關(guān)系微量元素特征與構(gòu)造背景間的關(guān)系（杜曉東等，（杜曉東等，20192019）23 研研 究究 區(qū)區(qū) 內(nèi)內(nèi) 樣樣 品品 的的 Th/U Th/U 、Ti/Zr Ti/Zr 、Rb/Sr Rb/Sr 、Ba/Sr Ba/Sr 元元 素對(duì)的比值明顯高于上地殼值及中國(guó)東部上地殼值，素對(duì)的比值明顯高于上地殼值及中國(guó)東部上地殼值， 并與被

14、并與被動(dòng)大陸邊緣的參數(shù)更為接近。（杜曉東等，動(dòng)大陸邊緣的參數(shù)更為接近。（杜曉東等，20192019）3.2 3.2 微量元素特征與構(gòu)造背景間的關(guān)系微量元素特征與構(gòu)造背景間的關(guān)系24大瑤山大瑤山 大明山地區(qū)寒武紀(jì)砂巖大明山地區(qū)寒武紀(jì)砂巖- -泥巖稀土元素元素配分圖及其與不同構(gòu)造環(huán)境的比較泥巖稀土元素元素配分圖及其與不同構(gòu)造環(huán)境的比較樣品中稀土元素配分與被動(dòng)大陸邊緣稀土元素配分基本一致3.3 3.3 稀土元素特征與構(gòu)造背景間的關(guān)系稀土元素特征與構(gòu)造背景間的關(guān)系25 沉積巖中的碎屑鋯石來(lái)自物源區(qū)經(jīng)歷了風(fēng)化、剝蝕沉積巖中的碎屑鋯石來(lái)自物源區(qū)經(jīng)歷了風(fēng)化、剝蝕作用的巖石。如果將大量的碎屑鋯石進(jìn)行測(cè)年分析、

15、作用的巖石。如果將大量的碎屑鋯石進(jìn)行測(cè)年分析、 對(duì)對(duì)比，比， 可以為推測(cè)物源區(qū)原巖特征、主要的構(gòu)造熱事件、可以為推測(cè)物源區(qū)原巖特征、主要的構(gòu)造熱事件、 地緣性等提供信息。地緣性等提供信息。 （Bodet et al. 2000Bodet et al. 2000）4. 4. 鋯石特征與構(gòu)造背景及物源間的關(guān)系鋯石特征與構(gòu)造背景及物源間的關(guān)系26與新太古代末與新太古代末- -古元古代古元古代全球古陸核形成階段對(duì)全球古陸核形成階段對(duì)應(yīng)，指示物源區(qū)已形成。應(yīng)，指示物源區(qū)已形成。ColumbiaColumbia超大超大陸聚合與裂解陸聚合與裂解的時(shí)間內(nèi)，暗的時(shí)間內(nèi)，暗示物源區(qū)可能示物源區(qū)可能為為Columb

16、iaColumbia超超大陸的一部分。大陸的一部分。最明顯的年齡峰值，最明顯的年齡峰值，與與GrenvilleGrenville期造山期造山事件對(duì)應(yīng)，揭示物事件對(duì)應(yīng)，揭示物源區(qū)曾是源區(qū)曾是GrenvilleGrenville期造山帶的一部分。期造山帶的一部分。與與RodiniaRodinia超級(jí)地超級(jí)地幔柱和超大陸裂解幔柱和超大陸裂解相對(duì)應(yīng)，華夏地塊相對(duì)應(yīng)，華夏地塊和揚(yáng)子地塊發(fā)生裂和揚(yáng)子地塊發(fā)生裂解，產(chǎn)生大規(guī)?；鸾?，產(chǎn)生大規(guī)?；鹕綆r。山巖。 對(duì)對(duì) 應(yīng)應(yīng)GondwanaGondwana大陸的拼合。大陸的拼合。廣西大瑤山廣西大瑤山- -大明山地區(qū)寒武系碎屑鋯石大明山地區(qū)寒武系碎屑鋯石U-PbU-P

17、b年齡頻率直方圖鄒和平等，年齡頻率直方圖鄒和平等，20212021）27大明山大明山- -大瑤山大瑤山揚(yáng)子地塊揚(yáng)子地塊華夏地塊華夏地塊 根據(jù)大明山寒武系碎屑鋯石根據(jù)大明山寒武系碎屑鋯石中獲得的太古宙年齡，中獲得的太古宙年齡， 結(jié)合已結(jié)合已發(fā)表的年齡數(shù)據(jù)，發(fā)表的年齡數(shù)據(jù)， 認(rèn)為華夏地認(rèn)為華夏地塊可能存在太古宙地殼基底或塊可能存在太古宙地殼基底或接受過(guò)古老陸塊的物源供給。接受過(guò)古老陸塊的物源供給。 （鄒和平等，（鄒和平等，20192019） 大明山大明山大瑤山地區(qū)寒武系碎屑大瑤山地區(qū)寒武系碎屑鋯石鋯石- -年齡譜系與揚(yáng)子地塊的年年齡譜系與揚(yáng)子地塊的年齡組成特征有較明顯區(qū)別，而與華夏齡組成特征有較明

18、顯區(qū)別，而與華夏地塊的年齡組成特征非常相似，表明地塊的年齡組成特征非常相似，表明大明山大明山大瑤山寒武紀(jì)沉積巖的物源大瑤山寒武紀(jì)沉積巖的物源區(qū)主要為華夏地塊。區(qū)主要為華夏地塊。28巖相古地理研究資料，巖相古地理研究資料，指示古水流為南東流指示古水流為南東流向北西，進(jìn)一步說(shuō)明向北西，進(jìn)一步說(shuō)明大瑤山大瑤山- -大明山寒武大明山寒武紀(jì)碎屑物主要源自南紀(jì)碎屑物主要源自南東側(cè)的華夏地塊。東側(cè)的華夏地塊。華夏地塊寒武紀(jì)華夏地塊寒武紀(jì)奧陶紀(jì)沉積古水流格局圖奧陶紀(jì)沉積古水流格局圖295. 5. 結(jié)論結(jié)論 （1 1地球化學(xué)特征表明，大瑤山地球化學(xué)特征表明，大瑤山- -大明山地區(qū)寒武紀(jì)沉大明山地區(qū)寒武紀(jì)沉積物砂巖積物砂巖- -泥巖的物源區(qū)以上地殼長(zhǎng)英質(zhì)、石英質(zhì)巖石泥巖的物源區(qū)以上地殼長(zhǎng)英質(zhì)、石英質(zhì)巖石為主，含有少量的火成物源及古老再循環(huán)沉積物。不存