贵州大方-金沙地区九架炉组含铝岩系地质地球化学特征与沉积环境探讨.pdf
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1、 年 卷第 期(总第 期)贵 州 地 质 ()收稿日期 修回日期作者简介张明选()男工程师学士主要从事矿区水文地质勘查及评价工作:通讯作者代启勇()男高级工程师学士主要从事区域地质、矿产地质工作:贵州大方金沙地区九架炉组含铝岩系地质地球化学特征与沉积环境探讨张明选代启勇蔡丽红陈小浪卢俊蓉严义强白 平(贵州省地矿局区域地质调查研究院贵州 贵阳)摘 要含铝岩系主要产于石炭系九架炉组中上部呈似层状、层状产出受黔中隆起影响产于寒武系娄山关组白云岩之上、二叠系梁山组炭质粘土岩之下 针对九架炉组开展剖面测量、工程揭露、样品测试等工作对地球化学元素分析显示微量元素中锆、锶、钒、镓、钪等元素含量相对较高而钽、
2、铯、钍等其他微量元素含量相对较低 样品测试结果/表明含铝岩系形成于海相、海陆过渡沉积环境同时对环境敏感元素 统计分析表明含铝岩系形成于海陆过渡沉积环境/表明含铝岩系处于还原环境 综合本次成果研究九架炉组铝质岩系形成于还原的半咸水陆相沉积环境 古喀斯特特地貌控制了九架炉组的含铝岩系的规模古喀斯特岩溶盆地为铝质粘土岩的沉积提供了良好场所结合地球化学特征、沉积环境和古气候等进行分析为后续的矿产调查、勘查及综合评价提供科学依据关键词地球化学特征沉积环境含铝岩系九架炉组贵州大方金沙中图分类号 文献标识码 文章编号()引言九架炉组源于廖士范()命名于贵州修文县小山坝附近假整合或微角度不整合于九层坡灰岩之上
3、、整合于黄龙石灰岩之下的九架炉组铝铁岩系 年黄汲清改称九架炉层(贵州省地质调查院)但多数学者仍然沿用九架炉组(王中行 刘 功 欧 刘 平、贵州省地质矿产局贵州省地质调查院陈庆刚等)自 年以来在黔中地区九架炉组中发现铝土矿已有 个累计探明铝土矿资源量 万吨(中国矿产地质志贵州卷编委会)因此黔中地区九架炉组的研究深入程度较高包括沉积特征和主要沉积类型(高道德石善华)、古构造环境(周洪庆)、古孢子组合(刘灵)、找矿潜力(庄鹏等)、铝土矿矿物学特征(龙永珍)、成矿特征(李艳桃等)等均开展过不同程度的研究工作 近年来一些学者开始关注研究九架炉组含铝岩系中“三稀金属”等资源的富集机制和规律(凌坤跃等崔燚等
4、)随着新能源材料行业的迅速崛起含铝岩系作为“三稀金属”的赋存层位又一次成为行业研究的新热点 本文选择分布于大方金沙地区的九架炉组含铝岩系为研究对象系统开展地质剖面对比、地球化学分析和沉积环境探讨为下一步开展矿产资源评价和勘查提供重要的科学依据 区域地质背景研究区属上扬子地块黔北隆起区范围北西为毕节弧形褶皱带南东为织金穹盆构造变形区(贵州省地质调查院)(图)构造总体呈、向展布区内构造主要反映中生代以来的构造格局 区域地质构造主要表现为地壳的升降运动受加里东运动的影响隆起为陆在石炭纪初期处于陆相沉积环境形成了陆相残积成因的铁质粘土岩的古风化壳(位于底部)地层分区属黔北分区之毕节瓮安小区(贵州省地质
5、调查院)境内出露地层均为沉积岩最老地层为震旦系灯影组最新地层为侏罗系遂宁组及第四系 缺失泥盆系奥陶系、志留系、石炭系、二叠系等不全 成矿区带上属上扬子西缘(磷铝土矿硫铁矿煤)和煤层气成矿带中修文息烽遵义铝土矿带之西部(陶平等徐志刚等)图 研究区构造分区图(据贵州省地质调查院)()三级构造单元四级构造单元五级构造单元研究区范围 样品采集信息及特征 采样剖面特征本次研究区为金沙大方地区出露的九架炉组此 次 剖 面 测 量 条(、)金 沙 地 区 收 集 为 主 收 集 了 条(、)其中 资料来源于金沙县陶用粘土矿普查项目 根据剖面测量及工程揭露九架炉组为一套粘土岩、含豆(鲕)铝质粘土岩及铁质粘土岩
6、等组合(贵州省地质调查院刘功欧陈庆刚庄鹏等)厚度 (图)下面选择具有代表性的 条剖面(图)分别阐述含铝岩系在剖面上的变化特征 大方雨冲地区()上覆地层:梁山组():底部为深灰色炭质粘土岩往上依次为石英砂岩、粉砂岩、粘土岩厚 假整合九架炉组():灰色厚层粘土岩含少量鲕粒厚 浅灰色、灰色薄层含粉砂质、铝质粘土岩含少量粉砂质厚 浅灰色薄层粘土岩呈碎片状厚 褐黄色薄层粘土岩见大量硅质结合含少量粉砂质厚 浅灰色、灰色薄层铝质粘土岩见少量硅质团块厚 浅灰绿色薄层铝质粘土岩见少量硅质团块及铁质结核厚 浅灰、灰色薄层粘土岩局部见硅质团块厚 浅灰色薄层铝质粘土岩厚 灰色、浅灰绿色铝质粘土岩厚 假整合下伏地层:娄
7、山关组()灰色中厚层白云岩 贵 州 地 质 年 卷 图 研究区九架炉组及采样位置分布图 侏罗系三叠系二叠系九架炉组奥陶系寒武系地质界线断层九架炉组含铝岩系县界剖面测量位置及编号收集剖面及编号县(区)所在地乡(镇)所在地图 大方金沙地区九架炉组内部粘土岩、铝质粘土岩岩系柱状对比图 粉砂质粘土岩粉砂岩炭质粘土岩石英砂岩粘土岩白云岩铝质粘土岩采样位置及编号第 期 张明选等:贵州大方金沙地区九架炉组含铝岩系地质地球化学特征与沉积环境探讨 大方戛木小箐地区()上覆地层:梁山组():上部灰色中层石英砂岩中上部为灰褐色薄层粘土岩中部灰黑色薄层炭质粘土岩下部灰褐色、灰黑色薄层粘土岩、炭质粘土岩厚 假整合九架炉
8、组():灰色薄层粘土岩见大量植物化石碎片厚 灰色薄层粘土岩见大量植物化石碎片风化强烈厚 薄层粘土岩见植物化石碎片铁质侵染重厚 浅灰白色、灰色铝质粘土岩含植物化石碎片见少量硅质团块厚 假整合下伏地层:娄山关组()灰黄色薄厚层细粉晶白云岩 大方营华地区()为灰黑色薄层炭质粘土岩上部多为灰色、浅灰色粉砂质粘土岩及石英砂岩假整合九架炉组():灰色、浅灰色中层鲕豆状铝质粘土岩局部见植物化石碎片厚 灰色、灰黄及黄灰色薄层铝质粘土岩从上至下铁质侵染减少局部见灰绿色铝质粘土岩底部见厚 的棕红色铁铝质厚 灰色、浅灰色铝质粘土岩风化较强烈底部见铁铝质粘土岩厚 假整合下伏地层:娄山关组()灰黄色薄厚层细粉晶白云岩
9、金沙火秋里地区()上覆地层:梁山组():底部为一层黑色劣质煤中下部多为灰黑色薄层炭质粘土岩上部多为灰色、浅灰色粉砂质粘土岩假整合九架炉组():灰色、浅灰色铝质粘土岩厚 灰色含砾铝质粘土岩厚 灰色、浅灰色薄至中层铝质粘土岩厚 灰色、灰绿色薄层粘土岩厚 棕红色铁铝质粘土岩含黄铁矿结核厚 假整合下伏地层:娄山关组()灰黄色中厚层细粉晶白云岩 金沙陶家湾地区()上覆地层:梁山组():为灰黑色薄层炭质粘土岩上部多为灰色、浅灰色粉砂质粘土岩假整合九架炉组():浅灰、灰色薄层铝质粘土岩厚 灰色薄层粘土岩含少量植物化石碎片厚 棕红色铁铝质粘土岩含黄铁矿结核厚 假整合下伏地层:娄山关组()灰黄色薄厚层细粉晶白云
10、岩 金沙安底地区()上覆地层:梁山组():深灰、黑色薄层炭质粘土岩厚 假整合九架炉组():灰色、深灰色薄层砾岩主要为风化残积物组成厚 浅灰色中层铝质粘土岩厚 灰色中层铝质粘土岩见岩屑厚 假整合下伏地层:娄山关组()灰色中厚层白云岩 岩石学特征据前阐述研究区岩性组合较复杂且厚度变化大毕节千溪地区 大方地区 金沙大田地区 金沙安底地区 大致以金沙大田为中心在平面上地层厚度整体变化趋势自北向南、由浅至深逐渐变薄岩性组合自上而下为粘土岩(含少量植物化石碎片)含铝质粘土岩(鲕豆含量由上至下呈逐渐减少趋势)致密状铝质粘土岩铝质粘土岩、粘土岩含铁铝质粘土岩因此所处区域不同则厚度变化及岩性也存在一定程度的差异
11、组成矿石的主要矿石矿物为一水硬铝石含量约 粘土矿物含量约 次要矿物成分:黄铁矿含量约 微量组成组分为陆源碎屑、石英、铁质含量 主要矿物粘土矿物颜色主要为浅色、灰绿色、黄灰色(图、)矿石自然类型主要为碎屑状、致密状少量呈土状矿石结构主要微泥晶结构、砾砂屑结构、显微鳞片结构、内碎屑结构等(资料来源:金沙县制陶用粘土岩普查)(图、)贵 州 地 质 年 卷 图 九架炉组典型岩石标本及镜下结构构造 分析方法及结果 分析方法检测方法采用 四酸消解法电感耦合等离子质谱/光谱定量检测测试仪器为 型电感耦合等离子体发射光谱仪测试结果精密度控制相对偏差()准确度控制相对误差()测试单位为贵州赛铂飞尔检测技术服务有
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