大阳城99AA

科研进展

大阳城99AA:铁质鲕粒矿物分异和成因机制研究新进展

发布时间:2024-06-28 打印

铁质鲕粒是指与碳酸盐鲕粒类似,但是以铁氧化物或鲕绿泥石等含铁矿物为包壳,以同心纹层结构为主的球形、椭球形沉积颗粒,是鲕铁岩及铁建造等铁质沉积(铁含量超过15wt%)中最特征的组分,也广泛发育在碳酸盐岩和碎屑岩等非铁质沉积中。

对铁质鲕粒的研究关系到深入认识地史时期的铁质沉积,具有重要经济价值以及古气候、古海洋和构造运动指示意义,但是目前对其关键控制因素和成因机制仍存在许多分歧。

中奥陶世晚期,铁质鲕粒沉积广泛发育在川西南、川南、滇东北、黔北以及陕南等地区,在宁南华弹一带富集,被称为宁南式铁矿,在非富集区则以透镜状或层状产出于砂岩、粉砂岩和灰岩中,其良好的出露和多样化的赋存岩性为了解铁质鲕粒的形成机制提供了契机。

近期,大阳城99AA助理研究员栾晓聪和研究员詹仁斌,与加拿大萨斯喀彻温大学及西安大略大学的科研人员合作,在广泛踏勘和实测华南上扬区中上奥陶统的基础上,对不同古地理位置的铁质鲕粒及地层序列开展了沉积学和岩石矿物学的研究。研究成果先后分别发表于国内地学核心期刊《地层学杂志》、国际沉积学领域专业期刊《沉积学》Sedimentology。

研究发现,该套铁质鲕粒沉积时代主要为达瑞威尔中晚期(中奥陶世),见于华南上扬子区中上奥陶统华弹组和十字铺组等代表的是呈马赛克状的浅海环境,由局限和半局限潟湖相、开阔海潮下带相以及滨岸相组成。

不同相区的铁质鲕粒具有结构和矿物组成上的分异,在川滇交界至川西南以鲕铁岩、砂页岩、灰岩形式产出,含铁矿物以赤铁矿(3价铁氧化物)为特征在滇东北川南黔北以及陕南川北多为灰岩,含铁矿物以鲕绿泥石(23价铁层状硅酸盐)为主。

赤铁矿和鲕绿泥石类型的鲕粒均形成于海平面快速上升时的环境转变期,区别在于受控于不同沉积过程,前者的沉积环境由局限环境向开阔环境变化,伴随着氧化还原波动相关的静止和侵蚀交替期,而后者形成于长期凝缩的半局限环境,具有交替出现的相对富氧状态和富营养化驱动的缺氧状态。

研究结果表示,周期性的环境变化是圈层形成的决定因素,而与不同沉积过程相关的氧化还原波动则造成了不同类型铁质鲕粒类型间的矿物分异,或受微生物如微需氧铁细菌和铁还原细菌等的生命活动控制和影响。

研究得到国家自然科学基金委项目和大阳城99AA先导专项等的共同资助。

论文相关信息:

栾晓聪, 吴荣昌, 王光旭, 魏鑫, 詹仁斌. 2022. 浅谈华南上扬子区中奥陶统铁质鲕粒沉积. 地层学杂志?46(1): 23-39.?https://doi.org/10.19839/j.cnki.dcxzz.2021.0043.

LUAN, Xiaocong, SPROAT, Colin D., JIN, Jisuo, ZHAN, Renbin. 2024. Depositional environments, hematite–chamosite differentiation and origins of Middle Ordovician iron ooids in the Upper Yangtze region, South China. Sedimentology. https://doi.org/10.1111/sed.13213.

华南上扬子区中奥陶统铁质鲕粒的形貌、矿物组成和赋存岩性

赤铁矿类型鲕粒的显微结构和组成

鲕绿泥石类型鲕粒的显微结构和组成

赤铁矿和鲕绿泥石类型鲕粒成因模式示意图


附件下载:

大阳城99AA(中国)有限公司