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桂西南地区上泥盆统含锰岩系沉积特征研究

作　者: 张超
导　师: 伊海生
学　校: 成都理工大学
专　业: 地质学
关键词: 含锰岩系沉积特征桂西南上泥盆统聚类分析
分类号: P618.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

广西锰矿层位多,类型杂,分布广,储量居全国之首。其中桂西南地区占全省储量约70%,所以桂西南地区是我国重要的锰矿集中区。本区锰矿床主要分布于靖西县、天等县、德保县、大新县等地,锰矿类型按照成因分为沉积矿床和风化矿床两类。其中含锰矿层位较多,自元古界到白垩系已知含锰层位14个,其中以上泥盆统最为重要。桂西南地区上泥盆统含锰地层主要为榴江组和五指山组,其中榴江组以灰黑色硅质岩、硅质灰岩为主夹含锰矿层；五指山组为一套泥岩、硅质泥岩、扁豆状灰岩,夹含锰灰岩,含锰泥质岩及碳酸锰矿层2-3层。榴江组含锰矿层主要位于土湖一带,而五指山组为本区最为重要的含锰地层,下雷、新兴、巴荷、龙邦等地均产于该组地层中。本文根据我们对桂西南一带的下雷、胡润、龙邦、地州、巴荷等上泥盆统榴江组和五指山组含锰地层野外考察和实测剖面的室内详细研究,结合前人的资料,通过岩相古地理特征及地球化学分析手段,对本区的含锰岩系沉积特征进行研究。主要工作、认识和成果概括如下：1.收集、分析整理了桂西南地区关于研究区含锰地层的资料,发现研究区上泥盆统含锰岩系出露较少,其中同期异相的融县组占据桂西南晚泥盆世大部分区域。而含锰岩系榴江组及五指山组主要集中于研究区南部,且分布范围局限。据此确定了本次野外工作的具体实施方法,即针对不同相带布置相关地质剖面,以便了解不同相带沉积环境及含矿性。2.通过野外实地考察,室内资料整理和对比前人研究,认识到研究区内含锰岩系受沉积相带的控制规律明显,即锰矿的出现均在硅质岩及硅质灰岩岩系之中,泥晶灰岩和白云岩中未发现锰矿。结合单剖面沉积相分析和沉积相横向对比,发现含锰岩系无论是榴江组还是五指山组,其含锰岩系的沉积均在水动力较弱的台沟环境中,认为研究区内含锰岩系的分布与台沟相的展布具有密切的关系。而利用野外实测含矿段自然伽马数据显示,含锰岩系的沉积环境为氧化还原界面上下,沉积水体约为100m左右,结合剖面横向展布特征,提出研究区内的沉积相模式。3.研究区晚泥盆世共可以划分为三大沉积相区,分别为以靖西县为中心的中部半局限台地和以大新县为代表的东部半局限台地区,岩性以微晶灰岩、鲕状灰岩、白云岩为主,其中又进一步可以划分为鲕粒滩亚相、滩后泻湖亚相和台凹亚相,代表剖面为天等县龙马剖面、靖西县大根剖面和德保县岩通剖面；南部为下雷、胡润、龙邦范围内的台沟相区,岩性主要为硅质岩和硅质灰岩及泥岩,代表剖面为胡润剖面；环绕在台地与台沟之间的台地边缘斜坡相区,岩性以砾屑灰岩,扁豆状灰岩为主,又可以细分为上斜坡和下斜坡亚相,代表剖面为下雷ZK2305钻井岩芯。4.由于研究区含锰地层出露具有明显的分带性和局限性,在编制岩相古地理图件的过程中,运用优势相法和沉积相平面展布特征,结合遥感影像地层分析的方法,绘制岩相古地理图,对比大型锰矿床的沉积环境,发现下雷、胡润、龙邦等地区都是由于天然的障壁作用导致水体流动性较差,且由于桂西南地区晚泥盆世法门期区域性的拉张作用导致海退使锰质利于沉积,因此在研究区内易形成大型的锰矿床。5.系统的对锰矿石及硅质岩系进行微量元素分析,并使用SPSS软件对数据进行处理,结合收集到的非含锰岩系地球化学数据,进行聚类分析研究。Q型聚类发现,锰矿石与硅质岩系在微量元素上相似程度较高；R型聚类显示,锰矿石中Mn元素与Ga元素线性关系相关系数为0.95,为锰矿地球化学勘探提供指标。结合硅和碳氧稳定同位素分析,认为研究区锰矿床为陆源沉积型原生矿床,并且在初步成矿之后,受到低温热液富集作用,形成现今大型锰矿床。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-9
目录  9-11
第一章前言  11-19
  1.1 选题依据及研究意义  11-12
  1.2 研究现状及存在问题  12-14
    1.2.1 锰矿研究现状  12-13
    1.2.2 含锰地层研究现状  13-14
  1.3 主要研究内容和研究思路  14-15
    1.3.1 主要研究内容  14
    1.3.2 研究思路  14-15
  1.4 论文安排及进展  15-19
    1.4.1 资料收集  15-16
    1.4.2 资料整理  16
    1.4.3 论文工作计划及实施情况  16-19
第二章区域地质概况  19-30
  2.1 研究区位置  19-20
  2.2 区域构造  20-22
  2.3 区域地层  22-27
    2.3.1 地层沿革  24-25
    2.3.2 地层特征与时代  25-27
  2.4 区域锰矿床特征  27-30
    2.4.1 典型沉积型锰矿床地质特征  28-30
第三章研究区上泥盆统地层特征  30-54
  3.0 剖面部署  30-31
  3.1 剖面描述  31-41
    3.1.1 基干剖面  31-39
    3.1.2 辅助剖面  39-41
  3.2 沉积相类型及特征  41-47
    3.2.1 半局限台地相  42-44
    3.2.2 台地边缘斜坡相  44-46
    3.2.3 台沟相  46-47
  3.3 沉积相横向展布特征  47-51
  3.4 含锰岩系沉积环境及相模式  51-54
    3.4.1 古水深分析  51
    3.4.2 沉积相模式  51-54
第四章岩相古地理特征  54-66
  4.1 岩相古地理图编制流程  54-56
    4.1.1 基础图件资料收集及技术处理  54-55
    4.1.2 综合图件编图方法及具体实施  55-56
  4.2 岩相古地理特征  56-58
    4.2.1 地层结构平面展布特征  56-57
    4.2.2 遥感影像地层分布特征  57
    4.2.3 岩相古地理空间展布  57-58
  4.3 岩相、古地理与锰成矿的关系  58-60
    4.3.1 岩相类型与锰成矿的关系  58
    4.3.2 古地理与锰成矿的关系  58-60
  附图  60-66
第五章含锰岩系的地球化学特征  66-76
  5.1 微量元素聚类分析  66-71
    5.1.1 Q型聚类  66-68
    5.1.2 R型聚类  68-71
  5.2 稳定同位素特征  71-74
    5.2.1 硅同位素  71-72
    5.2.2 碳氧同位素  72-74
  5.3 锰矿床成因探讨  74-76
结论  76-78
致谢  78-79
参考文献  79-83
附表  83-89
攻读学位期间取得学术成果  89

桂西南地区上泥盆统含锰岩系沉积特征研究

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