广西钦州石夹剖面晚泥盆世-早石炭世硅质岩研究及古沉积环境分析

摘要

钦州地区硅质岩对于恢复钦防海槽的演化史及其地球历史上五大生物灭绝事件之一的D-C生物灭绝事件研究具有重要意义。本文以晚泥盆世-早石炭世地层发育完整的广西钦州板城县石夹水库剖面硅质岩为研究对象，在野外剖面踏勘、实测和手标本特征观察基础上，通过硅质岩镜下结构、构造鉴定和岩性分类，从岩相学角度确定了石夹剖面硅质岩的成因类型；重点研究了硅质岩的主量元素、微量元素、稀土元素地球化学特征，结合区域大地构造背景，揭示了硅质岩的沉积环境与成因，探讨了钦州地区泥盆纪-石炭纪之交的沉积环境变化过程，论证了石夹剖面也存在Hangenberg事件和D-C生物灭绝事件。主要取得了以下研究成果：
　　1、广西钦州石夹剖面晚泥盆世-早石炭世硅质岩主要有隐晶-微晶质石英和球状、纤维状玉髓，含少量蛋白石、粘土矿物，大都为层状或似层状泥质放射虫硅质岩，镜下见有大量放射虫化石，Si/(Si+Al+Fe)，Al/(Al+Fe+Mn)，Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)和Fe2O3/TiO2等特征比值都属于生物成因硅质岩特征，在Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)图解和Al-Fe-Mn三角图解上，绝大多数样品的投影点均落在生物成因硅质岩区域。
　　2、在Fe2O3/(100-SiO2)-Al2O3(100-SiO2)、Fe2O3/TiO2-Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)和100×(Fe2O3/SiO2)-100×(Al2O3/SiO2)图解中以及(La/Ce)N-Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)成因判别图均表明，研究区硅质岩绝大多数样品的投影点均落在古大陆边缘盆地区，D-C界线上的个别点则落在洋中脊附近。
　　3、研究区硅质岩Ba、As、Sc元素相对亏损，Sb元素相对富集；U/Th比值大多小于1（平均0.84），总体表现出为非热水沉积硅质岩的地球化学特征；在硅质岩的La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10以及泥岩 La-Th-Sc的三角图解上，样品投点均落在被动大陆边缘区域，或被动大陆边缘与活动大陆边缘之间过渡地带。
　　4、硅质岩稀土元素组成大多具有Ce正异常（δCe为1.02~1.37），轻微的Eu异常（δEu为0.89~1.30），较高的(La/Yb)N（1.38~3.20），较低的(La/Ce)N（0.74~1.14），这些特征值与邻区的石梯剖面相似（胡丽沙等，2014），在泥盆纪-石炭纪之交存在δCe、(La/Yb)N降低，(La/Ce)N升高的突变现象。
　　5、分析相关显示，Al2O3与TiO2呈显著正相关，而SiO2与Al2O3、Fe2O3、TiO2、(La/Ce)N呈显著负相关，Al2O3、Fe2O3均与Cr、Ga、Nb、Ta、Th元素均呈正相关，说明陆源碎屑与海底热液两种来源的混入，降低了生物成因硅质岩的纯度。
　　终上所述，石夹剖面硅质岩总体属于生物成因，形成环境整体位于远离洋中脊的古大陆边缘盆地，泥盆纪-石炭纪之交，残留海槽因短暂扩展拉伸作用而受到海底热液影响，热液活动经历先强后弱的变化过程，下石炭统底部发育的灰黑色页岩是Hangenberg事件在石夹水库深水相剖面上的具体表现，海底火山热液活动是事件发生的诱因之一。

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第1章 绪言

1.1 论文选题的目的与意义

1.2 研究现状及存在问题

1.3 研究工作及拟解决的科学问题

第2章 区域地质概况

2.1 研究区自然地理及社会经济概况

2.2 区域地质背景

第3章 石夹剖面硅质岩地层发育特征

3.1 剖面地质背景及位置

3.2 地层发育特征

第4章 石夹剖面硅质岩岩石学特征

4.1 手标本特征

4.2 显微镜下特征

第5章 石夹剖面硅质岩地球化学特征及沉积环境

5.1 样品采集和分析方法

5.2 主量元素特征

5.3 微量元素特征

5.4 稀土元素特征

5.5 元素相关性分析

5.6 区域沉积环境探讨

5.7 D-C事件探讨

第6章 结论

参考文献

附表

图版说明及图版

个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文

致谢