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湖南天门山寒武系牛蹄塘组底部生物成矿

郑世雯  
【摘要】:本文通过研究湖南张家界天门山一带早寒武世早期牛蹄塘组底部地层岩石及矿层岩石中所含化石,结合前人研究来探讨牛蹄塘组底部生物群组合及特征,研究其所代表的沉积环境,展开对该地区生物成矿作用的讨论。 本论文主要就湖南张家界天门山地区寒武系牛蹄塘组底部的黑色页岩进行研究,对天门山地区出露牛蹄塘组地层的剖面选择5条进行实地测量,分别为云盘剖面、后坪坑道剖面、后坪坑道南剖面大坪剖面和三岔剖面。通过对剖面研究,与现有资料进行对比,发现研究区寒武系牛蹄塘组下伏地层为震旦系灯影组,牛蹄塘组与灯影组呈假整合接触。震旦系灯影组主要发育灰白色厚层-块状白云岩,夹磷块岩及硅质岩。牛蹄塘组底部为黑色-灰黑色厚层-块状磷块岩,夹白云质透镜体和重晶石透镜体,偶有硅质岩,并含有磷质结核;向上为含矿层,以黑色碳质页岩为主,含有大量磷质结核;矿层之上为黑色厚层状炭质页岩和灰质页岩。 在对地层样品薄片及化石标本进行观察后,发现在牛蹄塘组底部矿层及矿层下部地层中含有一个海绵骨针化石、管状化石和藻类化石组成的生物组合,与已发现的牛蹄塘组“松林生物群”所含化石因子不同,因此推测,该生物群应不属于“松林生物群”。而该生物组合仅存在于矿石岩层与矿层下部地层中,显示矿层形成的环境与上下地层所处环境不同,可能是一次突变事件,该生物群所显示的环境为缺氧的浅水环境。大坪坑口剖面矿层下部含有重晶石矿层,其他剖面矿层中也出现少量重晶石矿物,而薄片中显示,重晶石矿物与黄铁矿化的藻类成层状分布。因此推测湖南天门山早寒武世早期的这次生物事件可能与热水沉积有关。 经过研究还发现,湖南天门山地区含矿地层与含矿地层下部地层中出现大量分散的海绵骨针结构、一些微小的细菌结构、似细菌结构和分散的浮游藻类矿化结构,这些都说明在成矿过程中有微生物的直接参与。可以认为,海生微生物在使海底沉积物中金属元素、微量元素、稀土元素富集成矿的作用中起到了一定作用的主导因素,是各种元素富集的主要因素之一。经过对样品薄片中化石的研究和对化石矿物结构的分析,结合前人的研究成果,推测湖南牛蹄塘组底部的镍钼矿属于生物吸附类型矿床。


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