四川盆地北缘下志留统龙马溪组重晶石发育特征及其地质意义

肖斌; 郭东旭; 王浩; 熊姝臻; 富向; 赵忠海; 李胜

doi:10.13278/j.cnki.jjuese.20230339

吉林大学学报(地球科学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (04) : 1137 -1153. DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20230339

四川盆地北缘下志留统龙马溪组重晶石发育特征及其地质意义

肖斌, 郭东旭, 王浩, 熊姝臻, 富向, 赵忠海, 李胜

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摘要

扬子板块北缘志留系黑色岩系中重晶石-毒重石成矿带的形成构造背景和成矿过程一直受到众多学者的关注。本文选择四川盆地北缘城口月亮坪剖面下志留统龙马溪组泥页岩中的重晶石矿物为研究对象，从岩石学、矿物学入手探讨重晶石发育特征，并结合锶同位素分析重晶石的成因及其反映的地质意义。结果显示：重晶石主要发育成岩作用为主的针状晶体、冷泉作用为主的较大粒径溶蚀状晶体、热液作用为主的树枝状晶体，以及生物作用为主的小粒径椭球体形晶体；重晶石结核以扁椭球体形顺层分布，存在同心分层结构、致密均一结构、龟裂纹充填结构，其成因以成岩作用为主，局部出现后期热液流体充填收缩缝形成的龟裂纹；层状重晶石的~(87)Sr/~(86)Sr值为0.708 4,反映其形成过程受到深部幔源(低~(87)Sr/~(86)Sr值)和围岩(高~(87)Sr/~(86)Sr值)的混染作用，推测其成因为深部幔源热液与冷泉(或成岩作用)共同作用的结果。研究认为：四川盆地北缘龙马溪组沉积时期为一个具有拉张构造背景的被动大陆边缘，在北大巴山发育同沉积断裂；在龙马溪组早期四川盆地北部斜坡区受到弱的拉张作用，断裂发育规模不大，形成间歇性小规模的冷泉渗流；在龙马溪组晚期拉张作用增强，断裂加深，产生重晶石黑烟囱，大量含Ba~(2+)和H_2S的热液进入海水中并在北大巴山地区形成重晶石矿床。