贵州埃迪卡拉纪沉积磷矿床成矿作用

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单位贵州大学资源与环境工程学院;
来源中国矿物岩石地球化学学会第19届学术年会论文摘要集
出版年2025
摘要
在新元古代末期发生了一系列重大的地质历史事件,诸如Rodinia超级大陆解体、"雪球事件"、全球大规模成磷事件等。在全球大规模成磷事件背景下,扬子地块埃迪卡拉系陡山沱组不仅广泛发育海相沉积型磷矿床,同时也保存了具有重要科学研究价值的古生物化石,为早期生命的多细胞化、组织化提供了证据。贵州瓮安陡山沱组磷块岩矿床是此次成磷事件的典型代表之一,在磷矿层中保存大量三维立体化石,主要包括底栖的多细胞藻类、大型带刺疑源类、动物胚胎化石等类型。通过对贵州瓮安穿岩洞磷矿详细地野外地质调查与室内研究,发现该地区陡山沱组磷矿床上矿层底部磷块岩中沉积有数层球粒状磷块岩。以该岩石样品为研究对象,利用体视显微镜、光学显微镜和电子显微镜观察其显微结构特征。在显微镜下,球粒状磷块岩具有明显的生物结构特征,化石体形态多样,多呈圆球、次圆球、长椭球状;由于受到地质作用的影响,部分化石个体保存不完整,常见有壳体破损、化石表面的纹饰模糊不清等现象。通过对比分析认为化石主要包括多细胞藻类、Megasphaera球状化石以及可能从中脱落的单体细胞。磷块岩中富含P2O5、CaO,并且含有较高含量的SiO2,主要组成矿物为碳氟磷灰石;磷块岩中部分微量元素相对比较富集,Sr的含量为1235×10–6,Ba为828×10–6,远高于地壳平均值和碳酸盐岩平均值。此外,As、Zn、Cu等元素也相对比较富集,这些元素的富集反映出生物在磷块岩形成过程中的富磷作用。在此基础上,探讨该地区陡山沱组球粒状磷块岩形成过程中微生物的成磷作用。研究区球粒状磷块岩的形成是多细胞藻类生物、多细胞真核生物以及其他微生物共同富磷作用的结果,其形成过程主要可概括为:生物吸附大量的磷质,在其组织中聚集磷质,微生物死亡后,细胞内部吸附的成矿物质发生磷酸盐化,形成磷灰石;同时,微生物死亡降解过程中产生的各种氨基酸、甲烷、二氧化碳等气体以及磷质进入水体中,改变了水体环境,降解释放的磷质增加了水体中磷质含量,当海水中磷质达到饱和状态时,磷灰石发生沉淀。

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