库鲁克塔格地区中寒武下奥陶统构造热液白云岩成因机理

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1、密级中国科学院大学博士学位论文崖鱼直竖搔地区生塞武：王舆陶缠掏遣：垫遗自云蚩廑固狃翌作者姓名：董尘坚指导教师：睦拭剑硒冠虽生国抖堂陡丛厦皇丝韭物堡班殛所学位类别：堡堂簋±学科专业：芷物堂!蚩五堂二芷庭堂培养单位：生国越堂瞳丝厦皇丝韭物堡班珏压2叭3年05月ByDongShaofengADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctor

2、ofPhilosophyInstituteofGeologyandGeophysics，ChineseAcademyofSciencesMay,2013中国科学院地质与地球物理研究所研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在医岱剑导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得史国料堂陵垫厦皇丝夔堑翌巫宜匮或甚鱼鱼塾直扭控的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确

3、的说明并表示谢意。论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。学位论文作者签名：签字日期：刃多年易月阳学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解生国型堂随丝厦皇丝韭物堡巫宜匮有关知识产权的规定，研究所有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文及论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅；生国型堂陵丝厘皇垫韭物翌巫塞压可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文(保密的学位论文在解密后适用本授权书)。保密论文注释：本学位论文属于保密范畴，保密

4、期限年，解密后适用本授权书。学位论文作者签名：参夕讳．导师签名：色仰认钞}签字日期：勿夕年7月彳相t签字日期：伽’毒6月尸昌摘要库鲁克塔格地区中寒武．下奥陶统碳酸盐岩中出现了广泛的白云岩化，但对这套白云岩的成因机理和分布，迄今为止还没有进行过系统性、综合性的研究，因此，本文通过详细野外调查、描述，碳酸盐岩岩相学和地球化学、流体包体测温的研究，分析了白云岩的空间分布及其与断裂．裂缝系统的关系，明确了原始的沉积环境，查明了白云石的组构类型、矿物共生成岩次序。结合元素地球化学、同位素地球化学和流体包体测温，探讨了白云

5、化流体的性质、来源及白云化作用发生的时限，并建立了构造．热液白云岩成因模式。研究表明，中晚寒武世一早奥陶世，库鲁克塔格地区为深海．半深海斜坡相沉积环境，主要沉积了一套由深灰．灰黑色钙质泥岩与薄层状／板状瘤状灰岩构成的深水低能碳酸盐岩组合，富含大量的正常海相底栖或浮游生物。这套微晶灰岩具有较高的锶含量(501．5ppm)、明显的iSCe负异常(0．63)以及与原始海水相似的同位素(碳、氧、锶)地球化学特征，很好地保存了原始海水的信息。白云岩主要由基质交代型和胶结型鞍形白云石两种类型白云石组成，呈不规则网状、似层状

6、或锯齿状分布，并残留有微晶灰岩斑块，雁列式微裂缝、斑马纹和角砾化构造发育，为典型的构造．热液成因白云岩。白云岩的分布与切穿基底的深大断裂关系并不密切，受其衍生的、与其斜交的次级断裂和围岩地层原始物性的共同控制。参考国际学术界通用的白云石成因结构分类方案，进一步识别出4种基质白云石和2种白云石胶结物。基质白云石包括：(1)残余拟晶白云石；(2)粉．细晶、直面、自形．半自形漂浮状基质白云石；(3)细一中晶、直面、自形一半自形基质白云石；(4)细．粗晶、曲面、它形基质白云石；胶结白云石包括：(1)细．中晶、直面、白形

7、．半自形白云石胶结物；(2)粗晶、曲面、鞍形白云石胶结物。微量、稀土元素分析发现，不同类型白云石具有较低的锶含量(平均36．13ppm)和轻稀土富集、微弱的Ce亏损配分曲线，说明白云石形成于地层埋深不大的成岩环境中。部分较为明显的5Eu正异常和略微向上凸的稀土配分模式指示了白云石的热液成因，而轻微的6Eu负异常是受到了围岩稀土配分模式或其它来源流体混染的影响。不同类型白云石的6”C、6竭O值分别介于．1．91～1．19‰和．12．53~．3．24‰之间，与宿主微晶灰岩具有严重的重叠性，具有典型的亲源性(亲源岩)

8、特征；而副Sr／酌Sr值介于0．7091-0．7114之间，具有明显的放射性，可能与白云化流体在运移过程中容纳了部分含泥质和／或长石质碎屑沉积物释放的富放射性87Sr有关。早期方解石胶结物的6BC、{ilSO值与白云石的碳、氧同位素几乎完全重叠，而库鲁克塔格地区中寒武．下奥陶统构造．热液白云岩成因机理87sr／86Sr值不具放射性，说明它们是白云化流体的后续产物，8‘7Sr／86Sr值