秦岭硅质岩微矿物聚集体的特征、形成机制及对造山带演化的响应

This project will carry out field geological investigations on the cherts with different ages and occurrences occurring in the Qinling orogenic belt, China. Then modern analysis techniques will be used to study the micro-texture and micro-ingredients of local micro-mineral aggregates of SiO2 grains and coexisting minerals as well as the inclusions within them. The fine differences among them will be distinguished, and used to determine the key factors and conditions of their formation, such as the P-T- f O2, crystallization rate and driving force as well as the markers of micro-texture and micro-ingredients. The relationship between the micro-textures and micro- ingredients of chert and the geological environment and orogenic evolution will be discussed in detail. This study will certainly deepen the understanding of the geological and geochemical environment for the formation of chert as well as the evolution of the Qinling orogenic belt. It may also be expected to provide signifant experience to study chert and micro-texture and micro-ingredients in other areas.

利用现代分析测试技术，在野外考察的基础上，分析秦岭造山带不同时代硅质岩微矿物聚集体中SiO2晶粒、共生矿物及包裹体的微结构、微成分，厘定它们的精细信息的差异及形成的关键性制约因素和条件，包括局部晶粒形成所需的温度、压力、氧逸度条件及结晶速度，晶粒联结所需的驱动力及媒介，已成多晶的保存条件，晶粒微结构、微成分的标型特征,标型矿物（组合）等，揭示精细微结构微成分对秦岭造山带不同时代硅质岩形成的地质地球化学环境以及秦岭造山带演化的响应。研究将突破国际上长时期以来将硅质岩看成一个"均匀"体系进行地球化学研究的局限性，加深对秦岭造山带不同演化阶段硅质岩形成的地质地球化学环境以及它们对秦岭造山带演化的响应的认识，同时亦可能为其他地区硅质岩的研究提供一个示范性研究案例。

秦岭是重要造山带和成矿带，硅质岩建造发育。由于硅质岩的地球化学高稳定性，对外部流体的改造具有高度的抵抗性，因而能较好地保持原始的沉积特征，是造山带地质演化信息记录的重要载体。本项目在野外考察的基础上，利用现代分析测试技术，分析了秦岭造山带不同时代硅质岩微矿物聚集体中SiO2晶粒、共生矿物及包裹体的微结构、微成分，厘定它们的精细信息的差异及形成的关键性制约因素和条件，揭示精细微结构微成分对秦岭造山带不同时代硅质岩形成的地质地球化学环境以及秦岭造山带演化的响应。结果显示，秦岭硅质岩矿物石英的结晶程度偏低且为紧密镶嵌结构，晶面平滑，菱角尖锐，呈不等粒状镶嵌结构，存在非晶氧化硅，并且孔洞发育，同生矿物有钡长石、黄铁矿和碳质等，具有热水沉积快速结晶特点。构造带内硅质岩中的石英均为低温石英（α-石英），但矿物的晶胞参数却存在差异。I类石英（空间群P3121(152)）的晶胞参数为a=b=4.913Å，c=5.405Å，Z=3；II类石英（空间群P3221 (154)）a=b=4.914Å，c=5.406Å，Z=3；III类石英（空间群P312(149)）a=b=4.903Å，c=5.393Å，Z=3。长晶轴石英来源于杂质元素的类质同象替代，而晶轴缩短则源于温度和压力作用导致的矿物晶轴发生调整（缩短）。硅质岩发育于以垂向沉积方式为主的水深相对较大、水体较宁静的缺氧环境，以及受洋盆喷口或断裂热水活动和陆源碎屑影响的有限缺氧洋盆环境。大规模热水活动开启于构造带的拉张（开）期而止于构造带的挤压（合）期，即构造开合为热水体系发育的阀门。硅质岩后期遭受多方面的改造。SEM和EPMA下可见长轴矿物的定向排布、裂隙中穿插的脉体、矿物颗粒絮状边界，XRD下可见石英矿物晶轴缩短，RAMAN分析显示石英颗粒结晶程度、有序度的变化和杂质元素的剔除。研究结果加深了对秦岭造山带不同演化阶段硅质岩形成的地质地球化学环境以及它们对秦岭造山带演化的响应的认识。发表学术论文13篇，其中在SCI刊物上发表6篇，培养博士毕业3人，硕士毕业4人。