目录

一、实习的目的和任务 ................................................................................................................... 1 1.1 实习目的 ................................................................................................................................... 1 1.2 实习任务 ................................................................................................................................... 1 二、实习区自然地理与经济地理概况 ........................................................................................... 2 2.1 自然地理 ................................................................................................................................... 2 2.2 经济地理 ................................................................................................................................... 3

2.2.1 行政区划 ...................................................................................................................... 3 2.2.2 交通状况 ...................................................................................................................... 3 2.2.3 旅游资源 ...................................................................................................................... 3 2.2.4矿产资源 ....................................................................................................................... 3 2.2.5 农业 .............................................................................................................................. 4 三、实习区地质概况 ....................................................................................................................... 4 3.1 地层 .......................................................................................................................................... 4

3.1.1 前寒武纪 ...................................................................................................................... 4 3.1.2 古生代 .......................................................................................................................... 5 3.1.3 中生代地 ...................................................................................................................... 7 3.2 岩浆岩 ...................................................................................................................................... 8

3.2.1 古元古代 ...................................................................................................................... 8 3.2.2 新元古代 ...................................................................................................................... 8 3.3 变质岩 ...................................................................................................................................... 8 3.4 构造作用及构造演化 .............................................................................................................. 9 3.5 矿产 .......................................................................................................................................... 9 3.6 区域地球化学异常特征 .......................................................................................................... 9 四、实习内容、工作方法及完成情况 ......................................................................................... 10 4.1 野外实习 ................................................................................................................................ 10 4.2 室内实习 ................................................................................................................................ 11 五、初步认识 ................................................................................................................................. 12 5.1 勘察地球化学 ........................................................................................................................ 12

5.1.1 金和铜元素背景值与异常下限的确定 ..................................................................... 12 5.1.2 金和铜元素异常分布特征......................................................................................... 12 5.1.3 元素组合特征............................................................................................................. 14 5.1.4 综合异常评述............................................................................................................. 15 5.1.5 汞气异常剖面图......................................................................................................... 16 5.2 基础地质特征与研究意义 .................................................................................................... 16

5.2.1 简单论述新元古代的“雪球事件” ......................................................................... 16 六、总结......................................................................................................................................... 19 6.1 体会与收获 ............................................................................................................................ 19 6.2 建议 ........................................................................................................................................ 19 七、致谢......................................................................................................................................... 20 八 参考文献 ................................................................................................................................... 20

报告附图......................................................................................................................................... 21 1、采样点位图 .............................................................................................................................. 21 2、金和铜元素地球化学等值线图............................................................................................... 22 3、金和铜元素地球化学异常图................................................................................................... 24 4、组合异常图 .............................................................................................................................. 26 5、重点异常剖析图 ...................................................................................................................... 27

一、实习的目的和任务

1.1 实习目的

本次教学实习主要是我们地球化学本专业的专业实习，实习地点为秭归县及周边地区（黄陵地区）。

本次实习是在地质基础课、地球化学专业基础课三年室内理论教学和北戴河、周口店野外教学的基础上，针对地球化学野外工作方法开展的教学实习，实习的地点为秭归县及周边地区（黄陵地区）。实习的目的主要有下面几个方面：

通过这次实习，以期达到将室内教学所学习的地球化学和勘查地球化学基本原理与野外地质工作方法相联系。

了解扬子克拉通（或称华南陆块）不同时代主要地质单元的地质特征，因为秭归县位处华南陆块古老结晶基底核部，新生代穹窿构造使得区域内较完整地出露了从太古宙到显生宙不同性质的地层和岩浆岩地质单元；江侠地形深度切割的有利条件使得本地区成为我国华南新元古代至古生代地层众多标准地层剖面的所在地。

1.2 实习任务

教学实习的任务主要有三部分组成：区域地质特征、基础地球化学和勘查地球化学野外工作方法。

区域地质特征主要认识华南太古庙-古元古代陆核高级变质区岩石组成与空间分布；华南陆块南华-震旦纪地层划分与岩性特征等。

基础地球化学主要包括学习并应用地层地球化学研究的野外观察与样品采集方法，岩浆岩的野外观察与样品采集方法，地层和侵入岩风化壳剖面观察与样品采集方法等。

在区域地质特征和基础地球化学工作方法的实习过程中，将基于所观察到的实际地质现象，提出基础地质问题，并针对所提出的问题设计出地球化学研究思路和与之相对应的野外地质-地球化学工作方法。

勘查地球化学的实习任务主要有矿区外围勘查地球化学土壤采样方法、水系沉积物采样野外工作方法，农业地球化学土壤样品采样方法，水化学样品野外工作等。将着重要求对样品采集的规范与要求的掌握，针对研究目标的地球化学指标设计，以及现场-室内主要分析手段的训练和了解。

二、实习区自然地理与经济地理概况

2.1 自然地理

秭归县位于湖北省西部，川、鄂交界的长江西陵峡两岸，三峡大坝工程坝上库首。

秭归县地理坐标为东经110°18′-111°0′，北纬30°38′-31°11′。东与宜昌交界，南同长阳接壤，西邻巴东，北接兴山县。东西最大距离66.1千米，南北最大距离为60.6千米。

秭归为大巴山、巫山余脉和八面山坳合地带。长江流经巴东县破水峡入境，横贯县境中部，流长64千米，于茅坪河口出境，把秭归分为南北两部，构成独特的长江三峡山地地貌。境内地形起伏，层峦叠峰，地势为四面高，中间低，呈盆地形。东部边境扇子山海拔1920米；南部边境云台荒海拔2057米（县境最高峰），茅坪河口海拔40米（县境最低点）。

秭归属于鄂西南山区，属亚热带季风气候年平均气温大于等于10℃的活动积温为5723.6℃，年最冷月平均温度为6.5℃，年无霜期为306天，降雨量为1000毫米左右，空气相对湿度72%，年日照时数1631.5小时，是湖北著名的

冬暖区和甜橙栽培的最佳适宜区。三峡工程建成后，冬季平均增温0.3—1.3℃，夏季平均降温0.9—1.2℃，气候条件将更有利于脐橙生产。

2.2 经济地理 2.2.1 行政区划

秭归县面积2427平方千米，人口42.3万人，汉族为主。秭归县辖7个镇、5个乡，共有6个居委会、186个村委会，县人民政府驻茅坪镇。

2.2.2 交通状况

秭归水陆交通发达、纵横交错，全县公路通车里程2000多公里，有7条出境公路通达全国各地是渝东鄂西的交通“咽喉”与物资集散地。向西有小三峡漂流，东到三峡大坝、葛洲坝、三国古战场浏览，南去长江请江巴人故乡做客，北区昭君故里及神农架探秘。

2.2.3 旅游资源

秭归山川秀丽，风景如画。西陵峡雄奇壮美，兵书宝剑峡、牛肝马肺峡、崆岭峡驰名天下，还有清澈的香溪河，俊秀的四溪竹之旅、九畹溪探险漂流、道教五指山，神秘的古悬棺更是为中外游客为之倾倒。其自然景观与人文景观交相辉映，令人流连忘返。秭归县名胜古迹还有乐平里屈原故里、屈原庙、读书洞、照面镜等。随着三峡工程的兴建，距大坝一公里处的秭归新县城已建成集大坝雄姿、高峡平湖风光、屈原故里风情、库区移民新城为一体的旅游观光胜地和三峡地区最大的游客集散中心。

2.2.4矿产资源

矿藏资源有煤、铁、铜、磷、硅石、重晶石等，尤以煤炭质好，而在华南三套黑色炭质页岩（陡山沱组、水井沱组、庙坡组）中的页岩气是未来能源的一个

巨大储库。

2.2.5 农业

秭归地区受山区立体气候影响，农业呈垂直分布，农产品丰富，主要农作物有：水稻、玉米、红薯、芝麻、柑橘等等。其中秭归被称为“中国脐橙之乡”，已成为了享誉国内外的知名品牌，主要品种有：伦晚、纽荷尔、长红等。

三、实习区地质概况

3.1 地层

位于扬子克拉通核部的峡东地区出露了华南路块较完整的各时代地层，其中最古老的基底岩系为崆岭杂岩。

3.1.1 前寒武纪

1. 中—新太古代

黄陵地区崆岭杂岩主要由太古宙高级变质岩系组成。它出露在扬子克拉通核部，而后被黄陵岩体侵入并覆盖大部分。

主要岩石为泥质岩变质而来的片麻岩（主要为一套副变质岩），片状矿物与粒状矿物定向排列，形成片麻理，还可见因为变质原因形成的石英岩、变质泥岩等。

受后期黄陵岩体的侵入影响，在与岩浆岩的接触带上，由于部分熔融发生了混合岩化（黑白相间，白色矿物主要为长英质，为脉体部分；黑色矿物主要为黑云母、角闪石，为基体部分）。

（混合岩） （片麻岩）

2. 南华-震旦系

黄陵地区为华南陆块南华纪和震旦纪地层标准剖面所在地。完整的华南纪自下而上划分为下统莲沱组，上统古城组、大塘坡组、南沱组，与下伏前南华纪地层或晋宁期岩体呈角度不整合接触。

在我们的观测路线上没有看见南华系的古城组与大塘坡组。

莲沱组为一套紫红色的中到厚层状砂岩、含砾砂岩，下段含透镜状泥岩。南沱组为黄绿色含砾冰碛泥岩，中下部偶夹泥岩及粉砂质透镜体。陡山沱组以白云岩为主，中部可见硅质岩或燧石团块。灯影组以微晶白云岩为主。

3.1.2 古生代

1. 寒武纪

水井沱组底部为黑色炭质页岩夹白云岩，下部为灰色细晶白云岩、硅质灰岩与炭质页岩互层，中部为灰色细晶泥灰岩与薄板状泥灰岩组成韵律层对，上部为灰色薄-中厚层状泥灰岩与中晶白云岩，向上白云岩增多，与灯影组为平行不整合接触。

（锅底灰岩）

2. 奥陶纪

奥陶纪地层自下而上划分为下统南津关组，红花园组，大湾组，牯牛潭组，中统庙坡组和上统宝塔组。 3. 志留纪

志留纪地层围绕黄陵断穹、神农架穹隆周缘与奥陶纪地层相伴出现，与下伏奥陶纪五峰组整合接触。 4. 泥盆纪

区内泥盆系出露不全，缺失泥盆纪下统，仅见泥盆纪中上统，与下伏志留纪纱帽组平行不整合接触。泥盆纪地层以黄陵杂岩周缘出露较好，神农架穹隆东南部和长江沿线背斜核部亦有出露，地层厚度70-160米。 5. 石炭纪

峡东地区石炭系发育不完整，厚度仅100米，露头较差，化石丰富。石炭纪划分为长阳组，梯子口组，高骊山组，和州组，大埔组，黄龙组，船山组，与上覆二叠纪地层呈平行不整合接触。 6. 二叠纪

峡东地区二叠系分布于秭归境内，自上而下划分为早二叠世栖霞组，茅口组，晚二叠世吴家坪组，长兴组。

3.1.3 中生代地

中生代分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪，长江三峡东部地区三叠系主要分布在黄陵背斜东西二侧。三叠系发育齐全，侏罗系分布于黄陵背斜西侧的秭归盆地，白垩系发育良好，层序较全，地层厚度约4600米。

在郭家坝码头及坐船途中，我们观察了中生代侏罗纪地层及其岩性特征。 侏罗纪地层总体上为一套陆相碎屑岩，可观察到紫红色的泥岩—粉砂岩，灰绿色泥岩—页岩—粉砂岩，其中可见大量的笔石、双壳类、植物碎片化石。

黄陵及周边地区区域地质图

3.2 岩浆岩

黄陵地区最早的岩浆岩应为崆岭杂岩太古庙TTG片麻岩和斜长角闪岩，这些岩石是扬子克拉通结晶基底的组成部分。黄陵地区其它时期的岩浆岩主要为古元古代和新元古代。

3.2.1 古元古代

目前在黄陵地区已识别的古元古代岩浆岩在规模上十分有限，且均为侵入关系分布于北部崆岭变质杂岩中。 1. 圈椅埫钾长花岗岩

岩体近等轴状岩株产出，主要由中—粗粒斑状钾长花岗岩组成。 2. 基性侵入岩株

围岩为英云闪长岩，该岩脉具典型的灰绿结构，粒度较细，主要造岩矿物为辉石和斜长石，少量角闪石、黑云母和钛铁矿。

3.2.2 新元古代

按侵入关系由早到晚，黄陵杂岩体划分为三斗坪、黄陵庙、大老岭和晓峰4个岩套。三陡坪-黄陵庙岩体以石英闪长岩为主，大老岭由二长花岗岩和花岗闪长岩为主，晓峰岩套指浅成侵入相-次火山岩相富钾低钙花岗岩系。

3.3 变质岩

此次实习地区出露的变质岩主要为崆岭高级变质岩，分布于黄陵背斜核部，出露零星，以区域变质岩为主，变质原岩的形成时代为太古宙至古元古代，主要岩性由TTG片麻岩、斜长岩闪岩、副变质岩和少量花岗质片麻岩、大理岩组成以及因为岩浆作用发生的混合岩化。

3.4 构造作用及构造演化

本区大地构造以城口一房县断裂为界，北属秦岭褶皱系，南为扬子准地台。实习区位于扬子准地台的东部，地台内主要二级构造单元有四川台坳、八面山台皱带、大巴山台缘褶皱带及江汉一洞庭坳陷。

本区基本构造框架主要是在侏罗系末的燕山运动作用下形成的。大致以黄陵地块古老的结晶岩基底为核心，周围发育一系列弧形褶皱，如北面的大巴山、大洪山弧形褶皱带，西南及南面的上扬子台褶带，北东面的八面山弧褶带及长阳褶皱带等。

在野外实习过程中我们明显可以看到褶皱及断裂等构造。

3.5 矿产

实习地区发育有金、铅锌、磷、钒等矿产。

我们在路线八对月亮包金矿床进行了实地观测与学习。矿区内广泛出露闪长岩以及少量花岗质岩脉、辉绿玢岩脉和石英脉等脉岩，在闪长岩中，局部包含有结晶片岩捕虏体。区内脉岩较发育，主要有花岗岩脉、辉绿玢岩脉、长英岩脉、石英脉等，均穿插于区内的岩长岩体中。与矿化有关的蚀变有：硅化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、钾化、碳酸盐化。

3.6 区域地球化学异常特征

根据1:20万水系沉积物测量金异常图可以知道，Au元素的异常主要分布在崆岭结晶基底与黄陵岩体的接触带上，其异常规模大，分带明显，具有明显的找矿远景。

1:20万水系沉积物测量金异常图

四、实习内容、工作方法及完成情况

4.1 野外实习

地球化学勘察根据其应用于不同地质、找矿阶段的目的、涉及的面积和要求工作的粗细程度大致可分为区域化探、地球化学普查、地球化学详查或异常检查。此次野外实习共8条路线和最后一天分小组进行水系沉积物的采集。

路线 1 地点 截流公园 时间 7.5 内容 1.了解三峡大坝选址的地质依据 2.三峡大坝的地质特征 1.对秭归陈家坝进行土壤样品采集并进行评价 2.定位坐标点，Hg气测量 1.以地球化学思想观察野外地质现象 2.研究黄陵岩套基本岩性及组合 3.开展岩浆产生机制的研究 1.观察三斗坪岩石组合、关系、特点 2.不同岩石类型之间的成因联系 3.三斗坪岩体岩性学上与黄陵庙间的差异，岩浆产生的地球动力学背景、过程 4.样品采集的方法 1.生态地球化学 2.以农业生态系统为研究对象，研究各元素对生态的影响及其反馈 1.观察超鎂铁质岩及半伴生的基性岩 2.大洋地壳与大陆地壳的区别 3.区分蛇绿岩与大陆环境的层状超鎂铁质岩，可采用的地化思想 4.不同板块地界的岩浆岩 5.变质岩基底、变质相 6. 1.南华纪莲沱组砂岩的特征及成因意义 2.南华纪南沱组地层特征及雪球事件 3.震旦纪陡山沱组黑色岩系及全球性缺氧事件 1.月亮包金矿的地球化学特征，思考矿床地球化学研究方法 2.了解矿山开采选矿过程中产生的环境地球化学 3.水系沉积物的采样方法 2 陈家坝 7.6 3 下岸溪 7.7 4 物流中心 7.8 5 邓家坡 7.9 6 薄刀岭-茅垭 7.11 7 高家溪-观景台-黄牛崖 7.12 8 月亮包 7.13

4.2 室内实习

室内实习内容主要有：

1.整理野薄及标本，处理样品。

2.完成秭归实习区1：5万地球化学普查设计报告及1.50000水系沉积物的采样点位图（见下图）。

3.据统计参数及原始数据生成以下图件：采样点位图、金和铜元素异常图、

金和铜元素地球化学等值线图、组合异常图（Au-Cu）、重点异常剖析图、实际材料图。

4.完成实习报告。

五、初步认识

5.1 勘察地球化学

5.1.1 金和铜元素背景值与异常下限的确定

将该区剔除离群样品后可得到背景值，异常下限一般根据公式C=C0+K×S确定，K为信度系数，选择合适的信度系数（一般K选择2），可利用grapher进行计算，得到如下表结果。

5.1.2 金和铜元素异常分布特征

Au和Cu的等值线图：

Au 为主成矿元素，也是最重要的指示元素，它的异常分布特征对找矿意义极大，从Au的地球化学异常图中可以看出，Au的异常很强烈，异常浓度中心显著，浓度分带非常明显，异常呈NW-NNW向排布，与区内断裂的走向一致。异常主要分布在黄陵背斜靠近核部的闪长岩中，是典型的岩浆岩侵入基底岩石使Au富集并通过后期裂隙中热液带出。统计在近100平方公里的区域内共发现6个异常区。

Cu作为重要的近矿元素可以间接对Au作出指示，同时也可以证明是否是矿化异常，可以发现Cu的异常与Au基本上是套和的，但范围较小。

5.1.3 元素组合特征

为了能更好地获得元素的共生关系，首先在statistic下进行R型聚类分析（见下图5-3），可以发现元素的组合特征：①Cu、Au ②Sb、Ag、Mo、Ni ③Hg、La、W ④Ba ⑤Pb 。

对于金矿，其伴生元素分为前缘元素为：Hg、As、Ag，后尾元素为：Ni、Mo、

Co，及矿体周围元素：Cu、Pb、Zn。

但通过上图的聚类分析并结合异常图与地质图是可以排除一些元素对于成矿区元素组合的干扰的，下面为对元素组合的具体分析：

（1）发现与Au元素相关性最好的是Cu，通过Cu可对Au异常作出指示，Au与Cu的异常均绝大部分分布在闪长岩体中，且Au异常范围大于Cu异常，还有一个明显特征就是Au与Cu的异常均沿着NW断烈的走向排布，由此说明Au与Cu的异常很可能受此断裂的影响；

（2）W、Hg、La、Pb的异常区也基本分布在岩体内，由于矿石内元素的分布不均与Pb元素强的迁移能力，造成Pb元素与其它元素弱的相关性。W（后尾元素）、Hg、La（前缘元素）应该在异常评价中引起足够重视

（3）Ni、Ba、Mo、Ag、Sb异常分布特征很相似，它们的异常区大都分布在震旦、寒武地层之中且沿着这几个地层的走向线排布，这些地层与沉积有关而热液关系较小，这种现象说明它们的异常与沉积作用有关而与热液岩浆作用基本无关，在进行Au异常评价中是可以剔除这些元素的影响的。

5.1.4 综合异常评述

将成因性质上相似、在空间上含量分布规律一致的一组元素，对各个元素异常采用逻辑方法进行异常范围的空间叠加形成的异常，其异常名称可表述为某元素的某类的综合异常。

为了在对异常评价中能更好地解释地球化学异常特征及成矿问题，在综合异常图的基础上，我们在我们设定的综合异常区进行了多元素的异常剖析，作出了重点异常剖析图。

5.1.5 汞气异常剖面图

5.2 基础地质特征与研究意义

5.2.1 简单论述新元古代的“雪球事件”

新元古代曾发生过强烈的全球性冰川作用，这种记录在我们的实习区有广泛的记录，本文结合前人资料与我们自己的观察全面系统的来回顾一下新元古代晚期全球性冰川作用存在的证据、特点。

对于此次全球性的冰川事件1992年，Kirschvink (1992)首次用“雪球事件”进行了解释：有利于全球出现冰川的条件是大陆板块基本上都聚集在中、低纬度地区，这就使得亚热带地区的反射率极大的提高，云层不再重要，热带地区大陆面积的增加加速了硅酸盐的风化，大

气中CO。浓度降低导致地表温度的进一步下降。与此同时，中、高纬度形成的冰川使海面降低，使部分大陆架和内陆海露出海平面，陆地面积增加，这进一步增加了地球的反射率，冰盖反射的结果最终使气候不稳定，使全球全部冰冻。地球能够从“雪球地球”返回，主要原因是板块构造驱动的长期碳循环使大气温室气体含量不断增加。

新元古代冰期事件主要通过以下三个方法进行识别和判断: ( 1)沉积物的成分、结构和构造, ( 2 )冰期前后沉积地层的碳同位素组成, ( 3)冰期之后地表水的氧同位素组成。沉积物的成分、结构和构造是认识冰川活动的重要地质证据。冰川在流动时会产生巨大的压力, 对冰川底部和两侧起着“挖掘”和“拔蚀”的作用, 从而形成较大的冰川砾石、漂砾和岩块。同时, 冰川携带着这些岩石碎屑对其下和两侧的岩层起着削刮、锉磨、研磨等磨蚀作用, 结果形成了粉砂级、甚至黏土级的细粒物质, 称为“冰川粉”。并在冰川所处的山谷谷底和两侧谷壁以及冰川携带的岩石碎屑上遗留下磨蚀痕迹, 即冰川擦痕和刻槽。由于冰川常常几乎无分选地携带和搬运走巨大的冰川砾石、漂砾和极细的冰川粉, 所以在冰川的不同部位常形成没有分选或分选性很差、成层性差、杂乱分布、岩性复杂的冰期沉积物。

化学沉积地层的碳同位素漂移是识别冰期前后水体成分变化的重要地球化学代理指标。新元古代冰期前后碳酸盐岩地层的碳同位素组成具有一定的变化规律, 尤其是研究程度较高的M arinoan冰期, 这种规律性更加明显: 冰期前碳同位素组成普遍为正值; 冰期发生前夕, 直到冰期结束后发生很大的负漂移, 并且有明显碳同位素负漂移的碳酸盐岩直接覆盖在冰成杂砾岩之上。Marinoan 冰期沉积之后, 其上直接覆盖了一层D13 C 很低的碳酸盐岩, 称之为帽碳酸盐岩(cap carbonate)。全球范围内几乎所有的新元古代冰期均与沉积岩中碳同位素负异常存在某种联系。然而, 并不是所有碳同位素负异常都与冰期相关联。许多学者已从沉积构造、元素组成和稳定同位素等方面对冰期之上负δ13 C 值的碳酸盐岩进行了大量研究, 并提出了不同的模型解释这种现象。

岩石氧同位素负异常往往与古寒冷气候或大陆冰川融水有关, 可能是古大陆冰川活动的新兴地球化学代理指标。众所周知, 大陆冰川水的D18O值与气候条件有关。当海水从海洋中蒸发形成淡水时, 含有16O原子的水分子较轻、振荡也较快, 因此更倾向于进入陆地上的云和雾中, 这样余下的海水相对富集18O, 而云和雾形成的陆地淡水相对富集16O, 并且陆地淡水的D18O 值随纬度或高度升高而逐渐降低( H oe fs,2009)。另一方面, 当液态水直接凝结成固态冰时, 18O 会优先进入固体的冰分子中(H oe fs, 2009), 这造成海洋冰川常比余下的海水相对富集18O。然而, 由于海水蒸发成淡水过程中, 氧同位素分馏要比气态或液态水凝结成固体冰雪过程中的氧同位素分馏大得多, 因此, 极端寒冷条件下, 海水的冰川化作用造成的大洋冰川与海水之间的氧同位素分馏很小, 大洋冰川的D18O值不会明显偏离海水的D18O 值。但是, 由海水蒸发作用形成的陆地淡水无论是否冰川化都会表现出负的D18O值。陆地上的大气降水为淡水, 其D18O 值不仅随纬度或高度升高而降低, 而且由赤道向两极逐渐降低。在极端寒冷的极地地区, 大气降水为的D18O 值可低达- 55j。因此, 陆地淡水异常低的D18O 值是大气降水或局部陆地冰雪融水的结果。地表岩石中如果出异常低D18O值的矿物, 则记录了曾经存在寒冷气候下的大气降水或大陆冰雪融水。

在上述的识别原则下我们对曾经发生在秭归地区“雪球事件”进行证据搜集，本地区存在这种证据记录的主要分布在新远古带的三个沉积地层之中，分别为莲沱组、南沱组、陡山沱组，下面就分别对这三套地层的证据作出解释。 （1）莲沱组

莲沱组上覆与黄陵杂岩体之上，呈角度不整合，称之为“晋宁运动”，及全球性的格林威尔运动，发生了Rodinia超大陆裂解。

莲沱组这套紫红色砂岩通常被认为是温暖、干旱气候条件下的陆相一滨海相沉积物岩性以紫红色的

一般认为细屑岩, 如粉砂质页岩等在弱水动力条件下经过较长时间搬运和分选的沉积物可以近似地代表物源区的岩石矿物组成。 所以我们选择莲沱组中上部粉砂质页岩作为研究对象。通过对细屑岩的值分析能够了解源区岩石的化学风化或化学蚀变程度, 推测那一时期古气候及气候变化。

莲沱组中上部样品的CIA值基本介于60-70之间, 平均值为63.4。从中部到上部, CIA值逐渐减小, 由70附近逐渐减小到60左右。从CIA值来看, 莲沱砂岩可能相当一部分是在寒冷干燥的气候条件下形成的；从中部到顶部CIA值不断降低, 化学蚀变程度不断地下降,

气候可能变得愈加寒冷干燥。因此, CIA值分析否定了前人认为那套紫红色的莲沱砂岩完全是在干热气候下形成的,从化学风化角度推测莲沱组中上部的砂岩是气候转冷, 并且变得愈加寒冷干燥的气候环境中形成。

莲沱砂岩不断降低的值趋势表明扬子地台正在不断地变冷,预示着南华大冰期的即将到来。从全球来看,这可能正是全球变冷的序幕,地球正向着“雪球地球” 假说预示的方向发展。

通过对凝灰岩层中锆石的年龄为654.5±3.8Ma ,限定了Marinoan冰期的最大年龄。 （2）南沱组

华南地区南沱组是Marinoan冰期最完整的记录，沉积物排列杂乱, 无定向分选,大小混杂、形态多样。磨圆极差, 多数未经磨圆; 而且富黏土杂基, 多为杂基支撑。砾石常见磨光面、“丁”字痕、压坑。尤其以略具定向的“丁”字形擦痕为最典型。发育有泥包砾结构, 即在砾石外有一层泥质或泥灰质薄膜, 厚度从小于1mm到数毫米, 脱开薄壳,砾石表面仍有擦痕(张启锐等, 1993)。沉积物中的细粒部分在压缩流动过程中发生脆性变形。沉积物中长石含量较高, 为20%~ 50%, 而且表面干净、新鲜棱角状,未受风化、蚀变、磨蚀, 这也是冰川发育区因气候寒冷、干旱,少化学风化和磨蚀, 并快速堆积埋藏的结果。石英砂中的石英颗粒呈棱角状,表面在扫描电镜下可看见贝壳状断口, 有一组近平行的磨蚀痕, 有“V” 形撞痕。 （3）陡山沱组

陡山沱组又称“盖帽碳酸盐”，沉积于新元古代冰碛岩之上,主要由微晶方解石和白云石等组成的相对均质的薄层状碳酸盐岩地层,直接覆盖在全球性冰川沉积物之上，是快速沉积的产物,表明了气候的突变，也就意味着冰期的结束，通过对三峡地区陡山沱组底部上方2m凝灰岩中锆石的U??Pb年龄是628.3±5.8Ma (尹崇玉等, 2005),九曲脑剖面陡山沱组底部帽碳酸盐岩之上2.5m处火山灰夹层中锆石的U??Pb年龄为621±7Ma ( Zhanget al. , 2005)。这些结果限定了中国华南地区南沱冰期的结束年龄。

Kennedy等认为盖帽碳酸盐岩与永久冻土层中天然气水合物分解甲烷的渗流有关。天然气水合物是由天然气(主要是甲烷)和水组成的一种类似冰状的固体物质,主要赋存于大陆边缘海底和极地永久冻土带,温度和压力的变化可导致天然气水合物的分解,释放出甲烷气,即形成甲烷渗漏。渗漏甲烷通过(细菌)氧化作用转变为二氧化碳,海水硫酸盐还原为硫化氢,与孔隙水中的钙、镁、铁离子结合,形成方解石、文石、白云石、黄铁矿等组成的冷泉碳酸盐岩沉淀。冷泉碳酸盐岩常发育一些特殊的组构,如溶蚀、平底晶洞、凝块等。由于冷泉碳酸盐岩的碳来源于水合物中的碳同位素极负的生物成因甲烷(δ13C甲烷:- 32‰～- 84‰),通常具有特别负的δ13C碳酸盐岩值( - 15‰～- 61‰)。

三峡“盖帽”白云岩三峡地区震旦系“盖帽”白云岩具有强烈负偏的碳稳定同位素数值。其成因与甲烷碳源有关。白云岩层内部发现了大量的重晶石自生矿物, 其硫同位素与现代海底天然气水合物背景下自生重晶石矿物的硫同位素值具有可对比性。野外观察发现白云岩层内部发育管状、穹隆状等类似海底冷泉喷出的构造。这些事实可基本上确定三峡地区震旦系陡山沱组底部的“盖帽”白云岩的形成与末元古代的天然气水合物背景有关, 这一结论与Kennedy等和Jiang等的观点一致, 进一步从自生矿物相上支持了“盖帽”白云岩的成因与水合物背景有关的观点, 是“雪球” 事件之后天然气水合物释放背景下的沉积物响应。

盖帽碳酸盐岩的成因与“雪球地球”的终结机制,及与Rodinia超大陆的裂解,以及之后地球上出现多细胞的后生动物,继而进入寒武纪“生物大爆发”等重大变化密切相关。因此,应该把地质历史上一系列的相关事件作为一个系统来研究,而对新元古代晚期盖帽碳酸盐岩成因的探讨,必将起到承前启后的作用。

六、总结

6.1 体会与收获

此次秭归实习作为我们地球化学的专业实习，比起以往几次都有所不同。首先，我们不仅仅再是认识性的基础实习，我们学会了运用地球化学的思想去解释一些地质问题。其次，这次实习更为全面，无论是环境地化还是岩石地球化学，我们在实习中都有涉及，并且有更为专业的老师给我们讲解，比如胡圣虹老师在邓家坡路线时为我们讲解生态农业地球化学，张宏飞老师在前几条路线给我们介绍了岩石的地球化学思想。从事地质工作的我们，学习各种相关的软件的必不可少的，例如Mapgis、surfer、grapher等等，这些软件虽然课堂中接触过，但是运用起来非常陌生，这次实习无疑加深了我们对这些软件的认识。对于水系物的采样，我们也是第一次亲身实践了，比起课程中学到的理论知识，这样更为深刻。

此外，不论是野外实习还是室内的整理、绘图，我们小组的组员们都非常团结，这是我们顺利完成实习的最大因素。

6.2 建议

1.希望老师可以在每一天野外实习前增加室内的学习，天给我们介绍第二天要实习的内容，因为指导书上的相关知识太少了，完全不能满足正常的学习需要。

2.实习基地可以多开几间教室供我们学习。我们实习期间只有一间教室对外开放，很多时候人都是满的，外面很热很晒，而且寝室也不方便小组开展讨论。

3.可以完善基地机房的条件。很多时候不开放，而且查找资料也不方便。 4.建议老师集中组织大家进行一次软件使用的交流。我们后期运用这些软件进行绘图的时候遇到了非常多的困难，往往要卡在那里很久很久也没有进展，然而问老师也不方便。

七、致谢

感谢几位老师在这半个月里的全程陪伴，不仅在专业知识上给了我们很多指导，而且在日常生活中对我们非常关心，给了很多帮助。

感谢秭归基地所有工作人员的辛勤付出，为我们创造了非常好的实习条件。 感谢我们组所有的成员，我们在实习中互相帮助，团结协作。

感谢那几位驾驶技术高超的司机，几条路线车程都超过了一小时，而且道路条件有时非常恶劣，司机们都能准时安全地接送我们，非常感谢！

八 参考文献

【1】凌文黎，李方林.地球化学专业实习指导书（试用第二版）,2011，1-43。 【2】桑康隆，马昌前.岩石学（第二版）

【3】冯东,刘芊.新元古代晚期盖帽碳酸盐岩的成因与“雪球地球”的终结机制.沉积学

报，2006,235-241 【4】蒋敬业，程建萍，祁士华.向武.应用地球化学.2005.

【5】赵彦彦,郑永飞. 全球新元古代冰期的记录和时限.岩石学报，2011,027（02）：545-565

报告附图

1、采样点位图

2、金和铜元素地球化学等值线图

3、金和铜元素地球化学异常图

4、组合异常图

5、重点异常剖析图