Estudio sobre rocas sedimentarias que contienen información sobre eventos de la Formación Proterozoica Yudongyu de las Tumbas Ming en Beijing

Song, Zheng y Zhang

El artículo original fue publicado en "Journal of Petrology and Mineralogy" , Volumen 19, 2000 Número 4; el libro ha realizado las siguientes modificaciones y adiciones: ① Se cambiaron las fotografías en blanco y negro en el texto original a fotografías en color ② Se agregaron eventos de desastres sísmicos representados por K2O, ∑REE, 226Ra, U, 187Os; /186Os, Pt e Ir El significado en el análisis de eventos es bastante diferente del texto original.

La Formación Proterozoica Dahongyu de las Tumbas Ming en Beijing ha sufrido un cambio drástico en la litofacies en una distancia de menos de 4 kilómetros, lo que de hecho es raro en el país y en el extranjero. De este a oeste, la sección de relaves se compone de roca silicificada brechada gris + lutita de toba limosa negra + arenisca estacional con feldespato amarillo, la sección de pico se compone de arenisca impura + dolomita arcillosa, y la sección de Deshengkou se compone de Está compuesta de dolomita arcillosa + arenisca estacional + toba. Este artículo sólo realiza un estudio sistemático sobre tres tipos de rocas en la Formación Dahongyu del perfil de relaves. Las características macroscópicas y microscópicas, la geoquímica y los datos de análisis geoquímico de isótopos muestran que la roca silicificada de brecha gris y la lutita de toba limosa negra de la Formación Dahongyu en la sección de relaves son rocas sedimentarias formadas por eventos sísmicos volcánicos, y las rocas silicificadas amarillas que las cubren son feldespáricas. Las areniscas se forman en ambientes costeros normales. Finalmente, se propone un diagrama de modelo de construcción de las rocas sedimentarias de la Formación Dahongyu que contiene información de eventos.

Las Tumbas Ming en Beijing son sitios históricos y lugares escénicos famosos. Durante un largo período de tiempo, se ha acumulado una gran cantidad de datos en el estudio de Yuanguyu en esta área, pero hay relativamente pocos documentos sobre la Formación Dahongyu del Sistema Changcheng. En Aolacao, en las montañas Yanshan, el área desde Jixian hasta Pinggu es la principal zona de desarrollo de la Formación Dahongyu. En particular, las rocas volcánicas están ampliamente distribuidas y son gruesas, hasta 400 metros en algunos lugares. Según los datos de medición de la cima de la montaña donde se encuentra el Servicio Geológico de Beijing, el espesor total de la Formación Dahongyu en el área de las Tumbas Ming de Beijing es de 80 m y no se encuentran rocas volcánicas. Los bloques de brecha de la Formación Dahongyu son grandes y presentan fenómenos de fusión y flexión, lo que indica que fueron afectados por eventos volcánicos y sísmicos. Dado que la intensa actividad volcánica durante el período Dahongyu ocurrió en el área de Pinggu-Jixian al este de las Tumbas Ming, la transgresión de la depresión de Yanshan Aola se extendió de este a oeste [8], y la brecha que se desplomó después de la silicificación por el agua caliente volcánica también se inclinó. tendencia hacia el este.

Tabla 1. Valores medidos y valores corregidos del ángulo de buzamiento de brecha (ángulo de buzamiento del estrato 152∠45°).

Figura 2 Diagrama de buzamiento y ángulo de buzamiento de la brecha silícea en la Formación Dahongyu (corregido según Tabla 1)

1 Características macroscópicas de las rocas

1.1 Brecha gris silicificada roca

La roca silicificada tipo brecha gris se ubica en el fondo de la sección de relaves, con un espesor de 1,8 m. Las brechas se presentan en diferentes tamaños y formas, incluyendo formas planas, irregulares y curvas fundidas (. Figura 3-a, b, c). La brecha máxima es de 30 cm y la mínima de 5 cm. Dispersos en la matriz de roca silicificada, generalmente duros y macizos. La roca silicificada en sí también está compuesta de partículas silicificadas en forma de arroz, frijol y banda, cuyo tamaño varía de 1 mm a 5 mm (Figura 3-d). Tanto la brecha como la matriz están compuestas esencialmente de sílice.

1.2 Esquisto de toba limosa negra

La roca es dura y delgada, con un espesor de una sola capa de 2 a 3 cm, y un espesor de afloramiento de unos 12 cm. sobre la capa de roca silicificada de brecha. En cada capa de lutita limosa, hay ranuras de contracción del pegamento escalonadas. El ancho de las ranuras rectas es de 5 a 7 mm, lo que refleja las características de la contracción del pegamento bajo el agua y es obviamente diferente de las grietas secas ordinarias. Cabe señalar que este conjunto de lutitas de toba limosa negra no es visible en la sección del pico. Más tarde, el autor descubrió un conjunto de tobas en los cimientos de un sitio de construcción en el área de Deshengkou, al oeste de la cresta. La Formación Dahongyu produce combinaciones de litofacies completamente diferentes en una distancia de menos de 4 kilómetros de este a oeste, lo cual es increíble.

1.3 Arenisca estacional que contiene feldespato amarillo

La arenisca estacional que contiene feldespato amarillo ha sido cuarcitada y tiene una capa de espesor medio (unos 50 cm). Dado que no hay contacto directo con la lutita de toba limosa negra subyacente, las tendencias y los ángulos de buzamiento de los dos son consistentes y pueden considerarse como una relación de transición general. En la parte superior de la capa de arenisca se produce un estratificación cruzada de ángulo pequeño. Zhao et al. [9] creían que cuando se formó la Formación Dahongyu-Formación Gaozhuang, la hidrodinámica de las mareas en la superficie terrestre dominaba la formación y pertenecía a un ambiente de banco de aguas poco profundo, lo que era consistente con las condiciones de formación de la cruz de ángulo pequeño. -lecho.

2 Características microscópicas de las rocas

Los restos del alga Oscilador. Se encuentra en rocas silicificadas de brecha [10, 11], y la autigenita tobácea se encuentra en lutitas tobáceas limosas [2]. Los nuevos resultados de la investigación se presentan a continuación.

Figura 3 Rocas sedimentarias con información de eventos en las Tumbas Ming de Beijing: roca silicificada de brecha y limolita tobácea.

2.1 Roca silicificada de brecha

La roca silicificada se compone de gránulos silicificados de 1 a 2 mm. A menudo se encuentra una capa de puntas de mineral de hierro esparcidas alrededor del núcleo del gránulo, entre las que se encuentra la ilmenita. cristal. La periferia de las esférulas silicificadas está compuesta por cilindros radiales sincronizados en el tiempo de 0,1 a 0,2 mm, con tiras irregulares de puntas de micrita y dolomita que quedan alternativamente.

Los restos del género Fluke sólo se encontraron en una roca silicificada con forma de ojo, que se estima que son restos de una piedra de nucleación de algas.

2.2 Esquisto de toba limosa negra

Las franjas discontinuas muestran la estructura del lecho, la dislocación local de microcapas y las vetas ciegas de licuefacción de arena, que muestran estructuras sedimentarias exclusivas de los eventos sísmicos. Características[12]. El tamaño de las partículas es arena limosa gruesa (0,1 ~ 0,05 mm), las partículas clásticas son fragmentos de cristales de feldespato y esquisto, y el relleno de la matriz de toba representa más de la mitad. La toba es arcilla cristalizada y su estructura es obviamente diferente de la toba de la Formación Dahongyu en Deshengkou. El diagrama de probabilidad del análisis del tamaño de partículas es una suspensión y el coeficiente es:

MD = 3,75φ (≈0,07 mm)

mz = 3,77φ (≈0,065 mm)

σ1=0.54

SK1=0.05

Kilogramo=0.83

La redondez promedio Po=1.54, que es subangular;

El coeficiente de estructura integral Td = 9,93, que pertenece al nivel inmaduro [13, 14].

2.3 Arenisca de feldespato amarillo

Las partículas clásticas son principalmente partículas finas de 0,15 mm, que contienen una pequeña cantidad de arena gruesa mayor de 0,25 mm, que representan el 85% de la roca formativa. minerales, el feldespato representa el 15%. Los feldespatos son feldespato potásico degradado y plagioclasa, y algunos son fragmentos frescos de feldespato rayado. Contiene una pequeña cantidad de minerales pesados ​​como la apatita, y aparece una pequeña cantidad de tremolita metamórfica. El mapa de probabilidad de granularidad es una fórmula general para saltos de tres niveles y el coeficiente es:

MD = 2,75φ (~ 0,15 mm)

mz = 2,57φ (~ 0,16 mm) )

σ1=0.6

SK1=-0.48

Kilogramo=1.09

La redondez promedio Po=3.07, perteneciente a la ronda categoría;

El coeficiente estructural integral Td=68,29, que pertenece a la arenisca madura [13, 14].

3 Características de la composición química de las rocas

Para aclarar la reacción de las rocas sedimentarias sobre las características geoquímicas, este artículo utiliza petroquímica, elementos de tierras raras, espectro de energía γ, espectro de plasma y silicio Fueron estudiados comparativamente mediante análisis de isótopos.

3.1 Análisis petroquímico

La lutita negra de toba limosa es evidencia directa de eventos de sedimentación volcánica. La actividad volcánica proterozoica se caracterizó por rocas alcalinas y el contenido de K2O fue el componente químico más sensible. El contenido de K2O en el área de Jixian es del 7,92% al 11,93%, el área de Deshengkou es del 10,26%[3] y el área de relaves a 4 km de distancia es del 12,73%. Ren Fugen cree que la Formación Dahongyu en el condado de Jixian contiene los productos de cuatro fases de actividad volcánica, principalmente lava, brecha volcánica y toba, todas las cuales tienen las características de alto contenido de potasio y bajo contenido de sodio [6]. Según la investigación de Bai Zhimin et al. (1999) [15], el área de Pinggu es el lugar donde las rocas volcánicas de la Formación Dahongyu se concentran más en el área de Yanshan. Las rocas volcánicas ricas en potasio están intercaladas con arenisca estacional y dolomita, con un espesor de hasta 400 mm. En comparación con el contenido de K2O, el contenido de toba limosa en los relaves también es mayor que el de las rocas volcánicas ordinarias (Tabla 2). .

Tabla 2 Comparación de composiciones químicas de rocas volcánicas de las Tumbas Ming en Beijing y la Formación Dahongyu en el condado de Jixian (wB/%)

3.2 Análisis de elementos de tierras raras

Zheng Jun et al. (1999) [19] discutieron las características de los elementos de tierras raras de las rocas sedimentarias del evento de la Formación Dahongyu. Este artículo sólo analiza las tres capas de rocas de la Formación Dahongyu en el área Taiwei de las Tumbas Ming (Tabla 3).

Tabla 3 Datos de análisis de elementos de tierras raras de las tres capas de rocas en la Formación Dahongyu del perfil de relaves (wB/10-6)

Como se puede observar en la Tabla 3 y Figura 4, la arena limosa volcánica El contenido total de tierras raras en la toba es el más alto (∑REE=222,0×10-6), seguido de la roca silicificada de brecha (∑REE=123,2×10-6).

Aunque el principal componente diagenético SiO2 _ 2 es cercano al de la arenisca, la cantidad total de tierras raras en la arenisca es la más pequeña (∑REE=54,2×10-6), lo que indica además que las dos primeras son deposición de eventos y la última es deposición normal. Eu/eu* son 0,62, 0,64 y 1,07 respectivamente, lo que también ilustra la estrecha relación entre los dos primeros. También se puede ver en la Figura 4 que tanto la lutita de toba limosa como la roca silicificada de brecha tienen una pérdida de Eu obvia, mientras que la arenisca no es obvia.

Figura 4 Mapa de distribución estandarizado de condritas de elementos de tierras raras en las tres capas de rocas de la Formación Dahongyu de los relaves.

(1) Roca silicificada de brecha; (2) Esquisto de toba limosa; (3) Arenisca estacional

3.3 Análisis del espectro energético γ de las rocas

Multicanal El espectrómetro de energía gamma se utiliza para analizar esquisto tobáceo limoso, roca silicificada de brecha y arenisca. Los datos obtenidos (Tabla 4) muestran que los contenidos de Th, Ra, K y U en roca silicificada de brecha y lutita tobácea limosa son relativamente mayores que los de arenisca, lo que también muestra que las dos primeras son rocas sedimentarias incidentes con un carácter genético. relación, mientras que este último se forma en ambientes deposicionales normales.

Tabla 4 Datos del análisis del espectro de energía γ de las tres capas de rocas de la Formación Dahongyu en la sección de relaves

3.4 Análisis de elementos de metales preciosos

El análisis Los datos de los elementos de metales preciosos se muestran en la Tabla 5. Como se puede ver en la Tabla 5, la lutita de toba limosa contiene cantidades relativamente altas de elementos de metales preciosos, especialmente 187Os/186Os que alcanzan 1,013. Según datos de investigaciones extranjeras, cuanto más se acerca esta relación a 1, más relacionada está con los eventos geológicos [18]. Basándonos en datos de estudios geológicos, sacamos conclusiones consistentes.

Tabla 5 Valores de análisis de elementos de metales preciosos en la tercera capa de la Formación Dahongyu en la sección de relaves (wB/10-9)

Análisis del isótopo de silicio 3,5 (δ30Si)

Cola El valor analítico de δ30Si de la roca silicificada de brecha de la Formación Dahongyu en el área minera es de 0,1‰, lo que es un signo del origen de silicificación del agua caliente volcánica [7], mientras que los valores analíticos de δ30Si Los valores de los nódulos silicificados de la Formación Yangzhuang, la Formación Wumishan y la Formación Gaozhuang son respectivamente 2,7 ‰, 3,4 ‰ y 2,04 ‰, que son mucho más altos que los de la roca silicificada de brecha de la Formación Dahongyu.

Los nódulos silíceos rojos, verdes y amarillos contenidos en la Formación Yangzhuang están compuestos por Si terrestre, del que Fe3+ y Fe2+ también proceden de fuentes terrestres, y se intercalan con las formaciones de este grupo de margas dolomitas rojas. y arenoso Es consistente con el ambiente deposicional terrígeno como la dolomita. La Formación Wumishan del género Pseudomonas [11] es un símbolo típico de la zona intermareal, y su parte silicificada también proviene del Si terrestre; la piedra de nucleación silicificada de la Formación Gaozhuang se forma rodando después de que se rompieron los estromatolitos de la capa de algas y la parte silicificada. Es principalmente Lu Yuan Si [7]. Todos los siliciuros mencionados anteriormente tienen valores positivos, y solo el valor δ30Si de la Formación Dahongyu es 0,1‰, lo que refleja la influencia del Si volcánico.

Cabe destacar la correlación de los análisis petroquímicos, análisis de elementos de tierras raras, análisis de espectroscopía de rayos gamma y análisis de elementos de metales preciosos en la formación de eventos, especialmente K2O, ∑REE, 226Ra, U, 187Os/186Os, Relación de Pt e Ir. ①El contenido de K2O es del 10% al 12%. Generalmente es alto en las rocas sedimentarias del Proterozoico en el norte de China, e incluso es más o menos consistente con las rocas volcánicas en las áreas circundantes. Esta es una característica importante que indica la homología de las erupciones volcánicas en el período Dahongyu. ② El contenido de ΣREE es alto, especialmente ΣLREE es muchas veces mayor que el North American Standard Shale (NASC). El autor cree que las rocas sedimentarias ricas en potasio y tierras raras del Proterozoico del norte de China son un ejemplo de la capa fuente de la mina gigante de tierras raras en Bayan Obo, Mongolia Interior (Song et al., 2005) [16] ③ La aparición de anomalías de 226Ra en las rocas silicificadas de brecha de la Formación Dahongyu se debe a eventos sísmicos, lo que indica que Rn también experimentará anomalías. ④Las anomalías de Th en rocas silicificadas de brecha deben ser consistentes con las anomalías de Ra y Rn, representando un fenómeno común en eventos volcánico-sísmicos. ⑤La aparición de 187OS/186OS en la limolita de toba negra es uno de los reflejos de la información del evento; ⑥El Pt e Ir relativamente altos en la limolita de toba negra pueden deberse al mayor contenido de minerales pesados ​​en los clastos.

4 Discusión

La Formación Proterozoica Dahongyu de las Tumbas Ming en Beijing contiene depósitos provenientes de eventos geológicos. Las rocas silicificadas en brecha expuestas en el área de relaves son producto de una combinación de eventos como la silicificación volcánica y el choque de ondas sísmicas. La lutita de toba limosa negra que lo cubre está formada por los restos de cristales que hacen erupción los volcanes y son lavados por las olas, y la arenisca estacional que contiene feldespato que se encuentra encima es un sedimento costero normal (Figura 5).

Figura 5 Modelo sedimentario del evento de la Formación Proterozoica Dahongyu en las Tumbas Ming, Beijing

1-dolomita; 2-roca silicificada; 3-lutita limosa 4- Arenisca; -estructura de brecha; estructura de contracción de 6-pegamento; estructura de 7-capas transversales; 13-onda sísmica; 15-Intrusión de Si volcánico; 16-Incidencia de ondas sísmicas

Vale la pena señalar que en una distancia de menos de 4 km, desde la toba de la Formación Dahongyu en Deshengkou hasta la dolomita intercalada normal y arenisca en la cima de la montaña Hay un cambio de fase tan drástico a roca silicificada brechada + lutita de toba limosa + arenisca estacional en el área de relaves, lo que muestra que el impacto de la actividad volcánica que acompaña a los terremotos en áreas marinas poco profundas es muy desigual.

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