廣西南寧地區(qū)泥盆系硅質(zhì)巖地球化學(xué)特征及沉積環(huán)境_圖文

1、第25卷 第2期2007年4月沉積學(xué)報(bào)ACTA SED I M ENTO LOG ICA SI N I CA V o.l 25 N o 12A pr .2007文章編號(hào):1000-0550(200702-0239-07國(guó)家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):40372062資助收稿日期:2006-04-30;收修改稿日期:2006-08-17廣西南寧地區(qū)泥盆系硅質(zhì)巖地球化學(xué)特征及沉積環(huán)境王卓卓 陳代釗 汪建國(guó)(中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所 北京 100029摘 要 泥盆紀(jì)時(shí),廣西南寧附近發(fā)育了一套從早泥盆世埃姆斯期到晚泥盆世弗拉斯期末的硅質(zhì)巖建造,硅質(zhì)巖多為薄層,灰黑到黑色,至弗拉斯階上部變?yōu)榛尹S色,水平

2、紋理發(fā)育,常夾火山凝灰?guī)r或與之互層。這套硅質(zhì)巖S i O 2含量高(一般>90%,其他主量化學(xué)成分均很低(一般<5%。T Fe 2O 3和含量相對(duì)比較富集(平均含量3.32%,A l 2O 3、T i O 2、M gO 和M n O 相對(duì)貧乏(平均含量分別為0.71%、0.04%、0.10%和0.02%。常量元素Fe /T i 、(F e+M n/T i 和A l/(A l+F e+M n比值的平均值分別為91.65,92.12和0.25,微量元素T i/V 和U /T h 比值的平均值分別為4.57和4.09,其中U /T h 比值在弗拉斯期早期達(dá)到最大。這些數(shù)據(jù)說明,硅質(zhì)巖在形

3、成時(shí)受到了明顯的海底熱液活動(dòng)影響,而這種熱液活動(dòng)在弗拉斯期早期達(dá)到最強(qiáng),后逐漸減弱,而熱液活動(dòng)的強(qiáng)度可能主要受盆地裂解(或張裂作用的影響;因此,盆地拉張作用在弗拉斯期早期達(dá)到最強(qiáng),這與硅質(zhì)巖的空間分布是吻合的。關(guān)鍵詞 廣西泥盆紀(jì) 層狀硅質(zhì)巖 熱液活動(dòng) 盆地演化第一作者簡(jiǎn)介 王卓卓 女 1978年出生 在讀博士研究生 礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè) E -m ai:l m ooncry m a i .l i ggcas .ac .cn中圖分類號(hào) P588.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A泥盆紀(jì)時(shí),層狀硅質(zhì)巖系廣泛發(fā)育于華南地區(qū)碳酸鹽臺(tái)間盆地的沉積序列,至晚泥盆世早期分布范圍最廣13(圖1。其中局部還含有重要的錳和

4、金屬硫化物礦產(chǎn),因此,很早就受到人們的關(guān)注4,5。大部分研究主要集中在含礦硅質(zhì)巖上4,613,而且認(rèn)為硅質(zhì)巖的形成主要與海底熱液有關(guān),但這些研究往往局限于某一時(shí)段(如晚泥盆世,對(duì)熱液活動(dòng)和構(gòu)造活動(dòng)的聯(lián)系很少有人作深入的研究3,5,15。廣西南寧附近發(fā)育了從早泥盆世到晚泥盆世早期的層狀硅質(zhì)巖(圖2,這為我們研究華南的硅質(zhì)巖沉積、熱液分布與盆地構(gòu)造演化的相互關(guān)系提供了可能。本項(xiàng)研究希望通過對(duì)這套硅質(zhì)巖的地球化學(xué)研究,闡述華南泥盆紀(jì)硅質(zhì)巖沉積史、熱液活動(dòng)特點(diǎn)、演化規(guī)律及其與盆地構(gòu)造活動(dòng)(裂谷活動(dòng)、演化的相互關(guān)系。1 地質(zhì)背景志留紀(jì)末,由于受廣西造山運(yùn)動(dòng)的影響,除欽州地區(qū)繼承早古生代海槽沉積外,廣西全

5、部褶皺成山,升起成陸1,12。泥盆紀(jì)開始,海水由南向北入侵。早泥盆世早期以濱岸陸源碎屑沉積為主,晚期碎屑巖、碳酸鹽巖交替發(fā)育,中、晚泥盆世則以碳酸鹽巖沉積為主,體現(xiàn)了一個(gè)完整的海侵旋回。其中,中泥盆世圖1 華南泥盆紀(jì)巖相古地理圖(據(jù)Chen 等,2001修改F i g .1 Pa laeogeographic m ap o f t he D evon i an i n Sout h Ch i na晚期和晚泥盆世早期海侵范圍最大,晚泥盆世晚期開始海退。圖2研究區(qū)泥盆系地層系統(tǒng)及硅質(zhì)巖分布圖F i g.2Stratigraphic syste m and che rtdistributi on i

6、 n the D evon i an o f N anning a rea硅質(zhì)巖開始出現(xiàn)于早泥盆世晚期,主要分布于欽州和南寧一帶。中泥盆世早期主要出現(xiàn)在龍州南寧北海一線兩側(cè)的狹窄地區(qū)。晚泥盆世早期,范圍迅速擴(kuò)大至黔南、滇東及湘中地區(qū),分布在狹長(zhǎng)的臺(tái)間盆地(或溝槽區(qū)。晚泥盆世晚期,硅質(zhì)巖分布范圍大大縮小,主要分布于西南部玉林欽州憑祥一線以南的臺(tái)間盆地區(qū)1,17。本區(qū)硅質(zhì)巖主要為黑色層狀硅質(zhì)巖,少量淺黃色層狀硅質(zhì)巖(弗拉斯期晚期,常夾凝灰?guī)r(或凝灰質(zhì)硅質(zhì)巖或與之互層(圖2。2樣品選擇、分析方法本次研究的樣品采自南寧五象嶺附近(圖1莫丁組、壇新組、羅富組和榴江組。時(shí)限埃姆斯期到弗拉斯期末(圖2。所分

7、析測(cè)試的樣品主要為層狀硅質(zhì)巖(燧石、少量結(jié)核狀硅質(zhì)巖和凝灰質(zhì)硅質(zhì)巖。黑色層狀硅質(zhì)巖大部分為塊狀硅質(zhì)巖,一部分為紋層狀硅質(zhì)巖,夾淺灰色凝灰質(zhì)條帶。淺黃色硅質(zhì)巖均為紋層狀硅質(zhì)巖,有波狀紋層,夾淺灰色凝灰質(zhì)條帶。所有樣品在測(cè)試前先用鐵碾缽碾碎,然后用瑪瑙碾缽碾磨成粉末狀(200目。主量和微量元素分析在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所進(jìn)行。主量元素分析的步驟是,先將樣品在100e烘干12個(gè)小時(shí),然后準(zhǔn)確稱取0.6g粉末樣品,作燒失量后在高溫爐內(nèi)將樣品和L i2B4O7按照1B10的比例融化成玻璃片,然后用X射線熒光光譜(XRF-1500定量測(cè)試,分析誤差小于2%。微量元素的分析步驟是準(zhǔn)確稱取100m g

8、粉末樣品,置于Teflon 密閉熔樣器內(nèi),在105e下將樣品烘烤12個(gè)小時(shí),冷卻至室溫,然后在密閉的熔樣器中加入0.5m l HNO3+2.5m lH F+0.5m lH C l O4,將樣品熔融,靜置一周后烘干。烘干的樣品再用1m lHNO3+3m lH2O 溶解成清澈的液體。將溶液用超純水稀釋成11000的液體,然后在I CP-MS儀器上進(jìn)行測(cè)試。分析誤差優(yōu)于3%。本文將運(yùn)用Fe/T i、(Fe+M n/T i、A l/(A l+Fe +M n比值,Cr、Zr含量及相互關(guān)系來判別熱液和正常海水沉積物13,14,用A lFeM n三角圖成因辨別圖解辨別硅質(zhì)巖的熱水沉積和生物沉積20,21,用

9、V 的含量和T i/V比值判斷硅質(zhì)巖的沉積環(huán)境22,用U/Th比值來判定氧化還原條件,由此進(jìn)一步判斷熱液活動(dòng)強(qiáng)度23。3分析結(jié)果本區(qū)硅質(zhì)巖常量元素分析結(jié)果見表1。S i O2的含量很高平均為93.81%;T Fe2O3含量較高(平均3.32%,T i O2、A l2O3、Ca O和M nO的含量均較低(平均值為0.03%、0.39%、0.11%、0.02%,M gO虧損平均含量為0.19%。本區(qū)硅質(zhì)巖Fe/T i、A l/(A l+Fe +M n比值很高平均值分別為91.65、92.12,(Fe+ M n/T i比值很低平均為0.25。本區(qū)硅質(zhì)巖微量元素分析結(jié)果見表2。由表2可以看出,C r的

10、含量平均為24.84pp m。U和Th的含量平均含量分別為2.77ppm和1.42ppm,U/Th比值的平均值為2.69。該區(qū)V的含量較高,平均為89.4ppm,T i/V比值平均為4.57(表3。240沉積學(xué)報(bào)第25卷 表1 硅質(zhì)巖化學(xué)成分(w t %Table 1 M ajor ele m ent co mposition of ch ert(w t %樣號(hào)巖性S i O 2T i O 2A l 2O 3T Fe 2O 3M nOM gO C a O Na 2O K 2O P 2O 5總量A l 2O 3/(A l 2O 3+T Fe 2O 3Fe/T i(Fe+M n /T i A l/

11、(A l +Fe+M nW XC -12淺黃色層狀硅質(zhì)巖91.280.030.633.860.021.07 1.410.070.120.0499.890.14180.13181.110.11W XC -11淺黃色層狀硅質(zhì)巖93.060.081.794.510.020.160.030.050.370.05100.120.2870.1670.480.23W XC -10淺黃色層狀硅質(zhì)巖89.480.194.664.320.020.340.050.080.920.13100.180.5227.2427.370.45W XC -09淺黃色層狀硅質(zhì)巖93.660.030.824.210.020.050.

12、020.070.170.0499.520.16153.49154.220.13W XC -08黑色層狀硅質(zhì)巖91.840.193.521.820.010.270.030.050.720.19100.030.6611.4811.530.59W XC -07黑色層狀硅質(zhì)巖88.500.102.563.320.010.140.040.030.330.6299.730.4438.7338.900.37W XC -06黑色層狀硅質(zhì)巖93.620.051.154.620.020.100.030.090.200.04100.200.2099.81100.320.16W XC -05黑色層狀硅質(zhì)巖94.700

13、.040.832.800.010.040.020.090.140.0399.450.2383.7684.220.18W XC -04黑色層狀硅質(zhì)巖95.170.030.772.770.010.060.020.050.140.0299.670.2297.9398.480.17W XC -03黑色層狀硅質(zhì)巖94.360.061.522.960.020.140.030.060.260.0399.790.3457.5657.880.28W XC -02黑色層狀硅質(zhì)巖93.450.071.893.160.010.140.030.070.360.0499.510.3752.6752.920.31W XC

14、-01黑色層狀硅質(zhì)巖93.350.061.663.420.020.170.020.150.380.0299.570.337070.360.27W XB11黑色層狀硅質(zhì)巖94.560.040.714.610.020.100.020.050.160.01100.280.13131.18131.840.10W XB10黑色層狀硅質(zhì)巖93.550.050.964.560.030.050.020.060.190.0599.510.17113.19113.990.14WXB9黑色層狀硅質(zhì)巖95.610.050.833.140.010.130.020.070.220.01100.090.2179.6480.

15、000.17WXB8黑色層狀硅質(zhì)巖95.340.030.394.170.020.110.020.060.090.02100.240.09173.75174.630.07WXB7黑色層狀硅質(zhì)巖95.820.061.370.700.010.160.040.040.150.0199.230.6614.5814.700.59WXB6黑色層狀硅質(zhì)巖96.580.061.120.670.000.120.020.050.190.0199.500.6314.2114.260.56W XB5-2隨時(shí)與硅質(zhì)巖互層95.760.030.483.630.020.120.020.060.130.01100.260.12

16、279.47280.760.06W XB5-1燧石與硅質(zhì)巖互層96.850.040.671.270.010.070.0299.460.35136.61137.280.09WXB2燧石結(jié)核93.400.020.425.270.020.370.470.060.090.04100.160.0738.9939.230.28平均值93.810.061.383.300.070.260.0799.830.3091.6592.120.25注:T Fe 2O 3為全鐵,Fe 按照T Fe 2O 3全部為Fe 2O 3換算表2 微量元素含量表(ppmT ab l e

17、 2 T race elemen t co mposition of chert (ppm 樣號(hào)巖性ScCrCoN iCuZnG aRbS rYZr N b M o Sn CsBaH fTa Pb Bi Th U U /Th WXC12淺黃色層狀硅質(zhì)巖0.4717.742.0113.8624.3914.551.233.9325.973.349.100.856.240.521.011053.470.220.065.700.030.672.730.16WXC11淺黃色層狀硅質(zhì)巖2.5623.302.335.0111.697.183.0516.7636.3810.6816.902.251.050.9

18、21.18138.170.470.154.010.131.931.770.49WXC10淺黃色層狀硅質(zhì)巖6.1439.732.9212.8814.5638.957.3443.7356.9118.0138.254.800.941.483.07257.591.050.4016.990.285.751.121.73WXC9淺黃色層狀硅質(zhì)巖0.7921.451.924.7321.052.672.128.4012.314.0010.291.074.060.791.2284.040.070.851.211.73WXC8黑色層狀硅質(zhì)巖3.2043.320.912.7816.764.

19、096.3432.2324.099.5737.714.400.681.422.57269.901.110.3411.790.292.612.842.76WXC7黑色層狀硅質(zhì)巖2.1364.821.3817.1754.875.093.7815.097.368.9025.522.756.321.921.41236.030.602.357.741.27WXC6黑色層狀硅質(zhì)巖1.3432.852.2211.6229.3716.952.768.916.929.9810.711.605.150.700.90180.560.291.326.224.70WXC5

20、黑色層狀硅質(zhì)巖0.6015.851.276.2922.629.391.616.274.669.919.781.135.000.630.85150.960.240.071.660.040.796.921.61WXC4黑色層狀硅質(zhì)巖0.7916.391.4710.3324.819.941.696.754.0811.058.801.064.760.730.89133.840.250.081.920.050.805.241.36WXC3黑色層狀硅質(zhì)巖1.0423.841.4811.0114.914.282.119.1113.9010.9012.031.681.920.991.08160.300.330

21、.112.640.061.394.082.76WXC2黑色層狀硅質(zhì)巖1.6319.491.788.3617.3510.182.9815.1941.756.2115.601.880.680.811.17241.200.480.146.920.122.800.462.07WXC1黑色層狀硅質(zhì)巖1.6718.772.9815.4113.7121.672.7916.649.101.3912.811.610.570.751.32103.500.360.102.460.150.800.394.61WXb11黑色層狀硅質(zhì)巖1.7721.892.165.7311.652.351.805.783.771.418

22、.171.111.410.700.64141.580.190.072.230.040.761.320.92WXb10黑色層狀硅質(zhì)巖2.2926.382.025.3110.135.712.006.957.195.5510.111.461.220.660.73310.150.270.1117.540.051.313.620.19WXb9黑色層狀硅質(zhì)巖3.0333.721.628.5433.9911.592.277.935.234.087.581.032.250.780.78247.650.220.095.500.061.001.271.42WXb8黑色層狀硅質(zhì)巖4.1621.152.0819.07

23、32.7824.081.112.845.262.255.330.702.300.590.5745.170.010.482.251.09WXb7黑色層狀硅質(zhì)巖2.8915.482.4231.1414.1057.861.946.104.353.1010.931.095.800.361.53124.000.310.083.310.051.372.213.30WXb6黑色層狀硅質(zhì)巖3.2314.920.4126.7214.3537.601.636.764.631.8010.541.30124.150.280.082.820.041.161.584.71

24、WX b 5-2隨時(shí)與硅質(zhì)巖互層1.9120.361.8915.9615.1521.791.434.523.686.105.460.6814.730.610.59323.890.140.051.770.020.501.378.80WX b 5-1燧石與硅質(zhì)巖互層2.3915.580.6427.0817.4422.831.265.904.266.707.490.8014.650.320.77277.090.200.063.890.030.841.756.51WXb2燧石結(jié)核0.2619.092.8412.3129.7010.531.342.8421.052.048.410.794.150.710

25、.85963.410.170.054.450.030.452.082.94平均2.1125.051.8412.9221.2116.152.5011.0814.426.5213.411.614.140.801.16278.940.360.125.290.081.422.774.09分析誤差小于3%。241第2期 王卓卓等:廣西南寧地區(qū)泥盆系硅質(zhì)巖地球化學(xué)特征及沉積環(huán)境表3硅質(zhì)巖V含量和T i/V比值表Tab l e3Abundance and T i/V of ch ert時(shí)期樣號(hào)V/pp m T i/V埃姆斯期W XB5-179.8 2.86 W XB5-255.0 3.38 W XB258.

26、2 2.27 W XB6101.2 3.26 W XB781.9 4.10 W XB853.3 3.15平均71.6 3.17艾菲爾期W XB9160.9 1.72 W XB1074.0 3.81 W XB1143.5 5.66平均92.8 3.73吉維特期W XC-0129.411.63 W XC-0240.010.50平均34.711.07弗拉斯期W XC-0371.8 5.01 W XC-0487.2 2.27 W XC-0565 3.60 W XC-06177.5 1.83 W XC-07209.4 2.87 W XC-08135.88.17 W XC-0971.2 2.70 W XC

27、-10123.29.01 W XC-1169.0 6.52 W XC-1290.5 1.66平均110.1 4.36總平均89.4 4.574討論現(xiàn)代溫泉和海底熱泉的研究資料表明,熱水能提供大量的、高純度的S i O2,而熱液流體的T i O2和A l2O3含量低5,20,21,24,25現(xiàn)代大洋中脊熱液體系,M gO是嚴(yán)重虧損的組分,如東太平洋中脊熱泉350e熱水中的M g O含量為零,因此Rona26提出把熱水體系中M g O 含量的高低作為海水對(duì)體系混染的指標(biāo)之一, Bostro m19提出的熱水沉積物富S,i Fe,M n,貧A l、T i、K、Na。本區(qū)Si O2含量高且較純,富鐵,

28、同時(shí)T i O2、A l2O3含量均較低,M gO數(shù)值很低,且隨Si O2的升高而降低(見表1。以上特征反映了研究區(qū)硅質(zhì)巖可能主要來源于海底熱液,并在形成時(shí)受正常海水的影響。研究區(qū)硅質(zhì)巖和典型熱液成因硅質(zhì)巖進(jìn)行對(duì)比(表4。對(duì)比的結(jié)果反映出本區(qū)硅質(zhì)巖的化學(xué)成分特征與美國(guó)加州Francisan地體21、日本Shi m anto地體21、深海鉆探計(jì)劃Leg3231、丹池盆地?zé)崴梢虻念惐逃駧r和紋理狀硅質(zhì)巖5以及揚(yáng)子板塊東南緣上震旦統(tǒng)硅質(zhì)巖27極為相似,進(jìn)一步表明了本區(qū)硅質(zhì)巖的形成與海底熱液活動(dòng)密切相關(guān)。Bostro m等19同時(shí)還提出利用Fe/T i、(Fe+ M n/T i、A l/(A l+Fe

29、+M n來判別熱水和正常海水沉積物。當(dāng)上述指標(biāo)分別大于20、25,小于0.35時(shí),一般認(rèn)為屬于熱水來源的沉積物。由表5可以看出,本區(qū)Fe/T i和(Fe+M n/T i分別為91.65和92.12,落在熱水成因硅質(zhì)巖標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)值。A l/(A l+Fe+M n比值為0.25,落在熱水成因硅巖標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),因此本區(qū)硅質(zhì)巖顯示了與熱液活動(dòng)流體的密切關(guān)系。Adachi等20和Y a m a m o to21在系統(tǒng)研究了熱水沉積與正常生物沉積硅質(zhì)巖后,提出了A lFeM n 三角圖成因辨別圖解。把本區(qū)樣品在圖上投點(diǎn)(圖3,可以看出除WXC8、W XC10和W XB6、W XB7落在正常生物成

30、因硅質(zhì)巖外,其余樣品投點(diǎn)均落在熱水沉積硅質(zhì)巖區(qū)內(nèi),反映出硅質(zhì)巖主要為熱水沉積作用的產(chǎn)物,其中部分受生物作用的影響。表4研究區(qū)硅質(zhì)巖化學(xué)成分與典型熱水成因硅質(zhì)巖的對(duì)比(w t%T ab le4Average che m ica l co m positi on s of ch ert co m pared w ith represen tative hydrothermal chert(w t%S i O2T i O2A l2O3T Fe2O3M nO M g O CaO Na2O K2O P2O5F ranciscan地體1792.630.091.412.930.800.330.110.160

31、.420.03Sh i m an t o地體1792.800.081.992.850.780.951.030.410.420.11 DSDPLeg321692.800.101.442.860.460.610.370.550.510.17丹池盆地501.3000.100.500.05揚(yáng)子板塊東南2395.580.030.161.880.030.100.09研究區(qū)埃姆斯期硅質(zhì)巖93.400.061.783.290.020.160.030.110.370.03研究區(qū)艾菲爾期硅質(zhì)巖95.270.081.833.520.020.240

32、.170.060.340.12研究區(qū)吉維特期硅質(zhì)巖95.630.040.742.620.060.140.02研究區(qū)弗拉斯期硅質(zhì)巖94.570.040.834.100.020.090.020.060.190.02研究區(qū)硅質(zhì)巖總平均93.810.061.373.320.070.260.07注:T Fe2O3為全鐵242沉積學(xué)報(bào)第25卷表5 A l T i Fe M n 元素比值表T ab le 5 E le m en t ratios of T i/Fe ,A l/(A l+Fe+M n and (Fe+M n/T i in the stud ied

33、 chertFe/T i(Fe+M n/T i A l/(A l +Fe+M n熱水沉積硅質(zhì)巖>20>20(+5<0.35埃姆斯期硅質(zhì)巖61.3361.640.29艾菲爾期硅質(zhì)巖82.0382.450.27吉維特期硅質(zhì)巖109.60110.140.27弗拉斯期硅質(zhì)巖108.00108.210.14硅質(zhì)巖總平均91.6592.120.25注:Fe 按照T Fe 2O 3全部為Fe 2O 3 換算圖3 硅質(zhì)巖A l F e M n 三元素分區(qū)圖F ig .3 T riang le d i agra m o f A l Fe M n of cherts (a fter M arch

34、 i g 198613;Y a m a m oto ,198721I 正常沉積生物硅質(zhì)巖;熱水沉積硅質(zhì)巖;u 研究區(qū)硅質(zhì)巖前人研究表明V 的含量和T i/V 比值可以用來判斷硅質(zhì)巖的沉積環(huán)境22。大陸邊緣硅質(zhì)巖:V U 20pp m,T i/V U 40;大洋盆地硅質(zhì)巖:V U 38pp m,T i/V U 25;大洋中脊硅質(zhì)巖:V U 42ppm,T i/V U 722。這表明從大陸邊緣盆地向大洋盆地,硅質(zhì)巖中的V 是增加的,而T i/V 則是降低的。通過表3可以看出,研究區(qū)所取樣品中,V 值相對(duì)較高,普遍比大洋中脊的還要高,T i/V 低,落在大洋中脊硅質(zhì)巖附近。沉積學(xué)的證據(jù)雖然不支持大洋

35、盆地的觀點(diǎn)1,2,但從另一方面來看,這些硅質(zhì)巖在沉積時(shí)可能受到了明顯的熱液影響,因?yàn)樵诖笱笾屑垢浇?熱液活動(dòng)強(qiáng)烈22。C r 和Zr :前人研究成果顯示,熱液含金屬沉積物的Zr 含量一般小于50ppm,并不隨C r 的升高而升高,深海含金屬沉積物中Zr 含量通常大于100pp m23。本區(qū)Zr 的含量介于5.834.8ppm 之間,平均24.84pp m,與熱液含礦沉積物中的Zr 含量相似。由圖4可以看出本區(qū)投點(diǎn)都位于現(xiàn)代熱液含金屬趨勢(shì)線附近,但有 Zr 隨C r 升高的趨勢(shì),說明本區(qū)硅質(zhì)巖除了受熱液影響外,可能還受正常海水的影響。圖4 不同成因沉積物的Z r Cr 關(guān)系圖F i g.4 P

36、lot o f C r aga i nst Z r contents i n sedi m ent of d ifferentorig i ns(after M arch i g ,198218熱液含金屬沉積物趨勢(shì)線;深海及成巖含金屬沉積物趨勢(shì) 線集中區(qū),研究區(qū)硅質(zhì)巖U 與Th 的關(guān)系:在一般氧化環(huán)境的沉積巖中,Th 的含量高于U,但噴流熱水由于具有強(qiáng)的還原性,U 含量高于Th 。故可用硅質(zhì)巖中U /Th 來判定沉積環(huán)境(熱水還是非熱水18。一般情況下熱水環(huán)境中U /Th 比值>1,而非熱水環(huán)境中U /Th 比值<123。本區(qū)硅質(zhì)巖U /Th 比值均大于1,平均為2.69,總體表現(xiàn)

37、出熱水沉積硅質(zhì)巖的地球化學(xué)特征。作者繪制了U /Th 比值隨時(shí)間演化圖(圖5,由圖5可以看出,埃姆斯期U /Th 比值先降低,后升高,吉維特期最小,降到小于1為氧化環(huán)境,弗拉斯初期開始增大,至早期達(dá)到最大,然后降低,說明弗拉斯階早期熱液活動(dòng)最強(qiáng)。另外,值得一提的是,弗拉斯階硅質(zhì)巖顏色有一個(gè)由黑逐漸變?yōu)闇\黃的過程,與U /Th 比值的變化趨勢(shì)一致,進(jìn)一步佐證了在弗拉斯階硅質(zhì)巖受熱液影響的程度經(jīng)歷了先強(qiáng)后弱的變化過程。在裂谷盆地中,熱液活動(dòng)的強(qiáng)度與深大基底斷裂活動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)3,而深部斷裂又控制了盆地的拉張(或裂解。盆地基底的拉張作用越強(qiáng),從地殼深部經(jīng)斷裂輸導(dǎo)到淺部的熱液流體將進(jìn)一步增加,因此熱液活動(dòng)

38、就越強(qiáng)。華南泥盆紀(jì)臺(tái)間盆地的形成主要受到深大基底斷裂的控制13,以上硅質(zhì)受熱液影響的程度反映了盆地基底斷裂活動(dòng)的強(qiáng)度。U /Th 比值隨時(shí)間的變化趨勢(shì)表明,華南泥盆紀(jì)盆地基底從埃姆斯中晚期發(fā)生明顯的拉張(裂解,在埃姆斯晚期艾菲爾期盆地?cái)U(kuò)展明顯加大,陸源243第2期 王卓卓等:廣西南寧地區(qū)泥盆系硅質(zhì)巖地球化學(xué)特征及沉積環(huán)境244 沉 積 學(xué) 報(bào) 第 25卷 參考文獻(xiàn) ( R eferences 1 吳詒, 周懷玲, 蔣 延操, 等. 廣 西泥盆 紀(jì)沉積 相古 地理 及礦產(chǎn). 南 寧: 廣西人民出版社, 1987 W u Y ,i Zhou H ua iling, Jiang Y ancao ,

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43、Sed i en tologica S in ica m , 圖 5 研究區(qū)硅質(zhì)巖 U /T h比值變化 F ig 5 T e po ra l changes of U /Th ratios in the . m chert o f N anning a rea lei m anganese ore m in ing area and their orig in . ( O verseas Ed ition , 1994 3: 59 , -71 S ic. G eology S in ica 7 陶文. 廣西硅質(zhì)巖建造與 成礦作 用. 廣 西地質(zhì), 2002 15 ( 2 : 35 , -38

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49、寧五象嶺附近硅質(zhì)巖沉積地球化 學(xué)特征和演化的研究, 得出如下結(jié)果: ( 1 研究區(qū)硅質(zhì)巖化學(xué)成分比較純凈, 基本上為 S i 2, 其他化學(xué)成分較低。 T i 2、 l2 O3和 M gO 含量及 O O A F e /T i ( F e+ M n /T i A l/ ( A l+ F e+ M n 比值表明硅 、 、 質(zhì)巖的形成受到明顯的熱液活動(dòng)影響。 ( 2 硅質(zhì)巖中 T i的 含量和 T i/V 比值, U /Th 的 比值以及 C r Z r的關(guān)系表明硅質(zhì)巖為熱水成因的硅 質(zhì)巖。 ( 3 硅質(zhì)巖中 U /T h比值的變 化表明硅質(zhì)巖受 熱液影響的總 趨勢(shì)是逐漸增強(qiáng)的, 到弗拉斯 早期最

50、 強(qiáng), 弗拉斯期末又有所減弱, 熱液活動(dòng)的強(qiáng)弱反映了 盆地基底斷裂活動(dòng)的強(qiáng)弱。 第 2期 王 卓卓等: 廣西南寧地區(qū)泥盆系硅質(zhì)巖地球化學(xué)特征及 沉積環(huán)境 245 沉積環(huán)境分析. 沉積學(xué)報(bào), 2004 22( 1 : 54-58 Ch en C u ihu a H e , , B inb in, G u X uex iang, et al. A nalys is of genes is and d epos itional en vironm ent of the i m ed iate host siliceous rocks from G aolong G old D e m pos it

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