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1、湘黔桂地区晚前寒武纪层状硅质岩地球化学特征及成因3彭军伊海生夏文杰(成都理工学院沉积地质研究所,成都,610059)摘要湘黔桂地区晚前寒武纪发育厚度较大的层状硅质岩层,岩石化学成分纯净,硅质矿物含量95%以上。岩石贫微量元素,但富Ba、As、Sb、Ag、U元素;稀土元素总量低,Ce呈明显的负异常,轻稀土含量大于重稀土含量;δ30Si值变化范围为0.0‰～0.7‰δ,18O值变化范围为20.1‰～23.6‰。硅质岩地球化学特征表明其成因为介于热水沉积与生物沉积之间的过渡类型。关键词硅质岩地球化学成
2、因湘黔桂地区晚前寒武纪第一作者简介彭军男1968年出生硕士讲师从事沉积学沉积地球化学及层序地层学研究湘黔桂地区晚前寒武纪发育了一大套层状硅质岩,称为留茶坡组或老堡组。岩层展布广,层位稳定、厚度亦大,最厚可达150多米,主要为灰色、灰黑色,薄层至中厚层状,致密坚硬,普遍具有条纹、条带状构造。野外剖面留茶坡组或老堡组几乎全由硅质岩层组成,仅顶部夹少量薄层黑色页岩或与之呈互层。该硅质岩由泥晶—微晶石英组成,几乎不含其它矿物,岩石化学成分纯,杂质含量少,二氧化硅含量多在90%以上。关于硅质岩的成因,以往
3、多认为是生物化学沉积的,近年来随着热水沉积硅质岩的发现1～7,介于生物沉积和热水沉积之间的过渡类型也逐渐引起人们的重视。由于热水沉积及其过渡类型硅质岩兼具内、外生特点,同时它们有一系列可以识别的自身地球化学特征1～7,故研究其地球化学特征具有特殊意义。1硅质岩常量元素地球化学特征湘黔桂地区晚前寒武纪层状硅质岩的化学成分见表1。从表1可以看出,该硅质岩的SiO2含量较高,介于93.85%～97.08%之间,平均高达95.13%,而其它氧化物含量均很低。其中,FeO、MnO含量与典型热水硅质岩含量相
4、近;SiO2、TiO2、MgO、CaO、Na2O、K2O含量与典型生物硅质岩含量相近;而Al2O3、Fe2O3、P2O5含量介于二者之间。该硅质岩的总体化学成分特征介于热水硅质岩与生物硅质岩之间而更接近于生物硅质岩。该硅质岩的Fe、Mn、Al、Ti等常量元素含量对区分硅质岩成因类型具有重要意义。硅质岩中Fe、Mn的富集主要与热水的参与有关,而Al、Ti的相对集中则多与陆源物质的介入相关1～3。Adachi(1986)1和Yamamoto(1987)2在系统地研究了热水沉积与生物沉积硅质岩样品后指
5、出,硅质岩的Al/(Al+Fe+Mn)比值由纯热水沉积的0.01到纯远海生物沉积的0.60,并由此确定了硅质岩Al-Fe-Mn三角成因判别图解。Bostrom(1983)9提出,海相沉积物的Fe/Ti、(Fe+Mn)/Ti和Al/(Al+Fe+Mn)比值是衡量沉积物中热水沉积含量的标志,当上述比值依次为大于20、大于20±5、小于0.35时,一般认为属于热水沉积物。表1硅质岩化学成分(%)Table1.Chemicalcompositionofsilicalites(%)SiO2TiO2Al2O
6、3Fe2O3Na2OK2OP2O5H2O样品编号FeOMnOMgOCaOTON-35MDN-4YDN-1YDN-2SH-4PDN-3NDN-4XPN-1平均值热水硅质岩2]生物硅质岩8]94.7294.5294.793.8596.3495.3697.0894.7095.1392.1395.960.020.020.040.010.010.030.030.050.030.230.030.780.310.850.790.621.190.950.890.802.890.710.440.431.00.28
7、0.210.390.100.270.390.480.431.551.971.511.121.251.101.021.231.340.940.080.150.180.130.100.120.110.110.120.130.250.020.120.110.120.160.080.200.080.320.150.950.020.110.190.300.310.060.080.110.050.150.470.080.050.020.020.020.020.020.010.010.020.330.060.
8、170.070.170.030.050.150.030.180.10.420.050.050.110.130.070.040.320.030.070.10.050.021.611.560.770.530.810.760.422.01.060.632.93测试者:成都理工学院测试中心。根据表1所列8件硅质岩样品的化学成分计算出的Fe/Ti、(Fe+Mn)/Ti及Al/(Al+Fe+Mn)的比值分别在46.1～96.4之间、50.4～104之间和0.24～0.32之间,平均值分别为70.1、75.7
