皖北宿州地区寒武系豹皮灰岩地球化学特征及其(3)
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【关键词】
【摘要】从Ce/Ce*-Zr散点图(图7g)可以看出,Ce/Ce*值均小于1,且与Zr没有明显的相关性。海水沉积中常会呈现不同程度的Ce负异常(黄彬,2013;邓克勇等,2015;左青龙等
从Ce/Ce*-Zr散点图(图7g)可以看出,Ce/Ce*值均小于1,且与Zr没有明显的相关性。海水沉积中常会呈现不同程度的Ce负异常(黄彬,2013;邓克勇等,2015;左青龙等,2017),这与该区豹皮灰岩中Ce/Ce*特征表现一致,但该区豹皮灰岩中Ce/Ce*负异常并不明显,平均值为0.91,可能还受到了其他作用的影响。
图5 宿州地区寒武系豹皮灰岩稀土元素蛛网图Fig.5 Spider diagram of trace elements of Cambrian leopard limestone in the Suzhou area
图6 宿州地区寒武系豹皮灰岩稀土分配图Fig.6 PAAS-normalized REE patterns of Cambrian leopard limestone in the Suzhou area
4.2 微量元素富集
海水氧化-还原条件的变化能使一些元素在沉积过程中发生亏损或富集,在利用这些微量元素判别水体环境时,要先排除非自生的部分元素含量(常华进等,2009)。该区微量元素及常规组分特征显示,豹皮灰岩形成过程中受到了一定程度的陆源碎屑的影响,因此对于岩石样品中微量元素富集状态进行分析显得尤为必要。
由于微量元素易受到陆源碎屑物质迁入的影响,因此利用Al2O3作为陆源组分的指数,在标准化的基础上对各元素富集系数进行计算,可以有效揭示元素富集与沉积环境的关系。
图7 宿州地区寒武系豹皮灰岩Zr-Th,Zr-REE,Nd-Er,REE- Ce/Ce*,Ce/Ce*- Eu/Eu*,Y/Ho-Y/Dy,Zr- Ce/Ce*,Zr- Eu/Eu*图解Fig.7 Diagrams of Zr-Th, Zr-REE, Nd-Er, REE- Ce/Ce*, Ce/Ce*- Eu/Eu*, Y/Ho-Y/Dy, Zr- Ce/Ce*, Zr- Eu/Eu* of Cambrian leopard limestone in the Suzhou area
微量元素富集系数是沉积岩样品中微量元素与铝的含量的比值与平均页岩中微量元素与铝的含量的比值之间的比值,EF=(元素/Al2O3)测定值/(元素/ Al2O3)背景值,用以表征岩石中微量元素的富集程度,富集系数EF>1表示元素相对背景值富集,小于1,则反映相对背景值亏损。U、V元素在缺氧环境中容易以氧化物的形式沉淀或富集在沉积物中,Ni、Cu、Zn等元素或在缺氧环境中易形成硫化物沉淀,或由于自身受到元素变价引起迁移、沉淀等影响,且在成岩作用中受到微弱影响,因此,这些微量元素特征可以反应沉积环境条件,作为推断古缺氧环境的地球化学工具。通过计算,研究区岩石样品中氧化还原敏感元素V、Sc、U、Ni、Cu、Zn、Th均发生不同程度的富集,其富集系数平均值分别为1.04、0.84、0.31、3.77、0.29、5.23和0.07,而元素Ba相对发生亏损。
4.3 沉积环境
V的富集程度可以反映水体的氧化还原环境,常用V/Sc来表示,氧化环境中,V值通常较低(苑坤等,2017)。研究区豹皮灰岩样品V/Sc值介于2.24~3.88之间,平均为3.07,且V含量(1.86×10-6~5.21×10-6)非常低,反映了氧化的水体环境。V/Cr>2指示了缺氧的沉积环境(Dill et al.,1986),而豹皮灰岩中V/Cr值在1.02~1.73之间,也说明豹皮灰岩形成于氧化环境。
岩石中微量元素的分配及比值的变化、组合,能够反应古气候环境的特征,最常用的两种判别标志是Sr/Ba、Sr/Cu。Sr/Ba值可以反映古盐度的变化趋势,Sr/Ba>1为海相沉积,Sr/Ba<1为陆相沉积。研究区豹皮灰岩样品Sr/Ba值为24.09~58.16(平均为37.20),指示了典型的海相沉积,且较高的Sr/Ba异常值反映了高度咸化条件下的海相沉积。通常Sr/Cu值介于1.3~5.0之间指示潮湿气候,而大于5.0则指示干旱气候,研究区样品中Sr/Cu介于182.76~520.09之间,可以认为其形成于干旱的气候条件。从而推断原石灰岩应形成于局限台地环境。
4.4 豹皮灰岩成因
据研究区豹皮灰岩地球化学特征显示,岩石为咸化条件下的海相沉积,元素特征指示氧化沉积环境,干旱气候条件,其岩形成于局限碳酸盐岩台地环境。局限台地海水循环受到很大限制,经蒸发浓缩,盐度比正常海水高,Mg/Ca较高,形成的高镁粒间水在重力的作用下向下回流渗透,对流经下伏的研究区范围内的灰泥沉积物或石灰岩进行交代。研究区寒武系豹皮灰岩整体上由豹斑和基质组成,具豹斑构造,其豹斑主要成分白云石就是由这种渗透回流白云化模式形成的。对宿州地区豹皮灰岩中白云石的成因模式的研究表明其与邻近地区徐州寒武系豹皮灰岩成因相吻合(龙刚等,2013)。
对于豹皮灰岩基质与豹斑分布形态的形成,很多研究认为是受到生物潜穴的影响,在该研究区,因资料有限,未能够确定其具体形成过程。
5 结论
(1)宿州地区寒武系豹皮灰岩MgO含量较高为1.64%~12.9%,SiO2含量为0.23%~2.17%(平均为1.12%),整体上反映该区豹皮灰岩含有白云石矿物,为豹斑组成部分,另外还含有少量的陆源碎屑矿物。
文章来源:《宿州学院学报》 网址: http://www.szxyxb.cn/qikandaodu/2020/1014/431.html