內(nèi)蒙古額濟納旗二龍包西一帶羅雅楚山組硅質(zhì)巖成因分析

段炳鑫，程海峰，提振海

(河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所，河北 廊坊 065000)

內(nèi)蒙古額濟納旗二龍包西一帶羅雅楚山組硅質(zhì)巖成因分析

段炳鑫，程海峰，提振海

(河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所，河北 廊坊 065000)

測區(qū)羅雅楚山組屬塔里木南疆地層大區(qū)，結(jié)合宏觀巖石組合、分布特征和微觀巖石地球化學特征綜合分析認為，本區(qū)羅雅楚山組硅質(zhì)巖成因以生物成因為主，總體形成于大陸邊緣環(huán)境，其硅質(zhì)主要來源于海水直接從老的上地殼帶來的化學物質(zhì)。

額濟納旗二龍包西；羅雅楚山組；硅質(zhì)巖；成因分析

1 地質(zhì)背景及剖面描述

測區(qū)羅雅楚山組僅分布于月牙山—洗腸井板塊縫合帶以南，屬塔里木南疆地層大區(qū)。區(qū)內(nèi)該組呈條帶狀分布于測區(qū)中北部二龍包西以南一帶，西部出露較窄，向東逐漸變寬，出露面積38.07 km2，占測區(qū)總面積的2.45%。本組區(qū)內(nèi)未見頂、底，與下伏西雙鷹山組呈斷層接觸關(guān)系。在ETM圖像中，羅雅楚山組多呈土褐色，網(wǎng)狀影紋，影紋較粗糙，枝狀水系較發(fā)育[1]。

本次工作測制一條剖面對區(qū)內(nèi)早奧陶世羅雅楚山組進行了控制。總體呈低山地貌，交通較為便利，越野車可到達剖面終點及剖面經(jīng)過的大部分地區(qū)，剖面通過處植被不發(fā)育，基巖露頭中等。剖面處羅雅楚山組下部巖層與早寒武世細粒輝長巖呈斷層接觸，上部與寒武—早奧陶世西雙鷹山組呈斷層接觸，可見厚度694.66 m。

2 巖石學特征

區(qū)內(nèi)羅雅楚山組硅質(zhì)巖(圖1)主要分布于該組中部，硅質(zhì)巖在地層中呈層狀、似層狀，硅質(zhì)分布均勻，未見殘留有原巖斑塊及殘余的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。風化面和新鮮面均以紫紅色為主，隱晶結(jié)構(gòu)，塊層狀構(gòu)造，巖石由硅質(zhì)及少量綠泥石、簾石組成。其中硅質(zhì)含量>98%，主為隱晶狀玉髓，均勻分布，部分與綠泥石、簾石的集合體呈團塊狀、角礫狀，單偏光下顏色較深，構(gòu)成巖石主體。巖內(nèi)網(wǎng)狀裂隙發(fā)育，將巖石切割成角礫狀，由碳酸鹽、次生石英填充裂隙[2]。

圖1 羅雅楚山組硅質(zhì)巖野外與鏡下照片

3 地球化學特征

本次工作在羅雅楚山組硅質(zhì)巖中共采集了2件巖石化學全分析、稀土元素全分析及微量元素樣品，巖石化學分析結(jié)果及特征參數(shù)見表1～2。

表1 測區(qū)硅質(zhì)巖化學分析結(jié)果(質(zhì)量分數(shù))/%

表2 測區(qū)硅質(zhì)巖特征參數(shù)

Al2O3和TiO2是反映陸源物質(zhì)注入的極好指標，二者具有正相關(guān)關(guān)系，在大陸鄰近和起源于剝蝕大陸或島弧的沉積物中相對富集；而富集Fe2O3的沉積物，暗示在洋盆擴張中心有熱水注入[3]。由表1可見，羅雅楚山組硅質(zhì)巖Al2O3和TiO2絕大多數(shù)正相關(guān)關(guān)系不明顯，且Al2O3和TiO2含量較低，表明硅質(zhì)巖陸源物質(zhì)注入較少。而Fe2O3的含量相對較高(1.30%～2.40%)，具一定的熱水參與，表明其沉積相對遠離陸緣。

3.1 氧化物比值

Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)值：研究表明，形成于大陸邊緣的硅質(zhì)巖Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)>0.5。區(qū)內(nèi)羅雅楚山組硅質(zhì)巖中Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)值為0.43～0.45(表2)，與邊界比值0.5相近，說明其形成于距大陸邊緣較近的大洋環(huán)境。

MnO/TiO2值：MnO/TiO2值也是判斷硅質(zhì)巖沉積古地理環(huán)境的重要指標，離陸緣較近的大洋和邊緣海沉積的硅質(zhì)巖MnO/TiO2值較低，一般小于0.5；而遠離大陸的大洋環(huán)境沉積物中MnO/TiO2的值則較高，可達0.5～3.5。羅雅楚山組硅質(zhì)巖的MnO/TiO2值為4.00和1.00，說明其主要形成于距大陸邊緣較遠的大洋環(huán)境。

SiO2/Al2O3等值：羅雅楚山組硅質(zhì)巖化學成分與不同成因硅質(zhì)巖，其SiO2/Al2O3為161.05～333.72，SiO2/(Na2O+K2O)為1 075.33～1 583.67，二者比值均遠高于熱水成因及火山成因硅質(zhì)巖的相應比值，與生物化學成因硅質(zhì)巖比值最為相近。此外樣品P11YQ2中Fe2O3/FeO比值為13.63，與Franciscan熱水成因(美國)硅質(zhì)巖的Fe2O3/FeO比值(10.27)相近，標明該樣品的形成有一定的熱水沉積參與。

TiO2-Al2O3圖解：TiO2和Al2O3標準化值可用來區(qū)分硅質(zhì)巖的化學特征和沉積環(huán)境，并能較好區(qū)分生物成因硅質(zhì)巖與火山成因硅質(zhì)巖。在TiO2-Al2O3圖解中(圖2)，2個硅質(zhì)巖樣品點全部落入生物成因硅質(zhì)巖區(qū)。

A 生物成因硅質(zhì)巖區(qū)；B 火山成因硅質(zhì)巖區(qū)；1樣號P11YQ2；2樣號P11YQ3

圖2 測區(qū)硅質(zhì)巖TiO2-Al2O3關(guān)系

3.2 常量元素比值

Fe/Ti、(Fe+Mn)/Ti等比值可用來區(qū)別硅質(zhì)巖形成時是否有熱水沉積的參與。本區(qū)羅雅楚山組硅質(zhì)巖Fe/Ti和(Fe+Mn)/Ti比值分別為151.29～179.22和156.14～180.84，均>20，說明其形成時有熱水沉積的參與。

Si/(Si+Al+Fe)比值是判斷生物成因硅質(zhì)巖的重要參數(shù)，生物成因的硅質(zhì)巖Si/(Si+Al+Fe)值一般大于0.9。區(qū)內(nèi)硅質(zhì)巖的Si/(Si+Al+Fe)比值為0.95～0.98(表2)，顯示生物成因的特征。

本區(qū)羅雅楚山組硅質(zhì)巖的Al/(Al+Fe+Mn)比值為0.13，介于典型洋中脊與半深海Al/(Al+Fe+Mn)比值之間，顯示離陸緣較遠的特征。

綜合常量元素比值特征，調(diào)查區(qū)羅雅楚山組硅質(zhì)巖均具有明顯的生物化學成因特征，且有較明顯的熱水參與，形成于靠近大陸斜坡的半深海環(huán)境。

3.3 稀土元素特征

羅雅楚山組硅質(zhì)巖稀土元素分析結(jié)果顯示硅質(zhì)巖中輕重稀土比值(LREE/HREE)中等，為7.82～9.57，說明輕稀土元素較重稀土元素富集程度高；(La/Yb)N值較高，為7.26～10.04，說明輕重稀土分餾程度中等。

由球粒隕石標準化稀土配分曲線(圖3)同樣可以看出，區(qū)內(nèi)羅雅楚山組硅質(zhì)巖具較弱的Ce正異常。大洋深部鉆探(DSDP)發(fā)現(xiàn)，深海硅質(zhì)巖具有明顯的Ce負異常，邊緣?；蜿憙?nèi)海不顯示Ce異?；蚵跃逤e正異常。因此，(La/Ce)N和δCe對于判別硅質(zhì)巖和頁巖的沉積環(huán)境非常有效，擴張脊環(huán)境(La/Ce)N≥3.5，δCe約0.29；遠洋環(huán)境(La/Ce)N一般為2～3，δCe約0.55；陸緣環(huán)境的(La/Ce)N≈1，δCe一般為0.90～1.30(Murray R W，et al.1990)。羅雅楚山組硅質(zhì)巖(La/Ce)N為1.16～1.24，Ce多略具正異常，δCe為1.06～1.23，顯示其主要形成于靠近大陸邊緣的邊緣海環(huán)境。

圖3 測區(qū)硅質(zhì)巖稀土元素配分曲線

3.4 微量元素特征

調(diào)查區(qū)羅雅楚山組硅質(zhì)巖微量元素分析結(jié)果及特征參數(shù)見表3。

表3 測區(qū)硅質(zhì)巖微量元素含量及特征參數(shù)

由表3中可以看出，羅雅楚山組微量元素平均豐度值與維氏地殼微量元素豐度值相比，所有元素含量均明顯偏低，濃集系數(shù)多小于1，部分達0.01。Th/Sc和Th/U值多分別為0.13～0.21和0.32～0.72，所有Th/Sc和Th/U比值分別<0.8和<6。以上分析表明物源區(qū)主要為老的上地殼，暗示了調(diào)查區(qū)硅質(zhì)巖主要在大陸邊緣的環(huán)境下形成。

4 結(jié) 語

結(jié)合宏觀巖石組合、分布特征和微觀巖石地球化學特征綜合分析認為，本區(qū)羅雅楚山組硅質(zhì)巖成因以生物成因為主，總體形成于大陸邊緣環(huán)境，其硅質(zhì)主要來源于海水直接從老的上地殼帶來的化學物質(zhì)。此外，羅雅楚山組硅質(zhì)巖的形成有一定的熱水沉積參與。在沉積過程中，由濁流帶入的二氧化硅與熱水中的二氧化硅一起使海洋底層水的SiO2達到飽和，后經(jīng)生物化學作用形成硅質(zhì)巖沉淀。

[1] 內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局. 內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1982.

[2] 邱家驤, 林景仟. 巖石化學[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1991.

[3] 楊合群, 李英, 趙國斌, 等. 新疆—甘肅—內(nèi)蒙古銜接區(qū)地層對比及其意義[J]. 西北地質(zhì), 2009, 42(4): 60-75.

An Analysis on Genesis of Siliceous Rocks in Luoya Chu Mountain Formation in Erlangbao West Area of Inner

DUAN Bingxin, CHENG Haifeng, TI Zhenhai

(HebeiInstituteofGeologyandMineralResourcesSurvey,Langfang,Hebei065000,China)

In this paper, when combined with macro-rock assemblage in distribution and micro-rock geochemical characteristics, it is concluded that the genesis of the siliceous rocks in Luoyachu mountain formation in this area are dominated by biogenic genesis. In the continental margin of the environment, its siliceous state comes mainly from the sea, or directly from the old crust by the chemical substances.

Ejinaqi two Longbao West area; Luoyachu mountain group; Siliceous rock; Genetic analysis

2017-02-26

內(nèi)蒙古1∶5萬二龍包西(K47E017014)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查(1212011220464)

段炳鑫(1984-)，男，重慶銅梁人，礦產(chǎn)地質(zhì)工程師，研究方向：區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查，手機：15931469182，E-mail：nightkid@yeah.net.

P588.1

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.009