下?lián)P子巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核地球化學特征與成因研究

王 躍，張金龍，周奇明，陳岳龍，李大鵬，康 歡

(1.中國地質(zhì)大學(北京)地球科學與資源學院，北京 100083；2.中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西 桂林 541004；3.新疆油田公司石西油田作業(yè)區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000)

0 引言

硅質(zhì)巖常形成于大陸架、島弧以及大洋盆地和洋中脊等區(qū)域，其在古海洋、古構(gòu)造和大滅絕事件的研究上有著重要意義[1-3]。在地質(zhì)歷史時期，硅質(zhì)巖有著大量沉積[1，4-5]，特別是“始新世硅質(zhì)沉積區(qū)間[6]”和“聯(lián)合古陸二疊紀硅質(zhì)沉積事件”[7]是全球硅質(zhì)沉積的典型事件。地處聯(lián)合古陸的北美板塊西北部及西特提斯地區(qū)二疊紀廣泛發(fā)育生物硅質(zhì)巖。在東特提斯地區(qū)，特別是華北南緣和揚子地區(qū)二疊系硅質(zhì)巖分布廣泛，但其成因機理尚存在較大爭議[1，8-11]。

在硅質(zhì)巖成因方面，國內(nèi)外學者做出了大量研究。20世紀80年代，隨著大洋鉆探計劃(Ocean Drilling Program，ODP)的開展，國外學者首先在大洋中脊附近金屬沉積物中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代熱水成因的無定形硅[12-13]，并提出洋中脊附近硅質(zhì)巖的熱水成因模式[14-15]；20世紀末期，Murray(1992)等[8，15-16]分別從元素地球化學、同位素地球化學等方面進行研究，提出硅質(zhì)巖沉積環(huán)境等參數(shù)，為全球不同區(qū)域、不同時代的硅質(zhì)巖可以進行對比研究提供了理論依據(jù)。進入21世紀來，全球硅質(zhì)巖研究集中于“二疊紀硅質(zhì)沉積事件( Permian Chert Event)[7]”和“始新世硅質(zhì)沉積區(qū)間(Eocene Silica Burb)[6]”。

硅質(zhì)巖一般指SiO2含量大于70%或硅質(zhì)礦物含量大于50%的化學沉積巖。硅質(zhì)巖結(jié)構(gòu)致密、抗風化能力強，是研究古海水性質(zhì)演化以及全球古環(huán)境與古氣候研究的重要載體，下?lián)P子巢湖地區(qū)發(fā)育眾多硅質(zhì)巖類，是研究二疊紀古環(huán)境、古氣候研究的重要窗口。簡單而言，在硅質(zhì)的來源方面，目前的觀點主要有熱水成因、上升流成因和生物-化學成因、交代成因等觀點[1-8，13-16]，對揚子地區(qū)棲霞組硅質(zhì)巖成因，不同學者提出了熱水成因、上升流成因和生物-化學成因、交代成因等觀點[9-10]；在區(qū)域構(gòu)造背景上，上述學者從不同的角度論證了巢湖地區(qū)硅質(zhì)巖的沉積環(huán)境，但就總體而言，硅質(zhì)巖研究對認識揚子地區(qū)古生代沉積環(huán)境與構(gòu)造背景有重要指示意義。二疊紀硅質(zhì)沉積事件是地質(zhì)歷史中比較重大的硅質(zhì)沉積活動，即硅質(zhì)巖在環(huán)太平洋和地中海、古特提斯及泛大陸西北緣均廣泛發(fā)育，具有全球性。本文以下?lián)P子中二疊統(tǒng)棲霞組灰?guī)r中硅質(zhì)結(jié)核為研究對象，從二疊紀時期海陸分布與全球氣候角度，探索海陸分布與氣候方面對硅質(zhì)巖成因的聯(lián)系，為硅質(zhì)巖的成因模式提供一定的參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)地理位置位于安徽省巢湖地區(qū)北部，區(qū)域構(gòu)造位置屬于下?lián)P子地塊北緣，區(qū)域主體構(gòu)造方向為NNE(圖1)[17]。研究區(qū)域內(nèi)二疊系出露面積廣，地層接觸關(guān)系明顯，生物化石豐富，中二疊統(tǒng)棲霞組主要是以一套細碎屑巖夾煤層、瀝青質(zhì)臭灰?guī)r、硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r為主的沉積巖建造。在沉積相的演化上，反映了沉積環(huán)境由早期的濱海沼澤相逐漸演變過渡為穩(wěn)定的淺海碳酸鹽臺地相，局部間夾缺氧的滯留環(huán)境。研究區(qū)域內(nèi)含硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r分布穩(wěn)定，主要集中于棲霞組中上部。

圖1二疊紀全球古地理圖(a)安徽巢湖地區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖(b)[18](a底圖時代為260 Ma，引自于http：//jan.ucc.nau.edu/～rcb7/)

Fig.1 Global Permian palaeogeographic map (a) Regional and geological map of Chaohu District，Anhui(b)

1—第四系 2—侏羅系 3—下—中三疊統(tǒng) 4—二疊系 5—石炭系 6—上泥盆統(tǒng) 7—下—中志留統(tǒng) 8—震旦系—寒武系 9—花崗巖 10—采樣點

研究區(qū)域二疊系柱狀圖見圖2。其中，中二疊統(tǒng)棲霞組(P2q)真厚度約120 m，在上下地層接觸關(guān)系上，與下伏船山組和上覆孤峰組均為平行不整合。據(jù)巖性差異及化石對比，可將棲霞組分為三段：① 下段厚約31 m，底部發(fā)育厚約0.2 m的薄煤層，俗稱“梁山煤系”，其沉積環(huán)境為濱海沼澤相；向上為薄—中厚層黑色含瀝青質(zhì)臭灰?guī)r夾薄層粉砂質(zhì)泥巖。含瀝青質(zhì)臭灰?guī)r主要為泥晶生物碎屑灰?guī)r或含生物碎屑微晶灰?guī)r，較破碎，脈體發(fā)育，在破裂面和層面上常見斑塊狀薄層瀝青，新鮮的巖石表面還可見零星分布的黃鐵礦團塊。② 中段為中層—厚層灰色、淺灰色含燧石條帶(圖3a)及結(jié)核狀硅質(zhì)巖(圖3b)的泥晶生物碎屑灰?guī)r，厚約4 m，局部夾薄層泥質(zhì)砂巖，硅質(zhì)含量在灰?guī)r中的占比約為30%，結(jié)核狀硅質(zhì)巖粒徑范圍為3～20 cm，條帶狀硅質(zhì)結(jié)合厚度為3～7 cm，順層延伸長度為3～5 m。③ 上段為中—厚層灰白色塊狀灰?guī)r，偶含燧石結(jié)核，厚約90 m?；?guī)r含豐富的生物化石碎片，反映了開闊的淺海碳酸鹽臺地環(huán)境。

2 樣品及測試方法

研究區(qū)樣品采自巢湖地區(qū)平頂山采石場處棲霞組中段灰?guī)r中硅質(zhì)結(jié)核(圖3)，共采集樣品7塊(編號為JH-1～JH-7)，所采樣品整體呈塊狀構(gòu)造，其中圍巖為灰色，硅質(zhì)結(jié)核為黑色，除顏色外，硅質(zhì)結(jié)核相對于圍巖硬度較大。對所采集的巖石樣品進行預處理，除去硅質(zhì)結(jié)核圍巖，保留新鮮的巖石樣品，選擇合適部位切割，制成巖石薄片，除主量元素中的Si采用重量法外，其他主量元素均采用原子析出法，采用LA-ICP-MS測定樣品的微量元素與稀土元素，具體實驗流程及分析過程見參考文獻[19]，分析精度優(yōu)于5%。所有測試均在武漢上普分析科技有限責任公司完成，主量、微量、稀土元素分析結(jié)果分別見表1、表2、表3。

圖2 巢湖地區(qū)二疊系棲霞組實測剖面柱狀圖

3 測試結(jié)果

3.1 主量元素

測試結(jié)果表明，巢湖地區(qū)棲霞組灰?guī)r硅質(zhì)結(jié)核SiO2含量較高，w(SiO2)為73.50%～96.95%(平均值為85.84%)，除此外，其他元素含量較低，w(Al2O3)為0.30%～0.49%(平均值為0.39%)，w(Fe2O3)為0.19%～0.75%(平均值為0.49%)，w(CaO)為0.36%～26.21%(平均值為11.89%)，w(P2O5)為0.01%～0.03%(平均值為0.02%)。在判別硅質(zhì)來源與成因方面，前人在大量研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)出一些雙變量圖解，如SiO2-(Na2O+K2O)、SiO2-Al2O3、SiO2-MgO[21]等，借用這種方法，巢湖地區(qū)棲霞組硅質(zhì)結(jié)核為生物成因(圖4)。

除此之外，在硅質(zhì)成因的來源方面，不同學者也給出了Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)比值來判斷硅質(zhì)巖形成沉積環(huán)境。例如，Baltuck(1982)報道[22]了從大陸邊緣到大洋中脊Al2O3/(Al2O3+Fe2O3+MnO)的相對演化，其演化趨勢從大陸邊緣(0.619)→大洋盆地及洋島(0.319)→大洋中脊(0.00819)逐漸減??；Yamamoto (1987)認為[23]熱液成因硅質(zhì)巖Al2O3/(Al2O3+Fe2O3+MnO)<0.4，如果樣品受到陸源碎屑影響，硅質(zhì)巖該值則大于0.4；同時，Murray(1994)認為[24]硅質(zhì)巖Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)比值在洋中脊小于0.4，在大洋盆地該比值為0.4～0.7，大陸邊緣該比值為0.5～0.9。巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核在FeO3/TiO2- Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)與(La/Ce)N- Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)的判別圖解上均落在遠洋環(huán)境區(qū)域(圖5)，同時受到一定的陸源物質(zhì)的影響。

圖3 巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核野外照片

主量元素樣品編號及分析結(jié)果wB/%JH-1JH-2JH-3JH-4JH-5JH-6JH-7SiO275.3075.5080.2489.5795.2485.9896.95Al2O30.380.390.330.380.300.390.36Fe2O30.230.190.260.710.750.660.65MgO0.872.562.760.210.080.220.51CaO26.2124.1819.734.321.486.920.36Na2O0.030.020.030.050.060.050.05K2O0.130.040.040.080.040.090.79TiO20.040.030.050.040.040.040.05P2O50.030.030.030.010.020.010.02MnO0.040.050.060.070.080.060.05LOI0.090.410.550.130.110.170.12

表2 巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核微量元素分析結(jié)果

表3 巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核稀土元素分析結(jié)果

續(xù)表3

注：LREE=La+Ce+Pr+Nd+Sm+Eu；HREE=Gd+Td+Dy+Ho+Er+Tm+Yb+Lu+Y；∑REE=LREE+HREE；δEu=2EuN/(SmN×GdN)，EuN、SmN、GdN為元素后太古界澳大利亞沉積巖標準化值；δCe=2CeN/(LaN×PrN)，CeN、LaN、PrN為元素后太古界澳大利亞沉積巖準化值。標準化數(shù)據(jù)采用后太古界澳大利亞沉積巖[ PAAS，McLenenan (1989)][20]；下標“N”為標準化。

圖4 硅質(zhì)巖成因分類判別圖(底圖據(jù)文獻[21])

圖5 巢湖地區(qū)二疊系棲霞組灰?guī)r硅質(zhì)結(jié)核形成環(huán)境判別圖(底圖據(jù)文獻[24])

3.2 微量元素

微量元素在硅質(zhì)來源判別方面，1994年Murray等[24]報道的形成于不同環(huán)境下硅質(zhì)巖的微量元素分布特征，發(fā)現(xiàn)V、Ni、Cu的含量從大洋中脊→大洋盆地→大陸邊緣逐漸減少，而Ti、Y的含量逐漸增加，即Ti/V比值逐漸增加V/Y逐漸降低，具體在參數(shù)上表現(xiàn)為大洋中脊為Ti/V=7；V/Y=4.3，大洋盆地為Ti/V=25；V/Y=5.8，大陸邊緣為Ti/V=40；V/Y=0.8。巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核V含量為7.36×10-6～25.50×10-6(平均值為13.88×10-6)，Y含量為0.81×10-6～2.38×10-6(平均值為1.75×10-6)，Ti/V比值為70.50～310.74(平均值為160.96)，V/Y比值為3.89～11.30(平均值為7.57)。在Ti/V- V/Y判別圖解中，巢湖地區(qū)棲霞組硅質(zhì)結(jié)核數(shù)據(jù)屬于在洋中脊與大洋盆地端元區(qū)域，但也有大陸邊緣物質(zhì)的混入(圖6)。

圖6 巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核Ti/V - V/Y判別圖解(底圖據(jù)文獻[24])

在硅質(zhì)巖判別環(huán)境方面，微量元素中變價元素的組合及其比值可用于判斷沉積物沉積時水體氧化還原環(huán)境[25-26]，特別是V/Cr、V/(V+Ni)、Ni/Co和U/Th指數(shù)已用于推測沉積環(huán)境中的古氧化信息。巢湖地區(qū)棲霞組硅質(zhì)結(jié)核中，各參數(shù)比值變化較大，V/Cr比值為1.75～9.34(平均值為2.47)，V/(V+Ni)比值為0.60～0.81(平均值為0.69)，Ni/Co比值為3.54～7.98(平均值為5.25)，U/Th比值為2.90～18.70(平均值為10.58)。在相關(guān)性圖解中(圖7)，巢湖地區(qū)棲霞組硅質(zhì)結(jié)核，均表現(xiàn)出有氧、貧氧和厭氧的混合環(huán)境，該點也與沉積環(huán)境的判別相支持，即在大洋中脊處與大洋盆地為厭氧和貧氧環(huán)境，在大陸邊緣為有氧環(huán)境，此處為大陸邊緣，出現(xiàn)厭氧與貧氧的環(huán)境，說明硅的來源主要為大洋中脊與大洋盆地的硅質(zhì)來源。

3.3 稀土元素

巢湖地區(qū)二疊系棲霞組灰?guī)r硅質(zhì)結(jié)核稀土元素測試結(jié)果見表3，后太古代平均頁巖[20]標準化配分圖解見圖8?？傮w而言，巢湖地區(qū)二疊系棲霞組灰?guī)r硅質(zhì)結(jié)核稀土元素總量變化不大[w(ΣREE)為3.84×10-6～9.67×10-6，平均值為5.82×10-6]，且稀土元素總量與P2O5之間具有很好的正相關(guān)性(圖9)。輕稀土(LREE)相對重稀土在總量上明顯虧損，表現(xiàn)為具有變化較小的(La/Yb)N值(0.52～0.90，平均0.61)。除此之外，δEu平均值為1.06，表現(xiàn)為弱的正異常。

4 討論

硅質(zhì)巖的物源背景是研究硅質(zhì)巖類問題的關(guān)鍵，特別是對硅質(zhì)巖的地球化學特征的研究。已有的研究證明，硅質(zhì)巖的地球化學特征可以很好的示蹤其物源背景[16，27-29]。在硅質(zhì)來源方面，巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核在SiO2- (Na2O+K2O)、SiO2-Al2O3、SiO2-MgO等主量元素的判別圖上(圖4)，表明其硅質(zhì)結(jié)核為生物成因。同樣，在古生物方面，諸多古生物學者也給出了可靠的證據(jù)[8，16，30]。在沉積環(huán)境方面，Ti/V - V/Y判別圖解(圖6)可以表明巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核其硅主要來源于大洋中脊，極少部分來自于大陸邊緣。同樣，在氧化還原環(huán)境的判別圖解(圖7)中，顯示出巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核主要形成于貧氧和厭氧的混合環(huán)境。值得注意的是，在硅質(zhì)來源方面，一般認為硅質(zhì)的來源有生物成因[30-31]、熱液成因[14，23，32-33]以及富硅的火山碎屑和陸源碎屑[14，34](本文中的硅質(zhì)為生物成因，其形成環(huán)境為大洋中脊和大洋盆地環(huán)境)，一般來說，生物成因的硅形成于大陸邊緣，在微量元素的氧化還原環(huán)境條件下，其沉積環(huán)境應為有氧環(huán)境，但是在巢湖二疊系棲霞組的研究中，卻出現(xiàn)貧氧與厭氧環(huán)境，這明顯與硅的成因相矛盾。筆者結(jié)合全球二疊紀海陸分布與古地理的研究發(fā)現(xiàn)，當大洋中脊處的熱液硅被大陸邊緣的硅質(zhì)生物所捕獲時，可以很好地解釋硅質(zhì)結(jié)核成因，并很好地與二疊紀華南板塊所處的海陸位置與氣候相吻合，即洋中脊的熱液成因硅為二疊紀全球的硅質(zhì)生物的繁盛提供物質(zhì)基礎(chǔ)。已有實驗證明，活硅藻不僅可以分解懸浮在水體中的鋁硅酸鹽和黏土礦物，而且可以萃取海水中的硅[35-36]。同樣在硅質(zhì)結(jié)核的氧化還原狀態(tài)來看，出現(xiàn)大陸邊緣的有氧環(huán)境以及大洋盆地和大洋中脊的貧氧與厭氧環(huán)境共存狀態(tài)，在該點上與氧化還原狀態(tài)和硅質(zhì)形成環(huán)境相吻合，除此之外，巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核稀土元素配分圖(圖8)中出現(xiàn)中稀土元素的富集，在海相條件下，中稀土元素的富集與磷質(zhì)的富集有關(guān)，即表現(xiàn)為稀土元素與P2O5也有很好的相關(guān)性(圖9)。理論認為硅質(zhì)的生產(chǎn)和磷礦的形成均與高生產(chǎn)力密切相關(guān)[37-39]，據(jù)此，筆者認為巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核是在洋流的作用下，大洋中脊和大洋盆地中的熱液硅在淺海硅質(zhì)生物的作用下被捕獲而形成。

圖7 巢湖地區(qū)棲霞組硅質(zhì)結(jié)核氧化還原狀態(tài)圖解(底圖據(jù)文獻[25-26])

Fig.7 Redox state diagram of siliceous nodules of Qixia Formation in Chaohu area

圖8 巢湖地區(qū)二疊系棲霞組灰?guī)r硅質(zhì)結(jié)核標準配分模式圖

圖9 稀土元素總量與P2O5相關(guān)性圖解

已有研究表明，全球性的硅質(zhì)巖沉積事件呈現(xiàn)一定的幕式爆發(fā)[3-5]，即硅質(zhì)沉積在某些地史時期大量爆發(fā)，而在其他地史時期幾乎不出現(xiàn)。早二疊世早期，泛大洋及特提斯地區(qū)的遠洋、深水、斜坡及盆地范圍內(nèi)，在碳酸鹽巖的性質(zhì)上出現(xiàn)了暖水碳酸鹽巖向冷水碳酸鹽巖轉(zhuǎn)變，同時也伴隨著暖水生物的死亡以及冷水生物短暫繁盛，聯(lián)合古陸西北緣暖水碳酸鹽巖的消失，比古大陸從亞熱帶漂移到溫帶時間早了5～10 Ma[3，30，40]，這表明在早二疊世早期聯(lián)合古陸西北緣出現(xiàn)寒流的脈沖事件，也表明早二疊世的北極地區(qū)可能出現(xiàn)冰蓋[30]。富營養(yǎng)的上升洋流在聯(lián)合古陸西北緣發(fā)生溫鹽環(huán)流，為二疊紀硅質(zhì)沉積事件的發(fā)生提供了必要條件，同時寒流的上升流可以帶來充足的營養(yǎng)物質(zhì)、溶解硅及磷質(zhì)，使得放射蟲及海綿等硅質(zhì)生物得以繁盛，表層水體呈現(xiàn)適宜硅質(zhì)生物繁盛的富硅、富營養(yǎng)以及含有磷質(zhì)的環(huán)境，同時大洋底部的寒流也降低硅質(zhì)溶解，使得硅質(zhì)巖在地史上得以保存。

在古氣候方面，二疊紀期間全球性的巨型季風氣候逐漸增強，全球帶狀的氣壓帶與風帶逐漸減弱至瓦解，并且向圈層型氣候體制轉(zhuǎn)變[30，41]，而早—中二疊世為巨型季風氣候鼎盛時期[41]，因此，中二疊世季風引起的上升流具有周期性變化的特征，同時上升流給海洋表層水帶來的硅質(zhì)、磷質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，從而控制了放射蟲產(chǎn)量和硅質(zhì)的沉積。研究區(qū)在棲霞期構(gòu)造背景為大陸邊緣環(huán)境，在孤峰期為大陸邊緣-海盆過渡環(huán)境，在棲霞期初期，海侵開始發(fā)育，隨后規(guī)模逐漸增大，到了孤峰期海侵層位達到頂點，同時在二疊中晚期，區(qū)域內(nèi)的伸展作用發(fā)育，火山活動強烈，深大斷裂發(fā)育，揚子板塊的活化和深大斷裂的活動使得火山活動及海底熱水系統(tǒng)發(fā)育，巖漿熱液與海水混合通過斷裂上涌，以熱泉形式噴發(fā)并將SiO2滲入海水，富含硅質(zhì)的熱水通過上升流帶到硅質(zhì)沉積帶，進而形成硅質(zhì)巖與硅質(zhì)結(jié)核沉積。

在海陸位置方面，二疊紀揚子板塊的古地理面貌為臺盆相間的構(gòu)造格局，呈現(xiàn)碎屑巖潮坪-碳酸鹽巖臺地-硅質(zhì)巖頁巖盆地的復雜組合。除此之外，在海陸位置與洋流路徑關(guān)系上，揚子板塊與華北板塊形成較窄的洋流通道(圖10)，且位于赤道暖流的要沖部位，該種海陸與洋流的布局也極易形成硅質(zhì)沉積與磷質(zhì)沉積[1，6，40-43]。在對洋流的研究與識別方面，一般認為沉積型磷礦床均與上升洋流有關(guān)，即著名的卡查科夫磷礦模式，二疊紀硅質(zhì)事件與北美大陸西緣的磷礦沉積同時發(fā)生，如太平洋東岸許多地區(qū)高生產(chǎn)力區(qū)的生物質(zhì)巖和硅質(zhì)沉積物同時發(fā)育，以及沿加利福尼亞沿海盆地同時沉積的磷酸鹽沉積物和硅質(zhì)沉積，但是二疊紀硅質(zhì)沉積事件在聯(lián)合古陸西北緣與特提斯不同的是，由于聯(lián)合古陸西北緣靠近高緯度的極地冰蓋，理論上容易受到寒流的脈沖事件影響，該點在聯(lián)合古陸西北緣由暖水碳酸鹽到冷水碳酸鹽的轉(zhuǎn)變以及暖水生物的死亡到冷水生物的發(fā)育得以證實，但是，至于特提斯區(qū)域，特別是二疊紀的揚子板塊以及華北板塊南緣有沒有受到高緯度寒流脈沖事件的影響，目前來看依然沒有充分的證據(jù)，但是可以肯定的是，揚子地區(qū)二疊紀時期，上升流對生物古生態(tài)特征起到絕對的控制作用，即證明揚子地區(qū)棲霞組以及孤峰組受到上升洋流的影響。

5 結(jié)論

1)下?lián)P子巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核w(SiO2)為73.50%～96.95%(平均值為85.84%)，其他元素含量較低。硅質(zhì)成因為生物質(zhì)成因，硅質(zhì)來源于洋中脊與大洋盆地；在氧化還原關(guān)系上，硅質(zhì)結(jié)核顯示出有氧、貧氧與厭氧混合狀態(tài)；在稀土元素配分圖解中顯示出中稀土元素富集，稀土元素總量與P2O5具有很好的相關(guān)性和Ce的負異常。

2)下?lián)P子巢湖地區(qū)二疊系棲霞組硅質(zhì)結(jié)核是在二疊紀全球氣候轉(zhuǎn)變的背景下，在洋流的作用下，大洋中脊與大洋盆地的硅質(zhì)被大陸邊緣硅質(zhì)生物所捕獲，即在兩者的共同作用下形成硅質(zhì)結(jié)核，洋流作用對硅質(zhì)結(jié)核的形成起到關(guān)鍵作用。