地球化学1微量元素与物源、构造.ppt

* 塔里木盆地下寒武统底部黑色页岩地球化学及其岩石圈演化意义 关键词： 黑色页岩 地球化学 下寒武统底部 岩石圈演化 塔里木盆地 首次对塔里木盆地北部下寒武统底部黑色页岩的微量元素、稀土元素和铂族元素地球化学进行了系统分析，其基本特征是与深部流体有关的微量元素明显富集，Th\U和T\Sc等元素比值降低；球粒陨石标准化后的稀土元素分布模式中轻稀土富集程度降低，Eu负异常减小，Ce具有明显的负异常；铂族和Au元素含量增高。这些特点表明黑色页岩沉积时，盆内有富铁镁质的深部物源的存在。这种深部物源的存在通常只是岩石圈拉张的构造背景。微量元素、铂族元素和稀土元素特征在剖面中的变化规律表明，该黑色页岩沉积的早期，来自地球深部的物源不断增加，至4号样品达到高峰，此后逐渐降低。这种现象可能指示本区早寒武世早期岩石圈具有幕式拉张作用的特点。 摘要： 在印度小喜马拉雅、巴基斯坦北部、伊朗、法国南部、英国英格兰、阿曼北部、前苏联、哈萨克斯坦南部及蒙古、澳大利亚南部、加拿大等地，下寒武统底部广泛发育一套黑色页岩夹硅质岩的岩石组合，层位十分稳定。我国与此相对应的地层主要分布在扬子地块和西北塔里木地块。 一、样品的采集与测试（图1） 样品采自塔里木盆地北部阿克苏肖尔布拉克下寒武统露头剖面。剖面露头条件好，岩石新鲜。在该剖面中，下寒武统底部玉尔吐斯组下部黑色页岩层厚8.8米。与下伏震旦系厚层白云岩呈平行不整合接触。这套黑色页岩层的底部为结核状磷块岩，下部为黑色页岩夹薄层硅质岩，中上部为厚层黑色页岩。样品按不同岩性和一定间隔自下而上系统采集。所有样品分析在中国科学院地球化学研究所用ICP-MS方法完成。从相同条件下标样的分析结果可以看出，微量元素中对于含量大于10ug\g的元素而言，除了Cu和Pb以外，其分析误差在±6%以内；稀土元素的分析误差均在±6%以内；而铂族元素和Au的含量较低，分析误差相对较大，在±20%以内。 二、黑色页岩地球化学 ★ 微量元素 微量元素丰度 从分析的主要微量元素结果可见（表1） ，下寒武统底部黑色页岩中V,Cr （铬ɡè）,Ni,Cu,Zn,Ge（锗zhě）,As,Sr（锶sī）,Y,Mo（钼mù）,Ag,Cd（镉ɡé）,Sb（锑tī）,Ba,Pb,U等元素的含量较地壳中同类岩石的丰度明显富集，部分元素（V,Mo,U,Ag）的富集程度可达1-2个数量级。据已有研究，V,Cr,Ni,As,Sr,Mo,Ag,Cd,Sb,Ba和U等这些元素在泥质岩和硅质岩中的高度富集，常与深部物源密切相关，说明该层位具有深部物源的加入。 Th\Sc和Th\U比分别为0.70和0.10， 这两对元素比值较上地壳中的平均比值（1和3.8）以及地壳中同类岩石（粘土岩）的平均比值明显偏低，说明了富铁镁质物源的存在。 微量元素在剖面中的变化 相对富集的微量元素在黑色页岩剖面中的变化具有明显的规律性。（图2）上述相对富集元素在剖面中的分布有一个共同的特点，即底部从下往上含量逐渐增高，至第四号样品（XCM7-1）达到最高峰，向上又逐渐降低。这说明，这套黑色页岩沉积时来自低下深部注入盆地的物源量是不均一的，早期不断增加，至第四号样品（XCM7-1）时达到最高峰，此后深部物源含量逐渐减少。 黑色页岩富含有机质及分散黄铁矿、菱铁矿而显黑色，很少化石，常具极薄层理，外貌似炭质页岩，但不染手。厚度大时，可成为良好的生油岩系。一般是在温湿气候下的湖泊、沼泽的还原环境形成。黑色页岩中发现有铀、铜、钼、钒、镍等金属矿床。黑色页岩可以作为石油的指示地层。 ★ 稀土元素 对上述样品亦进行稀土元素分析（表2）。通过对球粒陨石和北美页岩标准化后的稀土分布模式和有关参数变化情况的分析发现（图34），研究区下寒武统底部黑色页岩稀土元素地球化学有以下特点： 1 球粒陨石标准化后，轻稀土富集程度 较低，重稀土相对较富集，(La\Yb)N和LREE\HREE平均为5.46和1.14，较北美页岩的6.96和3.23明显偏低。且在剖面下部轻稀土富集程度由下往上降低，至四号样品（XCM7-1）达最低，重稀土的富集则达到最高。向上轻稀土富集程度逐渐增高。（图4） 2 球粒陨石标准化后，Eu具有较明显的负异常。平均Eu\Eu*为0.64，与上地壳平均值0.65相当。 3 球粒陨石标准化后，Ce具有明显的负异常，Ce\Ce*的平均值为0.55，反映了明显的缺氧条件。 4 北美页岩标准化后，重稀土段相对富集，Ce有明显的负异常。 这些特点表明本区黑色页岩稀土元素地球化学特征同样反映了沉积物中含有深部富铁