湘黔地区埃迪卡拉纪-寒武纪之交硅质岩的成因探讨——来自稀土元素和Ge/Si比值的证据

对埃迪卡拉纪?寒武纪之交的贵州铜仁坝黄剖面留茶坡组层状硅质岩和湖南张家界柑子坪剖面留茶坡组穹隆状硅质岩的主量、微量元素和稀土元素以及Ge/Si特征进行分析, 探讨两种硅质岩的成因。层状硅质岩的SiO₂含量为96.06%~99.61%, 穹窿状硅质岩的SiO₂含量为98.62%~99.56%, 平均值为99.13%; 其他元素含量很低, 两者均为纯硅质岩。坝黄层状硅质岩的ΣREE为20.14~248.56 μg/g (平均100.62 μg/g), Eu/Eu*值为0.90~1.10 (平均1.06), 无明显异常, Ge/Si值为0.13~0.98 μmol/mol (平均0.50 μmol/mol), Al₂O₃与ΣREE明显正相关, 表明硅质岩成分明显受陆源输入的控制。柑子坪穹隆状硅质岩的ΣREE值低, 为3.75~7.24 μg/g (平均5.73 μg/g), Ce/Ce*值为0.46~0.66 (平均0.57), 具负异常, Eu/Eu*值为2.28~11.07 (平均4.60), 具明显正异常, Ge/Si值为1.09~1.43 μmol/mol (平均1.25 μmol/mol), Al₂O₃与ΣREE的相关性较差, 表明硅质岩为海底热液成因。Al₂O₃与Ge/Si的相关性强弱也可以反映硅质岩的来源。结合古地理环境, 推断层状硅质岩可能形成于盆地内部, 而穹隆状硅质岩可能发育在台缘同生断裂处, 因海底热液喷流而形成。以1 μmol/mol 作为Ge/Si的临界值可以为示踪硅质岩的物质来源提供新的思路。     

地球化学方法在硅质岩成因与构造背景研究中的进展及问题

硅质岩由于受后期风化作用及成岩作用影响较弱,其地球化学特征常被用来讨论硅质岩成因和形成构造背景。本文分析了硅质岩的成因以及形成于不同构造背景下硅质岩的主元素、痕量元素、稀土元素、Si同位素和Sr-Nd同位素组成特征。在总结硅质岩成因与构造背景研究方法和进展的同时,指出元素地球化学行为的错误理解和硅化作用过程中SiO_2稀释剂作用的影响是造成利用地球化学方法判别硅质岩成因和构造背景时产生多解性的主要原因。而对硅质岩成岩机理的再认识表明:硅质岩成岩过程中,SiO_2对主元素和稀土元素起稀释剂的作用;TiO_2、Al_2O_3、MgO、K_2O作为陆源组分,受成岩作用的影响比Fe_2O_3、MnO、CaO、Na_2O、P_2O_5弱;成岩作用对页岩或泥岩主元素的影响强于硅质岩;硅质岩的稀土元素含量除受沉积环境的控制外,还受硅化程度的影响。