早寒武世早期热液沉积特征:以塔里木盆地西北缘玉尔吐斯组底部硅质岩系为例

作者：杨宗玉; 罗平^*; 刘波; 周川闽; 马洁

来源：地球科学, 2018, 44(11): 3845-3870.

• 玉尔吐斯组
• 硅质岩
• 地球化学
• 形成原因
• 沉积模式

埃迪卡拉纪-寒武纪重要地质历史转折时期全球多陆块广泛沉积硅质岩.塔里木盆地西北缘下寒武统玉尔吐斯组底部所发育的薄层状硅质岩,以富含残余颗粒、磷质结核和重晶石结核而显得非常特殊和罕见,明显有别于国内外报道的常规硅质岩.为了揭示该套硅质岩的成因及沉积模式,通过剖面测量(库勒剖面)、薄片鉴定、SEM观察、能谱探针、主微量元素特征、氧硅同位素分布等岩石学-地球化学分析方法,认为玉尔吐斯组硅质岩垂向上共分5小段,其主要矿物是石英、白云石,自生矿物主要有重晶石、方沸石、黄铁矿等,不同硅质岩段微观结构显示出十分明显的组构变化,包含残余颗粒结构、残余晶粒结构、隐晶质结构和微晶结构.所测剖面硅质岩沉积于靠近大陆/古隆起的高盐度浅海陆架(高Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)比值,高MgO/Al_2O_3比值),其陆源碎屑主要来自大陆地壳或基底花岗岩的风化产物,并且受到SiO_2的稀释作用影响(Th/Ti与Al/Ti关系).氧化还原敏感元素(如Ba、V、Ni、Cu、Zn、U等)不同程度的富集及氧化还原指标(V/Cr介于0.81～8.34)特征表明硅质岩段沉积早期处于氧化环境,水体能量较强,显微镜下见圆度较好的内碎屑颗粒、微生物席碎片;中晚期经历了水体循环不畅的有氧/缺氧分层环境(Ce/Ce*负异常),显微镜下微生物球粒、粪球粒、浮游藻(粘结)团块发育,有机质含量较高(TOC可达2%以上).稀土元素特征(低∑REE、中等Ce负异常、显著的Y正异常和Eu正异常)以及δ~(30)Si和δ~(18)O值分布范围暗示硅质岩地球化学特征主要继承自热液流体和海水,受陆源碎屑影响较弱.自近台内裂陷中心上升的富含多金属的富硅热液以及陆源碎屑提供大量营养,为微生物大繁盛和硅质的富集成矿奠定物质基础.水体中硅的溶解度降低(温度降低、pH降低和水体盐度升高)促使硅质胶体颗粒化学沉淀,而微生物(特别是嗜热微生物)的新陈代谢活动往往加速了这一过程.

• 单位
  北京大学; 四川省地矿局物探队; 中国石油勘探开发研究院