东秦岭二郎坪群硅质岩地球化学特征及其沉积环境意义

第２ｌ卷第４期　２００７年ｌ２月　现代地质　

ＧＥＯＳＣＩＥＮＣＥ　Ｖｏｌ＿２ｌ　ＮＯ．４　

ＤｅＣ．２ｏｏ７　

东秦岭二郎坪群硅质岩地球化学特征　及其沉积环境意义　

冯胜斌　，周洪瑞　，燕长海　，彭　翼　，胡绍斌　，任建光　（１．中国石油长庆油田公司勘探开发研究院，陕西西安７１００２１；２．中国地质大学地球科学与资源学院，北京１０００８３；　３．河南省地质调查院，河南郑州４５０００７；４．云南省地质调查院，云南昆明６５３１００）　

摘要：东秦岭二郎坪群硅质岩成因分析对二郎坪群形成环境和构造背景研究具有重要意义。通过对二郎坪群中３类硅　质岩地质特征、岩石地球化学特征（Ｗ（ＳｉＯ　）＝６１．３５％～９６．０１％、Ｎ（Ｓｉ）／Ⅳ（Ａ１）＝２．７７～５１．５３）研究，认为二郎坪群　硅质岩为非纯硅质岩；稀土元素的配分模式和特征值（∑ＲＥＥ、∑ＬＲＥＥ、∑ＨＲＥＥ、６Ｃｅ、ＢＥｕ）、常量元素含量　（Ｗ（Ａ１　Ｏ　）、Ｗ（ＴｉＯ　））和微量元素含量（Ｗ（Ｎｂ）、Ｗ（Ｒｂ）、Ｗ（Ｔｈ））的分析表明研究区硅质岩是热水成因型，但受陆源　物质成分影响，陆缘物源对南阳盆地西硅质岩影响较大。地球化学综合分析揭示二郎坪群硅质岩产出于不同海相沉积　环境，南阳盆地西硅质岩形成于大陆边缘海环境，而盆地以东硅质岩形成于远洋盆地环境，证实了二郎坪群形成于弧后　盆地构造环境。　关键词：二郎坪群；硅质岩；地球化学；沉积环境；东秦岭　中图分类号：Ｐ５１２．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—８５２７（２００７）０４—０６７５—０８　

Ｔｈｅ　Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｃｈｅｒｔｓ　ｏｆ　Ｅｒｌａｎｇｐｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　ｉｎ　Ｅａｓｔ　Ｑｉｎｌｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｈｅｉｒ　Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ　

ＦＥＮＧ　Ｓｈｅｎｇ—ｂｉｎ　一，ＺＨＯＵ　Ｈｏｎｇ—ｒｕｉ　，ＹＡＮ　Ｃｈａｎｇ—ｈａｉ　，ＰＥＮＧ　Ｙｉ　，　ＨＵ　Ｓｈａｏ—ｂｉｎ　。ＲＥＮ　Ｊｉａｎ—ｇｕａｎｇ　（１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆＣｈａｎｇｑｉｎｇ　Ｏｉｔｉｌｅｌｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｘｉ＇ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ　７１００２１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＥａａｈ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　ａｎｄ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｃｈｉｎａ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ；　土ｔｔｅｎａｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ＆　冒　Ｓｕｒｖｅｙ，Ｚｈｅｒｇ￣ｕ，Ｈｅｎａｎ　４５０００７，ｃａ／ｒｉｄ；４　Ｙｕｎｎａｎ／ｎｓｔ／ｔｕｔｅ　ｏｆＣ．ｅｏｌｏｇ／ｃａ／Ｓｕｒｖｅｙ，　，Ｙｕｎｎａｎ　６５３１００，Ｃｈ／ｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｇｅｎｅｓｉｓ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｅｒｌａｎｇｐｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｏ　ｒｅｖｅａｌ　ｉｔｓ　ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｔｅｃｔｏｎｉｃ　ｓｅｔｔｉｎｇｓ．Ｂｙ　ｓｔｕｄｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ（ＳｉＯ２＝６１．３５％～９６．０１％，Ｓｉ／Ａ１＝２．７７　

～５　１．５３）ｏｆ　ｔｈｒｅｅ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｃｈｅｒｔｓ　ｉｎ　Ｅｒｌａｎｇｐｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　ｉｎ　ｅａｓｔ　Ｑｉｎｌｉｎｇ　ｏｒｏｇｅｎｉｃ　ｂｅｌｔ，ｉｔ　ｉｓ　ｂｅｌｉｅｖｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｈｅｒｔｓ　ｉｎ　Ｅｒｌａｎｇｐｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　ａｒｅ　ｉｍｐｕｒｅ　ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ．Ｔｈｅ　ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ　ＲＥＥ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｐａｔｔｅｒｎｓ　ｏｆ　ｃｈｏｎｄｒｉｔｅ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｖａｌｕｅｓ（∑ＲＥＥ—ｈｉｇｈ，∑ＬＲＥＥ—ｒｉｃｈ，∑ＨＲＥＥ—ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ，ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ｅｕ　ａｎｄ　Ｃｅ　ａｎｏｍａｌｙ），ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｊｏｒ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ（Ａ１２　Ｏ３，ＴｉＯ２）ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｒａｃｅ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ（Ｎｂ，Ｒｂ，Ｔｈ）ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｈｅｒｔｓ　ａｒｅ　ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ　ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｈａｖｅ　ａ　ｆｅｗ　ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ　ｍａｒｇｉｎ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｃｈｅｒｔｓ　ｆｏｒｍｅｄ　ａｔ　ｔｈｅ　ｗｅｓｔ　ｏｆ　Ｎａｎ—　ｙａｎｇ　ｂａｓｉｎ　ｃｏｎｔａｉｎ　ｍｏｒｅ．Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｃｈｅｒｔｓ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｈｅｒｔｓ　ｉｎ　Ｅｒｌａｎｇｐｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　ａｒｅ　ｆｏｒｍｅｄ　ｉｎ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｍａｒｉｎｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ　ｃｈｅｒｔｓ　ｆｏｒｍｅｄ　ａｔ　ｔｈｅ　ｗｅｓｔ　ｏｆ　Ｎａｎｙａｎｇ　ｂａｓｉｎ　ａｒｅ　ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　ｉｎ　ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ　ｍａｒｇｉｎ　ｂａｓｉｎ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｔｈｏｓｅ　ｆｏｒｍｅｄ　ａｔ　ｔｈｅ　ｅａｓｔ　ｏｆ　Ｎａｎｙａｎｇ　ｂａｓｉｎ　ａｒｅ　ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　ｉｎ　ｐｅｌａｇｉｃ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳＯ　Ｅｒｌａｎｇｐｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　ｉｓ　ｍａｒｋｅｄ　ｂｙ　ｂａｃｋ—ａｒｃ　ｂａｓｉｎ　ｓｅｔｔｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｅｒｌａｎｇｐｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ；ｃｈｅｒｔ；ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ；Ｅａｓｔ　Ｑｉｎｌｉｎｇ　

收稿日期：２００７—０３—２０；改回日期：２００７—０９—１５；责任编辑：戚开静。　基金项目：中国地质调查局国土资源大调查项目（１９９９１０２００２２７）；中国地质调查局地质调查项目（２００３１０２００００１—５）。　作者简介：冯胜斌，男，硕士，１９７３年出生，古生物学与地层学专业，主要从事沉积地质与矿产研究工作。　Ｅｍａｉｌ：ｆｓｂｃｑ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃａ。　

维普资讯 http://www.cqvip.com ６７６　现代地质　２００７正　０引　言　１产出状态　硅质岩是一类特殊的沉积岩石。由化学作用、　生物和生物化学作用以及某些火山作用、热水作　用形成的富含ＳｉＯ　（一般＞７０％）的岩石，以及在　盆地内经机械破碎再沉积而形成的岩石，都可称　为硅质岩…。它不但具有重要的沉积环境、成因、　物源和成岩成矿等指示意义，而且本身抵抗后期　改造的能力强，使各种信息较好地保存下来。长　期以来，人们探讨用不同的方法研究硅质岩，以　解决其成因及沉积环境等相关地质问题。现今，　国内外学者大都从硅质岩的野外成因标志、矿物　组成、结构构造、阴极发光、常量及微量元素、　稀土元素、放射性同位素、稳定同位素、稀有气　体同位素、古地磁及有机地球化学等方面进行研　究　。二郎坪群位于北秦岭造山带东部，即东　秦岭，其中普遍发育硅质岩，是古弧后盆地物质　残存。二郎坪弧后盆地是在早古生代末古商丹洋　向华北板块之下俯冲消减过程中，于华北板块南　缘裂解形成的弧后小洋盆　ｊ，它是秦岭造山带重　要的构造一地层单元　（图１）。前人确定二郎坪　弧后盆地构造环境的主要依据是对二郎坪群火山　岩岩石地球化学特征和构造背景的研究　。然　而，由于火山岩岩石化学特征具有多解性，故有　关二郎坪群形成环境的争议较大¨　”Ｊ。本文主要　运用岩石地球化学方法对二郎坪群中广泛分布的　硅质岩进行研究，探讨其沉积环境，进而对二郎　坪群的构造背景提供重要证据。　二郎坪群中的硅质岩，据其产状可划分为３　种类型：（１）薄层状硅质岩，分布在块状熔岩和枕　状熔岩的顶部（图２（ａ））；（２）硅质板岩和碳硅质板　岩夹层，发育在火山碎屑岩中（图２（ｂ））；（３）硅质　岩与矿体联系非常紧密，常呈条带状或纹层状出　现，硅质岩常被矿化成矿体，有些地段可见到重　晶石岩与硅质岩互层出现（图３）。在前两类硅质　岩中发现时代为早寒武世一中奥陶世的多种海绵　古针、牙形石和放射虫化石　Ｍ　。张成立等　在　２００３年曾对分布于南阳盆地以西的（１）、（２）类硅　质岩的形成环境进行研究，认为其产于大陆边缘　环境；韦昌山等　在２００３年对南阳盆地以东刘山　岩矿床中硅质岩进行了地球化学分析，认为其具　有热水成因特征。本文对分布于南阳盆地东、西　二郎坪群中此３类产状的硅质岩进行了野外研究，　并采集样品对比分析其地球化学特征（表１），综　合探讨其沉积环境。　

２　地球化学特征及沉积环境指示　意义　不同成因的硅质岩在物质来源、沉积环境及　物理化学条件等方面存在差异，故不同环境的硅　质岩岩石化学成分必然有所不同，这是利用岩石　化学方法研究硅质岩的物质与理论基础。近洋中　脊环境、大陆边缘环境及二者之间的过渡环境类　型一般是硅质岩的典型沉积环境。　

图１　东秦岭大地构造简图（据张国伟等　略有修改）　Ｆｉｇ．１　Ｇｅｏｔｅｃｔｏｎｉｃ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ｍａｐ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｈｅ　ｅａｓｔ　Ｑｉｎｌｉｎｇ　ｏｒｏｇｅｎｉｃ　ｂｅｌｔ　Ｆ１．鲁山一淮南断裂；ｆ２．栾川断裂；ＳＦ１．商丹复合断裂带；ＳＦ２．勉略一襄樊断裂带　

维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期　冯胜斌等：东秦岭二郎坪群硅质岩地球化学特征及其沉积环境意义　６７７　（ａ）内乡湍河地区二郎坪群硅质岩柱状剖面示意图　（据孙勇等［　］修改）　块状熔岩　：¨：¨：ｌＩ：１Ｉ：１　Ｉ：１，：¨　硅质岩　¨：ｌＩ：ｔＩ：１ｉ：１　，：¨：¨：¨：　火山碎屑岩　：’　：１．／：１．ｉ：ｌｉ：１　Ｉ：１　，　＼　硅质岩　：ｌＩ：ｔ　：¨：¨：ｌＩ：１　：ｌ　●　，：　，：　，：　，　火山碎屑岩　¨：¨　Ｉ：１，：¨：¨：　『：ｌ。，：¨：　／　硅质岩　、　块状熔岩　：¨：ｌＩ：１Ｉ：１ｉ：１，１１，：ｌｉ：１，：¨　，、＼　硅历岩　＼、＼　块状熔岩　¨：¨　ｉ：１『：Ｉ『：ｌ　ｉ：１，：¨：　：¨：¨：ｌＩ：１Ⅲ　，：¨　Ｉ｛　磋质岩　¨：Ｉｉ：１Ｉ：１『：ｌ　ｉ：１，：¨：　火山碎屑岩　：¨：ｌｉ：１『：Ｉ　，１１　ｔ：ｔ，：¨　，：ｌ’．１Ｉ：１’：¨：¨：ｌｉ：１’：ｌ’：　＼　硅质岩　：¨：Ｉｉ，ｉｉ：１　巾　ｉ，ｉ，：¨　¨：ｌｉ：１Ｉ：１Ⅲ，：¨：¨：¨：¨：　火山碎屑岩　×　）＜＞（×××）＜Ｘ＞　ＸＸ　××）　枕状熔岩　）＜）＜×　Ｃ　＞（）＜　（ｂ）西峡湾潭地区火神庙组硅质岩柱状示意图　（据张成立等［　修改）　图２豫西二郎坪群硅质岩柱状图　Ｆｉｇ．２　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｃｏｌｕｍｎａｒ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅｓ　ｏｆ　Ｅｒｌａｎｇｐｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｗｅｓｔ　ｏｆ　Ｈｅｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ