贵州地区新元古代_三叠纪沉积岩中稀土元素地球化学特征与地壳演化.pdf

现 　代 　地 　质第 12 卷　第 2 期1998 年 6 月GEOSCIENCEJournal of Graduate School , China University of GeosciencesVol112 　 No12J une 1998贵州地区新元古代 —三叠纪沉积岩中稀土元素地球化学特征与地壳演化 3收稿日期 : 1996 — 12 — 253 中国博士后科学基金和中国科学院矿床地球化学开放研究室基金 (950408) 联合资助项目第一作者简介 : 于炳松 , 男 , 1962 年出生 , 副教授 , 沉积学和地球化学专业于炳松(地矿系　北京　 100083)裘愉卓(中国科学院地球化学研究所　贵阳　 550002)摘 　要 　 通过对贵州地区自新元古界板溪群 —三叠系深水相泥质岩系统的稀土元素地球化学研究 , 发现寒武系、泥盆系和上二叠统这 3 个稀土元素组成明显不同于其他层位和后太古代页岩稀土元素特征的异常层 , 并由此构成了地质历史中 3 个明显的稀土元素地球化学旋回这 3 个稀土元素地球化学旋回与本区的大地构造旋回具有明显的一致性 , 且上述的 3 个稀土元素地球化学异常层正好与盆地发育的明显的拉张裂陷时期相对应 , 说明在盆地拉张裂陷时期来自盆下深部物源的加入是造成稀土元素地球化学异常的根本原因。

这为我们正确认识本区的地壳演化提供了强有力的地球化学证据关键词 　 稀土元素 　地球化学 　地壳演化 　贵州地区分类号 　 P5950 　引　言微量元素 (包括稀土元素 ) 与同位素体系的结合可以对地壳演化和地质构造背景作出有价值的分析这方面的工作已引起了广泛的关注 , 但主要集中在太古代和后太古代的边界上 , 如太古代和后太古代地层在稀土元素特征上的明显差异 \[1～ 3 \] , 太古代与后太古代地层边界上 Th 和 U 元素丰度的突变等 \[4 \], 这些变化被认为是大陆地壳成分发生根本性质变化的反映 \[5 \]对于整个显生宙的沉积地层 , 由于其元素地球化学性质的均一性 , 就其中的微量元素与地壳演化之间的关系而言 , 仍处在资料积累阶段 \[6 \]近年来 , McLennan和 Taylor 等人 \[1 ,5 \]应用元素和同位素成分来分析板块构造背景和判断沉积岩源区成分的工作以及 Bhatia\[7 \]应用稀土元素研究沉积岩源区和构造环境控制的工作 , 给我们很大的启发沉积岩的化学成分包含着人们了解陆壳怎样随地质时间演化的重要信息由于风化、侵蚀、搬运、沉积和成岩作用的影响 , 沉积岩的化学成分变得十分复杂 , 但研究表明 , 沉积物的陆源成分中某些元素可以被定量地搬运 , 它们是 REE、 Th、 Sc。

因为这些元素的分配几乎不受次生过程如成岩和变质作用的影响 , 所以它们在研究地壳成分时是最有效的 \[5 \]在地球化学中 REE是被研究得最详尽的一组微量元素细粒陆源沉积岩 (页岩和粉砂岩 ) 比大多数砂岩 、碳酸盐岩和蒸发岩倾向于具有高得多的 REE 、 Th和 Sc丰度 ,其结果就是细粒沉积物占有了 REE、 Th和 Sc的绝大多数含量 \[5 \]因此地质历史中细粒© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.沉积物的元素地球化学特征含有上地壳发展演化的大量信息本文试图通过对贵州地区自新元古代 —三叠纪发育在盆地和下斜坡沉积背景中的深水相泥质岩的系统的稀土元素地球化学研究 , 来揭示其与地壳演化之间的内在联系 , 从而为在后太古代地层中应用稀土元素地球化学特征来研究地壳演化进行有益的尝试 , 也为正确认识本区的地壳演化提供有力的地球化学证据1 　样品采集与测试本项研究以各时代深水相 (包括盆地相和下斜坡相 ) 泥质岩作为主要研究对象从沉积作用的角度来看 , 主要因为泥质岩是沉积作用过程中的端员组分。

通常这类岩石的粒度细小、沉积速率低、搬运距离和时间长 , 因而其岩石地球化学性质相对较为均一 , 而且泥质岩中 REE 和其他微量元素的含量相对其他岩石要高得多此外 , 也是为了尽可能消除由于岩性岩相不同所造成的地球化学差异 , 确保不同时代地层中元素地球化学对比的统一性和可靠性为探讨本区地质历史中不同层位的元素地球化学特征 , 在贵州遵义 ( Pt3 、 Z、∈、O、 S) 、黔东 ( ∈、 O、 S) 、紫云火烘 (D) 、镇宁沙子沟 (C) 、紫云猴场四大寨 ( P) 、紫云县城边 ( T) 、罗甸边阳和檬江 ( T) 系统采集了从新元古界至三叠系的深水相泥质岩样品采样剖面的选择 , 以不同时代地层中深水相泥质岩相对较发育及其沉积环境的可对比性为原则在样品的采集过程中 , 以组为单位 , 每组分上、中、下 3 部分 , 采集各部分有代表性的泥 质岩样品所有样品用中子活化方法一次性测试 ① 为了保证分析数据的可靠性 ,在送样时 ,加入了煤灰标样 (NBS SRM1633a) 由比较准确的几种元素 (如 Fe、 Co、 Hf 、Sc、 Ta 等 )的测试结果与其标准成分 \[8 \]的对比分析可知 ,其偏差百分比均在 - 2～ - 4 之间 ,说明本次测试结果精度尚可 (系统略偏低 ) 。

不同层位泥质岩稀土元素分析结果见表 1表 1 　不同层位稀土元素分析结果 ( × 10 - 6)Table 1 　 Rare earth element data in different horizons层位 La Ce Nd Sm Eu Tb Yb LuT2 b 2113 71120 5131 0189 1129 01757 2178 01415T2 x m 49130 74120 36140 7108 1157 01951 3106 01440T1 l 43110 55130 22170 5132 1141 11140 2101 01482P2 lh 109100 148100 63110 16150 4147 21150 6118 01732P1 sd 34110 52140 12130 3133 0175 01553 2101 01380C1 - 2 xy 22100 24180 10150 1124 0119 01287 0169 01121C1 sz 58180 70130 2195 4136 0169 01637 2120 01392C1 zb 8100 31130 10150 2152 0159 01455 1110 01197D3 d 26110 39160 16180 2178 0157 01442 1107 01274D3 x 21190 30100 17190 3183 1128 01914 1177 01314D2 h 73170 96120 37170 7153 2107 11200 2186 01566S2 x 40150 69130 30190 5144 1168 01999 2173 01559471 现代地质 ———中国地质大学研究生院学报 　　　　　　　　　 1998 年① 由中国科学院高能物理研究所核技术应用部毛雪瑛同志测试。

© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.续表 1 　不同层位稀土元素分析结果 ( × 10 - 6)Table 1 　 Rare earth element data in different horizons ( continued)层位 La Ce Nd Sm Eu Tb Yb LuS1 r 53120 84100 29140 7100 1138 01889 3131 01431S1 m 50130 83190 30150 8104 1149 11170 3174 01485S1 lj 55140 85150 30130 9133 1184 11320 3198 01524O — S l m 45130 74150 29130 6171 1134 01849 2184 01418O3 w 58180 95160 32140 8107 1156 11160 3159 01513O1 d 59160 103100 34140 9129 1199 11260 4126 01555O1 tz 63140 96140 31180 8144 1183 11120 2197 01421O1 gt 14110 26160 8181 2100 0163 01375 0186 01157∈ 3 s 27180 48130 16180 3158 0196 01692 1131 01299∈ 3 y 36160 52100 26130 3166 1103 01548 1130 01344∈ 2 d 57130 78150 30110 5187 1158 01990 2101 01395∈ 1 w 45150 76150 31150 6178 1196 11090 2160 01549∈ 1 b 25190 60130 30130 5148 2100 11400 2115 01500∈ 1 j 34130 60190 19170 8148 1144 11010 3127 01472Z—∈ lc 41100 53100 33120 10110 1137 11050 4190 01717Z2 ds 38120 55130 20160 5102 1104 01794 3102 01444Z1 n 71180 97180 49180 13110 2159 11630 5101 01767Z1 d 45130 84150 35190 6137 1130 01862 3160 01618Z1 t 61120 87120 42160 9171 1187 11050 4143 01648Pt 3 p 26180 47160 23180 4193 1102 01590 3111 01485Pt 3 q 42180 79160 28130 6155 1138 01816 3129 01471Pt 3 h 42130 68190 26180 5170 1121 01803 3141 01569表 2 　稀土元素主要特征参数表Table 2 　 Characteristic parameters of REE in different horizons层位 LaN/ YbN LaN/ SmN TbN/ YbN Eu/ Eu 3T1 - 2 9176～ 1310011138 3182～ 41444113 1116～ 21411163 0172～ 01740173P2 10169 3162 1148 0190C — P1 10128～ 2119316193 5162～ 81667185 1117～ 11771148 0142～ 01690158D2 - 3 7150～ 1516212163 3114～ 51374155 1179～ 21201192 0163～ 01900179O — S 8115～ 121949159 3126～ 41173179 1114～ 11601142 0159～ 01710165∈ 6136～ 1712810193 2122～ 51483169 1131～ 21772100 0178～ 01960187Pt 3 — Z 5107～ 81697157 2123～ 41173159 0181～ 11381106 0164～ 01710168注 : 表中分子代表变化范围 , 分母代表平均值。

571第 2 期 　于炳松等 : 贵州地区新元古代 —三叠纪沉积岩中稀土元素地球化学特征与地壳演化© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc C。