低钙质黑色页岩的物质来源

摘要

沉积岩中元素的富集取决于每个元素的化学性质。这些元素是风化作用、沉积作用、成岩作用、石化作用和低级变质作用的产物。但是人们认为,不活泼的碎屑物质组分具有初始火成源的特征。这一认识对研究黑色页岩的物质来源有很大帮助。为了确定低钙质(CaCO_3<1％)海相黑色页岩中碎屑花岗质和火山物质的来源,采用研究火成岩的典型微量元素判别图来检验那些表面上化学性质不活泼(即不受成岩作用、氧化还原作用和低级变质作用的影响)微量元素的富集。通过对寒武纪至侏罗纪完整的地层剖面中约200个黑色页岩样品的中子活化分析获得叮化学分析数据。La—Th—Sc三角图解能鉴别出微量元素来自上地壳、陆壳,或是洋壳(Taylor和Mclennan,1985)。所有低钙质黑色页岩样品都集中在上地壳的区域内。人们普遍用Th—Hf—Co三角图来鉴别它们是来自上地壳还是整个陆壳,或是洋壳。在黑色页岩形成的环境中,由于Co元素对氧化还原很敏感,故在三角图解中,用一个不活泼的化学元素(如Rb)替代Co是必要的。取代以后,所有黑色页岩样品均集中在上地壳的区域内。为了确定花岗质组分的来源(Pearce等,1984),样品在Ta—Yb图解和Rb—(Yb+Ta)图解上的投点都集中在边缘分离火山弧花岗岩(VAG)、同碰撞花岗岩(Syn—COLG)与板块内花岗岩(WPG)三者的交界处。大部分样品落于火山弧花岗岩域内,无洋脊花岗岩(ORG)出现。Wood等(1979)的Th—Hf/3—Ta三角图解证实了海相黑色页岩中少量的微量元素来自玄武岩。黑色页岩的投影点很集中,且集中在高Th含量区域,但落于各种玄武岩区域之外,说明黑色页岩来自大陆壳。