塔里木盆地寒武系层状硅质岩与硅化岩的元素、δ~(30)Si、δ~(18)O地球化学研究

摘要

塔里木盆地寒武系发育层状硅质岩和硅化岩,层状硅质岩主要发育于塔东下寒武统深水沉积相区;硅化岩发育于塔东上寒武统斜坡沉积区与西部台地区寒武系白云岩中.根据显微结构特征,可将硅化岩分为放射状硅化岩与交代残余结构硅化岩两种.分析结果表明,层状硅质岩在Al-Fe-Mn三元图中位于正常海水沉积硅质岩区内,在微量元素平均地壳标准化图解上显示平缓右倾的特征;层状硅质岩Si同位素组成δ~(30)Si为0.9‰～1.4‰,O同位素组成δ~(18)O为21.4‰～24.4‰,与沉积型硅质岩相吻合,指示了正常海水沉积成因.硅化岩区别于层状硅质岩的典型特征是具有高U异常的特征;罗西斜坡放射状硅化岩具有较高的微量元素和稀土元素含量(∑REE为18.8～96.9μg/g)与较低的Si、O同位索值(δ~(18)O和δ~(30)Si值分别为15.8‰和1.7‰);西部台地区交代残余结构硅化岩具有较低微量元素和稀土元素含量(∑REE为0.58～2.61μg/g)与较高的830Si(1.0‰～3.8‰)、δ~(18)O(21.6‰～27.0‰)值特征.盆地东西部硅化岩的地球化学差异可能与硅化流体的温度差异有关,罗西斜坡放射状硅化岩硅化温度相对更高;另一方面,硅化过程对H_4~(30)SiO_4选择性较高,因而形成的交代石英具有较高的δ~(30)si值.根据古城4井硅化岩包裹体均一温度与交代石英的O同位素值计算得到交代流体的δ~(18)O值为9.1‰.该值与酸性岩浆水的δ~(30)O值相似,指示了硅化流体可能来自于岩浆或变质水;以δ~(18)O值(9.1‰)作为西部台地区硅化流体的O同位素值,计算得到西部台地区硅化岩硅化流体温度为101.3～158.5℃.根据石英O同位素温度计计算的硅化流体温度呈东高西低的趋势,指示了硅化流体可能来自台地东部.