宁夏香山群徐家圈组顶部石灰岩地球化学特征及其时代意义

摘要

鄂尔多斯盆地西缘宁夏香山群徐家圈组顶部的薄层石灰岩以其含有的古生物化石已成为解决香山群时代归属的关键地层单元,而香山群自20世纪40年代发现以来的时代争议,已经严重地阻碍了该地区及北祁连地区早古生代大地构造、地层和古地理等项研究工作的开展。本文通过薄层石灰岩碳-氧稳定同位素测温结果、稀土元素及相关微量元素测试结果的分析,对其成因进行探讨。结果表明:(1)碳、氧同位素测温结果显示温度范围分布一般在52.4~61.7℃之间,平均为57.5℃;(2)稀土元素具有明显的Eu正异常(较强)和Ce负异常(较弱);(3)在微量元素U-Th图解中全部落入热水沉积区,在Zn-Ni-Co图解中大部分落入热水沉积区,所有样品均远离水成沉积区。结合沉积环境与沉积特征的相关研究成果,认为徐家圈组顶部的薄层石灰岩具有区域扩散型热水沉积岩特征,其成因可能与远离热液喷溢区的热液羽有关。参照北祁连地区大地构造的相关研究成果,薄层石灰岩最有可能形成于大洋向岛弧的转换时期或弧后扩张时期,即中奥陶世达瑞威尔晚期至晚奥陶世艾家山早期。