鄂西地区寒武系底部层状硅质岩成因及其地质意义

摘要

为探讨鄂西地区震旦纪寒武纪之交的沉积转换机制,对鄂西长阳黄家坪、鹤峰白果坪岩家河组底部层状硅质岩通过主微量(含稀土)元素测试开展成因分析。按元素地球化学特征将硅质岩分为2类:Ⅰ类硅质岩具有相对较高SiO2质量分数(平均96.75%),较低的Al2O3质量分数(平均0.13%)与TiO2质量分数(小于0.01%),Al/(Al+Fe+Mn)在0.36~0.88之间,氧化物双变量图解落入生物成因硅质岩区;富集亲下地壳和地幔元素Ni、Co、Ag、V和热水沉积敏感元素Sb、As、Ba、U等;稀土总质量分数较低,重稀土富集,具有Ce轻度负异常(平均0.74)和Eu正异常(平均1.56),经北美页岩标准化后稀土元素配分曲线表现为左倾,应为受热水作用影响的生物成因硅质岩;Ⅱ类硅质岩具有相对较低的SiO2质量分数(平均85.77%),较高的Al2O3质量分数(平均4.06%)与TiO2质量分数(平均0.20%),Al/(Al+Fe+Mn)在0.63~0.95之间,氧化物双变量图解更接近火山成因硅质岩区;富集亲下地壳和地幔元素Cr、Ni、Co、Ag、V和热水沉积敏感元素Sb、As、Ba、U等;稀土元素质量分数相对较高,具有Ce轻度负异常(平均0.76)和Eu轻度负异常(平均0.85),经北美页岩标准化后稀土元素配分曲线变化平缓,应为受火山作用影响的硅质岩。结合前人报道鄂西地区寒武纪初岩家河组、牛蹄塘组下部火山作用、热水沉积的相关记录,认为层状硅质岩的形成主体应为早寒武世初期兴凯运动在鄂西地区的构造响应,兴凯运动对鄂西地区沉积转换、烃源岩形成有重要的控制作用。