碳酸盐岩中锶元素地球化学特征及其指示意义――以北京下古生界碳

1、 第 期 倪 善 芹 等 ： 酸 盐 岩 中锶 元 素 地 球 化 学 特 征 及 其 指 示 意 义 以 北 京 下 古 生 界 碳 酸 盐 岩 为 例 碳 的样 品 出现 则 表 明在 沉 积 过 程 中混 入 了 陆 源 物质 。张夏 组形成 于馒 头组 一亮 甲山组 旋 回的潮 下 带水 下浅滩 高能 环 境 ， 时 水 体 能量 较 高 ， 体 动 这 水 荡 ， 成 了以鲕 粒灰 岩 为 主 的一 系 列 沉 积 。而 在 黄 形 之粘 土矿 物组合 可 知 ， 山组 为伊 利 石 、 石组 合 ， 凤 蛭 与 冶里 组 过 渡处 为 伊 利 石 、 蛭石 一 泥石 组 合 ， 绿

2、 冶里 组 为伊 利 石 、 泥石 组合 ， 绿 反映 了风 山期 逐渐 过渡 为 冶里期 沉 积 ， 离陆 源区较 远 ， 体逐 渐 加 深 ， 含 并 水 量 较 高 。 冶 里 组 以 泥 晶 灰 岩 为 主 ， 里 期 沉 积 以 开 冶 土岭 马家沟 组 出现 了 的异常高 值 （ ） 并 ， 且 马 家沟组样 品的 在 以上 ， 映 出 马家 都 反 沟组沉 积时 期海水 咸 度 较 大 ， 异 常高 值 可 能标 识 而 阔海低 能环 境为 主 。 亮 甲 山期沉 积 环境 的继续 发 展 ， 积海 域 大体 沉 相 同。本 区亮 甲山期 水 体 相 对较 深 ， 以安 静 的开

3、 阔 高度咸 化条件 下 的海相沉 积 。 的高低 反 映 了沉 积环 境 蒸发 作 用 的 强 值 弱 ，特别 是钡 ，是盆 地蒸 发 作用 的量度 。由浅 缓坡 到深缓坡 ， 发作 用减 弱 ，这 同沉 积 相 的研 究 结果 蒸 是 一致 的 。 通 常 值 介 于 之 间 指示 潮湿 气 候 ， 大 于 则 指 示 干 旱 气 候 。在 本 研 究 区 内 ， 而 铜 海沉 积环境 为 主 ， 含量较 冶里组 增加 。 讨 论 成 岩环 境对 含量 的影 响 在 与沉 积 环 境 的 关 系 图解 中 ， 滩 环 境 中 浅 含量 出现 了异 常 ， 引起 这 种异 常 的原 因应是

4、成 而 岩 作用 等 因素 。这 是 因为 等 （ ） ， 根 据 现代 海洋 中钙质 生 物 骨骼 的矿 物 成分 ， 以及 碳 酸 盐 沉积物 矿物成 分 的不 同 ， 计算 了不 同 沉积 环 境 中 的含量 特征 。在 现代 海洋 中 ， 海 的鲕 粒 、 浅 球粒 、 底栖 生物 、 藻类 等 主要 由文石或 高镁方 解石 组成 ， 深 含 量很低 ， 有很 多样 品铜 含量低 于 检测 限 ， 值 一 般都大 于 ， 干旱 气候 响应 范 围。反 映 出在 整 在 个 寒武 纪一 奥 陶纪 沉 积期 问 ， 究地 区气候 比较 干 研 旱 。其 中马家 沟组 时期气候 最 为干旱

5、（ 。 图 ） 对 沉 积 环 境 的 指 示 以馒 头组一 亮 甲山组旋 回为 例 ， 现 含量 变 发 化恰恰 是地 层沉 积时沉 积环 境 的反 映 ： 馒 头 期 海水 处 于半 封 闭状 态 ， 多 数 时期 水 体 大 海 中常见 的颗 石藻 、 有孔 虫等则 以低镁 方解 石为 主 。 现代 浅海 和生物 礁环境 中的沉积 物 以高镁方 解石 和 文石 为 主 ， 而深 海 沉 积物 则 以低镁 方 解 石 为 主 。这 碳酸盐 矿 物 中 的含量 差 别 很大 （ 种 文石 高镁 安静 、 候 干燥炎 热 、 发作用 强烈 ， 气 蒸 海平 面低 ， 构造 稳 定 ， 平 面

6、上 升 极 其 缓 慢 ， 积 速 率 较 低 。 离 岸 较 海 沉 方解 石低 镁方 解 石 ） 。但 是 不 稳 定 的 文石 和高 镁 方解石 在成 岩过 程 中向低镁 方 解 石转 化 时 ， 的含 量相应 降低 ， 而稳 定 的低 镁方 解石 中 的含量在 成 近 ， 含量较 低 ， 于潮 上潮 间环 境 。 属 张夏期 为馒头 期海 侵 的继 续 ， 体逐 渐加 深 ， 水 海 底 地形起 伏 多 时 候 为水 下 隆 起 区 。亮 晶 鲕粒 灰 较 岩为潮下 带 水 下 浅滩 高 能 环境 产 物 。 含 量 进 一 岩 作用 过程 中并不 发 生 变 化 ， 结果 反 而 造

7、 成低 镁 方 解 石 中 的含 量 大 于 由文 石或 高镁 方 解石 转 化 而 成 的低镁 方解 石 。这样 由原始沉 积环 境所 控制 的矿 物组 成 的不 同 ， 成 岩转 化 后 ， 经 造成 了 的含 量 由 步增 加 ， 张夏期 以潮 下浅滩 高能 环境 为 主 。 炒米 店期 （ 崮山期 、 山 期 和凤 山期 ） 张夏 期 长 与 相 比， 下浅滩 已逐 渐 消 失 ， 留滩 趋 于 夷 平 ， 量 水 残 能 浅水 向深 水逐 渐增 加 的分 布特 点 ， 即含 生物 碎 屑 的 灰岩 有利 于 的富集 。而在沉 积相 分析 中 ， 粒灰 鲕 岩为 主 的浅 滩环 境 并

8、 没有 降低 ， 而是表 现 出较 高 的值 ， 明在 成 岩 过程 并 没 有损 失 很 大 ， 说 与传 统 的研 究结果 存在 很大 的差别 。 样 品选 择 的 重 要 性 降低 ， 源物 质增 多 ， 的含 量 随之 降低 。早 期 为 陆 条 带 状 泥 晶 灰 岩 夹 颗 粒 灰 岩 ， 沉 积 环 境 以 潮 下 低 其 能 （ 限海 ） 局 为主 ， 下 高能 浅 滩 为 次 ； 、 期 为泥 潮 中 晚 质条带 泥 晶灰岩 和各 种 颗 粒 灰 岩为 主 ， 叠 层凝 块 夹 石灰 岩 、 叶灰 岩 ， 竹 其沉 积 环境 以缓坡 相 （ 坪 潮 体 相对加 深 ， 形成较

9、 深水 环境 。 而 浅 滩） 主 。地壳 升 降 不均 衡 ， 北 南 部海 退 ， 部 水 为 华 北 寒 武纪 与 奥 陶纪 为连 续 沉 积 ， 奥 陶世基 本 继 早 研 究 中采 集 了 个 沉 积旋 回的样 品 ， 取样 范 围 较 大 。 为 了使 沉 积 环 境 与 元 素 含 量 的 对 应 关 系 更 为 可信 ， 析元 素分 布与沉 积环境 关 系时 ， 分 只选取 了具 有 可 比性 、 品数量 相 对 较 大 的 同一 沉 积旋 回的 馒 样 头组 亮 甲 山组旋 回样 品数 据 ， 而另 外 两 个旋 回由 于样 品量 较少 ， 缺乏连 续性 和代 表性 ， 而不

10、 能进行元 素分 布与沉 积 环境 关 系 分 析 。因此 ， 于取样 的针 由 对性 较差 ， 未能进 行不 同沉 积旋 回 中， 量元 素与沉 微 承 了晚寒 武 世 海 域 格 局 。冶 里 期 华 北 东 部 海 底地 势 ， “ 积相 和 厚度 变 化 表 明 ， 山一 京 西是 南 高 据 沉 嵩 北低 略 有起 伏 的缓 坡 ， 度 为 ： 左 右 。水 体 坡 南浅北 深 ” 贾 振 远 ， 。本 区为 沉 积 最厚 处 ， （ ） 约 ， 陷幅度 大 ， 下 水体 较 深 。据 所含 粘 土 岩 条带 地 质 学 报 仨 积 环境关 系 的对 比， 到进 一 步验 证 微 量

11、元 素 能 够 达 反 映 特 定 沉 积 环 境 的 目的 。 ， ， ： 结 论 （ ） 沉 积 环 境 具 有 重 要 的 指 示 意 义 ， 够 对 能 ， 。 ： 反映历 史上沉 积环境 的总体 变化 ， 是 ， 岩作用 的 但 成 影响不 容忽略 ， 有待 于进一 步研究 。 ， ， ， ， ， （ ） 值 仍 不 失 为 良好 的 的 古 气 、 候 、 环境指示 剂 。 古 （ ） 含 量 与 比值 相结合 ， 研 、 是 ， ： （ ） ， ， ， ， ， ， ， ， 究古环 境 的最 佳指示 剂之 一 。 参 考 文 献 鲍 亦 冈 ，刘 振铎 ，王 世 发 ， 京 地 质

12、 百 年 研 究 北 京 ： 等 北 地 质 出版 社 ， 一 ， ， （ ： ） ， （ ）： 北 京 市 地 质矿 产 局 编 京 市 区域 地 质 志 北 北京 ： 质 出版 社 地 胡 明 毅 河柯 坪 奥 陶 系 碳 酸 盐岩 地 球 化 学 特 征 及 环 境 意 义 塔 石 油 与天 然 气 地 质 ， ： （） 胡 明 毅 扬 子 台地 北 缘 上 震 旦 碳 酸盐 岩 中 锶 的 分 布 特 征 及 中 ， ， ，（ ）： 环 境 意义 石 矿 物 学 杂志 ， ： 岩 （） 贾 振 远 北 地 台东 部 奥 陶 系 地层 南 北 向 沉 积 环 境 特 征 积 华 沉 学 报 ， ： ， ， ， （ ）： 李 双 应 ， 福 全 酸 盐 岩 成 岩 作 用 的微 量 元 素 地 球 化 学 特 金 碳 征 石油 实 验 地 质 ，（ ） ： 刘文 均 湖 南 泥盆 系碳 酸 盐 岩 中 锶 的分 布及 其 沉 积 环 境 积 沉 学 报 ， ： （） ， ： ， ， ， （ ）： 倪善 芹 ， 宜 文 ， 泉林 ， 氧 化 物 在 重金 属 元 素 迁 移 风 化 琚 侯 等