内蒙古额济纳旗二龙包西一带罗雅楚山组硅质岩成因分析

段炳鑫，程海峰，提振海

(河北省区域地质矿产调查研究所，河北 廊坊 065000)

内蒙古额济纳旗二龙包西一带罗雅楚山组硅质岩成因分析

段炳鑫，程海峰，提振海

(河北省区域地质矿产调查研究所，河北 廊坊 065000)

测区罗雅楚山组属塔里木南疆地层大区，结合宏观岩石组合、分布特征和微观岩石地球化学特征综合分析认为，本区罗雅楚山组硅质岩成因以生物成因为主，总体形成于大陆边缘环境，其硅质主要来源于海水直接从老的上地壳带来的化学物质。

额济纳旗二龙包西；罗雅楚山组；硅质岩；成因分析

1 地质背景及剖面描述

测区罗雅楚山组仅分布于月牙山—洗肠井板块缝合带以南，属塔里木南疆地层大区。区内该组呈条带状分布于测区中北部二龙包西以南一带，西部出露较窄，向东逐渐变宽，出露面积38.07 km2，占测区总面积的2.45%。本组区内未见顶、底，与下伏西双鹰山组呈断层接触关系。在ETM图像中，罗雅楚山组多呈土褐色，网状影纹，影纹较粗糙，枝状水系较发育[1]。

本次工作测制一条剖面对区内早奥陶世罗雅楚山组进行了控制。总体呈低山地貌，交通较为便利，越野车可到达剖面终点及剖面经过的大部分地区，剖面通过处植被不发育，基岩露头中等。剖面处罗雅楚山组下部岩层与早寒武世细粒辉长岩呈断层接触，上部与寒武—早奥陶世西双鹰山组呈断层接触，可见厚度694.66 m。

2 岩石学特征

区内罗雅楚山组硅质岩(图1)主要分布于该组中部，硅质岩在地层中呈层状、似层状，硅质分布均匀，未见残留有原岩斑块及残余的结构构造。风化面和新鲜面均以紫红色为主，隐晶结构，块层状构造，岩石由硅质及少量绿泥石、帘石组成。其中硅质含量>98%，主为隐晶状玉髓，均匀分布，部分与绿泥石、帘石的集合体呈团块状、角砾状，单偏光下颜色较深，构成岩石主体。岩内网状裂隙发育，将岩石切割成角砾状，由碳酸盐、次生石英填充裂隙[2]。

图1 罗雅楚山组硅质岩野外与镜下照片

3 地球化学特征

本次工作在罗雅楚山组硅质岩中共采集了2件岩石化学全分析、稀土元素全分析及微量元素样品，岩石化学分析结果及特征参数见表1～2。

表1 测区硅质岩化学分析结果(质量分数)/%

表2 测区硅质岩特征参数

Al2O3和TiO2是反映陆源物质注入的极好指标，二者具有正相关关系，在大陆邻近和起源于剥蚀大陆或岛弧的沉积物中相对富集；而富集Fe2O3的沉积物，暗示在洋盆扩张中心有热水注入[3]。由表1可见，罗雅楚山组硅质岩Al2O3和TiO2绝大多数正相关关系不明显，且Al2O3和TiO2含量较低，表明硅质岩陆源物质注入较少。而Fe2O3的含量相对较高(1.30%～2.40%)，具一定的热水参与，表明其沉积相对远离陆缘。

3.1 氧化物比值

Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)值：研究表明，形成于大陆边缘的硅质岩Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)>0.5。区内罗雅楚山组硅质岩中Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)值为0.43～0.45(表2)，与边界比值0.5相近，说明其形成于距大陆边缘较近的大洋环境。

MnO/TiO2值：MnO/TiO2值也是判断硅质岩沉积古地理环境的重要指标，离陆缘较近的大洋和边缘海沉积的硅质岩MnO/TiO2值较低，一般小于0.5；而远离大陆的大洋环境沉积物中MnO/TiO2的值则较高，可达0.5～3.5。罗雅楚山组硅质岩的MnO/TiO2值为4.00和1.00，说明其主要形成于距大陆边缘较远的大洋环境。

SiO2/Al2O3等值：罗雅楚山组硅质岩化学成分与不同成因硅质岩，其SiO2/Al2O3为161.05～333.72，SiO2/(Na2O+K2O)为1 075.33～1 583.67，二者比值均远高于热水成因及火山成因硅质岩的相应比值，与生物化学成因硅质岩比值最为相近。此外样品P11YQ2中Fe2O3/FeO比值为13.63，与Franciscan热水成因(美国)硅质岩的Fe2O3/FeO比值(10.27)相近，标明该样品的形成有一定的热水沉积参与。

TiO2-Al2O3图解：TiO2和Al2O3标准化值可用来区分硅质岩的化学特征和沉积环境，并能较好区分生物成因硅质岩与火山成因硅质岩。在TiO2-Al2O3图解中(图2)，2个硅质岩样品点全部落入生物成因硅质岩区。

A 生物成因硅质岩区；B 火山成因硅质岩区；1样号P11YQ2；2样号P11YQ3

图2 测区硅质岩TiO2-Al2O3关系

3.2 常量元素比值

Fe/Ti、(Fe+Mn)/Ti等比值可用来区别硅质岩形成时是否有热水沉积的参与。本区罗雅楚山组硅质岩Fe/Ti和(Fe+Mn)/Ti比值分别为151.29～179.22和156.14～180.84，均>20，说明其形成时有热水沉积的参与。

Si/(Si+Al+Fe)比值是判断生物成因硅质岩的重要参数，生物成因的硅质岩Si/(Si+Al+Fe)值一般大于0.9。区内硅质岩的Si/(Si+Al+Fe)比值为0.95～0.98(表2)，显示生物成因的特征。

本区罗雅楚山组硅质岩的Al/(Al+Fe+Mn)比值为0.13，介于典型洋中脊与半深海Al/(Al+Fe+Mn)比值之间，显示离陆缘较远的特征。

综合常量元素比值特征，调查区罗雅楚山组硅质岩均具有明显的生物化学成因特征，且有较明显的热水参与，形成于靠近大陆斜坡的半深海环境。

3.3 稀土元素特征

罗雅楚山组硅质岩稀土元素分析结果显示硅质岩中轻重稀土比值(LREE/HREE)中等，为7.82～9.57，说明轻稀土元素较重稀土元素富集程度高；(La/Yb)N值较高，为7.26～10.04，说明轻重稀土分馏程度中等。

由球粒陨石标准化稀土配分曲线(图3)同样可以看出，区内罗雅楚山组硅质岩具较弱的Ce正异常。大洋深部钻探(DSDP)发现，深海硅质岩具有明显的Ce负异常，边缘海或陆内海不显示Ce异常或略具Ce正异常。因此，(La/Ce)N和δCe对于判别硅质岩和页岩的沉积环境非常有效，扩张脊环境(La/Ce)N≥3.5，δCe约0.29；远洋环境(La/Ce)N一般为2～3，δCe约0.55；陆缘环境的(La/Ce)N≈1，δCe一般为0.90～1.30(Murray R W，et al.1990)。罗雅楚山组硅质岩(La/Ce)N为1.16～1.24，Ce多略具正异常，δCe为1.06～1.23，显示其主要形成于靠近大陆边缘的边缘海环境。

图3 测区硅质岩稀土元素配分曲线

3.4 微量元素特征

调查区罗雅楚山组硅质岩微量元素分析结果及特征参数见表3。

表3 测区硅质岩微量元素含量及特征参数

由表3中可以看出，罗雅楚山组微量元素平均丰度值与维氏地壳微量元素丰度值相比，所有元素含量均明显偏低，浓集系数多小于1，部分达0.01。Th/Sc和Th/U值多分别为0.13～0.21和0.32～0.72，所有Th/Sc和Th/U比值分别<0.8和<6。以上分析表明物源区主要为老的上地壳，暗示了调查区硅质岩主要在大陆边缘的环境下形成。

4 结 语

结合宏观岩石组合、分布特征和微观岩石地球化学特征综合分析认为，本区罗雅楚山组硅质岩成因以生物成因为主，总体形成于大陆边缘环境，其硅质主要来源于海水直接从老的上地壳带来的化学物质。此外，罗雅楚山组硅质岩的形成有一定的热水沉积参与。在沉积过程中，由浊流带入的二氧化硅与热水中的二氧化硅一起使海洋底层水的SiO2达到饱和，后经生物化学作用形成硅质岩沉淀。

[1] 内蒙古自治区地质矿产局. 内蒙古自治区区域地质志[M]. 北京: 地质出版社, 1982.

[2] 邱家骧, 林景仟. 岩石化学[M]. 北京: 地质出版社, 1991.

[3] 杨合群, 李英, 赵国斌, 等. 新疆—甘肃—内蒙古衔接区地层对比及其意义[J]. 西北地质, 2009, 42(4): 60-75.

An Analysis on Genesis of Siliceous Rocks in Luoya Chu Mountain Formation in Erlangbao West Area of Inner

DUAN Bingxin, CHENG Haifeng, TI Zhenhai

(HebeiInstituteofGeologyandMineralResourcesSurvey,Langfang,Hebei065000,China)

In this paper, when combined with macro-rock assemblage in distribution and micro-rock geochemical characteristics, it is concluded that the genesis of the siliceous rocks in Luoyachu mountain formation in this area are dominated by biogenic genesis. In the continental margin of the environment, its siliceous state comes mainly from the sea, or directly from the old crust by the chemical substances.

Ejinaqi two Longbao West area; Luoyachu mountain group; Siliceous rock; Genetic analysis

2017-02-26

内蒙古1∶5万二龙包西(K47E017014)区域地质矿产调查(1212011220464)

段炳鑫(1984-)，男，重庆铜梁人，矿产地质工程师，研究方向：区域地质矿产调查，手机：15931469182，E-mail：nightkid@yeah.net.

P588.1

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.009