湘西北龙山地区中志留世沉积岩稀土元素地球化学特征及意义

熊 苗

（湖南省地质调查院，湖南 长沙 410116）

稀土元素化学性质稳定，是良好的地球化学指示剂，通过分析沉积岩稀土元素之间的分馏程度、分配特点，可以反演沉积岩形成过程中的物理化学条件，揭示沉积岩的沉积环境和物源等属性[1]。

1 区域地质概况

湘西北龙山地区地处湘西-鄂西铅锌成矿带，大地构造位置位于羌塘-扬子-华南板块的扬子陆块，Ⅲ级构造单元属湘北断褶带，区内由老到新出露有寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、二叠纪、三叠纪地层，另有极少量第四纪冲积物零星分布。

本次研究的中志留世沉积岩由老到新出露回星哨组（S2h）、小溪峪组（S2x），二者岩性主要为灰绿色夹紫红色泥岩、浅灰绿色石英粉砂岩夹泥岩，沉积厚度88.46m～266.5m。

2 样品测试与结果

本次研究以研究区内露头剖面为基础，采集了回星哨组、小溪峪组共8件样品，对样品稀土元素及相关的伴生微量元素含量进行了分析，样品的分析在国土资源部长沙矿产资源监督检测中心完成，使用检测仪器为ICP-6300电感耦合等离子体发射光谱仪、AFS-830a双道原子荧光光谱仪等，分析环境温度20℃、湿度65 %。

样品的稀土元素分析结果见表1，研究区各样品稀土总量∑REE值介于66.80～240.26×10-6之间，平均值为165.57×10-6。其中轻稀土元素∑LREE含量介于58.84～218.99×10-6，平均值147.06×10-6，重稀土元素∑HREE含量介于7.96～23.17×10-6，平均值为18.51×10-6。

对研究区稀土元素分析结果进行球粒陨石[1]标准化（图1），从图解可以看出，研究区各样品稀土元素配分曲线变化大致相同，表现为轻、重稀土元素分异明显，轻稀土元素富集，重稀土元素呈平坦型，分布曲线在轻稀土元素段呈“右倾”，在重稀土元素段平坦。研究区样品δEu值介于0.64～0.89，平均值0.75，Eu具弱负异常。δCe值介于0.88～0.96，平均值0.92，Ce值基本正常。

图1 稀土元素球粒陨石标准化配分模式

3 稀土元素的地质意义

E1derfield和Greaves[2]提出了Ceanom指数，反映沉积时水体的氧化-还原条件变化。铈异常（Ceanom）公式为 ：Ceanom=lg[3Cen/（2Lan+Ndn）]（n为北美页岩标准化），Ceanom值大于-0.1时，表示Ce富集，反映水体为缺氧环境，小于-0.1表示Ce负异常，则反映水体为氧化环境。

表1 稀土元素分析结果(ωB/10-6)

图2 La/Yb-∑REE图解

根据La/Yb-∑REE图解（图2），研究区样品除PM005-28落在沉积岩区以外，其余则落在大陆拉斑玄武岩与沉积岩的交汇区，因此认为研究区温洛克统沉积物物源区为沉积岩和大陆拉斑玄武岩的混合区。

4 结论

①湘西北龙山地区中志留世沉积岩轻、重稀土元素分异明显，轻稀土元素富集、重稀土元素呈平坦状，配分图解上表现为轻稀土元素段“右倾”、重稀土元素平坦，Eu具弱负异常，δCe则基本正常。②研究区志留系温洛克统沉积物沉积时海水介质为缺氧的弱还原环境，其源岩为沉积岩和拉斑玄武岩的混合区。

[1]王中刚,于学远,赵振华．稀土元素地球化学[M]．北京：科学出版社,1997：143-223．

[2]Elderfield H, Greaves M J． The rare earth elements in seawater[J]． Natute,1982,296(18)：214-219．

[3]韩吟文,马振动．地球化学[M]．地质出版社,2003：189-210．

[4]刘英俊,曹励明．元素地球化学导论[M]．地质出版社,1993：57-68．

[5]P Henderson ed．田丰,施 等,译．稀土元素地球化学[M]．地质出版社,1984：1-7．