豫西伊川地區(qū)中元古界兵馬溝組泥質(zhì)巖地球化學(xué)特征及其環(huán)境與物源示蹤

鄭德順，孫風(fēng)波，程 涌，張飛鵬.河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，焦作454000；.昆明冶金高等?？茖W(xué)校礦業(yè)學(xué)院，昆明650000

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豫西伊川地區(qū)中元古界兵馬溝組泥質(zhì)巖地球化學(xué)特征及其環(huán)境與物源示蹤

鄭德順1，孫風(fēng)波1，程 涌2，張飛鵬1
1.河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，焦作454000；
2.昆明冶金高等?？茖W(xué)校礦業(yè)學(xué)院，昆明650000

摘要：華北克拉通南緣古-中元古代構(gòu)造-沉積演化的俯沖說、裂解說之爭由來已久，兵馬溝組作為熊耳群形成后的第一套碎屑沉積巖層，對解釋上述過程有重要意義。該文通過對豫西伊川地區(qū)的兵馬溝組泥質(zhì)巖微量及稀土元素的地球化學(xué)特征分析，探討了其沉積環(huán)境、物源，進而揭示了其發(fā)育的大地構(gòu)造背景。結(jié)果表明：（1）兵馬溝組泥質(zhì)巖稀土元素含量高，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后輕重稀土分異明顯，δEu負(fù)異常，δCe異常不明顯，富集Rb、Th、La、Ce、Nd、Zr、Hf等，較上地殼平均值富集Sc、V、Cr、Co、Ni、Rb；（2）Ceanom指數(shù)、V/V+Ni反映了泥質(zhì)巖沉積時的還原環(huán)境，Sr/Ba、B/Ga表明其為由陸相至海相的過渡型沉積；（3）Cr/Zr、Th/U等元素比值關(guān)系反應(yīng)其物源無深部物質(zhì)加入，La/Yb-Ce、Co/Th-La/Sc圖解表明物源為中酸性火山巖及少量穩(wěn)定陸殼物質(zhì)；（4）Th-Sc-Zr/10、Th-Co-Zr/10圖解表明其物源主要來自大陸島弧。綜合上述分析結(jié)果，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)信息，可以得出中元古界兵馬溝組形成于大陸島弧弧后盆地，熊耳群分布區(qū)為中元古代俯沖成因的大陸島弧區(qū)。

關(guān)鍵詞：華北南緣；中元古界兵馬溝組；泥質(zhì)巖；地球化學(xué)特征；沉積環(huán)境；物源

First author:ZHENG Deshun，Associate Professor；E-mail:zhengdeshun@hpu.edu.cn

華北克拉通南緣豫西地區(qū)古元古代至中元古代構(gòu)造背景、沉積環(huán)境的爭議由來已久?；趯Υ蟮貥?gòu)造屬性的不同認(rèn)識（趙太平等，2002；翟明國等，2014；He et al.，2009，2010；Zhao et al.，2009），導(dǎo)致對該地區(qū)沉積環(huán)境的認(rèn)識也有所差異。有的學(xué)者以大陸裂解為背景，通過對官道口群、汝陽群、五佛山群等中-新元古代沉積地層自南向北沉積水體環(huán)境的漸進性變化特征及物源年齡的研究，指出豫西地區(qū)所在的華北克拉通南緣古元古代至中元古代是穩(wěn)定大陸邊緣環(huán)境，為熊耳裂陷槽持續(xù)發(fā)育擴張的產(chǎn)物，地球化學(xué)特征也為這一觀點提供了一定的證據(jù)（黃秀等，2008；Hu et al.，2014；胡國輝等，2013）；另有學(xué)者研究結(jié)果表明，該地區(qū)在當(dāng)時為發(fā)生俯沖的活動大陸邊緣（林潛龍，1989；He et al.，2009；Zhao et al.，2002），根據(jù)上述沉積地層的巖性組合及地理分布特征可將沉積環(huán)境區(qū)分為弧后、弧前盆地，如位于熊耳群以北的汝陽群、五佛山群為弧后盆地沉積，以南的官道口群為弧前盆地沉積等（林潛龍，1989）。中元古界兵馬溝組是熊耳群上覆的第一層碎屑沉積，介于熊耳群至前述大規(guī)模海相地層蓋層之間，對揭示該地區(qū)熊耳群形成背景及其對沉積環(huán)境的影響有重要意義。但前人對兵馬溝組成因鮮有分析討論，此次研究選擇豫西伊川地區(qū)兵馬溝組為研究對象（圖1），通過對其泥質(zhì)巖微量元素及稀土元素地球化學(xué)特征的分析，對沉積環(huán)境及物源進行探討，進而為華北克拉通南緣中元古代的構(gòu)造背景及其沉積演化模式提供證據(jù)。

1 地質(zhì)背景與地層特征

圖1 兵馬溝組分布區(qū)及研究區(qū)前寒武系地層出露簡圖（圖A改自杜建波，2013；圖B改自胡國輝，2013；圖C改自謝良鮮，2013）Fig.1 Distribution of the Mesoproterozoic Bingmagou Formation and Precambrian strata in the study area

豫西地區(qū)大地構(gòu)造位置上位于華北克拉通南緣，以秦嶺造山帶與揚子板塊隔開，其元古宙地質(zhì)發(fā)展史及其與哥倫比亞超大陸、羅迪尼亞超大陸的關(guān)系歷來為地質(zhì)學(xué)家所關(guān)注。自古元古代至新元古代，豫西地區(qū)經(jīng)歷了東西兩大板塊的拼接（Zhao et al.，2002，2005）、陸殼抬升（翟明國，2004）、熊耳群火山巖的大規(guī)模噴發(fā)（陳衍景和強立志，1992；翟明國，2004；He et al.，2010；Zhao et al.，2009）、南部秦嶺微陸塊的俯沖（陸松年，2004；周鼎武等，1996）及后續(xù)的沉積充填作用過程（黃秀等，2008；Hu et al.，2014；陳衍景等，2009；陸松年等，2004），前寒武紀(jì)地層廣泛發(fā)育。

圖2 伊川地區(qū)兵馬溝組綜合柱狀圖Fig.2 Generalized column of the Mesoproterozoic Bingmagou Formation inYichuan

中元古界薊縣系兵馬溝組最早由河南區(qū)測隊（1964）于伊川縣呂店鄉(xiāng)兵馬溝村附近發(fā)現(xiàn)并命名，之后其他學(xué)者陸續(xù)在魯山（張元國等，2011）、濟源（王志宏，1979）、嵩山（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)廳，1997）、舞陽（符光宏，1981）等地發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)?shù)貙拥某雎?，《河南省區(qū)域地質(zhì)志》、《河南省巖石地層》經(jīng)研究統(tǒng)一將其命名為兵馬溝組，并將其巖性定義為礫巖、砂礫巖、砂巖、粉砂質(zhì)頁巖，組成由粗到細(xì)的沉積旋回，下伏地層多為太古宇基底、中元古界熊耳群，上覆汝陽群云夢山組、五佛山群馬鞍山組等（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989；河南省地質(zhì)礦產(chǎn)廳，1997）。此次研究對象即為伊川地區(qū)兵馬溝組典型剖面（圖1），地層大致呈東西向分布，厚約670 m，分為上、下兩段。下段厚約220 m，為以厚層礫巖、砂礫巖、粗砂巖為主的典型泥石流沉積、扇三角洲辮狀河水上分流河道沉積，發(fā)育平行層理、板狀、槽狀交錯層理及大量透鏡體。上段厚約450m，多以砂巖、泥質(zhì)巖為主，發(fā)育多重中、粗砂巖至粉砂質(zhì)巖、泥質(zhì)巖的韻律，頂部為粉砂質(zhì)巖與泥質(zhì)巖的互層沉積，為扇三角洲前緣-前扇三角洲沉積（圖2）。整個剖面構(gòu)成從下至上由粗變細(xì)的水進型扇三角洲相旋回（圖2）。下伏地層主要為晚太古界花崗巖、登封群變質(zhì)巖，往西延伸為中元古界熊耳群雞蛋坪組，皆呈角度不整合接觸；上覆地層為中元古界五佛山群馬鞍山組底礫巖，接觸面為低角度不整合（圖2）。由于伊川地區(qū)兵馬溝組底部含有大量熊耳群火山巖礫石，其形成年代應(yīng)在熊耳群之后，加之魯山—汝陽地區(qū)云夢山組底部火山巖夾層年齡約為1267 Ma（呂國芳等，1993），推測兵馬溝組年齡為1.4～1.3 Ga。

2 樣品采集及處理方法

研究表明，不同構(gòu)造、沉積背景下形成的巖石其微量、稀土元素含量與組合有著明顯的區(qū)別（趙振華，1997；毛光周和劉池陽，2011；羅利森，2000）。伊川地區(qū)兵馬溝組發(fā)育多個次級旋回，其中多個次級旋回發(fā)育有泥質(zhì)巖，本次研究選取伊川地區(qū)兵馬溝組野外剖面不同旋回層位采集的9塊典型泥質(zhì)巖樣品作為研究對象（圖2），測試其微量、稀土元素含量。樣品自然風(fēng)干后，經(jīng)實驗用粉碎機粉碎，再用瑪瑙研缽研磨至200目以下，將粉末置于烘箱中以105℃烘干12 h；取出樣品并稱出50 mg置于Teflon坩堝中，滴1～2滴高純水，后依次加入1.5 mL高純HNO3、1.5 mL高純HF；將Teflon坩堝放入鋼套并擰緊后置于烘箱中于190℃加熱超過48小時；待冷卻后開蓋置于電熱板上在140℃下蒸干，然后加入1 mL硝酸并再次蒸干；加入3 mL濃度30%HNO3，再次放入鋼套并擰緊在190℃下加熱12 h；將溶液裝入聚乙烯瓶中，并用2%的稀硝酸稀釋至100 g，之后采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）測定，儀器型號為Agilent-7500a。測試由中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室完成，精度在5%以內(nèi)。詳細(xì)處理步驟見參考文獻（劉穎等，1996）。

3 地球化學(xué)特征

3.1 稀土元素地球化學(xué)特征

伊川地區(qū)兵馬溝組泥質(zhì)巖樣品的稀土元素測試結(jié)果及部分特征指數(shù)如表1。

表1 伊川地區(qū)兵馬溝組泥質(zhì)巖樣品的稀土元素測試結(jié)果（×10-6）及部分特征指數(shù)Tab.1 REE Contents of argillaceous rocks of the Mesoproterozoic Bingmagou Formation in Yichuan

由表1可知，∑REE含量范圍為238.43×10-6～355.95×10-6，平均283.69，不同層位除個別外差別不大，原因可能是同源沉積混入了其他物質(zhì)?！艸REE在19.9×10-6～67.21×10-6之間，∑LREE在216.79×10-6～288.74×10-6之間?！芁REE/∑HREE比值范圍為4.30～12.76，（La/Yb）N比值范圍為5.4～15.38，顯示輕重稀土元素分餾明顯，輕稀土元素富集而重稀土元素含量相對較低的特征；（Gd/Yb）N為1.58～2.05，重稀土分異不明顯。Eu負(fù)異常明顯，范圍為0.66～0.73。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后的REE配分模式圖解（圖3a）中曲線的斜率大于1，曲線為右傾斜，La～Eu段曲線相對較陡，顯示輕稀土元素相對富集，Gd～Lu段曲線變化較為平緩，重稀土元素顯示相對虧損。其中樣品110-2表現(xiàn)出了不同的樣式。從北美頁巖組合標(biāo)準(zhǔn)化REE配分模式（圖3b）可知，（La/Yb）A范圍為0.78～2.21，平均值為1.6，沒有明顯的Eu異常，線條總體上顯示出相互平行的特點，輕稀土元素略為富集，稀土元素含量大致同步變化。

圖3 伊川地區(qū)兵馬溝組泥質(zhì)巖稀土元素球粒隕石與北美頁巖組合標(biāo)準(zhǔn)化Fig.3 Distribution patterns of Chondrite and NASC normalized REE in argillaceous rocks of the Mesoproterozoic Bingmagou Formation in Yichuan

3.2 微量元素地球化學(xué)特征

伊川地區(qū)兵馬溝組泥質(zhì)巖樣品的微量元素測試結(jié)果及部分特征指數(shù)如表2。

表2 伊川地區(qū)兵馬溝組泥質(zhì)巖樣品的微量元素測試結(jié)果及部分特征指數(shù)Tab.2 Trace element contents of argillaceous rocks of the Mesoproterozoic Bingmagou Formation in Yichuan

從微量元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化（Thompson，1984）蛛網(wǎng)圖解（4a）可以看出，樣品的線束分布比較集中，Ba、Nb、Sr虧損明顯，富集Rb、Th、La、Ce、Nd、Zr、Hf，呈現(xiàn)明顯的“三峰兩谷一平坦”的形式。與Taylor和Mclennan（1985）提出的大陸平均上地殼元素標(biāo)準(zhǔn)值進行比較（圖4b），樣品Nb、Sr元素相對虧損，Sc、V、Cr、Co、Ni、Rb等大部分微量元素含量明顯高于上地殼中微量元素平均值，具有陸源性質(zhì)的元素Th、Zr、Hf、U、Ba與上地殼中的平均含量相當(dāng)。

4 沉積環(huán)境及物源分析

4.1 沉積環(huán)境分析

4.1.1 氧化還原條件

δCe能夠很好地反應(yīng)沉積環(huán)境的氧化還原條件（δCe＞1為正異常，還原環(huán)境；δCe＜0.95為負(fù)異常，氧化環(huán)境）。如表1所示，兵馬溝組砂巖的δCe異常值為0.98～1.05，平均1.01，異常不明顯。Ceanom指數(shù)是由Elderfield和Greaves（1982）提出來的一個水體環(huán)境判定指數(shù)，以Ceanom＞-0.1表示Ce富集，為缺氧環(huán)境，Ceanom＜-0.1表示Ce虧損，為氧化環(huán)境。目前，Ceanom指數(shù)也廣泛應(yīng)用于古水介質(zhì)氧化還原條件的判定。從圖5a可以看出，兵馬溝組泥質(zhì)巖Ceanom值均大于-0.1，顯示出Ceanom的富集，缺氧還原環(huán)境比較明顯。此外，一般認(rèn)為水介質(zhì)V/V+ Ni≥0.7～0.8為缺氧環(huán)境，0.46～0.60為貧氧環(huán)境（鄧宏文和錢凱，1993）。由圖5b可以看出，兵馬溝組泥質(zhì)巖樣品的V/V+Ni比值為0.51～0.87，平均0.69，明顯為缺氧—貧氧環(huán)境，這與Ceanom指數(shù)分析結(jié)果一致。

4.1.2 古鹽度

近年來，利用Sr/Ba比（＜1，陸相沉積；＞1，海相沉積）和B/Ga比（＜3，淡水相；3～6，近岸海相；＞7，海相）判定水體鹽度或離岸環(huán)境得到了很好的應(yīng)用（鄧宏文和錢凱，1993）。由圖5c所示，兵馬溝組泥質(zhì)巖在樣品110-2所在層位之前Sr/ Ba比值均小于0.15，明顯為淡水沉積，至樣品110-2比值急劇上升為顯示海相沉積的6.46，表明該組沉積是過渡型沉積建造。B/Ga比值顯示了與Sr/Ba值相同的變化形式（圖5d），代表了由陸相至海相過渡的水體環(huán)境。

沉積巖石學(xué)特征分析結(jié)果表明，該地區(qū)兵馬溝組為扇三角洲相沉積建造，上述地球化學(xué)信息表明其為陸-海轉(zhuǎn)換型沉積，加之豫西地區(qū)兵馬溝組與上覆海相沉積之間普遍發(fā)育有一層底礫巖，因此有理由認(rèn)為兵馬溝組沉積末期發(fā)生了劇烈的沉降運動，可能是拉張斷陷的結(jié)果。

4.2 沉積物源屬性分析

圖4 伊川兵馬溝組泥質(zhì)巖多元素球粒隕石、平均上地殼標(biāo)準(zhǔn)化圖解Fig.4 Chondrite and UCC normalized trace elements diagrams of argillaceous rocks of the Mesoproterozoic Bingmagou Formation in Yichuan

沉積巖的微量及稀土元素含量及其組合關(guān)系包含著重要的源巖信息。對不同性質(zhì)的元素進行比較，可以反映沉積物的物源及構(gòu)造背景。地幔物質(zhì)與地殼物質(zhì)成分差異顯著，某些不活潑元素的比值能反映沉積盆地是否有地幔物質(zhì)的加入。巖石中的Zr主要存在于鋯石中，具陸源性質(zhì)，Cr主要賦存于鉻鐵礦中，受深部物質(zhì)影響，Cr/Zr比可以一定程度上反映鈣鎂質(zhì)巖石與長英質(zhì)巖石對碎屑沉積物的影響大小（Wronkiewicz and Condie，1989）。由表2可知，伊川地區(qū)兵馬溝組泥質(zhì)巖Cr/Zr比值范圍為0.32～0.64，平均0.51，明顯小于1，反應(yīng)該組泥質(zhì)巖受幔源物質(zhì)影響較小。Th/U比值基本也在3.5以上，也表明其無深源物質(zhì)的影響。此外∑LREE/∑HREE、δEu、Rb/Sr、Cr/V、Tb/Yb、Th/Sc比值（張海華等，2014；Rao et al.，2011）、La/Yb-Ce圖解（Rao et al.，2011）（圖6a）投點均位于中性物質(zhì)與長英質(zhì)物質(zhì)之間，指向中酸性成分，可以判定為火山物質(zhì)。在Co/Th-La/Sc圖解（Gu，2002）（圖6b）中，樣品投點也大部分落入長英質(zhì)火山巖向安山巖過渡區(qū)域，個別體現(xiàn)出穩(wěn)定陸殼物源特征。以上特征表明，伊川地區(qū)的兵馬溝組泥質(zhì)巖物源以中酸性火山物質(zhì)為主，混雜有少量穩(wěn)定上地殼成分。

圖5 伊川兵馬溝組泥質(zhì)巖沉積環(huán)境判別指數(shù)圖解Fig.5 Sedimentary environment decision indictor diagrams of argillaceous rocks of the Mesoproterozoic Bingmagou Formation in Yichuan

圖6 伊川地區(qū)兵馬溝組泥質(zhì)巖Co/Th-La/Sc、La/Yb-Ce物源類型判定圖解Fig.6 La/Yb-Ce、Co/Th-La/Sc provenance decision diagrams of argillaceous rocks of the Mesoproterozoic Bingmagou Formation in Yichuan

Bhatia及Bhatia和Crook（1985；1986）的研究指出，La、Th、Sc、Ti、Zr、Co等元素的含量組合關(guān)系可以解釋沉積源巖的背景信息。本文利用Th-Sc-Zr/10、Th-Co-Zr/10圖解對兵馬溝組泥質(zhì)巖樣品進行投點分析，結(jié)果表明樣品投點在兩個圖解中都比較集中：在Th-Sc-Zr/10圖解（圖7a）中，樣品投點均落入大陸島弧區(qū)域及其鄰近區(qū)域；在Th-Co-Zr/10圖解（圖7b）中，樣品投點也大部分落入大陸島弧及其附近區(qū)域，個別落入大陸邊緣環(huán)境區(qū)域。由此可以認(rèn)為兵馬溝組泥質(zhì)巖的物源區(qū)構(gòu)造背景為大陸島弧。

圖7 伊川地區(qū)兵馬溝組泥質(zhì)巖源巖構(gòu)造背景判別Fig.7 Background decision diagrams of argillaceous rocks of the Mesoproterozoic Bingmagou Formation in Yichuan

綜合以上伊川地區(qū)兵馬溝組泥質(zhì)巖物源性質(zhì)及背景信息及其底部礫巖中含有大量熊耳群火山巖礫石的事實，基本上可以斷定伊川地區(qū)兵馬溝組物源主要來自大陸島弧區(qū)域的中酸性火山巖，夾雜有少量穩(wěn)定陸殼長英質(zhì)成分，目標(biāo)地層指向熊耳群及華北古陸結(jié)晶基底，表明華北克拉通南緣中元古代為俯沖背景，物源方向主要為由南向北，兵馬溝組形成于弧后拉張盆地。

5 討論

古元古代-中元古代是華北克拉通重要的陸殼增長期，在其南緣的重要體現(xiàn)就是熊耳群的形成。熊耳群的成因歷來有兩種說法：俯沖和裂解。大多數(shù)學(xué)者基于對熊耳群及其上覆海相沉積地層部分地球化學(xué)特征、測年數(shù)據(jù)的分析結(jié)論，基本贊成裂解成因理論（趙太平，2002；翟明國，2004；胡國輝等，2013；黃秀等，2008；孫樞等，1981，1982）。但這種說法也有明顯的不足：熊耳群的年齡大約為1.80～1.45Ga（趙太平，2001；翟明國，2004；Zhao et al.，2005；He et al.，2009）而上覆的海相沉積地層年齡大部分在1.30 Ga（呂國芳等，1993；孫樞等，1981，1982）之后，年代相差比較久遠(yuǎn)；熊耳群、兵馬溝組與汝陽群、五佛山群之間多以不整合面接觸且汝陽群、五佛山群底部普遍發(fā)育一層底礫巖（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989；河南省地質(zhì)礦產(chǎn)廳，1997），因此熊耳群與大規(guī)模沉積蓋層發(fā)育并不連續(xù)，不能以汝陽群、五佛山群的沉積背景代表熊耳群的形成背景。本次研究分析的兵馬溝組位于大規(guī)模沉積蓋層形成之前，多與熊耳群地層連續(xù)發(fā)育（王志宏，1979；符光宏，1981；河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989；河南省地質(zhì)礦產(chǎn)廳，1997），可以很好地反應(yīng)熊耳群形成背景。結(jié)合一些學(xué)者對于熊耳群巖石地球化學(xué)分析（Zhao et al，2002，2005；He et al.，2009）和本次對伊川地區(qū)兵馬溝組環(huán)境、物源分析結(jié)果，本文認(rèn)為華北克拉通南緣中元古代時期為俯沖帶（圖8），熊耳群為俯沖成因的大陸島弧。后期隨著深俯沖作用，在弧后發(fā)生了沉降運動，產(chǎn)生一個斷陷弧后盆地，發(fā)育了點-線式分布的兵馬溝組及之后的底礫巖，并過渡到汝陽群、五佛山群海相沉積。

6 結(jié)論

（1） Ceanom指數(shù)、V/V+Ni比值表明伊川地區(qū)兵馬溝組泥質(zhì)巖沉積時為還原環(huán)境，Sr/Ba、B/Ga變化規(guī)律表明該組是由陸相至海相的過渡型沉積。

（2）伊川地區(qū)兵馬溝組泥質(zhì)巖物源特征指數(shù)及物源判定圖解證明其物源無深部物質(zhì)加入，主要為來自大陸島弧的中酸性火山巖。

（3）結(jié)合伊川地區(qū)兵馬溝組物源、背景分析結(jié)果及區(qū)域地質(zhì)概況，可以得出華北克拉通南緣中元古代為俯沖帶，伊川地區(qū)兵馬溝組形成于弧后盆地。

圖8 華北克拉通南緣中元古代構(gòu)造演化示意圖Fig.8 Mesoproterozoic tectonic evolution of the southern margin of the North China Craton

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中圖分類號：P597

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-7493（2016）02-0254-10

DOI:10.16108/j.issn1006-7493.2015102

收稿日期：2015-05-12；修回日期：2015-07-15

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（41272118）

作者簡介：鄭德順，男，1977年生，博士，副教授，從事油氣地質(zhì)與構(gòu)造-沉積響應(yīng)方面的研究；E-mail:zhengdeshun@hpu.edu.cn

Geochemical Characteristics of Argillaceous Rocks of the Mesoproterozoic Bingmagou Formation in Yichuan，Western Henan and Its Environment and Provenance

ZHENG Deshun1，SUN Fengbo1，CHENG Yong2，ZHANG Feipeng2
1.Institute of Resource and Environment，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454000，China
2.School of Mines，Kunming Metallury College，Kunming 650000，China

Abstract:The Paleao-Mesoproterozoic tectonic and sedimentary evolution of southern North China craton has been debating for long time，with controversies focusing on whether it is a subduction or cracking rift.As the first sedimentary layer formed after Xiong’er Group，the Mesoproterozoic Bingmagou Formation is important to address this issue.Based on the analysis of geochemical characteristics of REE and trace element of argillaceous rocks in Bingmagou Formation，the sedimentary environment and properties of provenance and their tectonic significance were discussed in this study.The results showed that Chondrite normalized REE and trace elements have a high differention between LREE and HREE，which showed anomaly negativeδEu，anomaly insignificantδCe，and enrich Rb，Th，La，Ce，Nd，Zr，Hf，etc.Compared with the average upper crust，it was enriched in Sc，V，Cr，Co，Ni，Rb.Also we found that Ceanomindex and V/V+Ni ratio reflected a reduction argillaceous sedimentary environment，and Sr/Ba and B/Ga ratios indicate itstransitional environment from continent to marine.In addition，Cr/Zr，Th/U and other elements ratios prove its provenance is not deep material，and La/Yb-Ce，Co/Th-La/Sc diagrams indicate the provenance is middle-acidic volcanic rocks.Furthermore，Th-Sc-Zr/10，Th-Co-Zr/10 illustrations indicate its provenance is mainly from continental volcanic arc.Taken these results and regional geological information together，it can be concluded that Bingmagou Formation in Yichuan was formed in an extensional back-arc basin，Xiong’er Group was an arc island.

Key words:southern North China craton；Mesoproterozoic Bingmagou Formation；argillaceous rock；geochemical characteristic；sedi?mentary environment；provenance