攀西地區(qū)燈影組麥地坪段元素變化特征及意義

余光模，張良明

(江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，江西南昌330001)

攀西地區(qū)燈影組麥地坪段元素變化特征及意義

余光模*，張良明

(江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，江西南昌330001)

對攀西地區(qū)燈影組麥地坪段的微量元素及碳、氧同位素組成進(jìn)行了分析，并根據(jù)剖面上的變化特征，討論了該地區(qū)震旦/寒武系的界線劃分。結(jié)果表明，麥地坪段剖面微量元素總體在上部24～25層發(fā)生突變，V、Cr、Co、Pb、Zn、Sr等元素的最高含量分別是其它層平均含量的5.6、12.8、2.9、5.2、2.2和1.7倍；該處δ13C值同樣存在一個顯著的負(fù)漂移，變化高達(dá)4‰。通過對比研究，這次碳酸鹽巖地層多元素變化特征具有普遍性，并已成為前寒武系和寒武系界線的地球化學(xué)標(biāo)志，可作為震旦/寒武系劃分的地球化學(xué)標(biāo)志。

震旦系/寒武系；燈影組；微量元素；攀西

由于一系列的地質(zhì)事件出現(xiàn)在震旦/寒武紀(jì)交變期，如晚震旦世的板塊活動、全球性冰期、全球海平面上升運動、“帽”碳酸鹽沉積、一系列的“生物群”出現(xiàn)、成磷事件、寒武紀(jì)生物大爆發(fā)事件、黑色頁巖和多金屬礦等，使該時期成為地學(xué)研究的熱點之一[1]。前人已對揚(yáng)子地臺東緣和南緣等晚震旦世及震旦—寒武紀(jì)界線地層開展過大量的研究工作，但對揚(yáng)子地臺西緣的攀西地區(qū)的地球化學(xué)研究還很欠缺。

寧南地區(qū)位于揚(yáng)子地臺西緣康滇南北向構(gòu)造帶上，康滇鉛鋅成礦帶中部,區(qū)內(nèi)廣泛分布震旦—寒武系燈影組碳酸鹽巖地層，是我國研究和解決震旦紀(jì)/寒武紀(jì)之交重要地質(zhì)事件和地層劃分的重要地區(qū)之一。

本文對攀西寧南地區(qū)銀廠溝燈影組麥地坪段地層的微量元素及碳、氧同位素組成進(jìn)行了研究，探討了微量元素異常的地質(zhì)意義，并討論了震旦/寒武系界線的劃分問題。

1 地質(zhì)背景

四川攀西寧南地區(qū)位于揚(yáng)子地臺西緣康滇南北向構(gòu)造帶上（圖1），康滇鉛鋅成礦帶中部，是中國震旦/寒武紀(jì)過渡層系最發(fā)育地區(qū)之一。區(qū)內(nèi)廣泛分布震旦-寒武系燈影組地層，其下與觀音崖組白云巖夾粉砂巖整合接觸，其上與筇竹寺組粉砂質(zhì)頁巖平行不整合接觸，巖性以淺灰—深灰色碳酸鹽巖為主，厚度918.7～ 1339.4m。據(jù)巖性組合特征可分為3個巖性段，自下而上依次為：一段、二段和麥地坪段。一段主要為灰—灰白色白云巖，厚度592.7～766.2m；二段主要為灰—淺灰色、暗灰色白云巖夾灰色硅質(zhì)白云巖，厚度273.8～456.8m；麥地坪段主要為淺灰—深灰色白云巖、硅質(zhì)白云巖，巖石中普遍發(fā)育硅質(zhì)條帶，厚度54～274.7m。傳統(tǒng)上將該區(qū)震旦/寒武系的界線劃在麥地坪段的底部[2-4]。

圖1 測區(qū)大地構(gòu)造位置

圖2 采樣剖面位置圖

2 樣品的采集及分析

本次研究中，銀廠溝燈影組麥地坪段地層剖面位于寧南縣銀廠溝鉛鋅礦區(qū)外圍（圖2），逐層采集了巖礦鑒定標(biāo)本，經(jīng)過薄片鑒定后選取了其中的20件樣品進(jìn)行了碳、氧同位素分析，16件樣品微量元素分析。

碳、氧同位素樣品在同濟(jì)大學(xué)國家海洋重點實驗室測試完成，采用磷酸法制備CO2氣體,在Finigan?MAT-251型質(zhì)譜儀上測定碳、氧同位素比值，以PDB為標(biāo)準(zhǔn)，分析誤差小于0.1‰。微量元素樣品在武漢巖礦綜合測試中心進(jìn)行測試分析。

3 微量元素及碳、氧同位素組分特征

上述燈影組麥地坪段樣品的微量元素及碳、氧同位素分析結(jié)果見表1。

表1 銀廠溝麥地坪段微量元素及碳、氧同位素特征（微量元素計量單位:μg/g）

宏觀上在剖面24～25層巖性為深灰色、灰黑色厚層狀微—粉晶白云巖、含硅質(zhì)條帶白云巖，厚度約9m，距寒武系筇竹寺組底部約40m。在整個剖面上白云巖均為灰色、淺灰色，因此該異常層特征較為明顯。從表1及圖3可以看出，銀廠溝麥地坪段剖面微量元素及比值總體在上部24層發(fā)生突變；該異常層中，V、Cr、Co、Pb、Zn、Sr含量分別為25.66、58、5.57、251、117、42.8，分別是其他層平均含量的5.5、12.8、2.9、5.2、2.2和1.7倍。

麥地坪段的δ13C值在-3.19‰～2.86‰之間，平均值為0.10‰；δ18O值在-10.75‰～-5.17‰之間，平均值為-7.82‰。在整個剖上，δ18O值均為負(fù)值，沒有顯示出規(guī)律性的變化，但δ13C值卻出現(xiàn)了規(guī)律的變化。剖面下部2～21層，δ13C值均為正值，在0.04‰～1.68‰之間，平均值為0.92‰；剖面上部23～32層，δ13C值均為負(fù)值，在-3.19‰～-1.42‰之間，平均值為-2.13‰；δ13C值存在一個顯著的負(fù)漂移，變化高達(dá)4‰左右。剖面頂部靠近下寒武統(tǒng)筇竹寺組的34層白云巖的δ13C值為2.86‰。

4 微量元素異常討論

震旦系與寒武系界線附近的元素地球化學(xué)異常在我國及世界上許多剖面上具有表現(xiàn)。徐道一等（1995）對四川峨眉麥地坪震旦系—寒武系界線剖面的中子活化分析研究表明，在震旦系—寒武系界線附近具有較高的Ni，Co．Cs含量，Ir的含量也較上覆、下伏地層為高[5]。范德廉等(1987)在揚(yáng)子地臺前寒武—寒武紀(jì)界線附近也發(fā)現(xiàn)了Ir及多種微量元素富集，并討論了缺氧事件及其與沉積礦床成礦作用的關(guān)系[6]。Morris（1993）[7]指出在艾迪卡拉動物群大量絕滅之后和早寒武世三葉蟲等動物群大量繁盛之前，有一個全球性的生物礦化時期。在中國這個時期的早期和中期是以富含磷質(zhì)，以磷質(zhì)殼為特征的小殼動物大量繁盛和演化，并成為我國西南地區(qū)磷礦的重要成礦時期；它的后期則有一個多金屬礦化時期；它的特點是幾十種元素在一個相對短的地質(zhì)時期異常地富集，其成因尚研究得不清楚，但已發(fā)現(xiàn)與有機(jī)質(zhì)的富集有一定相關(guān)性；這一多金屬礦化時期（或多元素富集期）開始于震旦系-寒武系的界線（中國C點），其分布在中國南方很廣泛[5]。

本文，銀廠溝燈影組麥地坪剖面，V、Cr、Co、Pb、Zn、Sr等在24層開始富集，同時，δ13C值存在一個顯著的負(fù)漂移，變化高達(dá)4‰，通過對比研究，這次碳酸鹽巖地層多元素變化特征具有普遍性。認(rèn)為，該異常區(qū)位于這一多金屬礦化時期（或多元素富集期）（中國C點）。

5 震旦—寒武系界線劃分的探討

震旦/寒武系界線是近年來國際上討論最為熱烈的界線之一。20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)外一直都在爭論，從劃分界線的原則到具體界線位置的標(biāo)定都存在分歧意見。目前己經(jīng)提出并有一定影響的界線位置至少有4種：即A點、B點、C點及T點。其中A點是第Ⅰ小殼化石組合帶(A.C.P.帶)之底；B點為第Ⅰ小殼化石組合帶與第Ⅱ小殼化石組合帶(P.S.帶)之間；C點是第Ⅱ小殼化石組合帶與產(chǎn)最低三葉蟲層位之底的分界，20世紀(jì)80年代以來在此界線上許多地方發(fā)現(xiàn)了“界線粘土層”，因此C點也成為事件地層學(xué)支持的Z-∈界線點；T點是以硅質(zhì)碎屑巖相中遺跡化石作為前寒武系/寒武系界線[8]。

陳錦石[9]指出海相碳酸鹽巖地層，特別是對一套海相碳酸鹽巖極發(fā)育，而化石不多的地層的碳同位素組成，可成為劃分大的年代地層單位的有效工具。震旦系的碳同位素出現(xiàn)過多次的負(fù)漂移，其中在陡山沱組底部、燈影組頂部的碳同位素特征具有全球可對比性[10]。在浙江江山在燈影組頂部與寒武系的分界附近，δ13C值降低到-2.1‰[11]，在湖北宜昌、湖南大庸等都出現(xiàn)了δ13C的負(fù)偏移[12]。在這個分界時期地球古氣候和古海洋環(huán)境曾發(fā)生了強(qiáng)烈的變化，全球性的這次負(fù)異常與震旦系—寒武系界線時期古環(huán)境強(qiáng)烈變化有關(guān)。

目前攀西地區(qū)將震旦系寒武系的界線劃在燈影組內(nèi)部，麥地坪段與燈影組二段之間，在巖性上兩者均為一套白云巖，麥地坪段中含有硅質(zhì)巖條帶，與燈影組二段在巖性及沉積環(huán)境區(qū)別不大，宏觀上標(biāo)志不明顯。

本文銀廠溝剖面燈影組白云巖微量元素總體在上部23層發(fā)生富集；同時碳同位素δ13C值在23層也出現(xiàn)了幅度達(dá)4‰的負(fù)漂移,通過對比研究，這次碳酸鹽巖地層多元素變化特征具有普遍性[1,10,12]，并已成為前寒武系和寒武系界線的地球化學(xué)標(biāo)志，可以作為這一時期重要的地層對比工具。

因此，攀西地區(qū)震旦系與寒武系的界線應(yīng)劃在燈影組麥地坪段上部，即銀廠溝剖面上的23層（PM114-23b1）灰色厚層狀微晶白云巖之底（圖3）。包括Pb、Zn等金屬成礦作用應(yīng)該主要發(fā)生在該地球化學(xué)異常層以上到寒武系筇竹寺組底部以下，在宏觀上是麥地坪段深灰色、灰黑色白云巖、含硅質(zhì)條帶白云巖以上的麥地坪段之中，這也為該區(qū)鉛鋅礦的地質(zhì)找礦提供地質(zhì)地球化學(xué)的依據(jù)。

[1]郭慶軍,劉叢強(qiáng),Harald Srauss,TatianaGoldberg.晚震震旦至早寒武世揚(yáng)子地臺北緣碳同位素研究[J].地球?qū)W報,2004,25 (2):151-156.

[2]成都地質(zhì)學(xué)院震旦系專題組.四川峨眉高橋震旦系—寒武系界線[J].成都地質(zhì)學(xué)院學(xué)報,1979(3):1-17.

[3]殷繼成,丁蓮芳,何廷貴,林昌寶.四川峨眉高橋震旦系—寒武系界線[J].中國地質(zhì)科學(xué)院院報,1980,2(1):59-74.

[4]羅惠麟,武希徹,歐陽麟,宋學(xué)良.揚(yáng)子地臺震旦系—寒武系界線剖面地層對比的新認(rèn)識[J].云南地質(zhì),1988,7(1):13-26.

[5]徐道一,毛雪瑛,張勤文,趙東旭.四川峨眉麥地坪震旦系—寒武系界線剖面的中子活化分析研究[J].地質(zhì)論評，1995,41（1）:79-80.

[6]范德廉,葉杰,楊瑞英,黃忠祥.揚(yáng)子地臺前寒武紀(jì)—寒武紀(jì)界線附近的地質(zhì)事件與成礦作用[J].成積學(xué)報，1987,5（2）: 81-95.

[7]Morris S C.The Fossil Record and the Early Evolution of Meta?zoa.Nature,1993.361:219-225.

[8]趙自強(qiáng),邢裕盛,丁啟秀.湖北震旦系[M].武漢:中國地質(zhì)人學(xué)出版社,1988.

[9]陳錦石.地層學(xué)和穩(wěn)定同位素[J].地層學(xué)雜志,1985,9(2):142-148.

[10]張同鋼,儲雪蕾,張啟銳,馮連君，霍衛(wèi)國.揚(yáng)子地臺燈影組碳酸鹽巖中的硫和碳同位素記錄[J].巖石學(xué)報.

[11]彭花明.浙江江山震旦系碳同位素異常及其地質(zhì)意義[J].地球化學(xué),2006(6):580.

[12]楊瑞東,王世杰,董麗敏,張衛(wèi)華，高慧.上揚(yáng)子區(qū)震旦紀(jì)南沱冰期后碳酸鹽帽沉積地球化學(xué)特征[J].高校地質(zhì)學(xué)報, 2003,9(1):72-80.

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1004-5716(2016)12-0156-04

2016-01-29

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項目來源：中國地質(zhì)調(diào)查局項目《西南地區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查及數(shù)據(jù)更新》（1212010610206）資助。

余光模（1984-），男(漢族)，江西萬年人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)勘查技術(shù)工作。