渭北隆起岐山地區(qū)薊縣系白云巖地球化學(xué)特征及其成因與古環(huán)境意義

王 琨，任戰(zhàn)利，祁 凱，劉潤川，馬 騫

1甘肅煤炭地質(zhì)勘查院；2西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系；3西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

0 前言

在沉積巖中元素的化學(xué)性質(zhì)及古氣候和古環(huán)境制約著各個(gè)元素的遷移富集規(guī)律。近年來，元素地球化學(xué)和沉積地球化學(xué)快速發(fā)展，越來越多學(xué)者利用微量及稀土元素作為示蹤劑來反映沉積期的環(huán)境信息［1-2］。沉積巖中的微量元素對(duì)環(huán)境的變化十分敏感，因此通過研究微量元素的含量及變化可以判別和恢復(fù)古沉積環(huán)境，且具有較高的可信度。

鄂爾多斯盆地是我國重要的含油氣盆地，盆地西南部的中元古界作為華北板塊固結(jié)后的第一套沉積蓋層，與之有關(guān)的油氣地質(zhì)研究備受關(guān)注［3］。近年來在甘肅省崇信地區(qū)發(fā)現(xiàn)了薊縣系古油藏瀝青，表明這一古老層系具有一定的資源潛力和勘探前景，但有關(guān)薊縣系儲(chǔ)層及白云巖成因的研究較為薄弱［4-5］。前人依據(jù)熊耳群火成巖地球化學(xué)性質(zhì)，推測中元古代盆地西南部的大地構(gòu)造背景，并根據(jù)沉積構(gòu)造特征分析了中元古界的沉積環(huán)境和石油地質(zhì)特征［5-11］；根據(jù)沉積巖微量元素特征與露頭沉積構(gòu)造特征綜合判斷盆地西南部長城系沉積環(huán)境［12-13］。但是對(duì)于盆地西南部薊縣系的沉積環(huán)境，目前還沒有開展過較深入的研究。盆地西南部岐山地區(qū)薊縣系露頭為較完整的邊緣海臺(tái)地相沉積，是探討薊縣期沉積古環(huán)境特征的理想地區(qū)。本文選取鄂爾多斯盆地西南部岐山地區(qū)澇川剖面為研究對(duì)象，通過碳氧同位素、主微量元素等測試分析，明確該地區(qū)薊縣系巖性特征及地球化學(xué)特征，揭示薊縣期沉積環(huán)境特征，厘定古溫度、古鹽度等古環(huán)境條件參數(shù)，并初步探討岐山地區(qū)薊縣系白云巖成因。

1 地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地位于華北克拉通西部，是我國大型沉積盆地之一，由于構(gòu)造位置特殊，其形成歷史十分復(fù)雜，經(jīng)歷了多期構(gòu)造演化，表現(xiàn)為疊加型的復(fù)合克拉通盆地。中新元古代，先后經(jīng)歷了熊耳運(yùn)動(dòng)、薊縣運(yùn)動(dòng)及晉寧運(yùn)動(dòng)，是大陸裂谷集中發(fā)育時(shí)期，此時(shí)期在呂梁運(yùn)動(dòng)固結(jié)的華北克拉通結(jié)晶基底之上，沉積了一套巨厚的中上元古界，盆地及其周緣地區(qū)的中上元古界厚約200～3 000 m［14］。盆地南部渭北隆起是構(gòu)造活動(dòng)帶祁連—秦嶺構(gòu)造帶與穩(wěn)定地塊（華北地塊）的過渡地帶，經(jīng)歷了復(fù)雜的大陸內(nèi)部多期次構(gòu)造造山作用及成盆作用［15］。前人研究認(rèn)為，在薊縣紀(jì)早期（1.3 Ga左右），華北克拉通南緣發(fā)生洋殼俯沖，北秦嶺與華北陸塊之間形成寬坪洋盆。此時(shí)，受長城紀(jì)晚期隆升作用的影響，盆地已轉(zhuǎn)變?yōu)檫吘壽晗菪停诙鯛柖嗨古璧啬暇?、西南緣、西緣、北緣以淺海—開闊臺(tái)地—局限臺(tái)地為主，沉積了巨厚的薊縣系。鄂爾多斯盆地薊縣系沉積環(huán)境主要為潮坪，可分為潮上帶、潮間帶和潮下帶3種類型［5］（圖1a）。岐山地區(qū)位于渭北隆起西南部（圖1b），該區(qū)地形以低山丘陵為主，海拔多在1 000～1 500 m，自早白堊世以來渭北隆起整體抬升剝蝕，使中元古界薊縣系白云巖在岐山東北一帶大面積出露。

圖1 研究區(qū)位置及地質(zhì)背景（據(jù)文獻(xiàn)［16］修改）Fig.1 The location and geological backgroundof the study area(cited from reference［16］,modified)

澇川剖面位于岐山縣鳳鳴鎮(zhèn)東北約5 km處，地層發(fā)育良好，層序清晰，剖面總長度約為6.2 km，整體發(fā)育一套碳酸鹽巖沉積。根據(jù)野外觀察及剖面實(shí)測，繪制了岐山地區(qū)薊縣系巖性柱狀圖（圖2）。剖面自下而上依次出露龍家園組、巡檢司組、杜關(guān)組、馮家灣組，巡檢司組與上覆杜關(guān)組為平行不整合接觸，馮家灣組與上覆寒武系昌平組呈角度不整合接觸。

研究區(qū)薊縣系白云巖有較為清晰的顯微特征：大多數(shù)白云巖樣品在鏡下呈現(xiàn)均勻的白云石化，以泥晶—粉晶級(jí)白云石為主，局部發(fā)育晶形完整無明顯邊界的中—粗晶白云石。研究區(qū)白云巖的分類以曾允孚的研究成果［17］為依據(jù)，按照白云巖的結(jié)構(gòu)-成因、原始結(jié)構(gòu)的保存程度、白云石晶體的形態(tài)和大小、巖石主要成分等特征，具體可劃分為灰質(zhì)白云巖、晶粒白云巖、殘余結(jié)構(gòu)白云巖和溶蝕白云巖等4類。

灰質(zhì)白云巖僅在馮家灣組可見，受方解石膠結(jié)、交代作用影響，白云石晶粒多呈粉細(xì)粒他形結(jié)構(gòu)（圖2，照片a）。

晶粒白云巖為薊縣系主要的白云巖類型，在杜關(guān)組最為常見。該類巖石重結(jié)晶程度較好，晶形較好，晶粒較大，從粉晶到粗晶均可見到，可見霧心亮邊結(jié)構(gòu)（圖2，照片b）。

殘余結(jié)構(gòu)白云巖常見于巡檢司組，該類巖石經(jīng)重結(jié)晶后，晶體增大，晶體間彼此鑲嵌接觸，有較多孔隙，且連通性好，后期的方解石或白云石充填溶孔（圖2，照片c）。

溶蝕白云巖在薊縣系各個(gè)層位普遍發(fā)育，該類巖石遭受不同程度的巖溶作用，方解石、石英作為填隙物充填孔隙（圖2，照片d）。

圖2 岐山地區(qū)澇川剖面薊縣系巖性柱狀圖及白云巖鏡下照片F(xiàn)ig.2 Lithologic column and microscopic photograph of dolomite of Jixian System of Laochuan outcrop in Qishan area

總的來看，岐山地區(qū)薊縣系主體為一套潮坪環(huán)境碳酸鹽巖沉積建造。底部龍家園組沉積期，海水入侵使海域擴(kuò)大，沉積了一套淺海相白云質(zhì)碳酸鹽巖，主要巖性為燧石條帶細(xì)—粉晶白云巖，發(fā)育疊層石，沉積環(huán)境為碳酸鹽臺(tái)地潮坪，以潮間－潮下帶為主；巡檢司早期，海水繼續(xù)侵入，發(fā)育厚層—塊狀層白云巖，硅質(zhì)條帶白云巖；至巡檢司中—后期，隨著板塊的抬升，海水退出，沉積區(qū)被抬升至地表，接受剝蝕，發(fā)育層狀疊層石，為潮下帶環(huán)境。至杜關(guān)期，板塊下降，海水再次侵入，早期沉積的巖性主要為泥砂巖，隨著海水的不斷加深，逐漸以碳酸鹽巖沉積為主，粒度、厚度較為均一，為潮下帶環(huán)境。

2 白云巖地球化學(xué)特征

2.1 全巖主、微量元素特征

本次研究在澇川剖面露頭采集9件樣品進(jìn)行分析測試。考慮到樣品的微量元素含量測試結(jié)果可能受非碳酸鹽礦物含量高于5%時(shí)的干擾［18-19］，樣品選取時(shí)遵循挑選不含或含極少非碳酸鹽礦物的原則，對(duì)挑選的9個(gè)新鮮無風(fēng)化的樣品用碎樣器碎成200目以下的粉末樣，在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行主量、微量元素分析。樣品的制備及具體實(shí)驗(yàn)過程與劉曄等的微量元素分析方法相同［20］。

樣品白云巖氧化物（表1）以CaO(24.27%～30.64%，平均值為28.87%)和MgO(18.24%～22.06%，平均值為20.94%)為主，Al2O3(0.08%～1.38%，平均值為0.38%)、TiO2(0.02%～0.09%，平均值為0.03%)和Fe2O3(0.08%～0.95%，平均值為0.30%)含量均較低。SiO2/(CaO+MgO)值 較 低(0.001～0.842，平 均 值 為0.171)，所有樣品的SiO2含量均小于40%，Al2O3含量介于0.08%～1.38%，低于白云質(zhì)泥巖的SiO2和Al2O3含量［21］（SiO2＞40%，Al2O3＞12%），表明其沉積時(shí)受陸源碎屑物質(zhì)的影響極其微弱。

表1 岐山地區(qū)薊縣系白云巖氧化物含量與參數(shù)Table 1 Oxide content and parameters of dolomite of Jixian System in Qishan area

不同種類樣品微量元素含量和特征參數(shù)見表2?；屹|(zhì)白云巖具有低Sr含量，高Fe、Mn、Na、K含量：Sr含量平均為20.65 μg/g，F(xiàn)e含量平均為7 143 μg/g，Mn含量平均為175 μg/g，Na含量平均為1 380 μg/g，K含量平均為8 978 μg/g。晶粒白云巖具有高Sr含量，低Fe、Mn含量：Sr含量平均為45.17 μg/g，F(xiàn)e含量平均為1 282 μg/g，Mn含量平均為42 μg/g，Na含量平均為446 μg/g，K含量平均為1 339 μg/g。殘余結(jié)構(gòu)白云巖具有低Sr、Na含量，高Fe、Mn、K含量：Sr含量平均為24.95 μg/g，F(xiàn)e含量平均為7 029 μg/g，Mn含量平均為148 μg/g，Na含量平均為139 μg/g，K含量平均為11 914 μg/g。溶蝕白云巖具有高Sr、Na含量，低Fe、Mn、K含量：Sr含量平均為50.10 μg/g，F(xiàn)e含量平均為576 μg/g，Mn含量平均為42 μg/g，Na含量平均為909 μg/g，K含量平均為1 244 μg/g。4類樣品微量元素含量的差異，可能表明了其具有不同的沉積環(huán)境。

表2 岐山地區(qū)薊縣系白云巖微量元素含量及特征參數(shù)Table 2 Contents and characteristic parameters of trace element of dolomite of Jixian System in Qishan area

稀土元素測試結(jié)果采用球粒隕石進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化［23］，用下角標(biāo)N標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)。從表3可以看出，樣品∑REE波動(dòng)范圍為（0.71～64.63）μg/g，平均值為10.54 μg/g，遠(yuǎn)低于大陸上地殼的平均稀土元素總量（UCC=146.40 μg/g）。樣品∑LREE/∑HREE值為6.10～8.84，平均值為7.29；（Nd/Yb）N為0.54～0.91，平均值為0.70，比值均小于1。這表明輕稀土元素（LREE）較重稀土元素（HREE）富集［24］。樣品（La/Sm）N為3.61～5.66，平均值為4.51，表明輕稀土元素具有輕度—中度分異。

表3 岐山地區(qū)薊縣系白云巖稀土元素含量及特征參數(shù)Table 3 Contents and characteristic parameters of REE of dolomite of Jixian System in Qishan area

通過白云巖稀土元素配分模式計(jì)算［25］分析，晶粒白云巖和殘余結(jié)構(gòu)白云巖的稀土元素配分模式有微弱右傾的趨勢，指示了在成巖過程中，重稀土元素比輕稀土元素更容易遷移；溶蝕白云巖的稀土元素配分模式右傾趨勢更明顯，反映出成巖過程中重稀土元素遷移能力較輕稀土元素強(qiáng)；灰質(zhì)白云巖的稀土元素配分模式圖右傾趨勢更為顯著，表明其重稀土元素的遷移能力更強(qiáng)，且稀土元素總量明顯比其他3類白云巖高（圖3）。

圖3 岐山地區(qū)薊縣系白云巖REE配分模式Fig.3 Chondrite-normalized rare earth element patterns of dolomite of Jixian System in Qishan area

此外，樣品δCe范圍為0.35～0.85，平均值為0.64，Ce均表現(xiàn)為負(fù)異常，反映了薊縣系白云巖沉積期處于氧化環(huán)境。δEu范圍為0.49～1.25，平均值為0.75，Eu元素除溶蝕白云巖外，其余均為明顯負(fù)異常，表明研究區(qū)白云巖形成過程中幾乎未受熱液改造。

2.2 碳氧同位素特征

前人常通過碳、氧同位素分析碳酸鹽巖沉積古環(huán)境、古溫度和古鹽度等，用其來指示白云巖的成因及形成條件［26］。根據(jù)碳氧同位素的性質(zhì)，可以判斷白云巖流體的來源和性質(zhì)，進(jìn)一步可推測其沉積環(huán)境和成因。

研究區(qū)薊縣系白云巖樣品碳氧同位素組成值見表4:δ13C值分布在-2.45‰～1.41‰之間，平均值為-0.42‰；δ18O值分布在-8.88‰～-4.01‰之間，平均值為-6.09‰。碳氧同位素組成值分布相對(duì)較為集中（圖4），反映了成巖流體性質(zhì)相同或相似的海相沉積。僅在局部地區(qū)，由于后期埋藏作用和成巖后期的風(fēng)化作用分別導(dǎo)致了灰質(zhì)白云巖的δ18O和δ13C值出現(xiàn)偏差。進(jìn)一步通過Z值判斷成巖流體的性質(zhì)，Z值的計(jì)算公式［27］如下：

圖4 岐山地區(qū)薊縣系白云巖樣品碳氧同位素組成交會(huì)圖Fig.4 Crossplot of carbon and oxygen isotopic compositions of dolomite samples of Jixian System in Qishan area

計(jì)算結(jié)果顯示（表4）：絕大多數(shù)樣品Z值大于120，可確定其來自海相沉積；只有1個(gè)樣品小于120，推測在成巖過程后期有淡水加入。

表4 岐山地區(qū)薊縣系白云巖樣品碳氧同位素組成及鹽度指數(shù)Table 4 Carbon and oxygen isotopic compositions and salinity index of dolomite samples of Jixian System in Qishan area

3 討論

3.1 數(shù)據(jù)的可靠性分析

利用白云巖的地球化學(xué)數(shù)據(jù)來分析其所蘊(yùn)含的環(huán)境信息，需要確定樣品是否遭受后期成巖作用的影響。薊縣系白云巖可能會(huì)因?yàn)樵诼L的地質(zhì)歷史時(shí)期中受到地質(zhì)作用的影響而使其地球化學(xué)數(shù)據(jù)在反映環(huán)境時(shí)出現(xiàn)偏差。本次野外采集的白云巖樣品中，MgO與CaO含量比值接近1:1；微量元素含量Sc≤1.53 μg/g，Th≤1.47 μg/g，Hf≤0.47 μg/g，Zr≤17.6 μg/g（表2），均小于上地殼中所對(duì)應(yīng)元素的含量（Sc=14.9 μg/g，Th=2.3 μg/g，Hf=5.8 μg/g，Zr=240.0 μg/g），表明白云巖在成巖過程中受到陸源組分的影響極其微弱。樣品Y/Ho值為30.75～54.00，平均值為42.61，與后太古代澳大利亞頁巖對(duì)應(yīng)值（27.25）相差較大，接近現(xiàn)代海水值（44～72）［19，28］；∑REE+Y平均值為12.50 μg/g，遠(yuǎn)小于陸源碎屑物的100 μg/g。這同樣表明樣品受到陸源組分的影響極其微弱［29-30］。另外，巖石中稀土元素的含量會(huì)由于成巖作用影響而發(fā)生改變，使δCe與δEu及δCe與∑REE表現(xiàn)出較好的相關(guān)性。本次獲得的薊縣系9個(gè)樣品的稀土元素?cái)?shù)據(jù)中，δCe與δEu及δCe與∑REE的相關(guān)性均較差（圖5），也表明樣品受成巖作用的影響很微弱。因此，本次測試獲得的地球化學(xué)數(shù)據(jù)可以有效指示白云巖的形成環(huán)境。

圖5 岐山地區(qū)薊縣系白云巖的δCe-δEu和δCe-∑REE交會(huì)圖Fig.5 Crossplots of δCe-δEu and δCe-∑REE of dolomite of Jixian System in Qishan area

3.2 古環(huán)境分析

碳酸鹽巖中微量元素、稀土元素的含量記錄了沉積環(huán)境和周圍水體的地球化學(xué)特征，通過分析薊縣系白云巖樣品中微量元素和稀土元素的含量、分布及比值等參數(shù)得到了岐山地區(qū)薊縣系多種沉積環(huán)境指標(biāo)，再結(jié)合碳、氧同位素組成特征，初步探討了研究區(qū)不同類型的白云巖成因。

3.2.1 氧化還原環(huán)境判別

U、V和Mo是微量元素中對(duì)氧化還原條件十分敏感的元素（U、V富集在缺氧的條件下），可以作為恢復(fù)古海洋氧化還原狀態(tài)的理想指標(biāo)。同時(shí)，V/（V＋Ni）、Ni/Co及V/Cr的值對(duì)于判斷氧化還原條件十分有效［31-32］。U/Th值會(huì)因?yàn)門h元素放射性衰變減少或熱液活動(dòng)導(dǎo)致U元素增多的影響變大，因此對(duì)古老地層沉積環(huán)境的指示作用受限［33］。對(duì)于元古界沉積而言，V/Cr、Ni/Co的值對(duì)氧化還原環(huán)境的判別相對(duì)準(zhǔn)確［31］，V/(V+Ni)值次之，U/Th值判別結(jié)果不太理想。研究區(qū)內(nèi)樣品的V/Cr值為2.10～4.08，平均值為2.80；Ni/Co值為5.02～5.98，平均值為5.54；V/（V＋Ni）值為0.46～0.60，平均值為0.51（表2）。結(jié)合V/Cr、Ni/Co和V/（V＋Ni）的氧化還原環(huán)境判別圖（圖6a—6c），判斷研究區(qū)薊縣系沉積期整體處于弱氧化環(huán)境。

3.2.2 氣候(干旱)環(huán)境判別

Sr元素在干燥氣候條件下會(huì)隨著水分的蒸發(fā)大量析出形成鹽類在水底沉積，導(dǎo)致Sr含量在巖石中相對(duì)增高。大量研究表明，溫濕氣候條件下Sr/Cu值介于1.3～5.0，若為干熱氣候其值大于5.0［34-35］。研究區(qū)樣品Sr/Cu值均大于5.0（9.44～24.55，平均值為15.35）（表2），表明研究區(qū)白云巖均形成于干熱氣候條件下（圖6d）。

U/Th值在熱水環(huán)境下大于1，研究區(qū)U/Th值除1個(gè)樣品外其他均大于1。Sr在巖石中的含量與古溫度具有良好的相關(guān)關(guān)系，通過前人總結(jié)出的巖石中Sr含量與古水溫度之間的關(guān)系［36-37］：Sr＝2 578－80.8t古水溫，計(jì)算得到研究區(qū)薊縣系沉積時(shí)期的古水溫（表5）。由表5可見，研究區(qū)薊縣系古水溫的整體較高，平均溫度達(dá)到31.46℃。古水溫?cái)?shù)據(jù)與Sr/Cu值反映的結(jié)果一致，即薊縣系沉積期區(qū)域古水溫相對(duì)較高，應(yīng)為干燥炎熱的氣候背景，說明岐山地區(qū)薊縣系沉積期處于熱帶—亞熱帶地區(qū)。

表5 岐山地區(qū)薊縣系沉積時(shí)期古水溫?cái)?shù)據(jù)表Table 5 Paleo-water-temperature of Jixian System in Qishan area during deposition period

3.2.3 海陸環(huán)境判別

區(qū)別海相沉積和陸相沉積主要通過介質(zhì)中所有可溶鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)——鹽度。Sr在海水中的含量較高，在大氣水中的含量低，超咸水中Sr含量更高，然而Sr會(huì)由于白云石化作用而不斷丟失。因此，Sr/Ba值可以較好地指示成巖介質(zhì)的鹽度［28］。海相咸水環(huán)境中Sr/Ba值大于1.00，陸相淡水環(huán)境時(shí)Sr/Ba值小于0.60，過渡環(huán)境沉積時(shí)介于0.60～1.00［29］。此外，CaO/(CaO+MgO)值也可以有效地判別沉積巖的介質(zhì)環(huán)境。海相咸水環(huán)境沉積CaO/(CaO+MgO)值小于0.60，若為陸相淡水環(huán)境沉積則大于0.70。本次研究樣品的Sr/Ba值在2.00～7.80之間，均值為5.43，樣品值均大于1.00；CaO/(CaO+MgO)值在0.57～0.58之間，均值為0.58，樣品值均小于0.60。結(jié)合Sr/Ba和CaO/(CaO+MgO)海陸環(huán)境判別圖（圖6e，6f），認(rèn)為岐山地區(qū)薊縣系沉積期為海相咸水沉積環(huán)境。

圖6 岐山地區(qū)薊縣系白云巖沉積環(huán)境判別圖Fig.6 Sedimentary environment discrimination diagram of dolomite of Jixian System in Qishan area

3.3 白云巖成因認(rèn)識(shí)

微量元素中Sr、Fe、Mn、Na等元素含量特征在碳酸鹽巖沉積環(huán)境和成巖作用中具有重要意義。K、Na元素的含量與成巖流體的鹽度呈正相關(guān)關(guān)系；Fe、Mn元素的含量與成巖時(shí)的埋藏深度和成巖強(qiáng)度也呈正相關(guān)關(guān)系；Mn在深水環(huán)境含量較高（＞200 μg/g），而在淺水環(huán)境含量較低（20～50 μg/g）。在主量元素含量特征中，可用M值（M=100×MgO/Al2O3）來判別白云巖的沉積環(huán)境：當(dāng)M≤1時(shí)，為淡水沉積；當(dāng)1＜M≤10時(shí)，沉積環(huán)境為海陸過渡；當(dāng)10＜M≤500時(shí)，為海水沉積；當(dāng)M＞500時(shí)，為陸表海沉積［24］。

從M值來看（表1），本次研究的白云巖樣品均為陸表海沉積，前文已述及研究區(qū)不同種類樣品微量元素和稀土含量差異性明顯，可依據(jù)其綜合分析不同類型白云巖的成因。

灰質(zhì)白云巖Sr含量低，可能是由于長期為開放環(huán)境，后期加入淡水造成；Fe、Mn含量高，推測其成巖時(shí)埋藏較深；K、Na含量也高，反映為高鹽度成巖流體。因此，灰質(zhì)白云巖應(yīng)是混合水成因和埋藏成因。而灰質(zhì)白云巖稀土元素配分模式圖右傾趨勢顯著，具有明顯Eu負(fù)異常及輕微Ce負(fù)異常特征，表明其總體為埋藏成因。

晶粒白云巖Sr含量高，F(xiàn)e、Mn含量低，反映成巖環(huán)境封閉。其稀土元素配分模式圖都有右傾趨勢，具有輕稀土元素富集、重稀土元素虧損、Eu和Ce負(fù)異常特征，因此晶粒白云巖應(yīng)為埋藏成因。

殘余結(jié)構(gòu)白云巖Fe、Mn含量高，反映成巖時(shí)期埋藏深；Sr含量低，可能是后期加入淡水造成。因此，殘余結(jié)構(gòu)白云巖應(yīng)為混合水成因。

溶蝕白云巖Sr含量高，F(xiàn)e、Mn含量低，反映其長期處于封閉環(huán)境，也可能為白云石化不徹底；Na含量高，可能為滲透回流的高鹽度流體所致。結(jié)合其稀土元素具有Ce、Eu負(fù)異常，與海水稀土元素配分模式具有一定相似性，因此推測溶蝕白云巖主要為封閉環(huán)境下的滲透回流成因模式。

Hird在1987年利用δ18O-δ13C的交會(huì)圖建立相應(yīng)的圖解，可以有效地識(shí)別出埋藏成因、滲透回流成因和混合水成因的白云巖，因此研究區(qū)的白云巖成因類型也可通過Hird的白云巖成因判識(shí)圖［38］進(jìn)行確定（圖7）。

圖7 岐山地區(qū)薊縣系白云巖成因類型圖解（判識(shí)圖版據(jù)文獻(xiàn)［38］）Fig.7 Diagram of genetic types of dolomite of Jixian System in Qishan area(identification chart cited from reference［38］)

判識(shí)結(jié)果表明，鄂爾多斯盆地岐山地區(qū)薊縣系白云巖以埋藏成因?yàn)橹?，僅局部地區(qū)存在混合水成因白云巖及回流滲透成因白云巖，這與微量元素得出的白云巖成因認(rèn)識(shí)一致。由于薊縣系經(jīng)歷兩次海退，可能有部分海水留在了原地，隨著蒸發(fā)作用的加強(qiáng)，高鹽度流體順著縫隙向下滲透，使下伏石灰?guī)r發(fā)生白云石化，生成白云巖。

4 結(jié)論

（1）岐山地區(qū)薊縣系主要發(fā)育一套以微晶白云巖、粉晶白云巖、含燧石條帶白云巖、含硅質(zhì)條帶白云巖為主的潮坪相碳酸鹽巖沉積，沉積相類型主要為潮下帶和潮間帶。按照結(jié)構(gòu)類型可將白云巖劃分為灰質(zhì)白云巖、晶粒白云巖、殘余結(jié)構(gòu)白云巖和溶蝕白云巖。

（2）薊縣系白云巖樣品的Sc、Th、Hf、Zr含量遠(yuǎn)低于大陸上地殼中的含量，表明樣品受陸源碎屑物質(zhì)的影響極其微弱；Sr含量平均值為36.32 μg/g，Sr/Ba平均值為5.43，表明鹽度較高，為海相環(huán)境；V/（V＋Ni）平均值為0.51，Ni/Co平均值為5.54，V/Cr平均值為2.80，U/Th平均值為2.37，表明整體處于弱氧化環(huán)境；∑REE平均值為10.54 μg/g，∑LREE/∑HREE平均值為7.29，（Nd/Yb）N平均值為0.70，（La/Sm）N平均值為4.51，表明各類型白云巖對(duì)輕稀土元素的富集能力遠(yuǎn)強(qiáng)于重稀土元素；δCe平均值為0.64，整體呈現(xiàn)負(fù)異常，δEu平均值為0.75，負(fù)異常明顯，反映研究區(qū)白云巖幾乎未受熱液改造。研究區(qū)沉積時(shí)期古水溫平均值達(dá)到31.46℃，為干燥炎熱的氣候背景。

（3）鄂爾多斯盆地岐山地區(qū)薊縣系白云巖成因復(fù)雜。其中，灰質(zhì)白云巖成巖時(shí)埋藏較深，并有大氣淡水的加入，總體為埋藏成因；晶粒白云巖長期處于封閉環(huán)境，以埋藏成因?yàn)橹?；殘余結(jié)構(gòu)白云巖成巖時(shí)期埋藏較深，并且成巖過程中可能有淡水的加入，以混合水成因?yàn)橹?；溶蝕白云巖成巖環(huán)境較為封閉，成巖流體鹽度較高，多為回流滲透成因。