湘東北地區(qū)早寒武世石煤沉積物源區(qū)研究

張衛(wèi)國 ，侯恩科 ，李煥同 ，周佳瑞 ，楊佳美

（1.西安科技大學(xué) 地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院, 陜西 西安 710054；2.自然資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點實驗室, 陜西 西安 710021；3.陜西省煤炭綠色開發(fā)地質(zhì)保障重點實驗室, 陜西 西安 710054）

0 引 言

我國南方石煤資源儲量豐厚(61 876.7 Mt)，其中湖南省石煤資源儲量居全國之首[1-2]。石煤中伴生有60 余種高含量元素，在其成因、屬性、元素組合、利用途徑等方面具有鮮明特征[3]。

煤炭是一種復(fù)雜的地質(zhì)產(chǎn)物，記錄著成煤過程中的物質(zhì)來源、沉積環(huán)境、構(gòu)造變化、火山事件、熱液侵入、微生物作用等地質(zhì)信息[4]。而元素又是煤炭物質(zhì)組成的重要部分[5]，從煤中元素及其地球化學(xué)角度可以洞悉煤炭形成及演化歷史[6]。石煤中伴生的多種高含量元素，不僅是石煤資源賦存區(qū)環(huán)境污染的根源，而且是關(guān)鍵稀有元素的潛在來源[7]。而這些有害或有益元素的物質(zhì)來源是哪里一直備受業(yè)界關(guān)注，石煤沉積物源區(qū)的界定對于揭示高含量元素的來源具有重要意義，同時石煤的元素地球化學(xué)特征也有助于探討其沉積物源區(qū)。近年來，眾多學(xué)者主要圍繞湖南省早寒武世石煤煤質(zhì)特征、分布范圍、地層架構(gòu)開展研究[8]。姜月華等指出湘西石煤普遍為一套黑色含硅炭質(zhì)頁巖且層位穩(wěn)定[9]。王克營等和Wan 等研究了湘西北下寒武統(tǒng)牛蹄塘組含釩石煤的地質(zhì)特征和成礦環(huán)境，認(rèn)為含釩石煤是在缺氧的還原環(huán)境及海底熱液作用下形成的[10-11]。但是關(guān)于湘東北地區(qū)石煤的物質(zhì)來源研究較為薄弱，因此將湘東北地區(qū)作為研究區(qū)，以早寒武世石煤元素地球化學(xué)特征為切入點，對湘東北地區(qū)早寒武世石煤沉積物源區(qū)進(jìn)行分析研究。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

1.1 研究區(qū)位置

研究區(qū)位于湖南省行政版圖東北部地區(qū)，包括常德市、益陽市和岳陽市在內(nèi)。為保證采集的石煤樣品具有代表性，采樣前調(diào)查了研究區(qū)早寒武世石煤的露頭分布和煤礦開采情況，保證采樣位置在研究區(qū)內(nèi)分布合理、代表性強。研究規(guī)劃采樣點12 個，采樣點分布于湖南省常德市桃源縣、益陽市赫山區(qū)、安化縣、桃江縣和岳陽市岳陽縣、平江縣。研究區(qū)內(nèi)早寒武世石煤圍繞洞庭湖分布，多有露頭產(chǎn)出，方便采集(圖1)。采樣層位位于下寒武統(tǒng)牛蹄塘組第6亞段石煤層段(表1 和圖2)。依據(jù)GB/T 19222—2003《煤巖樣品采取方法》對石煤露頭進(jìn)行全層刻槽采取。采樣之初，記錄采樣點位置和編號，剝離氧化層，取下的石煤樣品經(jīng)保鮮膜密封后，送回實驗室備用。

表1 采樣點位置信息Table 1 Sampling point location information

圖1 研究區(qū)寒武紀(jì)地層露頭分布及采樣點位置[11]Fig.1 Outcrop distribution and sampling point location of Cambrian strata in the study area[11]

圖2 研究區(qū)含石煤地層柱狀圖Fig.2 Histogram of stone coal strata in the study area

1.2 地 層

湖南省地層從中元古界至新生界均有展布，層序較為完整[12]。省內(nèi)石煤以震旦系陡山沱組、燈影組和寒武系牛蹄塘組、小煙溪組賦存條件和質(zhì)量較好[1]。研究區(qū)含石煤層位為常德市桃源縣—益陽市安化縣—岳陽市岳陽縣一帶的寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組。石煤主要賦存于震旦系硅質(zhì)頁巖之上的牛蹄塘組下部，沉積于炭質(zhì)頁巖與硅質(zhì)巖互層。根據(jù)巖性差異可分為6 個亞段，從上到下依次是：第6 亞段為黑色硅質(zhì)炭質(zhì)頁巖和薄層狀硅質(zhì)巖，成分以炭泥質(zhì)和硅質(zhì)為主(含石煤層)，研究的石煤樣品采自該段；第5亞段為斑點狀炭質(zhì)頁巖、含炭泥巖和球粒狀黃鐵礦炭質(zhì)頁巖；第4 亞段為中厚層炭質(zhì)頁巖(含石煤層)；第3 亞段為含星散狀和條帶狀黃鐵礦炭質(zhì)頁巖，底部為含磷炭質(zhì)頁巖；第2 亞段為中厚層黑色炭質(zhì)頁巖(含石煤層)；第1 亞段為黑色薄層炭質(zhì)頁巖，上部為不穩(wěn)定釩礦層(圖2)[13]。

1.3 構(gòu) 造

湖南省位于華南板塊中段，在揚子地臺和華夏地塊之間有一構(gòu)造過渡帶，通稱“江南復(fù)背斜”或“江南古陸”。研究區(qū)位于“江南古陸”中部，區(qū)內(nèi)主要受“常德—益陽—長沙”走滑剪切斷裂帶和“溆浦—江口—通道”斷裂帶控制(圖3)[14]。近年來隨著對“江南古陸”研究的不斷深入，學(xué)者們普遍認(rèn)為“江南古陸”是造山帶。江南造山帶在漫長的地質(zhì)歷史中經(jīng)受了反復(fù)多次的全球性、區(qū)域性的構(gòu)造變動、變質(zhì)作用和巖漿活動的疊加改造[15]。江南造山帶曾經(jīng)發(fā)育過大量新元古代具有島、弧特征的花崗質(zhì)巖漿和基性巖漿活動[16]。區(qū)內(nèi)有兩條晚元古代巖漿巖帶，一條分布于造山帶北緣，以鋪嶺組為主；另一條分布在贛東北一皖南一浙西北，包括井潭組、上墅群和雙溪塢群。鋪嶺組以拉斑玄武巖和細(xì)碧巖為主，巖石輕微變質(zhì)。皖南的井潭組和浙西北的上墅組和雙溪塢群分布于江南造山帶東南緣[17]。

圖3 研究區(qū)構(gòu)造綱要Fig.3 Structural outline map of study area

1.4 巖相古地理

我國南方在早寒武世地層格架為西以康滇古陸為界，東以華夏古陸為緣。在沉積特征上表現(xiàn)為地層不完整，可劃分為4 個古地理區(qū)(上揚子淺海陸棚區(qū)、東秦嶺閉塞海灣區(qū)、江南遠(yuǎn)岸淺海臺陸區(qū)和華南活動淺海陸棚區(qū))[1]。研究區(qū)位于江南遠(yuǎn)岸淺海臺陸中部偏西，距離康滇古陸和華夏古陸較遠(yuǎn)(圖4)。早寒武世石煤在各區(qū)或多或少均有出現(xiàn)，但主要發(fā)育在揚子臺地南北邊緣的斜坡地帶[7]。早寒武世沉積基底為一套碎屑炭質(zhì)、硅質(zhì)巖層，碎屑物源供給區(qū)遙遠(yuǎn)，沉積厚度不大。江南遠(yuǎn)岸淺海臺陸區(qū)西部近揚子型沉積區(qū)，巖性和生物都處于過渡狀態(tài)，海水有利于菌藻類生物大量繁殖，為石煤的生成提供了環(huán)境和物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。

圖4 中國南方早寒武世巖相古地理圖Fig.4 The early Cambrian lithofacies paleogeography map of southern China

2 石煤元素地球化學(xué)特征

2.1 石煤常量元素地球化學(xué)特征

常量元素是煤中無機礦物質(zhì)的主要組成部分。常量元素的含量通常以其氧化物形式給出，研究通過Thermo Fisher 公司的X 射線熒光光譜儀(XRF，ARL Perform' X 4200)測定了石煤灰中常量元素氧化物的百分含量，根據(jù)燒失量(LOI)反算出石煤的常量元素氧化物百分含量。湘東北地區(qū)早寒武世石煤中10 種常量元素(包括Na，Mg，Al，Si，P、K，Ca，Ti，Mn，F(xiàn)e)氧化物百分含量(煤基)為81.40%～92.35%(平均86.80%)，遠(yuǎn)高于中國煤中常量元素氧化物百分含量均值(21.50%)[4]，普遍低于上地殼(Upper Continental Crust，UCC) 中常量元素氧化物百分含量[18](表2)，說明湘東北地區(qū)早寒武世石煤以無機礦物質(zhì)為主要組成部分。石煤中SiO2含量占比最高(44.10%～80.40%)，其次為Al2O3和CaO，占比平均值分別為8.41% 和3.68%(表2)。石煤中高含量的SiO2主要來源于石英，掃描電鏡下早寒武世石煤中石英是多見礦物，常呈碎屑狀散布在有機質(zhì)中，顯示出陸源輸入特征(圖5a)。部分石英以大顆粒狀存在，周邊被黏土礦物或石英碎片所包裹，邊界清晰，顆粒具有一定的磨圓度，表明搬運距離較長(圖5b)。

表2 石煤常量元素含量及參數(shù)Table 2 Contents and parameters of major elements in stone coal

圖5 石煤中陸源碎屑石英形態(tài)Fig.5 Formation of terrigenous detrital quartz in stone coa

Harker 圖是巖石地球化學(xué)中分析主量元素之間相關(guān)關(guān)系的常用方法[19]。Harker 圖解顯示早寒武世石煤的MnO、MgO、CaO、Fe2O3隨SiO2含量增加有明顯減小的趨勢，并且SiO2含量越大，MgO、CaO 減小幅度越小，即在SiO2含量較低時受其影響反而越大；Al2O3、TiO2、K2O、P2O5含量變化受SiO2影響不大，沒有明顯的相關(guān)性，但是Al2O3、TiO2、K2O 隨SiO2含量變化的分布特征相似，說明Al、Ti、K 之間在物源和賦存狀態(tài)上存在一定聯(lián)系；Na2O 隨SiO2含量增加，變化不大(圖6)?？傮w而言，石煤的SiO2與其他常量元素(及其他常量元素之間)關(guān)系不明顯。

圖6 石煤中常量元素Harker 圖Fig.6 Harker diagram of major-element oxides in stone coal

2.2 石煤微量元素地球化學(xué)特征

微量元素的含量水平、組合特征、賦存形式等，記錄了煤炭在其形成過程中的物質(zhì)來源、沉積環(huán)境等地質(zhì)信息[20]。通過微波消解配合Thermo Fisher公司的 X Series Ⅱ電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP–MS)測定了石煤中微量元素含量。湘東北地區(qū)早寒武世石煤中微量元素種類豐富并且含量高，石煤中微量元素含量普遍高于上地殼豐度和一般煤中均值(表3)，說明石煤在其形成演化歷史中發(fā)生了微量元素富集過程。

表3 石煤微量元素含量Table 3 Trace elements content of stone coal μg/g

富集系數(shù)(Concentration Coefficient，CC)是元素地球化學(xué)研究中表征元素含量水平的常用指標(biāo)，以樣品中元素含量與某一背景值(均值)相比而得，研究選用Taylor 和McLennan 統(tǒng)計的上地殼微量元素均值(UCC)[18]作為背景值，計算了研究區(qū)早寒武世石煤中各微量元素的富集系數(shù)。結(jié)果顯示：石煤中微量元素與上地殼均值相比，具有明顯富集特征(CC> 5)的元素有V、As、Sr、Mo、Cd、Sb、Ba、Bi、U；其中V、Mo、Cd、Sb、As 富集系數(shù)普遍達(dá)到了10 以上(部分樣品Mo、Cd、Sb 的富集系數(shù)超過了100)；B、Cu、Ge 在多數(shù)樣品中富集；Li、Cr、Ni、Zn、Rb、In、Cs、W、Tl、HREE 在個別樣品中也達(dá)到了一定的富集，而輕稀土元素普遍虧損。

稀土元素由于其均一化程度高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，經(jīng)常被用于示蹤地質(zhì)體之間的分異過程[21]。湘東北早寒武世石煤中稀土元素總量(REY) 為72.50～229.00 μg/g，普遍低于上地殼均值(168.00 μg/g)和McLennan 統(tǒng)計的澳大利亞后太古宙頁巖(Post Archean Australian Shale，PAAS) 中稀土元素含量值(210.00 μg/g)[22](表4)。說明在石煤形成過程中沒有得到富含稀土元素物質(zhì)的有效供給，在石煤形成之后也沒有出現(xiàn)適宜稀土元素保存或富集的條件。

續(xù)表

表4 石煤稀土元素含量及參數(shù)Table 4 Rare earth element content and parameters of stone coal

稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化分布模式能直觀的展示稀土元素在其序列內(nèi)的變化趨勢。利用澳大利亞后太古宙頁巖(PAAS)中稀土元素含量值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[3]，得到石煤稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化分布模式(圖7)。根據(jù)DAI 等[23]提出的Ce、Eu 和Y 異常參數(shù)公式，計算了石煤稀土元素的相關(guān)參數(shù)值(表4)。結(jié)果顯示：早寒武世石煤稀土元素分布模式變化較大，根據(jù)其分布曲線形狀和特征參數(shù)劃分出2 種類型。Ⅰ型分布曲線總體趨于平緩，在中稀土部分略有升高，輕、重稀土分異不明顯，具有輕微的Ce 負(fù)異常(0.67～0.94)和強烈的Eu 負(fù)異常(0.20～1.07)，Y 無異常(圖7a)；Ⅱ型分布曲線呈現(xiàn)明顯的左低右高的總體趨勢，在Y 處出現(xiàn)峰值，之后趨于平緩，輕、重稀土及其內(nèi)部分異明顯，其中4 個石煤樣品具有強烈的Ce負(fù)異常(0.51～0.67)和明顯的Eu 正異常(1.07～1.72)(圖7b)。

圖7 早寒武世石煤稀土元素分布模式Fig.7 Distribution pattern of rare earth elements in stone coal of the early Cambrian

早寒武世石煤稀土元素分布模式差異明顯，不同之處主要存在于元素分異程度、釔峰值；普遍的鈰負(fù)異常和銪負(fù)異常主要繼承自中–酸性的源巖。稀土元素長時間停留在水中會導(dǎo)致其分異加劇，LaN/YbN可反映稀土元素分異程度和沉積物沉積速率，LaN/YbN越偏離1，說明分異程度越高[24]。研究區(qū)石煤的LaN/YbN顯示沉積物沉積速率自東南向西北有減小趨勢(表4)，表明物源來自東部和南部方向。

3 石煤沉積物源分析

煤中元素是在成煤作用的泥炭化、煤化作用及成煤后的風(fēng)氧化作用階段受多種因素共同作用的結(jié)果。目前認(rèn)為影響煤中元素的外部因素主要包括物源區(qū)母巖、巖漿熱液、火山灰、海底噴流、海水、熱水、生物作用等[4]，此外還有元素自身結(jié)構(gòu)因素。沉積物源區(qū)的供給通常奠定了煤中元素的物質(zhì)組成基礎(chǔ)，因此元素的地球化學(xué)參數(shù)能反映沉積物源區(qū)的特征。

湘東北地區(qū)早寒武世石煤SiO2含量為44.10%～80.40%，w(SiO2)/w(Al2O3) 值為4.38～19.46，差異性明顯，遠(yuǎn)高于中國煤中均值1.42 和高嶺石理論值1.18 (表2)。石煤的w(SiO2)/w(Al2O3) 值顯然是高含量石英造成的，而石英主要來自物源區(qū)，說明石英在物源區(qū)豐富，并且供給源較復(fù)雜。早寒武世石煤中石英的形態(tài)顯示其受沉積源區(qū)供給和影響較大，說明石煤在沉積過程中接受了大量陸源輸入。

資料顯示廣西來賓近洋脊硅質(zhì)巖的w(Al2O3)/w(Al2O3+Fe2O3)值小于0.43[25]，與近洋脊環(huán)境相比，認(rèn)為陸緣區(qū)沉積物w(Al2O3)/w(Al2O3+Fe2O3) 值一般會比較高[26]。早寒武世石煤的w(Al2O3)/w(Al2O3+Fe2O3) 值在0.27～0.93(表2)，表明石煤沉積區(qū)距離洋脊較遠(yuǎn)，物質(zhì)來源以陸源輸入為主。根據(jù)Roser等[27]提出的K2O/Na2O–SiO2構(gòu)造判別模型分析研究區(qū)石煤的沉積背景，石煤樣品均投點于被動大陸邊緣區(qū)域(圖8)。而石煤較富集輕稀土元素和銪負(fù)異常的特征也指示其為被動大陸邊緣的沉積產(chǎn)物[28]。說明早寒武世石煤沉積于大陸邊緣區(qū)域，主要接受陸源輸入。

圖8 K2O/Na2O–SiO2 構(gòu)造判別Fig.8 K2O/Na2O–SiO2 discrimination

Bostrom 等研究發(fā)現(xiàn)w(Al)/w(Al+Fe+Mn) 值對海洋沉積物成因有指示意義，該比值隨著遠(yuǎn)離擴(kuò)張中心距離的增大而增高，小于0.4 為指示熱液成因，大于0.4 指示陸源碎屑成因[29]。Adachi[30]和Yamamoto[31]指出w(Al)/w(Al+Fe+Mn) 值一般在0.01(純熱液成因) 到0.60(純生物成因) 之間變化。早寒武世石煤中w(Al)/w(Al+Fe+Mn) 值為0.51 ～0.90，平均0.66(表2)，總體與頁巖接近，遠(yuǎn)大于純熱液成因值，部分石煤樣品該比值與海洋沉積物相差甚大，反映了富Al 陸源碎屑物質(zhì)的大量輸入，并且導(dǎo)致了該比值的增大。

為了深入探討研究區(qū)石煤中陸源碎屑的原始巖漿性質(zhì)，繪制了Nb/Y–Zr/TiO2關(guān)系分布圖(圖9)。該分布圖橫坐標(biāo)w(Nb)/w(Y) 值指示巖漿的堿性成分，巖漿堿性隨著w(Nb)/w(Y) 值變大而增強；縱坐標(biāo)Zr×0.000 1/TiO2值反映巖漿中的長英質(zhì)成分(酸性)，巖漿酸性隨著Zr×0.000 1/TiO2變大而增強[32]。早寒武世石煤Nb/Y–Zr/TiO2投點大部分落入安山巖區(qū)域，少部分與堿性玄武巖相近，說明早寒武世石煤中陸源碎屑以中性巖為主，并受其他巖性影響。

圖9 石煤Nb/Y–Zr/TiO2 關(guān)系分布Fig.9 Nb/Y and Zr/TiO2 relationship distribution

早寒武世石煤稀土元素分布模式差異明顯，不同之處主要存在于元素分異程度、釔峰值。一般煤中鈰主要呈負(fù)異常、弱負(fù)異?；驘o異常，含煤地層中出現(xiàn)的鈰異常通常受到沉積源區(qū)碎屑巖輸入、地下水或熱液淋溶、海水及鐵錳氫氧化物礦化作用等因素控制[23]。通常情況下，由酸性和中–酸性巖石組成的沉積源區(qū)陸源物質(zhì)輸入的煤層也會顯示微弱的鈰負(fù)異常[33]。煤層的銪異常主要繼承自物源區(qū)源巖，由酸性或中–酸性巖石組成的陸源物質(zhì)輸入的煤層中通常出現(xiàn)明顯的銪負(fù)異常[34]。被動大陸的邊緣沉積物相對富輕稀土元素，為銪負(fù)異常[28]。早寒武世石煤樣品中普遍的鈰、銪負(fù)異常主要繼承自中–酸性的源巖，也印證了中性、酸性巖屑的輸入。而影響釔異常的因素有很多，包括源區(qū)陸源物質(zhì)、熱液侵入、海水、天然水體、火山灰和沉積環(huán)境等[23]。在某些情況下，釔異常通常是由兩種或兩種以上的地球化學(xué)過程(因素) 造成的，通常硅質(zhì)碎屑巖沉積物w(Y)/w(Ho) 值一般小于30，而海相沉積物中w(Y)/w(Ho) 值一般大于30[35]。早寒武世石煤的w(Y)/w(Ho)值平均為29.98(表4)，顯示了硅質(zhì)碎屑巖沉積物特征，說明石煤以硅質(zhì)碎屑巖沉積物供給為主，并受到多重因素影響。

綜合以上，早寒武世石煤沉積于大陸邊緣區(qū)域，接受大量陸源輸入，距離物源區(qū)較遠(yuǎn)，以中性、酸性巖屑的輸入為主。

研究區(qū)地處“江南古陸”范圍內(nèi)，距離西側(cè)康滇古陸和東側(cè)華夏古陸較遠(yuǎn)，與康滇古陸距離相對更遠(yuǎn)(圖4)。研究區(qū)早寒武世石煤的LaN/YbN值表明物源來自東部和南部方向。研究區(qū)東南部的華夏古陸源巖分別為中性火山巖和玄武巖[36]。武國朋等[37]根據(jù)古流向資料判斷皖南浙西地區(qū)赫南特期沉積碎屑巖物源來自華夏古隆起。以往研究表明“江南古陸”范圍內(nèi)震旦紀(jì)、寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)碎屑來源于東面華夏古陸[15]。但是研究區(qū)距離華夏古陸遙遠(yuǎn)，因此華夏古陸難以成為早寒武世石煤的有效物源區(qū)。

近年來隨著研究的不斷深入，學(xué)者們普遍認(rèn)為“江南古陸”是造山帶。江南造山帶曾經(jīng)發(fā)育過大量新元古代具有島、弧特征的花崗質(zhì)巖漿和基性巖漿活動，并且對周圍造成了多期次的影響[16]。江南造山帶東南緣分布有一條綿延幾百公里的巨大巖漿巖帶，巖漿巖帶位于贛東北—皖南—浙西北，包括皖南的井潭組，贛東北的上墅群和浙西北的雙溪塢群[17]。井潭組由安山巖、英安巖、流紋巖及其火山碎屑巖組成，以中性—酸性火山碎屑巖為主，其中英安巖和流紋巖中稀土元素含量分別為355.00 μg/g和287.00 μg/g，其中釔元素平均含量59.00 μg/g，且銪負(fù)異常明顯[17]。上墅群由一套基性到酸性熔巖與火山碎屑巖組成(中性巖占47%，酸性巖占22%)，稀土元素含量219.00 μg/g(Y 含量56.00 μg/g)，Rb 含量198.00 μg/g，Nb 含量12.00 μg/g，Pb 含量43.00 μg/g[38]，與研究區(qū)早寒武世石煤中的Rb、Nb、Pb 和稀土元素富集程度相當(dāng)。雙溪塢群零星出露巖漿巖，屬安山巖—英安巖—流紋巖建造，其常量元素含量及組合特征與研究區(qū)早寒武世石煤較一致(圖10)[39]。也有學(xué)者通過鋯石年齡譜對比，認(rèn)為雙溪塢弧巖漿巖為揚子—華夏陸塊拼合之后的陸內(nèi)裂谷盆地提供物源[40]。江南造山帶出露有變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖、板巖和千枚巖，硅質(zhì)成分豐富[15]。構(gòu)造帶和斷裂帶中硅的活動異?；钴S，在熱變質(zhì)作用下，硅可富集成硅化帶，溫度下降后，硅質(zhì)可溶于裂隙水，形成沿裂隙運移的硅質(zhì)流體[41]，為早寒武世石煤提供了豐富碎屑物質(zhì)和硅質(zhì)流體。

圖10 早寒武世石煤常量元素平均含量與雙溪塢群巖石對比Fig.10 Comparison of average content of major elements in the stone coal of early Cambrian and rocks of Shuangxiwu group

綜合以上，江南造山帶東南緣發(fā)育的中、酸性巖帶巖性及其地球化學(xué)特征符合湘東北地區(qū)早寒武世石煤中礦物及元素地球化學(xué)所指示出的沉積源區(qū)特征，該區(qū)域為湘東北地區(qū)早寒武世石煤沉積提供了豐富的碎屑物質(zhì)和硅質(zhì)流體，亦是石煤富集微量元素的主控因素之一。

4 結(jié) 論

1) 湘東北地區(qū)早寒武世石煤中高含量的SiO2主要來源于石英，石英礦物形態(tài)表明石英具有陸源輸入特征。

2) 石煤中微量元素具有明顯富集特征，其中V、Mo、Cd、Sb、As 富集系數(shù)普遍達(dá)到了10 以上，部分樣品Mo、Cd、Sb 的富集系數(shù)超過了100，稀土元素分布特征表明石煤受到了中–酸性巖影響且物源來自研究區(qū)東部和南部方向。

3) 石煤元素地球化學(xué)參數(shù)顯示其沉積于大陸邊緣區(qū)域，接受大量陸源輸入，距離物源區(qū)較遠(yuǎn)，以中性、酸性巖屑的輸入為主。

4) 江南造山帶東南緣發(fā)育的中、酸性巖帶為湘東北地區(qū)早寒武世石煤沉積物源區(qū)，亦是石煤富集微量元素的主控因素之一。