廣西大瑤山地區下泥盆統蓮花山組碎屑巖地球化學特征及其對物源區和構造環境的制約

劉彥兵，劉春發*，屈海浪，翁仲才，徐立為，王化奇，蔣正鋒，黃 沖，吳炎潞

(1. 北京金有地質勘查有限責任公司，北京 100011; 2. 貴港市金地礦業有限責任公司，廣西 貴港 537100)

0 引 言

華南板塊位于歐亞大陸東南緣，東臨西太平洋，北鄰秦嶺—大別造山帶，西接滇藏造山系松潘—甘孜造山帶和三江造山帶，是中國重要的地質單元。華南板塊由西北側的揚子陸塊和東南側的華夏地塊組成，二者在新元古代之前經歷了不同的構造演化歷史，在巖石組成、地球化學特征等方面存在明顯差異。揚子陸塊具有雙層變質基底，下層為中深變質基底，上層為淺變質基底，其上部為統一的顯生宙沉積蓋層。華夏地塊元古代基底由武夷、云開等多個中小地塊拼貼而成，主要巖性為新元古代泥砂質碎屑巖夾火山巖、巖漿巖及碳酸鹽巖，出現少量的古元古代巖漿巖和中元古代沉積巖。目前普遍認為新元古代Rodinia超大陸聚合過程中，隨著古南華洋的閉合，揚子陸塊與華夏地塊沿江山—紹興斷裂拼合形成統一的華南板塊。早古生代華南經歷了郁南運動(530～480 Ma)和廣西運動(470～380 Ma)兩次造山作用，造成寒武系—志留系不同層位缺失并引發了巖漿活動與變質事件。泥盆系不整合覆蓋于下古生界之上，形成了華南地質發展史上最為重要的構造轉換界面之一。前人對該構造轉換界面之下的下古生界開展了大量工作，取得了豐碩成果。然而，該構造轉換界面之上泥盆系的沉積環境、沉積物源和構造背景研究較為薄弱，制約了構造轉換界面上、下地層的綜合對比研究。碎屑沉積巖的地球化學特征能有效指示源區古風化條件、物源區和沉積構造環境等，因此，深入研究構造轉換界面之上泥盆系碎屑巖的地球化學特征，探討其源區古風化條件、物源區和沉積構造環境，對深入討論華南板塊大地構造的演變具有重要意義。

廣西大瑤山地區位于華南板塊西南部，地處憑祥—大黎斷裂南緣，受加里東期構造運動影響，下泥盆統蓮花山組不整合覆蓋于寒武系之上。前人對研究區內新元古界和寒武系開展了較為充分的巖石學、巖石地球化學、巖相古地理和碎屑鋯石U-Pb年代學研究，積累了較為豐富的資料，具備較好的研究基礎。然而，目前僅有少量蓮花山組碎屑鋯石U-Pb年代學報道，缺乏地球化學數據，制約了對物源和沉積構造環境的研究。本文以廣西大瑤山地區下泥盆統蓮花山組碎屑巖為研究對象，通過系統的巖石學、地球化學研究，探討其物源與沉積大地構造背景，為華南板塊古生代構造演化提供約束。

1 區域地質背景

桂東大瑤山—大明山隆起帶位于華南板塊西南部憑祥—大黎斷裂南緣，西北部為揚子克拉通南緣的桂北地區，東南部為云開古陸(圖1)。區內最老地層為零星分布的新元古代南華系，巖性主要為青灰色細粒變質長石石英砂巖夾薄層板巖。震旦系培地組整合沉積于南華系之上，頂部和底部巖性以硅質巖為特征，中部巖性主要為灰綠色板巖和千枚巖。早古生代地層以寒武系為主，主要出露于大瑤山—大明山隆起區中部，自下而上可分為小內沖組和黃洞口組，為一套具復理石建造的碎屑巖系。寒武系小內沖組和黃洞口組巖性為長石石英砂巖、長石石英雜砂巖、含泥粉砂巖、泥質粉砂巖、泥巖等，屬半深海相沉積，構成了大瑤山、大明山復式背斜的核部。受早古生代郁南運動(530～480 Ma)和廣西運動(470～380 Ma)影響，奧陶系僅在大明山小面積出露，其巖性為一套陸源碎屑巖，底部為礫巖夾火山碎屑巖和中性角斑巖，其余地區缺失奧陶系和志留系。研究區泥盆系圍繞著大瑤山—大明山隆起帶大面積出露，與下伏寒武系黃洞口組呈角度不整合接觸。下泥盆統以碎屑巖為主，自下而上分別為蓮花山組(洛赫考夫期)、那高嶺組(布拉格期)、郁江組(早埃姆斯期)和莫丁組(晚埃姆斯期)。從西南到東北，寒武系不整合界面之上沉積的泥盆系時代逐步變新，表明沉積作用是從西南部率先開始，逐步向東北部推進。蓮花山組作為不整合界面之上首個沉積地層，為一套陸相—濱海相碎屑巖，底部見厚層狀底礫巖，礫石成分主要為砂巖、粉砂巖和硅質巖，出現少量花崗巖礫石，向上以紫紅色和暗紫色砂巖、粉砂巖或泥巖為主，韻律層理、平行層理、斜層理、楔狀交錯層理、槽狀交錯層理十分發育。中、上泥盆統與下泥盆統整合接觸，主要以海相碳酸鹽巖為主，局部出現泥巖夾層。區內還出露有石炭紀、白堊紀和第三紀地層，前者以海相碳酸巖為主，后兩者主要是陸相碎屑巖。

左上角小圖引自文獻[22]；主圖引自文獻[23]，有所修改圖1 華南板塊大瑤山—大明山地區地質簡圖Fig.1 Sketch Tectonic Map of South China Block and Geological Map of Dayaoshan-Damingshan Area

區域斷裂構造整體呈現NE向，主要有荔浦斷裂帶、憑祥—大黎斷裂帶、靈山斷裂帶、博白—岑溪斷裂斷等(圖1)。大瑤山地區加里東期巖體出露面積較小，以巖株和巖枝為主且成群成帶分布；巖性主要為花崗斑巖、花崗閃長巖、黑云母二長花崗巖、英云閃長巖；成巖年齡集中于470～430 Ma，與廣西運動時限(470～380 Ma)近乎一致。燕山期巖體以花山—婆姑山巖體、平天山巖體和龍頭山巖體等為代表。平天山巖體西部出現少量的燕山期脈巖霏細斑巖和電英巖脈。

2 樣品采集與分析方法

本次研究采集廣西大瑤山隆起龍頭山地區蓮花山組砂巖樣品11件。其中，4件樣品(ZW-4、ZW-5、ZW-6和ZW-7)采自龍頭山地區西部(23°08′58″N，109°28′45″E)，7件樣品(H-9、ZW-10、ZW-13、ZW-14、ZW-46、ZW-52和ZW-54)采自龍頭山地區東部(23°10′25″N，109°35′48″E)，位置見圖1。

對11件樣品開展巖礦鑒定和全巖主量、微量元素分析。其中，全巖主量、微量元素分析在中國冶金地質總局一局測試中心完成。樣品經過篩選、去污、粉碎、烘干、球磨等步驟，得到200目巖石粉末50 g。主量元素分析采用固態X射線熒光光譜法(XRF)，儀器型號為Shimadzu XRF-1800，采用美國地質勘探局(USGS)及中國國家巖石標準庫BCR-2和GBW07105標樣來監測實驗準確度，分析精度優于5%。微量元素分析采用電感耦合等離子體發射光譜儀(ICP-AES)分析，分析精度優于5%。具體分析方法和流程參見文獻[28]。

3 結果分析

3.1 巖相學特征

廣西大瑤山地區下泥盆統蓮花山組樣品包含中—細粒巖屑石英砂巖和中粒石英砂巖，長石整體含量低。7件樣品為中—細粒巖屑石英砂巖[圖2(c)]，具砂狀結構，碎屑顆粒粒度以中砂(粒徑為0.30～0.50 mm)和細砂(0.05～0.25 mm)為主(體積分數大于85%)，伴有少量粉砂(0.01～0.05 mm)和粗砂(0.5～1.0 mm)(體積分數少于5%)，分選中等。碎屑通常為次棱角狀—次圓狀，成分主要為石英(體積分數為80%～90%)和長英質巖屑(5%～15%)，長石較為少見(<5%)，且以斜長石為主。石英以單晶石英為主，表面干凈，可見波狀消光，部分出現次生加大邊現象。巖屑主要為粉砂巖、硅質巖和泥質巖?；|成分主要為泥質和硅質，邊界輪廓清晰。

樣品H-9、ZW-13、ZW-52和ZW-54為中粒石英砂巖[圖2(d)]，具砂狀結構，以中砂為主(體積分數為90%～95%)，出現少量粉砂和粗砂成分(少于5%)，分選較好。碎屑通常為次棱角狀—次圓狀，主要成分為石英(體積分數為90%～95%)，長英質巖屑較為少見(<5%)。石英以單晶石英為主，表面干凈，出現次生加大邊現象。巖屑主要為硅質巖和泥質巖?；|成分主要為泥質和硅質，邊界輪廓清晰。

Q為石英；Lf為巖屑圖2 碎屑巖野外照片和顯微鏡下圖像Fig.2 Field Photos and Photomicrographs of Clastic Rocks

3.2 主量元素特征

下泥盆統蓮花山組巖石主量、微量元素分析結果見表1。砂巖SiO含量(質量分數，下同)為74.19%～95.35%(平均值為85.72%)，明顯高于后太古代澳大利亞平均頁巖(PAAS)SiO含量(62.80%)和中國東部平均砂巖SiO含量(72.63%)。AlO含量為1.23%～14.71%(平均值為6.48%)，低于PAAS的AlO含量(18.90%)和中國東部平均砂巖AlO含量(10.91%)，表明黏土礦物含量較少。FeO+MgO含量為2.43%～7.36%(平均值為5.13%)，接近于中國東部平均砂巖FeO+MgO含量(4.93%)，而小于PAAS的FeO+MgO含量(8.70%)，表明樣品中基性組分含量低于PAAS。除樣品ZW-46外，其余樣品的NaO、CaO和KO含量均小于1%。樣品ZW-46泥質巖巖屑成分含量(約15%)最高，AlO含量(14.73%)和KO含量(2.46%)均明顯高于其他樣品，表明巖屑成分以富Al、K的黏土礦物為主。下泥盆統蓮花山組巖石TiO、MnO和PO含量明顯小于PAAS，與中國東部平均砂巖近乎一致。

3.3 微量元素特征

樣品稀土元素總含量變化較大，為(12.48～281.10)×10，平均值為91.17×10，略低于PAAS稀土元素總含量(184.77×10)和中國東部平均砂巖稀土元素總含量(152.82×10)。樣品ZW-46泥質巖巖屑成分含量最高，稀土元素總含量(281.10×10)亦最高，稀土元素總含量與黏土礦物含量呈現良好的正相關關系。在球粒隕石標準化稀土元素配分模式[圖3(a)]中，下泥盆統蓮花山組砂巖輕稀土元素富集，重稀土元素平坦，輕、重稀土元素分異明顯((La/Yb)值為3.70～29.40)，整體呈現輕稀土元素富集右傾型的配分模式，與PAAS、

ws為樣品含量；wc為球粒隕石含量；wp為PAAS含量；同一圖中相同線條對應不同樣品；球粒隕石標準化值引自文獻[31]；PAAS標準化值引自文獻[29]；中國東部平均砂巖數據引自文獻[30]圖3 碎屑巖球粒隕石標準化稀土元素配分模式和PAAS標準化微量元素蛛網圖Fig.3 Chondrite-normalized REE Pattern and PAAS-normalized Trace Element Spider Diagram of Clastic Rocks

表1 砂巖主量、微量元素分析結果

續表 1

依據文獻[33]；成分變異指數計算方法依據文獻[34];Eu和Ce異常計算方法依據文獻[35]；為主量元素總含量；為稀土元素

總含量；樣品ZW-4、ZW-5、ZW-6、ZW-7、ZW-10、ZW-14為中—細粒巖屑石英砂巖；樣品ZW-46、H-9、ZW-13、ZW-52、ZW-54為中粒石英砂巖。

中國東部平均砂巖較為相似。下泥盆統蓮花山組砂巖出現中等負Eu異常到正Eu異常(0.66～1.14，平均值為0.88)，Ce異常(0.92～1.03)不明顯。

相較于PAAS和中國東部平均砂巖[圖3(b)]，下泥盆統蓮花山組砂巖相容元素Cr、Ni、Co、Sc含量較低，大離子親石元素(Rb、Ba和Sr)呈現明顯虧損，高場強元素(Zr、Hf和Th)特征與PAAS基本相同，所有樣品均呈現明顯Nb、Sr虧損。上述特征與樣品長英質成分含量較高一致；Sr明顯虧損可能與長石強烈風化有關。

4 討 論

4.1 元素活動性

沉積巖形成后，后期變質和熱液蝕變作用可能改變其物質成分，因此，在使用碎屑沉積巖地球化學研究追溯其物質來源及構造環境時應評價元素活動性。鏡下觀察表明，廣西大瑤山地區下泥盆統蓮花山組砂巖未見后期熱液改造跡象。在哈克圖解(圖4)中，下泥盆統蓮花山組砂巖SiO含量與AlO、MgO、TiO、NaO、La、Sc、Th含量呈現明顯負相關關系，表明上述元素在沉積后并未受到后期熱液活動影響，能真實反映沉積環境和地質背景信息。SiO含量與CaO、KO含量無明顯關系，表明其可能受風化作用或成巖后鉀化作用影響。

4.2 碎屑沉積物成熟度與物源區風化作用

4.2.1 碎屑沉積物成熟度

下泥盆統蓮花山組砂巖碎屑顆粒粒徑以中細粒為主(0.05～0.50 mm)，分選中等，呈次棱角狀—次圓狀，顆粒支撐，結構成熟度較高。巖屑石英砂巖的石英體積分數高(80%～90%)，長英質、泥質巖屑和長石等不穩定成分體積分數低(<20%)，石英/(巖屑+長石)值為3.9～8.8，顯示了較高的成分成熟度。相較于巖屑石英砂巖，石英砂巖的石英體積分數更高(90%～95%)，巖屑和長石等成分體積分數更低(<10%)，石英/(巖屑+長石)值更高(9.0～9.5)，成分成熟度高于巖屑石英砂巖。

碎屑沉積巖的SiO/AlO值可有效判別沉積物成熟度。沉積物成熟度越高，SiO/AlO值越大。下泥盆統蓮花山組石英砂巖SiO/AlO值(18.72～77.28)高于巖屑石英砂巖SiO/AlO值(5.04～18.34)，表明石英砂巖成分成熟度更高，與巖相學觀察結果一致?？傮w上，下泥盆統蓮花山組砂巖SiO/AlO值(平均值為22.30)明顯大于PAAS的SiO/AlO值(3.32)和中國東部平均砂巖SiO/AlO值(6.66)，指示其成分成熟度較高。

4.2.2 物源區風化作用

圖4 碎屑巖哈克圖解Fig.4 Harker Diagrams of Clastic Rocks

基于黏土礦物相對非黏土礦物中AlO含量的明顯區別，Cox等提出了成分變異指數(ICV)以判別沉積再循環作用對源巖化學成分的影響?；顒訕嬙鞄е械牡谝淮涡匚镔|(如巖漿巖)富含非黏土礦物和復雜黏土礦物，成分成熟度低，成分變異指數通常大于1；構造穩定環境和克拉通內沉積物再循環作用活躍，成分成熟度高，成分變異指數通常小于1。下泥盆統蓮花山組砂巖成分變異指數整體變化較大(0.61～2.13，平均值為1.21)，表明源巖包含再循環的古老沉積物與第一次循環物質，且隨著第一次循環物質輸入量的變化，成分變異指數發生變化。

化學風化過程中長石礦物不斷分解，導致Ca、Na、K等隨地表流體大量流失，殘余的AlO和堿金屬相對富集，形成新黏土礦物。據此，Nesbitt等提出了化學蝕變指數(CIA)，并認為沉積巖化學風化程度越高，活潑陽離子(Ca、Na、K)流失越多，化學蝕變指數也越高。沉積物的再循環作用使黏土礦物比例增加引起化學蝕變指數的累加效應，導致化學蝕變指數升高；而成巖及變質過程中鉀化則會導致化學蝕變指數的降低。正確解釋化學蝕變指數應注意上述作用的影響。盡管下泥盆統蓮花山組物源有再循環古老沉積物的參與，但是化學蝕變指數與成分變異指數不相關(判定系數為0.02)，表明化學蝕變指數不受沉積再循環作用影響，可真實反映化學風化作用程度。對全球不同種類巖石和礦物化學蝕變指數統計結果表明：化學蝕變指數為50～65，反映寒冷、干燥的氣候條件下低等的化學風化作用；化學蝕變指數為65～85，反映溫暖、濕潤條件下中等的化學風化作用；化學蝕變指數為85～100，反映炎熱、潮濕的熱帶、亞熱帶條件下的強烈化學風化作用。下泥盆統蓮花山組砂巖化學蝕變指數為82.13～91.68(平均值為87.60)，表明其遭受了炎熱、潮濕的熱帶、亞熱帶條件下的強烈化學風化作用。

A代表Al2O3，CN代表CaO+Na2O，K代表K2O；箭頭(1)為理想風化趨勢線；箭頭(2)為斜長石向鉀長石轉變的鉀化趨勢線；箭頭(3)為高嶺石向伊利石轉變的鉀化趨勢線；底圖引自文獻[40]圖5 砂巖 A-CN-K風化程度圖解Fig.5 Ternary A-CN-K Diagram Showing the Weathering Trend of Clastic Rock

在A-CN-K風化程度圖解(圖5)中，下泥盆統蓮花山組砂巖大部分樣品沿著平行于A-CN邊的理想風化趨勢線[圖5中箭頭(1)]遠離斜長石-鉀長石連線，表明風化作用以富含Ca、Na的斜長石風化為主，風化作用強烈。風化趨勢線與斜長石-鉀長石連線的交點代表著源巖平均化學成分，推測下泥盆統蓮花山組源巖成分中斜長石與鉀長石比例近似于英云閃長巖，即源巖富含斜長石，鉀長石含量較少。樣品ZW-46偏離理想風化趨勢線反而靠近K端元，表明樣品受成巖后鉀長石替代斜長石[圖5中箭頭(2)]或高嶺石向伊利石轉變[圖5中箭頭(3)]而導致的鉀化作用影響。樣品ZW-46幾乎不出現鉀長石(<2%)而含有大量的泥質巖巖屑成分(含量約為15%)，且AlO含量(14.73%)、KO含量(2.46%)和稀土元素總含量(281.10×10)均明顯高于其他樣品，表明巖屑成分以富Al、K的黏土礦物為主，與伊利石化學成分極為相似，因此，推測樣品ZW-46成巖后遭受了高嶺石向伊利石轉變的鉀化作用影響。經鉀化校正后，樣品ZW-46的化學蝕變指數為90，與其他樣品一致。綜上所述，下泥盆統蓮花山組砂巖經歷了強烈的化學風化作用，源巖平均化學成分類似于英云閃長巖，少量樣品受高嶺石向伊利石轉變的鉀化作用影響。

4.3 物源區特征

4.3.1 源巖成分

微量元素Th、Zr、Sc和稀土元素性質不活潑且抗風化能力強，能較好地保存源巖地球化學特征，因此被廣泛應用于沉積巖物源研究。多種微量元素地球化學特征表明：下泥盆統蓮花山組源巖為長英質巖石，主要為再循環沉積巖，包含少量花崗巖類。證據如下：①下泥盆統蓮花山組砂巖Eu異常、La/Sc、Th/Sc、Th/Cr值與長英質源區沉積物一致(表2)；②在Th/Sc-Zr/Sc圖解[圖6(a)]中，下泥盆統蓮花山組砂巖介于巖漿演化線與沉積物再循環之間，且更為靠近沉積物再循環演化線；③在La-Th/Hf圖解[圖6(b)]中，下泥盆統蓮花山組砂巖具有Hf含量高且變化較大、低La/Th值的特征，大多數投點沿古老沉積物增加的方向分布，少量點位于酸性島弧物源區附近。本次研究樣品中巖屑成分為再循環沉積巖，且下泥盆統蓮花山組底部的底礫巖中出現少量花崗巖礫石，表明源巖包含再循環沉積巖和花崗巖類，支持上述結論。

圖(a)底圖引自文獻[44]；圖(b)底圖引自文獻[45]圖6 碎屑巖源區物質組成判別圖解Fig.6 Discrimination Diagrams of Various Sources for Clastic Rocks

表2 下泥盆統蓮花山組碎屑巖與不同源區沉積物中惰性元素比值、Eu異常對比結果

4.3.2 物 源

揚子陸塊南緣新元古代沉積巖含有較多的基性巖成分，虧損Th，富集Sc；華夏地塊新元古代沉積巖主要為中酸性巖石，富集Th，虧損Sc；二者地球化學性質差別顯著。桂北和桂東地區寒武系物質成分相似(圖7)，二者源巖均包含華夏地塊與揚子陸塊新元古代沉積巖。相較于下伏的寒武系，大瑤山地區下泥盆統蓮花山組巖石呈現富集輕稀土元素和Th、虧損Sc的地球化學特征，Sc/Th值(0.16～0.50)、La/Sc值(0.73～20.79)和La/Co值(0.29～72.53)變化范圍更接近于長英質物源區(表2)。在La/Sc-Sc/Th圖解和(La/Yb)-Sc/Th圖解(圖7)中，下泥盆統蓮花山組和桂東地區泥盆系樣品投點于寒武系、華夏地塊新元古代沉積巖和平均花崗巖之間，表明其物源可能來自下伏的寒武系、南部的華夏地塊新元古代沉積巖和花崗巖類。

揚子陸塊新元古代沉積巖數據引自文獻[51]和[52]；華夏地塊新元古代沉積巖數據引自文獻[53]～[55]；桂東和桂北地區寒武系數據引自文獻[18]、[46]和[47]；桂東地區泥盆系數據引自文獻[47]；大瑤山地區下泥盆統蓮花山組數據來源于本文和文獻[47]；花崗巖和玄武巖數據引自文獻[56]圖7 桂東和桂北地區沉積巖La/Sc-Sc/Th圖解和(La/Yb)N-Sc/Th圖解Fig.7 Diagrams of La/Sc-Sc/Th and (La/Yb)N-Sc/Th for the Sedimentary Rocks from the Northern and Eastern Guangxi

華夏地塊新元古代沉積巖碎屑鋯石以Grenville期(約1.0 Ga)年齡峰值為特征，揚子陸塊新元古代沉積巖碎屑鋯石年齡峰值為840～740 Ma，二者碎屑鋯石年齡分布明顯不同。桂北地區(永福、三江—龍勝)和桂東地區(賀州和大瑤山)寒武系碎屑鋯石年齡數據主要集中在2 600～2 470、1 000～939、840～750和550～510 Ma，其沉積物同時來源于華夏地塊與揚子陸塊。大瑤山—大明山地區下泥盆統蓮花山組巖石碎屑鋯石具有1 000～950、840～740、約550 和約510 Ma年齡主峰值，以及454～436、約2 472 Ma年齡次級峰值，碎屑鋯石年齡特征與黃洞口組極為相似，推測下泥盆統蓮花山組物質主要來源于下伏的寒武系黃洞口組。454～436 Ma年齡次級峰值與云開地區、大瑤山地區的加里東期廣西運動巖漿活動時間(470～430 Ma)一致。雖然桂北地區也出露約440 Ma的花崗巖(如永和巖體)，但在下泥盆統蓮花山組未見桂北地區大面積出露的志留紀花崗巖體(430～420 Ma)年齡記錄，表明研究區未接收來自桂北地區的物源。巖相古地理研究表明，早泥盆世大瑤山—大明山隆起帶和云開地區處于剝蝕區，研究區位于二者之間海水淹沒的坳陷區，古流水由剝蝕區向坳陷區匯集，最終圍繞大瑤山隆起帶沉積了下泥盆統蓮花山組，支持下泥盆統蓮花山組物源來自北側的大瑤山—大明山隆起帶和南側的云開地區。

綜上所述，下泥盆統蓮花山組物源來自北側的大瑤山—大明山隆起帶和南側的云開地區，源巖以寒武系黃洞口組為主，包含少量云開地區新元古代沉積巖和廣西運動形成的花崗巖類。

4.4 源區構造背景

大地構造背景和物源條件是決定碎屑沉積巖地球化學特征最重要的因素，因此，碎屑沉積巖地球化學特征不僅能示蹤物源條件，也能準確判別沉積巖源區的大地構造背景。Murray等對加利福尼亞海岸碎屑巖進行研究發現：洋中脊附近的沉積物出現極為明顯的Ce負異常(約0.29)；開闊大洋盆地中的沉積物Ce負異常(約0.55)較為明顯；大陸邊緣環境的沉積物Ce異常(0.90～1.30)不明顯或出現弱異常。下泥盆統蓮花山組砂巖Ce異常(0.92～1.03)不明顯，表明其沉積物源區為大陸邊緣的沉積環境。

4.5 物源與構造背景綜合分析

新元古代末期Rodinia超大陸聚合過程中，揚子陸塊與華夏地塊沿江山—紹興斷裂拼合形成統一的華南板塊，因此，寒武紀華南板塊的沉積盆地逐步開始了統一的沉積歷史。晚寒武世，大瑤山地區為被動大陸邊緣大陸坡-深海環境，沉積了具有復理石韻律特征的濁積巖系，物源來自于原揚子陸塊范圍與原華夏地塊范圍[圖9(a)]，因此，寒武系黃洞口組碎屑鋯石年齡表現為揚子陸塊與華夏地塊沉積巖混合的特征。華南板塊作為東岡瓦納大陸的一部分，響應了古生代岡瓦納板塊的形成與演化。中晚寒武世至早志留世(530～435 Ma)，華南板塊與澳大利亞板塊碰撞聚合形成岡瓦納大陸，導致了郁南運動(530～480 Ma)和廣西運動(470～380 Ma)，造成華南板塊南緣由南向北的變形作用和地殼抬升，并引發了一系列變質作用和巖漿活動。郁南運動和廣西運動使得大瑤山—大明山地區寒武系黃洞口組出露地表遭受風化剝蝕，研究區內缺失奧陶系和志留系。中志留世(約435 Ma)，華南板塊南緣逐漸向造山后伸展轉換。

表3 下泥盆統蓮花山組與典型構造環境碎屑巖敏感主量、微量元素特征對比結果

A為大洋島??；B為大陸島??；C為活動大陸邊緣；D為被動大陸邊緣；底圖引自文獻[57]圖8 下泥盆統蓮花山組砂巖構造環境判別圖解Fig.8 Discrimination Diagrams of Tectonic Settings for the Sandstones of Lower Devonian Lianhuashan Formation

早泥盆世洛赫考夫期(419～410 Ma)，伴隨著古特提斯洋的打開，海水從欽防海槽由南西向北東海侵。研究區處于桂東陸內濱淺海的大陸架，因此，下泥盆統蓮花山組沉積時的構造背景為被動大陸邊緣，這與地球化學特征所反映的構造背景一致。此時，大瑤山—大明山隆起帶寒武系黃洞口組大面積出露地表遭受風化剝蝕。云開地區由于隆升時間更早且剝蝕更深，導致局部出露了新元古代沉積巖，且廣西運動形成的花崗巖類出露面積更大。研究區位于大瑤山—大明山隆起帶南側，同時接受北側大瑤山—大明山隆起帶和南側云開地區的雙向物源供給[圖9(b)]，因此，下泥盆統蓮花山組源巖以寒武系黃洞口組為主，包含少量的云開地區新元古代沉積巖和廣西運動形成的花崗巖類，地球化學和鋯石年齡分布特征表現為上述三者的混合。

底圖引自文獻[23]和[61]，有所修改圖9 大瑤山地區晚寒武世和早泥盆世古地理圖Fig.9 Late Cambrian and Early Devonian Paleogeographic Maps of Dayaoshan Area

5 結 語

(1)廣西大瑤山地區下泥盆統蓮花山組砂巖碎屑組分以石英和長英質沉積巖巖屑為主，分選和磨圓中等，指示近源沉積，成分成熟度較高；其總體呈現虧損大離子親石元素，富集高場強元素，輕、重稀土元素分異明顯，弱Eu負異常的地球化學特征。

(2)下泥盆統蓮花山組成分變異指數為0.61～2.13(平均值為1.21)，指示源巖包含再循環的古老沉積物與第一次循環物質?；瘜W蝕變指數為82.13～91.68，反映下泥盆統蓮花山組遭受了炎熱、潮濕環境下的強烈化學風化作用。

(3)下泥盆統蓮花山組物源為北側大瑤山—大明山隆起帶和南側云開地區的隆升剝蝕物質，源巖以寒武系黃洞口組為主，包含少量云開地區新元古代沉積巖和廣西運動形成的花崗巖類，物源區構造背景為被動大陸邊緣。

研究工作得到了北京金有地質勘查有限責任公司盧樹東教授級高工的耐心指導和幫助，在此表示感謝！