黔北地區合山組硅質沉積物地球化學特征及其地質意義

何碧, 辛歡, 趙飛, 陶剛, 張文斌, 王寧祖, 李生喜, 孫平原, 張志璽

(1.甘肅省地質礦產勘查開發局第二地質礦產勘查院, 蘭州 730020; 2.西南科技大學環境與資源學院, 綿陽 621010)

長期以來，華南地區不同時代硅質巖的成因始終是區域地質研究的一個熱點。特別是晚二疊世末期，華南地區沉積了完整的淺海相地層[1-2]，地層中廣泛發育硅質巖，是華南地區古氣候、古環境和古構造特征及其演化過程的重要記錄[3-6]。盡管目前對硅質巖研究越來越多并取得一系列研究成果，但不同時代、不同地區的硅質巖的成因機制仍有不少爭議[7-10]。最普遍的成因觀點為：①生物成因，如鄂西咸豐地區五峰組-龍馬溪組硅質巖[11]、四川理塘地區二疊-三疊紀硅質巖[12]等；②交代成因，如塔里木盆地順北地區中下奧陶統硅質巖[10]等；③熱水成因，如中下揚子北緣安徽貴池唐田地區中二疊統孤峰組硅質巖[13]、云南鎮雄地區中二疊統茅口組硅質巖[14]、貴州晚二疊世硅質巖[3]等；④綜合成因，如四川廣元上寺上二疊統吳家坪組和大隆組硅質巖[15]、滇東南麻栗坡中下二疊統他披組硅質巖[16]等。雖然硅質巖具有相對簡單的礦物組成和單一的結構構造，但是硅質巖的成因受多種地質因素控制，并非單一，其中最關鍵的問題是硅質來源以及硅質巖形成的沉積環境[17]。姚旭等[18]提出中國二疊紀硅質巖的成因機理模式，并認為二疊紀硅質富集是熱源所致，揚子地區完全能夠建立研究二疊紀硅質沉積事件的典型剖面。另外，硅質巖的沉積環境可分為[19-22]：大陸邊緣環境、深水盆地、洋脊。地質學者普遍采用Murray等[23-25]的研究成果對硅質巖的地球化學特征判別其形成環境。

黔北官壩-革木地區位于揚子地塊黔桂盆地北部邊緣，硅質巖研究大多集中于黔桂盆地中部及南部，而北部及周緣研究較少。官壩-革木地區出露的上二疊統合山組包含典型的硅質沉積物，包括硅質巖、硅質灰巖等，為研究其地球化學特征、成因類型、形成環境提供了良好的條件。因此，在1∶5萬區域地質調查的基礎上，現以官壩-革木地區上二疊統合山組硅質沉積物為主要研究對象，開展相關研究將有助于深化對官壩-革木地區晚二疊世硅質巖成因及形成環境的研究，具有重要的理論意義；同時深化對黔北官壩-革木地區及其周緣古構造-古地理變化的認識具有現實指導意義。

1 區域地質背景

全球而言，晚二疊紀世普遍發育火山-巖漿活動[26]；與此同時，中國華南地區也存在大規模長英質火山巖的活動[27]，鎂鐵質巖漿巖活動則主要位于峨眉山大火成巖省(ELIP)和西伯利亞大火成巖省(SLIP)，如圖1(a)所示[28]；晚二疊世末華南地區沉積了完整的淺海相地層，如圖1(b)所示[2]。在大地構造上，官壩-革木地區位于揚子板塊東南緣，是特提斯-喜馬拉雅構造域與濱太平洋構造域兩大構造單元交匯部位，其北為四川盆地，西為康滇-三江復雜變形區，東南為右江褶皺帶[29]；屬羌塘-揚子-華南板塊(Ⅳ)、揚子板塊(Ⅳ- 4)、上揚子板塊(Ⅳ- 4-1)、黔北隆起區(Ⅳ- 4-1-3)[30]。

圖1 晚二疊世華南地區古地理圖[28]和巖相古地理圖[2] Fig.1 Paleogeographic reconstruction[28] and lithofacies paleographic map[2] of South China during the Permian transition

研究區出露的地層為寒武系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系，如圖2[31]所示；上二疊統-下三疊統地層從老到新依次為：龍潭組(P3l)、合山組(P3h)、夜郎組(T1y)、嘉陵江組(T1j),以上地層接觸關系均為整合接觸；龍潭組為海陸交互相碎屑巖夾煤層(線)，合山組為淺海相的碳酸鹽巖、泥巖、硅質巖、硅質灰巖、頂部見火山成因黏土巖，夜郎組為海相碎屑巖夾碳酸鹽巖，嘉陵江組為海相碳酸鹽巖。

1為侏羅系；2為上三疊統二橋組；3為中三疊統關嶺組獅子山段；4為中三疊統關嶺組松子坎段；5為下三疊統嘉陵江組；6為下三疊統夜郎組；7為二疊系；8為石炭系；9為寒武系；10為上二疊統合山組；11為斷層；12為地層界線；13為地層產狀；14為剖面位置；15為地名圖2 官壩-革木地區地質簡圖[31] Fig.2 Regional geology sketches of Guanba-Gemu area[31]

研究區合山組橫向上南薄北厚的特征(圖3)，厚度16.5～62.3 m不等。合山組下部主要巖性為灰、深灰色厚層至塊狀微晶灰巖、含生物碎屑灰巖、含生物碎屑硅質團塊灰巖、硅質灰巖；上部主要巖性為深灰色硅質巖、灰白色白云質灰巖夾土黃色薄層泥巖、炭質泥巖。巖層中硅質沉積物以層狀、團塊狀、條帶狀、結核狀分布，長軸方向與巖層面近平行；頂部發育2～3層黃綠色薄層火山成因黏土巖。在官壩、申家寨、龔家溝剖面的巖層中發育有孔蟲、腹足、腕足、菊石、雙殼、蜓、珊瑚等化石，如腹足類：Coelostylinasp.、Euphemitessp.；腕足類：“Athyris”sp.、Concrinellasp.、Eomarginiferacf.longispina?(Sowerby)、Martiniasp.、OldhaminagrandisHuang、Oldhaminadecipiens(Koninck)、Tylopectayangtzeensis(Chao)、Tylopectacf.yangtzeensis(Chao)、Schellwienellaruber(Frech)；菊石類：Xenaspissp.、Huananocerassp.、Rotodiscocerassp.；雙殼類：Cnunithyriscf.speciosaWang、Stutchburiasp.；牙形石重要分子：Hindeodustypicalis、Clarkinadeflecta、Clarkinachangxingensis、Hindeodussp.；由于蜓、珊瑚化石保存不完整，以殘片保存，無法鑒定種屬。

2 樣品采集及測試方法

本次研究共采集了官壩-革木地區合山組9件新鮮的地球化學樣品，其中官壩剖面5件為硅質巖、申家寨剖面4件為硅質灰巖，以上9件樣品統稱為硅質沉積物，小心排除和避免任何相鄰層位和外來物質的污染，樣品均未受風化，具體采樣位置如圖3所示，從下向上取樣，官壩樣品編號分別為PM315-DH1、PM315-BDH1、PM315-DH2、PM315-BDH2、PM315-BDH3，申家寨樣品編號分別為PM117-DH1、PM117-DH2、PM117-DH3、PM117-DH4。硅質沉積物受成巖作用影響小，其樣品主量元素、稀土元素、微量元素的分析結果及特征值如表1所示。樣品的主量元素、稀土元素、微量元素的測定均在華北有色地質勘查局燕郊中心實驗室測定。主量元素采用儀器Axios PW4400型X熒光光譜儀測定，其分析誤差<3%；稀土元素和微量元素含量利用電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)分析完成，其分析精度為1%～3%。本文鈰、銪異常表達式分別為：Ce/Ce*= 2CeN/(LaN+PrN)[32]、Eu/Eu*=EuN/(SmN×GdN)1/2[32]，均采用澳大利亞后太古代平均頁巖(PAAS)進行標準化[33]。

1為泥巖；2為粉砂質泥巖；3為鈣質泥巖；4為碳質泥巖；5為鐵質泥巖；6為生物碎屑灰巖；7為含硅質團塊灰巖；8為硅質灰巖；9為微晶灰巖；10為白云質灰巖；11為火山成因黏土巖；12為重荷模；13為透鏡狀層理；14為縫合線構造；15為水平層理；16為珊瑚；17為植物化石；18為雙殼類；19為菊石類；20為腹足類；21為腕足類；22為地球化學樣品編號及采樣位置圖3 官壩-革木地區合山組地層柱狀對比圖及樣品采樣位置圖 Fig.3 Stratigraphic correlation of Heshan Formation and sample locations in Guanba-Gemu area

3 硅質沉積物地球化學特征

3.1 主量元素

官壩地區硅質巖分析測試結果如表1所示。5件硅質巖樣品分析結果表明，官壩地區長興期沉積的硅質巖SiO2含量為90.95%～93.98%；CaO和FeO含量相對較高，分別為1.44%～3.01%、1.15%～1.36%；Al2O3含量總體偏低，為0.46%～0.94%，平均為0.67%；其他成分含量都很低，均低于1%。

申家寨地區硅質灰巖分析測試結果如表1所示，4件硅質灰巖樣品分析結果表明，與官壩地區相比，申家寨地區長興期沉積的硅質灰巖SiO2含量較低，為39.18%～63.55%；CaO含量較高，為18.44%～29.81%；其他成分含量也都很低。

官壩-革木地區硅質沉積物中MgO含量均較低(除PM117-DH2為2.0%)，變化范圍為0.09%～ 0.67%，平均值0.25%，符合熱水沉積硅質巖特征；且SiO2/MgO范圍為112.08～1 105.65(除PM117-DH1和DH2小于100)，均大于100；樣品PM117-DH1、DH2的地球化學指標與典型熱水沉積硅質巖存在偏差，可能是熱水沉積體系遭受了混染[34]，也可能是硅質沉積物本身是熱水沉積與陸源沉積的混合物[3]。另外，硅質巖中Al2O3含量也很低，平均為0.69%，反映了硅質沉積物的形成與熱水作用有關；MnO表征熱液成因的標志參數普遍較低，官壩-革木地區MnO含量變化為0.013%～0.019%。Si/Al變化范圍為86.55～178.21，平均值為124.04，符合純硅質巖的Si/Al比值(80～1 400)[24]，屬于熱液成因特征，進一步說明本區物源主要受熱液控制。

3.2 稀土元素

官壩-革木地區硅質沉積物的稀土元素分析結果及參數如表1所示，稀土元素總量(ΣREE)較低，變化范圍為7.70 × 10-6～35.25 × 10-6、平均值為22.01 × 10-6，指示研究區硅質沉積物沉積于深水環境；輕、重稀土元素含量比值(ΣLREE/HREE)平均值為12.80，變化范圍為6.46～19.29；鈰異常(Ce/Ce*)平均值為0.79，變化范圍為0.72～0.87，呈負鈰異常；銪異常(Eu/Eu*)平均值為1.2，變化范圍為1.10～1.41(除PM315-DH1為0.98)，呈正銪異常；(La/Yb)N為1.02～5.45，平均3.07，(La/Ce)N為1.25～1.60，平均為1.48；稀土配分模式圖呈平緩右傾，重稀土元素相對富集(圖4)。所有樣品的Y/Ho在28.99～37.39，表明Y和Ho兩元素未發生明顯的分異。綜上所述，官壩-革木地區硅質沉積物形成于大陸邊緣沉積環境，也受到廣海海水的影響。

表1 官壩-革木地區硅質沉積物主量元素、稀土元素、微量元素分析結果及參數值Table 1 Results and parameters of major elements and trace elements and yare earth element parameters of siliceous deposits in Guanba-Gemu area

續表1

圖4 官壩-革木地區硅質沉積物頁巖標準化稀土模式曲線圖Fig.4 Shale standardized REE pattern of siliceous deposits in Guanba-Gemu area

3.3 微量元素

微量元素中某些元素是判別硅質巖成因的有效指標，如Nb、Th、Rb、U、Ni、Cr、Zr、V等元素[3,21,25,32,34-37]。官壩-革木地區硅質沉積物分析了Cr、Ni、Rb、Ba等15個微量元素，其Cr含量均值為11.03×10-6(9.39×10-6～13.49×10-6)，Zr含量均值為13.38×10-6(6.23×10-6～18.40×10-6)，Ba含量均值為31.8×10-6(25.08×10-6～53.2×10-6)，Nb含量均值為3.25×10-6(2.0×10-6～6.26×10-6)，Rb含量均值為2.70×10-6(1.66×10-6～5.44×10-6)，Th含量均值為1.93×10-6(0.73×10-6～4.13×10-6)，以上微量元素含量較低，符合熱液成因特征。

硅質巖中鈾/釷(U/Th)也具有沉積環境指示意義，熱水環境中U/Th﹥1，而非熱水環境中U/Th﹤1[38]。官壩-革木地區硅質沉積物樣品PM315-BDH1、BDH2和PM117-DH1分析數據U/Th﹤1，表現出非熱水環境，受生物成因影響，其他硅質沉積物U/Th為1.04～1.34，均大于1，表現出熱水環境。說明官壩-革木地區硅質沉積物可能受熱液活動和生物作用的共同影響；同時，也進一步說明官壩-革木地區晚二疊世構造背景的復雜性。

4 討論

中外大多數地質學者利用硅質巖的地球化學元素含量來研究硅質巖的成因類型、沉積環境及相關的大地構造環境的判別[13, 17, 22, 38-42]，對全球發表的有關各個地質時期硅質巖地球化學資料進行系統收集統計，總結出一系列適合各種沉積環境的地球化學識別標志?，F將采納前人系列研究指標，對官壩-革木地區長興期硅質沉積物地球化學特征進行分析研究。

4.1 硅質沉積物的來源與成因機制

4.1.1 Al/(Al + Fe + Mn)

Al、Fe、Mn、Si等元素含量及其比值被用于硅質巖的成因判別研究。海相沉積物中Al/(Al + Fe + Mn)能夠衡量其中熱水沉積物含量的多少，也是判斷硅質巖成因的重要指標之一：其值大于0.4為熱液成因，小于0.4為生物成因[39]。官壩-革木地區硅質沉積物的 Al/(Al + Fe + Mn)= 0.18～ 0.43，除PM117-DH4大于0.4外，其他樣品均小于0.38，平均值為0.29，說明除PM117-DH4外，其他硅質沉積物為生物成因，PM117-DH4為熱液成因；而硅質沉積物樣品具有較高的Si/(Si+Al+Fe)，且都大于0.9，反映與生物成因有關，與熱水成因不符，可能是熱水沉積體系遭受混染所致[34]。另外，官壩-革木地區硅質沉積物樣品在Al-Fe-Mn 三角成因判別圖解[40][圖5(a)]中全部落入熱水成因區域。

4.1.2 Fe/Ti、(Fe + Mn)/Ti

Rona[38]研究認為現代海洋典型熱水沉積物的Fe/Ti>20、(Fe+Mn)/Ti>(20 ± 5)；官壩-革木地區硅質沉積物的Fe/Ti=38.38～106.79、平均71.13，(Fe+Mn)/Ti=39.19～107.78、平均72.06，與典型熱水沉積硅質巖值相吻合；官壩-革木地區硅質沉積物樣品在Fe/Ti-Al/(Al +Fe+Mn)圖解[39][圖5(b)]中，樣品均落入熱水成因系列，以上信息說明研究區硅質沉積物成因為熱液成因。

圖5 官壩-革木地區硅質沉積物成因判別圖解Fig.5 Discrimination diagram of origin of siliceous deposits in Guanba-Gemu area

4.1.3 Fe2O3/FeO、Al2O3/TiO2

研究區硅質沉積物Fe2O3/FeO為0.01～0.36，平均0.1，與對流熱水沉積硅質巖相似；研究區硅質沉積物Al2O3/TiO2=13.61～55.29、平均27.59，吻合于以偏中性巖漿巖為源區的硅質巖特征(Al2O3/TiO2= 17～50[43])，這與合山組頂部發育2-3層火山成因黏土巖相吻合，表明研究區硅質沉積物的成因可能與火山作用有關。研究區硅質沉積物的Al2O3和TiO2含量無相關性[圖6(d)]，明顯偏低(分別不高于0.94%和0.04%)，而且與SiO2含量也無明顯任何相關性[圖6(a)和圖6(b)]，表明陸源碎屑對硅質沉積物中硅質貢獻不大。

圖6 官壩-革木地區硅質沉積物SiO2與TiO2、Al2O3、Fe2O3及Al2O3與TiO2、Ni、Cr關系圖Fig.6 Relation diagrams, SiO2 and TiO2Al2O3Fe2O3, Al2O3 and TiO2NiCr in siliceous deposits in Guanba-Gemu area

在Al2O3- SiO2/Al2O3端元混合圖解[44](圖7)中，研究區硅質沉積物樣品中Al2O3和SiO2/Al2O3組成均在由澳大利亞后太古代平均頁巖(PAAS)和“純硅質巖”組成的理論趨勢線上或附近，表明硅質沉積物樣品與PAAS存在組分的相似性，官壩地區硅質沉積物樣品的“純硅質巖”組分高于革木地區，但是官壩、革木地區的組分均大于95%，表明革木地區在沉積過程中陸源輸入量有所增加，進一步說明革木地區較官壩地區靠近大陸；進一步確定研究區硅質沉積物在硅化過程中受陸源碎屑影響程度較小，雖然在革木地區陸源輸入有所增加，但輸入量仍然保持在較低的水平，并不足以影響研究區硅質沉積物的成巖過程。

圖7 官壩-革木地區硅質沉積物Al2O3-SiO2/Al2O3圖[44]Fig.7 Al2O3-SiO2/Al2O3diagram in siliceous deposits in Guanba-Gemu area[44]

4.1.4 Nb、Th、Rb、Ni、Cr等微量元素

微量元素Nb、Th、Rb等元素的含量指示了受陸源物質的影響程度[45]，研究區硅質沉積物的Nb、Th、Rb元素含量較低，平均值均小于3.5 × 10-6，符合熱液成因特征，同時也說明該區硅質沉積物受陸源碎屑物質影響較??；研究區硅質沉積物的Al2O3與Ni含量[圖6(e)]、Cr含量[圖6(f)]也無線性關系，進一步說明陸源碎屑對硅質沉積物中硅質貢獻不大。

4.1.5 ΣREE、Ce/Ce*、Eu/Eu*、ΣREE/Fe

Murray等[23]研究表明熱水沉積硅質巖ΣREE小于200 × 10-6、Ce/Ce*平均值為0.29，呈負異常。研究區硅質沉積物樣品ΣREE總量低、變化范圍為7.70 × 10-6～35.25 × 10-6、平均為22.01 × 10-6， Ce/Ce*平均為0.79、變化范圍為0.72～0.87、呈負異常，說明研究區硅質沉積物為熱水成因；同時，ΣLREE/HREE大于1，與典型熱液成因硅質巖的ΣREE特征十分吻合[46]。

Michard[47]將Eu/Eu*作為判斷硅質巖熱液成因的有效手段之一。研究區硅質沉積物的Eu/Eu*平均值為1.2，變化范圍為1.10～1.41(除PM315-DH1為0.98)，均值大于1，為正銪異常，支持其熱液成因；同時，研究認為硅質巖表現Eu正異常，可能是Ba含量相對較高引起[48]，而研究區硅質沉積物樣品中Ba含量較低(25.3 × 10-6～53.2 × 10-6)，且Ba/Eu較低(94.68～483.64)，所以研究區硅質沉積物出現Eu正異常的原因是熱液所致，并非受到Ba的干擾。Michard[47]研究認為顯著的Eu異常在熱液活動中心附近不超過10 km遠的范圍內出現，而且Olivarez等[49]認為熱液沉積的硅質巖的ΣREE/Fe有遠離熱液活動中心增大的變化特征，官壩剖面硅質巖的ΣREE/Fe變化范圍為7.08～17.45，平均為14.47, 而申家寨剖面硅質灰巖的ΣREE/Fe變化范圍為27.85～63.84，平均為42.98，表明官壩地區硅質巖為熱液活動中心的近端沉積，而申家寨地區硅質灰巖為熱液活動中心的遠端沉積，在Fe/Ti-Al/ (Al + Fe + Mn)圖解[圖5(b)]中，也符合上述觀點。

綜上所述，官壩-革木地區上二疊統合山組硅質沉積物成因為熱水成因, 其硅質主要來源于海底熱液，硅質沉積物受陸源碎屑物質影響較小。

4.2 硅質沉積物的形成環境

4.2.1 Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)、MnO/TiO2、Al2O3/ (Al2O3+ Fe2O3+ MnO)

Murray[25]認為洋中脊硅質巖Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)<0.4、大洋盆地硅質巖Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)為0.4～0.7、大陸邊緣硅質巖的Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)為0.5～0.9，特別是區分洋中脊和大陸邊緣成因的良好指標之一；官壩-革木地區硅質沉積物Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)介于0.73～0.99，與大陸邊緣硅質巖變化范圍一致，說明研究區硅質沉積物沉積環境為大陸邊緣。Adachi等[40]研究認為MnO/TiO2可作為判斷硅質沉積物離大洋盆地遠近的標志：大陸邊緣硅質巖MnO/TiO2偏低、一般均小于0.5，而開闊大洋的硅質巖比值較高、達0.5～3.5，官壩-革木地區硅質沉積物的MnO/TiO2為0.36～1.0平均0.598，與大陸邊緣硅質巖相近。另外，硅質巖Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3+ MnO)從洋中脊(0.008 19)→大洋盆地及洋島(0.319)→大陸邊緣(0.619)逐漸增大；研究區硅質沉積物Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3+ MnO)介于0.72～0.97，進一步表明研究區硅質沉積物沉積環境為大陸邊緣。

在Fe2O3/TiO2-Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)圖解[25][圖8(a)]中，樣品落于大陸邊緣區域及遠離遠洋區域；在100Fe2O3/SiO2-100Al2O3/SiO2圖解[25][圖8(b)]中，樣品也落于大陸邊緣區域及遠離遠洋區域，指示研究區硅質沉積物沉積于大陸邊緣。

圖8 革木-官壩地區長興期硅質沉積物沉積環境判別圖解[25]Fig.8 Sedimentary environment discrimination diagram for the Changsingian siliceous deposits in Guanba-Gemu area[25]

4.2.2 Ce/Ce*、(La/Yb)N、(La/Ce)N

Murray等[25]研究認為大陸邊緣沉積環境的硅質巖Ce/Ce*介于0.67～1.35，研究區硅質沉積物的Ce/Ce*平均值為0.79，變化范圍為0.72～0.87，與大陸邊緣硅質巖的Ce/Ce*變化范圍相一致。

大陸邊緣、深海平原、洋中脊的硅質沉積物輕、重稀土分異不同[6,18]。Murray等[25]認為洋中脊→深海平原→大陸邊緣的硅質沉積物的輕稀土元素由虧損漸變為富集；其大陸邊緣、深海平原、洋中脊的硅質沉積物的(La/Yb)N分別為：1.1～1.4、0.3～ 1.1、小于0.3。與(La/Yb)N相反，大陸邊緣、深海平原、洋中脊的硅質沉積物的(La/Ce)N分別為：0.5～1.5、1.0～2.5、3.5左右[24-25,41]。研究區硅質沉積物(La/Yb)N為1.02～5.45、平均3.07，表明輕稀土元素富集，符合大陸邊緣硅質巖特征；(La/Ce)N為1.25～1.60、平均1.48，與大陸邊緣硅質巖特征[0.5<(La/Ce)N<1. 5]相吻合。

4.2.3 Zr、Cr、Sr/Ba

Taylor等[32]對比遠洋、洋中脊與大陸邊緣環境的硅質巖的微量元素特征, 提出硅質巖中Zr、Cr跟沉積過程中吸入的重金屬碎屑微粒的多少有關，而主要富集在大陸邊緣形成的硅質巖中；Murray等[23,25]認為硅質巖中的Zr、Cr在大陸邊緣環境下整體豐度較低, 且遠低于遠洋和洋中脊環境下形成的硅質巖。研究區硅質沉積物w(Cr)均值為11.03 × 10-6(9.39 × 10-6～13.49 × 10-6)，w(Zr)均值為13.38 × 10-6(6.23 × 10-6～18.40 × 10-6)，Zr、Cr含量較低，說明研究區硅質沉積物的沉積環境為大陸邊緣。研究區官壩剖面硅質巖Sr/Ba為1.92～5.56,平均3.31；而申家寨剖面硅質灰巖Sr/Ba為25.0～33.33、平均27.08，指示沉積環境為動蕩的淺水環境，且申家寨地區較官壩地區更靠近大陸。

綜上所述，官壩-革木地區上二疊統合山組硅質沉積物形成于大陸邊緣環境。

4.3 硅質沉積物對黔桂地區構造-古地理演化的指示意義

研究區及鄰區分布的巖漿巖有：中晚二疊世過渡時期的峨眉山玄武巖、二疊系-三疊系之交的火山成因黏土巖，指示中晚二疊世華南地塊西南緣存在多期火山活動，其可能與中晚二疊世峨眉山大火成巖省巖漿活動或華南西南緣陸塊的裂解與匯聚有關，為官壩-革木地區硅質沉積物熱液環境的形成提供了條件。

層序地層學、沉積地質學和地球化學研究表明，晚二疊世時期，黔桂盆地大部分地區的硅質巖形成于大陸邊緣環境，黔桂地區受陸源碎屑的影響比中二疊世時期較大，而熱液活動較為局限卻相對較強[50]；馬永生等[51]研究認為東吳運動及峨眉山玄武巖地幔柱活動，使華夏古陸、川滇古陸及云塊古陸等大幅度隆起，是黔桂盆地的陸源碎屑的主要來源之一；而Murray等[17-18,23,25,41]研究表明正常海水沉積硅質巖形成于大陸邊緣和深海洋盆、熱水沉積硅質巖應形成于洋中脊；張巖等[20,52]最新研究成果為揚子板塊西北緣早-中志留世熱水沉積硅質巖形成于大陸邊緣環境，而非洋中脊環境。本文中晚二疊世時期硅質沉積物的地球化學特征顯示，官壩-革木地區硅質沉積物形成于受陸源影響輸入不明顯而受熱液作用影響的大陸邊緣環境，并推測與峨眉山玄武巖噴發、華南西南緣陸塊的裂解和斷裂有成因聯系。因此，本研究區的上二疊統合山組硅質沉積物成因及沉積環境的變化記錄了這一時期的黔北官壩-革木地區及其周緣構造-古地理變化的信息。

5 結論

(1)黔北官壩-革木地區上二疊統合山組硅質沉積物按巖性分為兩類，第一類為硅質巖、主要發育在官壩地區，第二類為硅質灰巖、主要發育在革木地區。

(2)黔北官壩-革木地區硅質沉積物地球化學特征指標：SiO2含量、Fe2O3/FeO、Al2O3/TiO2、SiO2/MgO、Al/(Al + Fe + Mn)、Fe/Ti、(Fe + Mn)/Ti、ΣREE、ΣLREE/HREE、ΣREE/Fe、U/Th等均與熱水沉積硅質巖的地球化學特征相吻合；在Al-Fe-Mn三角成因判別圖解中樣品也全部落入熱水成因區域；因此，硅質沉積物成因類型為熱水成因。

(3)黔北官壩-革木地區硅質沉積物形成于受陸源影響輸入不明顯的大陸邊緣環境。地球化學特征指標顯示，Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)、Sr/Ba、(La/Yb)N、(La/Ce)N、Ce/Ce*等均與大陸邊緣環境硅質巖相吻合。在Fe2O3/TiO2-Al2O3/ (Al2O3+ Fe2O3)圖解和100 Fe2O3/SiO2-100 Al2O3/ SiO2圖解中，全部樣品均落于大陸邊緣區域及遠離遠洋區域。