第54卷 第1期
2008年1月
地 质 论 评 GEOLOGICAL REVIEW
V ol.54 N o.1Jan. 2008
注:本文为国家自然科学基金资助项目(编号40162002)、黔科合J 字[2007]2151号、973项目(编号2006C B806401)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX3 SW 141)和贵州大学博士启动基金项目的成果。收稿日期:2007 05 20;改回日期:2007 09 19;责任编辑:章雨旭。
作者简介:杨兴莲,女,1976年生。副教授,博士。古生物学与地层学专业。Em ail:yangxinglian2002@https://www.doczj.com/doc/074035593.html, 。
黔东震旦系 下寒武统黑色岩系
稀土元素地球化学特征
杨兴莲
1)
,朱茂炎2),赵元龙1),张俊明2),郭庆军3),皮道会3)
1)贵州大学资源与环境工程学院,贵阳,550003;
2)中国科学院南京地质古生物研究所现代古生物学和地层学国家重点实验室,南京,210008;
3)中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵阳,550002
内容提要:通过对黔东丹寨南皋剖面和三都渣拉沟剖面的稀土元素分析发现:两条剖面的梅树村期与筇竹寺期分界处大量稀土元素明显富集,黑色页岩中存在明显的Ce 负异常和Eu 、Y 正异常,表明为缺氧和热水沉积的产物。这套黑色岩系总体沉积于缺氧和具热水注入的环境中,但发生缺氧和热水注入的时间和强度在不同地方会有不同的表现。
关键词:黑色岩系;前寒武纪 寒武纪转换时期;稀土元素;黔东
最近30多年来,稀土元素地球化学日益受到人们重视。一方面,稀土在农业和科学技术中显示出越来越广泛的应用,促进人们对稀土资源的日益增长的需求;另一方面,稀土元素作为示踪剂,显示出他们在成岩和成矿过程中,对物质来源、形成环境和构造位置等有着重要的指示作用(涂光炽等,1998)。
稀土元素的含量、总量及组合规律客观反映地质体的演化过程、地质作用的物理化学条件以及成矿的物质来源,常被用作地球化学作用的指示剂(刘云,1998)。稀土模式可用来指示沉积岩的物源,LREE/H REE 比值低,无Eu 异常,则物源可能为基性岩石;LREE/H REE 比值高,有负Eu 异常,则物源多为酸性岩石(赵红格等,2003),因而对其组成和配分的研究是探讨沉积岩岩石物源的重要途径之一。
在中国南方下寒武统广泛发育一套以富含有机质为特征的海相黑色岩系,包括各种暗色页岩、硅质岩、粉砂岩和少量碳酸盐岩(高振敏等,1997)。这套黑色页岩组合,蕴藏着丰富的石煤、钒、磷、钡及多金属富集层等矿产资源,是地质历史发展进程中重要的岩相标志层。近年来不少学者对这套黑色岩系进行了多种地球化学分析,试图解释其物质来源、形成环境和一些地球化学元素的富集机理等(李胜荣等,
1995;彭军等,1999;冯洪真等,2000;曹双林等,2004;杨剑等,2005;Steiner et al.,2001;Feng et al.,2004;Pan et al.,2004;Jiang et al.,2003,
2006;杨瑞东等,2007),基本都得出了该期沉积主要为缺氧环境,且热水提供了大量多金属元素物质来源的结论。就贵州地区而言,研究主要集中在扬子地台浅水相区,而在扬子地台过渡区和江南区的研究几乎为空白。因此本文对贵州东部深水相区的丹寨南皋剖面和三都渣拉沟剖面进行了系统的稀土元素地球化学研究,旨在探讨该区前寒武纪 寒武纪转换时期沉积的黑色岩系的形成环境和物质来源。
1 地质背景
丹寨和三都地区位于贵州东南部,分属寒武纪华南沉积区的过渡区和江南区(尹恭正,1987),发育了不同的沉积组合及生物组合特征。
丹寨南皋下寒武统地层剖面位于丹寨以北南皋乡九门村(图1),出露较好,剖面层序自下而上为灯影组、老堡组、牛蹄塘组、九门冲组、变马冲组。老堡组由黑色薄层硅质岩及磷块岩组成,厚7 8m ;牛蹄塘组由黑色炭质页岩、泥岩、粉砂质泥岩组成,厚121 1m ,产大量海绵化石,主要有Saetasp ongia,Choia 和Sanshap entella 等;九门冲组由深灰色、黑
图1 黔东地区丹寨南皋和三都渣拉沟震旦系 寒武系剖面地理位置图Fig.1 L ocation map of the N ang ao and Z halago u Sinian(Ediacar an) Cambr ian
section in Danzhai and Sandu Count y respect ively,Easter n G uizhou area
扬子区;! 过渡区;? 江南区;1 丹寨南皋剖面;2 三都渣拉沟剖面 Yangtze C arbonate platform;! tran sition region;? Jiangnan (s ou th s ide of Yan gtz e River)basin;1 Nangao s ection,Danzh ai County;2 Zhalagou s ection,Sandu County
色中薄层灰岩组成,产三叶虫H up eidiscus,厚14 1m 。
三都地区下寒武统全由黑色碳泥质粉砂岩、炭质页岩和钙质泥岩组成,以渣拉沟剖面出露较好(图1),剖面自下而上为灯影组、老堡组上段、渣拉沟组等。老堡组上段由黑色薄层磷质硅质岩、硅质岩组成,偶见海绵骨针,厚5 1m,与下伏灯影组呈平行不整合接触;渣拉沟组由黑色炭质页岩、碳泥质粉砂岩和钙质泥岩组成,含黄铁矿结核,产少量海绵骨针,厚88 6m 。
根据有机碳同位素分析得出丹寨南皋老堡组上、下段分界处和三都渣拉沟灯影组与老堡组的分界处都有一明显负漂移,与全球许多地方寒武系的底界通常有碳同位素的负漂移相吻合,结合其他多种地层划分和对比方法可知这些分界处即是前寒武系 寒武系界线处(Yang et al.,2007)。贵州及邻区下寒武统牛蹄塘组底部的Ni M o 矿多金属层的
成因,部分学者认为可能为热水喷流作用所致(Steiner et al.,2001;Jiang et al.,2003;Pan et al.,2004;Yang et al.,2004),是一个比较稳定的凝缩层(CS),而且也是最大海泛面的标志,可作地层对比标志层,在扬子地台分布比较稳定,所以也被作为梅树村阶的顶界,即筇竹寺阶底界(Zhu et al.,2003;Yang et
al.,
2005,
2007)。
2 分析方法
对贵州丹寨南皋剖面和三都渣拉沟剖面上采集的87块新鲜样品粉碎至200目以下后,进行了稀土元素分析。
本项实验是在南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室完成。分析采用高
分辨率电感耦合等离子质谱分析法,仪器精密度<5%,标样结果与推荐值相对误差<10%(高剑锋等,2003)。具体步骤如下:将粉碎至200目的样品在烘箱内于105#烘干,烘干后
称取25m g 样品于高压溶样罐Teflon 内罐中;接着加入0 5m L 浓氢氟酸,于120#加热蒸干,去除样品中部分Si;蒸干后加入1m L 浓氢氟酸和0 5mL 浓H NO 3,将PT FE 内罐放入钢套中,旋紧后放入180~190#的烘箱中加热96h;然后将溶解样品在120#蒸干至湿盐状,再加入1mL H NO 3,于140#蒸干至湿盐状,去除样品中过量的H F;再加入5m L30%(v/v )H NO 3,于140#密封加热4h,使样品充分溶解于酸中,滤去残渣;冷却后加入适量Rh 内标;最后用2%的H NO 3溶液稀释到50mL,并使用ICP MS 质谱仪进行分析。
3 稀土元素地球化学特征分析
丹寨南皋剖面黑色岩系的稀土元素丰度、比值等地球化学参数(表1)与地壳中同类沉积岩稀土元素地球化学特征相似,稀土总量以磷块岩和石煤层中的磷结核最高,达719.2?10-6~675 1?10-6;
4
地 质 论 评2008年
石煤层为196 8?10-6;白云岩为66 26?10-6~ 66 99?10-6;硅质岩的稀土总量较低,为21 18?10-6~91 25?10-6,其稀土总量随着含磷量的增高而增加;灰岩最低,为17 09?10-6~70 67?10-6,该稀土总量随泥质含量增加而增加。剖面沉积岩的稀土元素以轻稀土相对富集(LREE/H REE=3 32 ~11 67),其中白云岩的轻稀土最富集,而磷块岩和石煤层的轻稀土富集程度相对较小。在以北美页岩为标准的丹寨南皋剖面沉积岩稀土元素分布模式图和有关稀土参数剖面演化图(图2,3)上,普遍存在Eu正异常(Eu/Eu*=0 82~4 73)和明显的Ce亏损(Ce/Ce*=0 3~0 91),尤其在剖面NGYJC 53、48、49的碳质粉砂岩中Eu正异常最高,呈明显的高峰,磷块岩和石煤层处,Ce亏损达最大。稀土元素总量具有随海水深度增加而增高的特点,梅树村阶与筇竹寺阶分界处大量稀土元素明显富集,可能反映了同沉积期介质中稀土活度和沉积速率上的过渡状态(向上方向)和岩石类型的差异(向下方向),代表了一种非正常海水沉积作用,即热水沉积作用(李胜荣等,1995)。
三都渣拉沟剖面稀土元素丰度、比值等地球化学特征(表2)与丹寨南皋剖面相似,稀土总量仍以磷块岩最高,达710 6?10-6~736 7?10-6,其次为黑色碳质页岩,达136 7?10-6~184 0?10-6,硅质岩较低,不超过100?10-6,最少可达4 206?10-6,白云岩为38 21?10-6。剖面沉积岩中的稀土元素以轻稀土相对富集(LREE/H REE=1 02~ 10 94),其中碳质页岩的轻稀土最富集,而硅质岩的轻稀土富集程度相对较小。在以北美页岩为标准的三都渣拉沟剖面沉积岩稀土元素分布模式图和有关稀土参数剖面演化图(图4,5)上,也以Eu正异常(Eu/Eu*=1 13~4 27)和明显的Ce亏损(Ce/Ce* =0 27~0 89)为特征,其中SDYJC 32,33的钙质泥岩中Eu正异常最高,呈现高峰。
4 稀土元素地球化学参数
沉积岩的Ce/Ce*,Eu/Eu*等稀土元素地球化学参数,可用作判断物质来源和沉积环境演化等的地球化学指示剂。
4.1 Eu异常(Eu/Eu*)
常用Eu/Eu*表示地质体中Eu的异常性质特征。Eu有Eu2+和Eu3+两种价态。在碱性、氧化条件下,Eu2+可以氧化成Eu3+;而在强酸性、还原条件下可以还原成Eu2+。本文采用公式Eu/Eu*=Eu N/(Sm N?Gd N)1/2,其中N表示以北美页岩标准化。
以Eu/Eu*>1时为正异常,Eu/Eu*<1为负异常(王中刚等,1989)来判断,丹寨南皋老堡组硅质岩、牛蹄塘组石煤层和炭质页岩Eu/Eu*的值= 0 82~4 73,基本都大于1,与太古宙以后的多数沉积岩的Eu负异常相反。剖面中老堡组硅质岩的Eu/Eu*值比较稳定,在1上下浮动,在石煤层处达1 2,进入牛蹄塘组碳质页岩后,在N GYJC 32和NGYJC 35处出现两个明显的小峰,向上又负漂移至和NGYJC 32以下的Eu/Eu*值相近,并持续到NGYJC 44,即19 5m处时,Eu/Eu*值开始呈3次周期性的增加后减少,又增加到NGYJC 53处(55m)达最大值4 73,说明在此处环境最为还原,然后向上急剧减小至1左右,显示该地牛蹄塘组黑色页岩氧化还原环境呈波动性变化。
三都剖面的Eu/Eu*值=1 13~4 27,均大于1,与丹寨南皋剖面类似,在老堡组和渣拉沟组下部呈很多小锯齿状曲线,而在渣拉沟组中上部Eu/ Eu*值急剧增大至4 27,然后向上减小。
所有的酸性热液流体的稀土模式表现出轻稀土富集,Eu和Y的正异常(Douville et al.,1999)。Eu的正异常在邻近洋中脊的热水溶液海相沉积中是常见的(Ruhlin and Ow en,1986;M urray et al., 1991;Douville et al.,1999;Ow en et al.,1999)。丹寨南皋剖面的老堡组硅质岩稀土模式表现出轻稀土富集,Eu无亏损或微弱亏损,主要为正常海水沉积的产物,其上的黑色页岩表现出轻稀土富集,Eu 和Y的正异常,表现出热水沉积岩的地球化学特征,并且Eu的正异常呈现几次明显的波动,即牛蹄塘组底部石煤层开始至NGYJC 36处有一次小峰, Eu/Eu*值为1 08~1 95;上至牛蹄塘组下部NGYJC 44~NGYJC 46处又有一次小峰,Eu/ Eu*值为1 75~2 26;而至牛蹄塘组中部N GYJC 48~NGYJC 53时,热水作用最强烈,Eu/Eu*值为1 72~4 73,此层位正好紧接于丹寨南皋剖面的牛蹄塘组黑色页岩段明显的由缺氧到氧化环境变化的有机碳同位素组成突变界面(Yang et al.,2007)和大量生物出现层位之下。Eu和Y的正异常研究表明热水事件是多幕次的,尤其在石煤层上下和紧接大量生物产出层位之下热水作用强烈。三都渣拉沟整条剖面的稀土模式表现出轻稀土富集,Eu和Y 的正异常,说明从老堡组的硅质岩就开始表现出热水沉积岩的地球化学特征,也为多幕次注入。
5
第1期杨兴莲等:黔东震旦系 下寒武统黑色岩系稀土元素地球化学特征
表1 丹寨南皋剖面下寒武统黑色岩系稀土元素分析结果(?10-6)及有关参数
Table1 Analytical results(?10-6)of REEs and relatable parameter for black shale
series f rom the Nangao section,Danzhai County,Guizhou Province
地层灯影组老堡组
岩性白云岩硅质岩
样品号NGYJC
1
NGYJC
2
NGYJC
3
NGYJC
4
NGYJC
5
NGYJ C
6
NGYJC
7
NGYJC
8
NGYJC
9
NGYJC
10
NGYJ C
11
NGYJ C
20
NGYJC
21
NGYJC
22
厚度(m)-0.5-0.10.550.85 1.15 1.45 1.75 2.15 2.45 2.75 3.05 3.35 3.654 La22.3719.7210.14 5.65 4.91 4.94 6.17 5.898.0210.3712.5716.5016.8715.55
C e23.2622.2416.678.598.048.019.929.7613.0916.9019.3527.4227.2827.47
Pr 3.10 3.41 2.41 1.20 1.17 1.11 1.42 1.30 1.77 2.38 2.75 4.25 4.10 4.40 Nd10.7012.4410.17 4.57 4.29 4.11 5.15 4.76 6.208.6110.3117.3015.6417.38 S m 1.80 2.06 1.870.670.700.590.730.620.79 1.20 1.40 2.80 2.39 2.67 Eu0.480.570.440.200.240.200.270.180.260.270.320.550.480.46 Gd 1.80 2.06 1.870.770.790.560.790.600.80 1.28 1.31 2.41 2.24 2.17 Tb0.240.280.290.120.110.090.120.100.120.190.210.420.380.38 Dy 1.23 1.41 1.800.660.620.580.730.650.80 1.12 1.38 2.49 2.32 2.32
H o0.250.270.390.150.130.120.170.150.170.210.300.480.490.49
Er0.760.79 1.140.450.390.370.510.440.560.640.91 1.43 1.44 1.49 Tm0.110.110.160.070.060.060.070.070.080.090.130.210.200.22 Yb0.790.79 1.130.440.390.390.480.460.580.620.89 1.35 1.39 1.43 Lu0.120.120.180.070.060.060.070.070.080.090.140.200.190.20 %REE66.9966.2648.6623.5921.8921.1826.5925.0533.3343.9851.9977.8075.4076.62 %L REE61.7060.4441.7020.8719.3518.9523.6622.5130.1339.7346.7268.8266.7667.93 %H REE 5.29 5.83 6.95 2.72 2.54 2.23 2.93 2.53 3.19 4.25 5.288.988.648.69 L/H11.6710.3767.687.628.498.088.889.449.358.867.667.737.82 Ce/Ce*0.560.560.730.720.770.790.780.780.780.770.740.730.730.75 E u/Eu* 1.14 1.21 1.01 1.19 1.42 1.52 1.57 1.36 1.450.96 1.040.950.920.83 Y/Y* 1.38 1.28 1.22 1.6 1.25 1.27 1.45 1.2 1.23 1.15 1.07 1.16 1.1 1.05地层老堡组牛蹄塘组
岩性硅质岩
含泥
白云岩
白云质
泥岩
含云碳
质泥岩
含云碳
质泥岩
碳质
页岩
碳质
页岩
白云岩磷块岩石煤层
样品号NGYJC
12
NGYJC
13
NGYJC
16
NGYJC
15
NGYJC
17
NGYJ C
18
NGYJC
19
NGYJC
23
NGYJC
24
NGYJC
25
NGYJ C
26
NGYJ C
27
NGYJC
30
NGYJC
29
厚度(m) 4.3 4.6 4.9 5.2 5.5 5.8 6.1 6.4 6.777.37.67.87.9 La10.9821.099.3318.7614.3913.3314.8617.8313.3619.0019.1310.55163.542.93
C e17.4033.9315.5427.3120.4517.7021.0126.1517.7828.8426.379.36119.442.92
Pr 2.59 4.82 2.18 3.92 3.06 3.28 2.93 6.12 2.62 3.89 3.90 1.6941.239.44 Nd10.6117.558.3113.6612.2613.7211.2426.929.5114.3715.27 6.64183.4244.32 S m 2.31 2.37 1.44 1.87 2.62 3.09 2.14 5.69 1.92 2.68 2.86 1.3338.348.89 Eu0.540.440.330.410.660.630.58 1.190.420.520.660.349.21 2.77 Gd 2.10 2.30 1.20 1.81 2.46 3.02 2.26 5.75 1.93 2.60 3.06 1.4346.7011.44 Tb0.350.450.210.300.390.510.370.900.330.470.520.257.53 1.90 Dy 1.96 2.93 1.30 1.79 2.22 2.88 2.28 4.72 2.08 2.93 3.34 1.5444.6611.67
H o0.380.660.280.380.470.540.490.930.460.670.720.339.91 2.80
Er 1.12 2.020.85 1.13 1.28 1.55 1.51 2.53 1.51 2.12 2.30 1.0528.638.32 Tm0.150.300.130.170.180.220.240.320.240.330.370.15 3.51 1.14 Yb 1.10 2.090.97 1.19 1.18 1.44 1.65 2.06 1.77 2.48 2.62 1.0920.467.26 Lu0.160.320.140.180.180.210.270.300.270.370.400.17 2.71 1.05
%REE51.7691.2542.2072.8861.7862.1161.83101.4054.2181.2581.5235.92719.20196.84 %L REE44.4380.1937.1265.9453.4451.7552.7683.8945.6169.2868.1929.90555.09151.27 %H REE7.3211.07 5.09 6.948.3410.369.0717.518.6111.9613.33 6.02164.1145.60
L/H 6.077.257.39.5 6.415 5.82 4.79 5.3 5.79 5.12 4.97 3.38 3.32 Ce/Ce*0.720.750.760.70.660.570.690.560.640.740.650.450.30.44
E u/Eu* 1.10.82 1.080.97 1.140.91 1.150.910.960.870.99 1.080.96 1.2
Y/Y* 1.11 1.1 1.08 1.1 1.06 1.22 1.11 1.34 1.12 1.06 1.09 1.3 1.91 1.67
6地 质 论 评2008年
(续表1) 地层牛蹄塘组
岩性石煤层中
的结核
碳质页岩
含云碳
质泥岩
碳质页岩
样品号N GYJC
28
NGYJC
31
NGYJC
32
NGYJC
33
NGYJC
34
NGYJC
35
N GYJC
36
NGYJC
37
NGYJC
38
NGYJC
39
NGYJC
40
NGYJC
41
NG YJC
42
NGYJC
43
厚度(m)88.38.68.99.210.211.212.513.514.515.516.517.518.5 La150.028.6831.9832.2434.7031.4628.6629.7117.8731.6737.3838.78539.3830.70
C e137.429.3450.6950.1452.4147.1245.5949.9129.1159.2160.9667.3362.9155.46
Pr35.01 3.98 6.757.417.73 6.47 6.04 6.55 4.587.927.859.057.897.24 Nd157.815.4828.7432.3731.7725.0124.8226.4120.1932.5630.3239.0129.9130.08 S m31.97 2.40 5.02 5.85 5.78 4.10 4.48 4.16 4.61 5.22 4.837.66 4.02 5.87 Eu9.130.68 2.26 1.48 1.50 1.81 1.240.96 1.43 1.26 1.24 2.26 1.38 1.97 Gd40.13 2.47 5.25 6.24 6.32 4.21 4.81 4.06 5.41 4.37 4.587.09 3.75 5.98 Tb 6.720.400.89 1.00 1.040.670.820.660.810.690.74 1.140.620.97 Dy41.77 2.56 5.52 5.89 6.28 4.06 5.06 3.87 4.73 3.95 4.43 6.30 3.96 5.58
H o9.870.62 1.15 1.30 1.380.90 1.080.860.950.840.96 1.290.88 1.22
Er28.71 2.12 3.33 3.89 3.91 2.84 3.32 2.58 2.74 2.59 2.97 3.82 2.66 3.72 Tm 3.650.360.460.500.550.400.480.370.350.370.400.510.390.51 Yb20.23 2.68 3.19 3.43 3.63 2.81 2.97 2.56 2.07 2.50 2.66 3.40 2.61 3.51 Lu 2.640.440.440.490.520.410.440.360.300.380.390.490.390.51 %REE675.1092.20145.69152.21157.52132.28129.81133.0395.14153.52159.71188.13160.75153.32 %L REE521.3080.54125.46129.48133.89115.97110.84117.7177.79137.84142.57164.10145.50131.32 %H REE153.7011.6620.2322.7323.6316.3118.9715.3317.3515.6817.1424.0415.2522.00 L/H 3.39 6.91 6.2 5.7 5.677.11 5.847.68 4.488.798.32 6.839.54 5.97 Ce/Ce*0.40.530.720.690.690.720.730.770.690.820.770.770.770.81 E u/Eu* 1.12 1.2 1.95 1.08 1.09 1.91 1.17 1.03 1.25 1.15 1.16 1.36 1.57 1.46 Y/Y* 1.87 1.25 1.52 1.44 1.64 1.36 1.3 1.27 1.8 1.28 1.24 1.22 1.26 1.26地层牛蹄塘组九门冲组
岩性碳质页岩碳质粉
砂岩
泥岩碳质粉砂岩泥岩灰岩
样品号NGYJC
44
NGYJC
45
NGYJC
46
NGYJC
47
NGYJC
48
NGYJ C
49
NGYJC
51
NGYJC
52
NGYJC
53
NGYJC
54
NGYJ C
55
NGYJ C
56
NGYJC
57
厚度(m)19.520.521.526.532374349556588129142 La30.7531.0634.5628.9940.9635.3026.1336.5129.9426.6834.3315.23 3.93
C e52.3356.7259.0948.5163.3462.6546.5862.9752.1046.4760.2729.427.12
Pr 6.657.187.15 6.298.07 6.89 5.657.13 5.80 5.42 6.90 3.330.74 Nd24.5627.1727.1023.9130.2025.1922.2526.9222.5920.6225.4913.34 2.97 S m 3.13 3.64 3.57 3.45 4.33 3.30 3.82 3.70 4.02 3.07 2.97 2.340.49 Eu 1.60 1.64 1.380.98 3.64 2.36 2.31 1.46 4.450.800.880.550.16 Gd 3.08 3.34 3.37 3.30 4.80 3.60 4.03 3.75 4.22 3.00 2.57 2.200.55 Tb0.510.550.580.550.730.600.580.590.560.490.450.320.08 Dy 3.16 3.44 3.59 3.39 4.71 3.44 3.46 3.54 3.31 3.07 2.97 1.690.44
H o0.710.760.790.78 1.110.770.740.780.690.650.680.330.09
Er 2.26 2.42 2.48 2.44 3.50 2.40 2.22 2.46 2.09 2.03 2.270.900.25 Tm0.320.370.350.350.500.340.310.350.300.290.350.120.03 Yb 2.26 2.53 2.40 2.39 3.42 2.30 2.00 2.38 1.90 1.96 2.550.790.227 Lu0.330.370.370.340.510.350.290.340.270.280.390.120.03 %REE131.63141.18146.79125.65169.82149.44120.36152.88132.24114.84143.0770.6717.09 %L REE119.02127.40132.84112.12150.54135.69106.73138.69118.90103.06130.8564.2115.41 %H REE12.6113.7913.9413.5319.2813.7513.6214.1913.3411.7812.23 6.46 1.68 L/H9.449.249.538.287.819.877.849.788.918.7510.79.949.15 Ce/Ce*0.810.850.820.780.750.870.830.830.830.840.860.880.91 E u/Eu* 2.26 2.06 1.75 1.28 3.5 3.01 2.58 1.72 4.730.84 1.41 1.06 1.31 Y/Y* 1.25 1.21 1.23 1.28 1.26 1.21 1.23 1.33 1.33 1.25 1.04 1.230.137
第1期杨兴莲等:黔东震旦系 下寒武统黑色岩系稀土元素地球化学特征
表2 三都渣拉沟剖面下寒武统黑色岩系稀土元素分析结果(?10-6)及有关参数
Table2 Analytical results(?10-6)of REEs and relatable parameter for black
shale series from the Zhalag ou section,Sandu C ounty,Guizhou Province
地层灯影组老堡组
岩性
含磷
白云岩
硅质
磷块岩
硅质岩
样品号S DYJC
1
S DYJC
3
SDYJC
4
SDYJ C
5
SDYJC
6
SDYJC
7
S DYJC
8
S DYJC
9
SDYJC
10
SDYJ C
11
SDYJC
12
SDYJC
13
S DYJC
14
S DYJC
15
SDYJC
16
厚度(m)-0.30.10.30.60.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.73 3.3 3.6 3.9 La10.56166.81159.750.6319.2711.98 1.76 3.56 5.30 5.0912.14 2.90 3.180.87 1.19
C e9.10156.53155.490.7217.6713.53 2.42 4.39 6.48 6.3413.60 2.80 3.040.730.92
Pr 1.6537.9137.660.17 4.65 4.100.66 1.08 1.78 1.67 3.260.690.970.220.22 Nd7.57176.31164.450.7822.5021.07 3.04 5.108.548.0314.50 3.21 4.93 1.04 1.00 S m 1.6535.6033.310.18 5.45 5.060.56 1.02 1.86 1.71 2.550.67 1.190.250.23 Eu0.8113.8713.360.10 1.53 1.580.210.400.590.620.730.310.420.120.13 Gd 1.9643.2141.270.23 6.46 6.120.65 1.16 2.15 1.95 2.780.84 1.530.310.40 Tb0.31 6.90 6.590.05 1.12 1.060.120.210.370.310.420.140.260.060.10 Dy 1.7940.2639.520.37 6.97 6.520.77 1.30 2.28 1.90 2.410.87 1.740.420.82
H o0.388.868.750.09 1.56 1.440.180.300.520.410.530.190.410.100.23
Er 1.1225.7025.460.34 4.68 4.270.570.93 1.57 1.21 1.540.60 1.250.340.81 Tm0.16 3.26 3.190.060.640.580.080.140.220.170.200.090.170.060.13 Yb 1.0018.8719.180.43 4.06 3.640.520.92 1.42 1.07 1.280.59 1.090.410.97 Lu0.16 2.59 2.590.070.600.520.080.140.200.160.190.090.150.060.16 %REE38.21736.66710.55 4.2197.1481.4711.6120.6233.2930.6356.1113.9720.33 4.997.29 %L REE31.34587.02564.02 2.5771.0657.328.6415.5424.5623.4646.7710.5713.73 3.23 3.68 %H REE 6.87149.64146.54 1.6426.0824.16 2.97 5.088.747.179.35 3.40 6.61 1.76 3.61 L/H 4.56 3.92 3.85 1.56 2.72 2.37 2.91 3.06 2.81 3.275 3.11 2.08 1.84 1.02 Ce/Ce*0.40.410.430.50.380.410.470.490.450.480.480.430.340.330.27 Eu/Eu* 1.96 1.55 1.58 2.31 1.13 1.24 1.49 1.61 1.3 1.48 1.21 1.8 1.34 2.04 1.77 Y/Y* 1.68 1.85 1.76 1.77 1.32 1.33 1.57 1.45 1.38 1.37 1.4 1.58 1.61 1.43 1.71地层老堡组渣拉沟组
岩性硅质岩
碳质
硅质岩
硅质岩碳质页岩钙质泥岩
样品号S DYJC
17
S DYJC
18
SDYJC
19
SDYJ C
20
SDYJC
21
SDYJC
22
S DYJC
30
S DYJC
31
SDYJC
32
SDYJ C
33
SDYJC
34
SDYJC
35
S DYJC
36
S DYJC
37
SDYJC
38
厚度(m) 4.2 4.5 4.8 5.46 6.3&2/&1
下3.5
&2/&1
下9.2
&2/&1
下13
&2/&1
下19.1
&2/&1
下24
&2/&1
下29
&2/&1
下33.4
&2/&1
下39
&2/&1
下42.5
La 4.2512.73 6.3245.7745.8247.2635.3731.4832.9329.3834.4130.4835.7240.9038.29
C e 3.2413.25 5.3942.7254.1257.6263.5157.4560.8251.9462.7355.7868.6076.6070.54
Pr0.84 4.11 1.11 6.488.068.697.34 6.577.30 6.057.46 6.537.998.828.21 Nd 3.4620.57 4.4522.4329.8234.3428.7625.6429.3223.2330.8425.2631.0833.5031.79 S m0.63 4.950.85 2.94 4.25 5.47 5.43 4.64 5.28 4.01 6.22 4.35 5.34 5.30 5.48 Eu0.23 2.380.39 1.38 1.77 1.99 1.46 2.18 4.94 3.76 3.36 2.85 1.81 1.35 1.35 Gd 1.04 6.02 1.28 4.20 5.16 5.97 5.10 4.38 4.91 4.26 6.24 3.99 5.07 4.49 4.91 Tb0.23 1.000.270.88 1.00 1.090.810.660.680.610.900.590.780.690.78 Dy 1.82 6.04 1.95 6.547.067.21 4.63 3.66 3.71 3.43 4.82 3.37 4.37 3.88 4.30
H o0.51 1.350.51 1.71 1.75 1.740.920.730.740.710.960.680.890.790.84
Er 1.86 3.98 1.70 5.68 5.80 5.60 2.72 2.12 2.16 2.09 2.70 2.06 2.59 2.35 2.44 Tm0.300.530.250.830.830.800.390.300.310.300.380.290.360.340.35 Yb 2.09 3.44 1.62 5.60 5.57 5.43 2.68 2.04 2.11 2.00 2.50 2.05 2.50 2.34 2.32 Lu0.320.500.250.840.820.810.390.300.310.300.370.300.370.350.34
%REE20.8380.8426.33147.99171.83184.03159.51142.13155.51132.07163.87138.59167.47181.68171.93 %L REE12.6657.9818.51121.71143.84155.37141.86127.95140.59118.38145.02125.25150.53166.47155.66 %H REE8.1722.867.8226.2827.9928.6617.6514.1914.9213.6918.8613.3416.9415.2216.27 L/H 1.55 2.54 2.37 4.63 5.14 5.428.049.029.428.657.699.398.8910.949.57
Ce/Ce*0.330.380.40.50.590.590.840.860.840.840.830.850.890.880.87
Eu/Eu* 1.28 1.91 1.65 1.71 1.66 1.53 1.22 2.13 4.27 4.01 2.37 3.01 1.53 1.22 1.15
Y/Y* 1.85 1.3 1.74 1.71 1.65 1.46 1.02 1.08 1.05 1.11 1.05 1.1 1.17 1.05 1.01
8地 质 论 评2008年
图2 丹寨南皋下寒武统黑色岩系北美页岩标准化稀土元素分布模式:(a) 白云岩;(b) (d) 硅质岩;
(e) 磷块岩和石煤层;(f) (i) 碳质页岩;(j) (k) 碳质粉砂岩和泥岩;(l) 灰岩
Fig.2N A SC no rmalized REE dist ribution patterns of the L ow er Cambr ian black shale ser ies in the Nang ao sect ion,Danzhai County,Guizho u P ro vince:(a) do lomite;(b) (d) chert;(e) phospho rite and sto ne co al bed;(f) (i) black shale;(j) (k) siltst one and mudstone;(l) limesto ne
9
第1期杨兴莲等:黔东震旦系 下寒武统黑色岩系稀土元素地球化学特征
图3 丹寨南皋剖面北美页岩标准化稀土元素参数剖面演化图
Fig.3 N A SC nor malized REE ev olution in the L o wer Cambr ian black shale series at N angao sectio n,Danzhai County
4.2 C e异常(C e/C e*)
现代海水中Ce异常的研究表明Ce对于判断氧化还原环境来说是一个敏感的因素(DeBaar et al.,1985;E lderfield and Sholkov itz,1987; DeBaar et al.,1988;Sho lkov itz and E lderfield, 1988;Sho lkov itz et al.,1989;Germ an and Elderfield,1989;Germ an et al.,1991;Schijf et al.,1991)。Ce/Ce*值反映Ce富集和亏损的情况。在海水及沉积物中稀土元素主要呈Ce3+形式存在。但由于原子结构的差异和环境氧化 还原条件的变化,Ce元素还可以呈Ce4+离子形式存在于海水及沉积物中,与其他三价稀土元素发生分离,出现异常。通常在氧化条件下,Ce3+氧化成Ce4+, Ce4+易发生水解和被Fe、Mn的氧化物吸附而沉淀,与其他稀土元素分离,造成海水中Ce亏损;在缺氧还原条件中,Fe的氧化物溶解,Ce4+还原为
10地 质 论 评2008年
图4 三都渣拉沟剖面下寒武统黑色岩系北美页岩标准化稀土元素分布模式:(a) 老堡组硅质磷块岩;
(b) (c) 老堡组硅质岩;(d) (e) 渣拉沟组底部黑色页岩;(f) (h) 渣拉沟组顶部钙质泥岩
F ig.4 NA SC no rmalized REE distributio n patter ns of the L ow er Cambrian black shale ser ies in Zhalag ou,Sandu County,Guizhou Pr ovince(a) Phosphor ite(b) (c) Chert(d) (e) Black sha le(f) (h) Calcareous mudstone
Ce3+,导致Ce在海水中富集呈现正异常。
早寒武世的CO2浓度是今天的20倍(Crow ley and Berner,2001),高浓度的CO2增加温室效应,导致全球海平面的上升。在温室效应下,海洋水循环非常缓慢,造成深水盆地的缺氧海水盐度的分层性(T ucker,1992)。在现代分层海盆中(如黑海),浅水层中部水中REE浓度明显降低,并且出现非常明显的Ce负异常;而在现代氧化性大洋的浅水层中不存在Ce负异常或者甚至是Ce正异常。氧化性大洋环境水体中形成的化学或生物沉积物(如碳酸盐)应该具有与水体一样Ce异常(即Ce负异常);而分层性海盆氧化水体沉积物也具有Ce负异
11
第1期杨兴莲等:黔东震旦系 下寒武统黑色岩系稀土元素地球化学特征
图5 三都渣拉沟剖面北美页岩标准化稀土元素参数剖面演化图
F ig.5 NA SC no rmalized REE evo lutio n in the L ow er Cambr ian black shale ser ies at Zhalag ou section,Sandu County
常,但分层性海盆还原环境中的沉积物无Ce负异常(Shields and Stille,2001)。
本文采用公式Ce/Ce*=3Ce N/(2La N+Nd N)来计算Ce异常,其中N表示以北美页岩标准化。Ce/Ce*值变化过程反映了沉积环境还原 氧化变化过程,并以Ce/Ce*值为0 78作为划分氧化还原环境的参考值(Wright et al.,1987)。丹寨南皋剖面的老堡组硅质岩Ce/Ce*值从0 66~0 79变化,无明显负异常,应为弱还原到弱氧化环境;而老堡组顶部的碳酸盐透镜体和其上牛蹄塘组底部石煤层附
12地 质 论 评2008年
近的Ce的负异常非常明显,从0 3~0 74,平均值为0 53,明显的氧化环境;石煤层之上的牛蹄塘组炭质页岩从0 69~0 87,即牛蹄塘组下部Ce/Ce*值为0 72~0 69,而上至中、上部Ce/Ce*值为0 81 ~0 88,局部出现0 77和0 75,表明丹寨牛蹄塘组沉积时期由早 晚为氧化 弱还原环境。三都渣拉沟剖面的老堡组上段硅质岩Ce/Ce*值从0 27~ 0 5,平均值为0 4,为强氧化环境,其上渣拉沟组底部炭质页岩Ce/Ce*值从0 5~0 59,仍为强氧化环境,而到渣拉沟组上部钙质泥岩,Ce/Ce*值全部大于0 78,从0 89~0 83,明显的还原环境。然而全球早寒武世这段富含有机碳的黑色页岩地层沉积时期普遍处于缺氧环境中,相当低的 13C值主要是由于当时在大气和海洋中高的CO2浓度和缺氧海水环境引起的(Cao et al.,2004;Goldberg et al., 2007;Yang et al.,2007),与Ce/Ce*值判断的情况正好相反。之所以会出现这种矛盾的解释,本文认为可能受热水作用的影响。而且地层中Ce异常的影响因素颇多:包括形成沉积岩的海洋是否分层,以及沉积岩是否存在成岩作用及后期风化作用等(Shields and Stille,2001)。所有的酸性热液流体的稀土模式表现出轻稀土富集,Eu和Y的正异常(Douville et al.,1999),经北美页岩组合样标准化后,Ce常有明显负异常,LREE/H REE较小,北美页岩组合样标准化曲线近于水平或左倾(李胜荣等, 1995;杨剑等,2005)。而且海水中的Ce亏损程度不仅仅取决于氧化潜力(Germ an and E lderfield, 1990),微生物的活动(M offett,1990)、pH值(Broo kins,1989;T ricca et al.,1999;Stille et al.,2000)、水体深度(Piepg ras and Jacobsen, 1992;Fig.1b)和海洋的时代(Germ an and Elderfield,1990)也能将Ce3+氧化到Ce4+,造成Ce亏损。早寒武世处于最大海侵时期,海平面迅速上升,大大提高了表层水生物繁育率(蒲心纯等, 1993)。Ce异常与海平面升降的依赖关系说明水深控制了底层水体的氧化还原程度和Ce的亏损程度:海平面上升,底层水体溶解氧浓度降低,沉积物的Ce异常值趋负;海平面下降,底层水体溶解氧浓度升高,沉积物的Ce异常值趋正(W ilde et al., 1996;冯洪真等,2000)。鉴于上述解释,笔者等认为丹寨南皋剖面的老堡组硅质岩未受热水作用,为弱还原到弱氧化环境,牛蹄塘组的黑色页岩系由于受到热水作用,海水环境发生明显变化,已由原来的正常海水环境变化为强还原逐渐向氧化环境过渡;三都渣拉沟剖面由于该期整套黑色页岩系都受到热水的影响而表现出强烈的缺氧环境。
Ce的负异常是指示燧石形成海洋环境的良好指标(Shimizu and M asuda,1977;彭军等,1999)。在干燥气候条件下,Ce的迁移能力低,导致沉积海盆中Ce的亏损,进而沉积岩中出现Ce的负异常(于学元等,1996)。据Murray等(1991)研究报道,在扩张洋脊、大洋底以及大陆边缘这三种不同沉积背景中沉积的硅质岩,其平均Ce/Ce*值分别为0 29、0 58和1 03。丹寨南皋的硅质岩Ce/Ce*比值为0 66~0 79,平均值为0 75来判断硅质岩的沉积环境,处于深水盆地和斜坡边缘之间,结合岩相古地理分析,说明本区硅质岩主要是在干燥气候的上斜坡环境下形成的,与湘西的晚前寒武纪的层状硅质岩(彭军等,1999)形成环境相似。牛蹄塘组下部黑色页岩的Ce/Ce*比值为0 4~0 87,平均值为0 75,与其下的硅质岩的沉积环境相似,但在牛蹄塘组上部海水相对变浅,并稳定持续至九门冲组灰岩。三都剖面的硅质岩的Ce/Ce*比值为0 27~0 5,平均值为0 41,处于扩张洋脊和大洋底之间,说明本区的硅质岩的沉积环境主要是在较深的深海环境下形成,结合当时的古地理环境,应为下斜坡底靠近海盆的沉积。渣拉沟组顶部的黑色钙质泥岩的Ce/ Ce*比值为0 83~0 89,平均值为0 86,环境明显较浅。
5 结论
研究表明丹寨南皋剖面并不像先前大多数学者所认为的都处于缺氧的大陆架边缘,而是老堡组的硅质岩仍为正常的弱氧化到弱还原海水环境,主要沉积在大洋盆地的深海环境至大陆边缘斜坡的半深海环境,并且不具热水沉积特征,进入牛蹄塘组以后海水环境发生明显变化,随着热水沉积物的加入,已由原来的正常海水环境变化为强还原逐渐向氧化环境过渡。与黔北下寒武统牛蹄塘组黑色岩系主要表现为Ce负异常的干燥气候的较深浅海的还原环境,黑色岩系为正常海水与岩浆热卤水混合沉积的产物(Feng et al.,2004;杨剑等,2005)的稀土模式特征相似。三都的水体在同期内明显比丹寨深,这可表现在老堡组硅质岩的沉积环境主要是在靠近盆地的水体较深的下斜坡底部环境,已为缺氧环境,且三都生物化石明显较丹寨南皋剖面少得多,说明同时期内比丹寨更为缺氧,且主要为海底热水沉积的产物。
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第1期杨兴莲等:黔东震旦系 下寒武统黑色岩系稀土元素地球化学特征
致谢:贵州大学王约副教授、剑河八郎农民刘峰和刘冲协助野外工作;南京大学杨竞红副教授、潘家永博士给予帮助并提供有益建议,在此一并致谢。
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YANG Xing lian 1)
,ZH U M aoyan 2)
,ZH AO Yuanlong 1)
,ZH AN G Junm ing 2)
,GUO Qingjun 3)
,PI Daohui
3)
1)College of R esour ce and E nv iro nment of Guiz hou Univer sity ,Guiy ang,550003;2)State K ey L abor ato ry of Palaeobiology and S tr atigr ap hy ,N anj ing I ns titute o f Geolo gy and
P alaeontology ,Chinese A cademy of Sciences ,N anj ing,210008;
3)State K ey L aborator y of Envir onmental Geochemis try ,I ns titute of Geochemis tr y ,
Chinese A cademy of S ciences ,Guiy ang,550002
Abstract:A nalyses o f REEs from the E diacaran Cambrian transition interval black rock series on Nang ao section and Zhalag ou section,eastern Guizhou,South China,characterized by :(1)lots o f REEs enriched at the boundary betw een the M eishucunian and Qiongzhusian;(2)a distinct neg ative Ce anom aly and a po sitive E u ano maly,indicate anox ic conditions w ith hy drotherm al inputs.H ow ever,o xy gen deficient environment and hy dro thermal inputs varied betw een the sections.The black shale of the Niutitang Form ation in Danzhai w as deposited in an ox ygen deficient enviro nm ent gradually transform ing to an oxic environment in the shallow shelf area,w ith occasional upw elling and hy drotherm al fluid input.The black chert of the underlying Laobao Form ation fo rmed in an ox ic environment betw een the shelf and slope.In contrast,the silicastone of the Laobao Form ation in Sandu form ed in an anox ic environm ent in deeper w ater w ith frequent hydr othermal activity ,as in w estern H unan and the T arim Basin.
Key words:black ro ck ser ies;Ediacar an Cambrian transition interv al;REEs;eastern Guizho u
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第1期杨兴莲等:黔东震旦系 下寒武统黑色岩系稀土元素地球化学特征
第54卷 第1期 2008年1月 地 质 论 评 GEOLOGICAL REVIEW V ol.54 N o.1Jan. 2008 注:本文为国家自然科学基金资助项目(编号40162002)、黔科合J 字[2007]2151号、973项目(编号2006C B806401)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX3 SW 141)和贵州大学博士启动基金项目的成果。收稿日期:2007 05 20;改回日期:2007 09 19;责任编辑:章雨旭。 作者简介:杨兴莲,女,1976年生。副教授,博士。古生物学与地层学专业。Em ail:yangxinglian2002@https://www.doczj.com/doc/074035593.html, 。 黔东震旦系 下寒武统黑色岩系 稀土元素地球化学特征 杨兴莲 1) ,朱茂炎2),赵元龙1),张俊明2),郭庆军3),皮道会3) 1)贵州大学资源与环境工程学院,贵阳,550003; 2)中国科学院南京地质古生物研究所现代古生物学和地层学国家重点实验室,南京,210008; 3)中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵阳,550002 内容提要:通过对黔东丹寨南皋剖面和三都渣拉沟剖面的稀土元素分析发现:两条剖面的梅树村期与筇竹寺期分界处大量稀土元素明显富集,黑色页岩中存在明显的Ce 负异常和Eu 、Y 正异常,表明为缺氧和热水沉积的产物。这套黑色岩系总体沉积于缺氧和具热水注入的环境中,但发生缺氧和热水注入的时间和强度在不同地方会有不同的表现。 关键词:黑色岩系;前寒武纪 寒武纪转换时期;稀土元素;黔东 最近30多年来,稀土元素地球化学日益受到人们重视。一方面,稀土在农业和科学技术中显示出越来越广泛的应用,促进人们对稀土资源的日益增长的需求;另一方面,稀土元素作为示踪剂,显示出他们在成岩和成矿过程中,对物质来源、形成环境和构造位置等有着重要的指示作用(涂光炽等,1998)。 稀土元素的含量、总量及组合规律客观反映地质体的演化过程、地质作用的物理化学条件以及成矿的物质来源,常被用作地球化学作用的指示剂(刘云,1998)。稀土模式可用来指示沉积岩的物源,LREE/H REE 比值低,无Eu 异常,则物源可能为基性岩石;LREE/H REE 比值高,有负Eu 异常,则物源多为酸性岩石(赵红格等,2003),因而对其组成和配分的研究是探讨沉积岩岩石物源的重要途径之一。 在中国南方下寒武统广泛发育一套以富含有机质为特征的海相黑色岩系,包括各种暗色页岩、硅质岩、粉砂岩和少量碳酸盐岩(高振敏等,1997)。这套黑色页岩组合,蕴藏着丰富的石煤、钒、磷、钡及多金属富集层等矿产资源,是地质历史发展进程中重要的岩相标志层。近年来不少学者对这套黑色岩系进行了多种地球化学分析,试图解释其物质来源、形成环境和一些地球化学元素的富集机理等(李胜荣等, 1995;彭军等,1999;冯洪真等,2000;曹双林等,2004;杨剑等,2005;Steiner et al.,2001;Feng et al.,2004;Pan et al.,2004;Jiang et al.,2003, 2006;杨瑞东等,2007),基本都得出了该期沉积主要为缺氧环境,且热水提供了大量多金属元素物质来源的结论。就贵州地区而言,研究主要集中在扬子地台浅水相区,而在扬子地台过渡区和江南区的研究几乎为空白。因此本文对贵州东部深水相区的丹寨南皋剖面和三都渣拉沟剖面进行了系统的稀土元素地球化学研究,旨在探讨该区前寒武纪 寒武纪转换时期沉积的黑色岩系的形成环境和物质来源。 1 地质背景 丹寨和三都地区位于贵州东南部,分属寒武纪华南沉积区的过渡区和江南区(尹恭正,1987),发育了不同的沉积组合及生物组合特征。 丹寨南皋下寒武统地层剖面位于丹寨以北南皋乡九门村(图1),出露较好,剖面层序自下而上为灯影组、老堡组、牛蹄塘组、九门冲组、变马冲组。老堡组由黑色薄层硅质岩及磷块岩组成,厚7 8m ;牛蹄塘组由黑色炭质页岩、泥岩、粉砂质泥岩组成,厚121 1m ,产大量海绵化石,主要有Saetasp ongia,Choia 和Sanshap entella 等;九门冲组由深灰色、黑
《地球化学》实习测验 REE图表处理及参数计算 一、实习目的 1、掌握稀土元素组成模式图的制作方法。 2、掌握表征稀土元素组成的基本参数。 3、培养独立查阅文献及处理数据的能力。 二、基本原理 1、稀土元素组成模式图 1、原子序数为横坐标 2、标准化数据为纵坐标 3、对数刻度 2、表征稀土元素组成的基本参数 3、稀土总量 4、轻重稀土比值 5、轻稀土分异指数 6、重稀土分异指数 7、铕、铈异常 三、实习测验内容 1、绘制各类侵入岩的稀土元素组成模式图； 2、计算各类侵入岩稀土元素组成的基本参数； 3、对已绘制的图表和计算出的数据进行解释。 4、在以上实习内容掌握之后，自行查阅文献一篇，并进行以上3项操作。
四、实习测验步骤 1、根据查阅文献数据，找到自己想要的数据 表1 蒙库铁矿床岩石、矿石、矿物稀土元素成分分析（ppm） 2、选出自己要的数据建立表格 表2 稀土元素组成模式图（ppm） 3、对数据进行球粒陨石标准化 表3球粒陨石标准化后稀土元素组成模式图(ppm) 图1 蒙库铁矿床稀土元素配分图 5、计算稀土元素基本参数 表4 表征稀土元素组成的基本参数 6、数据及图表的解析 （1）绿帘石：∑REE=266.49ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=4.98，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=2.26，(Gd/Lu)N=1.47，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=1.23，为强正异常；Ce异常值=0.95，表明Ce基本无异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （2）磁铁矿矿石：∑REE=10.75ppm，表明稀土元素含量较低；LR/HR=3.15，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=1.47， (Gd/Lu)N=0.88，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。 Eu异常值=1.8，为强正异常；Ce异常值=0.84，位弱Ce异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。
煤中稀土元素地球化学的研究进展 刘文中,肖建辉,陈 萍 (安徽理工大学地球与环境学院安徽省矿山地质灾害防治重点实验室,安徽淮南 232001) 摘 要:对国内外有关煤中稀土元素丰度的资料做了最新的统计分析,并讨论了煤中稀土元素的丰度、来源和赋存形式及地质成因。研究结果表明,稀土元素在煤中主要与硅酸盐矿物结合,其来源主要是陆源碎屑或溶液,同时也不排除煤中有机质在吸附稀土元素时起的重要作用;煤中稀土元素的分布特征继承了陆源物质铕(Eu)负异常的地球化学特征;煤中稀土元素的分布特征不受煤变质程度的影响,煤中稀土元素含量主要取决于煤的无机组分含量。 关键词:稀土元素;地球化学;煤 中图分类号:P595 文献标志码:B 文章编号:0253-2336(2007)11-0106-03 R esearch progress on geochem istry of rare earth elem ent i n coal LIU W en zhong ,X I A O Jian hu,i C HEN P i n g (Anhui P rov i n ci a lK ey L ab of m i ne g eolog ic a l d isaste r pre v e n ti on and con t rol ,School o f Ea rt h and E nvironm e n t , Anhui Universit y o f S cie n ce and Tec hn ology,Hua i nan 232001,C hina ) 基金项目:安徽省教育厅高校省级自然科学重点研究资助项目(KJ2007A006) 稀土元素有特殊的地球化学性能,如化学性质稳定、均一化程度高、不易受变质作用干扰,一经 纪录 在含煤岩系中,容易被保存下来,是研究煤地质成因的地球化学指示剂。稀土元素在自然界分布广泛,虽然煤中稀土元素含量不高,但在煤灰中稀土元素可以富集,并可望得到综合利用。因此,对煤中稀土元素的研究已成为煤地质学、环境科学以及材料科学的重要内容。 1 煤中稀土元素的丰度 国外研究煤中稀土元素起步较早,一些学者在 实验基础上得出了可靠的数据,如Sw a i n 报道了世界多数煤中稀土元素含量大致范围[1] ;世界煤中 稀土元素总量的平均值为46 3 g /g [2] ;美国煤中稀土元素总量的平均值为62 1 g /g [3];加拿大悉 尼盆地煤中稀土元素总量的平均值为30 g /g [4] 。 国内开展煤中稀土元素研究始于20世纪90年代,近年来取得了一些重要的研究成果。赵志根等人对中国110个煤样中稀土元素的含量分布进行了分析与总结[5] ,由于煤中稀土元素的赋存受多方面因素影响,稀土元素在煤中的含量分布范围相当宽,中间值段80%样品的分析数据可较为客观地 反映中国多数煤中稀土元素的丰度。研究者们还发现,在La ,Ce ,N d ,Sm,Eu ,Tb ,Yb,Lu 这8个稀土元素中,除Eu 外其余7个元素在煤中的平均值含量明显高于世界煤。华南二叠纪煤中稀土元素总量的平均值最大,其次是华北石炭、二叠纪煤,中新生代煤最小 [6] 。淮北煤田二叠纪煤中稀 土元素明显富集,稀土元素总量平均值为141 2 g /g ,高于中国及世界其他地区的煤 [7] 。华南地 区晚二叠世和晚三叠世的煤中,不同煤层的稀土元素含量平均值变化较大,在32~456 g /g [8] 。虽然不同地区、不同数量煤样的分析结果丰富了煤中 稀土元素丰度的数据,但就样品数量和代表性而言,研究中国煤中稀土元素的丰度仍具有很大的局限性。 2 煤中稀土元素的来源和赋存形式 近年来,国内外陆续报道了有关煤中稀土元素来源和赋存形式的研究成果:!保加利亚Piri n 煤中稀土元素主要与硅酸盐矿物相结合,煤中稀土元素的含量随灰分的增高而增加;与灰分及灰分的主要成分(S,i A ,l Fe ,Na )具有较好的正相关关系,而与低灰分中的典型组分钙缺少相关性,煤和岩石夹层的稀土元素标准化分布模式相似;与典型的陆源灰分的微量元素(T ,i Pb ,C r ,Th ,Ta , 106
冷泉碳酸盐岩的稀土元素地球化学特征及氧化还原条件示踪 * 卞友艳1,3, 林治家1,3, 冯东1,2, 陈多福1,2 【摘 要】摘要: 在海底冷泉活动区渗漏甲烷被细菌缺氧氧化为 HCO3-, 产生碳酸盐岩沉淀, 同时消耗沉积物孔隙水中的硫酸根离子, 从而改变沉积环境的氧化还原条件。墨西哥湾和刚果扇的现代冷泉碳酸盐岩及摩洛哥 Hollard Mound中泥盆统和意大利Marmorito中新统冷泉碳酸盐岩的泥晶和亮晶碳酸盐矿物的稀土元素(rare earth element, REE)总量(ΣREE)质量分数变化范围较大 (0.3×10–6—43.7×10–6), 泥晶的ΣREE高于亮晶碳酸盐矿物。稀土元素页岩标准化配分模式具有不同的Ce异常特征, 即使在同一地点采集的样品也表现出不同的Ce异常, 显示了冷泉活动区海底除目前认识到的还原环境外, 至少存在局部和短暂的氧化环境。氧化还原条件的改变可能与冷泉流体流动速率变化有关, 或与甲烷缺氧氧化伴生的反硝化作用产生的氧有关。 【期刊名称】热带海洋学报 【年(卷),期】2012(000)005 【总页数】8 【关键词】关键词: 冷泉碳酸盐岩; 氧化还原条件; 稀土元素示踪 海底甲烷微生物氧化形成的自生碳酸盐岩(冷泉碳酸盐岩)广泛发育于全球古代和现代冷泉环境中[1], 它是甲烷氧化古菌和硫酸盐还原细菌共同新陈代谢作用的产物[2-4]。在海底冷泉活动区, 渗漏甲烷被甲烷氧化菌氧化成重碳酸根离子, 与孔隙水中的钙和镁离子结合, 沉淀形成自生碳酸盐岩, 同时孔隙水中的硫酸根离子被硫酸盐还原菌还原成硫化氢, 与铁离子结合, 形成黄铁矿[5-6], 从而改变冷泉活动区海底沉积物的氧化还原条件。 目前, 海底冷泉观测发现流体流量、温度、热扩散系数、pH、盐度和元素含量(如Li, Ca, Mg, B, Cl,S)等均随时间和空间而变化[7-23]。这些参数的变化很可能与海底微生物作用有关, 但目前无论是古冷泉还是现代冷泉均很难追踪海底沉积环境物化参数的变化。 稀土元素(rare earth element, REE)具有相似的地球化学特性, 在缺氧条件下Ce与其他稀土元素相似, 以 Ce3+形式存在, 在氧化条件下可溶的 Ce3+被氧化成不可溶的 Ce4+, 从而引起稀土元素分馏[24-25]。因此, 自生矿物的Ce异常可以有效地指示形成环境的氧化还原条件。 在海洋环境中, 珊瑚、磷酸盐沉积物以及热液作用下形成的碳酸盐沉积物的稀土元素组成被广泛应用于指示氧化还原条件的研究[26-28]。然而, 冷泉碳酸盐岩中的稀土元素研究却极少引起关注, 仅在南海北部、墨西哥湾和黑海有一些报道[29-32]。此外,在碳酸盐岩成岩过程中稀土元素配分模式表现出相对的稳定性[33-36]。因此, 稀土元素是示踪冷泉碳酸盐岩沉淀环境氧化还原条件变化的理想参
地球化学稀土元素配分分 析 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
《地球化学》实习测验 REE图表处理及参数计算 一、实习目的 1、掌握稀土元素组成模式图的制作方法。 2、掌握表征稀土元素组成的基本参数。 3、培养独立查阅文献及处理数据的能力。 二、基本原理 1、稀土元素组成模式图 1、原子序数为横坐标 2、标准化数据为纵坐标 3、对数刻度 2、表征稀土元素组成的基本参数 3、稀土总量 4、轻重稀土比值 5、轻稀土分异指数 6、重稀土分异指数 7、铕、铈异常 三、实习测验内容 1、绘制各类侵入岩的稀土元素组成模式图； 2、计算各类侵入岩稀土元素组成的基本参数； 3、对已绘制的图表和计算出的数据进行解释。 4、在以上实习内容掌握之后，自行查阅文献一篇，并进行以上3项操作。 四、实习测验步骤 1、根据查阅文献数据，找到自己想要的数据 表1 蒙库铁矿床岩石、矿石、矿物稀土元素成分分析（ppm） 2、选出自己要的数据建立表格 表2 稀土元素组成模式图（ppm） 3、对数据进行球粒陨石标准化 表3球粒陨石标准化后稀土元素组成模式图(ppm) 图1 蒙库铁矿床稀土元素配分图 5、计算稀土元素基本参数
表4 表征稀土元素组成的基本参数 6、数据及图表的解析 （1）绿帘石：∑REE=，表明稀土元素含量较高；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，表明Ce基本无异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （2）磁铁矿矿石：∑REE=，表明稀土元素含量较低；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=， (Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，位弱Ce异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （3）块状黄铁矿：∑REE=225ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，为Ce弱异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，Eu正异常明显特征。 五、结论 1、绿帘石、磁铁矿矿石、块状黄铁矿的配分模式具有相似性，均为右倾型，正Eu 异常，富集轻稀土元素。差别在于（1）稀土元素含量，绿帘石和块状黄铁矿具有较丰
在岩浆作用中，REE趋向于晚期富集。由超基性岩、基性岩、中性岩一酸性岩或碱性岩，REE逐浙增高，并在钠质火成岩类的碱性岩中达最大富集。从世界上各类稀土矿床的产出情况来看，REE成矿的母岩主要是碱性岩、碳酸岩和花岗岩。和其他稀有元素一样，REE 在岩浆岩中的矿化宫集作用在很大程度上取决于REE的丰度和岩石化学条件。 Cullers和Grat(1984)用Eu／Sm表示Eu的异常，他以成粒陨石的Eu焰皿比值0．35为标准：大于此值为正Eu异常；小于此值为负Eu异常，与此值相近为无异常。 δEu值在稀土乔素地球化学参缉中占有轻重要的地位，它常常作为划分同二大类岩石的亚类和讨论成岩成矿条件的重要参数之一。例如花岗岩类可划分为壳型与壳樱型和富碱侵入体型。壳型花岗岩Eu为中等亏损，δEu平均值为0.46；壳幔型花岗岩Eu为弱亏损，δEu平均值为0.84；碱性花岗岩Eu则强烈亏损，δEu＜0.30。 2．总的说来，REE的分馏程度较低，稀土球粒陨石标准化分布型式比较简单。其中大陆玄武岩富集∑Ce；侵入基性岩的稀土分馏较小；从中大西洋脊和东太平洋隆起采集的深海次碱性玄．武岩看，其REE分布型式与球粒陨石相似，仅La、Ce、Pr有明显亏损，在更碱性的深海玄武岩中未见La、Ce、Pr亏损。 3.大陆玄武岩的稀土改分变化很大，但存在两个明显的趋势。无论是∑REE或∑Ce／∑Y均大于球粒陨石。除个别例外，玄武岩的铕异常都很不明显，其δEu值高于沉积岩和花岗岩的δEu值。有时还见有负铈异常，如西伯利亚玄武岩的∑Ce均＜l。 (2)碳酸岩和共生的碱性硅酸盐岩石 虽然碳酸岩具有最高的REE含量和LREE／HREE比值，但其变化范围也很大(∑REE ＝72—15515ppm，(La/Lu)cn＝7．1 —1240)。碳酸岩无Eu异常，但出现负Ce异常。无Ce异常的样品比有Ce异常的样品可能形成于更低的氧化条件下。 三、稀土参数图解 这类图解很多，可用于探讨岩石的形成机理或成因分类等问题。分别叙述如下： (一)La／Sm—La图解 La／Sm对La的图解(图70)，在此图上，可以把部分熔融与分离结晶作用区分开来。如该图所示，取自大洋中脊的样品主要落在部分熔融的趋势线上，而冰岛及其附近的样品则沿分离结晶的趋势线分布，这反映了上述岩石的不同成因。此图解用于基性岩类是没有问题的，但对于花岗岩类能否应用则有不同的认识。因为在基性岩中无含REE的副矿物，而在花岗岩类中则常出现含REE的副矿物，如磷灰石、德石、锆石等，甚至于出现REE的独立矿物，如褐帘石、独居石、磷亿矿等；另外，在基性岩中无挥发分，而在花岗岩类(尤其是岩浆分异晚期岩体)中常有挥发分，特别是氟)的聚集，后者的出现对REE分配系数有很大影响。因此在对花岗岩类制作La／Sm—La图解或进行定量模式计算对都要充分考虑上述影响因素，并设法加以排除，否则所计算与团解得出的结论难以令人信服。
稀土元素在沉积学中的应用 摘要：稀土元素之间化学性质极其相似、溶解度普遍较低及在风化、剥蚀、搬运、再沉积和成岩作用过程中元素分馏作用极为复杂等性质对沉积方向诸多问题的研究具有重要意义。本文则主要通过概括和实例来介绍稀土元素在地质方面的应用，特别是在沉积学领域判断岩石成因、构造背景、物源、环境的酸碱性、白云岩成因、古气候分析及古水深分析等方面的具体应用。 关键字:稀土元素沉积学应用物源古气候古水深构造背景岩石成因 1.引言： 由于近年来国家对稀土元素的重视，导致了大家对稀土元素的研究更加深入，研究表明稀土元素在工业、军事、农业、地质等领域都能得到广泛应用。而对沉积环境中REE（稀土元素）的最早研究工作是Minami（1935）对古生代欧洲和日本“页岩”的分析。直到六十年代，才进行了一些其他方面的研究（Haskin 和Gehl，1962;Balashov等，1964；Wildeman和Haskin,1965；Haskin等，1966）,在这之前，这些方面几乎是空白。而随着稀土元素在国内地位的提升，学者们对它的研究也在不断进步，目前国内学者把沉积岩的稀土元素地球化学特征主要应用于研究不同地区和时代的地层的稀稀土元素地球化学的差异及其与地质事件、界线剖而、地壳演化的关系[1]。本文主要介绍稀土元素在沉积学中的应用，不仅利用稀土元素对沉积环境的判断，还对在判断岩石成因、构造背景、物源、白云岩成因、古气候分析及古水深分析等方法进行了详细的介绍。 2.判别岩石成因 岩石、矿石与矿物中的REE组成特征可用于探讨其成因。不仅对火成岩，而且对沉积岩与变质岩也适用。就火成岩而言，通过REE定量模式的计算可以确定其由部分熔融或者分离结晶作用所形成；根据REE球粒陨石标准化分布型式的异同可为岩石的成因与分类提供证据。比如，根据湖南香花岭43l岩墙与癞子岭花岗岩REE分布型式及REE参数的相似性，论证了黄玉霏细斑岩为地壳重熔型花岗岩浆的晚期分异产物[2]。又如对花岗伟晶岩的成因长期来争论不休，主要有费尔斯曼的残余岩浆说与查瓦里茨基的交代说。而按照分离结晶作用的原理，如果某伟晶岩体由残余岩浆形成，则其REE地球化学特征应与母花岗岩间
课程名称：应用地球化学课程编号：课程类型：学位课考核方式：考查 学科专业：地质工程年级：2011级姓名：冯铭学号：10076119102 河北工程大学2011～ 2012学年第二学期研究生课程论文报告
浅析稀土元素地球化学研究与应用 摘要:本文简单介绍了稀土元素的分类、稀土元素地球化学的主要性质、稀土元素的电子构型以及稀土元素含量和分布的控制因素。通过阐述稀土元素的这些地球化学原理引出稀土元素在在地球化学等各个方面的应用，从而展望出稀土元素的重要性与发展空间。 关键词:稀土元素；地球化学；研究；应用 前言：稀土元素（Rare Earth Element）是从18世纪末叶开始陆续发现，当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。稀土一般是以氧化物状态分离出来的，又很稀少，因而得名为稀土(Rare Earth，简称RE或R)。稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素，称为稀土元素。近年来，稀土元素的研究十分活跃，业已成为微量元素地球化学研究的热点。我国是稀土资源大国，储量占全球近80%，在这方面积累了相当丰富的第一手资料。自上世纪9O年代以来稀土的应用得到了蓬勃的发展，也越来越受到人们的关注，为了更好更有效的利用稀土，就要了解和掌握稀土元素的地球化学行为。 1.稀土元素的分类 一般将稀土元素划分为两个亚族： 1）轻稀土元素包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕七个元素，或称铈族（cerium group）稀土，它们具有较低的原子序数和较小质量；分布在以包钢稀土为代表的北方轻稀土。2）重稀土元素（heavy rare earth elements, HREE），包括钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥，它们具有较高的原子序数的较大质量，有人将化学性质与重稀土元素相近的钆也列入重稀土亚族，因此重稀土元素也称为钆族（yttrium group）稀土。我国重稀土资源主要分布在江西、广东、广西、福建、湖南等南方地区，以罕见的离子态赋存于花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。 2.稀土元素地球化学的主要性质 1）稀土元素属新增电子充填在4f亚层的“4f型元素”：4f亚层电子因受5s2和5p6亚层中8个电子的屏蔽，很少参与化学反应，故这15个元素的化学性质相似，在自然界密切共生，成组进入矿物晶格。
稀土元素地球化学研究论文 1区域地质背景 老君山成矿区大地构造处于华夏地块、江南造山带、扬子地块、三江 造山带等几大构造单元接合部位(图1)。研究区主要出露寒武系、奥陶系和泥盆系，其中早、中寒武统为主要赋矿层位；中部为老君山燕山 期S型复式花岗岩体，出露面积约153km2；紧邻老君山花岗岩体形成 了一套穹窿状变形变质岩系，被称为“老君山变质核杂岩”（李东旭 和许顺山，2000；Yanetal.,2005，2006；），变形-变质作用的峰期 为印支期（约235Ma）（刘玉平等，2007a；冯佳睿等，2011）。成矿 区受到多期地质作用叠加(早加里东期、印支期、燕山期)，成矿过程 十分复杂。区内都龙超大型锡多金属矿床在20世纪60年代被探明， 因为矿床紧邻老君山花岗岩体，且岩体富含锡、钨等成矿物质，该矿 床最初被认为是典型的花岗岩岩浆热液型矿床（宋焕斌，1989；安保华，1990；忻建刚和袁奎荣，1993）。20世纪末期至今，随着区内新寨、南秧田等矿床的发现，相关该区矿床的理解也取得了新的进展， 因为主矿体呈层状或似层状与地层整合产出，块状硫化物矿石中发现 了大量鲕状结构、层纹条带状构造等典型特征，并通过地层和矿石的 稀土、微量元素分析证实了加里东期海底（火山）喷流沉积成矿作用 的存有（罗君烈，1995b；周建平和徐克勤，1997；曾志刚等，1999； 贾福聚，2010a；石洪召等，2011；戴婕等，2011）。王学焜通过对新 寨锡矿床、南秧田白钨矿床S，Pb同位素测试，测得成矿年龄为200Ma，与区域变质年龄接近，提出印支期变质热液改造成矿的观点（王学焜，1994）。刘玉平通过都龙锡锌矿床锡石和锆石U-Pb年代学研究，测得 该矿床存有大量燕山期成矿年龄，证明该区存有大规模花岗岩成岩、 成矿事件（刘玉平等，2007b）。纵观以往研究成果，该区矿床应为多 期复合叠加成矿模式，与成矿相关的地质作用主要包括加里东期火山 喷流沉积成矿作用、印支期区域变质作用和燕山期花岗岩叠加改造成 矿作用。 2主要岩类及矿床类型
第２２卷第５期现代地质ＶｏＬ２２Ｎｏ．５２００８年ｌＯ月ＧＥＯＳＣＩＥＮＣＥＯｃｔ．２００８ 阜新萤石成矿区稀土元素地球化学特征及壬匕； 寸日刁、 意义 杨子荣１，刘敬党２，孙祥１，王文武２，徐大地２，王永春１（１．辽宁工程技术大学资源与环境工程学院，辽宁阜新１２３０００；２．辽宁省化工地质勘查院，辽宁锦州１２１０００） 摘要：为了研究阜新萤石成矿机制，对其稀土元素地球化学特征进行了分析。阜新地区萤石矿赋存于早二叠世、晚三叠世和晚侏罗世花岗岩中。地球化学分析结果显示，所有萤石均具有弱的ｃｅ负异常，其稀土配分模式存在３种类型：Ｅｕ明显亏损型、Ｅｕ弱亏损型和Ｅｕ富集型。萤石中稀土元素的含量并不随围岩中的稀土元素含量的增加而增加，晚期侵入的花岗岩富集轻稀土元素。从成矿早期到成矿晚期，萤石的稀土元素配分型式从Ｅｕ明显亏损型向富集型演化，稀土元素总量逐渐降低。赋存于早二叠世和晚三叠世花岗岩中萤石矿流体包裹体中ｓ０；。含量及液相成分还原参数指标指示，成矿流体由还原条件向氧化条件转变，成矿物质主要来源于赋矿花岗岩。 关键词：稀土元素；地球化学；成矿流体；萤石矿床；阜新 中图分类号：Ｐ６１８．７文献标志码：Ａ文章编号：１０００—８５２７（２００８）０５一０７５１—０６ ＲＥＥＧｅｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＦｌｕｏｒｉｔｅｉｎＦｕｘｉｎ ＭｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃＲｅ＃ｏｎａｎｄＩｔｓＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＩｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ＹＡＮＧＺｉ．ｒｏｎ９１，ＬＩＵＪｉｎｇ．ｄａｎ９２，ＳＵＮＸｉａｎ９１，ＷＡＮＧＷｅｎ—ｗｕ２，ＸＵＤａ—ｄｉ２，ＷＡＮＧＹｏｎｇ－ｃｈｕｎｌ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅ，￥ｏｕＡｒｃｅａｎｄＥｍ，ｉｒｏｎｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，“∞廊孵ＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｎｉ：ｙ，Ｆｕｘｉｎ，“∞而增１２３０００，Ｃｈ／ｎａ； ２．厶∞面ｗ＆幽咖ｆＳｕｒｖｅｙ加ＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕａｒｙ，Ｊｉｎｚｈｏｕ，Ｕｏｏｎ嘶１２１０００，Ｃｈ／ｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅＦｕｘｉｎｆｌｕｏｒｉｔｅｏｒｅａｒｅａ，ｔｈｅｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓ－ｓｅｓｔｈｅＲＥＥｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｆｌｕｏｒｉｔｅｓｏｃｃｕｒｉｎＥａｒｌｙＰｅｒｍｉａｎ，ＬａｔｅＴｒｉａｓｓｉｃａｎｄＬａｔｅＪｕｒａｓｓｉｃｇｒａｎｉｔｅｗｉｔｈｎｅｇａｔｉｖｅＣｅａｎｏｍａｌｙａｎｄｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｏｆｔｈｅＲＥＥｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｓｕｃｈ鼬ｎｅｇ－ａｔｉｖｅ．ｎｏｒｍａｌａｎｄｐｏｓｉｔｉｖｅＥｕａｎｏｍａｌｙｆｏｒｆｌｕｏｒｉｔｅ．ＴｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＲＥＥｉｎｆｌｕｏｒｉｔｅｄｏｅｓｎｏｔｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｌｌｅｆｌｕ－ｏｒｉｔｅｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｃｏｕｎｔｒｙｒｏｃｋｓ．ＴｈｅｇｒａｎｉｔｅｗｈｉｃｈｉｎｔｅｒｕｄｅｄｉｎｌａｔｅｐｅｒｉｏｄｉｓｒｉｃｈｉｎｌｉｇｈｔＲＥＥ．ＴｏｔａｌＲＥＥｃｏｎｔｅｎｔｄｅｃｒｅａｓｅｓｇｒａｄｕａｌｌｙａｎｄｔｈｅＲＥＥｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｅｖｏｌｖｅｓｆｒｏｍｄｅｐｌｅｔｅｄＥｕｔｏｅｎｒｉｃｈｅｄＥｕｆｒｏｍｔｈｅｅａｒｌｙｐｅｒｉｏｄｔｏｔｈｅｌａｔｅｐｅｒｉｏｄ．７ｒｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆ ｓｏ：一ｉｎｔｈｅＩＩｌｉｎｅｒａｌｆｌｕｉｄｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｌｉｑｕｉｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｒｅ－ｄｕｃｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎＥａｒｌｙＰｅｒｍｉａｎａｎｄＬａｔｅＴｒｉａｓｓｉｃｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｏｒｅ．ｆｏｒｍｉｎｇｆｌｕｉｄｈａｓｅｖｏｌｒｅｄｆｒｏｍｄｅｏｘｉｄｉｚｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｔｏｏｘｉｄｉｚｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．ｎｅｏｒｅ－ｆｏｒｍｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｏｕｒｃｅｓｏｒｉｇｉｎａｔｅｆｒｏｍｔｈｅｇｒａｎｉｔｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲＥＥ；ｇｅｏｃｈｅＩＩｌｉｓ缸ｙ；Ｏｒｅ—ｆｏｒｍｉｎｇｆｌｕｉｄ；ｆｌｕｏｒｉｔｅｄｅｐｏｓｉｔ；Ｆｕｘｉｎ ０引言 萤石是重要的冶金化工原料，在化工、冶炼、建材和国防领域中用途广泛。自２０世纪８０年代末，国内外对萤石矿的研究主要集中在流体包裹体、稀土元素、同位素等地球化学领域ｎ‘１１１，其主要研究目的有两个：（１）是解决成矿物质来源、成矿机制和成矿年代等理论问题；（２）将这些理论研究成果应用于找矿实践，从而探索出一套更为行之有效的找矿方法。 阜新萤石成矿区位于阜蒙县一彰武县哈尔套镇一带，是辽宁省萤石矿的重要产地。２０世纪７０ 收藕日期：２００８—０６—２２；改回日期：２００８—０９—２２；责任编辑：戚开静。 基金项目：辽宁省科技规划项目（ＫＪ一２００５—００１）；辽宁工程技术大学基金项目（０７－９９）。 作者简介：杨子荣，男，教授，博士生导师，１９５１年出生，地质工程专业，主要从事地质勘察与技术研究。 Ｅｍａｉｌ：ｙａｎｇｚｉｒｏｎ９９２８＠ｙａｈｏｏ．ｏｏｍｃｎ。