新疆西准噶尔唐巴勒蛇绿岩硅质岩地球化学及沉积环境

表 １ 唐巴勒蛇绿岩硅质岩主要元素特征
％
样号 ＹＱ６４ ＹＱ６５ ＹＱ６７ ＹＱ４６ ＹＱ６０ 萨尔托海
ω（ＣａＯ） ω（ＭｇＯ） ω（ＳｉＯ２） ω（ＡＬ２Ｏ３） ω（Ｆｅ２Ｏ３） ω（ＦｅＯ） ω（Ｐ２Ｏ５） ω（ＴｉＯ２） ω（ＭｎＯ） ω（Ｋ２Ｏ） ω（Ｎａ２Ｏ） ３．１０ ０．７６ ６５．９６ ７．６６ １４．６８ ５．８０ ０．９３ ０．６７ ０．２０ １．１８ ０．３５
大部分样品发育碎裂岩化和网状微裂隙，裂隙 中见碳酸盐化、褐铁矿化、钠长石化。硅质岩新鲜面 呈红色、褐红色、灰绿色等，构造多以薄层状或厚层 块状为主，与橄榄岩、辉石橄榄岩、玄武岩之上产出， 部分厚层状硅质岩中含大量放射虫化石［４］。
３ 岩石学特征
３．１ 主要元素特征 硅质岩的主要元素含量见表 １。采集测试的样
２．３３ ３．２１ ６３．４５ １０．１６ １０．８７ ０．２４ ０．９７ １．４１ ０．０８ １．７０ ２．３５
０．８２ ０．６１ ９０．６６ １．７４
２．５５
０．２ ０．５２ ０．１３ ０．２
０．４
０．２
０．４７ ０．５１ ９０．８５ ３．１５
２．１９ １．３７ ０．２１ ０．１９ ０．１７ ０．６５ ０．９５
第 ２期
祝金峰，等：新疆西准噶尔唐巴勒蛇绿岩硅质岩地球化学及沉积环境
５１
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品 较 为 新 鲜，样 品 中 ＳｉＯ２ 含 量 为 ６３．４５％ ～ ９０．６６％，低于纯硅质岩 ＳｉＯ２含量 ９１％ ～９９．８％；表
明它们含有较高比例的陆源泥质沉积物。进一步根 据这些样品的 Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＯ含量，可分为 两组：第 １组以低硅高铁高铝为特征，且 ＴｉＯ２、Ｐ２Ｏ５、 ＣａＯ含量相比较高，如 ＹＱ６４、ＹＱ６５等；第 ２组以 高硅低铁低铝为特征，且 ＴｉＯ２、Ｐ２Ｏ５、ＣａＯ含量相比 较低，如 ＹＱ６７、ＹＱ４６，与前人报道的萨尔托海蛇绿 岩上覆硅质岩样品类似。此外，第 １组样品全碱含 量相对较高，为 １．５３％ ～４．０５％；而第 ２组样品相 对较低，为 ０．６％。所有样品 ＭｎＯ、ＭｇＯ含量均较 低，在 ０．０８％ ～０．２％之间，且有变化。
Ｚｒ ７９．５６ ９７．４１ ２７．０８ ３５．９ ４６．９６
Ｙｂ ５．９７ ２．８８ ０．４４ ０．４９ ０．９７
Ｈｆ １．５１ ３．５２ ０．７９ １．１２ １．５２
Ｌｕ ０．９１ ０．３９ ０．０６ ０．０７ ０．１３
Ｔｂ ２．０７ ０．８６ ０．１５ ０．１６ ０．３４ ΣＲＥＥ ２１８．９８ ７６．１６ １７．６３ ２５．７６ ４９．７１
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图 １ 硅质岩（ａ）原始地幔标准化微量元素比值图和（ｂ）球粒陨石标准化比值图
表 ２ 唐巴勒蛇绿混杂岩带硅质岩微量元素特征
１０－６
样号 ＹＱ６４ ＹＱ６５ ＹＱ６７ ＹＱ４６ ＹＱ６０ 样号 ＹＱ６４ ＹＱ６５ ＹＱ６７ ＹＱ４６ ＹＱ６０
第 ３９卷第 ２期
中 国 锰 业
２０２１年 ４月
ＣＨＩＮＡ′ＳＭＡＮＧＡＮＥＳＥＩＮＤＵＳＴＲＹ
Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２０２１
新疆西准噶尔唐巴勒蛇绿岩硅质岩地球化学 及沉积环境
祝金峰１，２，刘世响１，２
（１．河南省地球物理空间信息研究院，河南 郑州 ４５０００９；２．河南省地质物探工程技术研究中心，河南 郑州 ４５０００９）
灰绿色碎 裂 岩 化 硅 质 岩：微 粒 结 构，碎 裂 化 结 构，块状构造。岩石全部由硅质组成。硅质：隐晶— 微粒状，粒径 ＜０．０２ｍｍ，结构均匀，密集分布。磁 铁矿：粒状，粒径 ０．０４～０．１５ｍｍ，具轻度褐铁矿化。 岩石受动 力 作 用，后 期 具 破 碎，发 育 部 分 裂 隙，宽
收稿日期：２０２０－１１－０９ 基金项目：中国地质调查局地质勘查基金项目（Ａ１７－１－ＸＪ０３） 作者简介：祝金峰（１９７７－），男，河南内黄县人，高级工程师，从事地球物理勘探工作。
稀土元 素 总 量 （ＲＥＥ）很 低，总 量 变 化 范 围 较
大，为 １７．６３×１０－６～２１８．９８×１０－６。球粒陨石标准 化稀土配分曲线为缓右倾近似平坦曲线，轻稀土相 对重稀土略富集（见图 １ｂ）。样品 ＹＱ６４、ＹＱ６５等 表现 Ｅｕ弱的负异常，δＥｕ值为 ０．６９～０．８８；而样品 ＹＱ６７表 现 Ｅｕ弱 的 正 异 常，δＥｕ值 为 １．２４；样 品 ＹＱ６４、ＹＱ６５等表现 Ｃｅ负异常不明显甚至表现为 弱正异常，δＣｅ值为 ０．９２～１．２０。而样品 ＹＱ６７表 现为弱正异常 δＣｅ值为 １．３０。
１．２７ ０．４０ ８５．０５ ４．２０
４．２９ ２．０６ ０．４７ ０．４５ ０．１７ ０．５０ １．０８
１．４８ ０．４７ ９０．２２ ０．８５
—
—
０．０８ ０．０９ ０．７６ ０．１２ ０．０６
烧失量 ４．４９ ３．４２ １．９７ ０．９２ ２．４２
—
注：其中萨尔托海蛇绿岩上覆紫红色放射虫硅质岩样品引自参考文献［７］。
唐巴勒蛇绿混杂岩带位于准噶尔盆地西北缘， 带内各岩块之间均以断裂接触，但蛇绿岩单元地表 出露基本齐全。该蛇绿岩由构造岩块及基质两部分 组成，基质主要为科克沙依组、图龙果依组、拉巴组 第二段强变形细碎屑岩组成，洋壳岩块由滑石蛇纹 岩、橄榄岩、辉石橄榄岩、玄武岩、辉长岩、辉绿岩、斜 长花岗岩、火山熔岩、硅质岩岩块等组成。外来岩块 为科克沙依组安山岩、英安岩、流纹岩等组成，带内 断裂变形极为发育，碎裂化、片理化、糜棱岩化较为 强烈，反映了多期变形变质作用的叠加特征［２３］。
Ｔａ ０．１７ ０．４５ ０．１２ ０．１３ ０．１８ Ｇｄ １１．７ ４．３８ ０．７７ ０．９ １．８５
Ｌａ ３４．２ ９．３７ ２．５４ ２．９７ ５．２５
Ｔｂ ２．０７ ０．８６ ０．１５ ０．１６ ０．３４
Ｃｅ ７０．５ ２６．２ ６．８５ ８．０１ １４．７
Ｄｙ １２．２ ５．３１ ０．８８ ０．９２
２
Ｓｒ １４８ １９６ ４１．９８ ４１．６９ １６２ Ｈｏ ２．４６ １．０５ ０．１７ ０．１８ ０．３８
Ｎｄ ４５．７
１５ ３．０５ ５．５６ ４．９６
Ｅｒ ６．５７ ２．９１ ０．４５ ０．４８ １．０４
Ｓｍ １０．８ ４．０５ ０．９２ ０．９２ １．８４ Ｔｍ １．０５ ０．４７ ０．０７ ０．０８ ０．１７
２ 岩相学特征
样品采自唐巴勒蛇绿混杂岩带中硅质岩层位， 其岩石学名称和镜下定名列如下。
灰色碎裂岩化硅质岩：隐晶—微粒结构，碎裂化 结构，块状构造。石全部由硅质组成。硅质：隐晶— 微粒状，粒径 ＜０．０２ｍｍ，结构均匀，密集分布。岩 石受动 力 作 用，后 期 具 破 碎，发 育 部 分 裂 隙，宽 ０．０８～０．５ｍｍ不等，内主要充填铁质，少量石英和 细小鳞片状绿泥石，约占岩石 １５％。
中图分类号：Ｐ５８８．２ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１４１０１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００２－４３３６．２０２０．０２．０１０
１ 地质概况ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
西准噶尔唐巴勒一带，大地构造位置位于唐巴 勒—卡拉麦古生代复合沟弧带西段，是区域构造研 究的重点地区之一。西准噶尔南部以一套古生代增 生杂岩体及其内含有多条蛇绿岩带为特征。唐巴勒 蛇绿混杂岩带即是其中之一。前人在唐巴勒蛇绿岩 套中枕状熔岩、角斑岩、辉绿岩六点 ＲｂＳｒ全岩等时 代线年龄为 ４２１．１Ｍａ；在斜长花岗岩中榍石的 Ｐｂ Ｐｂ同位素为 ５０８Ｍａ±２０Ｍａ，斜长石的 ＵＰｂ年龄 为 ４８０～５２０Ｍａ；堆晶辉长岩获得锆石 ＵＰｂ同位素 年龄为 ５３１Ｍａ±１５Ｍａ。时代为中奥陶世［１］。
ＣＩＰＷ 标 准 矿 物，ＹＱ６４、ＹＱ６５出 现 了 刚 玉 （ｃ），而 ＹＱ６７没 有 出 现 刚 玉，ＹＱ６７出 现 Ｗｏ、ｆｓ、 ｅｎ、ｄｉ而在前两者未出现，总体呈现 ＹＱ６４、ＹＱ６５ 为一种岛弧沉积硅质岩成因，ＹＱ６７为一种深海放 射虫硅质岩成因［５６］。
岩石化学参数方面，里特曼指数（σ）均小于 １， 均显示为钙碱性岩系（太平洋钙碱性）的极强类型， 碱度率（ＡＲ）为 １．１３～２．２，碱度较低，ＤＩ为 ５７．３４～ ９１．０６，ＳＩ为 ３．３３～１７．４７，分异程度较低，Ｍ／Ｆ为 ０．０７～０．５７，岩石类型为富铁质基性岩和富铁质超 基性岩。
Ｙ ６５．３
３３ ５ ５．６ １１．７ δＥｕ ０．７４ ０．８８ １．２４ ０．６９ ０．８０
Ｐｒ １０．２ ３．０７ ０．６６ ０．８４ １．５８ δＣｅ ０．９２ １．１３ １．３０ ０．９３ １．２０
４ 讨 论
４．１ 硅质岩的成因类型 在硅质岩主要元素成因图解中（见图 ２），样品
ＹＱ６４、ＹＱ６５等具明显低硅高铁高铝高钾钠特征，沉 积过程中可能掺杂中酸性火山灰物质，可能属深海相 火山沉积硅质岩。样品 ＹＱ６７、ＹＱ４６、ＹＱ６０具高硅 低铁低铝低钛的特征。可能属生物成因的硅质岩。
研究区内广泛发育早古生代硅质岩，其主要呈 近东西向带状展布，产在蛇绿岩的上部。对于古准 噶尔洋盆周缘来说，硅质岩的地球化学研究较少，对 该区古洋盆沉积环境推论存在的不确定性。研究区 以往研究主要依据岩石组合与蛇绿岩中超基性、基 性、中性岩、花岗岩等岩石的地球化学研究来探讨构 造环境，很少利用硅质岩进行研究。
摘 要：西准噶尔唐巴勒早古生代硅质岩一般呈厚层状覆盖在蛇绿岩之上，对唐巴勒蛇绿混杂岩剖 面中的硅质岩进行了岩相学和地球化学研究，硅质岩主要呈褐红色和灰绿色，由微晶自生石英和 隐晶组成，可分为生物化学成因硅质岩和有火山灰物质加入的硅质岩两类，可能部分样品存在二 者之间的过渡。前者以高 Ｓｉ，低 Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃａ等为特征，且稀土总量低，具 Ｅｕ弱正异常，微量元素 含量也很低，且 Ｔｈ元素富集；后者一般以高 Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｔｉ等为特征，且 Ｔｈ元素亏损，具 Ｅｕ弱负异 常，具中酸性火山物质加入趋势。该区硅质岩产于边缘洋盆环境而非大洋环境，具有重要的构造 环境指示意义。 关键词：硅质岩；地球化学；边缘洋盆；沉积环境
５０
中 国 锰 业
第 ３９卷
０．１６～２．０ｍｍ不等，内充填碳酸盐和石英，局部见 少量绿泥石，约占岩石 ２０％。
褐红色碎 裂 岩 化 含 放 射 虫 硅 质 岩：褐 红 色，隐 晶—微粒状结构，块状构造。岩石由硅质组成，含少 量放射虫。硅质：占 ９５％，为隐晶—微粒状石英，粒 径 ０．０３ｍｍ，晶面不干净，粗细分布不均匀。放射 虫：占 ５％，圆—椭圆状，粒径 ０．１～０．４ｍｍ，由 隐 晶—微粒状石英组成，分布不均匀。铁质：少量，粒 状、尘点状，粒径 ０．１～０．０３ｍｍ，分布不均匀。岩 石中不规则 状 微 裂 隙 发 育，内 充 填 含 铁 碳 酸 盐、石 英，宽约 ０．０５～０．５ｍｍ。
Ｒｂ ５１．３ ２３．０６ ８．２２ １２．０８ ９．９６ Ｎｄ ４５．７
１５ ３．０５ ３．９ ７．１８
Ｔｈ ２．２１ １．１２ １．５ ０．８２ ０．８８ Ｓｍ １０．８ ４．０５ ０．９２ ０．９２ １．８４
Ｎｂ １６．７ ８．８２ ５．２２ ５．５６ ４．９６
Ｅｕ ２．７５ １．２２ ０．３５ ０．２４ ０．５８
在 ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３图解（见图 ２ａ）上，总体呈反相关 分布特征，向 Ａｌ２Ｏ３ 增加的方向可能反映了火山灰
３．２ 稀土和微量元素特征 硅质岩的稀土和微量元素含量见表 ２。微量元
素与克拉克值相比，均呈明显亏损状态，尤其是 Ｔａ、 Ｓｒ、Ｈｆ、ＨＲＥＥ、Ｃｅ、Ｔｉ等 高 场 强 元 素 相 对 亏 损，值 得 指出的是，样品 ＹＱ４６、ＹＱ６７的高场强元素亏损更 明显。经过原 始 地 幔 标 准 化 为 缓 右 倾 曲 线 （见 图 １ａ），均显示 Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐ富集而 Ｓｍ、Ｚｒ、Ｔｂ亏损［８］。