赣南地区寒武纪沉积岩地球化学特征 及其地质意义

Advances in Geosciences地球科学前沿, 2019, 9(6), 557-570

Published Online June 2019 in Hans. /journal/ag

https:///10.12677/ag.2019.96060

The Geochemical Characteristics and Their Geological Significance of Sedimentary

Rocks from Cambrian in Gannan Area

Wentan Xu1*, Huchao Ma1, Anzhou Gong1, Shengdu Yang1, Jiaqiang Li1, Bowen Zhou2

1College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu Sichuan

2Nanjing Institute of Geology and Mineral Resources, Nanjing Jiangsu

Received: Jun. 7th, 2019; accepted: Jun. 21st, 2019; published: Jun. 28th, 2019

Abstract

Gannan area is an important part of the eastern part of South China. During the Cambrian, a thick set of flysch formation was deposited. The geochemical characteristics of the sedimentary rocks indicate that they all have high SiO2 (66.07~83.85 wt%), relatively high Al2O3 (8.81~22.56 wt%), K2O (1.27~6.72 wt%) and TFeO + MgO (2.17~9.18 wt%) content, relatively low Na2O and CaO con-tent. Trace elements and rare earth elements show relatively rich enrichment of compatible ele-ments and light rare earth elements, similar to those of typical upper crust elements. The norma-lized distribution of rare earth element chondrite shows that the rare earth elements have ob-vious right-tilt property, and have obvious Eu negative anomaly and weak Ce negative anomaly, similar to PASS and upper crust. The geochemical characteristics of sedimentary rocks combined with the zircon geochronology and Hf isotope characteristics in the study area indicate that the provenance is mainly from the upper crust of southern part of the Cathaysia block, a small amount of basic volcanic rock areas and ancient crust recirculation. The provenance of the study area did not change significantly in Cambrian. The tectonic setting of the Early Paleozoic is a passive conti-nental marginal environment.

Keywords

Cambrian Sedimentary Rocks, Geochemistry, Provenance, Tectonic Setting, Gannan Area

赣南地区寒武纪沉积岩地球化学特征

及其地质意义

徐文坦1*，马虎超1，龚安州1，杨圣都1，黎家强1，周博文2

1成都理工大学地球科学学院，四川成都

*第一作者。

徐文坦 等

2南京地质矿产研究所，江苏 南京

收稿日期：2019年6月7日；录用日期：2019年6月21日；发布日期：2019年6月28日

摘

要 赣南地区是华南东段的重要组成部分，寒武纪时期沉积了一套巨厚的复理石建造，它们都具有高SiO 2 (66.07%~83.85%)，相对较高的Al 2O 3 (8.81%~22.56%)、K 2O (1.27%~6.72%)和TFeO + MgO (2.17%~9.18%)含量，相对较低的Na 2O 和CaO 含量。微量元素和稀土元素显示相容元素和轻稀土元素相对富集，与典型上地壳元素特征相似。稀土元素球粒陨石标准化分布图显示稀土元素具有明显右倾性，具有明显的Eu 负异常和弱Ce 负异常，与PASS 和上地壳特征相似。岩石地球化学特征结合寒武纪碎屑锆石年代学和Hf 同位素特征显示研究区物源主要来自华夏地块南部上地壳长英质源区，少量基性火山岩区和古老地壳再循环的产物。研究区寒武纪时沉积物源没有发生明显变化。研究区早古生代沉积构造背景为被动大陆边缘。

关键词

寒武纪沉积岩，地球化学，物源区，构造背景，赣南地区

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1. 引言 由扬子板块和华夏板块沿江南造山带拼合而成的华南板块一直是地质学研究的热点问题。从中新元古代板块拼合到加里东期造山运动，华南经历了复杂多变的构造–岩浆运动[1] [2] [3] [4]。其中对于早古生代华南板块的构造属性一直存在争议，部分学者认为华南早古生代板块间存在一个古大洋，即华南早古生代存在洋壳[5]-[13]。另外一部分学者认为华南早古生代不存在洋壳俯冲，为一被动大陆边缘环境

[14]-[20]。赣南地区作为华南东段的重要组成部分，寒武纪地层在该区广泛出露，成为了研究华南早古生代构造背景的一个重要窗口。笔者在详细野外地质调查基础之上，对该区的寒武纪地层剖面进行了系统的采样工作，并对样品主量元素、微量元素和稀土元素进行了详尽的分析，通过地球化学特征的分析对研究区寒武纪构造背景进行研究，以期对华南地区早古生代构造背景研究提供新的地质资料。

研究表明，沉积岩的化学组成记录了沉积盆地的源区性质和构造背景[21] [22] [23] [24]。碎屑–岩的地球化学特征主要受源区成分的控制，在运移、沉积和成岩过程中，一些微量元素和稀土元素不会发生明显变化。因此，碎屑沉积岩的地球化学特征可以为沉积岩物源与形成的构造背景提供约束。

2. 地质背景

研究区(图1)位于华南东段的赣南永新地区，大地构造位置位于华南加里东造山带的东段。其分区地层隶属于华夏地层分区的永新–井冈山地层小区。新元古代南华纪–早古生代该区为一系列浅变质泥砂