武若晨

（北京矿冶科技集团有限公司，金属矿产资源评价与分析检测北京市重点实验室，北京 102628）

硅质岩是一种特殊的沉积岩，在地壳中含量较低，但是能够为研究沉积盆地的沉积间断和构造演化历史提供关键信息[1]。硅质岩形成后，化学成分变化较小。不同成因的硅质岩中硅的来源不同，硅的来源包含硅质生物，热液活动，并且从洋中脊到大陆边缘，热液对硅质岩中硅含量的贡献越来越少，层状硅质岩的稀土元素，微量元素以及同位素特征可能受到岩石圈裂解过程中地壳深部物质的影响。因此，对硅质岩元素地球化学特征的研究，能够判断硅质岩的成因，反映沉积盆地的沉积环境和构造背景特征[2-5]。

东昆仑造山带位于青藏高原东北部，是特提斯构造带的重要组成部分[6]。以昆中断裂和昆南断裂为界，东昆仑造山带大致可分为三个构造单元，从北向南依次是昆北岩浆弧、东昆仑南坡俯冲增生杂岩带和巴颜喀拉地块（图1）。长期以来，众多学者认为东昆仑地区经历了原特提斯洋演化阶段（早古生代）和古特提斯洋演化阶段（晚古生代—早中生代）两大造山旋回[6-9]。由于东昆仑造山带经历了加里东期和印支期的两期构造变形，并且在一定程度上受到燕山运动和喜马拉雅运动的影响，导致不同阶段造山标志相互叠加，因此前人对东昆仑地区构造演化历史存在较大争议。本次研究的万宝沟群（Pt3W）硅质岩和沙松乌拉组（Є1s）硅质岩形成于原特提斯洋演化阶段，对其进行岩石学观察和地球化学分析，旨在一定程度上了解东昆仑地区新元古代-早寒武世构造演化历史。

1 样品及研究方法

本次工作选取新鲜且未发生蚀变的岩石粉碎到200目后进行主微量测试。主量和微量元素分析在中国地质大学（北京）地质过程与矿产资源国家重点实验室矿床地球化学微区分析室完成。主量元素采用X射线荧光光谱仪（XRF）分析，仪器为日本岛津公司生产的XRF-1800型X射线荧光光谱仪，分析精度控制在5%以内。微量元素和稀土元素采用等离子质谱法（ICP-MS）分析，仪器为美国Thermo Fisher X SeriesⅡ型四极杆等离子体质谱仪，微量元素含量大于10×10-6分析精度小于5%，含量小于10×10-6分析精度小于10%。化学分析测试流程参考Chen[11，12]等介绍的方法。

2 分析结果

2.1 岩石学特征

万宝沟群（Pt3W）硅质岩为紫红色，呈层状或似层状产出，下伏地层为万宝沟群玄武岩，上覆地层为万宝沟群碎屑岩。（图2）。

图1 特提斯复合地体构造略图（a）；东昆仑造山带地质构造简图（b）；东昆仑造山带区域地质图（c）[10]

沙松乌拉组（Є1s）包含两种颜色不同的硅质岩，一种为灰白色，另一种为紫红色，二者整合接触，紫红色硅质岩下伏地层为沙松乌拉组玄武岩，灰白色硅质岩上覆地层为沙松乌拉组砂板岩（图2）。

2.2 地球化学特征

见表1。

2.2.1 主量元素特征

万宝沟群（Pt3W）硅质岩主量元素分析结果见表2。5件样品中的SiO2含量为51.09%～79.02%，平均值为70.36%；Fe2O3T含量较高，为18.53%～36.74%，平均值为24.57%，表明硅质岩中呈紫红色的原因主要是含有较多的Fe3+；CaO、P2O5、K2O等含量较低。其余Al2O3、MnO、Na2O、TiO2、MgO等含量均很低。

沙松乌拉组（Є1s）硅质岩主量元素分析结果见表2。紫红色硅质岩中，SiO2含量为96.35%～99.07%，平均值为97.55%；Fe2O3T含量为1.61%～3.30%，平均值为1.91%；CaO含 量 较 低。其 余P2O5、K2O、Al2O3、MnO、Na2O、TiO2、MgO等含量均很低。灰白色硅质岩中，SiO2含量很高，为98.58%～99.30%，平均值为98.85%；其余主量元素含量均小于1%。

图2 东昆仑地区硅质岩产出特征

表1 东昆仑地区硅质岩主量元素含量（%）

表2 东昆仑地区硅质岩微量元素含量（10-6）组成

2.2.2 微量元素和稀土元素特征

万宝沟群（Pt3W）硅质岩稀土总量较低，∑REE=1.45×10-6～2.42×10-6，∑LREE/∑HREE比值为2.16～2.95，稀土元素页岩标准化后分配曲线呈现出左倾特征，表明相对于后太古代页岩（PAAS），该硅质岩轻稀土相对亏损，重稀土相对富集（图6a）。

δEu为2.44～3.39，具有明显的正铕异常，δCe为0.90～1.04，异常不明显。（La/Yb）N为0.13～0.21（N代表页岩标准化）。

沙松乌拉组（Є1s）紫红色硅质岩和灰白色硅质岩稀土总量较高，但总体偏低，∑REE=3.88×10-6～13.99×10-6，∑LREE/∑HREE为6.01～10.39，稀土元素页岩标准化后分配曲线近于平坦（图3b、图3c）。δEu为0.88～1.40，铕异常不明显，δCe为1.03～1.42，异常不明显，（La/Yb）N为0.58～1.35。

图3 东昆仑地区硅质岩稀土元素页岩标准化配分曲线

3 讨论

硅质岩成因与硅来源密切相关。硅质岩中硅有热液活动，硅质生物，富硅岩石碎屑三种不同来源[3，4，14]。Al、Ti、Fe及REEs等在硅质岩成岩过程中较为稳定，可以示踪硅的来源。陆缘碎屑中富含Al、Ti等金属元素，而海底热液富含Fe、Mn等金属元素，因此Al/(Al+Fe+Mn)值可以暗示不同流体对硅质岩的贡献[3]。前人研究表明，热液硅质岩Al/(Al+Fe+Mn)为0.12，远洋硅质岩为0.60，页岩为0.62[4，15]。类似地，Adachi等[4]利用Al-Fe-Mn三角图解把硅质岩成因区分为热液成因和非热液成因。此外，不同成因硅质岩的δCe值存在较大差异，从热液硅质岩到非热液硅质岩，δCe值逐渐升高[16]。

万宝沟群（Pt3W）硅质岩中Al2O3和TiO2含量偏低，Fe2O3T含量较高，Al/(Al+Fe+Mn)值远小于热液硅质岩比值（0.12）。Al-Fe-Mn三角图解显示该硅质岩属于热液硅质岩（图4）。δCe为0.90～1.04，说明该硅质岩受到一定程度的陆缘物质影响。Chen等[17]提出热液活动中心具有显著的正Eu异常，该硅质岩中明显的正Eu异常（δEu=3.44～3.39）说明与洋中脊的热液活动关系密切。

图4 东昆仑地区硅质岩Al-Fe-Mn成因判别图解

沙松乌拉组（Є1s）紫红色硅质岩中，Al2O3和TiO2含量升高，Fe2O3T含量显著降低，δCe值为0.92～1，表明该硅质岩受到陆缘物质影响较高，Al/(Al+Fe+Mn)值介于0.0067～0.2663，表明其成因与热液活动有关。Al-Fe-Mn三角图解同样指示该硅质岩也属于热液成因硅质岩（图4）。

沙松乌拉组（Є1s）灰白色硅质岩中，Al2O3和TiO2含量显著提高，分别为0.05～0.85和0.03～0.06，Fe2O3T含量显著降低，为0.27～0.91，δCe值为1.09～1.42，Al/(Al+Fe+Mn)值介于0.07～0.82，平均值为0.51，以上均表明该硅质岩受到强烈的陆缘物质的影响，Al-Fe-Mn三角图解显示该硅质岩介于热液成因和非热液成因之间（图4）。

结合万宝沟群硅质岩和沙松乌拉组紫红色硅质岩与玄武岩整合接触，沙松乌拉组灰白色硅质岩与砂板岩整合接触的空间分布特征，笔者认为从万宝沟组紫红色硅质岩到沙松乌拉组紫红色硅质岩，再到沙松乌拉组灰白色硅质岩，海底热液对硅质岩中硅的贡献程度逐渐降低，陆缘碎屑物质的贡献程度逐渐提高。

本文研究成果为解释东昆仑地区从新元古界-早寒武世构造演化提供了新的地球化学制约。万宝沟群（Pt3W）硅质岩的研究表明该硅质岩形成于大洋中脊附近，暗示东昆仑地区在新元古代处于原特提斯洋的打开阶段。沙松乌拉组（Є1s）硅质岩受到较多的陆源碎屑影响，且成因从热液成因向非热液成因过渡，可能与洋壳俯冲导致陆源碎屑增多。

4 结论

（1）东昆仑地区新元古界万宝沟群（Pt3W）紫红色硅质岩，沙松乌拉组（Є1s）紫红色硅质岩和沙松乌拉组（Є1s）灰白色硅质岩受海底热液的影响程度逐渐降低，陆缘碎屑物质的影响程度逐渐提高。

（2）万宝沟群硅质岩形成于洋中脊附近强烈的还原环境，沙松乌拉组紫红色硅质岩形成于深海盆地中的贫氧环境，灰白色硅质岩形成于大陆边缘氧化环境。

（3）新元古界万宝沟群（Pt3W）硅质岩形成于原特提斯洋扩张阶段，下寒武统沙松乌拉组（Є1s）硅质岩形成于原特提斯洋俯冲阶段。