硅质岩的成因与沉积环境及其在重建洋板块地层中的应用

作     者：张立杨 ZHANG Liyang

作者机构：北京大学地球与空间科学学院北京100871 河北省战略性关键矿产资源重点实验室河北地质大学河北石家庄050031 

出 版 物：《地球科学进展》 (Advances in Earth Science)

年 卷 期：2023年第38卷第5期

页      面：453-469页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 07[理学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 

基　　金：国家重点研发计划项目“北方东部复合造山成矿系统深部结构与成矿过程”(编号:2017YFC0601302) 河北省战略性关键矿产资源重点实验室基金项目(编号:HGU-SCMR2132)资助 

主　　题：硅质岩 沉积环境 地球化学指标 洋板块地层 

摘      要：硅质岩广泛分布于前寒武纪到新生代的造山带和沉积盆地中,对其成因和沉积环境进行研究对于了解区域的古地理、古构造、古海洋和古气候演化等信息具有重要作用。通过归纳总结已有的判别硅质岩成因和沉积环境的地球化学指标,认为硅质岩成因的判别应重点关注自生硅质矿物,并以外来混入物质作为参考,其有效的判别指标包括Al、Ti、Fe、Th、Ge/Si值、Si同位素和稀土元素等;硅质岩沉积环境的判别关键在于区分陆源物质和海底热液物质对硅质沉积的相对贡献比例,以往的沉积环境判别图解虽然有一定的实用性,但误差较大,需要谨慎使用。对于造山带中出露的硅质岩,考虑到其与洋板块地层关系密切,尝试建立了二者之间的关联模型。依据此关联模型,造山带中的硅质岩可分为洋脊—海岭亚型、远洋深海平原亚型Ⅰ、远洋深海平原亚型Ⅱ、洋岛—海山亚型、洋内弧亚型以及弧前海沟亚型。硅质岩—洋板块地层关联模型不仅为利用硅质岩恢复造山带增生杂岩原始序列提供了依据,同时将硅质岩作为区分大洋主洋盆和弧后、弧间洋盆的重要证据。以大洋钻探在太平洋获得的部分始新世硅质沉积为例,认为大洋主洋盆以发育几乎不受陆源和热液物质影响的深海平原硅质岩为特征,这类硅质岩具有Fe/Ti值接近20、Eu/Eu^(*)值接近1.1以及负的Ce/Ce^(*)值等地球化学特征。上述认识将为后续造山带中的硅质岩研究提供新的思路和参考依据。