錢一雄，儲(chǔ)呈林，李曰俊，王 毅，張仲培，楊 鑫，李王鵬，馬紅強(qiáng)，陳 躍，邵志兵，莊新兵

(1.中國(guó)石化 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 無(wú)錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無(wú)錫 214126；2.中國(guó)科學(xué)院 地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029；3.中國(guó)石化 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083)

1 研究概述

前寒武紀(jì)沉積盆地中泥頁(yè)巖多發(fā)育于特殊地質(zhì)時(shí)期，記錄了古海洋、古氣候、陸屑供給、風(fēng)化作用等較多古環(huán)境演變的信息，是早期地球沉積演化的重要組成部分或本底參考值，如澳大利亞后太古宙頁(yè)巖(PAAS)、北美太古宙的黑色泥頁(yè)巖等。隨著深水沉積、頁(yè)巖油氣等勘探進(jìn)展，在沉積環(huán)境、機(jī)理(如濁流、重力流、碎屑流及等深流等)、巖石分類、有機(jī)地球化學(xué)、儲(chǔ)集空間、巖石物理等方面的研究取得了長(zhǎng)足進(jìn)步；利用礦物學(xué)、巖石學(xué)、地球化學(xué)等較為成熟的技術(shù)手段，可有效地進(jìn)行構(gòu)造背景、源區(qū)性質(zhì)、沉積環(huán)境等判識(shí)[1-3]。

研究區(qū)屬于多旋回疊加的阿爾金褶皺系，位于從紅柳溝、拉配泉至阿克塞等自西向東分布的蛇綠巖帶的南側(cè)(年齡為 829 Ma±60 Ma)，推測(cè)為青白口紀(jì)后的南、北塔里木的拼貼帶；前震旦系發(fā)育相對(duì)較全，有太古宇米蘭群、古元古界阿爾金巖群、中元古界巴什庫(kù)爾干群、塔什達(dá)坂群和新元古界索爾庫(kù)里群(圖1)。前人通過(guò)地質(zhì)填圖，對(duì)其地層劃分、沉積及構(gòu)造活動(dòng)等進(jìn)行了研究，但未涉及沉積環(huán)境及油氣勘探潛力等方面；索爾庫(kù)里群發(fā)育了一套陸棚邊緣—次深海盆地沉積，其中的冰溝南組是一套淺海的碳酸鹽巖與細(xì)碎屑巖沉積，厚度為511～1 351 m(圖2)[4-6]。由于本區(qū)發(fā)育了中元古代、加里東—海西期(奧陶紀(jì)—石炭紀(jì))、印支期巖漿活動(dòng)以及古元古代、新元古代、印支期的變質(zhì)作用事件，冰溝南組原巖均遭到不同程度變質(zhì)作用的影響，在互層的硅質(zhì)巖中及上覆的碳酸鹽巖中，發(fā)育了絹云母、綠泥石等淺變質(zhì)礦物(圖3)[4-6]。

本次研究對(duì)位于若羌縣至青海的315國(guó)道紅柳溝Ⅰ號(hào)橋左側(cè)的剖面(圖1)進(jìn)行了實(shí)測(cè)，新元古界冰溝南組黑色沉積巖系連續(xù)出露了千枚巖、硅質(zhì)巖、板巖、黑色泥頁(yè)巖、含綠泥石片巖(粉砂質(zhì)泥巖)等，因斷裂作用，未見(jiàn)冰溝南組底部，在此實(shí)測(cè)剖面的厚度約為300 m，其中，泥頁(yè)巖60 m左右。本文通過(guò)巖石學(xué)及地球化學(xué)方法，嘗試恢復(fù)其構(gòu)造及沉積環(huán)境，為進(jìn)一步研究該區(qū)新元古界油氣地質(zhì)條件及資源潛力評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)。

2 分析方法

本次研究包括以下主要采樣、分析測(cè)試項(xiàng)目及批次：①X衍射礦物相分析12件；②常量、微量及稀土元素地球化學(xué)分析共12件；③有機(jī)碳含量分析10件；④硫含量分析10件；⑤掃描電鏡2件。其中，①、③、④和⑤是在中國(guó)石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院無(wú)錫石油地質(zhì)研究所測(cè)試中心完成，②由核工業(yè)地質(zhì)研究院完成?？紤]到樣品均經(jīng)歷了低溫變質(zhì)作用，黏土礦物大多均轉(zhuǎn)變?yōu)榫G泥巖或伊利石，因此未進(jìn)行黏土礦物類型的分析。所有樣品研磨至200目以下，分別進(jìn)行礦物成分、總有機(jī)碳含量、硫含量、常量元素、微量元素分析。礦物成分在D/MAX2000型X射線衍射儀上完成，總有機(jī)碳含量在TL851-5A型硫碳分析儀上完成；常量元素Ca采用X射線熒光光譜法(XRF) ，Hg和As用原子熒光光譜法(CV-AFS)，其他常量元素及微量、稀土元素用等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)和等離子體光譜法 (ICP-OES)測(cè)定。采用標(biāo)樣為GSD-5、6、13，常量元素分析誤差小于0.1%；微量元素的分析誤差(包括稀土)在±1×10-6。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖及紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面位置示意據(jù)新疆若羌縣巴什考供幅地質(zhì)圖(J-46-Ⅶ)(新疆區(qū)調(diào)隊(duì)1982，陜西區(qū)調(diào)隊(duì)2003)。Fig.1 Tectonic setting and location of HongliugouⅠ section, NW margin of Altyn Tagh fault

圖2 研究區(qū)綜合地層柱狀圖Fig.2 Simplified stratigraphic columns with lithostratigraphic formation of Hongliugou I section, NW margin of Altyn Tagh fault

圖3 阿爾金西北緣紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組野外照片 資料來(lái)源同圖1。

3 分析結(jié)果

3.1 礦物組成

按國(guó)際通行的巖石劃分標(biāo)準(zhǔn)，粒徑小于4 μm的為黏土，4～62 μm的為(陸屑)粉砂巖。本此研究的泥頁(yè)巖一般為(極)薄層、多為黑色、少為黃灰—灰綠色、具有紙狀頁(yè)理或具細(xì)紋理的細(xì)粒沉積物。根據(jù)XRD礦物相分析，泥頁(yè)巖中的黏土平均含量為46.4%，石英平均含量為46.1%，長(zhǎng)石(斜長(zhǎng)石+鉀長(zhǎng)石)平均含量為4.0%，碳酸鹽礦物(方解石+白云石)平均含量為1.4%，菱鐵礦平均含量為1.6%，黃鐵礦平均含量為0.44%，硬石膏平均含量為1.1%；少量樣品中含有石膏、石鹽或鈣芒硝(風(fēng)化產(chǎn)物)；樣品中含黃鐵礦，有些含量較高(0.1%～5.1%)；碳酸鹽礦物相對(duì)較低，無(wú)論是方解石或白云巖，含量均低于1.5%(不包括混入的孔洞或縫脈中充填物)(表1，圖4)。

頁(yè)巖可劃分為硅質(zhì)頁(yè)巖、鈣質(zhì)頁(yè)巖、黏土質(zhì)頁(yè)巖和混合頁(yè)巖4種主要巖相類型[7]?？紤]到研究區(qū)層位中泥頁(yè)巖的礦物組成(富含黏土及石英)，將菱鐵礦納入碳酸鹽礦物，并結(jié)合較易識(shí)別的泥、頁(yè)巖結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，加上定語(yǔ)(富或含黏土)，將樣品分為富硅黏土質(zhì)頁(yè)巖、富泥硅質(zhì)頁(yè)巖、泥—硅混合頁(yè)巖和富陸屑碳酸鹽巖(表1，圖4)。

3.2 化學(xué)組成

3.2.1 有機(jī)碳含量

10件樣品的平均殘余有機(jī)碳含量為1.00%(0.07%～4.81%)；硫平均含量為0.011%(0.00%～0.04%)。若有機(jī)質(zhì)豐度下限為1%，達(dá)標(biāo)樣品為40%(圖5)。

3.2.2 常量組分

13件樣品中常量組成為：SiO2平均為63.02%(47.89%～83.07%)，Al2O3平均為13.60%(6.95%～18.65%)，F(xiàn)e2O3平均為7.71% (3.49%～18.36%)，F(xiàn)eO平均為3.06% (0.60%～12.09%)，MgO平均為2.48% (0.99%～6.46%)，CaO平均為1.74% (0.14%～5.22%)，Na2O平均為0.51% (0.049%～1.89%)，K2O平均為3.80% (0.085%～6.36%)，MnO平均為0.11% (0.032%～0.35%)，TiO2平均為0.92% (0.44%～2.01%)，P2O5平均為0.139% (0.056%～0.266%)，燒失量平均為5.87%(1.80%～12.58%)；常量組分與樣品中的殘余有機(jī)質(zhì)呈弱的正相關(guān)關(guān)系(圖5)；與澳大利亞后太古宙頁(yè)巖(PAAS)[8-9]相比，含量相似的元素有Si、Mg、K、P，稍高的有Ti、Mn、Fe，較低的有Al、Ca和Na。

圖4 阿爾金西北緣紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面 新元古界冰溝南組泥頁(yè)巖礦物分類[7]Fig.4 Mineral classification of mud shale in Neoproterozoic Binggounan Formation, Hongliugou I section, NW margin of Altyn Tagh fault

表1 阿爾金西北緣紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面新元古界冰溝南組泥頁(yè)巖礦物組成

圖5 阿爾金西北緣紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖中部分元素組成及環(huán)境指示參數(shù)Fig.5 Mineral composition environment indicators of mud shale in Neoproterozoic Binggounan Formation, Hongliugou I section, NW margin of Altyn Tagh fault

3.2.3 微量元素

(1)造巖元素：Li平均為38.84×10-6(20.35×10-6～62.75×10-6)，Be平均為2.98×10-6(0.64×10-6～5.59×10-6)，Cs平均為8.01×10-6(0.62×10-6～15.11×10-6)，Rb平均為112.72×10-6(1.84×10-6～165.91×10-6)，Sr平均為76.39×10-6(17.08×10-6～157.06×10-6)，Ga平均為20.28×10-6(10.22×10-6～26.76×10-6)。與后太古宙頁(yè)巖相比，含量相近的元素有Cs、Li、Be，Rb和Sr均低，Ba平均值要高出5倍。其中，Rb與主動(dòng)、Sr與背動(dòng)大陸邊緣盆地中的平均值接近。

(2)鐵族元素：Cr平均值為83.21×10-6(39.99×10-6～135.42×10-6)，V平均為186.87×10-6(44.99×10-6～353.96×10-6)，Co平均為19.45×10-6(2.41×10-6～39.56×10-6)，Ni平均為62.92×10-6(11.27×10-6～134.15×10-6)。與后太古宙頁(yè)巖相比，稍低的有Co、Cr，較高有Ni,而V高1倍左右。

(3)放射性元素：U平均為5.09×10-6(0.81×10-6～22.84×10-6)，Th平均為14.99×10-6(9.09×10-6～24.08×10-6),兩值均接近后太古宙頁(yè)巖的平均值。

(4)成礦元素：Cu平均為124.50×10-6(22.70×10-6～ 570.41×10-6)，Pb平均為25.83×10-6(1.87×10-6～157.79×10-6)，Zn平均為106.7×10-6(39.78×10-6～166.41×10-6)，Cd平均為0.34×10-6(0.12×10-6～0.60×10-6)，Bi平均為0.64×10-6(0.05×10-6～3.16×10-6)。以上元素的平均值均比后太古宙頁(yè)巖的對(duì)應(yīng)值高，如Cu平均值要高2倍以上。

(5)稀有元素：Sc平均為17.30×10-6(7.68×10-6～26.04×10-6)，Hf平均為4.26×10-6(1.84×10-6～6.43×10-6)，Zr平均為163.71×10-6(68.8×10-6～245.91×10-6)，Y平均為31.85×10-6(12.7×10-6～58.67×10-6)，Nb平均為14.61×10-6(7.11×10-6～22.97×10-6)，Ta平均為1.36×10-6(0.67×10-6～2.23×10-6)。含量與后太古宙頁(yè)巖相近的元素有Sc、Y、Hf，Nb、Zr稍低，Ta稍高。

(6)稀土總量、輕重稀土比及δEun和δCen:ΣREE平均為230.71×10-6(89.27×10-6～369.52×10-6)，LREE/HREE平均為3.12(1.08～3.82)，δEun平均為0.96(0.60～2.15)，δCen平均為0.65(0.53～0.72)(圖5)，均高于后太古宙頁(yè)巖的對(duì)應(yīng)值，其中ΣREE與被動(dòng)大陸邊緣盆地的平均值接近。

3.2.4 組分或元素比值

Al/Ga平均為3 551(3 208～4 123),K/Rb平均為285(193～391),Ca/Sr平均為60.29(25.71～182.05),Rb/Tl平均為162.35(118.91～199.86),Zn/Cd平均為346.24(92.51～557.00),Mo/W平均為1.11(0.03～4.19),Ni/Co平均為19.67(2.50～104.10),Nb/Ta平均為10.77(9.31～12.31),Th/U平均為3.55(1.42～5.13)；與維諾格拉多夫[10-11]提出的頁(yè)巖和黏土巖中這些比值的平均值(后面括號(hào)中的數(shù)據(jù))相比，Al/Ga(3 483)、Ca/Sr(56)、Mo/W(1.0)、Th/U(3.4)十分接近；K/Rb(114)、Zn/Cd(300)、Ni/Co(4.7)、Nb/Ta(6)偏高；僅Rb/Tl偏低。

Th/Sc平均為0.98(0.82～1.32),Zr/Th平均為15.69(7.30～68.55),Zr/Sc平均為10.31(3.73～15.99)，Zr/Nb平均為11.69(7.32～16.83)，Zr/Y平均為5.32(2.01～10.94)，La/Th平均為2.89(1.84～4.22)，Sm/Nd平均為0.20(0.17～0.28)，F(xiàn)e2O3/FeO平均為4.80(1.23～16.47)，(Cu+Mo)/Zn平均為1.38(0.28～4.19)，V/Cr平均為2.09(1.01～3.64)，V/(V+Co)平均為0.74(0.05～0.95)。

4 討論

4.1 構(gòu)造環(huán)境與熱事件改造

BHATIA等[1-3]通過(guò)分析碎屑巖的巖石化學(xué)成分來(lái)確定母巖性質(zhì)，再造盆地的沉積構(gòu)造演化史。他將大陸邊緣和大洋盆地劃分為大洋島弧、大陸島弧、活動(dòng)大陸邊緣和被動(dòng)大陸邊緣。其中，活動(dòng)大陸邊緣包括了位于活動(dòng)板塊邊界之上或鄰近板塊邊界的構(gòu)造，沉積物來(lái)自大陸邊緣巖漿弧或與走滑斷層有關(guān)的隆升區(qū)。被動(dòng)大陸邊緣盆地包括了穩(wěn)定大陸邊緣的板內(nèi)盆地和克拉通內(nèi)盆地，沉積物來(lái)自穩(wěn)定大陸、遠(yuǎn)離活動(dòng)板塊邊緣的沉積。BHATIA等[1-3]、ROSER等[12]建立了用砂泥巖中的主量元素參數(shù)來(lái)判別構(gòu)造環(huán)境的模型。微量元素尤其是稀有元素中的Th、Sc、Zr、Hf等因?yàn)橛泻芎玫姆€(wěn)定性，可用于判識(shí)沉積盆地的構(gòu)造背景，如La/Th(2.6)、Hf(>5×10-6)是大陸邊緣構(gòu)造背景(包括活動(dòng)大陸邊緣和被動(dòng)大陸邊緣)特征值[13]。因此，無(wú)論是特征常量組分還是微量元素，除了角閃片巖(大洋島弧，樣品HLG-1)外，其他樣品大多位于被動(dòng)大陸邊緣中(圖6)。

將稀有、鐵族、稀土、放射性元素、部分金屬元素或造巖元素比值分別與活動(dòng)大陸邊緣(圖7a)、被動(dòng)大陸邊緣(圖7b)、大陸島弧(圖7c)和大洋島弧(圖7d)相對(duì)應(yīng)的平均值[3，8-9]對(duì)比可見(jiàn)：①角閃片巖(HLG-1)與大洋島弧平均值最相近；其他樣品呈上(高)下(低)跳躍狀趨勢(shì)，為非大洋島弧成因(圖7d)；②與大陸島弧平均值相比，除了樣品中Hf、Zr/Th及Th/U較低外，其他絕大多數(shù)元素或比值均高于其平均值(圖7c)；③無(wú)論與活動(dòng)大陸邊緣(圖7a)被動(dòng)大陸邊緣(圖6b)的平均值相比，除了包括角閃片巖(HLG-1)等極少數(shù)樣品或指標(biāo)外，在0.5至3倍的平均值范圍變化，少數(shù)可達(dá)0.2至10倍(或更高)，無(wú)疑更接近大陸邊緣盆地，但難以區(qū)分主動(dòng)還是被動(dòng)大陸邊緣盆地。

如前所述，泥頁(yè)巖部分已淺變質(zhì)為板巖與片巖，推測(cè)與顯生宙以來(lái)，尤其是奧陶紀(jì)末有限洋的俯沖—關(guān)閉、中、新生代阿爾金多期走滑斷裂活動(dòng)引起的動(dòng)力變質(zhì)作用有關(guān)。在走滑斷裂的端部發(fā)育張性伸展構(gòu)造或擠壓性隆起構(gòu)造[15]，阿爾金斷裂左旋位移約300～500 km[16]。MEYER等[17]指出，斷裂活動(dòng)可能始于中新世；DELVILLE等[18]則認(rèn)為阿爾金斷裂的左旋剪切活動(dòng)始于160～140 Ma(晚侏羅世—早白堊世)。王國(guó)燦等[5-6]認(rèn)為前寒武紀(jì)東昆侖曾有3次強(qiáng)烈區(qū)域性構(gòu)造熱事件，分別在 2 400～2 500 Ma、1 800～1 900 Ma和大約1 000 Ma，后者主要與新元古代早期的Rodinia大陸聚合事件相關(guān)，新元古代中晚期以來(lái)進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境。

4.2 物源區(qū)性質(zhì)

利用Th、Zr和Y/Ho可以有效地指示陸源碎屑對(duì)成巖的貢獻(xiàn)[19]。樣品中Th、Zr和Y/Ho顯示兩者有弱的或無(wú)正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明泥頁(yè)巖中元素主要為陸源碎屑物質(zhì)，部分元素為海水自生來(lái)源?；鹕綆r和碎屑沉積物中的 Y/Ho比值約為28，海水的Y/Ho比值為44～74[20-21]，樣品的Y/Ho平均值為25.75(24.35～27.94)，非常接近28。樣品中的Th/U值平均為3.55，與揚(yáng)子陸塊Th/U 值(4.4～4.8)及華夏陸塊的Th/U值(5.3～5.4)均不同[22]。

圖6 阿爾金西北緣紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖元素判別構(gòu)造環(huán)境 a、b圖版參見(jiàn)文獻(xiàn) [12] ；c、d圖版參見(jiàn)文獻(xiàn)[3,14]。Fig.6 Tectonic environment judged by minerals in mud shale in Neoproterozoic Binggounan Formation, Hongliugou I section, NW margin of Altyn Tagh fault

圖7 阿爾金西北緣紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖部分微量元素及比值 與主動(dòng)大陸邊緣盆地ACM(a)、被動(dòng)大陸邊緣盆地PCM(b)、大陸島弧CIA(c)和大洋島弧OIA(d)平均值對(duì)比[3,8-9]Fig.7 Trace element contents and ratios of mud shale in Neoproterozoic Binggounan Formation, Hongliugou I section, NW margin of Altyn Tagh fault, compared with the average values of active continental margin (ACM) (a), passive continental margin (PCM) (b), continental island arc (CIA) (c) and ocean island arc (OIA) (d)

成分變化指數(shù)(ICV)用于衡量碎屑巖原始成分的變化，可判斷碎屑巖是代表初始沉積的產(chǎn)物還是源于再循環(huán)的產(chǎn)物[22-23]。ICV的計(jì)算公式為：ICV=n(Fe2O3+K2O+Na2O+CaO*+MgO+MnO+TiO2)/n(Al2O3)，公式中氧化物的單位均為摩爾，CaO*的摩爾含量是指硅酸鹽組分中Ca的摩爾量[9]。由大量未經(jīng)風(fēng)化的細(xì)碎屑礦物組成的粉砂巖、泥巖的ICV>1，相反由大量黏土礦物組成的粉砂巖、泥巖的ICV<1。大多數(shù)陸相沉積巖的ICV>1，代表第一次沉積的產(chǎn)物，ICV<1的沉積巖通常形成于風(fēng)化作用較強(qiáng)、構(gòu)造活動(dòng)穩(wěn)定的環(huán)境。紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖ICV均值為1.33(0.89～2.15)，主要為第一次沉積物并夾有穩(wěn)定源區(qū)的風(fēng)化產(chǎn)物。

冰溝南組泥頁(yè)巖Al2O3/TiO2平均為16.81(12.91～20.48)，落入鐵鎂質(zhì)—長(zhǎng)英質(zhì)過(guò)渡系列火成巖Al2O3/TiO2變化范圍(8～21)中，反映出中基性及中酸性巖漿巖來(lái)源。Th(平均值為14.99×10-6)、Sc(平均值為17.31×10-6)均略高于澳大利亞后太古宙頁(yè)巖Sc(平均值16.0×10-6)和上地殼Sc(平均值11.0×10-6)，不相容元素均較富集，Th/Sc值近于1，即具有典型大陸上地殼的特征(圖8a)。

進(jìn)一步運(yùn)用Th/Sc-La/Sc圖解[8]可衡量沉積物物源區(qū)地殼物質(zhì)所占的比例。紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖中的La/Sc值與Th/Sc值具有較好的正相關(guān)性(圖8b，c)，巖漿巖從基性—中性—中酸性—酸性(圖8c中的B至F或G)，除了角閃片巖(HLG-1)偏向鐵鎂質(zhì)(B)外，樣品大多數(shù)位于基性、中性巖漿巖及中酸性巖漿巖區(qū)(Th/Sc比值小于1.4, La/Sc比值小于4.5)，主要接近被動(dòng)邊緣泥質(zhì)巖、PAAS或上地殼平均值的趨勢(shì)線，為相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境(中酸性巖漿巖占一定的比例)。

另外，由于沉積巖對(duì)其母巖的稀土元素具有很強(qiáng)的繼承性，可判斷沉積盆地構(gòu)造環(huán)境。紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖中，除了角閃片巖(HLG-1、HLG-53)稀土總量ΣREE較低、輕重稀土分異弱或明顯的正Eu異常外，多數(shù)樣品ΣREE較高，富輕稀土、Eu負(fù)異?；驘o(wú)負(fù)Eu，反映出沉積物來(lái)源于再循環(huán)的沉積碎屑、古老侵入巖(花崗巖為主)、少量玄武巖及變質(zhì)巖[2](圖9a)。在La/Yb-ΣREE投點(diǎn)圖上，絕大多數(shù)樣品落入花崗巖及堿性玄武巖區(qū)(圖9b)[2-3,22]。

將δEu與Ba含量相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Ba含量小于4 000×10-6時(shí)，δEu≤1,且兩者有一定的正相關(guān)性；當(dāng)Ba含量大于8 000×10-6時(shí)，δEu=1.01～2.15,后者明顯指示了熱液作用的影響。研究表明：海水中Ba可來(lái)源于有機(jī)質(zhì)的降解和生物體的腐爛分解、古陸上的含鋇金屬硅酸鹽和磷酸鹽化合物、堿性長(zhǎng)石和云母等礦物的風(fēng)化分解以及火山噴發(fā)帶來(lái)的大量熱液鋇鹵水[26]。

在地球演化初期，地殼中Gd含量較高，隨著元素分餾作用的加強(qiáng)，Gd的含量越來(lái)越?。欢鳼b在地殼演化中含量變化較小，因此球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化(Gd/Yb)N值隨地層的變新而逐漸變小。沉積物的(Gd/Yb)N值以2為界，(Eu/Eu*)N值(球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化)以1為界，大于此值則物源以太古宙巖石為主，小于此值則以后太古宙年輕地層為主[8]。冰溝南組泥頁(yè)巖(Gd/Yb)N值為1.17～2.19，均值1.74，(Eu/Eu*)N值為0.20～0.71，均值0.32，源區(qū)母巖具有后太古宙年輕巖石的特征，與花崗巖的(Eu/Eu*)N值(0.4)[8]較為接近。由于部分樣品(Gd/Yb)N值接近2，反映出源區(qū)母巖具有太古宙和后太古宙巖石混源特征。

圖8 阿爾金西北緣紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖 Th-Sc (a) [24]、Th/ Sc-La/Sc (b) [25]及Th/ Sc-Zr/Sc (c)關(guān)系投點(diǎn)圖[9] 黑實(shí)線表示源區(qū)分別為鐵鎂質(zhì)-長(zhǎng)英質(zhì)成分母巖時(shí)，沉積物投點(diǎn)的趨勢(shì)線；帶箭頭虛線 表示經(jīng)沉積、分選、再循環(huán)過(guò)程沉積物中碎屑鋯石含量的變化趨勢(shì)。Fig.8 Th-Sc(a), Th/Sc-La/Sc(b) and Th/Sc-Zr/Sc(c) values of mud shale in Neoproterozoic Binggounan Formation, Hongliugou I section, NW margin of Altyn Tagh fault

圖9 阿爾金西北緣紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖稀土元素配分模式圖 (a) 及La/Yb-ΣREE關(guān)系投點(diǎn)圖 (b)[2-3,22]Fig.9 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a) and La/Yb-ΣREE diagram (b) of mud shale in Neoproterozoic Binggounan Formation, Hongliugou I section, NW margin of Altyn Tagh fault

將紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖中的部分造巖、鐵族、稀有、放射性及金屬元素與NASC(圖10a)、PAAS(圖10b)及元古宙頁(yè)巖(圖10c)等[3，8-9]對(duì)比發(fā)現(xiàn)：①與上述三者接近的元素有：Ti、V、Ni 、Y、Th、Ta；②相對(duì)負(fù)偏的有：Rb、Sr、Cr 、Co、Zr、Hf、Pb；③特別富集的僅有Ba；④Sc與被動(dòng)大陸盆地或后太古宙頁(yè)巖的平均值相近。

硅質(zhì)巖或泥質(zhì)巖中的MnO/TiO2值可作為環(huán)境分析的定性標(biāo)志。離大陸較近的邊緣海等沉積環(huán)境中的MnO/TiO2值偏低(一般小于0.5)，而遠(yuǎn)離大陸的大洋環(huán)境中的硅質(zhì)沉積物則較高，可達(dá)0.5～3.51[27]。紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖中MnO/TiO2值明顯偏低(0.02～0.77)，平均值僅為0.16，反映出邊緣海沉積的特點(diǎn)。

4.3 風(fēng)化作用

按照NESBITT等[28]提出的化學(xué)蝕變指數(shù)(CIA)來(lái)重建古氣候，目前已得到了廣泛的運(yùn)用。CIA可以很好地評(píng)價(jià)長(zhǎng)石向黏土礦物(如高嶺石)轉(zhuǎn)化的程度，其計(jì)算公式為：CIA=100n(Al2O3)/n(Al2O3+CaO*+Na2O+K2O)。公式中氧化物的單位均為摩爾，CaO*的摩爾含量是指硅酸鹽組分中Ca的摩爾量，而不包括非硅酸鹽組分(碳酸鹽、磷酸鹽等)。A-CN-K圖解可以用來(lái)判斷源巖成分、揭示鉀交代作用對(duì)源巖的影響[28-30]。其中A指Al2O3，CN指CaO*+Na2O，K指K2O，氧化物的單位均為摩爾。

在A-CN-K三角圖中(圖11)，紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖投點(diǎn)分別為：①3件樣品落于花崗巖和A型花崗巖自然風(fēng)化趨勢(shì)線之間；② 1件樣品進(jìn)入花崗閃長(zhǎng)巖自然風(fēng)化趨勢(shì)線；③4件樣品落于輝長(zhǎng)巖自然風(fēng)化趨勢(shì)線之間；④其他5件接近蒙脫石風(fēng)化產(chǎn)物。由于斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石礦物的大量風(fēng)化，導(dǎo)致鉀大量流失，這與XRD的結(jié)果基本吻合，即巖石中斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石的平均含量分別為2.45%和1.19%。另外，上述投點(diǎn)演化線基本與A-CN連線平行，僅個(gè)別樣品稍為偏向趨勢(shì)線的右側(cè)，表明曾有弱的鉀交代作用；總體反映物源區(qū)的巖石類型較為多樣，但基本保留了原始沉積物的信息。

圖10 阿爾金西北緣冰溝南組泥頁(yè)巖部分微量元素與NASC(a)、PAAS(b)及元古宙頁(yè)巖(c)[3，8-9]對(duì)比網(wǎng)狀圖Fig.10 Trace element contents of mud shale in Neoproterozoic Binggounan Formation, Hongliugou I section, NW margin of Altyn Tagh fault, compared with the values of NASC (a), PAAS (b) and Proterozoic shale (c)

圖11 阿爾金西北緣紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面 冰溝南組泥頁(yè)巖CIA-A-CN-K關(guān)系投點(diǎn)圖[29]Fig.11 CIA-A-CN-K diagram of mud shale in Neopro- terozoic Binggounan Formation, Hongliugou I section, NW margin of Altyn Tagh fault

低的CIA值與冷的或干旱的古氣候條件有關(guān)，高的CIA值指示溫暖的或潮濕的古氣候條件[31]。紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖中CIA較高，為67.34～80.29，平均值72.85，表明其物源區(qū)遭受中等程度的化學(xué)風(fēng)化作用，沉積物沉積時(shí)氣候較溫暖、濕潤(rùn)。

另外，Sr/Cu值對(duì)古氣候的響應(yīng)非常敏感。一般情況下，Sr/Cu值介于1～10之間代表溫暖、潮濕氣候，Sr/Cu值大于10則指示干旱炎熱氣候[32]。紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖中Sr/Cu值為0.19～6.25，平均值1.38，指示了溫暖、潮濕氣候，與CIA指示的結(jié)果相同。

紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖不僅遭受動(dòng)力變質(zhì)，同時(shí)還經(jīng)歷了多期構(gòu)造抬升、暴露缺失等強(qiáng)烈風(fēng)化作用，作用越強(qiáng)，有機(jī)碳豐度越低，有機(jī)碳和氯仿瀝青“A”含量的最大風(fēng)化丟失量可達(dá)到95%以上[33]。同時(shí)，親石的大半徑陽(yáng)離子Rb、K、Sr、Ba、Mg、Ca、Na等在流體中容易遷移；Cu、Ni、Co、Mo、Mn、P、S可遷移；弱遷移元素有Fe、Al、Ti、Sc、Y、REE等[10]，因此，利用元素及其比值作為指示參數(shù)的可靠性程度不一樣，在此，盡量采用相對(duì)惰性的元素及比值。

4.4 古鹽度與氧化還原條件

沉積巖的化學(xué)和礦物學(xué)組成，都不同程度地反映了碎屑物的源區(qū)、沉積盆地和沉積物—水界面之下所發(fā)生的各種地質(zhì)作用。缺氧環(huán)境有利于有機(jī)質(zhì)沉積物的聚集,如有限的循環(huán)和密度分層的水盆，在沉積物—水界面上建立還原條件和保存有機(jī)質(zhì)，因此，判斷原始沉積環(huán)境中的氧化還原條件十分重要。

古鹽度不同的海水中，有機(jī)質(zhì)的還原所產(chǎn)生的還原硫數(shù)量不同，S/C值可以用來(lái)反映盆地水體的鹽度。正常海水S/C為0.2～0.6，小于0.2的水體鹽度較低，大于0.6的水體鹽度較高[34]。10件泥頁(yè)巖樣品的S/C平均值僅為0.03(0.01～0.07)，指示為較低的鹽度。顯然這并不能代表原始沉積水體的鹽度，而主要與成巖、動(dòng)力淺變質(zhì)發(fā)生的強(qiáng)烈大氣淡水—氧化作用及增溫有關(guān)。

海底的生物鋇與海洋中層或深海中溶解鋇濃度有關(guān)，但它不是控制海底生物鋇的主要因素，大陸輸入和陸架再循環(huán)有機(jī)物進(jìn)入深海是關(guān)鍵因素，因此，可利用較高的Corg/bio-Ba(生物成因鋇含量)來(lái)代表較高的古有機(jī)生產(chǎn)力。根據(jù)鋁的標(biāo)準(zhǔn)化校正后求取生物成因鋇含量：Al([bio-Ba]=[Ba](樣品)-(0.007 5[Al]),Ba(bio)=Ba(總量)-Ba(碎屑)= Ba(樣品)—Ti(樣品)×(Ba(PASS)/Ti(PASS))[35]。紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖中的Ba(bio)平均為3 331.4×10-6(0～8 886×10-6)，正如前述，較高的Ba含量(大于8 000×10-6)主要來(lái)源于熱液作用，除此之外的生物成因鋇含量與古生產(chǎn)力呈正相關(guān)[36]。

泥頁(yè)巖的氧化還原方法大多建立在現(xiàn)代沉積對(duì)比分析(如黑色巖系)基礎(chǔ)上，大致可歸納為以下3種：①巖石—礦物學(xué)，如顏色、沉積結(jié)構(gòu)和特征礦物。如由強(qiáng)氧化至強(qiáng)還原環(huán)境下依次出現(xiàn)的礦物為褐鐵礦、赤鐵礦、海綠石、鱗綠泥石、鮞綠泥石、菱鐵礦、白鐵礦和黃鐵礦。②古生物學(xué)。類型及組合(如不同類型的有孔蟲、藻類)，浮游與底棲生物比例，糞球粒、硅質(zhì)微體化石的比例，生物遺跡種類等。③有機(jī)及無(wú)機(jī)地球化學(xué)。前者包括有機(jī)碳、特殊生標(biāo)、硫含量等；后者有同位素、常量、微量(稀土)元素及其比值等。主要包括Fe2O3/FeO、MnO、Cr、Cu、Pb、Zn(或Zn/Al)、Mo(或Mo/Al)、Co、Pb、Zr、V、U/Th、Ni/Co、自生U、δCe等。黑色頁(yè)巖中的氧化還原敏感元素含量及其比值，被廣泛應(yīng)用于古海洋沉積環(huán)境的研究中[37-40]。隨著氧化程度的逐漸增加，Ni/Co、V/Cr和V/(V+Ni)的比值均逐漸下降。這種規(guī)律與元素本身的化學(xué)性質(zhì)關(guān)系密切，Ni、Co、V和Cr的還原相溶解度極低。

紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖中普遍含菱鐵礦，平均為1.48%(0.3%～12.3%)，黃鐵礦平均為0.40%(0.0%～5.1%)。根據(jù)對(duì)互層的硅質(zhì)巖環(huán)境掃描電鏡觀察，黃鐵礦大多為草莓狀或球狀的微晶，推斷泥頁(yè)巖中黃鐵礦以原始沉積或早成巖的產(chǎn)物為主，因此，推斷總體的沉積環(huán)境是以中強(qiáng)的還原環(huán)境為主。對(duì)比一般頁(yè)巖、黑色頁(yè)巖(EF)以及缺氧、貧氧及氧化條件指標(biāo)[37]，有以下情形：①平均值低于上述指標(biāo)的有MnO、Rb、Zr、Pb、Co、自生U、TOC、S、Ni/Al、Pb/Al等，其中，指示缺氧與氧化樣品數(shù)相似的有Zr、Co，主要反映氧化的有MnO、Rb、TOC(有1件為缺氧)、S；②與一般頁(yè)巖相近的有Cr、V、Co、Ni、Zn、Mo、V/Al、Cr/Al、Cu/Al、Zn/Al、Mo/Al等；③與氧化環(huán)境下比值相近的有MnO、V、Mo、V/Cr、U/Th等；④與黑色頁(yè)巖相近的有Cu、Co/Al、V/(V+Ni)；⑤缺氧指示的有Ni/Co、V/(V+Ni)。

HATCH等[37]和JONES等[38]通過(guò)系統(tǒng)研究認(rèn)為，Ni/Co值小于5 指示氧化環(huán)境，5～7指示缺氧環(huán)境，大于7指示還原環(huán)境；V/Cr值小于2為氧化環(huán)境，2～2.45指示缺氧環(huán)境，大于4.25為還原環(huán)境，比值越大，代表水體還原性越強(qiáng)。LEWAN[41]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)形成于還原環(huán)境的黑色頁(yè)巖，其V/(V+Ni)值更能反映水體分層性和氧化還原性，大于0.5指示沉積水體分層弱的厭氧環(huán)境；同樣，V/Cr可指示古水體氧化還原性。紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖樣品分別位于氧化、貧氧及缺氧環(huán)境，如V/Cr平均值為2.09(1.01～3.64)，變化范圍較大，但靠近剖面頂、底部的樣品均處于貧氧、缺氧環(huán)境。

由于配分模式往往是底層水稀土元素分布特點(diǎn),δCe異常波動(dòng)代表了底層水的氧化還原條件，δCe 值的減小與殘余有機(jī)質(zhì)含量往往呈負(fù)相關(guān)，也指示了缺氧環(huán)境；而剖面下部δEu正異常反映出強(qiáng)還原的熱液流體注入、在水柱中分層，并造成了底層海水中的缺氧沉積或玄武巖經(jīng)受海底蝕變而繼承了源區(qū)的特征[42](圖5)。

沉積物中Mo含量和水體的氧化還原程度有較弱的相關(guān)性。冰溝南組泥頁(yè)巖的中下部樣品Mo含量小于2×10-6，反映出主體位于半封閉—封閉的沉積環(huán)境；但近上部的多數(shù)樣品(HLG-60以后)Mo含量大于6×10-6，即處于弱封閉或半封閉環(huán)境，也對(duì)應(yīng)了殘留有機(jī)質(zhì)相對(duì)高的層段。水體封閉條件的差異不但影響了介質(zhì)的氧化還原條件，同時(shí)對(duì)有機(jī)質(zhì)富集與貧化起控制作用。

4.5 沉積環(huán)境演化

泥頁(yè)巖沉積往往與區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)(盆地屬性、沉積環(huán)境等)、相對(duì)海平面變化(體系域變化)、物源供給等因素有關(guān)。而不同的沉積環(huán)境對(duì)有機(jī)質(zhì)富集影響明顯，厭氧環(huán)境是有機(jī)質(zhì)富集的主控因素[44]；也有學(xué)者提出表層海水的高生產(chǎn)力是造成有機(jī)質(zhì)富集的主要原因[42]。另外，低溫?zé)崴练e作用、沉積速率、陸源輸入和有機(jī)質(zhì)性質(zhì)等也影響有機(jī)質(zhì)富集[45]。

硅質(zhì)來(lái)源于巖漿、熱液、表生風(fēng)化淋濾、生物溶解以及各種介質(zhì)中的溶解硅等。對(duì)互層的硅質(zhì)巖綜合研究表明，硅質(zhì)主要來(lái)源為熱液，并有少量大陸風(fēng)化、生物可溶硅。冰溝南組泥頁(yè)巖剖面中的SiO2與Al2O3有二種截然不同的相關(guān)關(guān)系：①當(dāng)57%<ω(SiO2)<63%時(shí)，Al2O3和TiO2變化較大，分別為7.96%～18.8%和0.48%～1.34%，反映了陸源供給、生物硅有一定的貢獻(xiàn)；②72%<ω(SiO2)<83%時(shí)，ω(Al2O3)≤10.5%，ω(TiO2)≤0.5%，主要為熱液硅的貢獻(xiàn)。

從剖面中δCe異常的變化，大致可劃分出3個(gè)階段：①樣號(hào)HLG-8至 HLG-53，δCe明顯負(fù)異常，且向減小變化，反映出海侵的過(guò)程；②HLG-60至 HLG-64，δCe弱的負(fù)異常，且呈二次波動(dòng)，指示海平面波動(dòng)、相對(duì)穩(wěn)定的過(guò)程；③HLG-65至 HLG-67，強(qiáng)的負(fù)異常，且向最低值變化，反映出一次較大海侵的過(guò)程，海平面達(dá)到最高水平，相對(duì)低的鹽度、缺氧環(huán)境，為形成豐富有機(jī)質(zhì)創(chuàng)造了有利的條件。

選擇泥頁(yè)巖中一些特征參數(shù)，從剖面中地球化學(xué)特征來(lái)看(圖5，12)，有以下演化趨勢(shì)：

①殘余有機(jī)碳較高樣品(如HLG-64、66-1及67)，具有較低的長(zhǎng)石、Mn、δEu、δCe、CIA、ICV、U/Th；中等的石英、黏土、Ba、Rb/Sr、Sc/Cr值；較高的Al、Zr、V、Cu、Pb、ΣREE、Ni/Co、V/Cr 、V/(V+Ni)和(Cu+Mo)/Zn等，反映出再循環(huán)的沉積碎屑、古老侵入巖(花崗巖為主)、黏土比例高、有機(jī)生產(chǎn)力高、弱—中等的風(fēng)化程度、貧氧—缺氧的還原環(huán)境。

②從ICV、CIA變化曲線來(lái)看，大致有3個(gè)向上增加沉積旋回，分別為樣號(hào)HLG-8至HLG-53，HLG-53至HLG-63和HLG-63至HLG-68；但從石英、長(zhǎng)石、黏土及SiO2、Al2O3、MnO變化趨勢(shì)來(lái)看，以HLG-53(部分指標(biāo)以HLG-60)為界，有向上增加再下降的2個(gè)次級(jí)旋回。

③Ba含量、ΣREE、δEu、U/Th與殘余有機(jī)碳、Rb/Sr、Zr/Th變化正好相反，前者下部較高或最高、上部小或有波動(dòng)，指示氧化還原條件的Ni/Co、V/Cr 、V/(V+Ni)也相似,反映出下部受熱液作用明顯；后者相反,指示了反映黏土含量、陸源以及氣候條件的Rb/Sr，主要受源區(qū)以及黏土礦物等沉積水體條件的影響。

圖12 阿爾金西北緣紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖反映氧化—還原條件 的Ni/Cr-Ni/Co(a)、V/(V+Ni)-Ni/Co(b)和Mo-Ni/Co(c)[37-38]投點(diǎn)圖Fig.12 Ni/Cr-Ni/Co (a), V/(V+Ni)-Ni/Co (b) and Mo-Ni/Co (c) showing oxidation-reduction conditions of mud shale in Neoproterozoic Binggounan Formation, Hongliugou I section, NW margin of Altyn Tagh fault

④一些含量與特征參數(shù)的正相關(guān)性明顯，如石英含量—SiO2、黏土與ICV和CIA、黏土—U/Th、Al2O3-ΣREE、Ba-δEu，揭示出黏土的吸附作用、大陸風(fēng)化作用增加；石英—ΣREE、長(zhǎng)石—TOC則有一定的負(fù)相關(guān)性，反映了陸源輸入、風(fēng)化程度對(duì)稀土及有機(jī)碳含量的影響。

⑤泥頁(yè)巖中的黏土含量對(duì)部分元素、指示參數(shù)有較大的影響。黏土含量(后面括號(hào)中的數(shù)據(jù))與Cr(40%)、V(40%～45%)、Ti(40%～60%)、有機(jī)碳(40%)、Rb(30%～55%)、Ga(40%～60%)、U(30%～45%)、Th(35%～60%)、Zr(35%～55%)、Sc(40%～55%)、Al(30%～60%)、P(30%～55%)、Cu(40%～45%)、Pb(40%)、ΣREE(35%～45%)、V/(V+Ni)(30%～60%)等呈近正態(tài)分布(最高的峰值為40%黏土含量)；與CIA(35%～45%)、ICV(40%)、Mn(40%)、Fe(40%)、δCe等也呈正態(tài)分布(最低的峰值為40%黏土含量)；而與部分指標(biāo)關(guān)系不大(如δEu、Si、Ba、Sr等)。從上述12件樣品中，可以得出一個(gè)認(rèn)識(shí)，40%左右黏土含量的泥頁(yè)巖吸附能力強(qiáng)，富含大量微量元素(及稀土)，為還原環(huán)境，有機(jī)產(chǎn)率最高、生烴潛力最好(圖13)。

為何40%左右黏土含量的泥頁(yè)巖段往往是生烴潛力較好層段？這是一個(gè)十分復(fù)雜而有趣的問(wèn)題。在不考慮成巖后期改造的情況下，下面僅提供一些線索，更深入、系統(tǒng)的研究需要詳細(xì)的理論與實(shí)驗(yàn)(踐)驗(yàn)證。首先，黏土礦物的形成、不同組合是受包括母巖性質(zhì)、古氣候、介質(zhì)條件(溫壓、Eh、pH、流體成分等)、成巖作用及構(gòu)造作用等因素的影響；其次，由于黏土礦物顆粒細(xì)小、特殊的晶體結(jié)構(gòu)和多種多樣的形態(tài)(如單礦物為板狀或片狀、針狀、絲帶狀、條片狀、羽毛狀等，而集合體呈蜂窩狀、搭橋式、絲縷狀、花朵狀、絨球狀、針葉狀和疊片狀、發(fā)絲狀網(wǎng)絡(luò)等)，因此，它具有較強(qiáng)的陽(yáng)離子交換、吸附有機(jī)質(zhì)等的能力；再次，它往往呈懸浮形式搬運(yùn)，并具有較低的沉積(降)速率，可能通過(guò)機(jī)械混入物(粉砂)導(dǎo)致的重力作用(細(xì)?！ね粱旌蠋r)、流速降低[相對(duì)停滯或一定深度的水體更有利于海解作用發(fā)生(形成包括結(jié)核或海綠石等礦物)或有利于有機(jī)質(zhì)保存]或介質(zhì)電解質(zhì)的絮凝作用(改變)發(fā)生沉降—沉積作用，因此，相對(duì)滯流、一定水深、黏土與粉砂質(zhì)相匹配比例的沉積，更有利于有機(jī)質(zhì)的形成與保存。

圖13 阿爾金西北緣紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組泥頁(yè)巖中黏土含量與主要參數(shù)的關(guān)系Fig.13 Relationship among clay contents and major paremeters of mud shale in Neoproterozoic Binggounan Formation, Hongliugou I section, NW margin of Altyn Tagh fault

4.6 成巖及變質(zhì)作用的影響

吳朝東等[46]研究認(rèn)為，頁(yè)巖中的大部分微量元素以殘余態(tài)形式存在, 賦存特征是沉積物形成環(huán)境和成巖變化的綜合反映,以陸源碎屑、懸浮體、膠體和少量以真溶液的形式從大陸搬運(yùn)入海，大多與黏土礦物有關(guān)(如Zr、Ti、Ba、Cr、Rb)。在埋藏成巖中，化學(xué)、物理(壓實(shí))條件影響較大[47]，常發(fā)生地層流體中微生物的催化作用、特殊的礦物學(xué)變化或有機(jī)質(zhì)降解作用。早期沿沉積(水)柱體，可依次出現(xiàn)沉積水、充氧氧化帶、硫酸鹽巖還原帶、發(fā)酵作用帶以及脫水、脫羧或裂解作用的深部帶，對(duì)應(yīng)于黏土礦物交換、氧化物還原或單硫、硫化鐵等礦物、富鐵碳酸鹽巖沉淀(如菱鐵礦、鐵白云石或鐵方解石)、產(chǎn)生侵蝕性孔隙水、產(chǎn)生次生孔隙帶等。另外，在熱力作用下，有機(jī)質(zhì)發(fā)生熱解聚合反應(yīng),較活潑的金屬以及與有機(jī)質(zhì)螯合或吸附的元素,例如Hg、Sb、U、V、Ni、Mo等會(huì)發(fā)生遷移、淋濾，早期的硫化物及吸附的部分微量元素、有機(jī)質(zhì)會(huì)因氧化作用而減少。因此，在全巖分析結(jié)果中，殘留的易遷移、多價(jià)的微量元素含量的地球化學(xué)特征及意義,具有明顯局限性。

冰溝南組泥頁(yè)巖中環(huán)境掃描電鏡下指示的主要成巖礦物類型為硫酸鹽(芒硝、硬石膏，偶見(jiàn)重晶石和天青石)、碳酸鹽(方解石和白云石)、鹽巖和硅酸鹽礦物(伊利石、綠泥石及自生石英)。其中，芒硝、石膏、方解石、白云石和石鹽代表了殘余地層流體過(guò)飽和沉淀或風(fēng)化產(chǎn)物的溶解產(chǎn)物；重晶石和天青石既可能是殘余地層流體過(guò)飽和沉淀，也可能受熱液作用的影響；石英則可能是長(zhǎng)石風(fēng)化或酸性環(huán)境中的硅質(zhì)過(guò)飽和或熱液交代形成等多種成因；綠泥石主要可能由黏土礦物(如伊利石)經(jīng)歷低溫變質(zhì)作用形成?？紤]到：①自生礦物石英、重晶石或天青石顆粒較小(<10 μm),含量較低；②綠泥石含量較低；③硬石膏或硫酸鹽礦物比黃鐵礦含量高，且鮞狀的菱鐵礦保存較好等特點(diǎn)，可推斷出該區(qū)曾經(jīng)歷熱事件作用的半封閉—半開(kāi)放弱還原的成巖—淺變質(zhì)作用環(huán)境，除了少量易遷移、多價(jià)的金屬元素外，樣品中基本保留了沉積環(huán)境的主要特征。

5 結(jié)論

(1)阿爾金西北緣紅柳溝Ⅰ號(hào)剖面冰溝南組淺變質(zhì)泥頁(yè)巖主要為富硅黏土質(zhì)頁(yè)巖、富泥硅質(zhì)頁(yè)巖，其次為泥—硅混合頁(yè)巖。

(2)與澳大利亞后太古宙頁(yè)巖(PAAS)相比，冰溝南組泥頁(yè)巖中元素含量相似的包括Si、Mg、K、P、Sc、Y、Hf、Th、Sc等；相對(duì)高的有Ti、Mn、Fe、Ta、δEun、δCen和ΣREE等；較低的有Al、Ca、Na，Nb、和Zr等。

(3)冰溝南組泥頁(yè)巖為一套被動(dòng)大陸邊緣的邊緣海沉積，物源具有太古宙和后太古宙混源特征，沉積物是由再循環(huán)的沉積碎屑、古老侵入巖(花崗巖為主)、少量玄武巖及變質(zhì)巖，以溫暖、濕潤(rùn)條件下中等化學(xué)風(fēng)化程度的第一沉積物為主。

(4)冰溝南組泥頁(yè)巖自下而上，ICV、CIA指示至少有3個(gè)向上增加趨勢(shì)；石英、長(zhǎng)石、黏土、SiO2、Al2O3、MnO含量以及Ba、ΣREE、δEu、U/Th、TOC、Rb/Sr、Zr/Th、Ni/Co、V/Cr、V/(V+Ni)等指示了貧氧還原—弱氧化—缺氧還原的多個(gè)沉積旋回，下部遭受了熱流體改造作用。

(5)相對(duì)較高的殘余TOC的富硅黏土質(zhì)頁(yè)巖、富泥硅質(zhì)頁(yè)巖，往往具有較低的長(zhǎng)石、Mn含量及δEu、δCe、CIA、ICV、U/Th值；中等的石英、黏土含量(40%左右)及Ba、Rb/Sr、Sc/Cr值；較高的Al、Zr、V、Cu、Pb、ΣREE、Ni/Co、V/Cr、V/(V+Ni)、(Cu+Mo)/Zn值；形成于還原環(huán)境，有機(jī)產(chǎn)率最高、生烴潛力好。