地质与地球化学特征

如题所述

第1个回答  2020-01-18

(一)产状与颜色

扎布耶钙华岛的钙华自北而南呈高出湖面25~30m、15~25m以及0~15m的3套产出(图8-2)。它们的形成反映了扎布耶3个不同时期的湖面高程。第1套分布面积约为120m×360m,第2套的分布面约为60m×180m,第3套的分布面约为120m×480m。第1套与第2套地表均看不到活动迹象,第3套地表还见有泉水活动。第1套与第2套的上部呈柱状,下部呈不明显的台阶状(图版ZBYⅠ-6,ZBYⅠ-7,ZBYⅠ-8),而第3套呈现明显的台阶状(图版ZBYⅡ-1)。钙华的风化面呈土黄色(图版ZBYⅠ-8,ZBYⅡ-1),新鲜面呈纯白色(图版ZBYⅠ-8,ZBYⅡ-1,ZBYⅡ-6,ZBYⅡ-6,ZBYⅡ-8),局部呈铁锈黄色(图版ZBYⅡ-5)。

(二)组构特征

1.构造类型

钙华的组构类型有层状构造、蜂窝状构造、鲕粒状构造、块状构造、晶洞构造、放射状构造、条状构造、皮壳状构造等。

层状构造:构造层理呈水平或近于水平状(图版ZBYⅡ-1),是形成于比较稳定的水动力条件的产物,层厚主要约20cm。这种构造主要出现于第3套钙华中。

蜂窝状构造:在钙华中出现诸多的圆形孔洞,如蜂窝状(图版ZBYⅡ-5,ZBYⅡ-6,ZBYⅡ-7,ZBYⅧ-1,ZBYⅪ-3,ZBYⅫ-2,ZBYⅫ-8),孔洞大小约0.5~1.0cm。形成的原因是由于碳酸钙沉淀时含有较多的气体,当气体消失后,留下孔洞。这种构造在3套钙华中均有出现。

豆粒状构造:外表看像鲕状构造,是在水动力条件动荡时所形成的,这种构造只在第3套钙华中见及(图版ZBYⅡ-8)。

块状构造:与层状构造相比,从较小的尺度上看,在每一层中,存在块状构造,这种构造在3套泉华中均有出现(图版ZBYⅠ-7,ZBYⅠ-8,ZBYⅡ-1)。

晶洞构造:为晶体所围限的小范围内存在的一种构造,例如文石所形成的晶洞等(图版Ⅴ-1,Ⅻ-6,ZBYⅫ-1)。

放射状构造:为一种由针状文石矿物沿近于圆形的面分布所组成的具有放射状的构造(图版ZBYⅢ-4,ZBYⅣ-5,ZBYⅣ-6,ZBYⅤ-2,ZBYⅨ-3,ZBYⅨ-5,ZBYⅩ-1)。

条状构造:是碳酸钙矿物成条状展布所体现的一种构造(图版ZBYⅧ-4)。

皮壳状构造:是一种有两层以上的层所组成的构造(图版ZBYⅥ-4,ZBYⅥ-6,ZBYⅥ-7)。

2.结构类型

结构类型有纹层状结构、胶状结构、粒状结构、针状结构、包裹状结构、溶蚀结构、空心状结构、生物结构等。

纹层状结构:由细粒方解石所组成的呈纹层状的一种结构(图版ZBYⅢ-1)。

胶状结构:又成为同心圆状结构,由细粒方解石所组成的呈同心圆的一种结构(图版ZBYⅢ-2,ZBYⅢ-5).

粒状结构:是由粒状方解石矿物所体现的结构(图版ZBYⅢ-3,ZBYⅢ-6,ZBYⅢ-7,ZBYⅢ-8,ZBYⅣ-2,ZBYⅣ-3,ZBYⅣ-5,ZBYⅥ-3,ZBYⅥ-8,ZBYⅨ-1,ZBYⅨ-2,ZBYⅨ-3,ZBYⅨ-5)。

针状结构:是由针状文石体现的结构(图版ZBYⅣ-3,ZBYⅣ-4,ZBYⅣ-5,ZBYⅣ-6,ZBYⅤ-1,ZBYⅤ-2,ZBYⅤ-4,ZBYⅤ-5,ZBYⅤ-6,ZBYⅤ-7,ZBYⅤ-8,ZBYⅥ-3,ZBYⅥ-4,ZBYⅥ-5,ZBYⅥ-6,ZBYⅥ-7,ZBYⅥ-8,ZBYⅦ-1,ZBYⅦ-3,ZBYⅦ-5,ZBYⅦ-6,ZBYⅦ-7,ZBYⅦ-8,ZBYⅨ-5,ZBYⅨ-7,ZBYⅨ-8,ZBYⅩ-1,ZBYⅩⅢ-3)。

包裹状结构:为由方解石所体现的结构(图版ZBYⅩ-8,ZBYⅪ-8,ZBYⅩⅢ-7,ZBYⅩⅢ-8)。

溶蚀结构:是由方解石被溶蚀所体现的结构(图版ZBYⅧ-5,ZBYⅩ-8)。

空心状结构:为由空心状文石所体现的结构(图版ZBYⅩⅢ-4)。

生物结构:为由生物碎屑或骨架所体现的结构(图版ZBYⅧ-4,ZBYⅩⅢ-2)。

(三)矿物组成

由钙华样品的扫描电镜观察结果可以看出,钙华中的矿物主要有文石、方解石(表8-3),其中第1套以方解石为主,文石的含量相对较少;而第2套以文石为主,方解石的含量相对较少;第3套总体以方解石为主,局部显示以文石为主的特点(表8-3)。其中文石主要呈实心与空心针状,长度约为5~50μm,多数为20~50μm。方解石主要呈菱形粒状,也有呈包裹结构与溶蚀结构,粒径大小约为100μm。在与卤水接触部位形成的钙华中有一定量的石盐与芒硝出现。

表8-3 钙华矿物组成的X射线衍射分析结果(%)

(四)地球化学特征

1.常量元素

由钙华的常量元素组成(表8-4)可以看出,第1套钙华CaO含量的变化范围为44.43%~53.62%,平均值为50.31;第2套钙华CaO含量的变化范围为41.72%~52.12%,平均值为49.49%;第3套钙华CaO含量的变化范围为46.37%~54.37%,平均值为51.16%。因此,3套钙华的CaO含量基本一致。

表8-4 钙华的常量组分组成(%)

第1套钙华SiO2含量的变化范围为0.3%~1.6%,平均值为1%;第2套钙华SiO2含量的变化范围为0.47%~3.19%,平均值为1.47%;第3套钙华SiO2含量的变化范围为0.5%~2.45%,平均值为0.81%。因此,3套钙华的SiO2在较小的范围略有变化,并体现出由早到晚由低升高的特点。

2.微量元素

扎布耶钙华岛钙华的稀土元素配分模式(图8-3~图8-5),可以看出3套钙华的稀土元素配分模式基本相似,均为重稀土富集型。

图8-3 扎布耶第1阶段NASC(北美页岩)标准化稀土元素配分模式图

图8-4 第2阶段钙华NASC(北美页岩)标准化稀土元素配分模式图

图8-5 第3阶段钙华NASC(北美页岩)标准化稀土元素配分模式图

扎布耶钙华的稀土元素有关参数(表8-5)可以看出,第1阶段泉华∑REE(10-6)的变化范围为1.91~7.22,平均值为3.45;第2阶段泉华∑REE(10-6)的变化范围为1.78~10.95,平均值为5.77;第3阶段泉华∑REE(10-6)的变化范围为2.91~11.13,平均值为5.38。因此,扎布耶钙华的∑REE比搭格架硅华(赵元艺等,2007)的更低。

第1阶段泉华∑LREE/∑HREE的变化范围为3.47~7.08,平均值为5.97;第2阶段泉华∑LREE/∑HREE的变化范围为2.00~8.08,平均值为5.31;第3阶段泉华∑LREE/∑HREE的变化范围为2.37~6.93,平均值为4.70。由早到晚,∑LREE/∑HREE出现5.97→5.31→4.70的降低趋势,表明越到晚期钙华中越富集重稀土元素。第1阶段泉华La页岩/Ce页岩的变化范围为0.99~1.86,平均值为1.58;第2阶段泉华La页岩/Ce页岩的变化范围为1.07~2.38,平均值为1.42;第3阶段泉华La页岩/Ce页岩的变化范围为1.01~1.58,平均值为1.33。由早到晚,La页岩/Ce页岩出现1.58→1.42→1.33的降低趋势。

δEu为稀土元素主要的参数之一,搭格架硅华各阶段的δEu平均值为0.53~1.64。扎布耶钙华岛的钙华,不同套次有不同的δEu变化范围及平均值,全为正异常(图8-3,表8-5),并且总体上比搭格架硅华的要高,由第1阶段钙华到第3阶段钙华,δEu出现2.47→1.71→1.60的降低趋势。这种特征可能是由钙华形成于特殊的陆陆碰撞环境,泉水流动速度较快,使泉水中的Eu与围岩长石中的Ca难以充分替换,而得以保存于钙华中所致。

表8-5 钙华的地球化学参数

Ce常出现+3、+4两种价态,其中Ce3+的溶解度较大;而Ce4+的溶解度较小,并易与Mn4+呈类质同像,而易被从液体相中沉淀析出,造成沉积物Ce的负异常。由于不同沉积环境的铁锰氧化物的丰度不同,由此而引起的Ce亏损程度也不相同(吕志成等,2004)。另据Shimizu等(1977)的研究结果,热水成因硅质岩的δCe为负异常,而非热水成因硅质岩的δCe为正异常。搭格架不同阶段硅华的Ce/Ce*平均值均为负异常(赵元艺等,2007)。扎布耶钙华岛3个阶段钙华的δCe有着基本一致的变化范围,均为负异常,δCe的平均值由第1阶段到第3阶段出现0.63→0.74→0.70的变化趋势。

在扎布耶钙华岛钙华中铯的含量变化范围为(1.43~16.8)×10-6,平均为5.42×10-6;锂为(24.4~506)×10-6(表8-6),平均为129.1×10-6,因此,铯与锂在钙华中的含量较高。并且,随着钙华由早到晚的变化,Cs的平均值(μg/g)出现4.54→6.68→5.34的变化,而Li的平均值(×10-6)出现109.9→116.5→136.9的升高趋势(表8-6)。

表8-6 钙华Cs与Li含量(10-6)统计表

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