长白山玄武岩覆盖区东部边缘奶头山古元古代大理岩古沉积环境研究

摘要

为确定长白山玄武岩覆盖区东部边缘奶头山大理岩的层位归属，笔者利用岩石学、岩石化学对其古沉积环境展开研究。研究结果表明，奶头山大理岩主要岩石类型有中厚层大理岩、中薄层白云质大理岩，反映其形成于离大陆稍近的滨海-浅海相蒸发环境。大理岩主量元素w（SiO₂）介于2.04%～6.21%之间，与Zr相关系数为0.38,指示SiO₂与陆源碎屑物质关系不大，多为化学沉积成因；w（MgO+CaO+LOI）为91.37%～96.77%,表明岩石中以碳酸盐矿物为主，碎屑成分较少；CaO/MgO比值介于1.41～24.34之间，表明岩石形成于较封闭的滨海-海湾相环境；Fe³⁺/Fe²⁺比值介于0.05～0.80之间，可能反映岩石形成于相对动荡的较弱的偏中性环境。微量、稀土元素研究结果表明，Ce异常（Ce/Ce^*）与Eu异常（Eu/Eu^*）的相关系数为-0.46,与稀土总量的相关系数为-0.25,Mn/Sr比值介于0.01～0.05之间，表明研究区大理岩样品稀土元素几乎没有受到成岩作用影响；Zr与Th相关系数为0.75,与∑REE相关系数为0.14,与Ce/Ce^*相关系数为0.47,与Eu/Eu^*的相关系数为-0.48,表明研究区大理岩样品稀土元素受外来物质影响程度较低；Ce/Ce^*比值介于0.82～1.00之间，表明大理岩形成于弱氧化环境中；岩石样品（Tb/Pr）_N=1.02～3.13,（Tb/Yb）_N=0.96～1.56,说明样品的中稀土轻度富集，可能有热液输入；Eu/Eu^*平均值为1.17,与Fe²⁺相关系数为0.12,与Mn²⁺相关系数为0.56,与(Fe²⁺+Mn²⁺)相关系数为0.20,也说明可能有热液输入；Gd/Gd^*平均比值为1.05,表明基本排除样品测试中的人为因素影响；Y/Ho比值介于31.53～44.00之间，平均为35.17,表明研究区大理岩形成于近岸或受限的海洋环境中。结合区域地质资料，认为奶头山大理岩形成于较封闭的滨浅海相氧化-弱氧化海水中，并伴随有热液输入，岩石组合相当于珍珠门岩组下部层位，为珍珠门岩组东部延伸部分。

关键词

大理岩 / 岩石化学 / 沉积环境 / 玄武岩覆盖区 / 奶头山 / 长白山

基金资助

中国地质调查局东北地质科技创新中心区创基金项目(QCJJ2022-20)