右江盆地中三叠世碎屑岩地球化学特征及其物源分析∶以贵州册亨地区为例

陈 兴，彭成龙，陈建书，吴开彬，张德明，王文明，龚桂源，邓贵标，骆 珊

贵州省地质调查院，贵阳 550081

右江盆地，又称南盘江盆地，是中国华南重要的多金属矿床富集地，广泛发育Au、As、Sb、Hg等低温热液矿床，尤其以大量微细浸染型（卡林型）金矿床为特色，有“滇黔桂金三角”之称（顾雪祥等，2007；刘寅等，2015）。金矿床主要赋存在中三叠世碎屑岩地层中（庞保成和林畅松，2001）。

右江盆地一直颇受关注，围绕着沉积盆地性质及其演化（贺自爱，1986；陈洪德和曾允孚，1990；曾允孚等，1995；秦建华等，1996；吴浩若等，1997；梅冥相和李仲远，2004；杜远生等，2009，2013；刘寅等，2015；杨文心等，2017）、盆地充填序列（覃建雄等，2000；梅冥相等，2001；Lehrmann et al., 2015）、火山岩（王忠诚等，1997；吴根耀等，2000，2001，2002；夏文静等，2019）、深水沉积特征（吕洪波等，2003；肖彬等，2014；彭成名等，2014；夏文静等，2018）、中三叠世碎屑岩源区位置（侯方浩等，1985；苟汉成，1985；牟传龙等，1990；陈翠华等，2003；吴浩若，2003；杨超等，2008；杜远生等，2009；杨宗永和何斌，2012；夏文静等，2018）、碎屑锆石年代学（Yang et al., 2012；杨宗永和何斌，2012；叶太平等，2013）等开展了较多研究。而对于中三叠世碎屑岩物源分析的成果上，存在着源区风化程度较高，岩石类型主要为长英质岩石，构造背景主要为活动大陆边缘（宋博等，2014）；源区构造背景为被动大陆边缘，或活动大陆边缘，或大陆岛弧，具有多物源特征（杜远生等，2013）；源区岩石类型主要为石英质沉积岩及长英质岩石，构造背景主要为大陆岛弧及活动大陆边缘（叶太平，2012）；源区风化程度相对较高，岩石类型主要为长英质岩石，构造背景主要为大陆岛弧及活动大陆边缘（Qiu et al., 2016）等明显分歧。

本文以贵州1∶5万册亨县幅等4幅地质矿产综合调查项目为依托，通过对右江盆地北部册亨地区开展详细的野外地质调查，室内通过详细显微镜下观察，结合碎屑岩的地球化学特征，试图为右江盆地中三叠世巨厚碎屑岩物源区岩石类型、构造背景及其风化程度提供约束。

1 地质背景

右江盆地位于广西西部及其与滇东南、黔南的交接部位（杜远生等，2009，2013），处于华南板块西南缘，其南部与越北地块相接，并通过哀牢山—Song Ma缝合带与印支地块相连，向北为松潘—甘孜和秦岭—大别造山带，在东北方向与江南造山带毗邻，受多条深大断裂控制（刘寅等，2015），贵州册亨地区位于右江盆地北部，是其重要组成部分（图1）。右江盆地内主要出露晚古生代、三叠纪及少量早古生代和第四纪地层（黄虎，2013），晚古生代至中三叠世地层发育齐全，早泥盆世早—中期以砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥质岩及泥灰岩为主，早泥盆世晚期至早三叠世地层沉积于碳酸盐岩台地、深水盆地沉积体系，碳酸盐台地以生物礁灰岩、泥晶灰岩、鲕粒灰岩、角砾岩等为特征，深水盆地则为泥质岩、硅质岩、碎屑灰岩等岩石类型（杜远生等，2013；刘寅等，2015），中三叠世充填了一套厚达5000 m的复理石沉积（吕洪波等，2003），岩性为细砂岩、粉砂岩、泥岩及其过渡岩石。

图1 右江盆地大地构造位置图（据Yang et al., 2012; 刘寅等，2015；胡瑞忠等，2020修改）Fig.1 Tectonic sketch map of the Youjiang Basin

册亨地区出露地层仅有二叠系上统、三叠系下—中统及第四系，以三叠系分布面积最大，广布全区，约占总面积的98%以上，二叠系及第四系分布最少，小于2%。其中，中三叠世出露地层为许满组、呢罗组、边阳组。根据其岩性组合及层厚不同，由老至新进一步细分为许满组第二段a亚段(T2xm2a)、许满组第二段b亚段(T2xm2b)、许满组第三段(T2xm3)、许满组第四段a亚段(T2xm4a)、许满组第四段b亚段(T2xm4b)、呢罗组(T2nl)、边阳组第一段(T2b1)、边阳组第二段(T2b2)。各地层主要岩性特征如图2。

2 碎屑岩岩石学特征

碎屑岩主要分布在 T2xm2b、T2xm4a、T2xm4b、T2nl、T2b1和T2b2，其野外露头尺度特征如图3af。其中，T2xm2b细粒岩屑砂岩由岩屑、石英、长石及其它矿物组成，其中岩屑61%左右，石英19%左右，长石12%左右，其它矿物（如云母）3%左右，矿物多呈次棱角状；分选性较差；磨圆度中等。碎屑矿物成熟度差。填隙物约占样品总量4%，偏集不均匀分布，成分为泥质矿物，对陆源碎屑起胶结作用（图3g）。

T2xm4a细粒岩屑砂岩由石英、岩屑、长石、云母、绿泥石及其它矿物组成。其中，石英50%左右，岩屑25%左右，长石6%左右，云母5%左右、绿泥石5%左右，其它矿物（如锆石等）2%左右。矿物多呈次圆状、次棱角状，分选性较差，磨圆度中等。碎屑矿物成分成熟度较差，结构成熟度中等。填隙物约占样品总量7%，成分为泥质矿物及方解石，分布较为均匀。其中，泥质矿物约占样品总量3%，显微晶状；方解石约占样品总量4%，它形粒状，对陆源碎屑起胶结作用（图3h）。

T2xm4b细粒岩屑砂岩由岩屑、石英、长石及其他矿物组成。其中，岩屑占48%左右，石英36%左右，长石7%左右，其它矿物（如云母等）4%左右。矿物多呈次棱角状、棱角状，少量次圆状；分选性和磨圆度均较差，碎屑矿物成熟度差。填隙物约占样品总量5%，偏集不均匀分布，成分为泥质矿物，对陆源碎屑起胶结作用（图3i）。

T2nl岩屑粉砂岩由石英、岩屑、长石及其他矿物组成。其中，石英36%左右，岩屑21%左右，长石2%左右，其它矿物（如云母等）4%左右。分布不甚均匀，矿物呈次棱角状、次圆状；分选性和磨圆度较差。碎屑矿物成熟度差。填隙物约占样品总量36%，偏集不均匀分布，成分为泥质矿物，对陆源碎屑起胶结作用（图3j）。

图2 册亨地区地层综合柱状图Fig.2 The comprehensive stratigraphic column of Ceheng

T2b1细粒岩屑长石砂岩由石英、岩屑、长石及其他矿物组成。其中，石英45%左右，岩屑29%左右，长石16%左右，其它矿物（如云母等）5%左右。矿物均匀分布，棱角状、次棱角状，少量次圆状；分选性和磨圆度均较差。碎屑矿物成熟度差。填隙物约占样品总量8%，其中，泥质矿物约占样品总量3%，显微晶状；方解石约占样品总量5%，它形粒状，对陆源碎屑起胶结作用（图3k）。

T2b2泥质粉砂岩由石英、长石、岩屑及其它矿物组成。由于粒度细小，内部组构不清，类型和含量难以区分（图3l）。

碎屑岩岩石学研究表明，其成分成熟度与结构成熟度都较低，显示碎屑物质为短距离搬运、快速堆积，具近源沉积特征。

3 样品采集及测试

本文针对右江盆地册亨地区T2xm2b、T2xm4b、T2nl、T2b1、T2b2的碎屑岩进行了采样，所采样品均来自相应剖面，共采集了27件样品。其中，T2xm2b样品来自PM103，位于册亨北部者楼镇；T2xm4b样品来自PM106、PM410及PM411，PM106位于册亨西部丫他镇，PM410及PM411位于册亨南东部百口乡；T2nl样品来自PM105、PM411，PM105位于册亨东部达秧；T2b1样品来自PM412、PM106，PM412位于位于册亨南东部百口乡；T2b2样品来自PM106。为了确保样品能代表地层本身的地球化学特征，野外采样过程中避开了断裂带、流水等可能的影响因素，并采集新鲜样品。在室内，取适量所采样品粉碎至200目，送实验室分析，加工过程均在无污染环境中完成。主、微量及稀土元素组成的测试工作均在澳实分析检测（广州）有限公司完成。其中，主量元素分析采用X射线荧光光谱法（XRF），仪器采用荷兰PANalytical PW2424荧光射线光谱仪，方法代码为ME-XRF26d，试样加入包含硝酸锂在内的助熔剂，充分混合后，高温熔融，熔融物倒入铂金模子形成扁平玻璃片后，再用X荧光光谱仪分析。微量、稀土元素分析采用等离子体发射光谱与等离子体质谱法（ICP-AES &ICP-MS），仪器采用美国Agilent 7700x，方法代码为ME-MS61及ME-MS81。微量试样用高氯酸、硝酸、氢氟酸消解，蒸至近干后的样品用稀盐酸溶解定容，再用等离子体发射光谱与等离子体质谱进行分析。元素之间的光谱干扰得到矫正后，即是最后分析结果。稀土试样加入到偏硼酸锂/四硼酸锂熔剂中，混合均匀，在1025℃以上的熔炉中熔化，熔液冷却后，用硝酸、盐酸和氢氟酸定容，再用等离子体质谱仪分析。

图3 册亨地区中三叠世碎屑岩野外露头及镜下特征（均为正交偏光）Fig.3 The outcrop and micrograph feature of clastic rocks from the Middle Triassic of Ceheng (all for orthogonal polarization)

4 碎屑岩地球化学特征

4.1 主量元素特征

碎屑岩的主量元素分析结果见附表1，表中数据均为原始数据，由于该区岩石含碳酸盐类物质较多，烧失量较高，本文对物源分析涉及的主量元素，均扣除烧失量后进行了重新计算。

其中，许满组SiO2含量变化较大，为41.65%～73.06%，平均为58.36%；Al2O3含量为9.01%～21.14%，平均为14.08%；MgO含量为1.39%～3.85%，平均为2.10%；CaO含量为0.76%～11.35%，平均为5.62%；TFe2O3含量为 4.02%～7.54%，平均为 5.73%；K2O含量为0.91%～4.66%，平均为2.40%；Na2O含量为0.50%～2.07%，平均为1.03%。

呢罗组SiO2含量为49.29%～60.16%，平均为53.93%；Al2O3含量为13.93%～16.42%，平均为14.64%；MgO含量为1.84%～3.02%，平均为2.36%；CaO含量为5.75%～10.15%，平均为8.26%；TFe2O3含量为5.57%～6.14%，平均为5.94%；K2O含量为2.26%～3.72%，平均为2.91%；Na2O含量为0.53%～1.22%，平均为0.83%。

边阳组SiO2含量变化较大，为49.48%～74.50%，平均为 60.69%；Al2O3含量为 5.70%～17.72%，平均为9.86%；MgO含量为0.81%～2.60%，平均为1.56%；CaO含量为6.93%～16.35%，平均为9.84%；TFe2O3含量为1.79%～6.58%，平均为3.72%；K2O含量为0.91%～4.11%，平均为2.09%；Na2O含量为0.28%～1.36%，平均为0.94%。

Al2O3/SiO2值可以作为碎屑沉积物成熟度的指标（佟鑫等，2014；陈小双等，2018），比值越大，成熟度越小（罗立志，2007）。SiO2含量主要反映石英的含量（张英利和王宗起，2011；张英利等，2011），Al2O3含量反映粘土矿物及长石的含量（张振凯等，2017）。册亨碎屑岩的SiO2（41.65%～74.50%，平均为58.49%）含量较低，变化范围较大，低于杂砂岩（66.10%），说明石英含量较低；Al2O3（5.70%～21.14%，平均为12.46%）含量较高，反映粘土矿物及长石含量较高；Al2O3/SiO2的比值介于0.08～0.36之间，平均为0.22，与杂砂岩Al2O3/SiO2比值（0.20～0.23）一致，说明碎屑岩成熟度较差，亦具近源沉积特征。CaO（0.76%～16.35%，平均为7.83%）含量较高，说明碎屑岩中含碳酸盐类物质较多。

4.2 微量元素特征

碎屑岩的微量元素分析结果见附表1，其中，许满组大离子亲石元素Rb含量为44.10×10-6～191.50×10-6，平均为 106.03×10-6；Sr含量为68.30×10-6～635.00×10-6，平均为 228.40×10-6； Cs含量 为 2.31×10-6～20.60×10-6，平均 为 8.62×10-6；Ba 含 量 为 120.00×10-6～610.00×10-6， 平均为279.09×10-6。高场强元素Nb含量为6.60×10-6～13.20×10-6， 平 均 为 9.52×10-6；U 含 量 为1.50×10-6～3.1×10-6，平均为 2.34×10-6；Zr含量为86.00×10-6～223.00×10-6，平均为 165.18× 10-6；Hf为 2.40×10-6～6.00×10-6，平均为 4.70×10-6。

呢罗组大离子亲石元素Rb含量为106.00×10-6～187.00×10-6，平均为 141.00×10-6；Sr含量为 124.50×10-6～224.00×10-6， 平 均 为 172.40×10-6；Cs含 量 为 6.34×10-6～10.70×10-6， 平 均为 8.96×10-6；Ba含 量 为 320.00×10-6～480.00×10-6，平均为374.00×10-6。高场强元素Nb含量为 9.10×10-6～11.50×10-6， 平 均 为 10.18×10-6；U 含量 为 1.90×10-6～2.40×10-6， 平 均 为 2.14×10-6；Zr含量为 95.00×10-6～235.00×10-6，平均为161.20×10-6；Hf为 3.10×10-6～6.20×10-6， 平 均为 4.64×10-6。

边阳组大离子亲石元素Rb含量为42.60×10-6～191.50×10-6， 平 均 为 92.95×10-6；Sr含 量为 160.50×10-6～371.00×10-6， 平 均 为 224.14×10-6；Cs含 量 为 1.80×10-6～11.50×10-6， 平 均为 5.37×10-6；Ba含 量 为 120.00×10-6～500.00×10-6，平均为256.36×10-6。高场强元素Nb含量为 4.60×10-6～13.40×10-6， 平 均 为 8.35×10-6；U 含量 为 1.50×10-6～3.80×10-6， 平 均 为 2.51×10-6；Zr含量为 115.00×10-6～317.00×10-6，平均为 204.00×10-6；Hf为 3.40×10-6～9.60×10-6， 平均为 5.88×10-6。

许满组、呢罗组、边阳组碎屑岩在微量元素蛛网图上协调一致（图4a），表现为富集Rb、Th、La、Nd、Hf和Pb以及相对亏损P、Ti、Sr、Nb和Ta的特点。

图4 册亨地区碎屑岩微量元素原始地幔标准化蛛网图(a)和稀土元素球粒陨石配分模式图(b)（标准化数据引自Sun and McDonough, 1989）Fig.4 The primitive mantle-normalized spider diagram(a)and the chondrite-normalized REE distribution patterns(b) for clastic rocks from Ceheng

4.3 稀土元素特征

碎屑岩的稀土元素分析结果见附表1，其中，许满组的∑REE 为 105.75×10-6～195.18×10-6，平均为 148.41×10-6；LREE/HREE 为 6.67～8.21，平均为7.16；(La/Yb)N为6.35～10.32，平均为7.88；δEu为 0.55～0.71，平均为 0.61；δCe为 0.96～1.03，平均为0.97。

呢 罗组 的∑REE 为 134.35×10-6～175.56×10-6，平 均 为 153.29×10-6；LREE/HREE 为 6.21～8.64，平均为7.37；(La/Yb)N为6.47～10.69，平均为8.39；δEu 为 0.53～0.67，平均为0.59；δCe为0.94～0.99 ，平均为0.96。

边阳组的∑REE 为 101.77×10-6～189.70×10-6，平均为145.83×10-6；LREE/HREE 为7.32～10.22，平均为 8.47；(La/Yb)N为 8.22～12.22，平均为 9.85；δEu 为 0.50～0.70，平均为 0.57；δCe为 0.93～1.02，平均为0.97。

综上，该区碎屑岩的∑REE为101.77×10-6～195.18×10-6，平均为 148.26×10-6，变化范围较大，而LREE/HREE为6.21～10.22，平均为7.74，表明轻稀土富集，重稀土缺失，(La/Yb)N为6.35～12.22，平均为8.78，表明稀土元素分馏程度较高，δEu为 0.50～0.71，平均为 0.59，而 δCe 为 0.93～1.03，平均为0.97。

在碎屑岩的稀土元素分布模式图中（图4b），La-Eu段轻稀土元素分布曲线较陡、斜率较大，而Gd-Lu段重稀土元素分布曲线较平坦、斜率较小，表现为明显的右倾型，说明轻稀土元素之间的分馏程度较高，重稀土元素之间的分馏程度较低。

综上，碎屑岩的稀土元素具有∑REE的变化范围大，轻稀土富集，Eu亏损的特点。

5 物源分析

物源区是指盆地中碎屑物质的来源区/母岩区，物源分析不仅能确定物源区的岩石类型、构造背景，而且能够为古气候的重建提供最基本的材料（王成善等，2003；王松等，2012）。

5.1 物源区岩石类型

沉积岩中记录了物源区的物质成分信息（龙晓平等，2008），其化学成分与源岩有关，碎屑岩化学成分稳定，尤其是微量元素，在迁移或交代溶解过程中变化不大，可以反映物源区的特征（屈李华等，2015）。

陆源碎屑岩主量元素与母岩性质联系紧密，因而对其进行主量元素分析并结合元素图解法可以比较好的推断物源类型（高健等，2016）。在SiO2-TiO2图解中（图5a），样品点主要落在了火成岩及其附近区域，少部分落入沉积岩区域，说明源岩主要来自火成岩，部分来自沉积岩。Roser与Korsch（1988）根据碎屑岩主量元素判别函数F1-F2：

将碎屑岩物源划分为4个主要物源区：（1）铁镁质和少量中性火成岩源区；（2）主要为安山岩的中性火成岩源区；（3）长英质火成岩源区；（4）石英质沉积物源区。计算出许满组、呢罗组、边阳组样品相应的判别函数值，并投点于F1-F2物源判别图上（图5b）。样品点主要落在了中性火成岩源区及长英质火成岩源区，少部分在石英岩沉积物源区。

La、Sc、Co、Th、Zr、Hf、Ti等元素属于相对不活泼元素，在水中停留的时间较短，在风化、剥蚀、搬运、沉积等地质作用过程中能转移到碎屑沉积物中，因此它们的组合特征可确定沉积物源区类型（Bhatia, 1985；沈渭洲等，2009）。在Co/Th-La/Sc图解上（图5c），样品点主要位于长英质火山岩源区附近，少部分偏向于花岗岩源区，其中Co/Th的平均值为1.07，反映源岩以长英质岩为主，可能尚有花岗岩岩石的混入。在La/Th-Hf图解（图5d）中，样品点主要位于长英质源区及其附近，少部分落入古老沉积物增加地段。

此外，沉积岩的稀土元素是不可溶的，主要是呈颗粒搬运，受风化、成岩及变质作用的影响不明显（Nance and Taylor，1976；许中杰等，2013），主要受源区的岩石成分的影响（Mclennan, 1989），携带的物源信息一般不会丢失，因此，稀土元素特征常被用来示踪沉积物物源区的成分（Bhatia,1985；Cullers, 1995；Savoy et al., 2000；沈渭洲等，2009）。δEu是灵敏反映地球化学变化的铕的异常系数，是物质来源的重要鉴别参数（张金亮和张鑫，2007）。若源岩为花岗岩，则沉积岩多具有负Eu异常；若源岩为玄武岩，则沉积岩多无负Eu异常特征（李娟等，2013）。

册亨地区碎屑岩稀土元素分布模式极为相似（图4b），表明其具有相同的物源特征。轻稀土富集，Eu负异常，Ce无异常，且LREE/HREE的变化范围介于6.21～10.22之间，比值较高。前人研究认为，长英质岩具有LREE/HREE比值高和负Eu异常的特点；而铁镁质岩石具有的LREE/HREE比值低和弱或者无Eu异常的特点（Cullers, 2000；李振宏等，2013），表明碎屑岩来源于长英质岩石区。

Sm/Nd比值也是反映沉积岩物源的一个重要参数（刘彬和王学求，2018）。如地幔为 0.260～0.375，大洋玄武岩为0.234～0.425，而源于壳层的花岗岩类以及各类沉积岩一般小于 0.3（刘军和靳淑韵，2010）。册亨地区碎屑岩的Sm/Nd比值为0.17～0.23，均值为0.21，表明碎屑岩源岩为壳源花岗岩类及相关沉积岩。

综上，册亨地区中三叠世碎屑岩的源岩以长英质岩石为主，并有少量中性岩及石英质沉积岩的混入。

5.2 物源区构造背景

碎屑沉积岩的地球化学组成明显受源区构造背景制约，不同构造背景的碎屑沉积岩具有不同的地球化学特征（李娟等，2013；屈李华等，2015）。

Bhatia和Crook（1986）通过对东澳大利亚已知物源区构造环境下古代细碎屑岩的研究，认识到 La、Th、Zr、Nb、Y、Sc、Co和 Ti等 元 素 和构造环境之间的对应关系，并提出微量元素图解，分别为La/Y-Sc/Cr及Ti/Zr-La/Sc双变量图解和La-Th-Sc，Th-Sc-Zr/10和Th-Co-Zr/10三变量图解，可清晰的判别大洋岛弧、大陆岛弧、活动大陆边缘和被动大陆边缘四种不同的构造环境，这些判别图解已得到广泛应用（Gu et al., 2002；李双建和王清晨，2006；王伟涛等，2007；赵恒等，2017；朱欣然等，2018；刘彬和王学求，2018；甄甄等，2018）。对册亨地区碎屑岩样品进行分析（图6），在La/Y-Sc/Cr图解中，样品点主要落于大陆岛弧及被动大陆边缘，部分落在活动大陆边缘；在Ti/Zr-La/Sc图解中，主要落于大陆岛弧及其附近，部分落于被动大陆边缘及活动大陆边缘；在Th-Sc-Zr/10图解中，主要落于大陆岛弧及其附近，部分落于被动大陆边缘及活动大陆边缘；在La-Th-Sc图解中，主要落于大陆岛弧，部分落于活动大陆边缘及被动大陆边缘共有区域；在Th-Co-Zr/10图解中，主要落于大陆岛弧及其附近，部分落于活动大陆边缘及被动大陆边缘。

图6 册亨地区碎屑岩源区构造背景判别图（底图据Bhatia and Crook, 1986）Fig.6 Tectonic setting discrimination plots of the provenance of the clastic rocks from Ceheng

此外，稀土元素一直被认为是非迁移的，所以源区岩石的稀土元素能够很好的保存在沉积物中，能有效的用来判断源区的构造背景（王松等，2012）。Bhatia（1985）提出的REE判别参数比较敏感的揭示了不同构造背景下沉积盆地的特征。通过与表1中给出的不同构造背景杂砂岩、泥岩的REE特征值对比发现，册亨地区碎屑岩的La、Ce、ΣREE值接近大陆岛弧，La/Yb、(La/Yb)N值接近大陆岛弧及活动大陆边缘，LREE/HREE值与大陆岛弧一致且接近被动大陆边缘，δEu值接近活动大陆边缘及被动大陆边缘。

综上，册亨地区中三叠世碎屑岩的源区构造背景以大陆岛弧为主，兼有被动大陆边缘及活动大陆边缘构造背景特征，表明许满组、呢罗组、边阳组的源岩可能是在大陆岛弧兼有部分被动大陆边缘及活动大陆边缘的构造背景下形成的。

5.3 物源区风化程度

沉积岩的主量元素能为沉积物搬运过程中的物质循环和源区风化强度提供重要的信息。Cox等（1995）提出的成分变异指数（ICV）以及Nesbitt与Young（1982）提出的化学风化蚀变指数（CIA）的联合使用可以判断沉积循环及源区风化强度（Long et al., 2012；张振凯等，2017）。利用ICV判断沉积岩属于第一次沉积物还是再循环沉积物（朱欣然等，2018），再循环的物质在经历二次风化后，会导致CIA 值偏大，从而不能准确地反映源区风化程度（徐小涛和邵龙义，2018）。沉积再循环作用改变了原岩成分，利用ICV可以对样品的再循环作用进行判断（冯连君等，2003）。该方法已被大量应用在排除再循环作用对CIA的影响（冯连君等，2003；雷开宇等，2017）。

一般认为，若ICV值＞1，则表明细碎屑岩含很少粘土物质，反映的是在活动构造带的首次沉积；若ICV值＜1，则表明细碎屑岩含较多粘土物质，即沉积物经历了沉积再循环作用，或是在强烈风化作用下的首次沉积（Cullers and Podkovyrov,2002；冯连君等，2003；丁海峰等，2014；齐靓等，2015）。册亨碎屑岩的ICV值为0.71～1.86，均值为1.25。其中，许满组的ICV值为0.71～1.62，均值为1.20；呢罗组的ICV值为1.04～1.23，均值为1.14；边阳组的ICV值为0.90～1.86，均值为1.36（附表1）。27件样品中，仅有5件样品ICV值＜1，说明了册亨地区绝大多数碎屑岩含很少粘土物质，是初次旋回的沉积物，少量样品含有较多的粘土物质，曾经历过沉积再循环或遭受过强烈的风化作用。因此，绝大多数初次旋回的沉积物未改变样品地球化学特征，可以利用其CIA来讨论源区风化条件。

表1 册亨地区碎屑岩与不同构造背景杂砂岩、泥岩的REE判别参数对比Table 1 Comparison of REE characteristics of the clastic rocks from Ceheng with graywackes, mudstones in different tectonic settings

Nesbitt和Young（1982）在研究加拿大古元古代Huronian超群细碎屑岩/泥质岩过程中，首次提出CIA的概念，并用来判断物源区的风化程度。但之后也被用来利用砂岩主量元素进行CIA计算并推测物源区风化程度（徐小涛和邵龙义，2018）。

研究表明：岩石的CIA值越高，其在化学风化过程中，活泼的阳离子相对于稳定的残留组分更容易随着地表流体迁移出去（Nesbitt and Young,1982；屈李华等，2015），而低的CIA值暗示为相对稳定环境（Qiu et al., 2016）。CIA为无量纲数据，一般在50～100之间变化。大部分新鲜未风化的火成岩的CIA约为50，但超镁铁岩的CIA值低于50，而遭受强烈风化的风化壳的CIA值接近100（黄虎等，2009）。册亨地区碎屑岩的CIA值为53.93～74.80，均值为65.12。其中，许满组的CIA值为54.42～74.80，均值为67.91；呢罗组的CIA值为68.30～73.96，均值为71.26；边阳组的CIA值为53.93～70.21，均值为59.24（附表1）。反映该区碎屑岩源区主要受到中等的化学风化作用。

此外，Th/U比值可以有效的揭示源区风化条件，岩石在风化过程中U6+会发生流失，而Th的含量则基本不变，随着风化强度的增加，Th/U比值会升高（Floyd and Leveridge, 1987；Mclennan et al., 1993；张振凯等，2017）。当Th/U值＞4.0时，沉积岩的形成就与源岩的风化历史有关，而当Th/U值＞5.0时，表明源岩经历了明显的风化作用过程（黄虎等，2009；佟鑫等，2014）。册亨地区许满组、呢罗组、边阳组碎屑岩的Th/U值均较大，均值为4.73（附表1），高于大陆上地壳（约为3.8）及澳大利亚后太古代页岩（约为4.7），也暗示碎屑岩源区主要受到中等的化学风化作用。

6 结论

（1）碎屑岩岩石学研究表明，其成分成熟度与结构成熟度都较低，显示碎屑物质为短距离搬运、快速堆积，具近源沉积特征。

（2）碎屑岩的SiO2（平均为58.49%）含量较低，变化范围较大，说明石英含量较低；Al2O3（平均为12.46%）含量较高，说明粘土矿物及长石含量较高；Al2O3/SiO2的比值平均为0.22，与杂砂岩（0.20～0.23）一致，说明碎屑岩成熟度较差，亦具近源沉积特征；CaO（平均为7.83%）含量较高，表明含碳酸盐类物质较多。微量元素具有富集Rb、Th、La、Nd、Hf和 Pb以及相对亏损 P、Ti、Sr、Nb和Ta的特点。稀土元素具有∑REE的变化范围大，轻稀土富集，Eu亏损的特点。

（3）通过对碎屑岩的SiO2-TiO2图解、F1-F2物源函数判别图解、Co/Th-La/Sc图解、La/Th-Hf图解及稀土元素特征分析，表明其源岩以长英质岩石为主，并有少量中性岩及石英质沉积岩的混入。

（4）通过对碎屑岩的La/Y-Sc/Cr及Ti/Zr-La/Sc双变量图解和La-Th-Sc，Th-Sc-Zr/10和Th-Co-Zr/10三变量图解及稀土元素特征分析，表明其源区构造背景以大陆岛弧为主，兼有被动大陆边缘及活动大陆边缘构造背景特征，源岩可能是在大陆岛弧兼有部分被动大陆边缘及活动大陆边缘的构造背景下形成的。

（5）碎屑岩的化学蚀变指数（CIA）值为53.93～74.80，均值为65.12。通过CIA以及Th/U比值，表明碎屑岩源区主要经历中等的化学风化作用。

致谢：本文所有数据、成果均基于《贵州1:5万册亨县幅等四幅地质矿产综合调查》项目，参加该项目的还有张厚松、跃连红、卢定彪、黄文俊等同仁。论文写作中中国地质大学（北京）王琦松博士、贵州民族大学杨镇副教授给予帮助，作者一并表示衷心感谢！

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