黔北地区合山组硅质沉积物地球化学特征及其地质意义

何碧, 辛欢, 赵飞, 陶刚, 张文斌, 王宁祖, 李生喜, 孙平原, 张志玺

(1.甘肃省地质矿产勘查开发局第二地质矿产勘查院, 兰州 730020; 2.西南科技大学环境与资源学院, 绵阳 621010)

长期以来，华南地区不同时代硅质岩的成因始终是区域地质研究的一个热点。特别是晚二叠世末期，华南地区沉积了完整的浅海相地层[1-2]，地层中广泛发育硅质岩，是华南地区古气候、古环境和古构造特征及其演化过程的重要记录[3-6]。尽管目前对硅质岩研究越来越多并取得一系列研究成果，但不同时代、不同地区的硅质岩的成因机制仍有不少争议[7-10]。最普遍的成因观点为：①生物成因，如鄂西咸丰地区五峰组-龙马溪组硅质岩[11]、四川理塘地区二叠-三叠纪硅质岩[12]等；②交代成因，如塔里木盆地顺北地区中下奥陶统硅质岩[10]等；③热水成因，如中下扬子北缘安徽贵池唐田地区中二叠统孤峰组硅质岩[13]、云南镇雄地区中二叠统茅口组硅质岩[14]、贵州晚二叠世硅质岩[3]等；④综合成因，如四川广元上寺上二叠统吴家坪组和大隆组硅质岩[15]、滇东南麻栗坡中下二叠统他披组硅质岩[16]等。虽然硅质岩具有相对简单的矿物组成和单一的结构构造，但是硅质岩的成因受多种地质因素控制，并非单一，其中最关键的问题是硅质来源以及硅质岩形成的沉积环境[17]。姚旭等[18]提出中国二叠纪硅质岩的成因机理模式，并认为二叠纪硅质富集是热源所致，扬子地区完全能够建立研究二叠纪硅质沉积事件的典型剖面。另外，硅质岩的沉积环境可分为[19-22]：大陆边缘环境、深水盆地、洋脊。地质学者普遍采用Murray等[23-25]的研究成果对硅质岩的地球化学特征判别其形成环境。

黔北官坝-革木地区位于扬子地块黔桂盆地北部边缘，硅质岩研究大多集中于黔桂盆地中部及南部，而北部及周缘研究较少。官坝-革木地区出露的上二叠统合山组包含典型的硅质沉积物，包括硅质岩、硅质灰岩等，为研究其地球化学特征、成因类型、形成环境提供了良好的条件。因此，在1∶5万区域地质调查的基础上，现以官坝-革木地区上二叠统合山组硅质沉积物为主要研究对象，开展相关研究将有助于深化对官坝-革木地区晚二叠世硅质岩成因及形成环境的研究，具有重要的理论意义；同时深化对黔北官坝-革木地区及其周缘古构造-古地理变化的认识具有现实指导意义。

1 区域地质背景

全球而言，晚二叠纪世普遍发育火山-岩浆活动[26]；与此同时，中国华南地区也存在大规模长英质火山岩的活动[27]，镁铁质岩浆岩活动则主要位于峨眉山大火成岩省(ELIP)和西伯利亚大火成岩省(SLIP)，如图1(a)所示[28]；晚二叠世末华南地区沉积了完整的浅海相地层，如图1(b)所示[2]。在大地构造上，官坝-革木地区位于扬子板块东南缘，是特提斯-喜马拉雅构造域与滨太平洋构造域两大构造单元交汇部位，其北为四川盆地，西为康滇-三江复杂变形区，东南为右江褶皱带[29]；属羌塘-扬子-华南板块(Ⅳ)、扬子板块(Ⅳ- 4)、上扬子板块(Ⅳ- 4-1)、黔北隆起区(Ⅳ- 4-1-3)[30]。

图1 晚二叠世华南地区古地理图[28]和岩相古地理图[2] Fig.1 Paleogeographic reconstruction[28] and lithofacies paleographic map[2] of South China during the Permian transition

研究区出露的地层为寒武系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系，如图2[31]所示；上二叠统-下三叠统地层从老到新依次为：龙潭组(P3l)、合山组(P3h)、夜郎组(T1y)、嘉陵江组(T1j),以上地层接触关系均为整合接触；龙潭组为海陆交互相碎屑岩夹煤层(线)，合山组为浅海相的碳酸盐岩、泥岩、硅质岩、硅质灰岩、顶部见火山成因黏土岩，夜郎组为海相碎屑岩夹碳酸盐岩，嘉陵江组为海相碳酸盐岩。

1为侏罗系；2为上三叠统二桥组；3为中三叠统关岭组狮子山段；4为中三叠统关岭组松子坎段；5为下三叠统嘉陵江组；6为下三叠统夜郎组；7为二叠系；8为石炭系；9为寒武系；10为上二叠统合山组；11为断层；12为地层界线；13为地层产状；14为剖面位置；15为地名图2 官坝-革木地区地质简图[31] Fig.2 Regional geology sketches of Guanba-Gemu area[31]

研究区合山组横向上南薄北厚的特征(图3)，厚度16.5～62.3 m不等。合山组下部主要岩性为灰、深灰色厚层至块状微晶灰岩、含生物碎屑灰岩、含生物碎屑硅质团块灰岩、硅质灰岩；上部主要岩性为深灰色硅质岩、灰白色白云质灰岩夹土黄色薄层泥岩、炭质泥岩。岩层中硅质沉积物以层状、团块状、条带状、结核状分布，长轴方向与岩层面近平行；顶部发育2～3层黄绿色薄层火山成因黏土岩。在官坝、申家寨、龚家沟剖面的岩层中发育有孔虫、腹足、腕足、菊石、双壳、蜓、珊瑚等化石，如腹足类：Coelostylinasp.、Euphemitessp.；腕足类：“Athyris”sp.、Concrinellasp.、Eomarginiferacf.longispina?(Sowerby)、Martiniasp.、OldhaminagrandisHuang、Oldhaminadecipiens(Koninck)、Tylopectayangtzeensis(Chao)、Tylopectacf.yangtzeensis(Chao)、Schellwienellaruber(Frech)；菊石类：Xenaspissp.、Huananocerassp.、Rotodiscocerassp.；双壳类：Cnunithyriscf.speciosaWang、Stutchburiasp.；牙形石重要分子：Hindeodustypicalis、Clarkinadeflecta、Clarkinachangxingensis、Hindeodussp.；由于蜓、珊瑚化石保存不完整，以残片保存，无法鉴定种属。

2 样品采集及测试方法

本次研究共采集了官坝-革木地区合山组9件新鲜的地球化学样品，其中官坝剖面5件为硅质岩、申家寨剖面4件为硅质灰岩，以上9件样品统称为硅质沉积物，小心排除和避免任何相邻层位和外来物质的污染，样品均未受风化，具体采样位置如图3所示，从下向上取样，官坝样品编号分别为PM315-DH1、PM315-BDH1、PM315-DH2、PM315-BDH2、PM315-BDH3，申家寨样品编号分别为PM117-DH1、PM117-DH2、PM117-DH3、PM117-DH4。硅质沉积物受成岩作用影响小，其样品主量元素、稀土元素、微量元素的分析结果及特征值如表1所示。样品的主量元素、稀土元素、微量元素的测定均在华北有色地质勘查局燕郊中心实验室测定。主量元素采用仪器Axios PW4400型X荧光光谱仪测定，其分析误差<3%；稀土元素和微量元素含量利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析完成，其分析精度为1%～3%。本文铈、铕异常表达式分别为：Ce/Ce*= 2CeN/(LaN+PrN)[32]、Eu/Eu*=EuN/(SmN×GdN)1/2[32]，均采用澳大利亚后太古代平均页岩(PAAS)进行标准化[33]。

1为泥岩；2为粉砂质泥岩；3为钙质泥岩；4为碳质泥岩；5为铁质泥岩；6为生物碎屑灰岩；7为含硅质团块灰岩；8为硅质灰岩；9为微晶灰岩；10为白云质灰岩；11为火山成因黏土岩；12为重荷模；13为透镜状层理；14为缝合线构造；15为水平层理；16为珊瑚；17为植物化石；18为双壳类；19为菊石类；20为腹足类；21为腕足类；22为地球化学样品编号及采样位置图3 官坝-革木地区合山组地层柱状对比图及样品采样位置图 Fig.3 Stratigraphic correlation of Heshan Formation and sample locations in Guanba-Gemu area

3 硅质沉积物地球化学特征

3.1 主量元素

官坝地区硅质岩分析测试结果如表1所示。5件硅质岩样品分析结果表明，官坝地区长兴期沉积的硅质岩SiO2含量为90.95%～93.98%；CaO和FeO含量相对较高，分别为1.44%～3.01%、1.15%～1.36%；Al2O3含量总体偏低，为0.46%～0.94%，平均为0.67%；其他成分含量都很低，均低于1%。

申家寨地区硅质灰岩分析测试结果如表1所示，4件硅质灰岩样品分析结果表明，与官坝地区相比，申家寨地区长兴期沉积的硅质灰岩SiO2含量较低，为39.18%～63.55%；CaO含量较高，为18.44%～29.81%；其他成分含量也都很低。

官坝-革木地区硅质沉积物中MgO含量均较低(除PM117-DH2为2.0%)，变化范围为0.09%～ 0.67%，平均值0.25%，符合热水沉积硅质岩特征；且SiO2/MgO范围为112.08～1 105.65(除PM117-DH1和DH2小于100)，均大于100；样品PM117-DH1、DH2的地球化学指标与典型热水沉积硅质岩存在偏差，可能是热水沉积体系遭受了混染[34]，也可能是硅质沉积物本身是热水沉积与陆源沉积的混合物[3]。另外，硅质岩中Al2O3含量也很低，平均为0.69%，反映了硅质沉积物的形成与热水作用有关；MnO表征热液成因的标志参数普遍较低，官坝-革木地区MnO含量变化为0.013%～0.019%。Si/Al变化范围为86.55～178.21，平均值为124.04，符合纯硅质岩的Si/Al比值(80～1 400)[24]，属于热液成因特征，进一步说明本区物源主要受热液控制。

3.2 稀土元素

官坝-革木地区硅质沉积物的稀土元素分析结果及参数如表1所示，稀土元素总量(ΣREE)较低，变化范围为7.70 × 10-6～35.25 × 10-6、平均值为22.01 × 10-6，指示研究区硅质沉积物沉积于深水环境；轻、重稀土元素含量比值(ΣLREE/HREE)平均值为12.80，变化范围为6.46～19.29；铈异常(Ce/Ce*)平均值为0.79，变化范围为0.72～0.87，呈负铈异常；铕异常(Eu/Eu*)平均值为1.2，变化范围为1.10～1.41(除PM315-DH1为0.98)，呈正铕异常；(La/Yb)N为1.02～5.45，平均3.07，(La/Ce)N为1.25～1.60，平均为1.48；稀土配分模式图呈平缓右倾，重稀土元素相对富集(图4)。所有样品的Y/Ho在28.99～37.39，表明Y和Ho两元素未发生明显的分异。综上所述，官坝-革木地区硅质沉积物形成于大陆边缘沉积环境，也受到广海海水的影响。

表1 官坝-革木地区硅质沉积物主量元素、稀土元素、微量元素分析结果及参数值Table 1 Results and parameters of major elements and trace elements and yare earth element parameters of siliceous deposits in Guanba-Gemu area

续表1

图4 官坝-革木地区硅质沉积物页岩标准化稀土模式曲线图Fig.4 Shale standardized REE pattern of siliceous deposits in Guanba-Gemu area

3.3 微量元素

微量元素中某些元素是判别硅质岩成因的有效指标，如Nb、Th、Rb、U、Ni、Cr、Zr、V等元素[3,21,25,32,34-37]。官坝-革木地区硅质沉积物分析了Cr、Ni、Rb、Ba等15个微量元素，其Cr含量均值为11.03×10-6(9.39×10-6～13.49×10-6)，Zr含量均值为13.38×10-6(6.23×10-6～18.40×10-6)，Ba含量均值为31.8×10-6(25.08×10-6～53.2×10-6)，Nb含量均值为3.25×10-6(2.0×10-6～6.26×10-6)，Rb含量均值为2.70×10-6(1.66×10-6～5.44×10-6)，Th含量均值为1.93×10-6(0.73×10-6～4.13×10-6)，以上微量元素含量较低，符合热液成因特征。

硅质岩中铀/钍(U/Th)也具有沉积环境指示意义，热水环境中U/Th﹥1，而非热水环境中U/Th﹤1[38]。官坝-革木地区硅质沉积物样品PM315-BDH1、BDH2和PM117-DH1分析数据U/Th﹤1，表现出非热水环境，受生物成因影响，其他硅质沉积物U/Th为1.04～1.34，均大于1，表现出热水环境。说明官坝-革木地区硅质沉积物可能受热液活动和生物作用的共同影响；同时，也进一步说明官坝-革木地区晚二叠世构造背景的复杂性。

4 讨论

中外大多数地质学者利用硅质岩的地球化学元素含量来研究硅质岩的成因类型、沉积环境及相关的大地构造环境的判别[13, 17, 22, 38-42]，对全球发表的有关各个地质时期硅质岩地球化学资料进行系统收集统计，总结出一系列适合各种沉积环境的地球化学识别标志。现将采纳前人系列研究指标，对官坝-革木地区长兴期硅质沉积物地球化学特征进行分析研究。

4.1 硅质沉积物的来源与成因机制

4.1.1 Al/(Al + Fe + Mn)

Al、Fe、Mn、Si等元素含量及其比值被用于硅质岩的成因判别研究。海相沉积物中Al/(Al + Fe + Mn)能够衡量其中热水沉积物含量的多少，也是判断硅质岩成因的重要指标之一：其值大于0.4为热液成因，小于0.4为生物成因[39]。官坝-革木地区硅质沉积物的 Al/(Al + Fe + Mn)= 0.18～ 0.43，除PM117-DH4大于0.4外，其他样品均小于0.38，平均值为0.29，说明除PM117-DH4外，其他硅质沉积物为生物成因，PM117-DH4为热液成因；而硅质沉积物样品具有较高的Si/(Si+Al+Fe)，且都大于0.9，反映与生物成因有关，与热水成因不符，可能是热水沉积体系遭受混染所致[34]。另外，官坝-革木地区硅质沉积物样品在Al-Fe-Mn 三角成因判别图解[40][图5(a)]中全部落入热水成因区域。

4.1.2 Fe/Ti、(Fe + Mn)/Ti

Rona[38]研究认为现代海洋典型热水沉积物的Fe/Ti>20、(Fe+Mn)/Ti>(20 ± 5)；官坝-革木地区硅质沉积物的Fe/Ti=38.38～106.79、平均71.13，(Fe+Mn)/Ti=39.19～107.78、平均72.06，与典型热水沉积硅质岩值相吻合；官坝-革木地区硅质沉积物样品在Fe/Ti-Al/(Al +Fe+Mn)图解[39][图5(b)]中，样品均落入热水成因系列，以上信息说明研究区硅质沉积物成因为热液成因。

图5 官坝-革木地区硅质沉积物成因判别图解Fig.5 Discrimination diagram of origin of siliceous deposits in Guanba-Gemu area

4.1.3 Fe2O3/FeO、Al2O3/TiO2

研究区硅质沉积物Fe2O3/FeO为0.01～0.36，平均0.1，与对流热水沉积硅质岩相似；研究区硅质沉积物Al2O3/TiO2=13.61～55.29、平均27.59，吻合于以偏中性岩浆岩为源区的硅质岩特征(Al2O3/TiO2= 17～50[43])，这与合山组顶部发育2-3层火山成因黏土岩相吻合，表明研究区硅质沉积物的成因可能与火山作用有关。研究区硅质沉积物的Al2O3和TiO2含量无相关性[图6(d)]，明显偏低(分别不高于0.94%和0.04%)，而且与SiO2含量也无明显任何相关性[图6(a)和图6(b)]，表明陆源碎屑对硅质沉积物中硅质贡献不大。

图6 官坝-革木地区硅质沉积物SiO2与TiO2、Al2O3、Fe2O3及Al2O3与TiO2、Ni、Cr关系图Fig.6 Relation diagrams, SiO2 and TiO2Al2O3Fe2O3, Al2O3 and TiO2NiCr in siliceous deposits in Guanba-Gemu area

在Al2O3- SiO2/Al2O3端元混合图解[44](图7)中，研究区硅质沉积物样品中Al2O3和SiO2/Al2O3组成均在由澳大利亚后太古代平均页岩(PAAS)和“纯硅质岩”组成的理论趋势线上或附近，表明硅质沉积物样品与PAAS存在组分的相似性，官坝地区硅质沉积物样品的“纯硅质岩”组分高于革木地区，但是官坝、革木地区的组分均大于95%，表明革木地区在沉积过程中陆源输入量有所增加，进一步说明革木地区较官坝地区靠近大陆；进一步确定研究区硅质沉积物在硅化过程中受陆源碎屑影响程度较小，虽然在革木地区陆源输入有所增加，但输入量仍然保持在较低的水平，并不足以影响研究区硅质沉积物的成岩过程。

图7 官坝-革木地区硅质沉积物Al2O3-SiO2/Al2O3图[44]Fig.7 Al2O3-SiO2/Al2O3diagram in siliceous deposits in Guanba-Gemu area[44]

4.1.4 Nb、Th、Rb、Ni、Cr等微量元素

微量元素Nb、Th、Rb等元素的含量指示了受陆源物质的影响程度[45]，研究区硅质沉积物的Nb、Th、Rb元素含量较低，平均值均小于3.5 × 10-6，符合热液成因特征，同时也说明该区硅质沉积物受陆源碎屑物质影响较小；研究区硅质沉积物的Al2O3与Ni含量[图6(e)]、Cr含量[图6(f)]也无线性关系，进一步说明陆源碎屑对硅质沉积物中硅质贡献不大。

4.1.5 ΣREE、Ce/Ce*、Eu/Eu*、ΣREE/Fe

Murray等[23]研究表明热水沉积硅质岩ΣREE小于200 × 10-6、Ce/Ce*平均值为0.29，呈负异常。研究区硅质沉积物样品ΣREE总量低、变化范围为7.70 × 10-6～35.25 × 10-6、平均为22.01 × 10-6， Ce/Ce*平均为0.79、变化范围为0.72～0.87、呈负异常，说明研究区硅质沉积物为热水成因；同时，ΣLREE/HREE大于1，与典型热液成因硅质岩的ΣREE特征十分吻合[46]。

Michard[47]将Eu/Eu*作为判断硅质岩热液成因的有效手段之一。研究区硅质沉积物的Eu/Eu*平均值为1.2，变化范围为1.10～1.41(除PM315-DH1为0.98)，均值大于1，为正铕异常，支持其热液成因；同时，研究认为硅质岩表现Eu正异常，可能是Ba含量相对较高引起[48]，而研究区硅质沉积物样品中Ba含量较低(25.3 × 10-6～53.2 × 10-6)，且Ba/Eu较低(94.68～483.64)，所以研究区硅质沉积物出现Eu正异常的原因是热液所致，并非受到Ba的干扰。Michard[47]研究认为显著的Eu异常在热液活动中心附近不超过10 km远的范围内出现，而且Olivarez等[49]认为热液沉积的硅质岩的ΣREE/Fe有远离热液活动中心增大的变化特征，官坝剖面硅质岩的ΣREE/Fe变化范围为7.08～17.45，平均为14.47, 而申家寨剖面硅质灰岩的ΣREE/Fe变化范围为27.85～63.84，平均为42.98，表明官坝地区硅质岩为热液活动中心的近端沉积，而申家寨地区硅质灰岩为热液活动中心的远端沉积，在Fe/Ti-Al/ (Al + Fe + Mn)图解[图5(b)]中，也符合上述观点。

综上所述，官坝-革木地区上二叠统合山组硅质沉积物成因为热水成因, 其硅质主要来源于海底热液，硅质沉积物受陆源碎屑物质影响较小。

4.2 硅质沉积物的形成环境

4.2.1 Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)、MnO/TiO2、Al2O3/ (Al2O3+ Fe2O3+ MnO)

Murray[25]认为洋中脊硅质岩Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)<0.4、大洋盆地硅质岩Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)为0.4～0.7、大陆边缘硅质岩的Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)为0.5～0.9，特别是区分洋中脊和大陆边缘成因的良好指标之一；官坝-革木地区硅质沉积物Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)介于0.73～0.99，与大陆边缘硅质岩变化范围一致，说明研究区硅质沉积物沉积环境为大陆边缘。Adachi等[40]研究认为MnO/TiO2可作为判断硅质沉积物离大洋盆地远近的标志：大陆边缘硅质岩MnO/TiO2偏低、一般均小于0.5，而开阔大洋的硅质岩比值较高、达0.5～3.5，官坝-革木地区硅质沉积物的MnO/TiO2为0.36～1.0平均0.598，与大陆边缘硅质岩相近。另外，硅质岩Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3+ MnO)从洋中脊(0.008 19)→大洋盆地及洋岛(0.319)→大陆边缘(0.619)逐渐增大；研究区硅质沉积物Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3+ MnO)介于0.72～0.97，进一步表明研究区硅质沉积物沉积环境为大陆边缘。

在Fe2O3/TiO2-Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)图解[25][图8(a)]中，样品落于大陆边缘区域及远离远洋区域；在100Fe2O3/SiO2-100Al2O3/SiO2图解[25][图8(b)]中，样品也落于大陆边缘区域及远离远洋区域，指示研究区硅质沉积物沉积于大陆边缘。

图8 革木-官坝地区长兴期硅质沉积物沉积环境判别图解[25]Fig.8 Sedimentary environment discrimination diagram for the Changsingian siliceous deposits in Guanba-Gemu area[25]

4.2.2 Ce/Ce*、(La/Yb)N、(La/Ce)N

Murray等[25]研究认为大陆边缘沉积环境的硅质岩Ce/Ce*介于0.67～1.35，研究区硅质沉积物的Ce/Ce*平均值为0.79，变化范围为0.72～0.87，与大陆边缘硅质岩的Ce/Ce*变化范围相一致。

大陆边缘、深海平原、洋中脊的硅质沉积物轻、重稀土分异不同[6,18]。Murray等[25]认为洋中脊→深海平原→大陆边缘的硅质沉积物的轻稀土元素由亏损渐变为富集；其大陆边缘、深海平原、洋中脊的硅质沉积物的(La/Yb)N分别为：1.1～1.4、0.3～ 1.1、小于0.3。与(La/Yb)N相反，大陆边缘、深海平原、洋中脊的硅质沉积物的(La/Ce)N分别为：0.5～1.5、1.0～2.5、3.5左右[24-25,41]。研究区硅质沉积物(La/Yb)N为1.02～5.45、平均3.07，表明轻稀土元素富集，符合大陆边缘硅质岩特征；(La/Ce)N为1.25～1.60、平均1.48，与大陆边缘硅质岩特征[0.5<(La/Ce)N<1. 5]相吻合。

4.2.3 Zr、Cr、Sr/Ba

Taylor等[32]对比远洋、洋中脊与大陆边缘环境的硅质岩的微量元素特征, 提出硅质岩中Zr、Cr跟沉积过程中吸入的重金属碎屑微粒的多少有关，而主要富集在大陆边缘形成的硅质岩中；Murray等[23,25]认为硅质岩中的Zr、Cr在大陆边缘环境下整体丰度较低, 且远低于远洋和洋中脊环境下形成的硅质岩。研究区硅质沉积物w(Cr)均值为11.03 × 10-6(9.39 × 10-6～13.49 × 10-6)，w(Zr)均值为13.38 × 10-6(6.23 × 10-6～18.40 × 10-6)，Zr、Cr含量较低，说明研究区硅质沉积物的沉积环境为大陆边缘。研究区官坝剖面硅质岩Sr/Ba为1.92～5.56,平均3.31；而申家寨剖面硅质灰岩Sr/Ba为25.0～33.33、平均27.08，指示沉积环境为动荡的浅水环境，且申家寨地区较官坝地区更靠近大陆。

综上所述，官坝-革木地区上二叠统合山组硅质沉积物形成于大陆边缘环境。

4.3 硅质沉积物对黔桂地区构造-古地理演化的指示意义

研究区及邻区分布的岩浆岩有：中晚二叠世过渡时期的峨眉山玄武岩、二叠系-三叠系之交的火山成因黏土岩，指示中晚二叠世华南地块西南缘存在多期火山活动，其可能与中晚二叠世峨眉山大火成岩省岩浆活动或华南西南缘陆块的裂解与汇聚有关，为官坝-革木地区硅质沉积物热液环境的形成提供了条件。

层序地层学、沉积地质学和地球化学研究表明，晚二叠世时期，黔桂盆地大部分地区的硅质岩形成于大陆边缘环境，黔桂地区受陆源碎屑的影响比中二叠世时期较大，而热液活动较为局限却相对较强[50]；马永生等[51]研究认为东吴运动及峨眉山玄武岩地幔柱活动，使华夏古陆、川滇古陆及云块古陆等大幅度隆起，是黔桂盆地的陆源碎屑的主要来源之一；而Murray等[17-18,23,25,41]研究表明正常海水沉积硅质岩形成于大陆边缘和深海洋盆、热水沉积硅质岩应形成于洋中脊；张岩等[20,52]最新研究成果为扬子板块西北缘早-中志留世热水沉积硅质岩形成于大陆边缘环境，而非洋中脊环境。本文中晚二叠世时期硅质沉积物的地球化学特征显示，官坝-革木地区硅质沉积物形成于受陆源影响输入不明显而受热液作用影响的大陆边缘环境，并推测与峨眉山玄武岩喷发、华南西南缘陆块的裂解和断裂有成因联系。因此，本研究区的上二叠统合山组硅质沉积物成因及沉积环境的变化记录了这一时期的黔北官坝-革木地区及其周缘构造-古地理变化的信息。

5 结论

(1)黔北官坝-革木地区上二叠统合山组硅质沉积物按岩性分为两类，第一类为硅质岩、主要发育在官坝地区，第二类为硅质灰岩、主要发育在革木地区。

(2)黔北官坝-革木地区硅质沉积物地球化学特征指标：SiO2含量、Fe2O3/FeO、Al2O3/TiO2、SiO2/MgO、Al/(Al + Fe + Mn)、Fe/Ti、(Fe + Mn)/Ti、ΣREE、ΣLREE/HREE、ΣREE/Fe、U/Th等均与热水沉积硅质岩的地球化学特征相吻合；在Al-Fe-Mn三角成因判别图解中样品也全部落入热水成因区域；因此，硅质沉积物成因类型为热水成因。

(3)黔北官坝-革木地区硅质沉积物形成于受陆源影响输入不明显的大陆边缘环境。地球化学特征指标显示，Al2O3/(Al2O3+ Fe2O3)、Sr/Ba、(La/Yb)N、(La/Ce)N、Ce/Ce*等均与大陆边缘环境硅质岩相吻合。在Fe2O3/TiO2-Al2O3/ (Al2O3+ Fe2O3)图解和100 Fe2O3/SiO2-100 Al2O3/ SiO2图解中，全部样品均落于大陆边缘区域及远离远洋区域。