沉积岩石中稀土元素对形成环境的响应
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摘要：近年来，随着研究方法和实验技术的不断创新，对沉积岩的地化研究已经形成了一定的体系，稀土元素因在各类岩石中分布广泛同时具有较好的示踪作用。笔者在前人的研究基础上，研究分析了稀土元素在各种沉积岩中的特征，并分析总结了对相关的沉积环境的响应。
关键词：沉积岩；稀土元素
中图分类号：P641 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（b）-0000-00
1对构造背景和沉积环境的确定
岩石形成的构造背景对于岩石学的研究具有重要意义[1]。利用北美平均页岩或澳大利亚后太古代平均页岩对实验测试得出的稀土元素数据进行标准化之后，可得到稀土元素配分曲线。不同类型、不同成因的岩石具有不同的稀土元素配分曲线，如大陆碱性玄武岩因为轻稀土元素富集，所以整体呈右倾的曲线，而大洋拉斑玄武岩为较平坦的曲线（图1）。
图1 不同构造环境砂岩的稀土元素模式曲线
陆源碎屑岩中的δCe可以反映沉积物质沉积时的氧化还原条件，当δCe>1时为正异常，表示沉积环境为较为富氧的环境；δCe<1时为负异常，为缺氧环境[2]。前人对硅质岩的研究发现洋中脊的硅质岩的δCe平均为0.29，；形成于广海平原的硅质岩的δCe的值稍高为0.60；大陆边缘硅质岩的δCe最高为1.03。
Lan/Ybn值和Lan/Cen值同样可用于区分海相沉积岩形成的沉积环境，Lan/Ybn在大洋中脊平均值为0.3，深海平原为0.3～1.1，而大陆边缘为1.1～1.4；Lan/Cen在大洋中脊、广海平原、大陆边缘分别是3.5左右、1.0～2.5、0.5～1.5。
据Potter P E[3]通过对大西洋和太平洋不同深度的REE垂向分布研究，发现REE随着深度增大而浓度增大。同样的结论来自于田景春[4]的对中国南方二叠纪的研究结果，海洋沉积物质中稀土元素总量与海平面的升降有着密切关系，海平面上升时，沉积物质的ΣREE含量也会上升，海平面下降时ΣREE含量下降，但需要指出的是，这仅适用于未经后期成岩作用改造的或海洋原始沉积岩石。
2物质来源的示踪
沉积岩中对于物源的确定有利于沉积环境和构造盆地的还原，这一点在碎屑岩中应用较为广泛。稀土元素得益于其较强的抗迁移性，从物源区到沉积成岩的过程中稀土元素的分配模式几乎不发生改变[1]。在碎屑岩的物源研究中，可以对碎屑砂岩进行稀土元素的页岩标准化，物质来源一致的碎屑岩的稀土元素标准化曲线应为一致。据郝强[5]对川西坳陷须二段物源进行的稀土元素看出，研究区内北部地区Dy亏损，Ce无异常，稀土元素分布曲线呈平坦型，中部地区分配曲线呈右倾型，Ce明显正异常，而南部地区Dy，Eu均表现为亏损，分配曲线略有左倾，表明研究区北部、中部和南部受到来自不同的物源控制，这与岩石碎屑、阴极发光和重矿物分析的结果一致。同时，ΣREE和La/Yb值常被用于判断物质来源（图2）。
图2 La/Yb-ΣREE判断原岩
3岩石成因的判断
稀土元素是判断硅质岩成因的重要标志。热液成因的硅质岩其稀土元素具有如下特征：稀土元素总量偏低，δEu>1，且经北美页岩（NASC）标准化后，呈平缓的左倾斜。
4结论
沉积岩中地球化学元素特征对沉积物质物源、沉积相、盆地构造有着重要的指示作用，也一直是沉积学家所关注研究的重点。稀土元素在沉积学的研究中应用广泛，对沉积构造、形成环境、物源和岩石成因的识别判断有着重要意义，相信在沉积学今后的研究中稀土元素会得到越来越多的地质学家重视。
参考文献
[1]Taylor S R， Mlennan S M， The continental Crust： Its Composition and Evolution； an Examination of the Geochemical Record Preserved in Sedimentary Rocks[M]. Oxford：Blackwell Scientific Publications，1985.
[2] 韦刚健，陈毓蔚，李献华，等. NS93-5钻井沉积物不活泼微量元素记录与陆源输入变化探讨[J].地球化学，2001，30（3）：208―216.
[3] Potter P E. Trace elements in marine and fresh water， argillaceous sediments[J]. Geochimica et Cosmochmica Acta，1986，27（4）：47-55.
[4] 田景春，陈高武，张翔，等. 沉积地球化学在层序地层分析中的应用[J]. 成都理工大学学报（自然科学版），2006， 33（1）： 32-33.
[5]郝强，林良彪，余瑜，等.川西坳陷须家河组二段物源及主控因素分析[J].科学技术与工程，2014，14（26）：5-12.
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