黔東南州下寒武統黑色頁巖稀土元素地球化學特征

侯東壯，吳湘濱，劉江龍，吳德華,，葛麗萍

(1. 中南大學 有色金屬成礦預測教育部重點實驗室，長沙 410083；2. 中南大學 地球科學與信息物理學院，長沙 410083；3. 湖南城市學院 城市建設系，益陽 413000)

黔東南州下寒武統黑色頁巖稀土元素地球化學特征

侯東壯1,2，吳湘濱1,2，劉江龍1,2，吳德華1,2,3，葛麗萍1,2

(1. 中南大學 有色金屬成礦預測教育部重點實驗室，長沙 410083；2. 中南大學 地球科學與信息物理學院，長沙 410083；3. 湖南城市學院 城市建設系，益陽 413000)

采用等離子質譜儀(ICP-MS)對三穗和黃平下寒武統斜坡相黑色頁巖稀土元素含量進行分析。結果表明：稀土總量為 68.28×10?6~252.00×10?6，平均含量為 133.16×10?6；ΣLREE/ΣHREE 的比值是 2.38~5.70，輕稀土元素較重稀土元素富集。δEu=0.49~0.75，推測沉積溫度低于250 ℃；δCe= 0.34~0.85，反映巖石是在相對缺氧的海水環境條件下沉積。巖石(La/Sm)N的比值是1.77~3.31，代表有地下深部物質加入。黑色頁巖稀土的球粒隕石配分曲線為向右傾斜，而其北美頁巖組合樣標準化曲線明顯呈近于水平或左傾。結合La/Ce和La/Yb-REE判別圖解，推斷黔東南州黑色頁巖形成于一種干燥缺氧較深淺海環境，并在形成過程中有熱液參與。

稀土元素；地球化學特征；黑色頁巖；下寒武統；黔東南州

南方下寒武統的黑色頁巖中賦存著釩、磷、鋇、鉑等金屬資源和石油、天然氣等油氣資源，受到國內外學者的廣泛關注。早期研究主要集中在巖相學、巖石學等方面，自SCHLANGER和JENKYNS[1]提出大洋缺氧事件以來，李勝榮等[2]、吳朝東等[3]、雷加錦等[4]、楊劍等[5]、潘家永等[6]和肖啟云等[7]通過分析湘黔淺水區黑色巖系的地球化學特征來研究其形成原因，李勝榮等[8]和羅泰義等[9]探討了遵義地區黑色巖系中貴金屬的物質來源，楊瑞東等[10]通過對遵義地區古熱液噴口生物群生物特征研究來探討黑色巖系的成因，彭軍等[11]、張位華等[12]和江永宏等[13]對湘黔地區硅質巖的成因及沉積環境進行研究，陳華勇等[14]和呂惠進等[15]就黑色巖系中形成礦床類型[14?15]等方面進行了深入的研究。

湘黔地區沉積巖的沉積相包括斜坡相和海濱相，目前李勝榮等[2]、吳朝東等[3]、楊劍等[5]、肖啟云等[7]和江永宏等[13]的研究主要集中在海濱相，僅楊興蓮[16]對斜坡相中黑色巖系進行較為籠統的研究。本文作者對貴州東部斜坡相地區黃平、岑鞏、三穗、鎮遠和天柱等地的黑色頁巖進行主量元素地球化學特征研究，并選取三穗臺烈鎮剖面和黃平平溪鎮剖面進行系統的稀土元素地球化學研究，探討該區前寒武紀的沉積環境。

1 區域地質概況

黔東南州位于貴州省東部，新元古代至寒武紀初，在構造拉張的背景下形成了揚子地臺、華南海的構造格局[17]。在寒武紀早期，全球海平面上升，發生了全球性大洋缺氧事件，大面積沉積黑色頁巖，并按巖相古地理變化劃分為揚子區、過渡區和江南區[18]，其中揚子區為淺水區，江南區屬于深水區，本區涉及到沉積相為深水相的斜坡相和盆地相。從元古界至第四系地層在區內均有不同程度出露。受到武陵運動、雪峰運動、加里東運動、華力西?印支運動、燕山運動和喜馬拉雅運動[19]的疊加改造作用，構造較為復雜，褶皺和斷裂較為發育。貴州深部斷裂構造主要由近南北向的松桃?榕江斷裂、赫章?盤縣斷裂和近東西向的六盤水?鎮遠斷裂等3條深大斷裂[20]組成的，其中松桃?榕江斷裂和六盤水?鎮遠斷裂這 2條深大斷裂經過研究區，和研究區關系較為密切。巖漿巖在區內較不發育，僅有零星的基性和超基性巖漿出露。最為重要的礦產是磷礦、汞礦、錳礦、重晶石和金礦。

2 巖石化學特征

黑色頁巖碳質含量較高，在顯微鏡下很難確定其結構和成分，用X衍射對樣品分析，黑色頁巖中含量

最高的礦物是石英、伊利石，其次是高嶺石和重晶石，還含有少量的石膏、方解石、磷灰石及長石。

2.1 主量元素地球化學特征

本次在區內共采集10個樣品，采樣地點為黔東南州的岑鞏、鎮遠、天柱、黃平、三穗等縣。采取剖面刻槽取樣的方法，每個樣品質量在2 kg以上。然后把同地區的樣品取等量混合，經破碎后，細磨至粒度小于74 μm，由長沙礦冶研究院采用化學全分析進行測定得出，黔東南州牛蹄塘組黑色頁巖主要化學成分見表1。黑色頁巖以SiO2和Al2O3為主，由于本次在黃平采集的黑色頁巖為硅質頁巖，在天柱采集的為薄層狀含泥質較多的頁巖，致使黃平、岑鞏的硅質含量較高，天柱、鎮遠較低；CaO+MgO的含量是 0.92%~5.07%，整體含量低，黑色頁巖中Na2O含量低于K2O含量，在岑鞏和鎮遠的黑色頁巖中硫含量較高，碳含量普遍較高，其中鎮遠達9.4%。

2.2 稀土元素地球化學特征

選取黃平縣平溪鎮和三穗縣臺烈鎮2個黑色頁巖代表性的剖面，進行分巖性刻槽取樣，共采集5個樣品，每個樣品質量在2 kg以上，其中黃平?3是平溪鎮剖面的黑色頁巖；三穗?1為平溪鎮剖面頂部的鈣質頁巖，三穗?2為平溪鎮剖面上部的薄層狀黑色頁巖，三穗?3為平溪鎮剖面中部的泥質巖，三穗?4為平溪鎮剖面下部的中厚層硅質頁巖(采樣剖面如圖1)，每個樣品質量在 2 kg以上，經破碎后，細磨至粒度小于74 μm。稀土元素含量由長沙礦冶研究院分析檢測中心使用ICP-MS測試得出，黑色頁巖的稀土元素地球化學特征見表2。區內巖石稀土總含量在68.28×10?6至 252.00×10?6之間，平均含量為 133.16×10?6，明顯低于北美頁巖稀土總量(200.21×10?6)[21]，稀土元素含量以三穗頁巖中部的稀土含量最多，大部分稀土元素都在此層富集。

圖1 研究剖面地理位置圖Fig. 1 Geological map showing section locality of Southeast Qian: Ⅱ1—Seashore facies；Ⅱ2—Slope facies；Ⅱ3—Basin facies

表1 黔東南州下寒武統黑色巖系化學成分表Table 1 Chemical component of black shale of Lower Cambrian series of Southeast Qian (mass fraction, %)

表2 黔東南州下寒武統黑色巖系稀土元素含量Table 2 REE of black shale of Lower Cambrian series of Southeast Qian (mass fraction,10?6)

3 稀土元素的地球化學參數分析

3.1 REE配分曲線及指示意義

ΣLREE/ΣHREE的比值反映輕、重稀土的分餾程度，區內ΣLREE/ΣHREE的比值為2.38~5.70(見表3)，說明輕稀土較為富集，小于北美黑色頁巖的ΣLREE/ΣHREE=7.5[21]，但比湘西和黔北地區的黑色巖系中的比值(1.48~3.51)[22]大。

參照稀土元素球狀隕石標準化配分模式圖(見圖2)，稀土曲線大體上是朝右傾斜，傾斜度較大，(La/Yb)N=2.01~8.49＞1；這與湘黔其他地區配分曲線[22]相同。與重稀土曲線相比，輕稀土曲線右傾比較明顯。鈰元素常呈現明顯負異常，以上特征與海相熱水沉積特征符合。推測湘黔地區下寒武統的黑色巖系中稀土元素是由正常海水與海底噴流熱液混合形成的產物。巖層各部的稀土曲線近于平行，推測其源區一致。經北美頁巖組合樣標準化曲線呈近于水平或左傾(見圖3)，整體上呈近水平狀分布，該標準化圖具有明顯的Ce負異常、微弱的Eu正異常，與較典型的海相沉積物稀土配分曲線相似。

根據La/Ce的比值可以確認巖石的氧化還原條件及相應的沉積環境，La/Ce比值為2.8時，沉積物是由熱液結殼或古代海水造成的；La/Ce比值為0.25時，沉積物為 Fe-Mn熱水成因造成的。當海相沉積物中La/Ce比值小于1時，認為其沉積過程受到熱水作用的影響[25]。區內所測La/Ce比值為0.52~1.33，僅在黃平頁巖下部大于1，在La—Ce關系圖(見圖4)上，數據點均落在 0.25~2.80之間的區域，大約在兩條線的中間，反映本區黑色巖系受到一定程度的熱水沉積作用的影響。在La/Yb—REE關系圖(見圖5)上，本區數據投點絕大部分落在沉積巖和玄武巖的過渡區域，側面證明其在沉積過程中有熱水活動的參與。

根據(La/Sm)N比值確認海底巖石成巖物質來源，當(La/Sm)N＞1時，表明成巖物質來源有地幔柱或異常物質加入；而區內巖石(La/Sm)N的比值為1.77~3.31，代表成巖物質中有地下深部物質加入。這與稀土元素標準化配分模式圖所得出的環境指示意義一致。表明區內早寒武世黑色頁巖是正常海水與熱水沉積作用的混合產物，沉積物源部分來自循環的熱的海水。

表3 黔東南州下寒武統黑色巖系稀土元素特征參數Table 3 Characteristic value of REE in black shale of Lower Cambrian series of Southeast Qian

圖2 稀土元素球狀隕石標準化配分模式圖Fig. 2 Standardized mode of distribution of REE in way of chondritic meteorite

圖3 稀土元素北美頁巖標準化配分圖Fig. 3 Standardized mode of distribution of REE in way of North American shale

3.2 Eu異常

圖4 黔東南州黑色頁巖La—Ce關系圖(據文獻[23]修改)Fig. 4 La—Ce diagram for black shale of Southeast Qian(Modified from Ref. [23])

圖5 黔東南州黑色頁巖的La/Yb—REE圖(底圖據文獻[24]修改)Fig. 5 La/Yb—REE diagram for black shale of Southeast Qian (Base map modified from Ref.[24]): 1—Chondrite;2—Oceanic tholeiite; 3—Continental tholeiitic; 4—Alkalic basalt; 5—Granite; 6—Kimberlite; 7—Carbonatite;8—Sedimentary rocks

沉積巖中銪異常常與成巖溫度有關，當溫度大于250 ℃時，Eu相對于其它稀土元素可能發生顯著分餾，Eu以二價態的絡合物存在，導致熱流體Eu正異常；當溫度小于 250 ℃時，Eu2+只能存在于強還原強堿性的環境下存在[26]。Eu以Eu2+形式存在時常會形成Eu正異常，反之則形成Eu負異常。在本文中，Eu異常值的計算公式為 δEu=2EuN/(SmN+GdN)，區內 δEu的含量在0.49~0.75范圍內，Eu呈負異常，表明沉積巖形成的溫度為低溫，即低于250 ℃。其中三穗頁巖中部的δEu明顯小于上部和下部的，說明熱液噴流經歷了由強變弱再變強的過程。與被動大陸邊緣的沉積物 Eu的特征一致，推測區內沉積環境為被動大陸邊緣構造環境。

3.3 Ce異常

Ce元素對外界氧化?還原條件變化較為敏感，可以反映巖石形成的氧化還原環境及海水的深淺，常用Ce異常值解釋古沉積環境和海平面的變化[16,24]。Ce是變價元素，Ce4+在氧化環境中較難溶解，當Ce4+所處的環境轉變為缺氧環境時，Ce元素會被激活以Ce3+形式溶解在水中，使得鈰元素在海水中由負異常向正異常轉化，則鈰表現為負異常。Ce異常值越小，說明水體越缺氧，水體就越深；Ce異常越大，說明水體越富氧，水體就越淺。MORAD和 FELITSYN[27]認為(La/Sm)N的比值大于0.35時，δCe就可作為沉積巖的沉積環境指示劑。在本文中，Ce異常值的計算公式為δCe=lg[3CeN/(2LaN+NdN)]，區內 δCe 值為 0.33~ 0.83，平均值為 0.54，小于北美頁巖中的 δCe 值 0.94，Ce元素呈現負異常。由δEu可知，研究區黑色巖系形成于缺氧的還原環境，Ce表現負異常，表明本區黑色巖系形成于干燥氣候條件下、海水有相當深度的環境中，推測黑色頁巖是在干燥氣候的相對深陸棚還原的環境下形成的。在三穗剖面上測得的δCe值由上部往下部逐漸降低，表明研究區可能經歷了大陸斜坡到大洋盆地的沉積環境，推測該區在寒武紀初可能發生過一次海侵。

4 結論

1) 黑色頁巖以SiO2和Al2O3為主，黃平的硅質含量較高，天柱含量較低；黑色頁巖在岑鞏和鎮遠的硫含量較高，碳含量普遍較高；樣品中CaO+MgO的含量整體含量低，可能是海相成因造成的。

2) 區內黑色頁巖中稀土總量在 68.28×10?6至252.00×10?6之間，整體來說稀土總量偏高；在剖面上中部稀土含量最高，說明熱水噴流作用經歷了由弱到強再到弱的過程。ΣLREE/ΣHREE的比值為2.38~5.70，說明輕稀土較為富集。

3) 稀土元素球狀隕石標準化配分曲線朝右傾斜，并且 Ce的明顯負異常。本區 Ce的負異常 δCe=0.34~0.85，均值為0.50，反映巖石沉積環境為相對缺氧的深海環境條件。δEu的值在 0.49~0.75之間，Eu呈負異常，與被動大陸邊緣的特征相似，表明沉積巖是在低于250℃的低溫環境下在大陸邊緣形成的。

4) 在黑色巖系稀土元素北美頁巖組合樣標準化模式圖上，顯示出 Ce負異常，北美頁巖組合樣標準化曲線近于水平，具有海相熱水沉積特征。

5) La—Ce關系圖和La/Yb—REE關系圖也表明區內黑色頁巖是在有熱液參與的海相沉積環境下形成的。

REFERENCES

[1] SCHLANGER S O, JENKYNS H C. Cretaceous oceanic anoxic events: Cause and consequences[J]. Geo Mijnbouw, 1976, 55:179?184.

[2] 李勝榮, 高振敏. 湘黔地區牛蹄塘組黑色巖系稀土特征—兼論海相熱水沉積巖稀土模式[J]. 礦物學報, 1995, 15(2):225?229.LI Sheng-rong, GAO Zhen-min. REE characteristics of black rock series of the Lower Cambrian Niutitang formation in Hunan-Guizhou provinces, China, with a discussion on the REE patterns in marine hydrothermal sediments[J]. Acta Mineralogica Sinica, 1995, 15(2): 225?229.

[3] 吳朝東, 楊承運, 陳其英. 湘西黑色巖系地球化學特征和成因意義[J]. 巖石礦物學雜志, 1999, 18(1): 26?39.WU Chao-dong, YANG Cheng-yun, CHEN Qi-ying. The origin and geochemical characteristics of Upper Sinian-Lower Camhrian black shales in Western Hunan[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 1999, 18(1): 26?39.

[4] 雷加錦, 李任偉, TOBSCHALL H J, 濮英英, 方家虎. 揚子地臺南緣早寒武世黑色巖系中形態硫特征及成因意義[J]. 中國科學(D輯), 2000, 30(6): 592?601.LEI Jia-jin, LI Ren-wei, TOBSCHALL H J, PU Ying-ying,FANG Jia-hu. Characteristics of sulfur species and their implications in Lower Cambrian black shales from southern margin of Yangtze Platform [J]. Science in Chinese(Series D),2000, 30(6): 592?601.

[5] 楊 劍, 易發成, 侯蘭杰. 黔北黑色巖系的巖石地球化學特征和成因[J]. 礦物學報, 2004, 24(3): 285?289.YANG Jian, YI Fa-cheng, HOU Lan-jie. Genesis and petrogeochemistry characteristics of Lower Cambrian black shale series in Northern Guizhou [J]. Acta Mineralogica Sinica,2004, 24(3): 285?289.

[6] 潘家永, 馬東升, 曹雙林, 夏 菲, 陳少華, 吳 凱. 華南Pc-C過渡期深水相剖面的碳、氧同位素記錄[J]. 地球學報,2005, 26(增刊): 182?185.PAN Jia-yong, MA Dong-sheng, CAO Shuang-lin, XIA Fei,CHEN Shao-hua, WU Kai. Carbon and oxygen isotopic records from the deep-water facies sections of the Precambrian-Cambrian transitional period[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2005,26(Supplement): 182?185.

[7] 肖啟云, 李勝榮, 蔡克勤. 湘黔下寒武統黑色巖系不同礦物組合中的鉑族元素特征[J]. 中國地質, 2006, 33(5): 1083?1091.XIAO Qi-yun, LI Sheng-rong, CAI Ke-qin. Features of platinum-group elements in different mineral assemblages in the Lower Cambrian black rock series in Hunan and Guizhou[J].Geology in China, 2006, 33(5): 1083?1091.

[8] 李勝榮, 高振敏. 湘黔寒武系底部黑色巖系貴金屬元素來源示蹤[J]. 中國科學(D輯), 2000, 30(2): 169?174.LI Sheng-rong, GAO Zhen-min. Tracing the sources of the noble metal elements in the bottom of Cambrian black rock series in Hunan and Guizhou[J]. Science in China(Series D),2000, 30(2): 169?174.

[9] 羅泰義, 寧興賢, 羅遠良, 李曉彪, 凌榮祥, 姚林波. 貴州遵義早寒武黑色巖系底部 Se的超常富集[J]. 礦物學報, 2005,25(3): 275?282.LUO Tai-yi, NING Xing-xian, LUO Yuan-liang, LI Xiao-biao,LING Rong-xiang, YAO Lin-bo. Super-enrichment of Se in the bottom black shales Lower Cambrian at Zunyi, Guizhou province, China[J]. Acta Mineralogica Sinica, 2005, 25(3):275?282.

[10] 楊瑞東, 朱立軍, 高 慧, 張位華, 姜立君, 王 強, 鮑 淼.貴州遵義松林寒武系底部熱液噴口及與噴口相關生物群特征[J]. 地質論評, 2005, 51(5): 481?492.YANG Rui-dong, ZHU Li-jun, GAO Hui, ZHANG Wei-hua,JIANG Li-jun, WANG Qiang, BAO Miao. A study on characteristics of the hydrothermal vent and relating biota at the Cambrian bottom in Songlin, Zunyi County, Guizhou Province[J]. Geological Review, 2005, 51(5): 481?492.

[11] 彭 軍, 夏文杰, 伊海生. 湘西晚前寒武紀層狀硅質巖的熱水沉積地球化學標志及其環境意義[J]. 巖相古地理, 1999,19(2): 29?37.PENG Jun, XIA Wen-jie, YI Hai-sheng. Geochemical characteristics and depositional environments of the Late Precambrian bedded siliceous rocks in Western Hunan[J].Sedimentary Facies and Palaeogeography, 1999, 19(2): 29?37.

[12] 張位華, 姜立君, 高 慧, 楊瑞東. 貴州寒武系底部黑色硅質巖成因及沉積環境探討[J]. 礦物巖石地球化學通報, 2003,22(2): 174?178.ZHANG Wei-hua, JIANG Li-jun, GAO Hui, YANG Rui-dong.Study on sedimentary environment and origin of black siliceous rocks of the Lower Cambrian in Guizhou Province[J]. Bulletin of Mineralogy Petrology and Geochemistry, 2003, 22(2): 174?178.

[13] 江永宏, 李勝榮. 湘、黔地區前寒武?寒武紀過渡時期硅質巖生成環境研究[J]. 地學前緣, 2005, 12(4): 622?629.JIANG Yong-hong, LI Sheng-rong. A study of the fluid environment of silicalite of transitional Precambrian-Cambrian age in Hunan and Guizhou provinces[J]. Earth Science Frontiers,2005, 12(4): 622?629.

[14] 陳華勇, 張增杰. 湘西北黑色巖系中礦產資源的綜合利用[J].地質與勘探, 2001, 37(3): 32?35.CHEN Hua-yong, ZHANG Zeng-jie. The multipurpose use of mineral resource of black shale in the northwest Hunan [J].Geology and Prospecting, 2001, 37(3): 32?35.

[15] 呂惠進, 王 建. 浙西寒武系底部黑色巖系含礦性和有用組分的賦存狀態[J]. 礦床地質, 2005, 24(5): 567?574.Lü Hui-jin, WANG Jian. Ore potential and modes of occurrence of associated elements in lower Cambrian black shale of Western Zhejiang[J]. Mineral Deposits, 2005, 24(5): 567?574.

[16] 楊興蓮, 朱茂炎, 趙云龍, 張俊明, 郭慶軍, 皮道會. 黔東震旦系?下寒武統黑色巖系稀土元素地球化學特征[J]. 地質論評, 2008, 54(1): 3?15.YANG Xing-lian, ZHU Mao-yan, ZHAO Yuan-long, ZHANG Jun-ming, GUO Qing-jun, PI Dao-hui. REE geochemical characteristics of the Ediacaran-Lower Cambrian black rock series in Eastern Guizhou[J]. Geological Review, 2008, 54(1):3?15.

[17] 姜月華, 岳文浙, 業治錚. 華南下古生界缺氧事件與黑色頁巖及有關礦產[J]. 有色金屬礦產與勘查, 1994, 3(5): 272?278.JIANG Yue-hua, YUE Wen-zhe, YE Zhi-zheng. Anoxic event,black shales and related mineral resources: Taking the lower palaeozoic in Southern China as an example[J]. Geological Exploration for Non-ferrous Metals, 1994, 3(5): 272?278.

[18] 貴州省地質礦產局. 貴州省區域地質志: 地質礦產部地質專報（區域地質第7號）[M]. 北京: 地質出版社, 1997: 25?50.Guizhou Bureau of Geological and Mineral Resources. Region geology of Guizhou Province：Ministry of geology and mineral resources geological bulletin(Regional geological No.7) [M].Beijing: Geological Publishing House, 1997: 25?50.

[19] 項禮文. 中國地層(4): 中國的寒武系[M]. 北京: 地質出版社,1981: 23?36.XIANG Li-wen. Stratigraphy of China(4): Cambrian of China[M]. Beijing: Geological Publishing House, 1981: 23?36.

[20] 馮學仕, 王尚彥. 貴州省區域礦床成礦系列與成礦規律[M].北京: 地質出版社, 2004: 8?-10.FENG Xue-shi, WANG Shang-yan. Minerogenetic series and minerogenetic law in Guizhou Province, China[M]. Beijing:Geological Publishing House, 2004: 8?10.

[21] 陳德潛, 陳 剛. 實用稀土元素地球化學[M]. 北京: 冶金工業出版社, 1996: 135?206.CHEN De-qian, CHEN Gang. Practical rare earth elements geochemistry[M]. Beijing: Metallurgical Industry Press, 1996:135?206.

[22] 楊 劍. 黔北地區下寒武統黑色巖系形成環境與地球化學研究[D]. 西安: 長安大學, 2009: 92-96.YANG Jian. Study on the formation environment and geochemistry of Lower Cambrian black shale series, Northern Guizhou Province, China[D]. Xi’an: Chang’an University, 2009:92-96.

[23] TOTH J R. Deposition of submarine crusts rich in manganese and iron[J]. Geological Society of America Bulletin, 1980, 91:44?54.

[24] 朱笑青, 王中剛. 沖繩海槽熱水區沉積物的地球化學特征[C]//胡瑞忠. 礦床地球化學研究. 北京: 地震出版社, 1994:108?112.ZHU Xiao-tian, WANG Zhong-gang. Geochemical characteristics of sediment at hot water region in the Okinawa Trough[C]//HU Rui-zhong. Study on Geochemistry. Beijing:Earthquake Publishing House, 1994: 108?112.

[25] HOGDAHL O T, MELSON S, BOWEN V T. Neutron activation analysis of lanthanide elements in seawater[J]. Advances in Chemistry, 1968, 73: 308?325.

[26] 涂光熾. 低溫地球化學[M]. 北京: 科學出版社, 1998:163?175.TU Guang-zhi. Low temperature geochemistry[M]. Beijing:Science Press, 1998: 163?175.

[27] MORAD S, FELITSYN S. Identification of primary Ce-anomaly signatures in fossil biogenic apatite: Implication for the Cambrian oceanic anoxia and phosphogenesis[J]. Sedimentary Geolog, 2001, 143: 259?264.

Geochemical characteristics of rare earth elements in Lower Cambrian black shale in Southeast Qian

HOU Dong-zhuang1, WU Xiang-bin1,2, LIU Jiang-long1,2, WU De-hua1,2,3, GE Li-ping1,2
(1. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals, Ministry of Education,Central South University, Changsha 410083, China;2. School of Geosciences and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083, China;3. Department of Urban Construction, Hunan City University, Yiyang 413000, China)

The abundances of rare earth elements (REE) of the black shale on the slope facies from Lower Cambrian in Sansui and Huangping were measured by using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The results show that the total REE content is 68.28×10?6?252.00×10?6, the average one is 133.16×10?6; the ratio of ΣLREE to ΣHREE is 2.38?5.70, which shows that LREE are relatively more intensive than HREE. δEu=0.49?0.75, which shows that the deposition temperature is below 250 ℃. δCe=0.34?0.85, which reflects that a rock deposits under the condition of relatively hypoxic sea. The ratio of rock (La/Sm)Nis between 1.77 and 3.31, which represents that it has added with the materials from deep resource. The chondrite normalized patterns of black shale incline to the right, the North American shale normalized REE patterns of siliceous rocks are nearly flat or left. Combined with the discrimination diagrams of La/Ce and La/Yb-REE, the black shale of Southeast Qian formed in a dry, hypoxia and shallow sea, with the participation of some hydrothermal fluids in the formation process.

rare earth element; geochemical characteristics; black shale; Lower Cambrian system; Southeast Qian

P595；O614.33

A

1004-0609(2012)02-0546-07

2011-11-14；

2012-01-09

吳湘濱，教授，博士；電話：0731-88877620；E-mail: wuxb133@126.com

(編輯 何學鋒)