凝灰?guī)r中微量元素的指標檢測

孫鵬飛

摘 要：不同地區(qū)的基性凝灰?guī)r往往具有不同特征，地區(qū)分布性特點明顯。本文從東部地區(qū)到西部地區(qū)對我國的基性凝灰?guī)r進行分析，如晚二疊早期的李子埡、綠水洞與石屏地區(qū)，凝灰?guī)r往往呈泥炭沼澤狀態(tài)，因此，如今在該地區(qū)中的凝灰?guī)r中具有很高比例的高嶺石;而晚二疊早期的魯班山北礦、龍?zhí)兜V地區(qū)，凝灰?guī)r形成之前往往呈沖擊平原狀態(tài)分布，因此，如今該地區(qū)中的凝灰?guī)r中具有很高比例的伊利石。本文中研究的凝灰?guī)r雖然具有不同的區(qū)域特性但都含有豐富的TiO2、V、Cr、Co、Ni、Cu與Zn物質。并且其中Dr/Hf、Nb/Ta、Th/U的值非常接近基性巖。另外，Nb/Ta和Th/U的比值從西到東逐漸增高，也越來越像正常沉積巖。

關鍵詞：凝灰?guī)r;微量元素

1 巖石學的特征

在本次研究中發(fā)現(xiàn)，綠水洞、李子埡、石屏與龍?zhí)兜貐^(qū)中的含煤地層底部分布的凝灰?guī)r基本都是火山灰蝕變黏土巖，這種凝灰?guī)r大多都呈灰色或灰褐色，并且結構十分淳樸，給人一種均勻之感。通過圖1.1中的A、B不難發(fā)現(xiàn)，這種凝灰?guī)r的碎屑粒徑均在0.065mm以內，并且在火山碎屑物的研究中發(fā)現(xiàn)除了一些高溫石英其他的都是黏土礦物。

魯班山北礦與龍?zhí)兜V地區(qū)中的含煤地層底部分布的凝灰?guī)r基本都是黏土巖，這種凝灰?guī)r大多呈灰色，塊狀，并且給人一種泥質感。通過圖1.1中的C、D不難發(fā)現(xiàn)，這種凝灰?guī)r的碎屑粒徑基本在0.0625mmW1mm之間，偶爾會存在少量的大徑碎屑顆粒，并且在火山碎屑物的研究中發(fā)現(xiàn)這類巖石基本都被蝕變。

2 凝灰?guī)r的礦物組成

2.1 黏土礦物

分布在魯班山北礦與龍?zhí)睹旱V地區(qū)的凝灰?guī)r大多為伊利石、高嶺石與伊蒙混層;而分布在李子埡、綠水洞與石屏地區(qū)的凝灰?guī)r大多為高嶺石。

2.2 石英

具有石英元素的凝灰?guī)r都出自魯班山北礦、龍?zhí)睹旱V與綠水洞，并且根據被檢測出的數(shù)據發(fā)現(xiàn)魯班山北礦中的凝灰?guī)r所具有的石英元素均值較高。其他煤礦中的凝灰?guī)r中所具有的石英元素微乎其微甚至沒有。

2.3 黃鐵礦

石屏煤礦與魯班山底部區(qū)域中的黃鐵礦含量最多，分別為22.1%與6.4%，其他區(qū)域中的凝灰?guī)r中的黃鐵礦含量則很低，基本都不足3%。

2.4 碳酸鹽礦物

方解石：通過檢測發(fā)現(xiàn)，被檢驗中的凝灰?guī)r只有魯班山北礦、龍?zhí)杜c綠水洞地區(qū)的煤礦中具有方解石，尤其在龍?zhí)兜貐^(qū)中這種礦物含量最高，平均值為8.1%。

白云石：通過對樣品凝灰?guī)r進行XRD+Siroquant定量檢測發(fā)現(xiàn)，只有龍?zhí)兜貐^(qū)中的凝灰?guī)r中具有白云石，其他區(qū)域中的凝灰?guī)r都不具備這種石礦。

菱鐵礦：根據樣品的XRD+Siroquant定量檢測結果發(fā)現(xiàn)，只有華鎣山礦區(qū)中的凝灰?guī)r中具有菱鐵礦。

2.5 硅酸鹽礦物

根據對樣品的XRD+Siroquant定量檢測發(fā)現(xiàn)，只有LT-凝-中中具有鋯石，且量十分的稀少;只有LZY-凝-上中具有鈉長石，含量也同樣十分稀少。

2.6 磷酸鹽礦物

根據對樣品進行的XRD+Siroquant定量檢測發(fā)現(xiàn)，基本上各個地區(qū)中的樣品凝灰?guī)r中都含有磷鋁鈰礦，尤其在華鎣山礦區(qū)含量較高，比南煤田中的含量還高。水磷鈰石與磷鋁鈰礦的形成條件為含有稀土元素的相關礦石發(fā)生蝕變而形成的，如礦物磷灰石、褐簾石等，在蝕變的過程中把原有礦石中的稀土元素分離出來并作為一種新的沉淀物形成新的礦石，換言之，這是一種熱液流體形式的沉淀物。

2.7 鈦的氧化物礦物

各地區(qū)中的樣品凝灰?guī)r中都含有銳鈦礦。但是，每個地區(qū)中的銳鈦礦含量不同，其中在魯班山北礦中含量最多，綠水洞中含量最低，分別為8.2%與2.3%，其余地區(qū)的含量基本都分布在5.2%至6.0%之間。另外，通過檢測發(fā)現(xiàn)只有綠水洞地區(qū)的凝灰?guī)r中含有少量的金紅石。銳鈦礦與金紅石是兩種含Ti元素豐富的礦物。

3 凝灰?guī)r中元素地球化學特征

3.1 常量元素

樣品凝灰?guī)r中含有的MnO、MgO、CaO、K2O與P2O5元素的均值普遍高于基性凝灰?guī)r中的含量均值，另外基性凝灰?guī)r中的N2O含量均值也較凝灰?guī)r中含量均值低。但是基性凝灰?guī)r中SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3與MnO元素含量均值卻與凝灰?guī)r均值相似。李子埡與綠水洞中基性凝灰?guī)r中TiO2為0.0388，與凝灰?guī)r均值0.0409相似;龍?zhí)丁Ⅳ敯嗌奖迸c石屏凝灰?guī)r中TiO2為0.0600，高于基性凝灰?guī)r均值含量。樣品凝灰?guī)r中Al2O3的含量為0.3187均較基性凝灰?guī)r低，因此，不難發(fā)現(xiàn)TiO2/Al2O3的比值在凝灰?guī)r中較高。

3.2 微量元素

通過實驗可以發(fā)現(xiàn)華鎣山地區(qū)的三個煤礦與石屏煤礦中凝灰?guī)r的富含元素模式與世界泥巖平均富集模式大致相同，均富集Nb元素（CC>10，CC=凝灰?guī)r/世界泥巖元素濃度）。另外，凝灰?guī)r中還富集（CC大于5）Li、V、Cu、Se、Sr、In與Er元素。Cr、Ni、Ga、Y、Cd、Sn、REY、Ta與Bi元素雖說也有富集但含量較少（CC在2和5之間）。Rb、Cs、Ba與Bl在凝灰?guī)r中的含量微乎其微（CC小于0.5）。剩余的其他元素含量則與世界泥巖平均水平（CC在0.5與2之間）相似。

魯班山北礦區(qū)域中的凝灰?guī)r并不與其他區(qū)域中的凝灰?guī)r相同，因此在此單獨討論，魯班山北礦區(qū)域中凝灰?guī)r中元素含量較多（CC大于10）的有Cu、Y與REY，其次含量在5-10范圍的元素有Nb，富集度較少（CC大于2小于5）的元素有Be、F、Sc、V、Ga、Se、Sr、Zr、In、Hf與Ta。Li、Cr、Sb、Cs、Hg、Tl與Bi元素在此處凝灰?guī)r中的含量微乎其微（CC小于0.5）。剩余的其他元素含量則與世界泥巖平均水平（CC在0.5與2之間）相似。

4 結論

在本次研究中通過對凝灰?guī)r中的物質含量以及種類發(fā)現(xiàn)本次研究的所有凝灰?guī)r都是基質凝灰?guī)r，如這些凝灰?guī)r中含有豐富的TiO2、V、Cr、Co、Ni、Cu與Zn，及這些凝灰?guī)r中微量元素的比值也十分接近基質凝灰?guī)r，如TiO2/Al2O3、Zr/Hf等。

凝灰?guī)r具有較大的區(qū)域特性，由于不同地區(qū)在凝灰?guī)r形成早期的沉積環(huán)境不同因此，最終形成的凝灰?guī)r所具有的特性也不同。如在李子埡、綠水洞與石屏地區(qū)所產生的凝灰?guī)r大多為高嶺石，火山灰也基本都蝕變成了高嶺石。而在魯班山北礦與龍?zhí)兜V地區(qū)的凝灰?guī)r大多為伊利石，火山灰基本也都被蝕變。

參考文獻：

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