基于原位多元素成像分析龍馬溪組筆石成因及地質意義

摘要：上揚子地區龍馬溪組黑色頁巖富含筆石,多以碳質薄膜形式富集于富有機質層段。前期研究多關注筆石形態和成巖后的演化過程,對筆石埋藏和早成巖階段所經歷地球化學作用的研究較少,筆石成因仍缺乏直接證據。本文利用激光剝蝕電感耦合等離子體質譜(LA-ICP-MS)技術對寧203井龍馬溪組筆石進行原位微區多元素掃描成像,對主量成礦元素分布與富集程度進行解析,發現了碳質薄膜筆石體表面富集Mg、Al、Si、Fe元素,富集倍數在1.5~10倍以上,Sr/Ba值(1.4~2.3)則明顯低于圍巖(>5.0),指示黏土礦物包埋是筆石碳化的主要途徑,包埋形成的硫化微環境導致部分筆石發生黃鐵礦化。結合面筆石率、有機質、黃鐵礦、黏土礦物含量和δ^13Corg值的剖面垂向變化及相關性分析,提出早期微生物席繁盛和后期硫酸鹽還原菌繁盛導致水巖界面孔隙水普遍缺氧,是筆石和有機質大量埋存的主要原因。本研究結果不僅揭示了龍馬溪組筆石的埋藏礦化機制,也為有機質富集和黑色頁巖形成的控制因素研究提供了新思路。