淮南二叠纪含煤地层泥质岩地球化学特征及其地质意义

淮南煤田地处华北板块东南缘,可能记录了华北和华南板块碰撞过程的重要信息。本文对所采淮南二叠纪煤系地层泥质岩进行了主量元素、微量元素(包括稀土元素)测试和矿物成分分析,并据此讨论了泥质岩的物源区岩石风化程度、母岩性质以及板块的构造特征,为理解华北板块南缘的构造演化提供了地球化学方面的证据。地球化学参数图解lg(SiO2/Al2O3) lg(Fe2O3 K2O)、La/Sc Th/Co、Fe2O3 K2O Al2O和Al2O3 K2O以及XRD分析表明,淮南泥质岩样品中矿物主要是石英和由长石风化的以高岭石、绿泥石等为主的黏土矿物;主量元素(Al2O3/TiO2、K2O/Al2O3和碎屑沉积岩母岩判别函数图)、微量元素(La/Sc、Th/Sc、Cr/Th、V Ni La×4三角图和Ni Cr图)和稀土元素(Eu/Eu*、(La/Yb)N和Eu/Eu* (Gd/Yb)N图)地球化学参数表明,淮南泥质岩的母岩主要是后太古宙长英质火成岩;极高的CIA、CIW和PIA值以及Al2O3 CaO*+Na2O K2O CIA、Al2O3 CaO* Na2O CIW图解指示了淮南泥质岩的母岩经历了剧烈的风化作用。根据样品的K2O/Na2O SiO2图、Th La Sc和Sc Th Zr/10三角图解,本研究认为淮南煤田二叠纪时期先后经历了活动大陆边缘和被动大陆边缘的以及可能的大陆岛弧的板块构造环境,指示了华北和华南板块在早二叠世可能已经发生了碰撞。