青西凹陷下溝組湖相熱水沉積巖鍶同位素地球化學(xué)特征

1、青西凹陷下溝組湖相熱水沉積巖鍶同位素地球化學(xué)特征【摘要】：以地質(zhì)背景、物質(zhì)組分和巖石組構(gòu)分析為根底，對酒泉盆地青西凹陷下溝組湖相熱水沉積鈉長石-鐵白云石巖進(jìn)展了Sr同位素地球化學(xué)研究。結(jié)果說明，熱水沉積巖87Sr86Sr比值變化范圍為0.712250.71781，平均值0.71561，遠(yuǎn)高于同期海水和下溝組玄武巖87Sr86Sr比值，略高于代表早白堊世湖水鍶同位素組成的藻灰?guī)r87Sr86Sr比值，但低于基底殼源硅鋁質(zhì)巖87Sr86Sr比值，反映熱流體與海水無關(guān)，也不可能為單純的湖水或幔源巖漿水；其中紋層狀泥微晶熱水沉積巖為熱水礦物直接化學(xué)結(jié)晶沉淀的產(chǎn)物，其鍶同位素比值變化范圍較小，可代表均一化

2、的熱鹵水池流體鍶同位素組成特征，指示不同噴流口位置的“水爆角礫巖鍶同位素組成變化較大，但同一位置的熱水角礫與膠結(jié)物鍶同位素組成根本一致，說明兩者應(yīng)屬于具一樣成因意義的同期熱水噴流沉積產(chǎn)物；綜合青西凹陷下溝組湖相熱水沉積巖鍶同位素地球化學(xué)特征，初步推測早白堊世湖底熱流體可能為富集硅鋁質(zhì)基底巖石高放射成因Sr的深循環(huán)下滲湖水與少量上升幔源巖漿水構(gòu)成的混合熱流體，可為青西凹陷早白堊世湖底熱流體性質(zhì)確實(shí)定以及熱流體循環(huán)動(dòng)力學(xué)模型和熱水沉積形式的建立奠定基矗關(guān)鍵詞：Sr同位素湖相熱水沉積巖熱流體下白堊統(tǒng)青西凹陷熱水沉積巖和熱水成礦作用是當(dāng)前地學(xué)界最前緣的研究熱點(diǎn)之一，國內(nèi)外已報(bào)道的資料眾多，但主要集中在

3、海相研究成果中17，而湖相的研究成果很少813。酒泉盆地青西凹陷下白堊統(tǒng)下溝組K1g地層中產(chǎn)有一套厚度宏大，但分布限于深凹陷內(nèi)的，具有深湖相沉積特征的紋層狀、條帶狀和角礫狀暗色“泥云巖(或泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)泥巖和白云巖,統(tǒng)稱“泥云巖)，其主要礦物以微晶-隱晶質(zhì)的鈉長石和鐵白云石為主14，次為重晶石和石英，部分含有豐富的方沸石、地開石和黃鐵礦等，偶含碎屑狀閃鋅礦、黃銅礦和方鉛礦9，以及陸源粘土和粉砂。鄭榮才等人通過系統(tǒng)的礦物學(xué)、巖石學(xué)和地球化學(xué)特征研究，確定此類具有特殊礦物成分的“泥云巖為一類罕見圖1酒泉盆地青西凹陷下溝組熱水沉積巖發(fā)育位置示意圖Fig.1Distributinfhydrther

4、alsedientaryrkinXiaguFratin,LerretaeusinQingxiSag，JiuquanBasin的湖相熱水沉積巖，綜合定名為重晶石-鈉長石-鐵白云石熱水沉積巖9-10,15。據(jù)國內(nèi)外文獻(xiàn)資料顯示，湖相白煙型熱水沉積巖的報(bào)道國外根本上都集中在現(xiàn)代湖底熱水硅華沉積16，國內(nèi)曾由劉建明2001報(bào)道過一例湖相熱水硅質(zhì)巖8。因此，酒泉盆地青西凹陷下溝組中所發(fā)育的湖相熱水沉積巖，以富含鐵1本課題得到高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金工程編號(hào)：20220616014和國家自然科學(xué)基金工程編號(hào)：40672073的資助。1白云石、鈉長石和其他復(fù)雜礦物組分而顯得非常特殊和罕見，且屬于真正滿

5、足“海/湖底噴出的熱流體直接沉淀作用的產(chǎn)物定義的熱水沉積巖9，明顯有別于國內(nèi)外已報(bào)道的湖相熱水沉積巖，具有極高的研究價(jià)值。本文在巖石學(xué)特征分析根底上，首次系統(tǒng)研究了下溝組湖相熱水沉積巖的鍶同位素地球化學(xué)特征，嘗試提醒熱流體中鍶組分的物質(zhì)來源、影響因素以及同位素的熱流體示蹤意義。1.湖相熱水沉積巖地質(zhì)背景酒泉盆地位于青藏高原東北部的最邊緣，位處北祁連與阿爾金兩巨型構(gòu)造帶交匯處。該盆地是在古生界褶皺基底之上，于中、新生代通過北東向基底構(gòu)造伸展斷陷作用而發(fā)育起來的陸相斷陷盆地，由酒西和酒東兩個(gè)次級(jí)盆地組成。青西凹陷位于酒西次級(jí)盆地東南部，為酒西次級(jí)盆地的沉降-沉積中心，面積約650800k2，由紅南

6、次凹、青西低凸起、青南次凹三個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元組成和發(fā)育有一系列分割性很強(qiáng)的不對稱箕狀或半地塹斷陷。下白堊統(tǒng)下溝組湖相白煙型熱水沉積巖主要分布于青南次凹南部的深凹陷內(nèi)圖1，受燕山期NENNE走向基底斷裂張扭性活動(dòng)控制。白堊紀(jì)期間全球大規(guī)模的火山活動(dòng)，造成同時(shí)期熱液活動(dòng)速度加快，并有顯著的熱液系統(tǒng)與水-巖反響17。青西凹陷內(nèi)紅柳峽、旱峽下白堊統(tǒng)下溝組中不僅發(fā)現(xiàn)古火山口18,還發(fā)現(xiàn)了水下噴發(fā)的玄武巖15,19，與任戰(zhàn)利等200020對酒泉盆地古地溫研究，認(rèn)為早白堊世存在的顯著地溫異常應(yīng)該與深部熱事件有關(guān)的論斷相吻合。青西凹陷下溝組深湖相沉積剖面主要由白煙型熱水沉積巖與正常沉積的暗色頁巖不等厚互層組成，

7、與盆緣的扇三角洲呈相變關(guān)系16。按地層旋回性可劃分出5個(gè)根本等時(shí)的旋回，每個(gè)旋回中的熱水沉積巖厚度變化為10250，一般為50150，分布范圍有隨湖盆擴(kuò)大和水體加深而擴(kuò)展加厚的特點(diǎn)，以相當(dāng)最大湖泛期的S3和S4兩旋回?zé)崴练e巖分布范圍最廣和厚度最大，并都出現(xiàn)高值沉積區(qū)大于100與低值沉積區(qū)小于50相間隔的北東向帶狀展布格局，與基底斷裂展布方向相一致9、10。2.熱水礦物共生組合和組構(gòu)特征2.1熱水礦物類型及其共生組合特征據(jù)薄片鑒定和X衍射資料,下溝組熱水沉積巖熱水礦物類型較多，包括：鐵白云石20%66%、鈉長石12%31%、重晶石5%20%、方沸石2%18%、石英3%14%、地開石2%15%，

8、黃鐵礦0.3%6.4%，個(gè)別樣品含有微量的閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦和透閃石、石鹽。電子探針分析結(jié)果，上述熱水礦物的主要元素含量均與該礦物的化學(xué)分子式根本一致表1和2。顯微鏡下，上述礦物極大多數(shù)呈小于10的隱晶質(zhì)，僅少量鐵白云石呈自形粉晶-細(xì)晶，鈉長石呈發(fā)育聚片雙晶的板條狀微晶，重晶石和方沸石個(gè)別呈微-粉晶級(jí)的他形-半自形晶構(gòu)造。偶然出現(xiàn)的閃鋅礦具有相對較粗的粒表1酒泉盆地青西凹陷下溝組熱水沉積巖的礦物平均化學(xué)組成t%Table1Averageheialpsitint%ftheineralsfhydrtheralsedientaryrkinXiaguFratin,LerretaeusinQingx

9、iSag,JiuquanBasinAl23Si2Ti22礦物樣數(shù)Na2gSrSK2aBar23nFeNiH2鐵白云石60.1611.110.120.1430.740.130.3610.1847.25鈉長石2711.290.05319.5268.440.070.160.070.030.030.150.03重晶石120.220.011.07(34.59)0.050.0663.870.030.08方沸石813.670.0123.4654.330.010.010.020.050.040.030.03石英30.020.020.3998.840.050.070.110.030.010.030.010.02

10、地開石180.090.4437.1543.450.470.110.020.040.020.110.03(18.05)注：單礦物元素由成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所電子探針實(shí)驗(yàn)室徐金沙高級(jí)工程師分析,儀器型號(hào)：JXA733狀半自形晶構(gòu)造，而黃銅礦與方鉛礦集合體為粒度變化大的它形晶。掃描電鏡下，以鐵白云石和鈉長石為代表的熱水礦物具有半自形-自形晶構(gòu)造的鑲嵌狀或堆晶狀，顯示以結(jié)晶沉淀為主的化學(xué)沉積特征。表2酒泉盆地青西凹陷下溝組熱水沉積巖中金屬硫化物電子探針化學(xué)組成t%Table2Eletrnirprbeanalytialdatefheialpsitinst%fsulphideineralsfhydrthera

11、lsedientaryrkinXiaguFratin,LerretaeusinQingxiSag,JiuquanBasin礦物樣數(shù)AsSeSPbBiAgSbTeFeNiuZnAu黃鐵礦21.21050.9800.110.060.01047.0700.00300.0010.02閃鋅礦20222.62600000.0860.6220.0210.0120.49966.550黃銅礦40.110.1734.400.140.270.0400.0930.40.030.0134.4900方鉛礦200.0713.4985.710.310.05000.130.020.040.220.030注：單礦物元素由成都地質(zhì)

12、礦產(chǎn)研究所電子探針實(shí)驗(yàn)室徐金沙高級(jí)工程師分析,儀器型號(hào)：JXA733下溝組熱水沉積巖常見的熱水礦物共生組合可劃分為如下6種：鈉長石鐵白云石或鐵白云石鈉長石組合；石英鈉長石鐵白云石組合；石英重晶石鈉長石鐵白云石組合；石英方沸石鈉長石鐵白云石組合；地開石鐵白云石組合；單一鐵白云石組合。各組合中雖然可普遍含有黃鐵礦和較豐富的有機(jī)質(zhì)組分，但微量的Zn、u、Pb等金屬硫化物僅出如今至組合中，而少量的陸源石英粉砂和粘土等正常沉積組分主要出現(xiàn)和組合中。2.2組構(gòu)特征下溝組熱水沉積巖組構(gòu)以發(fā)育微-隱晶構(gòu)造和紋層狀構(gòu)造為主，部分出現(xiàn)特征的熱水碎屑構(gòu)造、熱水角礫構(gòu)造和條帶狀、網(wǎng)脈狀、旋渦狀和同生變形層理等沉積構(gòu)造

13、。不同的構(gòu)造構(gòu)造具不同的成因意義：A.紋層狀構(gòu)造，常見紋層由上述至組合的礦物呈亞毫米級(jí)紋層相間組成，其中鈉長石、重晶石、方沸石和地開石紋層主要出如今深凹陷內(nèi)，代表沉積環(huán)境較為穩(wěn)定的熱鹵水聚積區(qū)；B.熱水內(nèi)碎屑構(gòu)造，可細(xì)分為砂屑構(gòu)造和角礫狀礫屑構(gòu)造兩類，砂屑主要由鈉長石和重晶石集合體組成，偶含微量閃鋅礦、黃銅礦和方鉛礦的砂屑。角礫大小不一，巖性多為紋層狀鈉長石-鐵白云石熱水沉積巖，角礫間被鈉長石、重晶石、方沸石和地開石充填膠結(jié),膠結(jié)物中偶然也含有浸染狀閃鋅礦。熱水內(nèi)碎屑成因被認(rèn)為與噴流口內(nèi)超溫、超壓的熱水沸騰爆炸作用有關(guān)，堆積在原處的角礫很快被熱水礦物充填膠結(jié)，常被稱之為“水爆角礫巖或“震積角礫

14、巖，可直接指示噴流口所在位置或?yàn)閲娏骺诔涮钗铮?網(wǎng)脈狀構(gòu)造，較為常見，由鈉長石、重晶石和方沸石等熱水礦物充填基巖裂縫而成,被認(rèn)為是識(shí)別熱流體運(yùn)移通道和噴流口位置的最重要標(biāo)志之一3,8,21、22；D.旋渦狀構(gòu)造，偶見，旋渦直徑為數(shù)毫米，由平行層面的呈同心紋層分布的鈉長石、重晶石和鐵白云石晶屑或內(nèi)碎屑組成外圈，中心管被結(jié)晶的鈉長石與重晶石充填，個(gè)別中心管含有斑晶狀的透閃石，可直接代表噴流口位置；E.同生變形層理，表現(xiàn)為紋層不規(guī)那么的軟變形、揉皺和微剪切，成因可能與熱水沉積物快速堆積形成的陡坎狀地形沉積物發(fā)生重力滑動(dòng)有關(guān)，亦可指示熱水噴流口位置。3.鍶同位素地球化學(xué)特征鍶有四個(gè)穩(wěn)定同位素：84Sr

15、、86Sr、87Sr、88Sr，實(shí)際工作中，鍶同位素的組成一般用R=87Sr86Sr來表示，自瑞典地質(zhì)學(xué)家ikan(1948)首次報(bào)道鍶同位素在地層學(xué)中的應(yīng)用以來23，鍶同位素的研究不斷深化，特別是隨著分析技術(shù)的進(jìn)步，鍶同位素應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)展。關(guān)于鍶同位素與熱液流體關(guān)系的研究，由于受到熱液流體無法或很難作為直接研究對象的限制，只能針對其形成的同期沉積物如火山巖、熱液礦床、熱水沉積物等進(jìn)展研究。近年來，鍶同位素在研究不同地質(zhì)歷史時(shí)期火山巖的源區(qū)特征和深部過程的應(yīng)用較多，為源區(qū)部分熔融以及淺部巖漿房中的別離結(jié)晶、同化混染作用提供大量信息，是現(xiàn)代成因巖石學(xué)研究重要手段2425。其次，結(jié)合Rb同位素

16、對熱液礦床成礦時(shí)間進(jìn)展定年研究4、5、26。更重要的是，鍶同位素組成可進(jìn)展同位素示蹤應(yīng)用，其空間變化可用來指示攜帶成礦元素的流體遷移行為和方向，已成為推測或確定古熱液流體活動(dòng)及成礦元素遷移蹤跡的重要手段27、28，是討論成礦流體特征和成礦物質(zhì)來源最有力的工具之一29，這也是本工程進(jìn)展鍶同位素地球化學(xué)研究的目的。3.1采樣及分析方法17件樣品中14件取自8口鉆井下溝組深半深湖相的地層巖心，3件取自旱峽剖面同層位地表露頭，所有樣品新穎和剔除處理，分別代表湖相鐵白云石和鈉長石水爆角礫巖、鐵白云石-重晶石熱水膠結(jié)物、紋層狀泥微晶鈉長石-鐵白云石熱水沉積巖、堿性拉斑玄武巖和核形石灰?guī)r，分析結(jié)果列于表3。

17、樣品的Sr同位素分析在中國地質(zhì)調(diào)查局同位素地球化學(xué)開放研究實(shí)驗(yàn)室(宜昌)完成。全巖樣品在聚四氟乙烯溶樣器中加HF和Hl4混合酸樣品進(jìn)展分解，采用Dex508(200-400)陽離子交換技術(shù)，別離和純化Sr。87Sr/86Sr同位素比值采用AT-261可調(diào)接多收質(zhì)譜計(jì)直接測定，實(shí)驗(yàn)條件為溫度20,濕度30%，整個(gè)分析過程中在超凈實(shí)驗(yàn)室完成，用國際標(biāo)樣NBS987對儀器和分析流程進(jìn)展監(jiān)控，NBS987的87Sr/86Sr同位素組成測定值為0.710340.000262，全流程Sr的本底空白510-9g。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.表3酒泉盆地青西凹陷下溝組湖相熱水沉積巖、正常沉積灰?guī)r和拉斑玄武巖鍶同位素

18、組成a)Table3Strntiuistpepsitinflaustrinehydrtheralsedientaryrk,thealgalliestneandthlEiitiagafXiaguFratininQingxiSag,Jiuquanbasin樣品號(hào)層位深度)采樣點(diǎn)巖性描繪87Sr/86Sr(2)QX08K1g3766.43柳104井巖心泥-微晶鐵白云石鈉長石角礫0.712760.00010QX07K1g3766.43柳104井巖心水爆角礫巖鐵白云石膠結(jié)物0.712250.00006QX24K1g4381柳6井巖心泥-微晶鐵白云石鈉長石角礫0.715880.00003QX23K1g43

19、81柳6井巖心水爆角礫巖鐵白云石膠結(jié)物0.716710.00004QX26K1g4381.6柳6井巖心泥-微晶鐵白云石鈉長石角礫0.715880.00002QX25K1g4381.6柳6井巖心水爆角礫巖鐵白云石膠結(jié)物0.715490.00009QX11K1g4240.29柳104井巖心紋層狀泥-微晶鈉長石鐵白云石巖0.716160.00003QX16K1g4408.5柳4井巖心紋層狀泥-微晶鈉長石鐵白云巖0.717810.00007QX22K1g4380.5柳6井巖心紋層狀泥-微晶鐵白云石鈉長石巖0.715820.00006QX34K1g4905.6柳9井巖心紋層狀泥-微晶鈉長石鐵白云石巖0.

20、715060.00003QX48K1g4459.9窿105井巖心變形紋層狀泥-微晶鐵白云石鈉長石巖0.715100.00002QX56K1g4354.57青1-1井巖心紋層狀微晶重晶石鈉長石質(zhì)鐵白云巖0.717670.00003QX57K1g4045.22青2-1井巖心紋層狀泥-微晶鈉長石鐵白云石巖0.715170.00006QX61K1g4023青2-4井巖心紋層狀泥-微晶鐵白云石鈉長石巖0.716840.00002QX63K1g209.2旱峽溝口枕狀堿性拉斑玄武巖0.706960.00001QX64K1g240.6旱峽溝口枕狀堿性拉斑玄武巖0.706780.00006QX65K1g297.

21、1旱峽溝口核形石藻灰?guī)r0.713210.00002幔源鍶同位素組成平均值b)0.70350早白堊世海水鍶同位素組成平均值)0.707401殼源硅鋁質(zhì)巖鍶同位素組成平均值d)0.7200.005a)樣品測試在中國地質(zhì)調(diào)查局同位素地球化學(xué)開放研究實(shí)驗(yàn)室(宜昌)完成，b)據(jù)文獻(xiàn)33，)據(jù)文獻(xiàn)30，d)據(jù)文獻(xiàn)31.3.2分析結(jié)果與鍶同位素特征從表3可以看出，下溝組不同成因類型的樣品鍶同位素組成特征有很大的差異，有如下顯著特征：1代表正常湖水鍶同位素組成的下溝組核形石藻灰?guī)r87Sr86Sr比值為0.71321，遠(yuǎn)高于早白堊世海水0.707401的平均值30圖2。湖相沉積的碳酸鹽巖87Sr86Sr比值要比

22、海相偏大的原因，與湖盆比海盆更易受高87Sr86Sr比值的殼源硅鋁質(zhì)巖影響有關(guān)。2各類熱水沉積巖87Sr86Sr比值的變化范圍為0.712250.71781，平均值為0.71561,均低于研究區(qū)來自祁連山北部碎屑巖物源32的基底殼源硅鋁質(zhì)巖鍶同位素平均值0.7200.00531圖2。圖2酒泉盆地青西凹陷下溝組典型鉆井熱水沉積巖鍶同位素組成Fig.2StrntiuistpepsitinflaustrinehydrtheralsedientaryrkfXiaguFratininrepresentativeellfQingSag,Jiuquanbasin3紋層狀熱水沉積巖的87Sr86Sr比值變化范

23、圍較小，為0.715060.71781，平均值為0.71620，遠(yuǎn)高于下溝組玄武巖和核形石藻灰?guī)r，但低于殼源硅鋁質(zhì)巖的鍶同位素平均值圖2。紋層狀熱水沉積巖的組構(gòu)分析，已證實(shí)隱晶質(zhì)的礦物組分大都為熱流體的直接結(jié)晶沉淀物，由于巖性致密，所經(jīng)歷的后期成巖蝕變改造很弱，因此，其鍶同位素比值可代表熱水礦物沉淀時(shí)熱流體的初始鍶同位素組成。4“水爆角礫巖的鍶同位素組成有2個(gè)特點(diǎn)：其一是同一角礫巖中的角礫與膠結(jié)物的鍶同位素組成根本一致；其二是不同采樣位置的“水爆角礫巖鍶同位素組成變化較大，其中采自柳104井熱水噴流口內(nèi)的角礫和膠結(jié)物QX07和0887Sr86Sr比值為0.71276和0.71225，平均值為0

24、.71251，系所有熱水沉積巖樣品的最低值，且低于代表正常湖水來源的下溝組核形石藻灰?guī)r87Sr86Sr比值，而采自熱水噴流口外的其它樣品87Sr86Sr比值為0.715490.71671，平均值為0.71599，變化范圍和平均值都與紋層狀熱水沉積巖根本一致。5代表幔源鍶來源的旱峽溝口下溝組水下噴發(fā)的枕狀堿性拉斑玄武巖，其87Sr86Sr比值為0.706780.70696，平均值為0.70687，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于殼源硅鋁質(zhì)巖鍶同位素平均值0.7200.00531，與全球幔源鍶同位素0.70350的平均值33比擬那么略有偏高圖3，說明巖漿運(yùn)移過程中有來自基底殼源硅鋁質(zhì)巖高放射性鍶的混染。該套玄武巖呈夾層分

25、布于湖相地層中，經(jīng)同位素測年證實(shí)與青西凹陷熱水沉積巖同為早白堊世產(chǎn)物18，稀土元素和微量元素地球化學(xué)特征說明其形成于大陸拉張環(huán)境，源區(qū)為富集地幔19。3.3有關(guān)鍶同位素地球化學(xué)特征的成因意義討論根據(jù)上述各類樣品的鍶同位素分析結(jié)果，對研究區(qū)熱水沉積巖鍶同位素地球化學(xué)特征成因意義討論如下：1已有的研究成果已初步證實(shí)該地區(qū)下溝組湖底的熱水沉積作用發(fā)生在具備復(fù)原、偏堿性條件的深源熱鹵水池環(huán)境中，熱液噴流沉積過程中斷陷盆地的深水、高壓和封閉的環(huán)境條件，限定了湖底熱鹵水池很小的熱流體湖水混合比例11。除一件采自噴流口內(nèi)的樣品，所有的熱水沉積巖樣品的87Sr86Sr比值均遠(yuǎn)高于代表幔源鍶來源的下溝組玄武巖和

26、高于代表正常湖水來源的下溝組核形石藻灰?guī)r，但明顯低于基底沉積的殼源硅鋁質(zhì)巖平均值，說明熱水沉積巖中的鍶不可能直接由湖水提供，可能部分來源于下覆基底沉積，部分來自同期幔源巖漿熱流體，顯示出某種復(fù)雜成因的混合熱流體來源性質(zhì)。2代表熱鹵水池環(huán)境的各類紋層狀熱水沉積巖的采樣位置雖然不同，但87Sr86Sr比值變化范圍較小，說明來自各噴流口的熱流體在熱鹵水池的聚集過程中已發(fā)生鍶同位素的均一化作用而具有相似的性質(zhì)，在沉淀熱水礦物的過程中也未發(fā)生強(qiáng)烈的Sr同位素分餾。3采自不同位置的“水爆角礫巖鍶同位素組成變化較大，但同一位置的樣品角礫與膠結(jié)物鍶同位素組成根本一致的特點(diǎn)，可說明如下3個(gè)問題：形成膠結(jié)物和角礫

27、的熱流體在沉淀過程中未發(fā)生Sr同位素分餾，說明兩者在熱水沉積的成因意義上不具備差異，應(yīng)屬于同期熱水不同階段和不同方式形成的產(chǎn)物；由于“水爆角礫巖產(chǎn)自噴流口內(nèi)或噴流口附近，更能代表熱水礦物沉淀時(shí)熱流體的初始鍶同位素組成特征；不同噴流口位置的“水爆角礫巖，只能代表該噴流口的熱流體初始鍶同位素組成值。4據(jù)黃思靜研究34，正常沉積巖在埋藏成巖過程中相對晚期沉淀的碳酸鹽膠結(jié)物，特別是鐵白云石膠結(jié)物由于放射性成因鍶的參加，其87Sr86Sr比值會(huì)高于相對早期沉積物。然而本研究區(qū)熱水沉積巖中的鐵白云石膠結(jié)物87Sr86Sr比值，無論是變化范圍還是平均值都低于同生期熱水直接沉淀形成的紋層狀泥微晶鐵白云石表4，

28、說明鐵白云石膠結(jié)物并非正常湖相沉積期后的膠結(jié)物，而是噴流口內(nèi)或噴流口附近因超溫、超壓的熱水沸騰爆炸而形成的熱水角礫巖并與之伴生的熱流體迅速沉淀、結(jié)晶和充填膠結(jié)作用的產(chǎn)物。表4不同地區(qū)“白煙型熱水沉積巖Sr同位素組成與熱流體來源比照Table4parisnfstrntiuistpepsitinandhydrtheralfluidsurebeteendifferent“hitesketypehydrtheralsedientaryrk87Sr86Sr比值樣品類型樣品數(shù)變化范圍平均值熱流體來源貴州天柱大河邊和玉屏熱水沉積重晶石28170.708310.708960.70859海水與海底幔源熱鹵水混合

29、熱流體滇西蘭坪-思茅盆地?zé)崴练e重晶石2220.711500.711970.71174滇西蘭坪-思茅盆地?zé)崴练e鐵白云石3520.708740.712320.71202殼源與幔源混合熱流體甘肅西成礦化集中區(qū)熱水沉積灰?guī)r2750.709940.718110.71242海水與殼源熱鹵水的混合熱流體青海錫鐵山熱水噴流沉積大理巖3690.711310.715210.71259海水與殼源熱鹵水的混合熱流體下溝組“水爆角礫巖鐵白云石重晶石膠結(jié)物30.712250.716710.71482下溝組“水爆角礫巖鐵白云石鈉長石角礫30.712760.715880.71484熱水沉積的紋層狀泥微晶鈉長石鐵白云石巖8

30、0.715060.717810.71620湖盆殼源與少量幔源混合的熱鹵水5與同期玄武巖鍶同位素組成特征相比擬，熱水沉積巖明顯偏高，且從“水爆角礫巖的鐵白云石膠結(jié)物“水爆角礫巖的角礫紋層狀泥微晶鈉長石鐵白云石巖等樣品，鍶同位素演化呈現(xiàn)逐漸升高并偏離玄武巖的影響范圍圖3，說明青西凹陷下溝組湖相熱水沉積巖的鍶來源受幔源影響較少。但據(jù)研究區(qū)熱水沉積巖與玄武巖的稀土元素和微量元素比照關(guān)系分析，顯示兩者具有一定的相似性和親緣性11、16，推測熱流體的鍶同位素組成中，有少部分來自同期玄武巖噴發(fā)活動(dòng)時(shí)混入的幔源鍶，如采自柳104井噴流口內(nèi)的“水爆角礫巖相對較低的87Sr86Sr比值，可能與玄武巖噴發(fā)活動(dòng)時(shí)幔源

31、鍶混入熱流體有關(guān)。6通過不同地區(qū)“白煙型熱水沉積巖鍶同位素組成特征比照，對應(yīng)的熱流體來源呈現(xiàn)出以海底幔源熱鹵水為主的混合熱流體，逐漸向陸湖相殼源熱鹵水為主的混合熱流體過渡的規(guī)律表4和圖3，伴隨各類型熱水沉積巖受陸相高放射性成因鍶參加的影響增強(qiáng)，87Sr86Sr比值加大的變化趨勢明顯，反映這些熱水沉積巖的鍶同位素組成與熱流體來源、性質(zhì)和演化有著不同的因果關(guān)系，如幔源鍶來源的熱水沉積巖87Sr86Sr比值偏低，反之亦然。下溝組湖相熱水沉積的膠結(jié)物“水爆角礫紋層狀熱水沉積巖的87Sr86Sr比值逐漸加大的演化趨勢，與熱流體噴流和聚集過程中受陸相高放射性成因鍶參加的影響有關(guān)。綜上所述，在不同地質(zhì)環(huán)境條件下，熱水沉積巖中的鍶同位素組成和變化范圍不同。由于熱流體中的Sr是源區(qū)Sr和熱流體運(yùn)移過程中途徑基巖Sr的綜合疊加效應(yīng)的結(jié)果，包含了流體源區(qū)和途徑基巖的信息，因此，Sr同位素是示蹤流體來源和流經(jīng)途徑的有效示蹤劑37。通過上述針對青圖3不同地區(qū)熱水沉積巖鍶同位素組成均值直方圖Fig.3Histgrafrean87Sr/86Sraveragevaluefdifferent“hitesketypehydrtheralsedientaryrkA.幔源鍶；B.旱峽溝口玄武巖；.貴州天柱和玉屏熱水沉積重晶石；D.滇西蘭坪-思茅熱水沉積重晶石；E.滇西蘭