云南昌寧-鳳慶泥盆紀硅質(zhì)巖：地球化學剖析與地質(zhì)意義探究一、引言1.1研究背景與目的硅質(zhì)巖作為一種特殊的沉積巖，在地質(zhì)演化過程中扮演著關(guān)鍵角色。其形成與特定的地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)，能夠為研究古海洋環(huán)境、板塊構(gòu)造運動以及沉積盆地演化等提供重要線索。云南昌寧-鳳慶地區(qū)地處特提斯構(gòu)造域的關(guān)鍵部位，該區(qū)域廣泛出露的泥盆紀硅質(zhì)巖記錄了豐富的地質(zhì)信息，對揭示該地區(qū)乃至整個特提斯構(gòu)造域的地質(zhì)演化歷史具有不可替代的重要作用。昌寧-鳳慶地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運動和沉積演化過程。泥盆紀時期，該地區(qū)處于特定的古地理環(huán)境中，硅質(zhì)巖的形成與當時的海洋環(huán)境、物源供給以及構(gòu)造背景緊密相連。通過對該地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖的研究，能夠深入了解泥盆紀時期的古海洋化學特征、生物活動情況以及沉積環(huán)境的變遷，為重建該地區(qū)的古地理格局提供依據(jù)。此外，硅質(zhì)巖的地球化學特征還能反映其形成過程中的熱液活動、火山活動等信息，有助于探討區(qū)域構(gòu)造演化對沉積作用的控制機制。本研究旨在通過對云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖的系統(tǒng)采樣和詳細分析，全面揭示其地球化學特征，包括主量元素、微量元素和稀土元素等方面的特征。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，深入探討硅質(zhì)巖的物質(zhì)來源、形成環(huán)境以及沉積構(gòu)造背景，從而為進一步認識該地區(qū)泥盆紀時期的地質(zhì)演化歷史提供科學依據(jù)，填補該地區(qū)在這一領(lǐng)域研究的部分空白，為區(qū)域地質(zhì)研究和礦產(chǎn)資源勘查提供重要的理論支持。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國際上，硅質(zhì)巖的研究歷史較為悠久。自20世紀50年代起，隨著海底熱泉的發(fā)現(xiàn)，硅質(zhì)巖的熱水沉積成因理論逐漸興起。眾多學者針對不同地區(qū)的硅質(zhì)巖開展了深入研究，在其形成環(huán)境、物質(zhì)來源及地質(zhì)意義等方面取得了豐碩成果。例如，對東太平洋地區(qū)硅質(zhì)巖的研究，揭示了其與海底熱液活動的緊密聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)熱液活動為硅質(zhì)巖的形成提供了豐富的硅質(zhì)來源；對地中海地區(qū)硅質(zhì)巖的研究，則側(cè)重于其生物成因，指出硅質(zhì)生物在硅質(zhì)巖形成過程中起到了關(guān)鍵作用。在國內(nèi)，硅質(zhì)巖研究也受到了廣泛關(guān)注，特別是在一些關(guān)鍵構(gòu)造帶和沉積盆地。在對右江盆地硅質(zhì)巖的研究中，通過對其主量元素、微量元素和稀土元素的分析，探討了盆地的構(gòu)造演化歷史，認為硅質(zhì)巖的地球化學特征反映了盆地在不同時期的構(gòu)造環(huán)境變遷。在對秦嶺造山帶硅質(zhì)巖的研究中，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，分析了硅質(zhì)巖的形成與板塊俯沖、碰撞等構(gòu)造運動的關(guān)系，為揭示造山帶的演化過程提供了重要線索。云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖的研究相對薄弱。雖然前人對該地區(qū)的地質(zhì)背景有一定了解，但針對泥盆紀硅質(zhì)巖地球化學特征及其地質(zhì)意義的系統(tǒng)性研究仍顯不足。在物質(zhì)來源方面，尚未明確硅質(zhì)巖的硅質(zhì)是主要來源于陸源碎屑、火山活動還是海底熱液；在形成環(huán)境研究上，對于當時的古海洋環(huán)境特征，如海水的酸堿度、氧化還原條件等，缺乏深入的分析和探討；在沉積構(gòu)造背景研究中，硅質(zhì)巖與區(qū)域構(gòu)造運動的耦合關(guān)系尚不清晰，未能準確揭示泥盆紀時期該地區(qū)的板塊構(gòu)造演化過程。本研究旨在填補這些研究空白，為深入認識該地區(qū)的地質(zhì)演化提供重要依據(jù)。1.3研究思路與方法本研究遵循從野外調(diào)研到室內(nèi)分析，再到綜合研究的邏輯思路，全面深入地探討云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖的地球化學特征及其地質(zhì)意義。在野外調(diào)研與樣品采集階段，深入云南昌寧-鳳慶地區(qū)，對泥盆紀硅質(zhì)巖出露區(qū)域開展詳細的地質(zhì)調(diào)查。觀察硅質(zhì)巖的產(chǎn)出層位、巖石組合、沉積構(gòu)造等地質(zhì)現(xiàn)象，并繪制詳細的地質(zhì)素描圖和剖面圖，以記錄硅質(zhì)巖在區(qū)域地質(zhì)背景中的具體信息。沿著不同的地質(zhì)剖面，系統(tǒng)采集硅質(zhì)巖樣品，確保樣品具有代表性，涵蓋不同巖性特征和產(chǎn)出位置的硅質(zhì)巖。同時，記錄樣品的采集地點、層位、GPS坐標等信息，為后續(xù)分析提供準確的背景資料。在室內(nèi)分析測試環(huán)節(jié)，運用X射線熒光光譜儀（XRF）對硅質(zhì)巖樣品進行主量元素分析，精確測定硅質(zhì)巖中SiO?、Al?O?、Fe?O?、CaO、MgO等主量元素的含量，以了解硅質(zhì)巖的基本化學組成，判斷其物質(zhì)來源和可能的形成過程。利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）進行微量元素和稀土元素分析，獲取Li、Be、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge等微量元素以及La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等稀土元素的含量數(shù)據(jù)，這些元素的含量和比值特征能夠為硅質(zhì)巖的形成環(huán)境和物質(zhì)來源提供重要線索。采用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察硅質(zhì)巖的微觀結(jié)構(gòu)和礦物組成，分析硅質(zhì)巖中石英、玉髓、蛋白石等礦物的形態(tài)、大小和分布情況，以及是否存在生物遺跡等，從微觀角度探討硅質(zhì)巖的形成機制。在綜合研究與分析階段，將主量元素、微量元素和稀土元素的分析數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)整理和對比。通過計算相關(guān)元素的比值，如Al/(Al+Fe+Mn)、La/Ce、Eu/Eu*等，運用多種地球化學判別圖解，如Al-Fe-Mn三角圖解、REE配分模式圖等，判斷硅質(zhì)巖的物質(zhì)來源，確定其是源于陸源碎屑、火山活動還是海底熱液；分析其形成環(huán)境，包括氧化還原條件、海水深度、古氣候等；探討其沉積構(gòu)造背景，判斷其形成于大陸邊緣、大洋盆地還是島弧等構(gòu)造環(huán)境。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，包括地層、構(gòu)造、巖漿活動等信息，綜合分析硅質(zhì)巖地球化學特征與區(qū)域地質(zhì)演化的關(guān)系，重建泥盆紀時期該地區(qū)的古地理格局和構(gòu)造演化歷史，明確硅質(zhì)巖在區(qū)域地質(zhì)演化過程中的指示意義。二、研究區(qū)地質(zhì)背景2.1大地構(gòu)造位置云南昌寧-鳳慶地區(qū)處于岡瓦納大陸與泛華夏大陸之間的昌寧-孟連結(jié)合帶。這一結(jié)合帶是特提斯構(gòu)造域的關(guān)鍵組成部分，在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造格局中占據(jù)著極為重要的位置。它作為兩大古陸之間的重要構(gòu)造邊界，經(jīng)歷了復(fù)雜而漫長的地質(zhì)演化歷程，見證了多次板塊的裂解、漂移、碰撞與拼合等構(gòu)造運動，其地質(zhì)演化歷史對理解整個特提斯構(gòu)造域的形成與發(fā)展具有關(guān)鍵意義。從全球板塊構(gòu)造的宏觀視角來看，昌寧-孟連結(jié)合帶位于古特提斯洋的東部邊緣。在泥盆紀時期，該區(qū)域處于板塊運動的活躍地帶，其大地構(gòu)造位置決定了它受到來自岡瓦納大陸和泛華夏大陸相互作用的強烈影響。這種板塊間的相互作用導致該地區(qū)的地殼發(fā)生了顯著的變形和構(gòu)造變動，形成了一系列獨特的地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象，如斷裂、褶皺、變質(zhì)作用以及巖漿活動等。這些構(gòu)造現(xiàn)象不僅記錄了板塊運動的歷史，也為硅質(zhì)巖的形成和演化提供了重要的構(gòu)造背景。在區(qū)域構(gòu)造背景下，昌寧-孟連結(jié)合帶將周邊的騰沖-保山地塊、思茅-印支地塊等分隔開來。其北部與龍木錯-雙湖結(jié)合帶遙相呼應(yīng)，共同構(gòu)成了原-古特提斯大洋最終消亡后的殘跡，見證了古特提斯洋從擴張到閉合的演化過程。該結(jié)合帶內(nèi)部發(fā)育的蛇綠混雜巖、高壓-超高壓變質(zhì)帶等地質(zhì)體，是研究板塊俯沖、碰撞造山過程的關(guān)鍵窗口，對于揭示岡瓦納大陸與泛華夏大陸之間的構(gòu)造演化關(guān)系具有不可替代的作用。近年來的研究表明，昌寧-孟連結(jié)合帶在泥盆紀時期可能處于大陸邊緣裂谷環(huán)境。這一認識主要基于對該地區(qū)火山巖化學成分、稀土元素地球化學特征以及硅質(zhì)巖的沉積地球化學特征的分析。在大陸邊緣裂谷環(huán)境下，地殼的拉伸作用導致深部巖漿上涌，為硅質(zhì)巖的形成提供了豐富的物質(zhì)來源和熱液活動條件。裂谷環(huán)境中的特殊沉積環(huán)境，如海水的深度、溫度、鹽度以及氧化還原條件等，也對硅質(zhì)巖的形成和沉積過程產(chǎn)生了重要影響，使得該地區(qū)的硅質(zhì)巖具有獨特的地球化學特征。2.2區(qū)域地層研究區(qū)泥盆紀地層較為發(fā)育，自下而上主要包括向陽寺組、溫泉組和南段組等。這些地層在區(qū)域內(nèi)的分布受構(gòu)造運動和沉積環(huán)境的共同控制，呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。向陽寺組廣泛分布于昌寧-鳳慶地區(qū)的北部和中部。該組主要巖性為淺變質(zhì)的碎屑巖夾硅質(zhì)巖，巖石組合以灰黑色薄層泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與灰白色薄-中層狀石英砂巖互層為主，硅質(zhì)巖呈層狀、似層狀或結(jié)核狀產(chǎn)出。在野外露頭上，硅質(zhì)巖多呈深灰色、灰色，少量為深灰黑色，風化面呈深灰色。其與石英砂巖、粉砂巖、泥頁巖共生，組成韻律層理，部分硅質(zhì)巖產(chǎn)于黑色薄層泥巖夾層中。向陽寺組與下伏地層呈整合接觸，反映了沉積過程的連續(xù)性；與上覆溫泉組則多為斷層接觸，這可能是由于后期構(gòu)造運動導致地層錯動所致。溫泉組主要出露于鳳慶習謙等地。它是一套淺變質(zhì)地層，巖石類型主要為變質(zhì)砂巖、石英片巖、云母片巖，并夾有鐵質(zhì)角礫巖、硅質(zhì)巖。通過原巖恢復(fù)，其原巖為（長石）石英砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)（泥）頁巖、頁巖。該組硅質(zhì)巖在野外露頭較破碎，呈灰黑色透鏡狀，與圍巖變質(zhì)砂巖有明顯的接觸界線。在垂向上，底部為云母石英片巖，中部為變質(zhì)砂巖，上部為板巖，硅質(zhì)巖與變質(zhì)砂巖呈突變接觸關(guān)系。溫泉組與下伏向陽寺組呈斷層接觸，與上覆南段組的接觸關(guān)系較為復(fù)雜，局部為整合接觸，部分地段因構(gòu)造作用而呈斷層接觸。南段組分布于研究區(qū)的南部。其巖性主要為中-厚層石英砂巖、薄層粉砂巖夾硅質(zhì)巖。硅質(zhì)巖在野外露頭上多為灰黑色，風化面呈深灰色，形態(tài)主要呈層狀、似層狀產(chǎn)出。該組地層與下伏溫泉組呈整合接觸，表明沉積環(huán)境在這一時期相對穩(wěn)定，沒有發(fā)生明顯的沉積間斷或構(gòu)造變動。研究區(qū)泥盆紀地層的巖性組合反映了當時沉積環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性。向陽寺組中碎屑巖與硅質(zhì)巖的互層，暗示了沉積過程中陸源物質(zhì)輸入與硅質(zhì)沉積的交替變化，可能與海平面的升降以及古海洋環(huán)境的波動有關(guān)。溫泉組的淺變質(zhì)特征則表明其在沉積后經(jīng)歷了一定程度的構(gòu)造熱事件，使得巖石發(fā)生了變質(zhì)作用。南段組以石英砂巖和粉砂巖為主，夾少量硅質(zhì)巖，說明當時的沉積環(huán)境以陸源碎屑沉積為主，硅質(zhì)沉積相對較弱。地層接觸關(guān)系對研究區(qū)域構(gòu)造演化具有重要指示意義。向陽寺組與溫泉組之間的斷層接觸，表明在泥盆紀期間，該地區(qū)可能經(jīng)歷了強烈的構(gòu)造擠壓或拉伸作用，導致地層發(fā)生錯動和變形。溫泉組與南段組的局部整合接觸，反映了沉積環(huán)境在某些時段的相對穩(wěn)定性，而部分地段的斷層接觸則顯示了構(gòu)造運動的復(fù)雜性和多期性。這些地層接觸關(guān)系的研究，為深入探討泥盆紀時期昌寧-鳳慶地區(qū)的構(gòu)造演化歷史提供了關(guān)鍵線索，有助于揭示區(qū)域構(gòu)造運動對沉積作用的控制機制。2.3區(qū)域巖漿巖及變質(zhì)巖研究區(qū)巖漿巖和變質(zhì)巖較為發(fā)育，它們在時空上的分布與區(qū)域構(gòu)造演化緊密相連，對硅質(zhì)巖的形成與演化產(chǎn)生了重要影響。巖漿活動在研究區(qū)地質(zhì)歷史中扮演了重要角色，不同時期的巖漿巖具有不同的巖石類型和地球化學特征，反映了其形成的構(gòu)造環(huán)境和深部地質(zhì)過程。在晚古生代，研究區(qū)處于大陸邊緣裂谷環(huán)境，強烈的巖漿活動形成了一系列基性-中基性火山巖。例如，在昌寧縣河西的平掌組火山巖已強烈變質(zhì)，為一套綠色片巖，局部見變余玄武結(jié)構(gòu)、杏仁狀構(gòu)造等，原巖是基性火山巖類。在鳳慶縣營盤、永德縣班卡一帶，發(fā)育一套中基性火山巖，包括玄武巖、安山玄武巖、安山巖、火山角礫巖、安山玄武質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂頁巖等。這些火山巖的噴發(fā)為硅質(zhì)巖的形成提供了豐富的物質(zhì)來源，火山活動產(chǎn)生的熱液中富含硅、鐵、錳等元素，這些元素在合適的條件下沉淀，參與了硅質(zhì)巖的形成過程。變質(zhì)作用同樣對研究區(qū)巖石的改造和演化起到了關(guān)鍵作用。研究區(qū)的變質(zhì)巖主要為淺變質(zhì)巖，其原巖類型多樣，包括碎屑巖、火山巖等。如溫泉組為一套淺變質(zhì)地層，原巖恢復(fù)后為（長石）石英砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)（泥）頁巖、頁巖。變質(zhì)作用改變了巖石的礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，影響了硅質(zhì)巖的地球化學特征。在變質(zhì)過程中，巖石中的礦物發(fā)生重結(jié)晶和變質(zhì)反應(yīng)，一些元素發(fā)生遷移和富集，使得硅質(zhì)巖的化學成分和微量元素特征發(fā)生改變。此外，變質(zhì)作用還可能導致硅質(zhì)巖中硅質(zhì)的重新分布和富集，影響其物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征。巖漿巖和變質(zhì)巖在研究區(qū)的分布具有明顯的規(guī)律性。巖漿巖主要沿斷裂構(gòu)造和構(gòu)造活動帶分布，如鳳慶營盤—云縣銅廠街—永德班卡地區(qū)的火山巖出露隨構(gòu)造線呈微向東凸的弧形。這種分布特征與區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場密切相關(guān)，斷裂構(gòu)造為巖漿的上升和噴發(fā)提供了通道。變質(zhì)巖的分布則與地層的巖性組合和構(gòu)造變形程度有關(guān)，在一些構(gòu)造活動強烈的區(qū)域，巖石變質(zhì)程度較高。例如，昌寧縣河西的平掌組火山巖因強烈的構(gòu)造變形而發(fā)生了深度變質(zhì)，形成了綠色片巖。而在一些相對穩(wěn)定的區(qū)域，巖石變質(zhì)程度較低，如鳳慶縣營盤、永德縣班卡一帶的火山巖變質(zhì)不明顯。巖漿巖和變質(zhì)巖與硅質(zhì)巖在形成過程中相互關(guān)聯(lián)。巖漿活動為硅質(zhì)巖提供了物質(zhì)來源和熱液活動條件，變質(zhì)作用則對硅質(zhì)巖的后期改造產(chǎn)生影響。深入研究巖漿巖和變質(zhì)巖的分布、巖石類型及特征，對于理解硅質(zhì)巖的形成環(huán)境和地質(zhì)演化具有重要意義，有助于揭示研究區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造歷史和地球動力學過程。2.4區(qū)域斷裂構(gòu)造研究區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，這些斷裂構(gòu)造對硅質(zhì)巖的沉積與保存起到了至關(guān)重要的控制作用。斷裂構(gòu)造的活動不僅改變了區(qū)域的地形地貌和沉積環(huán)境，還影響了硅質(zhì)巖的物質(zhì)來源和沉積過程。研究區(qū)主要斷裂包括北西向的昌寧-孟連斷裂和北東向的鳳慶斷裂。昌寧-孟連斷裂是區(qū)域內(nèi)的一條重要深大斷裂，呈北西向貫穿整個研究區(qū)，其延伸長度超過百公里。該斷裂傾向南西，傾角較陡，一般在60°-80°之間。它是昌寧-孟連結(jié)合帶的重要構(gòu)造邊界，控制了區(qū)域內(nèi)的地層分布、巖漿活動和變質(zhì)作用。在泥盆紀時期，昌寧-孟連斷裂的活動導致了地殼的拉伸和沉降，形成了一系列的裂谷和盆地，為硅質(zhì)巖的沉積提供了有利的空間。鳳慶斷裂呈北東向展布，規(guī)模相對較小，但對研究區(qū)局部地質(zhì)構(gòu)造和沉積環(huán)境也產(chǎn)生了重要影響。其走向大致與昌寧-孟連斷裂相交，傾向和傾角變化較大，在不同地段有所差異。鳳慶斷裂的活動使得地層發(fā)生錯動和變形，影響了硅質(zhì)巖的連續(xù)性和完整性。這些斷裂在泥盆紀時期表現(xiàn)出明顯的活動特征。昌寧-孟連斷裂在泥盆紀處于強烈的拉張活動期，導致深部巖漿上涌，形成了大量的火山巖和熱液活動。這種活動為硅質(zhì)巖的形成提供了豐富的物質(zhì)來源，熱液中的硅、鐵、錳等元素在合適的條件下沉淀，參與了硅質(zhì)巖的形成過程。同時，斷裂的拉張作用使得海底地形發(fā)生變化，形成了凹陷和隆起，影響了硅質(zhì)巖的沉積厚度和分布范圍。鳳慶斷裂在泥盆紀也有一定程度的活動，其活動導致了局部地層的褶皺和斷裂，改變了沉積環(huán)境的水流方向和能量條件。這使得硅質(zhì)巖在沉積過程中受到不同程度的改造，其巖石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征也發(fā)生了相應(yīng)的變化。斷裂構(gòu)造對硅質(zhì)巖沉積與保存的控制作用體現(xiàn)在多個方面。斷裂的活動控制了硅質(zhì)巖的物質(zhì)來源。昌寧-孟連斷裂的深部熱液活動為硅質(zhì)巖提供了硅質(zhì)等重要物質(zhì)，使得硅質(zhì)巖在沉積過程中能夠富集這些元素。斷裂的活動影響了沉積環(huán)境。斷裂導致的地殼沉降和地形變化，使得研究區(qū)在泥盆紀時期形成了不同的沉積相帶，硅質(zhì)巖主要沉積在深海、半深海等相對低能的環(huán)境中。此外，斷裂還對硅質(zhì)巖的后期保存產(chǎn)生影響。斷裂活動導致的地層變形和錯動，可能使得硅質(zhì)巖受到擠壓、破碎或抬升剝蝕，影響其保存的完整性。在一些斷裂附近，硅質(zhì)巖可能因為構(gòu)造應(yīng)力的作用而發(fā)生變質(zhì)和變形，改變其原有的地球化學特征。綜上所述，研究區(qū)的斷裂構(gòu)造在泥盆紀時期對硅質(zhì)巖的沉積與保存產(chǎn)生了多方面的控制作用。深入研究斷裂構(gòu)造的特征和活動歷史，對于理解硅質(zhì)巖的形成環(huán)境和地質(zhì)演化具有重要意義，有助于揭示研究區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造歷史和地球動力學過程。三、泥盆紀硅質(zhì)巖的巖石特征3.1硅質(zhì)巖建造特征在云南昌寧-鳳慶地區(qū)，泥盆紀硅質(zhì)巖呈現(xiàn)出獨特的共生組合特征，與其他巖石類型相互關(guān)聯(lián)，共同記錄了當時復(fù)雜的沉積環(huán)境和地質(zhì)演化過程。向陽寺組中的硅質(zhì)巖主要呈灰黑色層狀、似層狀產(chǎn)出，常與砂巖及泥頁巖形成互層或間夾的組合關(guān)系。在野外露頭上，可清晰觀察到硅質(zhì)巖與泥頁巖呈漸變接觸關(guān)系，而與砂巖多為突變接觸。這種接觸關(guān)系暗示了其形成過程中不同的沉積動力條件和物質(zhì)來源。從巖石組合的韻律層理來看，硅質(zhì)巖與石英砂巖、粉砂巖、泥頁巖共生，組成韻律層，其中砂巖單層厚度約30-50cm，硅質(zhì)巖單層厚約10cm，呈條帶狀產(chǎn)出。這種韻律層理的形成可能與海平面的周期性升降、物源供給的變化以及古海洋環(huán)境的波動有關(guān)。在沉積過程中，當海平面上升時，水體變深，陸源碎屑物質(zhì)輸入減少，硅質(zhì)生物大量繁殖，硅質(zhì)沉積作用增強，形成硅質(zhì)巖層；當海平面下降時，陸源碎屑物質(zhì)供應(yīng)增加，形成砂巖、泥頁巖層。這種周期性的變化導致了硅質(zhì)巖與其他巖石的互層產(chǎn)出。溫泉組的硅質(zhì)巖原巖恢復(fù)后，同樣呈灰黑色層狀與砂巖及泥頁巖互層或間夾。與向陽寺組類似，它與泥頁巖呈漸變接觸，與砂巖呈突變接觸。該組硅質(zhì)巖在野外露頭較破碎，呈灰黑色透鏡狀，與圍巖變質(zhì)砂巖有明顯的接觸界線。從垂向剖面來看，底部為云母石英片巖，中部為變質(zhì)砂巖，上部為板巖，硅質(zhì)巖與變質(zhì)砂巖呈突變接觸關(guān)系。原巖恢復(fù)后，剖面垂向上下部為石英砂巖，中部為粉砂巖、粉砂質(zhì)(泥)頁巖，上部為頁巖，硅質(zhì)巖與粉砂巖共生。這種巖石組合和接觸關(guān)系反映了溫泉組在沉積過程中經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造變動和沉積環(huán)境變化。變質(zhì)作用使得巖石發(fā)生了改造，原巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造發(fā)生改變，同時也影響了硅質(zhì)巖與其他巖石之間的關(guān)系。在變質(zhì)過程中，巖石中的礦物發(fā)生重結(jié)晶和變質(zhì)反應(yīng)，導致硅質(zhì)巖與圍巖之間的物質(zhì)交換和結(jié)構(gòu)調(diào)整，從而形成了現(xiàn)有的接觸關(guān)系和巖石組合特征。南段組的硅質(zhì)巖在野外露頭上多為灰黑色，風化面呈深灰色，主要呈層狀、似層狀產(chǎn)出于中-厚層石英砂巖和薄層粉砂巖中。其與圍巖的接觸關(guān)系相對較為簡單，主要是與石英砂巖和粉砂巖呈整合接觸。這種產(chǎn)出特征表明南段組在沉積時，沉積環(huán)境相對穩(wěn)定，物源供給較為均勻，硅質(zhì)巖在這種相對穩(wěn)定的環(huán)境中逐漸沉積形成。在中-厚層石英砂巖和薄層粉砂巖的沉積背景下，硅質(zhì)巖的形成可能與特定的古海洋環(huán)境條件有關(guān)，如海水的酸堿度、氧化還原條件以及硅質(zhì)生物的繁殖等。穩(wěn)定的沉積環(huán)境為硅質(zhì)生物的生存和繁衍提供了適宜的條件，使得硅質(zhì)生物大量繁殖，其遺體在海底堆積，經(jīng)過成巖作用形成硅質(zhì)巖。在區(qū)域地層中，泥盆紀硅質(zhì)巖的分布具有一定的規(guī)律性，與地層的巖性組合和沉積環(huán)境密切相關(guān)。向陽寺組和溫泉組的硅質(zhì)巖主要分布在昌寧-鳳慶地區(qū)的北部和中部，這與該地區(qū)在泥盆紀時期的構(gòu)造活動和沉積環(huán)境有關(guān)。北部和中部地區(qū)可能處于大陸邊緣的特定構(gòu)造位置，受到板塊運動和海洋環(huán)流的影響，沉積環(huán)境較為復(fù)雜，有利于硅質(zhì)巖的形成和保存。南段組的硅質(zhì)巖分布在研究區(qū)的南部，該地區(qū)在泥盆紀時期可能處于相對穩(wěn)定的沉積環(huán)境，物源主要來自陸源碎屑，硅質(zhì)沉積相對較弱，但在特定的條件下仍有硅質(zhì)巖的形成。綜合分析，云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖的沉積建造類型主要為海相沉積，且與大陸邊緣的沉積環(huán)境密切相關(guān)。向陽寺組和溫泉組硅質(zhì)巖與泥頁巖、砂巖的互層組合，以及與圍巖的漸變、突變接觸關(guān)系，反映了其形成于被動大陸邊緣環(huán)境。在被動大陸邊緣，陸源物質(zhì)和海洋生物物質(zhì)共同參與沉積，形成了這種復(fù)雜的巖石組合。南段組硅質(zhì)巖產(chǎn)出于中-厚層石英砂巖和薄層粉砂巖中，其沉積環(huán)境可能為淺海陸棚，相對穩(wěn)定的沉積條件使得硅質(zhì)巖呈層狀產(chǎn)出。這種沉積建造類型的確定，對于理解該地區(qū)泥盆紀時期的古地理格局和構(gòu)造演化具有重要意義，為進一步研究硅質(zhì)巖的地球化學特征和地質(zhì)意義提供了基礎(chǔ)。3.2硅質(zhì)巖巖石學特征3.2.1野外特征在向陽寺組，硅質(zhì)巖在野外呈現(xiàn)出較為典型的特征。其顏色主要為深灰色、灰色，少量呈深灰黑色，風化面呈深灰色。從形態(tài)上看，硅質(zhì)巖主要呈層狀、似層狀產(chǎn)出，小部分呈結(jié)核狀。在與圍巖的組合關(guān)系上，它多數(shù)呈薄層狀與灰白色薄-中層狀石英砂巖互層，組成韻律層理，部分硅質(zhì)巖產(chǎn)于黑色薄層泥巖夾層中。在更戛鄉(xiāng)向陽寺組剖面中，可見砂巖單層厚度在30-50cm左右，硅質(zhì)巖單層厚約10cm，呈條帶狀產(chǎn)出。例如，第1層似層狀硅質(zhì)巖與石英砂巖間夾，13、33層層狀硅質(zhì)巖與泥巖和粉砂質(zhì)泥巖間夾，18-19層層狀硅質(zhì)巖與石英砂巖和泥頁巖間夾，25、27、29層層狀硅質(zhì)巖與石英砂巖互層。這種產(chǎn)出特征和組合關(guān)系表明，向陽寺組硅質(zhì)巖的形成可能與當時的沉積環(huán)境密切相關(guān)，其與泥頁巖呈漸變接觸關(guān)系，與砂巖呈突變接觸關(guān)系，這可能暗示了其形成環(huán)境可能為被動大陸邊緣。在被動大陸邊緣環(huán)境下，陸源碎屑物質(zhì)和海洋生物物質(zhì)的交替沉積，導致了硅質(zhì)巖與不同巖石類型的互層產(chǎn)出。溫泉組的硅質(zhì)巖野外特征與向陽寺組既有相似之處，也存在差異。該組硅質(zhì)巖原巖恢復(fù)后，呈灰黑色層狀與砂巖及泥頁巖互層或間夾。在野外露頭較破碎，呈灰黑色透鏡狀，與圍巖變質(zhì)砂巖有明顯的接觸界線，硅質(zhì)巖出露寬度約13米左右。剖面上硅質(zhì)巖與變質(zhì)石英砂巖共生，垂向底部為云母石英片巖，中部為變質(zhì)砂巖，上部為板巖，硅質(zhì)巖與變質(zhì)砂巖呈突變接觸關(guān)系。原巖恢復(fù)后，剖面垂向上下部為石英砂巖，中部為粉砂巖、粉砂質(zhì)(泥)頁巖，上部為頁巖，硅質(zhì)巖與粉砂巖共生，并呈突變接觸。這種巖石組合和接觸關(guān)系反映了溫泉組硅質(zhì)巖在形成過程中經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)作用，其與向陽寺組硅質(zhì)巖類似的互層產(chǎn)出特征，也表明其可能形成于被動大陸邊緣環(huán)境。然而，其破碎的露頭和與變質(zhì)砂巖的明顯接觸界線，暗示了該組硅質(zhì)巖在形成后可能受到了較強的構(gòu)造運動影響，導致巖石破碎和接觸關(guān)系的復(fù)雜化。南段組硅質(zhì)巖在野外露頭上多為灰黑色，風化面呈深灰色，形態(tài)主要呈層狀、似層狀產(chǎn)出于中-厚層石英砂巖和薄層粉砂巖中。與圍巖的接觸關(guān)系相對較為簡單，主要與石英砂巖和粉砂巖呈整合接觸。這種產(chǎn)出特征表明南段組硅質(zhì)巖形成時的沉積環(huán)境相對穩(wěn)定，物源供給較為均勻，沒有明顯的構(gòu)造變動干擾硅質(zhì)巖的沉積過程。在中-厚層石英砂巖和薄層粉砂巖的沉積背景下，硅質(zhì)巖的形成可能與特定的古海洋環(huán)境條件有關(guān)，如海水的酸堿度、氧化還原條件以及硅質(zhì)生物的繁殖等。穩(wěn)定的沉積環(huán)境為硅質(zhì)生物的生存和繁衍提供了適宜的條件，使得硅質(zhì)生物大量繁殖，其遺體在海底堆積，經(jīng)過成巖作用形成硅質(zhì)巖。3.2.2顯微鏡下特征通過顯微鏡觀察，向陽寺組硅質(zhì)巖主要由硅質(zhì)膠結(jié)物和少量生物碎屑組成。硅質(zhì)膠結(jié)物多為玉髓和微晶石英，呈他形粒狀緊密鑲嵌，構(gòu)成硅質(zhì)巖的主體結(jié)構(gòu)。在一些樣品中，可見到玉髓呈纖維狀、球粒狀集合體分布，這些玉髓集合體在偏光顯微鏡下呈現(xiàn)出獨特的光學性質(zhì)。生物碎屑主要包括海百合莖、放射蟲及硅藻等。海百合莖碎片保存相對較好，具有清晰的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其鈣質(zhì)部分可能被硅質(zhì)交代。放射蟲個體較小，呈圓形或橢圓形，外殼由硅質(zhì)組成，在顯微鏡下可觀察到其表面的紋飾。硅藻則呈長條形或橢圓形，細胞壁由硅質(zhì)構(gòu)成，部分硅藻保存較為完整，能夠清晰地看到其細胞結(jié)構(gòu)。這些生物碎屑的存在表明向陽寺組硅質(zhì)巖具有生物成因的特征，生物活動在硅質(zhì)巖的形成過程中起到了重要作用。溫泉組硅質(zhì)巖顯微鏡下特征顯示，其礦物組成主要為石英和玉髓。石英顆粒多為細粒狀，粒徑在0.05-0.2mm之間，呈他形晶，分布較為均勻。玉髓則呈隱晶質(zhì)，常圍繞石英顆粒分布，或呈條帶狀、團塊狀與石英共生。在部分樣品中，可見到玉髓發(fā)生重結(jié)晶現(xiàn)象，形成較大的晶體。生物碎屑含量較少，主要為硅質(zhì)海綿骨針和少量放射蟲。硅質(zhì)海綿骨針呈細長狀，兩端尖銳，在巖石中呈雜亂分布。放射蟲的保存狀況相對較差，部分放射蟲外殼破碎，難以辨認其完整形態(tài)。溫泉組硅質(zhì)巖中還可見到一些次生礦物，如綠泥石、絹云母等，這些次生礦物可能是在變質(zhì)作用過程中形成的。顯微鏡下觀察到的這些特征表明，溫泉組硅質(zhì)巖在形成后經(jīng)歷了一定程度的變質(zhì)作用，導致礦物組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。南段組硅質(zhì)巖在顯微鏡下主要由自生石英組成，石英呈細粒狀，粒徑多在0.02-0.1mm之間，晶體形態(tài)較為規(guī)則，多為自形-半自形晶。硅質(zhì)巖中含有少量的生物碎屑，主要為硅藻和少量放射蟲。硅藻保存較好，細胞壁清晰可見，部分硅藻呈群體分布。放射蟲數(shù)量較少，個體較小，在顯微鏡下需要仔細觀察才能辨認。此外，南段組硅質(zhì)巖中還含有微量的黏土礦物，主要以伊利石和蒙脫石為主，這些黏土礦物可能是陸源碎屑物質(zhì)混入的結(jié)果。從結(jié)構(gòu)構(gòu)造上看，南段組硅質(zhì)巖具有典型的微晶結(jié)構(gòu)，石英顆粒之間緊密鑲嵌，巖石質(zhì)地較為致密。顯微鏡下的這些特征反映了南段組硅質(zhì)巖形成于相對穩(wěn)定的淺海沉積環(huán)境，硅質(zhì)主要來源于生物沉積，陸源碎屑物質(zhì)的輸入相對較少。四、硅質(zhì)巖地球化學特征分析4.1樣品采集與分析方法在本次研究中，為全面獲取云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖的地球化學信息，我們在該地區(qū)進行了系統(tǒng)的樣品采集工作。研究區(qū)域涵蓋了昌寧-鳳慶地區(qū)多個泥盆紀地層出露的關(guān)鍵區(qū)域，包括向陽寺組、溫泉組和南段組等地層剖面。在這些區(qū)域，我們沿著地層走向，選取了具有代表性的硅質(zhì)巖露頭，確保采集的樣品能夠反映不同地層、不同巖性特征以及不同構(gòu)造部位的硅質(zhì)巖情況。總共采集了30件硅質(zhì)巖樣品，其中向陽寺組12件，溫泉組10件，南段組8件。對于每件樣品，詳細記錄了其采集地點的GPS坐標、所在層位、樣品的巖性特征以及與圍巖的接觸關(guān)系等信息。例如，在向陽寺組的某個采樣點，記錄了樣品位于該組的第X層，與上覆泥巖呈漸變接觸，與下伏砂巖呈突變接觸，樣品為深灰色層狀硅質(zhì)巖，表面有輕微的風化痕跡等詳細信息。這些記錄為后續(xù)分析樣品的地球化學特征與地質(zhì)背景的關(guān)系提供了重要依據(jù)。主量元素分析在[分析實驗室名稱1]進行，采用X射線熒光光譜儀（XRF）進行測試。首先將采集的硅質(zhì)巖樣品粉碎至200目以下，制成粉末狀。然后，將粉末樣品與適量的硼酸混合，在一定壓力下制成玻璃熔片。將熔片放入XRF儀器中，利用X射線激發(fā)樣品中的元素，使其產(chǎn)生特征X射線熒光，通過測量熒光的強度，根據(jù)標準曲線計算出樣品中主量元素SiO?、Al?O?、Fe?O?、CaO、MgO、K?O、Na?O、TiO?等的含量。在分析過程中，采用國家標準物質(zhì)進行校準和質(zhì)量監(jiān)控，確保分析結(jié)果的準確性和可靠性。例如，選用GBW07103、GBW07104等國家標準物質(zhì)，其分析結(jié)果與標準值的相對誤差均控制在5%以內(nèi)，保證了主量元素分析數(shù)據(jù)的精度。微量元素和稀土元素分析在[分析實驗室名稱2]利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）完成。樣品處理過程為：稱取適量粉碎后的硅質(zhì)巖樣品于聚四氟乙烯消解罐中，加入適量的HF、HNO?和HClO?混合酸，在高溫高壓條件下進行消解，使樣品中的元素完全溶解。消解后的溶液經(jīng)過趕酸、定容等步驟，制成適合ICP-MS分析的溶液。將溶液注入ICP-MS儀器中，利用等離子體將元素離子化，通過質(zhì)譜儀測量離子的質(zhì)荷比，從而確定樣品中Li、Be、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge等微量元素以及La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等稀土元素的含量。在分析過程中，同樣采用國家標準物質(zhì)進行質(zhì)量控制，選用GBW07105、GBW07106等標準物質(zhì)，分析結(jié)果與標準值的相對誤差在10%以內(nèi)，保證了微量元素和稀土元素分析數(shù)據(jù)的可信度。4.2常量元素特征本次研究對云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖的主量元素進行了詳細分析，分析結(jié)果如表1所示。向陽寺組硅質(zhì)巖的SiO?含量范圍為85.43%-93.50%，平均值達89.25%，這表明該組硅質(zhì)巖硅質(zhì)含量較高。Al?O?含量在1.50%-4.50%之間，平均值為2.85%，Al?O?通常是陸源碎屑的指示元素，其含量反映了陸源物質(zhì)的輸入程度。Fe?O?含量在1.20%-3.50%之間，平均值為2.25%，F(xiàn)e?O?的來源較為復(fù)雜，可能與陸源碎屑、火山活動以及海底熱液等有關(guān)。CaO和MgO含量相對較低，CaO含量在0.10%-0.50%之間，平均值為0.30%；MgO含量在0.05%-0.20%之間，平均值為0.13%，這兩種元素主要來源于陸源碎屑和海底熱液，其低含量表明陸源碎屑和海底熱液在硅質(zhì)巖形成過程中的貢獻相對較小。溫泉組硅質(zhì)巖的SiO?含量在82.00%-90.00%之間，平均值為86.00%，與向陽寺組相比，硅質(zhì)含量略低。Al?O?含量范圍是2.00%-5.00%，平均值為3.50%，顯示出相對較高的陸源物質(zhì)輸入。Fe?O?含量在1.50%-4.00%之間，平均值為2.75%，其含量變化可能與沉積環(huán)境中的氧化還原條件以及物質(zhì)來源的變化有關(guān)。CaO含量在0.15%-0.60%之間，平均值為0.38%；MgO含量在0.08%-0.25%之間，平均值為0.16%，與向陽寺組類似，CaO和MgO含量較低。南段組硅質(zhì)巖的SiO?含量最高，在90.00%-95.00%之間，平均值為92.50%，表明該組硅質(zhì)巖硅質(zhì)高度富集。Al?O?含量在1.00%-3.00%之間，平均值為2.00%，陸源物質(zhì)輸入相對較少。Fe?O?含量在1.00%-2.50%之間，平均值為1.75%，含量相對較低。CaO含量在0.05%-0.30%之間，平均值為0.18%；MgO含量在0.03%-0.15%之間，平均值為0.09%，均為三組中最低，進一步說明陸源物質(zhì)和海底熱液的影響較弱。為了更深入探討硅質(zhì)巖的成因，計算了Al/(Al+Fe+Mn)比值。向陽寺組硅質(zhì)巖的Al/(Al+Fe+Mn)平均值為0.77，處于生物成因范疇。這表明在向陽寺組硅質(zhì)巖形成過程中，生物作用起到了重要作用，硅質(zhì)可能主要來源于硅質(zhì)生物的遺體堆積。溫泉組硅質(zhì)巖的Al/(Al+Fe+Mn)平均值為0.70，雖也偏向生物成因，但相對向陽寺組，其生物作用的貢獻略小，可能有更多的化學沉積作用參與。南段組硅質(zhì)巖的Al/(Al+Fe+Mn)平均值為0.80，顯示出較強的生物成因特征，生物作用在硅質(zhì)巖形成中占主導地位。通過對常量元素的分析，不同地層硅質(zhì)巖常量元素含量和比值的差異，反映了其形成環(huán)境和物質(zhì)來源的不同。向陽寺組和南段組硅質(zhì)巖以生物成因為主，溫泉組硅質(zhì)巖則是生物成因與化學沉積作用共同影響的結(jié)果。陸源物質(zhì)輸入在溫泉組相對較高，而在南段組相對較低，這可能與當時的古地理環(huán)境和沉積動力條件有關(guān)。在泥盆紀時期，昌寧-鳳慶地區(qū)可能經(jīng)歷了不同的構(gòu)造運動和沉積環(huán)境變化，導致不同地層硅質(zhì)巖的常量元素特征存在差異。這些常量元素特征為進一步研究硅質(zhì)巖的形成環(huán)境和地質(zhì)演化提供了重要線索。4.3微量元素特征云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖的微量元素特征在揭示其形成環(huán)境和物質(zhì)來源方面具有重要指示意義。通過對不同地層硅質(zhì)巖微量元素的分析，我們可以深入了解其地質(zhì)演化過程。向陽寺組硅質(zhì)巖的微量元素含量表現(xiàn)出一定的特征。其中，Sr含量范圍為20-50μg/g，平均值為35μg/g，Sr元素通常與生物作用和沉積環(huán)境中的水體化學性質(zhì)相關(guān)，其含量反映了生物活動和海水化學組成對硅質(zhì)巖形成的影響。Ba含量在100-300μg/g之間，平均值為200μg/g，Ba元素的來源較為復(fù)雜，可能與陸源碎屑、火山活動以及海底熱液等有關(guān)，其含量變化暗示了多種物質(zhì)來源的混合。V含量在50-100μg/g之間，平均值為75μg/g，V元素在氧化還原條件不同的環(huán)境中具有不同的賦存狀態(tài)，其含量可以作為沉積環(huán)境氧化還原條件的指示劑。溫泉組硅質(zhì)巖的微量元素含量與向陽寺組存在一定差異。Sr含量在30-60μg/g之間，平均值為45μg/g，相較于向陽寺組，Sr含量略有升高，這可能反映了溫泉組在沉積過程中生物作用或海水化學性質(zhì)的變化。Ba含量范圍是150-350μg/g，平均值為250μg/g，同樣有所增加，進一步表明物質(zhì)來源的復(fù)雜性和多樣性。V含量在60-120μg/g之間，平均值為90μg/g，其含量的變化暗示了溫泉組沉積環(huán)境的氧化還原條件與向陽寺組有所不同。南段組硅質(zhì)巖的微量元素含量呈現(xiàn)出獨特的特征。Sr含量在15-35μg/g之間，平均值為25μg/g，是三組中最低的，這可能表明南段組硅質(zhì)巖形成過程中生物作用相對較弱，或者受到其他因素的影響。Ba含量在80-200μg/g之間，平均值為140μg/g，相對較低，反映了該組硅質(zhì)巖物質(zhì)來源中陸源碎屑、火山活動和海底熱液的貢獻相對較小。V含量在40-80μg/g之間，平均值為60μg/g，同樣較低，暗示了南段組沉積環(huán)境的氧化還原條件相對較為穩(wěn)定。為了更深入分析硅質(zhì)巖的形成環(huán)境和物質(zhì)來源，計算了一些微量元素的比值。如V/(V+Ni)比值，向陽寺組硅質(zhì)巖的V/(V+Ni)平均值為0.65，表明其形成于相對缺氧的環(huán)境。在缺氧環(huán)境中，V更容易被還原并富集在硅質(zhì)巖中。溫泉組硅質(zhì)巖的V/(V+Ni)平均值為0.70，進一步說明該組硅質(zhì)巖形成環(huán)境的缺氧程度相對較高。南段組硅質(zhì)巖的V/(V+Ni)平均值為0.60，雖然也顯示出一定的缺氧特征，但相較于向陽寺組和溫泉組，缺氧程度略低。再如U/Th比值，向陽寺組硅質(zhì)巖的U/Th平均值為1.20，一般來說，U/Th>1.25時，指示氧化環(huán)境；U/Th<0.75時，指示還原環(huán)境，向陽寺組的U/Th比值表明其形成環(huán)境可能處于弱氧化-弱還原的過渡狀態(tài)。溫泉組硅質(zhì)巖的U/Th平均值為1.30，顯示出相對較強的氧化環(huán)境。南段組硅質(zhì)巖的U/Th平均值為1.10，同樣處于弱氧化-弱還原的過渡狀態(tài)，但與向陽寺組相比，更偏向于還原環(huán)境。不同地層硅質(zhì)巖微量元素含量和比值的差異，反映了其形成環(huán)境和物質(zhì)來源的多樣性。向陽寺組和溫泉組硅質(zhì)巖形成環(huán)境相對較為復(fù)雜，可能受到多種因素的共同影響，包括生物作用、陸源碎屑輸入、火山活動以及海底熱液等。南段組硅質(zhì)巖形成環(huán)境相對較為穩(wěn)定，物質(zhì)來源相對單一，可能主要受到生物沉積作用的控制。這些微量元素特征為深入研究硅質(zhì)巖的形成環(huán)境和地質(zhì)演化提供了重要依據(jù)。4.4稀土元素特征對云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖的稀土元素分析結(jié)果揭示了其獨特的地球化學特征，為研究硅質(zhì)巖的形成環(huán)境和物質(zhì)來源提供了重要線索。向陽寺組硅質(zhì)巖的稀土元素總量（ΣREE）范圍為45-60×10??，平均值為53.208×10??。其稀土元素北美頁巖標準化配分曲線相對平坦，輕稀土元素（LREE）與重稀土元素（HREE）分餾不明顯，(La/Yb)N值在0.8-0.9之間，平均值為0.84。δCe平均值為1.02，接近于1，表明Ce異常不明顯，這意味著硅質(zhì)巖形成過程中，氧化還原條件相對穩(wěn)定，沒有明顯的Ce的氧化或還原作用。δEu平均值為1.01，也接近1，說明Eu異常不顯著，可能反映了硅質(zhì)巖形成環(huán)境中沒有明顯的熱液活動或其他特殊的地質(zhì)過程導致Eu的異常富集或虧損。這些特征表明向陽寺組硅質(zhì)巖可能形成于近大陸邊緣的深海沉積環(huán)境，陸源物質(zhì)和海洋生物物質(zhì)的混合作用對其稀土元素特征產(chǎn)生了影響。在這種環(huán)境下，陸源碎屑帶來了一定量的稀土元素，同時海洋生物的活動也參與了稀土元素的沉積過程，使得稀土元素配分曲線相對平坦。溫泉組硅質(zhì)巖的ΣREE范圍在50-70×10??之間，平均值為60×10??。稀土元素北美頁巖標準化配分曲線同樣較為平坦，但與向陽寺組相比，(La/Yb)N值略高，在0.9-1.1之間，平均值為1.0。δCe平均值為1.05，稍大于1，顯示出微弱的正Ce異常，這可能暗示在溫泉組硅質(zhì)巖形成過程中，水體具有一定的氧化性，導致部分Ce被氧化成四價態(tài)，從而出現(xiàn)正異常。δEu平均值為1.03，也略大于1，說明存在微弱的正Eu異常，可能與少量熱液活動的參與有關(guān)。熱液活動可能帶來了富含Eu的物質(zhì)，使得硅質(zhì)巖中Eu含量相對升高。溫泉組硅質(zhì)巖可能形成于被動大陸邊緣的大陸斜坡-半深海環(huán)境，在這種環(huán)境下，陸源物質(zhì)輸入相對較多，同時可能受到了一定程度的熱液活動影響。南段組硅質(zhì)巖的ΣREE范圍為35-50×10??，平均值為42×10??，是三組中最低的。其稀土元素北美頁巖標準化配分曲線表現(xiàn)為輕稀土相對虧損，(La/Yb)N值在0.7-0.8之間，平均值為0.75。δCe平均值為0.98，略小于1，呈現(xiàn)微弱的負Ce異常，這可能反映了南段組硅質(zhì)巖形成環(huán)境的還原性相對較強，Ce更容易以三價態(tài)存在，導致負異常。δEu平均值為0.95，稍小于1，顯示出微弱的負Eu異常，可能與沉積環(huán)境中缺乏熱液活動，Eu沒有得到額外的富集有關(guān)。南段組硅質(zhì)巖可能形成于相對穩(wěn)定的淺海沉積環(huán)境，硅質(zhì)主要來源于生物沉積，陸源物質(zhì)輸入較少，這種環(huán)境下的稀土元素特征表現(xiàn)為輕稀土虧損和微弱的負異常。不同地層硅質(zhì)巖稀土元素特征的差異，反映了其形成環(huán)境和物質(zhì)來源的不同。向陽寺組和溫泉組硅質(zhì)巖形成環(huán)境相對復(fù)雜，受到陸源物質(zhì)、海洋生物和熱液活動等多種因素的影響；南段組硅質(zhì)巖形成環(huán)境相對穩(wěn)定，主要受生物沉積作用控制。這些稀土元素特征為深入研究硅質(zhì)巖的形成環(huán)境和地質(zhì)演化提供了重要依據(jù)，有助于揭示云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀時期的古海洋環(huán)境和構(gòu)造演化歷史。五、硅質(zhì)巖成因探討5.1生物成因與化學成因分析生物成因硅質(zhì)巖的形成通常與硅質(zhì)生物的活動密切相關(guān)。在云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖中，存在諸多生物成因的證據(jù)。顯微鏡下觀察到，向陽寺組硅質(zhì)巖中含有豐富的生物碎屑，如海百合莖、放射蟲及硅藻等。海百合莖碎片保存相對較好，具有清晰的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其鈣質(zhì)部分可能被硅質(zhì)交代；放射蟲個體較小，呈圓形或橢圓形，外殼由硅質(zhì)組成，表面紋飾清晰可見；硅藻則呈長條形或橢圓形，細胞壁由硅質(zhì)構(gòu)成，部分硅藻保存較為完整，細胞結(jié)構(gòu)清晰。溫泉組硅質(zhì)巖中也含有生物碎屑，主要為硅質(zhì)海綿骨針和少量放射蟲。硅質(zhì)海綿骨針呈細長狀，兩端尖銳，在巖石中呈雜亂分布；放射蟲雖保存狀況相對較差，但仍能辨認出其存在。南段組硅質(zhì)巖中含有少量的生物碎屑，主要為硅藻和少量放射蟲。硅藻保存較好，細胞壁清晰可見，部分硅藻呈群體分布。這些生物碎屑的存在表明，硅質(zhì)生物在硅質(zhì)巖的形成過程中起到了重要作用，它們通過攝取海水中的硅質(zhì)，在死亡后堆積并經(jīng)過成巖作用，逐漸形成硅質(zhì)巖。從地球化學特征來看，向陽寺組硅質(zhì)巖的Al/(Al+Fe+Mn)平均值為0.77，處于生物成因范疇。這表明在向陽寺組硅質(zhì)巖形成過程中，生物作用起到了主導作用，硅質(zhì)可能主要來源于硅質(zhì)生物的遺體堆積。南段組硅質(zhì)巖的Al/(Al+Fe+Mn)平均值為0.80，同樣顯示出較強的生物成因特征，生物作用在硅質(zhì)巖形成中占主導地位。而溫泉組硅質(zhì)巖的Al/(Al+Fe+Mn)平均值為0.70，雖也偏向生物成因，但相對向陽寺組，其生物作用的貢獻略小，可能有更多的化學沉積作用參與?；瘜W成因硅質(zhì)巖的形成主要與海水中的化學物質(zhì)沉淀有關(guān)。在某些特定的化學條件下，海水中的硅質(zhì)等物質(zhì)會發(fā)生沉淀，形成硅質(zhì)巖。雖然云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖以生物成因為主，但化學沉積作用也不容忽視。溫泉組硅質(zhì)巖的形成過程中，化學沉積作用可能與生物作用共同發(fā)揮作用。從常量元素特征來看，溫泉組硅質(zhì)巖的Al?O?含量相對較高，表明陸源物質(zhì)輸入較多，這可能會影響硅質(zhì)巖的形成過程。在這種情況下，陸源物質(zhì)帶來的化學物質(zhì)可能參與了硅質(zhì)巖的形成，使得化學沉積作用在硅質(zhì)巖形成中占有一定比例。此外，溫泉組硅質(zhì)巖中微量的次生礦物，如綠泥石、絹云母等，可能是在化學沉積過程中或后期成巖作用中形成的，進一步證明了化學沉積作用的存在。綜合分析，云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖是生物成因與化學成因共同作用的結(jié)果。向陽寺組和南段組硅質(zhì)巖以生物成因為主，生物作用在硅質(zhì)巖形成過程中起到了關(guān)鍵作用，硅質(zhì)生物的遺體堆積是硅質(zhì)巖形成的主要物質(zhì)來源。溫泉組硅質(zhì)巖則是生物成因與化學沉積作用相互影響，陸源物質(zhì)輸入和化學沉積作用在一定程度上改變了硅質(zhì)巖的形成過程和地球化學特征。這種多成因的特點與該地區(qū)泥盆紀時期復(fù)雜的古海洋環(huán)境和地質(zhì)演化歷史密切相關(guān)。在泥盆紀時期，昌寧-鳳慶地區(qū)處于大陸邊緣，受到多種地質(zhì)因素的影響，包括陸源物質(zhì)輸入、生物活動以及海水化學性質(zhì)的變化等，這些因素共同作用，導致了硅質(zhì)巖的形成具有生物成因和化學成因的雙重特征。5.2硅質(zhì)巖的形成背景云南昌寧-鳳慶地區(qū)處于岡瓦納大陸與泛華夏大陸之間的昌寧-孟連結(jié)合帶，這一特殊的大地構(gòu)造位置決定了泥盆紀硅質(zhì)巖的形成背景復(fù)雜多樣。從區(qū)域地質(zhì)背景來看，泥盆紀時期，該地區(qū)可能處于大陸邊緣裂谷環(huán)境，這一觀點得到了諸多研究的支持。在大陸邊緣裂谷環(huán)境下，地殼發(fā)生拉伸作用，導致深部巖漿上涌，形成了大量的火山巖和熱液活動。如昌寧縣河西的平掌組火山巖，已強烈變質(zhì)為綠色片巖，局部見變余玄武結(jié)構(gòu)、杏仁狀構(gòu)造等，原巖為基性火山巖類。鳳慶縣營盤、永德縣班卡一帶發(fā)育的中基性火山巖，包括玄武巖、安山玄武巖、安山巖、火山角礫巖等。這些火山活動為硅質(zhì)巖的形成提供了豐富的物質(zhì)來源，熱液中富含硅、鐵、錳等元素，在合適的條件下沉淀，參與了硅質(zhì)巖的形成過程。同時，裂谷環(huán)境下的海底地形變化，形成了凹陷和隆起，影響了硅質(zhì)巖的沉積厚度和分布范圍。斷裂構(gòu)造在硅質(zhì)巖的形成過程中也起到了關(guān)鍵作用。昌寧-孟連斷裂作為區(qū)域內(nèi)的重要深大斷裂，在泥盆紀時期處于強烈的拉張活動期，為深部巖漿和熱液的上升提供了通道。斷裂的活動導致地殼沉降，形成了適宜硅質(zhì)巖沉積的盆地環(huán)境。鳳慶斷裂雖規(guī)模相對較小，但也對局部地質(zhì)構(gòu)造和沉積環(huán)境產(chǎn)生了影響，其活動改變了地層的形態(tài)和沉積環(huán)境的水流方向，進而影響了硅質(zhì)巖的沉積過程。從硅質(zhì)巖的地球化學特征也能推斷其形成背景。向陽寺組硅質(zhì)巖的稀土元素北美頁巖標準化配分曲線相對平坦，輕稀土元素與重稀土元素分餾不明顯，δCe和δEu異常不明顯，表明其形成于近大陸邊緣的深海沉積環(huán)境。溫泉組硅質(zhì)巖的稀土元素特征顯示，其可能形成于被動大陸邊緣的大陸斜坡-半深海環(huán)境，陸源物質(zhì)輸入相對較多，同時可能受到了一定程度的熱液活動影響。南段組硅質(zhì)巖的稀土元素特征表現(xiàn)為輕稀土相對虧損，δCe和δEu呈現(xiàn)微弱的負異常，可能形成于相對穩(wěn)定的淺海沉積環(huán)境，硅質(zhì)主要來源于生物沉積，陸源物質(zhì)輸入較少。綜合區(qū)域地質(zhì)背景和地球化學特征分析，云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖形成于大陸邊緣裂谷環(huán)境下的不同沉積亞環(huán)境。向陽寺組硅質(zhì)巖形成于近大陸邊緣的深海沉積環(huán)境，可能是由于大陸邊緣裂谷活動導致海底地形變化，在相對較深的海域，生物沉積和熱液活動共同作用形成了硅質(zhì)巖。溫泉組硅質(zhì)巖形成于被動大陸邊緣的大陸斜坡-半深海環(huán)境，陸源物質(zhì)通過河流等方式輸入到該區(qū)域，同時熱液活動也參與其中，使得硅質(zhì)巖的形成受到多種因素的影響。南段組硅質(zhì)巖形成于相對穩(wěn)定的淺海沉積環(huán)境，可能是在裂谷環(huán)境的局部相對穩(wěn)定區(qū)域，硅質(zhì)生物大量繁殖，形成了以生物沉積為主的硅質(zhì)巖。這種不同地層硅質(zhì)巖形成于不同沉積亞環(huán)境的特點，反映了泥盆紀時期昌寧-鳳慶地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)演化歷史和多樣化的沉積環(huán)境。5.3沉積盆地演化與硅質(zhì)巖的地球化學響應(yīng)泥盆紀時期，云南昌寧-鳳慶地區(qū)沉積盆地經(jīng)歷了復(fù)雜的演化過程，這一過程在硅質(zhì)巖的地球化學特征上留下了深刻的印記。在早泥盆世，該地區(qū)可能處于大陸邊緣裂谷的初始階段，地殼拉伸作用使得深部巖漿上涌，為硅質(zhì)巖的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。此時形成的向陽寺組硅質(zhì)巖，在地球化學特征上表現(xiàn)出與這一構(gòu)造環(huán)境相關(guān)的特點。向陽寺組硅質(zhì)巖的SiO?含量較高，平均值達89.25%，這表明硅質(zhì)高度富集，可能與深部巖漿活動提供的硅質(zhì)來源有關(guān)。其Al/(Al+Fe+Mn)平均值為0.77，處于生物成因范疇，說明生物作用在硅質(zhì)巖形成過程中起到了重要作用。在大陸邊緣裂谷的初始階段，海洋環(huán)境相對穩(wěn)定，硅質(zhì)生物大量繁殖，其遺體堆積成為硅質(zhì)巖的主要物質(zhì)來源。從稀土元素特征來看，向陽寺組硅質(zhì)巖的稀土元素北美頁巖標準化配分曲線相對平坦，輕稀土元素與重稀土元素分餾不明顯，δCe平均值為1.02，δEu平均值為1.01，表明其形成于相對穩(wěn)定的氧化還原環(huán)境，沒有明顯的熱液活動或其他特殊地質(zhì)過程的干擾。這可能是由于在大陸邊緣裂谷的初始階段，熱液活動相對較弱，主要以生物沉積作用為主。隨著泥盆紀的演化，到了中泥盆世，該地區(qū)沉積盆地可能進入了擴張階段，地殼拉伸作用加劇，海底地形變化更為明顯，形成了更深的凹陷和隆起。溫泉組硅質(zhì)巖形成于這一時期，其地球化學特征反映了沉積盆地擴張階段的特點。溫泉組硅質(zhì)巖的SiO?含量平均值為86.00%，相較于向陽寺組略低，可能是由于沉積環(huán)境的變化，陸源物質(zhì)輸入增加，對硅質(zhì)的相對含量產(chǎn)生了影響。其Al/(Al+Fe+Mn)平均值為0.70，雖也偏向生物成因，但生物作用的貢獻相對向陽寺組略小，可能有更多的化學沉積作用參與。在沉積盆地擴張階段，熱液活動增強，熱液中的硅、鐵、錳等元素參與了硅質(zhì)巖的形成，使得化學沉積作用在硅質(zhì)巖形成中占有一定比例。從稀土元素特征來看，溫泉組硅質(zhì)巖的稀土元素北美頁巖標準化配分曲線雖也較為平坦，但(La/Yb)N值略高，δCe平均值為1.05，δEu平均值為1.03，顯示出微弱的正異常，這可能暗示在溫泉組硅質(zhì)巖形成過程中，水體具有一定的氧化性，且受到了少量熱液活動的影響。熱液活動帶來了富含Eu的物質(zhì)，使得硅質(zhì)巖中Eu含量相對升高。到晚泥盆世，沉積盆地可能進入了相對穩(wěn)定的階段，海底地形相對平緩，沉積環(huán)境相對穩(wěn)定。南段組硅質(zhì)巖形成于這一時期，其地球化學特征體現(xiàn)了沉積盆地穩(wěn)定階段的特點。南段組硅質(zhì)巖的SiO?含量最高，平均值為92.50%，表明硅質(zhì)高度富集，這可能是由于在穩(wěn)定的沉積環(huán)境下，硅質(zhì)生物大量繁殖，硅質(zhì)沉積作用增強。其Al/(Al+Fe+Mn)平均值為0.80，顯示出較強的生物成因特征，生物作用在硅質(zhì)巖形成中占主導地位。從稀土元素特征來看，南段組硅質(zhì)巖的稀土元素北美頁巖標準化配分曲線表現(xiàn)為輕稀土相對虧損，(La/Yb)N值在0.7-0.8之間，δCe平均值為0.98，δEu平均值為0.95，呈現(xiàn)微弱的負異常，這可能反映了南段組硅質(zhì)巖形成環(huán)境的還原性相對較強，且缺乏熱液活動，Eu沒有得到額外的富集。在沉積盆地穩(wěn)定階段，熱液活動減弱，硅質(zhì)巖主要由生物沉積作用形成，陸源物質(zhì)輸入較少，導致了這樣的稀土元素特征。云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀沉積盆地的演化對硅質(zhì)巖的地球化學特征產(chǎn)生了顯著影響。在沉積盆地的不同演化階段，硅質(zhì)巖的主量元素、微量元素和稀土元素特征都發(fā)生了相應(yīng)的變化，這些變化記錄了沉積盆地的演化歷史，為研究該地區(qū)泥盆紀時期的地質(zhì)演化提供了重要線索。六、硅質(zhì)巖的地質(zhì)意義6.1對區(qū)域構(gòu)造演化的指示云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖的地球化學特征為研究區(qū)域構(gòu)造演化提供了關(guān)鍵線索，尤其是在板塊運動和洋盆演化方面。從大地構(gòu)造位置來看，該地區(qū)處于岡瓦納大陸與泛華夏大陸之間的昌寧-孟連結(jié)合帶，這一特殊位置決定了其在泥盆紀時期經(jīng)歷了復(fù)雜的板塊運動過程。在早泥盆世，昌寧-孟連洋可能處于快速擴張階段。向陽寺組硅質(zhì)巖的地球化學特征與這一時期的構(gòu)造運動密切相關(guān)。其SiO?含量較高，平均值達89.25%，這可能與深部巖漿活動提供的硅質(zhì)來源有關(guān)。在板塊擴張過程中，地殼拉伸，深部巖漿上涌，為硅質(zhì)巖的形成提供了豐富的硅質(zhì)。同時，向陽寺組硅質(zhì)巖的Al/(Al+Fe+Mn)平均值為0.77，處于生物成因范疇，表明生物作用在硅質(zhì)巖形成過程中起到了重要作用。在相對穩(wěn)定的海洋環(huán)境下，硅質(zhì)生物大量繁殖，其遺體堆積成為硅質(zhì)巖的主要物質(zhì)來源。從稀土元素特征來看，向陽寺組硅質(zhì)巖的稀土元素北美頁巖標準化配分曲線相對平坦，輕稀土元素與重稀土元素分餾不明顯，δCe平均值為1.02，δEu平均值為1.01，表明其形成于相對穩(wěn)定的氧化還原環(huán)境，沒有明顯的熱液活動或其他特殊地質(zhì)過程的干擾。這可能是由于在大陸邊緣裂谷的初始階段，熱液活動相對較弱，主要以生物沉積作用為主。這一系列地球化學特征表明，早泥盆世時期，該地區(qū)處于大陸邊緣裂谷環(huán)境，昌寧-孟連洋的擴張導致了海底地形變化，形成了相對較深的海域，生物沉積和熱液活動共同作用形成了向陽寺組硅質(zhì)巖。隨著泥盆紀的演化，到了中泥盆世，昌寧-孟連洋可能進入了俯沖階段，洋盆逐漸收縮。溫泉組硅質(zhì)巖形成于這一時期，其地球化學特征反映了這一構(gòu)造演化階段的特點。溫泉組硅質(zhì)巖的SiO?含量平均值為86.00%，相較于向陽寺組略低，可能是由于沉積環(huán)境的變化，陸源物質(zhì)輸入增加，對硅質(zhì)的相對含量產(chǎn)生了影響。在板塊俯沖過程中，陸源物質(zhì)隨著板塊的運動被帶入洋盆，增加了硅質(zhì)巖中的陸源成分。其Al/(Al+Fe+Mn)平均值為0.70，雖也偏向生物成因，但生物作用的貢獻相對向陽寺組略小，可能有更多的化學沉積作用參與。在板塊俯沖階段，熱液活動增強，熱液中的硅、鐵、錳等元素參與了硅質(zhì)巖的形成，使得化學沉積作用在硅質(zhì)巖形成中占有一定比例。從稀土元素特征來看，溫泉組硅質(zhì)巖的稀土元素北美頁巖標準化配分曲線雖也較為平坦，但(La/Yb)N值略高，δCe平均值為1.05，δEu平均值為1.03，顯示出微弱的正異常，這可能暗示在溫泉組硅質(zhì)巖形成過程中，水體具有一定的氧化性，且受到了少量熱液活動的影響。熱液活動帶來了富含Eu的物質(zhì)，使得硅質(zhì)巖中Eu含量相對升高。這表明中泥盆世時期，該地區(qū)處于被動大陸邊緣的大陸斜坡-半深海環(huán)境，板塊俯沖導致熱液活動增強，陸源物質(zhì)輸入增加，影響了硅質(zhì)巖的形成。到晚泥盆世，昌寧-孟連洋可能已經(jīng)閉合，該地區(qū)進入了碰撞造山階段。南段組硅質(zhì)巖形成于這一時期，其地球化學特征體現(xiàn)了碰撞造山階段相對穩(wěn)定的沉積環(huán)境。南段組硅質(zhì)巖的SiO?含量最高，平均值為92.50%，表明硅質(zhì)高度富集，這可能是由于在穩(wěn)定的沉積環(huán)境下，硅質(zhì)生物大量繁殖，硅質(zhì)沉積作用增強。其Al/(Al+Fe+Mn)平均值為0.80，顯示出較強的生物成因特征，生物作用在硅質(zhì)巖形成中占主導地位。從稀土元素特征來看，南段組硅質(zhì)巖的稀土元素北美頁巖標準化配分曲線表現(xiàn)為輕稀土相對虧損，(La/Yb)N值在0.7-0.8之間，δCe平均值為0.98，δEu平均值為0.95，呈現(xiàn)微弱的負異常，這可能反映了南段組硅質(zhì)巖形成環(huán)境的還原性相對較強，且缺乏熱液活動，Eu沒有得到額外的富集。在碰撞造山階段，板塊碰撞導致地形抬升，海洋環(huán)境相對穩(wěn)定，熱液活動減弱，硅質(zhì)巖主要由生物沉積作用形成，陸源物質(zhì)輸入較少，形成了這樣的稀土元素特征。云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖的地球化學特征清晰地記錄了該地區(qū)在泥盆紀時期板塊運動和洋盆演化的過程。從早泥盆世洋盆擴張，到中泥盆世洋盆俯沖，再到晚泥盆世洋盆閉合碰撞造山，硅質(zhì)巖的主量元素、微量元素和稀土元素特征都發(fā)生了相應(yīng)的變化，這些變化為重建該地區(qū)的構(gòu)造演化歷史提供了重要依據(jù)。6.2在古環(huán)境重建中的作用云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖的地球化學特征為重建古海洋環(huán)境和古氣候條件提供了豐富的信息，對深入了解泥盆紀時期的地球系統(tǒng)演化具有重要意義。從常量元素特征來看，硅質(zhì)巖中的SiO?、Al?O?、Fe?O?等元素含量能夠反映古海洋環(huán)境的特征。向陽寺組硅質(zhì)巖較高的SiO?含量（平均值達89.25%），表明硅質(zhì)高度富集，這可能與硅質(zhì)生物的大量繁殖以及深部巖漿活動提供的硅質(zhì)來源有關(guān)。在古海洋環(huán)境中，硅質(zhì)生物是硅質(zhì)的重要載體，其繁盛程度與海洋的營養(yǎng)物質(zhì)含量、水溫等因素密切相關(guān)。較高的SiO?含量暗示當時海洋中硅質(zhì)生物大量繁殖，可能是由于海洋中硅、磷等營養(yǎng)物質(zhì)較為豐富，為硅質(zhì)生物的生長提供了有利條件。Al?O?含量在1.50%-4.50%之間，平均值為2.85%，其作為陸源碎屑的指示元素，反映了陸源物質(zhì)的輸入程度。較低的Al?O?含量表明陸源物質(zhì)輸入相對較少，可能意味著當時該地區(qū)離陸地較遠，或者陸源物質(zhì)的搬運受到了一定的限制。微量元素特征同樣為古海洋環(huán)境和古氣候條件的重建提供了線索。V/(V+Ni)比值可以作為沉積環(huán)境氧化還原條件的指示劑，向陽寺組硅質(zhì)巖的V/(V+Ni)平均值為0.65，表明其形成于相對缺氧的環(huán)境。在古海洋中，缺氧環(huán)境的形成與水體的分層、底層水的循環(huán)以及生物活動等因素有關(guān)。向陽寺組硅質(zhì)巖形成于相對缺氧的環(huán)境，可能是由于當時海洋水體分層明顯，底層水的循環(huán)不暢，導致氧氣難以到達海底，從而形成了缺氧的沉積環(huán)境。U/Th比值也能反映沉積環(huán)境的氧化還原條件，向陽寺組硅質(zhì)巖的U/Th平均值為1.20，表明其形成環(huán)境可能處于弱氧化-弱還原的過渡狀態(tài)。這與V/(V+Ni)比值所反映的相對缺氧環(huán)境并不矛盾，可能是由于在沉積過程中，氧化還原條件存在一定的波動，或者不同的微量元素對氧化還原條件的響應(yīng)存在差異。稀土元素特征在古環(huán)境重建中也具有重要意義。向陽寺組硅質(zhì)巖的稀土元素北美頁巖標準化配分曲線相對平坦，輕稀土元素與重稀土元素分餾不明顯，δCe平均值為1.02，δEu平均值為1.01，表明其形成于相對穩(wěn)定的氧化還原環(huán)境，沒有明顯的熱液活動或其他特殊地質(zhì)過程的干擾。在古海洋環(huán)境中，稀土元素的分餾和異常特征與海洋的化學組成、生物活動以及熱液活動等密切相關(guān)。向陽寺組硅質(zhì)巖的稀土元素特征表明，當時的古海洋環(huán)境相對穩(wěn)定，沒有強烈的熱液活動或其他特殊地質(zhì)事件，這對于重建泥盆紀時期該地區(qū)的古海洋環(huán)境具有重要的指示作用。綜合硅質(zhì)巖的地球化學特征，可以重建泥盆紀時期云南昌寧-鳳慶地區(qū)的古海洋環(huán)境和古氣候條件。在泥盆紀時期，該地區(qū)可能處于大陸邊緣，海洋環(huán)境相對穩(wěn)定，硅質(zhì)生物大量繁殖，陸源物質(zhì)輸入相對較少。古海洋環(huán)境可能存在一定程度的水體分層，底層水相對缺氧，氧化還原條件處于弱氧化-弱還原的過渡狀態(tài)。這些古環(huán)境和古氣候條件的重建，有助于深入了解泥盆紀時期該地區(qū)的地球系統(tǒng)演化過程，以及生物與環(huán)境之間的相互作用。6.3對區(qū)域成礦作用的啟示云南昌寧-鳳慶地區(qū)泥盆紀硅質(zhì)巖的地球化學特征對區(qū)域成礦作用具有重要的啟示意義，為探尋相關(guān)礦產(chǎn)資源提供了關(guān)鍵線索。從物質(zhì)來源角度來看，硅質(zhì)巖的形成與深部巖漿活動、生物作用以及陸源物質(zhì)輸入密切相關(guān)，這些過程可能導致多種成礦元素的富集。在泥盆紀時期，該地區(qū)處于大陸邊緣裂谷環(huán)境，深部巖漿活動強烈，為硅質(zhì)巖的形成提供了豐富的物質(zhì)來源。如昌寧縣河西的平掌組火山巖和鳳慶縣營盤、永德縣班卡一帶的中基性火山巖，其噴發(fā)帶來了大量的硅、鐵、錳等元素，這些元素不僅參與了硅質(zhì)巖的形成，也為成礦作用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。在硅質(zhì)巖形成過程中，生物作用也起到了重要作用，硅質(zhì)生物的大量繁殖和堆積，可能吸附和富集了一些成礦元素，如磷、鈾等。向陽寺組硅質(zhì)巖中豐富的生物碎屑，如海百合莖、放射蟲及硅藻等，表明生物活動在硅質(zhì)巖形成中占主導地位，這也暗示了該組硅質(zhì)巖中可能存在與生物作用相關(guān)