華北地臺東部奧陶系蠕蟲狀灰巖的結構特征及成因探討
摘要：蠕蟲狀灰巖是一種巖石表面具有"蠕蟲體"的含云或白云質灰巖,其"蠕蟲體"的成因一直存在多種解釋。以華北奧陶系蠕蟲狀灰巖為例,通過觀測野外露頭剖面、分析典型樣品的巖石礦物和地球化學組成,刻畫蠕蟲狀灰巖的空間展布和蠕蟲體的個體形態,對比蠕蟲體和基質的主元素、微量元素、稀土元素、同位素(δ13C、δ18O、87Sr/86Sr、δ26Mg)等特征。結果表明:(1)蠕蟲狀灰巖與白云巖地層密切相關,往往下伏于同層系白云巖地層;(2)外形上,"蠕蟲體"有滲透型、充填型和浸染型三種類型。滲透型蠕蟲狀灰巖白云石沿裂縫、粒間縫等發育,連通性好,充填型受生物潛穴和疏松的生物碎片影響,浸染型主要與上覆地層載荷作用有關;(3)蠕蟲體和基質均有較低的Sr、Fe、Mn等微量元素含量。相對基質,蠕蟲體具有較高的白云石、石英、Sr同位素組成和更為分散的稀土元素特征。蠕蟲體的Al2O3、Fe2O3等含量與Sr同位素呈正相關關系,與Sr含量呈負相關關系;(4)蠕蟲體的δ26Mg與原生或準同生成因白云石較為一致,如混合水成因白云石、湖相白云石,而與生物成因白云石δ26Mg差異較大。宏觀和微觀證據指示,蠕蟲狀灰巖白云石質蠕蟲體以滲透-回流為主:富鎂流體滲透流經多孔灰泥質灰巖層,并在前期存在的生物鉆孔、微裂縫、未固結的塑性空間內濃縮沉淀形成白云石組分,后期抬升出地表后經差異風化作用形成蠕蟲體。
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