塔里木盆地塔北东部下奥陶统基质白云岩的稀土元素特征及其成因

白云岩成因机制的核心问题之一是白云石化流体的来源。本文选择塔北东部地区下奥陶统蓬莱坝组白云岩、云质灰岩作为研究对象,在沉积学和岩石学基础上对基质白云岩的稀土元素地球化学特征进行了分析研究。结果表明,白云岩、云质灰岩中Sc、Th、Hf、Zr等元素的含量远远低于这些元素在陆源沉积物中的含量,并且Th、Zr的含量与Y/Ho比值间不具有明显的正相关关系,La的正异常、较高的Y/Ho比值等特征均表明塔北东部下奥陶统蓬莱坝组碳酸盐岩形成的环境为未受陆源物质混染的浅海相沉积。而白云岩负Ce异常、正La异常、轻微富集的Gd正异常以及La正异常与Y异常的正相关性等典型稀土元素特征均反映了白云石化流体具有典型的海水来源特征;而基质白云岩与白云质灰岩之间的∑REE+Y,∑LREE和∑HREE含量差异表明,在白云石化过程中稀土元素发生了一定程度的流失,且HREE较之于LREE更易于发生流失,因此白云石化过程中成岩流体对HREE的移出量大于LREE的移出量是塔北东部下奥陶统白云岩具有相对富集的LREE及相对较低的Y/Ho比值的主要原因。结合岩石学、沉积学、微量元素以及稳定同位素特征的综合分析认为,塔北东部地区下奥陶统蓬莱坝组基质白云岩是海水白云石化作用的结果。个别白云岩样品的Eu正异常以及同层位构造裂隙方解石的δ18O、87Sr/86Sr以及流体包裹体均表明下奥陶统蓬莱坝组受到后期热液流体的影响,但其对研究样品基质白云岩的影响程度比较弱。