The origin and geochemical characteristics of Upper Sinain-Lower Cambrian black shales in western Hunan

Full text

第 １８卷 第 １期
１９９９ 年 ３月 岩石矿物
ＡＣＴＡ ＰＥＴＲＯＬＯ Ｇ ＩＣＡ 学 杂 志
ＥＴ Ｍ ＩＮＥＲＡＬＯＧＩＣＡ
Ｖｏ【 １８．Ｎｏ １
Ｍｏｘ．．１９９９
。６／ ７湘西黑色岩系地 。ｔｌ锇。
球 化 学特 征和成 因意 义
陈其 英
（北 京大 学地 质 学 系 ，北 京 １００ｓ７１） （中 国科 学 院地 质 研 究所 ，北 京 １０００２９）
主题词 里皇兰玉 哒茎 ，蔓堕 ． ，
提 要 本文采￣ Ｃ，Ｃ．ＭＳ、１ＣＩ￣－ＭＳ、形态硫分析、硫伺位素、物相分析等方法综合研究了湘
西晚震旦世一早寒武世黑色岩系的地球化学特征和形成条件。湘西黑色岩系以富有机质为特
征 ，其来 楫 为蔫 、苗 类 生 物 ，形 成 于 缺氧 环 境。 缺 氧 标志 包 括 有 机 碳 、黄 铁 矿 吉 量 、硫 同 位 素 、稀 土
元素 的 分 布 、Ⅲ 、ＤＯｐ和生 物 标 志 物 等 参 散。 在 黑 色 页 岩 中 富 集 ｖ、Ｎｉ、Ｍｏ等 微 量 元 素 ，井 在 局
部地区形成具有工业价值的矿床。研究认为，生物 、有机质对一些元素的吸收、络合作用是黑色
岩系中富集多种元素的主要原因。稀土元素的分布和硫同位素的组成表明湘西黑色岩系形成于
缺氧 的 陆 架边 缘 浅 海环 境 ，海 底 热液 活 动 为其 提 供 了丰 富 的 物质 来 源 。
国 内一 些学 者使 用黑 色 页岩来 指 颜色 较深 、古有 机质较 高的 细 粒沉 积 岩 －２１，Ｓｔｏｗ 曾
将 黑色页岩 与富 有机质 和 沥 青质 页岩 相 混使 用 Ｊ，范 德 廉首 次 使 用 了黑 色 岩 系的 概 念“Ｊ。
黑色岩系是沉积地壳中广泛存在的一种岩石组合类型，是海相富有机质细粒沉积岩的总称，
包括 颜 色为 黑色 的各 种 页岩 、硅 质泥岩 、粉砂岩 以及少 量碳 酸盐 、沉 积碑 块岩 重 晶石 岩 ，是一
种在缺氧或无氧的水底形成的具有一定沉积学、古生态学和地球化学特征的黑色细粒泥岩
的沉 积组 合 。然 而 ，有 些 沉 积 在 缺 氧或 氧受 限 制 环 境 的 细 粒 沉 积 岩是 不 富 有 机 质 的 ，一 些 学
者 建 议 有 机 质 的 富集 程 度 不 宜 用 来 定 义 黑 色 页 岩 Ｊ。关 于 黑 色 岩 系 的 成 因 一 直 是 有 争
议的问题。近年来耐黑色岩系型矿床的研究极大地促进 了对其成 因的研究 ，但 由于黑色岩
系的成因 涉及 诸 多方 面的因素 ，许 多问题 仍 未得 到 完善 解 决 ，如对 缺氧 事 件 的起 因 、有机 质
的保存转化条件以及形成于不 同背景条件下 的黑色岩系的特征等问题 ，尚缺乏足够的认识。
黑色岩系的沉积结构较为简单 ，而地球 化学特征典型 ，是黑色岩系成因研究的主要途径。我
国南 方 广泛 分布 有晚 震旦世 、早寒 武世 的 黑色 岩 系，其 中不 仅 赋存 有 大 一超 大 规模 的磷 、重
晶石 、石 煤矿 床 ，而且 还赋存 有罕见 的 Ｎｉ—Ｍｏ—ＰＧＥ层和 Ａｕ、Ａｇ、ＲＥＥ、Ｓｅ、１＂１、Ｃｄ的 富集 ，
成 矿 序 列 比较 清 楚 ，对 其 地 球 化 学 性 质 已 进 行 了很 多 的 研 究 ［ｔ－２，７－“Ｊ。 目 前 ，对 湘 西 黑 色
岩系的成 因 主要存在 以 下不 同的 认 识 ：① 热 卤水 、火 山 物质 和 地 外物 质模 式 ＿１ 副；② 海
底热泉或其他陆源等未定型模式＿１ ；③ 海相热水成因的多阶段模式０。本文将通过对湘西
黑色岩系的地球化学特征的综合研究 ，来撵讨其成 因。
奉 文为 国 家 自然 科学 基 盘 重点 赍助 ］熏目（４９１３２０５０）。
第 一作 者筒舟 吴朝 东 ，男 ，１９６５年生 ，博 士后 ，沉积 岩 石和 地 球化 学专 业 。
收穑 日 期 １９９８—０５— ２５，改 回 日期 １９鸲一 １０— ２３
０ 李 牲 荣 ，湘 聍 地 区下 寒 武统黑 色 岩 系盘 韫 铂族 元 素 地球 化 学 ．中 国科 学 院地 球 化 学研 究 所博 士后 论 文 ．１９９４
维普资讯 http://www.cqvip.com

第 １期 吴朝 东 等 ：湘 西黑 色 岩 系地 球 化 学 特征 和 戚 因 意义 ２７
１ 样 品 的一 般 特征
湘西晚震旦世、早寒武世黑色岩系主要由黑色页岩、硅质页岩、硅质岩、粉砂岩、磷块岩、
重 晶石 岩 等 组成 。 黑 色 岩系 的颜 色 随 着成 分 的 变 化 ，特 别 是 碳 质 、钙 质 和 硅 质 成 分 的变 化 而
呈深灰色、浅灰色 。具 纹理或致密块状 ，断 口均匀或参差状。硅质含量较低时 ，硬度变小 ，均
匀性变差。主要矿物成分为石英 、伊利石 和黄铁矿以及有机 质 ，另外还有极少 量重晶石 、磷
灰 石 和 方解 石 （表 １）。 有 机 质 含 量 变 化 较 大 ，一 般 为 ０．８６％ ～ ｌ１．９８％之 间 。 根 据 有 机 碳 、
粘 士矿 物 和石 英 等 主要 矿 物 的 含 量 将黑 色 岩 系 划 分为 硅 质 页 岩 （Ｃ ＜３％ ，石 英 一 般 为
３５％ ～７５％）、硅 质岩 （石 英 ＞７５％）和 富 碳硅 质 页 岩 （Ｃｏ ＝３％ ～ ５％ ，石英 一 般 为 ３５％ ～
７５％ ）、石 煤 （Ｃｏ ＞５％ ，石 英一般 为 ３５％ ～７５％）、磷 块 岩和重 晶石 岩 。样 品 采 自湖 南新 晃
和怀化两条剖面。
裹 １ 湘 西 一旦 一寡 武 系纛 色 岩 累有 机 碳 古量 ｃ％ ）和 ｘ 射 线衍 射 翁 果 （％ ）
Ｔａｂｌｅ １ Ｏｒｇａｎｉｃ ｅｏｎｌｅｎｔ ａｎｄ Ｘ－ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｒｅ“ 】ｔｓ ｏｆ Ｓｔｎｌａｎ－Ｃａｍ ｂｒｌａｎ ｂｌａｃｋ ｓｈａｌｅｓ ｉｎ
ｗ幅由 ⅡＨｕｎａｎ（Ｉｎ ｐｅｒｃｅｎｔａ￣）
样 品 岩性 Ｃ叫 牯 土矿 物 石英 钾 长 石 钠 长 石 方 解石 氯 碡 灰石 黄羲 矿 重 晶 石
硅质 页 岩 １．５５ ２２ ８ ３５ ８ ３７．０ ４．４
硅 质 页 岩 ２ ６ ４４ ４ ５２ ２ １ ２ ２．２
硅 质 页 岩 ２．１１ ３９ ６ ５８ ５ １ ９
石煤 １１ ９８ ３４ ８ ６３ ５ １ ７
磷 结 棱 ０ ３２ ２６ １ １３ ９ ６０ ０
石 煤 １１ ５４ Ｉ３ ２ ３５ ０ ４５．２ ６．６
重晶 石 １ ８９ ２．０ ９８ ０
磷 块 岩 ０ ８６ ３．０ ｌ０ ７ ６ ７ ７９ ６
硅 质 页 岩 ４ ４１ ２１ ７ ３８ ４ ３９．９
硅质 岩 ０ ４３ ３．３ ８８ ２ １ ６ ６ ９
硅 质 页 岩 ｌ ０２ ４９ ０ ４８ ８ ２ ２
硅 质 页 岩 ６ ４１ ２６ ０ ６５ ９ ８．１
硅 质 页 岩 ８ ５２ ３７ １ ６０ ６ ２ ３
＊表 中热 据 由石 油 天 然气 总公 司 石油 勘 撵开 发科 学 研 究院 宴 验 中心 牟乃 董、林 西生 试
２ 微量元素地球化学特征
黑色岩系 中含 伴 生元 素 较多 （表 ２），具有 一定 利 用 价值 的 元 素包 括钒 、镉 、铀 、钇 、镓 、
锌 、钼 、镍 、钜 、铂 、金 、锗 、钪 、硒 、钻 、铜 、磷 、钛 和 铊等 共 ２０余 种＿ｌ 。这 些伴 生 元素 除 钒 、镉
呈较大面积分布外 ，其它均为局部富集 ，呈点状分 布。对于多数微 量元素来说 ，它们主要 以
硫化物、黄铁矿吸附和有机质络合物的形式存在，富集程度与黑色岩系形成的缺氧条件有直
接 关 系 。
富镍 、钼 等元 素 是湘 西黑色 岩 系的重 要特征 ，主要 富 集 区分 布 在湖 南 古 丈一 带 ，发 育 于
石煤层底 部 ，层位 较 稳定 ，但 厚 度 小 ，变化 大 。镍含 量 在石 煤 中一 般 大于 ９２×１０－＾，钼 含 量
＿三 西 ｍ 砌 扎 捣
维普资讯 http://www.cqvip.com

岩 石 矿 物 学 杂 志 第 １８卷
一 Ｉ］血 ｌ＿ ）（舅 。葛露 蠕 ，留澍 ＿矗辞轼辐 晕蜒 疆 螬 蛙粹碡衄岳 Ｊ于Ｉ蜷较 岳惮
高 宝 ； 星 ％ 譬 是 盆 嚣 苫 害 鲁 罱 兽 品 拳 昌 高
… … …
２鬲高焉苎翥兽品 导宝＝诂 耄 曼譬ｇ 毫 季三耋 童 高筠螭窑囊氡 ｎ耄篓 ２ ｎ ＝
窜 喽 尊嚣 宝 ｓ蓦 器 专 导 篇 ｇ 雾 号罩 管 荨 ≈ 譬 逞
口＝ ２ ＝ －二 。 ２ ： ＝
苒 兽 雩 嗣 罩 暑 害 碍 苫窖 是 暑 罨 导 暑 导 萎 ；号
三 ０ 盘 ≈ 嚣 蠹 一 寸 高 翕 导 宝 宝 ＝ ＝ 意
８ 善８ 昌 每 ８ 苫 号 罩卜 击 ≤ 豢 §； ｌ § 《 毒 ｌ 亲星 ；蠹
０ 爱 譬通 冀 窖 器葛 ２薯 Ｓ 昌 器 ３ 盘 ２
看 量墨 萼 萼 鼍霹 墨萎 墨 专簧 鼍 杀器鲁 蛊
墨 ３ 号 罨 ； ＝ 兽 ８ 导 ； 黯 ３ 暮 荨 ＝ 暑 蔫
簧 高 器 导 曼 ＝ 一 葛 器 鲁 嚣 器 葛 一
鼍 簪蔫 墨 号 宝 雩罱 巷 名 遥 皇 善 导 景 昌 毫 譬
蚤萤 墨 型 量曼蠹 兰Ｅ 孽 璺 墨墨 莹 墨 量 蠹 詈 ＝
高 著 昌 ≈ 葛 ＝ 矗 品 葛 星 鼍 宝 翟 ＝ 昌
；毫鱼誊量矗蓉量ｊ 量兰 量 ＝＝ 导 虽 三 导
蛊 兽０ 景 ８器 荨 鼍 品８ 寓 葛 黾 寮 号萼 薯・ 壶 宣奢 Ｅ善蠹 曼翌 ｉ 景高 譬 蒿兰毒 害器三 蕾墨茧
兽雾器罩 蔑 ２与 ８号薯曼号 磊 号暑 ＝葛窨＝
囊辱辱三 量暑釜墨垡套兰 星耋 圣三 蠹兰 暮 意 § 葛
蔷菩；冀 蠹 苫葛星荨霉鲁 ｉ；； 嚣 ； ０ 三 孽 ＝叠茸兰导嚣蜡§善害 叠螽 暑
黜毫 葛 每三 墨 窨 墨毒 雩 冀 骂萼 星 宝 器兽 譬 罨
器霸 墨喜至量 Ｅ巍暑曼西薹 囊等兰量墨墨 兰曼毒鲁
篙星器篇暮譬葛 荠禽善 巷 ｇ器昌 焉 ｉ ｊ ！ 三 －二一一 ２高 ｎ＝ 譬 ２
霹 鐾 号 罩号品 三萼 霉 誉 号＝ 蛊篓譬 ０ 窖２ 誉 ＝器
暑 墨暮墨彗善写蓉三交兰蚕兰喜 彝 妄 蠢
毒 ０罨 零 星黾 号昌曼 零 ８ 磊 避 暑 冀 墨
＞ 荽 薹 参兰 ：§ 墨善诗嚣 毫
划 翟 螯 嘲 如 押留永永 罢 赠 喜耋婺薷饕彗彗 警 墨喜 ｌ 永 占 舌≥ ０ 士 ｉ 扯
错 偕 撼 精妪 鬈 雠 嚣 鲁
１耳剧 嚣蹭 榴 档 ｝｝＜ 二＜富 科 榉 轱
磊 翻
０ｌ一富 目目ＩＩ ∞ ｒ ｕｌ墨 ｔ ’Ｉ篁 Ｉｑ Ｊｏ＿毫 目８ 墨目譬Ｅ ｐ 譬ｋ 日
１．＿０【）●钿ｊ｜ ●撂 嗡 脚畦陶黑 僻
维普资讯 http://www.cqvip.com

第 １期 吴朝 东 等 ：湘西 黑 色岩 系 地 球化 学 特 征 和 成 因意 义 ２９
多大于 ４４×１０一 ，但低 于 ＳＤＯ一１标准值 ｌＩ 。 钒吉 量达 工业 品位 的地 区主 要分布 在湖南 古
岳 、沅 靖 、叙 绥 和 贵 州 的 松 桃 等 地 ，钒矿 层 与 石 煤 层 数 、厚 度 基 本 一 致 ．或 层 位 稍 高 。 在 怀 化
和 贡 溪 剖 面 中 吉 钒 层 位 与 磷 块 岩 和 石 煤 一 致 ｖ２ｏ５吉 量 一 般 为 ０．６５％ ～０．８６３％ ，在 磷 结
核 中最高 达 ６５７４×１０～，在磷 块岩 中 为 ３０６５×１０ ，石 煤 中 为 １７９８～２１１８（×１０ ）．在碳
质页岩 中吉量 一 般较 低 ，为 ２００～５００（ｘ １０ ）。 Ｍｏ是现 代海洋 环 境 中含 量较 高 的 元素之
一
，可 达 １０×１０ ｌｊ ，在 黑 色 页 岩 中 也 常 为 富 集 ，在 湘 西 石 煤 中 可 达 １８７×１０ ，井 与 有 机
质吉量呈 明显 正相 关关 系 。Ｍ０５ 常 可吸 附于 腐殖 物质 中 ，一 部分 在成 岩期 也 可转 化 为硫 化
物 或 结 合 在 黄 铁 矿 中 存 在 。
钒和镍的地球化学行为较为 相近，但 它们之 间的细微差 别却可 以反映 古环境 的变化。
一般认为钒 可 以通过 被囊 动 物 富集ｌ１ Ｊ，但是 被 囊 动物 是 以 固 着方 式 生 存 的 ，极难在 缺 氧 的
黑色岩系形成的环境中生存 ，然 而钒、镍却可以在于酪根 中以卟啉化台物的形式存在 。在海
相沉积环境及酸性的还原条件下，卟啉络合物中Ｖ 的相对稳定性较高，而镍的活性不受氧
化还 原条件 的 限制 ，但 在 缺氧条 件 下 ，常 可形 成镍 的 硫化 物 ，因此 在 缺 氧条 件下 常 造成 千 酪
根 中 Ｖ／（Ｎｉ＋Ｖ）值大 于 ０．５。湘 西上 震 旦统 ～下寒 武 统 的 Ｖ／（Ｎｉ＋Ｖ）值 变 化 明显 （表 ２）。
然而 ，在埋 藏 成岩 作用 过 程 中 被还 原 成 的 ｖ０ 易 被 粘 土 矿 物吸 附 ，因 此 ，全 岩分 析 样 品 的
ｖ／（Ｎｉ＋ｖ）值会 有所 变 化。 对 Ｎｉ、Ｍｏ和 ＰＧＥ的来 源存在 不 同认识 ，范德廉 根据 Ｙ一 Ｃ
双异常认 为 它来 自地 外 物 质 ，Ｃｏｖｅｎｅｙ Ｅ川 认 为 与 深大 断 裂 有 关 ，是海 底热 泉 同 生 沉 积 的结
果，从区域资料看 ．第二种可能性 较大。
镉 在 湘 西 桃 源 、沅 陵 一 带 比 较 富 集 ．含 量 在 ２００～４００（×１０－６）之 间 。 镉 是 沉 积 成 岩 改
造富集元素 ，可呈方硫镉矿存在于富碳硅质 岩中。有机碳 、粘 土矿物和 硅的吉量与钒 、镉的
富 集 程 度 呈 正 相 关 关 系 。 在 区 域 上 ．一 般 钒 矿 富 集 区 镉 矿 不 一 定 富 集 。但 镉 矿 密 集 区 ，通 常
是 钒 矿 富 集 的 地 区 。
锶与钡具有一定的相关关系，大部分锶集中分布在碳酸盐中．在重晶石中的吉量也明显
较高。湘 西地 区 Ｓｒ／／３ａ值较小 ，一 般 仅为 ０．０ｌ左 右 ，它 可能 与两 方 面因素有 关 ，一是 有 壳 生
物在该 时期 尚 不发 育 ，锶 的生 物作 用 较 弱 ，二是 可 能此 时 的洋 壳拉 张作 用 致 使洋底 热 液 活
动．提供了丰富的钡的来源。
从 黑 色 岩 系 Ｕ／Ｔｈ关 系 图 （图 １）可 以 看 出 ，重 晶 石 岩 、磷 块 岩 和 石 煤 中 的 Ｕ／Ｔｈ值 大 部
分大于 ｌ，甚 至接 近 １００，表 明受热 液活动 的 影 响较强 或 由热 液提 供 物 潦。而 其 他样 品 多接
近 ｌ，接近正常 远洋沉 积 的特 赶 ，另 一特 点 是这 些 样 品 多是 牛蹄 塘 组 靠近 底 部 的 样 品，说 明
该期 热液活 动 明显 。分 布 在 Ｉ区范围 内的样 品也 多是 上 寒武统 的 样 品。 ｕ 和 Ｔｈ的相 互 关
系还可 以用来 指 明缺 氧条 件 ，由 Ｕ—Ｔｈ／３值代 表 白生 铀的 相对吉 量 ，可 以 建立 如 下关系
式 ：
Ｕ
若 ８Ｕ＞１，表 明缺氧环 境 ，８ｕ ＜１．则说 明 为正 常 的海 水 环 境。 在湘 西 地 区 ，８ｕ 值 多分 布 在
１．Ｏ８～ １．９范 围 内 。
锰也是 黑色 页岩 常为富 集的元 素 之一 ．一 般为 ２０２～８５２（×１０－６）。锰 的硫 化 物 的可溶
性较强 ，然而在 强 的还原 条 件下 ，锰 可 以作 为黄 铁矿 的微 量 元素的 形 式存 在【２０ Ｊ。 在一 些 情
维普资讯 http://www.cqvip.com

岩 石 矿 物 学 杂 志 第 １８卷
宝
一
Ｌｏｇ Ｔｉｔ（１０ ）
图 １ 湘西 地 区 黑 色岩 系中 各 类 岩石 Ｕ门１ｈ关系 图
Ｆｉｇ １ Ｕ／Ｔｈ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｒｏｃｋｓ ｉｎ ｂｌａｃｋ ｓｈａｌｅｓ ｏｆ ｗｅｓｔｅｒｎ Ｈｕｒｍｎ
卜一黑 色页 岩 ；２一 碑 块岩 ；３一 石 煤 ；４一 重晶 石 ｛５一 硅 质岩 ｛
Ｉ一 正常远洋 ；Ⅱ一太平 洋隆起 沉积物 ；珊一古热 水喷８ｔｔＸ￣ （据参 考文献［１９］）
况下，可溶 的锰在缺 氧的硫酸盐还原条件下可形成碳酸锰。 因此 ，沉积界面经常变动的氧化
还原条件常可造成碳酸锰与黑色页岩相共 生，甚至 以互层形式存 在。在雒 山陀 组底部 的黑
色岩系 中常有 含 锰碳 酸盐层 的分布 。
３ 稀 土 元 素 的地 球 化 学 特 征
黑色 岩 系不 同 类型岩 石 的稀 土 元素 的含 量 变 化很 大 ，重 晶 石最 低 ，仅为 ５２．０１×１０一，
硅质岩次 之 ，为 ６２．３６～７３．１６（×１０ ） 石煤含量 较 高 ，为 １９５～２６１（×１０ ），磷 块 岩为 最
高 ，达 ８６６～１８４９（×１０ ）。 总体 特 点是 以轻 稀 土元 素含 量 最 高 ，中稀土 元素 次 之 ，重 稀土
元素最低，以轻稀土元素 、中稀土元素、重稀土元素三部分的分配相差不大为特征 ，在三角图
中分 布 比较 集 中（图 ２）。磷块 岩 比较 接近 海 水 中稀土 元 素分配 特 点 ，而石煤则 更 接 近 于大
洋沉积物 的平 均值 。
碑块 岩的稀 土元 素总量 明显高 于 ＳＤＯ一１平均 值 ，配分 型 式 呈 中稀 土元 素略显 富 集 的
较开 阔的帽状 形 态（图 ３），曲线较 为平缓 ，具铈 负异 常。 这种稀 土 元 素配 分 型式 ，与黔 中磷
灰石中稀土元素的配分型式相类似Ｌ２ ，表明稀土元素 的分布主要 由磷灰石 的结晶化学 所控
制 ，帽 状稀 土元 素配 分型式 与生 物直 接或 间接参 与有关 。
石煤稀 土元 素 配 分 曲线 为轻稀 土 元 素低度 富 集 型 （图 ３），（ｈ ｂ） 在 １１．２６～ ３１．４５
之间。轻稀土元素的相对富集是由于藻类生物对 ＬＲＥＥ吸附作用的结果，这与显徽镜下结
果 相 一 致 。 铈 在 曲 线 上 略 呈 “谷 ”型 ，即属 负 异 常 Ｇ】４样 品 略 具 铕 正 异 常 （８Ｅｕ＝１．０３）。
黑 色页岩 的配 分 曲线 较石 煤 的分布 型式 更加平 缓 （图 ３），曲 线斜率 很低 ，（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ在 ８
维普资讯 http://www.cqvip.com

第 １期 吴 朝 东等 ：湘 西 黑色 岩 系 地球 化 学特 征 和 戚 因意 义
● １ ０ ２ ● ３ 口 ４ ６ ５
围 ２ 湘 西 黑 色 岩 系稀 土 元 素相 对 含 量 三组 分 圉
Ｆｉｇ．２ Ｔｈｒｅｅ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｄｉａｇｒａｍ ｆｏｒ ＲＥＥ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｂｌａｃｋ
ｓｈｓｌｅｓ ｉｎ ｗｅｓｔｅｒｎ Ｈｕｎａｎ
１－－ 篇 色 页岩 ｝２－－ 碑 块 岩 ；３－－ 石 煤 ；４一 重 晶 石 ；５一 硅 质 岩 ｝
ｎ一悔 水 ；ｂ－－太洋 沉 积物 ；ｃ一沉 积 物平 均
～１４ 之 间 。 轻 稀 土 元 素
和 中 稀 土 元 素 比 值 （Ｌａ／
Ｓｍ）Ｎ在 ４．０４～ ７ ７６ 之
间 分 馏 异 常 小 ，中 稀 土 元
素 和 重稀 土 元 素 分 馏 也 不
明显 ，（Ｇｄ２Ｓｍ）Ｎ在 １．７４
～２．６８ 之 问 。 反 映 了 正
常海相沉积物的特点。
重 晶 石 和 硅 质 岩 以 稀
土元素总量较低为特征，
一般 在 １６．９２～５４ ６７之
间 ，具 铈 负异 常 和 铕 正 异
常 （８Ｃｅ 和 ８Ｅｕ 分 ４为
０．１８～０．６７ 和 １． １２ ～
３．３２）（图 ３）。 可 能 反 映
了受 热 源 影 响和 比碳 质 页
岩形 成 于 游 离 氧 稍 高 的 环
境 。 硅 质 岩 曲 线 斜 率 （Ｌａ／
Ｙｂ） 小 于 １０，曲 线 形 态
近 于 平 坦 型 ，并 且 由 于
ＲＥＥ 丰 度 低 ，而 与 浮 游 生
物 ＲＥＥ模 式 很 接 近 ，说 明
了黑色页岩中的有机质与含硅类 的生物有关 。
铈亏损是正常海相沉积物的特征。湘西黑色岩系中石煤铈异常非常不明显，表明其形
成于厌 氧环 境 。而硅质 岩和磷 块 岩 的铈 异常 分 ４为 ０．２０～０．４３和 ０．３３～０ ４６，反映 在正
常海 相 环境 中 与藻类 的生 长 和繁 殖 有关 ，也 可 能与磷 块 岩 形成 期 的上 升 洋 流 有关 。Ｍｕｒｒｙ
等 ＿２ 在研 究 美 国西 海 岸 加 里 福 尼 亚 侏 罗 一 白垩 系 硅 质 岩 、黑 色 页 岩 后 认 为 ，洋 中 脊 、大 洋 盆
地 、大 陆边 缘环 境 中 Ｃｅ／Ｃｅ 值分 别 为 ０．３０、０ ５５、０．７９～１．５４，铈 负异 常 逐渐 不 明显 ，从 大
洋盆地 至滨 海沉 积物 中稀土 元素 的变化 规律 为 ＲＥＥ总量 降低、ＨＲＥＥ相对于 ＬＲＥＥ富集 及
铈 亏损 逐 渐不 明显 。湘 西黑 色 岩 系的 Ｃｅ／Ｃｅ 值 变化 范 围为 ０．４４～０．９７，平 均 值为 ０ ６２，因
此表明湘西黑色岩系是在靠近大陆边缘的浅海环境下形成的。
４ 有机 地 球 化 学 特 征
上震旦统 、下 寒武统黑色岩系中的有机物来源主要为 富类脂物的浮游植物和菌类 ，不可
溶组分以矿物沥青为主 ，属腐泥型有机质 。在电镜扫描下，还可见到 絮状腐 泥组分以及藻类
体 ，但 成 熟度 较高 ，芳构化 强烈 。黑 色岩系 中氯仿 沥青 “Ａ”一般小 于 ０ １％ ，饱 和 烃 １５．２９％
－－ ３６ １２％、芳烃 １．０４％ ～７．１３％ 、非烃 ４６．５７％～６５．１２％、沥青 质 １４．４０％～２７．８７％ ，饱
和 烃 ＞ 芳 烃 （表 ３）。
维普资讯 http://www.cqvip.com

岩 石 矿 物 学 杂 志 第 １８卷
和
喀
｛ｌＩｌ｛
＝
１０ｏ
１０
０．１
０．０１
Ｌａ ｃｅ Ｐｒ Ｎｄ Ｓｍ Ｅｕ Ｇｄ Ｔｂ Ｄｙ Ｈｏ Ｔｍ Ｙｂ Ｌｕ
十 肆 块 岩 ＋ 石煤 －＋． 黑色页岩 十 ｔ ＾ 石 ＋ 硅 履 岩 ，￣ ｏ－１
匝 ３ 湘西 黑色 岩幕稀 土元素配 分曲线 （北美 页岩散据 Ｉ自参考 文献 ［２２］）
Ｆｉｇ．３ Ｃｈｏｎｄｒｉｔｅ－ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ＲＥＥ ｐａｔｔｅｒ￣ 。 ｂｌａｃｋ ｓｈａｌｅｓ ｉｎ ｗ ｔ盯Ｉ１ Ｈｔｍ ａｎ
寰 ３ 湘西 ■色岩 慕蕾 仿蕊 青。＾－．殛 旗组 成
Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ｇｒｏｕｐ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｓ ａｎｄ ｃｏｌｎｔｅｎｔｓ ｅＭ ｏｔｏｔｏｒｍ ｂ‘ｔⅢ Ｔｌｅｎ ”Ａ。
ｏｆｔｈｅ ｂｌ●ｃ－【ｓｈａｌｅ ｓｅｒｉｅｓｉｎｗｅｓｔＨａｎａｎ
・表 中数据由石袖 天然气总公 司石袖 曲探开筮科学 研究院安 验中心李拇 砖、王升彤 试。
湘西黑色岩系正构烷烃一般在 ｎＣ１７形 成主峰．反映低等植物藻类 的特点，ＯＥＰ值 为 １．２
～２．４８，为 过 成熟 的特 点 ，但也 反 映 了物 源 的变 化 ，贡 溪石煤 层 的 ＯＥＰ值较 高 （表 ４），ｃ矗／
ｃ刍值也高达 ５．０１，表明 了藻类富集的特点 ，与镜下见到丰富 的藻类体相一致。Ｇ２２样品是与
维普资讯 http://www.cqvip.com

第 ｌ期 吴朝 东 等 ：湘西 黑 色 岩 系 地球 化 学 特征 和 成 园意 义 ３３
受到海水 变浅 、水底 牵 引流的 发育以 及陆 架盆 地 的物 源补 充有 关 。Ｐｒ／Ｐｈ小 于 １和近 于 １，
表现 了黑色 岩系 形成 时的还原 环境 特点 。一般 而言 ，热 成熟 度也 会改变 Ｐｒ／Ｐｈ值 ，即 Ｐｒ／Ｐｈ
值随成熟 度增 加 而升 高，而Ｐｈ／ｎＣｌ８降低 。
三 环 萜 烷 的 分 布 较 为 普 遍 ，以 Ｃ 。一ｃ２５、１３１３（Ｈ）、１４ａ（Ｈ）构 型 的 三 环 萜 烷 占优 势 ，ｃ２５以
上 的 含 量 很 低 。 所 测 样 品 除 Ｇ】 外 ，ｃ２】、ｃ２３和 Ｃ２４三 环 萜 烷 组 成 倒 “Ｖ”字 形 分 布 ，即 相 对 丰
度 ｃ２ ＜ ｃ２ ＞ｃ２４。 丰 富 的三 环 萜 烷 类 化 合 物 可 能 是 由 于 原 始 母 质 中 丰 富 的 藻 类 物 质 贡 献
所致［２４，２５］，尤 以 Ｇ】 的石 煤 为典 型。 三环 萜烷与 环 境有很 强 的依赖关 系 ，较 强的还 原 环境 有
利于藻类母质的发育和三环萜烷的保存。三环萜烷 ／１７ａ（Ｈ）一藿烷 比值主要用来 比较细菌
或藻类脂 体 （三 环萜 烷 ）和来源 于不 同原核 生 物 的生物 标 志物 （藿 烷 ）。 湘西 地 区 三环萜 烷 ／
１７Ｑ（Ｈ）一藿烷 比值 范 围为 ０．１７－－０．４７，以石 煤 的含 量 较 高 ，反 映藻 类母 源 的特 点 。尽管 该
地 区震 旦 一寒 武 系 的藻 类很 发育 ，有 的 样 品呈 藻席 状 ，细 菌也 发 育 ，但 Ｃ２Ｂ三 环 萜烷 ／Ｃ３０藿
烷 比值仅 ０．０２～０．０５，表明 与三 环萜烷 有联 系的 藻类 ，可能与该 时期 的主要 藻 类不 同。
衰 ４ ■ 色岩 暴 正 构烷 烃 综 合 参数 衰
Ｔａｂｌｅ ４ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｎ．ｈｅｐｔａｎｅ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ０ｆ ｂｌａｃｋ ｓｈａｌｅｓ
重排 甾烷 由重 排 甾 烯 在 酸性 、氧 化 的沉 积 环境 演 化 而来 ，重 排 甾烷 ９１４ａ、１７ａ甾烷
２０Ｒ 比值高 表 明沉积 岩中富含 粘土 ＿２ 。湘 西 黑色 岩 系中该 比值偏 低 ，为 ０．１～Ｏ．３５，多 数为
０．２左右 ，重 排 甾烷 ／甾烷 比值 也较 低 ，一般 在 ０．１１－－０．１８之 间 ，共 同指 明 了缺氧 环境 。
ｃ２７甾烷 被认 为 主要 来 自浮游 生 物 ，而 ｃ２ 甾烷 则主 要 来 自植 物生 源 ＿２ 。 由 于 泥盆
纪 以 前 缺 乏 陆 生 植 物 ，所 以 无 法 解 释 泥 盆 纪 以 前 岩 石 和 原 油 中 的 Ｇ。甾 烷 。 Ｇｒａｎｔｈａｍ ＿３ 曾
将阿曼南部前寒武系甾烷的来源归因于藻类。湘西黑色岩系 Ｃ２９含量相对较高，一般在
４４％左 右 ，ｃ２７，５ａ，１４ａ，１７ａ甾 烷 ２０Ｒ／ｃ２９，５ａ，１４ｑ，１７ａ甾 烷 ２０Ｒ 比 值 也 偏 高 ，一 般 为 １．７５
－－ ２．２８，因 此 ，湘 西 黑 色 岩 系 ｃ２９甾烷 的 来 源 可 能 与 震 旦 、寒 武 纪 的 藻 类 有 关 。
湘西地 区规则 甾烷 ／１７ａ（Ｈ）一藿 烷 比值为 ０．３７～１．３８，以 、Ｄｌｏ均 太于 １和 Ｇ】２接 近 １
为特 征。规 则 甾烷以７ａ（Ｈ）一藿烷 比值反 映真核 生物 （主 要是 藻 类 和高 等植 物 ）与原 核 生物
（细 菌 ）对源 岩 的贡献 。一 般情 况下 ，高含量 的 甾烷 以 及 高的 甾值 比值 （≥１）似 乎是 主要 来
源于浮游 或底 栖 类生物 的海 相有 机 质 特征 Ｊ。相 反 ，低含量 甾烷 和低 的 甾值 比值 主 要指
示陆源和（或）微生物改造过的有机质Ｅ３２］。
１７ａ（Ｈ）一重 排 藿 烷 与 氧 化 、亚 氧化 富 含 粘 土 的 沉 积 环 境 有 关 ，在 偏 碱 性 、还 原 条 件 下 一
维普资讯 http://www.cqvip.com

岩 石 矿 物 学 杂 志 第 １８卷
般不利 于重 排藿 烷 的形成。湘 西黑 色岩 系 中 １７ａ（Ｈ）一重 排 藿烷 ／１８ａ（Ｈ）一３０一降 新藿 烷
比值 的 变化 范 围为 ０．３９～０．４８之间 ，以贡 溪 的石 煤值 最 高 ，反 映 了石 煤 的 富含 陆 源粘 土 并
较黑色岩系形成水体相对较浅的环境。
Ｍｏｌｄｏｗａｎ［２ 认 为 Ｔｓ／（Ｔｍ＋Ｔｓ）比 值 的变 化可 能受沉 积 相 的控制 ，当其 沉 积环 境 的 Ｅｈ
值 较低时 ．Ｔｓ／（Ｔｍ＋Ｔｓ）值 增 加 ，而 当 Ｅｈ较 高时 ．Ｔｓ／（Ｔｍ ＋Ｔｓ）值 则 降 低。湘 西 地 区石 煤
的 Ｔｓ／（Ｔｍ ＋Ｔｓ）值 较低 ，为 ０．４７，而 深 海泥 岩 相 对 较 高 ，为 ０ ５１．说 明 石 煤形 成 环 境 的 Ｅｈ
值 要高于深 海泥 岩 的形成 条件。 太河边 重 晶石 岩 Ｔｓ／（Ｔｍ＋Ｔｓ）值 较高 ，可 能反 应 了 Ｅｈ较
低 的 环 境 背 景 。
在样 品 中检 测出 的芳 烃主 要有荣 、菲 、芘 、茄 、联 苯、芴 、氧芴 、硫 芴 、惹烯 、荧 蒽 等系列 的
烷基 取代 基同系 物组成 ，另外 还有 一定 含量 的 苯并 荧 蒽 、苯并 芘 、苯 并 噻吩 、苯 并蒽 ，总体 具
有高 菲 含 量 （５３．１３％ ～６７．４５％，除 Ｈ 样 品 中 菲 占 ２９．１５％ 之 外 ）、高 荧 蒽 （４．５４％ ～
１９．８３％）、高 芘 、高琉 芴和低 萘 的特点 （表 ５）。
裹 ５ 湘 西黑 色岩系芳烃 沉积 环境 的地 球 化学 参 数
Ｔａｂｌｅ ５ Ｇｅｏｃｈｅｍ ｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒ ａｒｅ￣ｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｂｌａｃｋ ｓｈａｌｅｓ ｉｎ ｗｅｓｔｅｒｎ Ｈ ｎｎａｎ
系 列 化 音 暂 ／ＳＵＭ 三 持格 对 音量 （％）
样 品 ＊ ＊ 茴 ＝ 氧葛 藏持 葛
０ ００１３ ０．３１ １．６１ ０ ８２ ０ １１ ０ ０５ ０．１２ ０ ０６ ０．１７ ９９．３１ ０ ５２
Ｄｌ０ ０ ００１２ ０ ４５ ２．１７ １．２８ ０ ２１ ０ ０７ ０．１４ ０ ０３ ０．４８ ９８．４９ １ ０３
０ ００ｏ６ ０ １２ ０ ８７ ０．１２ ０ ｏ６ ０．０２ ３．２４ ０ ０１ １ １１ ６３．８１ ３５ ０８
‰ ０ ００５１ ０ １９ ２ ０４ ０．１０ ０ ２５ ０．０１ ０ １７ ０ Ｏ１ ０ ２６ ９９．１４ ０ ６１
ＧＩ２ ０ ００ ０ ２０ １ ８８ ０ ７８ ０ ０９ ０ ０３ ０ ０５ ０ ０３ ０ ７７ ９７ ３８ １ ８６
ＧＩ． ０ ００１５ ０ ４４） ０ ６２ ０ ８１ ０．０５ ０ ０１ ０ ３８ ０ ０３ ０ ２１ ９８ ８７ ０ ９２
２ ０．０ｏ２４ Ｏ ３ｌ ｌ ２０ Ｏ ９６ ０ １３ Ｏ ０４ Ｏ Ｏ８ ０ ０４ Ｏ １６ ９４ ９９ ４ ８５
Ｇ－５ ０．００２７ ０．５９ ２ ９６ ２ ６３ ０ ２９ ０ １１ ０ ０７ ０．１８ ５ ９３ ７５ ５７ １８ ５
＊ＳＵＭ ＝（菲 ＋甲 基 荸异 柯体之 和）／５．作 为各 芳 烃化 台 暂 音量 的参 比值
湘西 黑色岩 系惹烯 含量较 高 ，惹烯 ／ｓｕＭ 值 为 ０．１２～０ ５８，反 映 了较 强 的藻 类 和 细菌
作用 ，该 特 征 与 下 扬 子 区 黑 色 页 岩 的 芳 烃 分 布 相 一 致 。 姜 乃 煌 （个 人 通 讯 ）通 过 对 下 扬 子 页
岩干酷根热解物的色质测定证明。惹烯确实是该地层的产物。并非由其它地层的惹烯运移进
去 ，因此惹 烯 可能来 源于 晚 震旦 世 、早 寒 武世 的藻 类 和 细菌 。 湘西 黑 色 岩系 中藻 类 非 常发
育．在火山喷发热或岩浆活动热的作用下，常可形成多环芳烃．致使芘 、荧蒽、菡 、苯并芘、苯
并荧 蒽等芳 烃含 量增 高。
三芴系列（芴、氧芴、硫芴）相对比可作为黑色岩系形成环境的良好指标（表 ５）。湘西地
区硫芴含 量 比值 普 遍较高 ，为 ０．０４～３．２４，表明 沉积 环 境 具有 还 原性 ，ｓ２一离 子 取代 芴 结 构
的 ９位碳 原 子 ，形成 丰富的 含硫芳 烃 。因此二苯 并 噻 吩及 甲基 二 苯并 噻吩 的 含量与 沉 积 时
期水介质的矿化度 ，特别 是 ｓＯ｛一的浓度 有关。ｓＯｊ一的浓度高 ，为磷酸盐 还原菌 提供生存
条件 ，同 时也 有更 多 的噻 吩类 化合 物 产生 。
维普资讯 http://www.cqvip.com

第 ｌ期 吴朝 东 等 ：湘西 黑 色 岩 系 地球 化 学 特 征 和成 因 意 义 ３５
５ 硫 和硫 同位 素
硫 的 不 同 形 态 组 成 和 同 位 索 分 析 对 研 究 黑 色 岩 系 的 生 成 环 境 与 成 因具 有 重 要 意 义 。 黑
色岩系中的黄铁矿或呈莓球状或呈细粒状，并顺层理分布，体现了至少是早期成岩阶段产物
的特征。仅有少量粒粗而密集、略有晶形或胶团状，并挤压纹层的现象，在测试过程中已被
剔 除。黑色 岩系 各形态 硫 含量 的结 果列 于表 ６，其 中有 机 硫 是用 有 机碳 含 量 校正 后所 得 的
占纯 有机 质 中的 百分 比。磷 块 岩 、重 晶石 中有 机 硫 少 ，但 Ｓｏ ／ＴＯＣ 却 高 于其 他 岩 石类 型 。
石煤、磷块岩中黄铁矿、可溶性硫酸盐硫含量一般较高。硅质岩可溶性硫酸盐和黄铁矿一般
较低 。重 晶石 中 可溶 性硫 酸 盐含 量较低 ，说 明与 黑 色岩 系中 的藻 类作 用 形式 有关 。 藻类 可
改变环境 的 ｐＨ值 、离子 平衡 系统 及 氧 化还 原 电 位 ，促 进硫 酸盐 还 原 细菌 的 活动 ，从 而使厌
氧细菌、ｓＯｊ一离子还原而增加硫离子的浓度。另一方面，藻类对硫的机械富集与捕集也是
造成黑色岩系中硫含量高的原因。Ｒａｉｓｗｅ１］等 利用岩石和沉积物中有机碳与黄铁矿硫的
关 系曲线 图来 区 别一 般 的海 相（氧化 ）沉 积条 件与 闭塞 环 境（缺氧 、含 Ｈ，Ｓ、深 水 ）条 件 下 的沉
积 。但 是 由于 有机 碳后 期成岩 变 化较 大 ，以 及黄 铁矿 的形成 受 环境 和 Ｆｅ２ 供 给等 的影 响 因
素较多 ，在古代沉积 中裉 难发现其规律性。由于花桥较贡溪更接 近于盆地 环境，致使花桥黑
色岩系中黄铁矿硫含量高于贡溪黑色岩系。
寰 ６ 湘 西上 震 旦 统 一下 寡 武 统■ 色 岩 磊 Ｉ醇态 硫 啬■
Ｔａｂｌｅ ６ Ｍ ｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃｍｌ ｓｕｌｆｕｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｕｐｐｅｒ Ｓｌｎｉａｒｔ－Ｌｏｗｅｒ Ｃ ａｍ ｂｒｉａｎ ｂｌａｃｋ ｓｈＪｄｅｓ Ｉｎ ｗｅｓｔｅｒｎ Ｈｕｍｍ
形态硫的同位索组成对了解黑色岩系的生成环境与成因具有重要意义。样品各形态硫
维普资讯 http://www.cqvip.com

岩 石 矿 物 学 杂 志 第 埔 卷
同位索的分析结果见表 ７。由于岩性差别较 大，但 总体仍反 映了比较清 楚的规律 。在同一
样品 中．有机 硫占３ Ｓ大 于黄 铁矿 占３ Ｓ，差值 为 １‰ ～ｌ４‰ ．说 明黄铁 矿 先于有 机 硫形成 。 可溶
性硫酸盐 与黄 铁 矿的 Ｓ相 近 ，差值 小 于 ４‰ （花 桥磷 块 岩为 ｌ０‰ ）。可 溶性 硫 酸盐 多是 由
后期黄铁矿氧化而成。由于磷灰石结台 了部分硫 ，致使磷块岩的可溶性硫酸盐 同位 索较高。
ＢａＳＯ４的硫 同位 索 变化 反映 了沉 积物 中孔 隙水 的特 点 ．其 中 以牛 蹄塘 组 底部 样 品（Ｄ… Ｄｌ１）
分馏作用 明显 ，可达 ３２．３４‰ ～４１ ６５‰ 。不 同含 硫相 以及 不 同的 含硫 单元 都 具有不 同 的硫
同位 索组 成 ，但在 一定 的地质 条件 下又 可能 发生不 同 的 同位 素分 馏效 应 。在 黑色 岩 系 中的
硫富集过 程中 ，沉积物埋 深不断增加 ，渗透性差 ．体系对 ｓ０ｉ 的开 放性 减弱 ，从而导致黄铁
矿硫 和有 机硫 的 占３ Ｓ增加 。黄铁 矿 形 成 于较开 放 时 期 ，占３ Ｓ较 低 ．而有机 硫形 成 于 较封 闭
时 ． Ｓ值 相 对 较 高 。
裹 ７ 湘西 黑 色 岩 系的 硫 同 位蠢 组 成 矗¨Ｓ（Ｃ＇ＤＴ）ｃ‰ ）
Ｔａｂｌｅ ７ Ｓｕｌｆｕｒ ｉｓｏｔｏｐｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃＣＤＴ）ｏｆ ｂｌａｃｋ ｓｈａｌｅｓ ｉｎ ｗｅｓｔｅｒｎ Ｈｎｎｏｎ
硫 酸 盐 同 位 索 组 成 同 海 平 面 升 降 有 明 显 的 相 关 关 系 。从 分 析 样 品 的 结 果 可 以 看 出 ，陡
山沱 组磷 块 岩 中的有 机硫 （２．９‰ ）和 黄铁 矿 占３ Ｓ（一２．２‰ ）均低 于 牛 蹄塘 组石 煤 （ ５，Ｄ７）
的 Ｓ值 （表 ７）。 除此 之 外 ．牛 蹄塘 组 石 煤 （Ｄ７）有 机 硫 占３ Ｓ 和 黄铁 矿 占３ Ｓ 的差 值 大 于
ｌ４‰ ，也 可 能表 明了在晟 大海平 面期 的相 对缺氧 环 境 、滞 留 环境 ，导致 产物 中 硫 同位索 值 的
分馏较强。海平面升高意味着陆地面积减小，因剥蚀带人海洋的轻的硫化物的量显著减少，
生物 大 量发 育 ，细菌 还原硫 酸盐作 用 加强 ，因 而导 致 黄铁 矿 大 量 形成 和 海 水硫 酸 盐 占３ Ｓ值
升 高 。
６ 结 论
从以上分 析可 以得 出黑色 岩系 的成 因主 要包 括两 方 面 因素 。一是 热 液 活动 提 供 了丰 富
的物 质来 源 ，二是 缺 氧环境 为有机 质 的保存 和元 素的 长 时 间活 化 和富集提 供 了条 件 。黑 色
岩系中多数微量元素除了与有机碳呈正相关关系外 ，还与硫化物 ，尤其是黄铁矿存在密切 的
相关性 ，说 明它们共 同受控 于低速 的沉 积环 境 ，硫 化 物 多形 成 于沉 积 物 的表 面 ，而 金属 卤水
多由上覆 水来 提供 ，因 此 ，只有 在低 速 的缺 氧条件 下才 有利 于硫化 物 的形成 和金 属元 素 的 富
集 。
从生 物标 志物的 沉积环 境参数 可 以看 出 ，这 些参 数 各反 映沉 积环 境 的某一个 方 面 ，但 它
们之间关系密切，互相补充。在不同地层中上述参数所反映沉积环境的规律性，与扬子地壳
运 动 的 规 律 相 符 合 ，即 在 震 旦 一寒 武 纪 ，地 壳 处 于 相 对 稳 定 和 下 降 的 状 态 ，促 使 了 细 菌 和 藻
维普资讯 http://www.cqvip.com

第 １期 吴朝 东 等 ：湘西 黑 色 岩 系地 球 化 学特 征和 成 因 意 义 ３７
类 的大 量发 育 ，并 在缺氧的 条件下 得 以保 存 、转 化 ，形成 了 一套 富有机质 的黑 色 岩系 。
在震旦纪／２ 武纪 的转折期存在一次较大规模 的缺氧事件 ，缺氧事件对有机质 的保存和
演 化较为有 利 ，形成 了一套 富有机 质 的黑 色岩 系。湘 西 黑色 岩 系 的形成 是 全球 性 的缺 氧 背
景条件与有机质造成的缺氧环境共同作用的结果。早寒武世缺氧与生物的浮游藻类的繁盛
与 小壳 动 物 的灭 绝 有关 。导致早 古 生代全 球性 生物 灭 绝事 件 的原 因可 能 是 灾变 事 件 ．这些
活 动（尤其 是 洋 中脊扩 张 ）使海水介 质 的 Ｅｈ、ｐＨ值 发生 了显 著的改 变 ，远远 超出 了 生物 的耐
性 ，从而使海洋生物大规模 的绝 灭。鲍学昭等 研究也表明海底喷流作用带来 的大量的 ｕ
和 Ｔｈ元素 ，而这 些元 素也 是 引起 生物 灭绝 的原 因之 一 ，因此 ，在 湘西 黑色 岩 系 中 ｕ 的舍 量
也 明显 偏 高 。庞 大数量 的 生物 的堆积成 为 主要 的还 原剂 。 这里的 自 由氧 和化台 氧 不仅 消耗
于有机质 的 氧化 、腐解 ，也 消耗 于微 生 物 活动 。结 果 造成 含有 大 量 有 机质 、有 机气 体 、 Ｓ、
ＦｅＳ２、ｓ的 典 型 还 原 型 黑 色 沉 积 物 和 缺 氧 的 还 原 环 境 ：高 价 铁 转 变 为 低 价 铁 ，ｓ０ 一 还 原 为
ｓｕ和 一，高价 铀 转变 为低 价铀 以及 铜 、银等 皆以 自然形式 出现等 等 。全球 的地质 条件 也类
似 ，因在 生 物大 爆发 时期 ，大量生物 的死亡 、降 解 ，大 量 消耗 游 离 氧 ，使本 来 自由 氧含 量 就较
低 的震 旦 一寒武 纪 的背景 条件 下 ，水介 质难 以提供 大 量的氧 ，进 而促进 了 缺氧 环境 的 全球 范
围 的形 成 。 因此 ，一般 所说 的缺 氧造 成 的还 原环境 并不 确切 ，较确 切的说 法应 当是有机 质 导
致缺氧 ，从 而也 是造成 还原环 境 的主要 因素 。
致谢 本文在完成过程中得到了叶连俊院士的悉心指导，在此深表衷心感谢。
参考文棘
１ 张 受云 ，伍 大 茂 ，邦 丽 螂等 梅 相 黑色 页 岩 建造 地 球化学 与 成矿 意 义 北京 ：科 学 出 版社 。１９８７．１～ １０
２ 高 振 敏 ．罗泰 义 ．李胜 荣 黑色 岩 系 中贲金 属富集 层 的戚 因 ：来 自 固定 舞 的佐 证 ．地 质 地 球 化学 ． １９９７， （１）：１８
～２３
３ Ｓｔｏｗ Ｄ Ａ Ｖ Ｓｏｕｔｈ ＡｔＬａｎｔｉｃ ｏｒｇａｎｉｃ－ｒｉｃｈ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ：／ａｅｌｅｓ， ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎ ｒｓ ｏｆ ｄｅｐｏ６１ｒｉｏｎ ｅｄ Ｊ Ｒ Ｖ ．
Ｂｒｏｏｋｓ ａｎｄ Ａ ． Ｊ Ｆｌｅｅｔ． Ｍ ｎｅ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｏ出 Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｓｐｅｃ￣ Ｐｕｂ［ｍａｔｉｏａ．２６ １９８７： ２８７￣ ３００
４ 艳德廉，橱秀骖，王连芳等 ．某地下寒武坑音镰钳多元素黑色岩幕的岩石学厦地璋化学特点 地璋化学．１９７３．
３： １４３～ １６３
５ Ｋ ｅ￣ｎｐ Ａ Ｅ Ｓ Ｍｉｄ ｓｉ【ｕｒｉａ了】ｐｅｌｖ ｉｃ ａ了】ｄ ｈｅｍ ｔｐｅｈｇｉｃ ｓｅｄｉｒｎｅｎｔａｔｌｏｎ ａｎ ｄ ｐ山 ∞ ｃｅ曲 ｏｇ砷 ｂｙ ｅｄ Ｍ Ｇ Ｂａｓ呲 ｔ ｅｔ ａｔ Ｔｈｅ
Ｍ ｕｒｃｈｉｓｏｎ Ｓｙｍ ｐｏ６ｉｕｍ ， Ｓｌ￣ｃｉｅｌ Ｐａｐｅｒｓ ｉａ Ｆａ ｌａｅｏａｔｏｌｃ￣ ， ４４ １９９１： ２６１～ ２９９
６ Ｗ ｎｉｌ Ｐ Ｂ ａｎｄ Ｈ ａｌｌａｍ Ａ Ｐｍ ｏｘｂｃ Ⅲ ｕｓｅ ｏｌ ｔｈｅ Ｐｅｒｍｉｔ ／Ｔ ｒｉａｓｓｉｃ ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ；／ａｃｉｅｓ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｆｒｏｍ ；ｒ￣ｏｒｔｈｅｍ Ｉｔａｌｖ ａｎｄ ｔｈｅ
ｗ ｅｍ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔ￣ Ｐｅｌ￣ｎｇａｎｇ＝ｐｈｙ，ｐａｌａｅｏｃ ＬｉｍａｔｏＬｎｇ￣， 删 幽 盯 ．１９９２，９３｛２１～４６
７ 叶连 俊 ，胨 其英 ．翘 魁悟 工业碑 块 岩 物 理富集 成矿说 沉积 学 报 ，１９８６．４ （３）：１～２９
８ 李任伟 拓子地台早古生代沉积有机质的聚集、热演化及成矿作用研究 见：叶连俊主编 生物成矿作用嗣ｆ究．
北 京 ：海 洋 出版 社 ． １９９３：６５～Ｂ３．
９ 蒜 其 英 中国末 部 主要 成 矿 时代 的碑 块 岩 组成 沉积学 报 ．１９８７，５ ‘３）： １３５～ １４８．
１０ 王末 安 插 子地 台 晚 元古代 以来 硅岩 地 璋化 学特 征厦 其成 目 地 质 科 学 ．１９９４，２９ （１）：４１－－５４．
１】 范德 廉 ，叶 杰 ．橱 璃 莫等 插子地 台 前 寒武 一寒 武 纪 界线 附近 的 地质事 件 与 成矿 作 用 沉 积 学 报 ， １９８７．５ （３）：
８ｌ～ ９５
１２ Ｆａｎ【础 ｎ Ｐｏｔｙｅｌｅｍｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ Ｃ￣ｎｂｒｈｎ ｂｈｃｋ＆ｈｋ ｉｎ ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａ． ｅｄ Ｓ． Ｓ． Ａｕｇｕｓｔｉｔｈｉｓ， Ｔｈｅ啦 ．
ｎｉｆｌｅａｎｃｅ ｏｌⅡⅡｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｓｏｌｖｉｎｇ ｐｅｔｒｏｇｅｎｅｔｉｃ ｐｒｏｂｌｅ￣ｎｓ ａｎｄ ｃ。ｍ ｒｏ ∞ ．Ｔｈｅ Ｐｈｒ￣ ｔｔｔｓ ｐｕｂｌｉｅｍｄｏｍ Ｓ Ａ ，Ａ ｔｈｅｎｓ
．
（ ｅｅ睫 ． １９８３： ４４７～４７４＋
１３ Ｆａｎ Ｄｅｌｉａｎ Ｔ ｈｅ ｈ Ｈ Ｃａｍｂｒｉａｎ ｂｈｃｋ ｓｈａｌｅ ∞ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｒｉｄｉｕｍ ａ一 ＆ ｉｎ ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｉｎ： Ｄｅｖｅｌｃ￣ｍ ｅｍ ｓ ｉｎ —
维普资讯 http://www.cqvip.com

岩 石 矿 物 学 杂 志 第 １８卷
ｓｃ；印 。曙 ．Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｒｅｓｓ，Ｂｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ，１９８４：２１５～２２４
１４ Ｃｏｖｅｎｅｙ Ｒ Ｍ Ｊｒ ａｎｄ Ｎａｎｓｈｅｎｇ Ｃ Ｎｉ Ｍ ｏ— ＰＧＥ— Ａｕ—ｒｉｃｈ ｏｒｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎｅ￣ｅ ｂｌａｃｋ ｓｈａｌｅｓ ｓｎｄ ｓｏｅｅｕｈｔｔｉｃ￣ｓ ｏｎ ｐＤＢｍｂＩｅ
ａｎａｌ ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｍｉｎｅｒａｌｉｕｍ ＤｅｐｏｓＲａ， １９９１，２６ （２）：８３－－８８
ｌ５ 范墓康 ，拓秀珐 南方几省下寒武境黑色页岩 幕及层状多元素富集层 沉积岩石学研究 北京 ：科学出版社，
１９８１： ２３～ ４５
１６ Ｋａｎｅ Ｊ Ｓ，Ａｒｂｏｇ￣ｓｔ Ｂ ａｎｄ Ｌｅｖｅｎｔｈａｌ Ｊ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｆｉｏ￣ｏｆ Ｉ￣ ｏｎｉａｎ Ｏｈｉｏ ｓｈ ＳＯＤⅧ１ ＵＳＧＳ ｇｅｃｅｈｅｍｉｃ￣ ｎｄｅｒｅｎｃｅ
ｓａｍｐｌｅ．Ｇｅ￣ｕｍｄａｒｃｌｓ Ｎｅｗｓｌｅｔｔｅｒ，１９９０，１４ （ＮＩ）： １６９～１９６
１７ Ｂｒｍｍ￣ ｋ Ｈ Ｊ． Ｇ∞ ｃｈｅｍ Ⅱｙ ｏｆ ｒｅｏ￣ｌｌｔ ＴＯＣ —ｒｉｃｈ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｇｕｌｆ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ． Ｇｅｏｌｏｇｌｓｅｈｅ Ｒｕｎｄｓｃｈａｕ， １９８９，
７８： ８５１～ ８８２．
１８ Ｗ ｉｇ Ｐ Ｂ Ｂｈｎｋ ｓｈ如 ， Ｃｌａｒｅｎｄｏｎ ｐｒｅｓｓ ＯＸＦＯ ＲＤ ． １９９４ ． ４６
１９ Ｉｌ０ｓｔ帕ｍ Ｋ Ｃ，￣ ＊ｓｌｓｏｆＦ舡咖 蛐 ｄｅｐｏｒｔｓ— ｄｌａｇｎ￣ ｔｉｃ ｃ ＆ｆ０ｒ ｒｅｃｅｎｔ ａｎｄ ｏＬｑ ｄｅｐｏｓｉ￣ ｅｄ Ｐ Ａ Ｒｏｎａ， Ｋ
Ｂｏ￣．ｔｔｏｍ ， Ｌ Ｌａｕｂｉｅｒ ａｎｄ Ｋ Ｌ Ｊｒ． Ｓｍ ｉｔｈ， Ｈｙｄｒｏｔｈｅ ｒｍａｌ ｐｒｏ ｃｅｓｓｅｓ ａｔ ｓｅａｆ１ｏ０ｒ ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｌ＇ｅｔｌｔｅｌｌ１． Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ，
１９８３： ４７３～ ４８９
２０ Ｈｕｅｒｔａ－Ｄｉａｚ Ｍ Ａ ａｎｄ Ｍ ｏ Ｊ Ｗ Ｐ州 ｔｉ￣ ｔｉｏｎ ｏｆ ｃ” ｍｅｔａｌｓ ｉｎ ａｎｏｘｉｃ ｎｍｆｉｎｅ ｆｌ￣ｃｌｉｍｅｎｔ￥ Ｇｏ￣ｅｈｉｍｉ＊ａ ｅｔ Ｃｏｓｍｏｃｈｉｍｉｃ￣
Ａｃｔａ， １９９２， ５６： ２６８１～ ２７０２．
２ｌ 阵其 英 黔 中古肆 岩 景的 沉 积丹 带及 生 物 成矿 作 用 见 ： 叶连 倥 主编 ． 生物 成 矿 作 用 研 究 北 京 ：捧 洋 出 版 杜 ，
１９９３ ３０～ ４Ｏ
２２ Ｈａｓｋｌｎ Ｌ Ａ ．Ｆｒｅｙ Ｆ Ａ ，Ｓｃｈｍ ［ｔｔ Ｒ Ａ ａｎｄ Ｓｍｉｔｈ Ｒ Ｈ Ｍ ｅｔｅｏｒｉｔｉｃ．Ｓｏｌａｒ ａｎｄ ｔｅｒｒｅｓ ｔｒｉａｌ ｒ唧 曲 ｎｈ ｄｉｓｔｒｉｂｕｄ呻 ｌ 即 ｌｅｄ Ｌ．
Ｈ， Ａｈｒｅｍ ， Ｆ． Ｐｒｅｓｓ， Ｓ Ｋ Ｒｕｎｏｏｍ ａｎｄ Ｈ ． Ｃ． Ｕ ｒｅｙ， Ｐｈｙｓｉｃｓ ｓｎｄ Ｃｈｅｍ ｉｓｔｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔ ， Ｐｅａ￣ｇｍｍｏｎ Ｐ ， Ｏｘ－
ｆｏｒｄ。７ ． １９６６： １０７～３２１
２３ Ｍ ｕｒｃｙ Ｒ Ｗ ， Ｂｒｉｎｋ Ｍ Ｒ Ｂ ， Ｇｅｒｈｅｈ Ｄ Ｃ． Ｒａｒｅ ｄｅｍｅｎｔｓ ａｓ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｍ ｎｅ ｄｅｐｏｓｉｔＪｏｎａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ ｉｎ
ｃｈｅｒｔ ａｎｄ ｓｈａｌｅ．Ｇｅｏｌｏｇｙ， １９９０，１８ （３）：２６８～２７１．
２４ Ａｑｕｉｎｏ Ｎｅｔｏ Ｆ Ｒ， Ｔｒｌｇｕｉｓ Ｊ，Ａｚｅ￣ ｄｏ Ｄ Ａ，Ｒｏｄｒｉｇｕｅｓ Ｒ ａｎｄ Ｓｉｍｏｒｍｉｔ Ｂ Ｒ Ｔ Ｏｒｇａｉｎｅ ｇｅ０ｃｈｅｍ ｓ ｙ ｏｆ ｇ ｒ印 ｃ
ｕｎｒｄａｔｅｄ Ｔｓｓｍａｎｉｔｅ＊． １４ｔｈ Ｉｎｔｍ＇ｎａｆｉｏｎａｌＭｅｅｔｉｎｇ ｏｎ ＯｒｇａｎｉｃＧｅｏｄｍｍｉｔｒｙ，Ｐａｒｉｓ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ１８－ ２２， １９８９．Ａｂｓｔｒａｎ
１８９
２５ Ｖｏｌｋｍｅｎｔ Ｊ Ｋ Ｂｉｎｌｏ￥ｉｃ￣ｌ ｍａｒｋｅｒ ｃｃｍ ｐｏｔｍｄｓ∞ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｐｏｄｄｏｎａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ ｏｆ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｏｃｋｓ ｅｄ
Ａ Ｊ Ｆｌｅｅｔ， Ｋ． Ｋｅ］ｔｓ ａｎｄ Ｍ Ｒ Ｔａｌｂｏｔ， Ｌａｃｕｓｔｒｉｎｅ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｓｏｕｒｃｅ Ｒｏｃｋｓ Ｇ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｓｐｅｃｉａｌ ＰｕｂｌＪｅａｄｃ￣ａ
Ｎｏ． ４Ｏ， １９吕８： １０３～ １２２
２６ Ｒｕｂｉｍｔｅｉｎ Ｊ ａｎｄ Ｇｏａｄ Ｌ Ｊ Ｒ酬 ｅｄ ｓ啊瑚 鹊 ｉｎ ａ ｓｈａｈ：Ｏｅｅｕｒｒ￣ ｅｅ ａｎｄ ＊ｉｍｕｈｔｅｄ ｆｏｒｍａｄｏ￣，Ｊｏｕｒｎａｌ ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｓｏｃｉｅｔｙ， Ｐｅｒｋｉｎ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ Ｊ，１９７５： １８３３～ １８３６．
２７ Ｃ￣ ｅｈｅｎｓｋａ Ｚｔ ＧｉｌｂｅｒｔＴ Ｄｔ Ｐｈ Ｒ Ｐ ，ＳｈｅｏｐａｒｄＣ Ｍ ， Ｗ ｅｓｔｏｎＲ Ｊ．Ｗ ｏｏｄＴ Ａ ａｎｄｗ ∞ １ｈ０ＩＩｓｅＡ Ｄ．Ｇｏ：ｃｈｅｍｌｃａｌ ａｐ－
ｐｌｌｅａｔｍｎ ａｔｅ ｎｄ ｔｒｉｔｅｒｐａｎｅ ｂｉｏｎｍｒｋｅ￣ ｔｏ Ⅱ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏ￣ ｏｉｌｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｔａｒａｎａｋｉ Ｂａ ｎ Ｉｎ Ｎｅｗ Ｚ朗ｌａｔｌｄ Ｏｒｇ￣ ｃ
Ｇｅｏｅｈｅｍｉｓ￣．ｔ． １９８８． １２： １２３～ １３５
２８ Ｈ Ｗ Ｙ ｓｎｄ Ｍ ｅｌｔｍｈｅｉｎ Ｗ Ｇ Ｓｔｅｒｏ］ｓ ａｓ ｅｃｏｌｏｇｉｅａｄ ｉｎｄｋｍｔｏｒｓ Ｇ￣ｘｈｉｍｌｅａ Ｃｏｓｍｏｃｈ［ｍ ｉｃ￣ ａ， １９７９， ４３： ７３９－－
７４５．
２９ Ｍｏｌｄｏｗａｎ ＪＭ，ＡｌｂｒｅｃｈｔＰ ａｎｄ ＰｈｉｌｐＲ Ｐ （ｅｄｓ ） Ｂｉｏｌ ｍａｒｋｅｒｓｉｎ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ｓｎｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｐｒｅｎｔｉｃｅ—Ｈ且ｌ１，Ｅｎ－
ｅｗｃｏｄＣｌｉｆｆｓ． Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ， １９９１． ２６８～ ２８０
３０ Ｖｏｌｋｍｅｎ Ｊ Ｋ Ａ ｒｅ ｅｗ ｏｆ ｅｒｏＩ ｍａｒｋ￣－ｓ ｆｏｒ ｍ ｅ ａｎｄ ｔｅｒｒｉｇｅｎｏｕｓ ａｃｉｃ ｍ ａｔｔｅｒ Ｏｒｇａｎ ｉｃ Ｇ￣ｏｅｈｅ ｍｉｓｔｒｙ． １９８６， ９： ８４
～９９
３１ Ｇｔａｍｔｈ￣ａ Ｊ Ａ ． Ｔｈｅ ０。ｃｕｒ・酋 ｅ Ｄｆ ｕｎｕｓｕａｌ Ｔ ａｎｄ ９ ｓｔｅｎｔｒｌｅ ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｃｅ￣ｉｎ ｔｗｏ ｔｙｐ圈 ｏｆ Ｏｍｅｎ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ． Ｏｒｇａｎｉｃ
Ｇｅｏｅｈｅｍ ｉｓｔ￣ ， １９８６． ９： １～ １Ｏ
３２ Ｔｉ＆￣ｏｔ Ｂ ａｎｄ Ｗ ｒｉｔｅ Ｄ Ｈ．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｆｏｒｍａｆｉｏ￣ａｎｄ ∞ ． （１ｓｔ ｅａ）Ｓ０ｒｌｎ￣ｅｒ—Ｖ日ｌ ．Ｂｅｒｌｉｎ．１９７８， １３９
３３ Ｒｓｉｓｗｅｌｌ Ｒ ａｎｄ Ｂ＊ｍ ｅｚ Ｒ Ａ Ｐ州 ｔｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｕｘｉｎ￣ ａｎｄ Ｓｅｉ 一 ｅｔｍｉｎｉｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ Ａｍｅｒｉｃａａ Ｊｏｕｒｍ ｌ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ．
１９８Ｓ， ２８５：７１０～ ７２４
３４ 饱 学 昭 ，张 阿利 ． 铀牡 的 地 球 化 学厦 对 地 壳 演 化 和 生 物 进 化 的髟 响 岩 石 矿 物 学 杂 志 ， １９９８．１７ （２）： １６０～
１７２
维普资讯 http://www.cqvip.com

第 １期 吴 朝 东等 ：湘 西 黑色 岩 系 地球 化 学 特 征 和戚 因意 义
Ｔｈｅ Ｏｒｉｇｉｎ ａｎｄ Ｇｅｏｃｈｅｍ ｉｃａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｕｐｐｅｒ Ｓｉｎａｉｎ・Ｌｏｗｅｒ
Ｃａｍｈｒｉａｎ Ｂｌａｃｋ Ｓｈａｌｅｓ ｉｎ Ｗ ｅｓｔｅｒｎ Ｈａｌｌａｎ
Ｗ ｕ Ｃｈａｏｄｏｎｇ Ｙａｎｇ Ｃｈｅｎｇｙｕｎ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｇ∞【０ ，Ｐｅｋｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｉｉｎｇ １００８７１）
Ｃｈｅｎ Ｏ．ｉｙｉｎｇ
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｙ．Ｃｈｉｎ￣ｅ Ａ￣ｄ，ｍｌｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｉｉｎｇ １０００２９）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｌａｃｋ ｓｈａｌｅｓ ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ； ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ；ａｎｏｘｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｌｅｎｔ；ｗｅｓｔｅｒｎ
Ｈｕｎａｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈ ｐａｐｅｒ ｄｅａｌｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｂｌａｃｋ ｓｈａｌｅｓ ｂａｓｅｄ ｏ１２ ｓｕｃｈ ａｌｉａｌｙｔｉｃａｌ
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｓ ＩＣＰ—Ｍ Ｓ，ＧＣ－Ｍ Ｓ，ｉｓｏｔｏｐｅ，ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ，ｄｅｍｅｎｔ ｆａｃｉｅｓ ａｎｄ ｍ ｉｃｒｏｐｅｔｒｏｌｏｇｙ．
Ｓｔｕｄｉｅｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ Ｕｐｐｅ ｒ Ｓｉｎｉａｎ．Ｌｏｗｅｒ Ｃａｍｂｒｉａｎ ｂｌａｃｋ ｓｈａｌｅｓ ｗｅｒｅ ｆｏｒｍｅｄ ｉｎ ａｎ ａｎｏｘｉｃ ｅｌ１．
ｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．ａｎｄ ｔｈｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｏｕｒｃｅｓ ｗｅｒｅ ａｌｇａｅ ａｎｄ ｆｕｎｇｉ（Ｔｈａｌｌｏｐｈｙｔａ） Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ
ｆｉｖｅ ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ａｎ ｏｘｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ．ｅｓ ｐｅ ｃｉａｌｌｙ ｌｉｐｉｄｓ．ｃａｎ ｂｅ
ｗｅｌｌ ｐｒｅｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ａｎ ａｎ ｏｘｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．ＢＩ丑ｃｋ ｓｈａｌｅ ｉｓ ａｌｓｏ ａｎ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｏｃｅａｎ ｉｃ ａｎｏｘｉｃ
ｅｖｅｎｔ．Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｌｏｗ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｓｍ ， ｔｈｅ ｏｒｇａｎ ｉｃ ｍａ ｔｔｅｒ ａｂｓｏｒｂｅｄ ａｎ ｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ
ｍａｎｙ ｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ａｔ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｄｉａｇｅｎｅｔｉｃ ｓｔａｇｅ，ｔｈｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ｗａｓ ｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ，ａｎｄ ｓｏｍｅ
ｅｌｅｍ ｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｒｅｍｏｂｉｌｉｚｅｄ Ｈｅｎｃｅ ｔｈｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｅｘｈｉｂｉｔ ｍｕｌｔｉ．ｓｔａｇｅ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ａｎｄ ｖａｒｉｅｄ
ｆｏｒｍ ｓ．Ｔｈｅ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒ ｉｓ ｔｈｅ ａｄｓｏ ｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉ ｓｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔ・
ｔｅｒ．Ｔｈｅ ｓｔｒａｔａ ｏｆ Ｎ ｉ—Ｍ ｏ． ｃｏ ａｌ ｓｔｏｎｅ． ｂａｒｉｔｅ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｔｅ ｄｅｐｏｓｉｔｓ ａｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｔｈｅ
ｃｈａ￣ ｅ ｏｆ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｒｅ—ｂｅａｒｉｎｇ ｓｅｔｓ ａｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｇｒｅｓｓｉｖｅ ｓｅｒｉｅｓ ａｎｄ ｃｏｎ—
ｄｅｎｓｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅ ｂｌａｃｋ ｓｈａｌｅｓ ａｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｈｉｇｈ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｎｉ，Ｍ ｏ ａｎｄ Ｍ ｎ．ｂｗｅｒ
ｔｏｔａｌ ＲＥＥ， ｃｏｍ ｐａｒａｔｉｖｅ ｅｎｒ ｉｃｈｍｅｎｔ ｏｆ ＨＲＥＥ， ａｎｄ ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｃｅ ａｎｏｍａ ｌｙ． Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ
ＲＥＥ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｉｎｄｉｃａｒｅ ｔｈａｔ ｂｌａｃｋ ｓｈ ａｌｅｓ ｗｅｒｅ ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ ｉｎ ａｎ ｅｐｅｉｒｉｃ ｓｅａ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．
维普资讯 http://www.cqvip.com