沉积岩的物质来源的论文文献

地表能形成沉积岩的所有物质称沉积岩的原始物质。沉积岩的原始物质主要来源于母岩（早先存在的岩浆岩、变质岩、沉积岩）的风化产物，生物遗体，地下水溶解的物质，火山灰和宇宙尘埃物质。

自然界中存在的各类岩石，在阳光雨水和自然力的长期作用下，必然遭受破坏发生风化分解，形成大小不同的碎屑，直至变成砂粒、泥土和溶解物质，这些风化产物通过流水、风和冰川等沉积介质搬运到山麓、沙漠、湖滨、河岸、三角洲和海滩等适当的场所沉积下来，为形成沉积岩提供了源源不断的物质来源。

除了母岩风化作用的产物外，生物遗体亦是形成沉积岩的主要物质来源。生物通过新陈代谢，在其生命过程中不断从周围介质中吸取成分，分泌出碳酸钙、二氧化硅、磷酸钙等矿物质骨骼。当生物死亡后，这些骨骼可直接堆积成岩。

火山活动形成大量的火山碎屑物质，尤其强烈爆发式火山活动形成的大量火山灰，可升到几十千米的高空，飘至数百乃至数千千米之外，是形成沉积岩的重要物质来源。

地下水的活动则源源不断地将地下物质溶解，带入地表水流、随着流水作用汇进海洋。地下水形成的溶解物质，为形成沉积岩做出了很大贡献。

进入地球轨道的陨石，在烧蚀过程中产生的粉状尘埃，弥散于大气之中，这些细小的宇宙物质最终落到地表，也成为沉积岩的原始物质。

一些地质学家（Barley等，1979；Henderson,1972；lowe等，1977；Walker等，1971）采用沉积学方法对西澳、南非、格陵兰等地太古宙变质沉积岩形成的古地理环境进行过有益的讨论。由于太古宙的构造环境与现代构造体制间存在明显区别，因此对其形成环境的分析仍处于探索阶段。我们主要从以下几方面对阜平群的形成环境和物质来源进行讨论。

1．岩石组合反映的沉积环境

由第一节的讨论可知，阜平群的岩石组合自下而上可分为三个旋回，从索家庄组到南营组为第一旋回，其下部为一套碎屑岩、泥质岩和基性火山岩夹硅铁建造，其上部为碎屑岩至碳酸盐建造，其中夹硅铁建造。从漫山组到木厂组为第二旋回，其原岩建造是一套成熟度较高的陆源碎屑、碳酸盐岩建造，其中夹有富钾的铝土质粘土建造和钙硅酸盐岩建造。第三旋回由四道河组和红土坡组组成，其下部为陆源碎屑建造，向上过渡为碳酸盐岩和钙硅酸盐建造。每一旋回都是由陆源碎屑岩开始，以碳酸盐岩建造为顶，显示出正相旋回的特点。

基性火山岩仅在第一旋回出现，且下部多为拉斑玄武岩，向上过渡为钙碱性玄武岩，这些玄武岩的出现表明当时地壳较薄，沉积盆地处于一种拉张环境。笔者等（耿元生等，1986；伍家善等，1989）曾从地球化学角度论证了这些基性火山岩是在大陆活动边缘环境下形成的，这与谭应佳等（1993）提出阜平早期为夭折的大陆裂谷的拉张环境的认识是基本一致的。

阜平群下部大量长英质碎屑的出现说明阜平群沉积早期盆地仍处于拉张环境，因此接受了大量的陆源碎屑建造。而阜平群中缺少砾岩表明该时期盆地的拉张和边缘陆地的抬升都不十分强烈。阜平群中上部碳酸盐岩建造和硅铁建造的出现说明阜平群形成的中晚期地壳处于相对稳定的阶段，大致相当于陆间浅海盆地的环境。

在阜平群团泊口组中出现刚玉黑云钾长片岩和含刚玉钾长黑云片岩组合。如前节所述，它们的原岩属富钾铝土质粘土岩。这种成分较特殊的岩石应形成于高K/Na和高K/Mg比的小盆地内，属于干燥气候，化学风化作用不强烈的沉积环境。由于这种岩石组合分布较局限，因此推测在团泊口组形成时沉积盆地内有局部的隆起，出现半封闭的水盆并沉积了这种富钾的铝土质粘土岩（伍家善等，1991）。

阜平群内岩石组合在空间上的变化也很明显。如南营组在北部以碎屑建造为主，粒度较粗，厚度大，到南部该组的碎屑岩粒度变细，且含一定数量的泥砂质沉积岩，团泊口组和木厂组的岩石组合在空间上也有一定变化，如漫山组在北部以黑云斜长片麻岩为主，夹有浅粒岩、斜长角闪岩等，是一套以杂砂岩为主的陆源碎屑建造，到南部该组则以浅粒岩为主，夹有透辉方柱大理岩、金云橄榄大理岩、透辉斜长角闪岩等，是一套以长石石英砂岩为主夹较多碳酸盐岩、钙硅酸盐岩建造的组合。不论是南营组还是木厂组岩石组合的空间变化都显示出北部碎屑岩多且厚，向南泥砂质岩和碳酸盐岩等增多，而碎屑岩减少。同一岩组中的碎屑岩北部以杂砂岩为主，南部则以长石石英砂岩为主，表明北部的碎屑岩分异程度低，南部碎屑岩的分异程度高。上述岩石组合空间的变化说明阜平群的北部更接近于蚀源区，南部距蚀源区较远。换言之，阜平群的沉积物主要来自其北部的古陆。

2．变余沉积结构构造反映的沉积环境

尽管阜平群经历了较强的变质变形改造，但在其中仍可识别出许多的沉积构造，常见的有层理构造和斜层理构造，如条带状铁英岩中石英与磁铁矿的黑白相间的成分层理，不同厚度大理岩、钙硅酸盐岩、泥质岩互层所显示出的清晰的层理构造。另外，在一些磁铁矿变粒岩中所见的磁铁矿条纹所构成的斜层理等，都属于变余的沉积构造。此外，在片麻岩、变粒岩中广泛发育的片理和片麻理，据谭应佳等（1993）研究，它们都属于顺层片麻理，是岩石在载荷压力条件下经区域变质形成的，因此它们与层理是一致的。

伍家善等（1988）曾详细描述过阜平群浅粒岩中的韵律层理，认为这些韵律层理属于下部粒度粗上部粒度细的正韵律层，每一韵律层顶部都缺少极细粒级或泥质的沉积，属于间断韵律或不完整韵律。这些特点表明，沉降速度明显小于堆积速度，陆源区上升较快，风化剥蚀程度差，沉积物质的成熟度低，因此缺少韵律上部的极细粒和泥质沉积。从层理类型看，本区陆源碎屑建造中的层理以大型水平层理为主，仅见少量的平缓的斜层理。这些层理特点与现代滨海砂沉积环境形成的层理十分相似，而与山间盆地磨拉石建造，湖泊相河流相碎屑沉积的层理类型明显不同。据此可以推断，阜平群的陆源碎屑建造形成于大陆边缘的滨海相沉积环境。

3．碎屑副矿物反映的沉积环境和物质

阜平群中斜长片麻岩、变粒岩、浅粒岩中均存在数量不等的碎屑副矿物，其中最常见的是磨圆程度较高的浑圆状、米粒状、圆饼状的磷灰石、锆石和榍石等。这些磨圆程度很好的副矿物形态，无疑是经过长期磨蚀和搬运的结果。通过扫描电子显微镜对这些磨圆的锆石、磷灰石等表面形态的研究发现，这些磨圆的锆石、磷灰石表面发育有V型撞击坑，贝壳状断口、破裂脊、碟形撞击坑、三角形或圆形凹坑以及擦痕、磨沟等表面形态特征（伍家善等，1989），其中以前两种最为常见。通过与现代不同沉积环境的石英砂表面形态（谢又予等，1981,1984）的对比，V型撞击坑和贝壳状断口等表面特征与滨海石英砂的表面特征十分相似，与河流相、湖泊相及沙漠石英砂的表面特征明显不同。这些机械撞击磨损痕迹通常是在高能水环境下搬运的产物。据此可以推断，阜平群中大量的陆源碎屑建造形成于与现代滨海和大陆棚环境相似的沉积条件，伍家善等（1989）还通过对碎屑锆石、磷灰石等的粒度、粒度频度曲线等沉积学粒度统计方法分析，认为阜平岩群中碎屑建造经历过较好的分选过程，形成于水动力条件比较稳定的浅海相环境。

阜平群碎屑建造中的碎屑副矿物以磷灰石和锆石的组合为主，含少量的榍石、褐帘石等。这种副矿物组合表明它们来源于中酸性成分的母岩，因为中酸性成分的岩石中磷灰石和锆石的含量高。碎屑锆石中可见岩浆岩锆石常具有环带结构，并含有早期矿物及气液包裹体，这些特征是中酸性岩浆岩副矿物所具有的特点。由此可以推断，阜平岩群中碎屑建造的碎屑物（包括碎屑副矿物）主要来自古老的花岗质岩区。

4．硅质鲕粒所反映的沉积环境

阜平群的南营组中部分铁英岩中发现有同心圆状的硅质鲕粒碎片。据伍家善等（1987）的研究，硅质鲕粒碎片呈棕黄色，部分暗棕黑色，具有十分清晰的同心环状韵律纹层，鲕粒为隐晶质，主要由SiO2、FeO、SO2等组成，含一定量的有机质。这些硅质鲕粒是在成岩阶段形成的，它经历了悬浮、静止、下沉或埋藏多次的循环过程。由于扰动水流环境是形成鲕粒的必要条件，海洋中只有滨海潮汐带才有这种高能量的水流，因此推测阜平群的硅铁建造中的硅质鲕粒形成于浅海环境或海湾与大洋相连的屏障砂坝附近，鲕粒中有机质的存在表明当时古气候比较湿润，大气中氧的浓度较高，有利于初等生物的繁衍。

由以上讨论可得出以下结论：（1）阜平群形成于大陆边缘浅水沉积盆地，早期处于拉张环境，有基性火山岩，大致相当于活动大陆边缘，中晚期盆地处于相对稳定沉积环境，大致相当大陆边缘的滨海相沉积环境。（2）当时的沉积盆地北部靠近大陆边缘，南部远离大陆边缘，阜平群的沉积物主要来自北部的古陆。（3）阜平群的沉积物主要是中酸性岩浆岩风化剥蚀的产物。由此可以推测阜平群北部存在一个古老的硅铝质古陆壳。

钱祥麟等（1985）对滦县岩群的研究表明，该岩群主要形成于近东西向的沉积盆地内，自北向南由盆地的边缘到盆地的中心，该盆地的底部平缓且相对稳定。其沉积序列是早期以基性火山岩为主的火山沉积组合，向上逐渐过渡到以碎屑沉积为主，间夹条带状硅铁建造的沉积组合。由于盆地北高南低，因此南部局部地方出现碳酸盐岩沉积。不难看出，滦县岩群的沉积序列、沉积环境及沉积盆地的特点与阜平群是很相似的。

恒山地区新太古代的表壳岩主要由董庄表壳岩和前庄旺表壳岩两部分所组成。据李江海等（1994）研究，董庄表壳岩的石榴黑云片麻岩的源区化学及风化程度低，并形成于较活动的沉积环境中。前庄旺表壳岩主要为变粒岩和浅粒岩，其原岩属杂砂岩，其源区的化学风化程度低，形成于相对稳定的沉积环境，可能为被动大陆边缘。把这两套表壳岩和它们的时空分布结合起来考虑，稍早的董庄表壳岩分布在北部，其沉积环境活动性较强，前庄旺表壳岩形成稍晚，沉积盆地转向较稳定的环境，这种特点与阜平群和滦县群的组合特点及盆地演化特点亦具明显的相似性。

吕梁山区的界河口岩群的资料不多，但其岩石组合（详见第一节）的主体为碎屑岩—碳酸盐岩建造，和阜平群的中上部十分相似，应形成于大陆边缘浅海-滨海环境。

总之，冀晋陆块中几个新太古代陆源沉积带具有相似的沉积组合序列，沉积盆地的发展有从北向南演化的趋势。早期处于拉张条件，活动较强，晚期转变为稳定的浅水沉积环境，其物质多来自北部的古老陆壳。由于它们都经历了多期强烈变形改造，其现今位置是否代表原始位置已很难判定。因此，它们形成于一个统一的大陆边缘盆地，还是分别形成于几个独立的小型陆缘沉积盆地，目前尚不能做出确切结论。