铜陵矿集区上石炭统碳酸盐岩矿物学与地球化学的区域对比研究.pdf

高 校地质学报Geological Journal of China Universities2023 年 8月，第 29 卷，第 4 期，514-526页August 2023，Vol.29，No.4，pp.514-526 收稿日期：2022-01-24；修回日期：2022-05-06基金项目：国家自然科学基金面上项目（41672038；2017-2020）资助作者简介：王家宇，男，1995年出生，硕士研究生，成因矿物学；E-mail: *通讯作者：谢巧勤，女，教授；E-mail:铜陵矿集区上石炭统碳酸盐岩矿物学与地球化学的区域对比研究王家宇1,2，徐 亮1,2，谢巧勤1,2*，刘 童1,2，周跃飞1,2，李振生1，徐晓春1，陈天虎1,21.合肥工业大学 资源与环境工程学院，合肥 230009；2.纳米矿物与污染控制安徽普通高校重点实验室，合肥 230009 摘要：通过对安徽铜陵和巢湖上石炭统黄龙船山组剖面碳酸盐岩矿物学和微量元素进行对比研究，结果表明：铜陵黄龙组底部为一套含草莓黄铁矿的白云岩，中、下部和船山组均是灰岩，矿物组合为：黄龙组底部的白云石+高岭石+黄铁矿+石英（黄龙组底部）方解石+高岭石+石英（黄龙组中下部）方解石+伊利石+石英（黄龙组上部和船山组）。而巢湖黄龙船山组碳酸盐岩为一套含高岭石、石英的灰岩，但从黄龙组底部至船山组顶部剖面中高岭石有增加趋势。微量元素显示，铜陵黄龙船山组碳酸盐（特别是黄龙组底部白云岩）的V/Cr、Ni/Co、V/Sc比值显著高于巢湖，且Ce与Fe、Mn的无相关性，显著不同于巢湖碳酸盐的正相关特征。矿物学和地球化学特征表明，铜陵黄龙组底部碳酸盐沉积于偏还原的环境，黄龙组中上部和船山组碳酸盐沉积于相对贫氧的环境，而巢湖碳酸盐则形成于更加氧化的环境。结合前人研究成果认为，早石炭世铜陵古岛的存在可能是导致铜陵沉积环境有别于巢湖的主要原因，该沉积环境为铜陵地区胶状黄铁矿形成的有利地质条件。关键词：上石炭统；微量元素；矿物学；沉积环境；安徽铜陵与巢湖中图分类号：P57 文献标识码：A 文章编号：1006-7493（2023）04-514-13Regional Comparative Study on Mineralogy and Geochemistry of Carbonate Rocks from the Upper Carboniferous in Tongling Ore District WANG Jiayu1,2，XU Liang1,2，XIE Qiaoqin1,2*，LIU Tong1,2，ZHOU Yuefei1,2，LI Zhensheng1，XU Xiaochun1，CHEN Tianhu1,21.School of Resources and Environmental Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China;2.Key Laboratory of Nanomineralogy and Pollution Control of Anhui Higher Education Institutes,Hefei 230009,ChinaAbstract:This paper presents a mineralogical and element geochemical study of carbonate rocks of the Upper Carboniferous Huanglong-Chuanshan Formation section from Tongling and Chaohu,Anhui Province.The results show that(1)the base of Huanglong Formation in Tongling is a set of dolostone containing framboidal pyrite;(2)the lower part of Huanglong Formation to the top of Chuanshan Formation are limestones;and(3)from bottom to top of section,mineral associations are dolomite+kaolinite+pyrite+quartz at the bottom of the Huanglong Formation calcite+kaolinite+quartz(the middle and lower Huanglong Formation)calcite+illite+quartz(the upper Huanglong Formation and the Chuanshan Formation),respectively.However the Huanglong-Chuanshan Formation in Chaohu are limestones composed of calcite with kaolinite and quartz,and the content of DOI:10.16108/j.issn1006-7493.2022008引用格式：王家宇，徐亮，谢巧勤，刘童，周跃飞，李振生，徐晓春，陈天虎.2023.铜陵矿集区上石炭统碳酸盐岩矿物学与地球化学的区域对比研究J.高校地质学报，29（4）：514-526王家宇王家宇515王家宇等：铜陵矿集区上石炭统碳酸盐岩矿物学与地球化学的区域对比研究4 期kaolinite tends to increase from the bottom of Huanglong Formation to the top of Chuanshan Formation.Also,carbonates of the Huanglong-Chuanshan Formation in Tongling(especially the dolomites at the bottom of the Huanglong Formation)show much higher V/Cr,Ni/Co,and V/Sc ratios,and Ce and Fe,Mn are uncorrelated while these parameters are positively correlated for Chaohu carbonates.Mineralogical and geochemical features suggest that carbonates at the bottom of the Huanglong Formation in Tongling were deposited in a relatively stable reducing environment,whereas carbonates in the middle and upper Huanglong Formation and Chuanshan Formation were deposited in a stable and weak oxidizing environment,and carbonates in Chaohu were formed in a more oxidizing and high-energy volatile environment.Combined with the previous studies,this study suggests that the existence of the ancient island in Tongling may be the main reason why the sedimentary environment of Tongling is different from that in Chaohu.Also,the sedimentary environment in Tongling area is favorable for the formation of colloform Pyrite.Key words:the Upper Carboniferous;mineralogy;trace element;sedimentary environment;Tongling and Chaohu,AnhuiCorresponding author:XIE Qiaoqin，Professor;E-mail:安徽铜陵矿集区地处皖南之北部，为长江中下游铜铁金多金属成矿带的重要组成部分。区内广泛发育受控于石炭系黄龙组和船山组碳酸盐岩地层的层状、似层状硫化物矿床。该类型矿床储量大、经济价值高，其成因备受关注（侯增谦等，2011；郭维民等，2013；常印佛等，2019；毛景文等，2020；陈可等，2021）。长期以来，对该类矿床的成因观点主要有二：其一，主要基于中生代岩浆岩地球化学和矿床学的大量研究（杜杨松等，2011；Liu et al.,2019；徐晓春等，2018；Xie et al.,2020；Zhang et al.,2021），视之为岩浆热液矿床（毛景文等，2009）；其二是与沉积作用相关的沉积热液改造矿床（侯增谦等，2011；郭维民等，2011；蒋少涌等，2011），或与海底喷流作用（徐克勤等，1996；陆建军等，2008；Gu et al.,2007）及生物化学沉积作用（谢巧勤等，2014；Xu et al.,2020）相关的矿床。然而，对赋矿和控矿沉积岩及其沉积背景的研究长期以来甚少，该类层状矿床的形成是否与海西期存在沉积黄铁矿作用有关，仍是有待深入的重要区域成矿学问题（毛景文等，2020）。为此，本文以安徽铜陵和巢湖两地黄龙组和船山组碳酸盐岩为研究材料，结合已有成果，通过分析、比对两地区同期碳酸盐岩矿物学和微量元素等特征，探讨铜陵矿集区晚石炭世沉积环境的特征，期望为长江中下游（似）层状硫化物矿床的成矿作用和层控机制研究提供地质背景资料。1 地质概况长江中下游成矿带处于秦岭大别造山带、苏鲁造山带以及扬子板块和华北板块之间的部分郯庐断裂带内（常印佛等，2019），其中铜陵、巢湖都处于郯庐断裂带的南东侧、扬子克拉通内部，不同的是早古生代后者在台地内部、前者则邻近于台地边缘地带（图 1）。铜陵地区泥盆系至二叠系下部由下至上包括五通组、黄龙组、船山组及栖霞组四个单元，依次均为平行不整合接触，前者为陆源碎屑岩，后三者为碳酸盐岩构成（楼金伟，2012；杜轶伦等，2014；杜森官等，2016），其中，黄龙组、船山组（下文简称黄龙船山组）属上石炭统（安徽省地质矿产局，1987），由碳酸盐岩构成，为区内层控式矽卡岩型矿床和层状铁硫化物矿体的主要控矿围岩（常印佛等，1983）。区内与这些地层侵入接触的岩浆岩以燕山期中酸性侵入岩为主，相关矿床（点）众多，分属于新桥、铜官山、冬瓜山、凤凰山、沙滩角五个主要的铜金多金属矿田，矿床成因类型以矽卡岩型为主，伴有斑岩型、热液型、沉积热液叠加改造型（常印佛等，2019；陈一秀等，2021）。与铜陵地区显著不同的是，巢湖地区泥盆系至二叠系下部由老至新包括五通组、金陵组、高骊山组、和州组、黄龙组、船山组及栖霞组等单元，依次均为平行不整合接触，除了五通组与高骊山组由陆源碎屑岩组成外，其余地层单元都由碳酸盐岩构成（林春明等，2002；李世毅等，2015）；此外，区内仅有小型岩浆岩岩体出露，以沉积型矿产（如煤、石灰岩、铁矿等）资源为主，与岩浆作用相关的矿床贫乏（陈颖，2015）。2 样品与方法2.1 剖面与样品本项研究的样品来自铜陵、巢湖两不同地区黄高校地质学报2 9 卷 4 期516龙船山组的地表剖面。铜陵石炭系黄龙船山组剖面选自钟鸣镇新桥矿田叶山铁矿区（118.1E，30.9N）（称之为铜陵），依据出露的灰岩和下部的砂岩确定地层层位。该剖面地层出露完整，无明显的构造破坏、变质作用和岩浆作用等，厚度约 70 m，其中黄龙组约 54 m，船山组约 16 m（洪天求等，2000）（图 2a）。剖面整体为灰色厚层生物碎屑灰岩，剖面表层和底部有风化成因的网脉状或块状褐铁矿。采样从位于栖霞组底部的煤线下 10 cm 左右开始，向下等间距约 5 m采样，底部以五通顶部底砾岩为界线。从上至下依次编号为 T1-T12，其中 T1-T4 为船山组，T5-T12为黄龙组。巢湖地区石炭系黄龙船山组剖面选自巢湖北部麒麟山东坡（117.8E，31.6N）（称之为巢湖），依据上部的炉渣状灰岩和下部的砾状灰岩层确定层位，地层出露较为稳定，无明显的变质、岩浆作用，黄龙组厚约 30 m，船山组厚约 5 m（侯明金等，1998；图 2b）。黄龙组主要为浅灰色生屑灰岩，上部可见肉红色亮晶灰岩；船山组灰岩颜色偏深，主要为灰泥石灰岩（侯明金等，1998；李根等，2014）。采样依据黄龙组底部的沉积间断，分别对黄龙组等间距约 2.5 m 和船山组等间距约 1 m 采样，样品编号为 H1-H18，其中 H1-H6 为船山组，H7-H18 为黄龙组。2.2 分析方法对采集于铜陵和巢湖两地区黄龙船山组剖面碳酸盐岩样品进行室内处理，包括磨制岩石薄片以及制作和分选这些碳酸盐岩样品的粉末样、酸溶样等。然后，采用光学显微镜观察岩石薄片，以及采用粉晶 X 射线衍射（下文代称 XRD）、场发射扫描电镜（下文代称 SEM）、地球化学元素分析，以查明研究区剖面样品的特征。2.2.1 光学显微镜观察进行采用光学显微镜（型号为 Leica DFC）对岩石薄片进行系统的岩相学观察。2.2.2 XRD分析利用粉晶 X 射线衍射（XRD）对碳酸盐岩原样和酸溶残渣相进行物相分析，其中酸溶残渣相采用 0.1 mol/L 醋酸溶解获得。XRD 分析所用仪器为丹东浩元 DX-2700 型 X 射线衍射仪，Cu 靶 Ka 线，加速电压 40 kV，电流 30 mA，采用步进扫描方式。2.2.3 SEM分析采用场发射扫描电镜（SEM）对碳酸盐岩酸溶残渣相进行形貌观察。观察前将干燥的酸溶残渣粉末直接分散于样品台的导电胶上，用洗耳球图1 长江中下游及研究区大地构造位置图（修改自Xu et al.,2020）Fig.1 Map showing the tectonic setting and the location of the Middle-Lower Yangtze River Mineralization Belt(modified after Xu et al.,2020)517王家宇等：铜陵矿集区上石炭统碳酸盐岩矿物学与地球化学的区域对比研究4 期吹掉表面易脱落部分，然后置于离子溅射镀膜仪上喷金 90 s。SEM 实验在合肥工业大学分析测试中心完成，仪器型号为日立 SU8020 和蔡司Gemini 500。2.2.4 主量和微量元素分析全岩主量元素分析采用 X 射线荧光光谱法（XRF）。称取一定量碳酸盐岩粉末样品，于 1000 的马弗炉中煅烧 2 h，然后采用压片法进行主量元素分析。分析在合肥工业大学分析测试中心完成，仪器型号为岛津 XRF-1800 型 X 射线荧光光谱仪。碳酸盐微量元素分析采用电感耦合等离子体质谱法（ICPMS）。分析流程为：称取 50 mg 过 200目筛孔的碳酸盐岩粉末样品，放入 100 mL 离心管中，加入过量0.1 mol/L醋酸溶液使碳酸盐充分溶解，然后采用高速离心法分离上清液和酸溶残渣相，将分离后的残渣相洗涤、烘干。上清液蒸干后，加入超纯 HNO3后再蒸干以完全去除醋酸，然后加入一定量 5%HNO3溶液充分溶解，将溶液完全转移到容量瓶中并定容以备测试。ICP-MS 微量元素测试在合肥工业大学资源与环境工程学院 ICP-MS 实验室完成，所采用的仪器为美国 Agilent 公司生产的Agilent7500a 电感耦合等离子体质谱仪。3 结果3.1 光学显微镜观察由于采样间隔较近，分别选取铜陵和巢湖两地区黄龙组中部和船山组各 1 个典型样品，共计 4 件样品进行薄片磨制和光学显微镜观察。铜陵 2 件样品的光学显微镜观察结果显示，船山组碳酸盐岩中方解石颗粒较小，以泥晶胶结为主，含有较多生物碎屑和少量自形方解石颗粒，镜下可见有孔虫、腕足动物等，以生物碎屑泥晶灰岩为特图2 安徽铜陵（a）及巢湖（b）地区晚石炭世地层柱状图（参考自洪天求等，2000；李世毅等，2015）Fig.2 Lithostratigraphic columns of the Late Carboniferous from Tongling(a)and Chaohu(b),Anhui Province706050403020100地层岩性厚度/m组系船山组黄龙组石炭系35302520151050地层岩性厚度/m组系船山组黄龙组石炭系(a)(b)三叠系栖霞组泥盆系五通组和州组三叠系栖霞组T-12T-1H-1采样及层位采样及层位H-18T-11T-10T-9T-8T-7T-6T-5T-4T-3T-2H-2H-5H-4H-3H-6H-17H-8H-9H-10H-11H-12H-13H-14H-15H-16H-7T-1等 样品编号 砂岩 白云岩 灰岩 采样点 平行不整合接触高校地质学报2 9 卷 4 期518征（图 3a）。铜陵黄龙组碳酸盐岩为颗粒支撑，亮晶胶结，碎屑颗粒和自形方解石晶粒含量较多且相对完整，常见棘皮动物、有孔虫等，以亮晶颗粒灰岩为特征（图 3b）。巢湖 2 件样品的光学显微镜观察结果显示，船山组碳酸盐岩为颗粒支撑，含有较多的自形方解石和生物碎屑，可见钙藻、腹足动物、有孔虫等，以生物碎屑泥晶灰岩为特征（图 3c），黄龙组碳酸盐岩为泥质支撑，以颗粒胶结为主，自形方解石和生物碎屑含量较低，以泥晶颗粒灰岩为特征（图 3d）。3.2 XRD分析总计分析样品 11 件，其中铜陵剖面样品 5 件（样品 T-2、T-4、T-9、T-12），巢湖剖面样品 6 件（样品 H-2、H-6、H-8、H-10、H-13、H-16）。分析的样品依据各自的采样数目，从黄龙组底部、黄龙组中上部和船山组底部依次随机选取。铜陵和巢湖黄龙船山组碳酸盐岩样品 XRD 图谱如图 4 所示。铜陵和巢湖黄龙船山组碳酸盐岩典型样品XRD 图谱如图 4 所示，图 4a 显示铜陵黄龙组底部T-12 样品主要矿物为白云石，其他样品主要矿物均为方解石。酸溶残渣相中（图 4b）中方解石和白云石衍射峰完全消失，出现了石英、伊利石和高岭石衍射峰，说明碳酸盐矿物已完全被去除，但是不同层位的碳酸盐岩中粘土矿物种类和含量略有差别，如黄龙组中下部中粘土矿物以高岭石为主，而上部高岭石衍射峰几乎消失，出现了微弱伊利石衍射峰，船山组中仅有伊利石衍射峰。石英存在于所有样品中。巢湖黄龙船山组碳酸盐岩只有方解石衍射峰（图 4c），酸溶残渣相（图 4d）中方解石衍射峰完全消失，只有石英和高岭石衍射峰；黄龙组底部样品（样号 H-16）石英衍射峰最强，存在微弱的高岭石衍射峰，从黄龙组底部至船山组顶部，高岭石衍射峰有变强的趋势，暗示其含量逐渐升高。3.3 SEM分析依据 XRD 结果中矿物相的不同特征分别选取黄龙组和船山组样品进行分析，其中铜陵剖面样品3 件（T-2、T-6、T-12），巢湖剖面样品 2 件（H-6、H-16）。铜陵和巢湖碳酸盐岩酸溶后残渣相 SEM照片如图 5 所示。铜陵碳酸盐岩中片状伊利石呈现不规则状、他形、多棱角形态（图 5a），颗粒大小不一，最大可达 2 m；高岭石呈半自形叶片状，与独立片状伊利石堆垛在一起（图 5b）；伊利石和高岭石表面粘附有他形纳米亚微米粘土颗粒；石英呈现多种形态和微观结构，低倍下可见其表面具碳酸盐矿物印模（图 5c），表明其在成岩过程中经历了重结晶作用，在高倍数扫描镜下石英颗粒表面碳酸盐印模处(a)生屑泥晶灰岩；(b)亮晶颗粒灰岩；(c)生屑泥晶灰岩；(d)泥晶颗粒灰岩；T-1、T-7、H-1、H-11-样品编号（下同）图3 铜陵（a,b）及巢湖（c,d）黄龙船山组碳酸盐岩显微照片Fig.3 Micrographs of carbonate rocks in the Huanglong-Chuanshan Formation from the Tongling(a,b)and Chaohu(c,d)region(a)(c)(b)(d)519王家宇等：铜陵矿集区上石炭统碳酸盐岩矿物学与地球化学的区域对比研究4 期有明显的多孔微结构（图 5d）。在铜陵黄龙组底部白云岩层的非碳酸盐相中发现碎屑石英包裹的草莓状黄铁矿，呈现以黄铁矿为中心的花瓣结构（图5e），黄铁矿单晶粒径均一，直径 12 m，呈半自形的五角十二面体（图 5f）。巢湖地区碳酸盐岩酸溶后残渣相 SEM 结果显示，粘土矿物以高岭石为主，含有少量伊利石。颗粒粗大的高岭石以自形、半自形叶片为主，部分颗粒呈现圆形、次圆形（图 5g）。高岭石粒径变化较大，从纳米到微米粒级，不同粒径的高岭石无序堆垛。一些大颗粒高岭石表面粘附他形小颗粒高岭石、亚微米粒径的伊利石（图 5h）。3.4 地球化学元素分析3.4.1 主量元素表 1 显示，铜陵黄龙组中上段（样品 T-5T-11）和船山组（样品T-1T-4）灰岩CaO含量较为稳定，在（55+0.4）%范围波动，仅在黄龙组底部（T-12）碳酸盐岩 CaO 含量较低（43%）。Al2O3和 SiO2含量在 0.3%左右波动，Fe2O3含量保持在 0.2%左右，MnO 含量介于 0.02%0.16%之间，K2O 含量稳定在 0.02%左右。与灰岩相比，黄龙组底部白云岩除 CaO 含量较低外，其它主量元素（Fe、Si、Al、Mn 等）均较高，Fe2O3含量高达 0.7%。巢湖碳酸盐岩 CaO 含量变化幅度较大，介于53.6%56.3%，SiO2为 0.05%0.1%之间，Al2O3含量介于 0.02%0.7%之间，K2O 含量较低，Fe2O3含量 0.1%0.4%。其中黄龙组（H-7H-18）碳酸盐岩主量元素含量相对稳定，而船山组（H-1H-6）波动较大，且黄龙组 Fe2O3、MgO、MnO、Al2O3和SiO2含量一般低于船山组。两地对比的显著特点是巢湖碳酸盐岩的 MgO、MnO、K2O、Al2O3和 SiO2含量明显低于铜陵。3.4.2 微量元素两地黄龙船山组碳酸盐的特征微量元素含量分析结果示于表 2。由表可以看出铜陵碳酸盐中 V、Cr、Ni、Cu、Zn 含量相对较高，特别是底部（样品 T-12）的白云岩明显高于上部地层（样品 T-1T-11）。两地相比，铜陵碳酸盐中微量元素(a，b)铜陵叶山剖面；(c，d)巢湖麒麟山剖面；Cal：方解石；Dol：白云石；Kln：高岭石；Ilt：伊利石；Qtz：石英图4 铜陵及巢湖黄龙船山组碳酸盐岩原样（a,c）及其酸不溶相（b,d）XRD图谱Fig.4 XRD patterns of the raw(a,c)and post-acid dissolution residues(b,d)of carbonates rocks from Huanglong and Chuanshan Formation in Tongling and Chaohu region(a)(c)(b)(d)高校地质学报2 9 卷 4 期520含量普遍高于巢湖，特别是成矿元素 Cu、Zn、Pb，铜陵碳酸盐中该元素平均含量分别约是巢湖的 2、3 和 17 倍，过渡族元素 Co、Ni、V 平均含量约为巢湖碳酸盐的 13 倍，显示铜陵碳酸盐岩成矿金属元素的显著富集，且可能为中生代铜多金属成矿提供部分物源。4 讨论4.1 沉积环境的氧化还原条件为了识别碳酸盐岩沉积环境特征，必须排除后期改造作用的影响。对海相碳酸盐岩来说，Mn/Sr比值是判别其受改造程度的有效指标（Veizer et al.,1983；Kaufman et al.,1997；Wang et al.,2016）。铜陵及巢湖碳酸盐岩样品相对富 Fe、Mn（表 1），贫Co、Ni（表 2），显示海相沉积特点。根据表 1 的MnO 含量换算为 Mn 含量，铜陵和巢湖样品 Mn 含量分别为 0.03%0.21%（平均 0.09%）、0.01%0.03%（平均 0.02%）；Sr 含量分别为 11210-637210-6（平均 24510-6）、55.710-683710-6（平均 308 10-6），且绝大多数样品的 Mn/Sr 比值小于 3（铜陵样品的 Mn/Sr 平均值为 2.22，巢湖样品的 Mn/Sr 平均值为 0.37），表明两地碳酸盐岩受改造作用较弱，其微量元素特征能够反映原始沉积环境信息。氧化还原条件是碳酸盐沉积环境的重要指标，利用变价元素（V、Cr、Mo、Ce 等）可以有效识别环境的氧化还原条件和程度（Ernst et al.,1970；(a)船山组中碎屑伊利石；(b)黄龙组自形高岭石；(c、d)黄龙组碎屑石英；(e、f)黄龙组白云岩草莓状黄铁矿；(g)船山组叶片状高岭石；(h)黄龙组碎屑高岭石、伊利石和石英；Py：黄铁矿；Kln：高岭石；Ilt：伊利石；Qtz：石英图5 铜陵（a-f）及巢湖（g,h）黄龙船山组碳酸盐岩酸不溶相SEM图像Fig.5 SEM images of the post-acid dissolution residues of Huanglong and Chuanshan carbonates from Tongling(a-f)and Chaohu(g,h)(a)(c)(e)(g)(b)(d)(f)(h)521王家宇等：铜陵矿集区上石炭统碳酸盐岩矿物学与地球化学的区域对比研究4 期Bryn et al.,1994；Jones et al.,1994；Tribovillard et al.,2006），其中重要的判别指标列于表 3。图 6a-c显示，除了一件铜陵样品（样品号 T-8，V/Cr=2.18）外，其他铜陵及巢湖的所有样品之 V/Cr、Ni/Co 和V/Sc 比值分别都低于“氧化环境”的最大值域 2、5、14（表 3），显示两地碳酸盐岩均为氧化环境化学沉淀产物。然而，铜陵地区样品三比值的均值（0.63、4.24、2.03）一致性显著高于巢湖地区三比值的均值（0.49、2.49、1.00），且前者是后者的 1.32 倍（表 3），从而表明，相对于巢湖而言，铜陵碳酸盐沉积环境相对贫氧。图 6d 及表 3 显示，除了一件样品（样品号 T-3）外，铜陵样品的(Cu+Mo)/Zn比值都低于“还原环境”的最大值域 0.21，而巢湖地区所有样品的该比值都大于 0.21，因而相对于巢湖地区，铜陵地区碳酸盐岩沉积环境具有偏还原的特点。此外，铜陵地区黄龙组底部白云岩层样品相比于同地区的上部黄龙船山组灰岩样品，具有更高的 V/Sc 值和更低的(Cu+Mo)/Zn 值，因而黄龙船山组沉积初期铜陵地区沉积环境应具更还原特点，此后氧化性增强。碳酸盐岩的 Fe、Mn 和 Ce 相关性也是沉积环境氧化还原的重要指示，因为氧化还原条件控制这些变价元素在沉积碳酸盐和铁锰氧化物中的分配，从而导致氧化环境下沉淀的碳酸盐中 Fe、Mn 与Ce 的含量具有一定正相关关系，而随着氧化性的降低相关性逐渐减弱（Bau et al.,2009；Tostevin et 表1 铜陵和巢湖黄龙船山组碳酸盐岩主量元素含量（wt%）数据表Table 1 The main element contents of Huanglong and Chuanshan Formations from Tongling and Chaohu(wt%)样号地点地层岩性CaOFe2O3MgOSiO2Al2O3K2OMnOLOITotalT-1铜陵叶山船山组灰岩54.80.130.360.170.02-0.0343.899.1T-2灰岩55.20.180.240.530.370.010.0242.899.3T-3灰岩55.40.130.620.380.120.030.0243.599.8T-4灰岩55.10.210.330.260.12-0.0543.199.1T-5黄龙组灰岩55.10.170.410.250.050.020.0743.299.1T-6灰岩54.90.190.460.190.020.020.0543.499.3T-7灰岩55.80.100.370.240.050.020.0742.899.2T-8灰岩55.00.230.250.460.300.010.1342.999.3T-9灰岩55.10.250.250.350.180.010.1343.199.3T-10灰岩55.00.110.230.170.09-0.0543.599.1T-11灰岩54.70.170.340.430.25-0.0843.399.2T-12白云岩43.10.7014.10.740.500.070.1644.399.8H-1巢湖麒麟山船山组灰岩54.80.250.340.130.03-0.0243.899.3H-2灰岩53.90.400.260.680.38-0.0243.099.1H-3灰岩53.80.390.240.980.670.010.0242.799.2H-4灰岩54.50.270.290.210.07-0.0243.899.1H-5灰岩53.90.440.270.620.40-0.0343.399.1H-6灰岩53.70.440.310.840.510.010.0343.399.2H-7黄龙组灰岩56.30.050.120.090.04-0.0143.199.6H-8灰岩53.60.390.120.640.170.01-43.899.0H-9灰岩54.70.150.120.140.030.00-43.898.8H-10灰岩55.60.120.170.080.05-0.0243.299.2H-11灰岩55.20.210.110.040.02-0.0143.699.2H-12灰岩55.30.190.140.060.02-43.399.1H-13灰岩55.30.150.120.060.02-0.0143.499.1H-14灰岩54.90.130.160.050.02-43.899.1H-15灰岩54.60.170.150.070.020.010.0143.999.0H-16灰岩56.30.080.140.080.050.010.0142.699.1H-17灰岩54.70.160.120.090.03-44.199.2H-18灰岩54.90.160.040.080.03-0.0243.899.2“-”表示低于检测限，下表同高校地质学报2 9 卷 4 期522表3 铜陵及巢湖黄龙船山组碳酸盐岩沉积环境指标统计表Table 3 Redox index of sedimentary environments in sedimentary rocks of the Huanglong-Chuanshan Formation from Tongling and Chaohu参数铜陵巢湖铜陵与巢湖均值比(灰岩)沉积环境灰岩白云岩灰岩氧化缺(贫)氧还原文献V/Cr0.342.18/0.63（11）0.800.081.13/0.49（18）1.294.25Ernst et al.,1970；Jones et al.,1994Ni/Co1.937.93/4.24（11）4.340.853.89/2.49（18）1.707Jones et al.,1994；Tribovillard et al.,2006V/Sc0.834.70/2.03（11）11.90.242.74/1.00（18）2.0330Kimura et al.,2001(Cu+Mo)/Zn0.080.42/0.15（11）0.090.220.38/0.27（18）0.560.630.21Hallberget al.,1982；Bryn et al.,1994注：数值项中，分子代表比值范围，分母为比值范围的平均值，括号数值为参与均值计算的样品数量（据表2编制）表2 铜陵及巢湖黄龙船山组碳酸盐岩微量元素含量数据表（10-6）数据表Table 2 The trace element contents of Huanglong and Chuanshan Formations carbonate rocks from Tongling and Chaohu(10-6)样号地点地层岩性VCrCoNiCuZnSrScBaPbTiMoCeT-1铜陵叶山黄龙组灰岩3.5910.21.015.349.2267.51902.254.5010.713273.635.07T-2灰岩2.387.021.342.594.7262.81212.866.066.3913282.797.69T-3灰岩4.3411.51.022.8833.384.43252.256.5510.313252.074.01T-4灰岩3.006.970.986.477.7079.72292.247.0218.313312.203.36T-5船山组灰岩7.2014.71.296.235.2573.42712.389.1940.613252.262.55T-6灰岩5.8615.20.983.166.8890.02632.2514.025.312442.144.60T-7灰岩9.666.880.792.294.2356.42332.0614.615.512451.973.85T-8灰岩3.911.800.861.797.0091.82152.4879.171.112612.103.55T-9灰岩4.7110.41.363.265.1885.13722.2653.525.512612.223.14T-10灰岩2.6814.30.986.515.2852.23152.4124.211.612902.094.13T-11灰岩3.188.260.987.7612.675.72992.1463.553.012702.181.79T-12白云岩18.022.62.6611.59.911301121.515.7222.87382.575.30H-1巢湖麒麟山船山组灰岩3.386.660.771.623.8824.36211.834.59-12941.712.91H-2灰岩2.164.103.2910.34.6128.42443.6419.29.9112742.3830.1H-3灰岩2.228.971.293.454.4528.12313.1120.82.3912502.1012.0H-4灰岩3.475.200.630.833.5017.53342.003.500.0412641.724.7H-5灰岩4.665.441.592.184.7624.24234.7921.82.3112391.8019.6H-6灰岩4.306.021.422.554.2826.73954.0313.62.9212411.8016.6H-7黄龙组灰岩0.732.760.710.943.6220.51852.692.331.3812651.6814.1H-8灰岩0.683.570.931.953.1722.61752.812.641.9313331.9012.8H-9灰岩0.824.910.701.783.9525.42052.423.751.3813342.068.8H-10灰岩1.541.170.831.334.9523.18372.373.460.3813181.964.5H-11灰岩1.3315.60.824.364.6226.61862.3812.31.6113301.954.70H-12灰岩1.695.750.701.935.0629.15731.712.651.6513142.431.24H-13灰岩3.505.140.502.897.2825.71811.634.000.5