白云岩化过程中锶含量变化及锶同位素分馏特征与意义

白云岩的87Sr/86Sr值是判识其形成流体性质及来源的重要指标,也被广泛用于古海水87Sr/86Sr值演化和地层学研究。因此,白云岩化作用对87Sr/86Sr有无影响及其影响程度直接关系到对87Sr/86Sr值地质意义的解释,但目前尚未见到对这一问题的系统研究。下扬子地区宜兴葛山剖面发育灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩及白云岩的系列层序,为研究白云岩化过程中锶的地球化学行为提供了良好素材。通过对该剖面锶元素含量及锶同位素组成系统分析,发现随白云岩化程度的增强,锶含量显著降低,从1 358μg/g一直下降到94μg/g,而87Sr/86Sr值却不断升高,由0.708 019升高到0.708 182。分析前人发表的数据,发现这种演化特征具有一定的普遍性,因此这很可能与锶在白云岩化过程中的地球化学行为有关。进一步分析认为,在白云岩化过程中,随着Ca被Mg的大量交代,以类质同像形式存在的Sr也随之流失,导致Sr含量降低。另一方面,受质量效应的制约,在上述过程中,质量偏轻的86Sr更易迁出,从而造成87Sr/86Sr值相对增大。因此,在应用白云岩的87Sr/86Sr值判断白云岩化流体来源、建立古海水87Sr/86Sr演化曲线和分析白云岩地层年代时,必须考虑白云岩化作用对碳酸盐岩87Sr/86Sr的影响,才能得到符合客观实际的认识。