为了明确渤海湾盆地上古生界泥岩中微量元素及稀土元素的特征及其地质意义,研究团队应用电感耦合等离子质谱法对渤海湾盆地的36个泥岩样品进行了深入测试。这些测试结合了露头、岩芯、薄片、全岩X射线衍射和黏土矿物X射线衍射等多种分析方法,对研究区上古生界泥岩的发育特征、岩石成分、微量元素和稀土元素的参数与空间分布规律进行了详细探讨。

研究结果表明,渤海湾盆地上古生界泥岩的微量元素含量与上地壳相似,但稀土元素则相对富集,且轻稀土和重稀土之间的分异特征明显。特别是在杂色泥岩中,由于受到风化淋滤作用的改造,其岩性呈现出铝土岩或铝土质泥岩的特征,而岩石中的微量元素和稀土元素因活化迁移而出现异常值,沉积时的元素信息已部分被破坏。

从本溪组到山西组,泥岩中稀土元素含量逐渐升高,但下石盒子组的稀土元素含量较山西组有所降低。随后,从下石盒子组到上石盒子组奎山段,稀土元素含量又逐渐升高。Sr/Ba比值的变化反映了晚古生代期间海侵作用由发展到衰退的过程,以及间歇性的海泛现象。研究还发现,物源区的构造背景具有活动大陆边缘的特征,主要岩性为沉积岩、花岗岩和碱性玄武岩,且地层时代具有先变老后变新的特点。沉积速率自本溪组至上石盒子组奎山段逐渐增加,尤其在下石盒子组顶部的杂色泥岩中,微量元素及稀土元素含量的变化尤为显著。