豹皮灰岩是指一种形似云豹皮斑纹的石灰岩(翟淳，1961；陈云峰等，2007)，在我国古生代碳酸盐岩沉积中有不同程度的发育(陈战杰等，1991；武永强等，1995；李定龙等，1999；郝毅等，2012；龙刚等，2013；兰叶芳等，2015；冯诗海等，2015；董小波等，2015；王起琮等，2016)。在华北地区，豹皮灰岩几乎在所有寒武-奥陶系地层都有分布，在碳酸盐岩剖面中占有较大比例(贾振远等，1984)，这样的特点不是偶然的现象。虽然各地的豹皮灰岩薄厚可能不同，但其能够反映华北板块古生代初期沉积物形成时存在着共同或近似的地质条件，所以对豹皮灰岩的研究有助于分析研究区乃至整个华北区的沉积成岩环境及岩相古地理演化过程。

沉积岩中的地球化学特征容易受到物源、沉积环境、成岩作用等因素的影响，因此常被用来判别沉积环境，成为沉积岩研究中一个重要的研究领域(Marshall et al.，1992；Refsnider et al.，2014)。针对沉积岩的地球化学研究，目前主要通过主微量元素特征、稀土及同位素分布特征、特征元素的含量及比值等方面进行(Rudnick et al.，1993；Brasier et al.，2013；Tang et al.，2013)。

本文拟通过对皖北宿州地区寒武系豹皮灰岩进行采样及测试，从而分析其地球化学特征，约束其沉积环境，初步探讨豹皮灰岩成因机理。

1 地质背景

研究区在大地构造位置上属于华北地台南缘淮北陷褶断带，东临郯庐断裂带，南界为五-合深断裂，与蚌埠台拱相邻。在地层区划上，属华北地层区淮河地层分区淮北地层小区。研究区地层主要为震旦系、寒武系和奥陶系(图1)，其中寒武系岩性主要为开阔台地、局限台地相氧化环境下沉积的砂岩、页岩、灰岩和白云岩等，沉积厚度908～1015m，生物门类繁多，除华北型三叶虫外，尚有头足类、笔石、软舌螺、腹足类，腕足类、牙形石和藻类等(安徽省地质矿产局，1987)。寒武系由下而上依次为：下寒武统猴家山组、馒头组，中寒武统毛庄组、徐庄组、张夏组，上寒武统崮山组、长山组、凤山组，均为整合接触关系，界限清晰。豹皮灰岩在猴家山组和馒头组较为发育(图2)。

图1 研究区地理位置及地质简图Fig.1 Location andsimplified geological map of research area1-炒米店组；2-崮山组；3-张夏组；4-馒头组；5-猴家山组；6-张渠组；7-九顶山组；8-倪园组；9-早白垩世磨山单元花岗斑岩；10-花岗斑岩脉；11-辉绿玢岩脉；12-断裂带；13-逆断层；14-平移断层1-Chaomidian Formation;2-Gushan Formation;3-Zhangxia Formation;4-Mantou Formation;5-Houjiashan Formation;6-Zhangqu Formation;7-Jiudingshan Formation;8-Niyuan Formation;9-Moshan unit granite porphyry of Early Cretaceous Epoch;10-granite-por-phyry dyke;11-diabase prophyrite;12-fault zone;13-reverse fault;14-strike slip fault

2 样品岩石学特征及地球化学实验

研究区豹皮灰岩均呈中厚层-块状层，厚度稳定，整体上由豹斑和基质组成，分界清晰，常见方解石细脉。豹斑呈淡褐色或土黄色，多为白云石，结晶颗粒肉眼偶尔可识别，内部含基质碎块和球粒。基质呈灰黑色，由微晶灰岩组成。豹皮灰岩中豹斑和基质成分有差异，抗风化能力不同，所以风化面凹凸不平，豹斑相对突起，在岩石中呈云朵状、枝状、不规则长条状、网状等形状(图3)。

样品均采自宿州市夹沟镇八山地区寒武系猴家山组和馒头组。初步研究选取代表性样品6块进行测试。主量元素和微量元素测试均在武汉上谱分析科技有限责任公司测试完成，主量元素采用X射线荧光光谱仪测定，微量元素由电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)测定，测试精度优于5%。

3 测试结果

3.1 主量元素特征

图2 宿州地区寒武系地层柱状简图Fig.2 Stratigraphic column chart of the studied area and the distribution of samples1-页岩；2-石灰岩；3-鲕粒灰岩；4-叠层灰岩；5-豹皮灰岩；6-白云质灰岩；7-白云岩；8-长石石英砂岩；9-碎屑灰岩；10-砂质泥灰岩；11-藻灰岩；12-采样点位1-shale;2-limestone;3-oolitic limestone;4-laminated limestone;5-leopard limestone;6-dolomitic limestone;7-dolomite;8-feldspathic quartz sandstone;9-clastic limestone;10-sandy marlite;11-algal limestone;12-sampling location

研究区豹皮灰岩样品主量元素测试结果见表1，其中CaO含量最高，在40.05%～53.45%之间，平均为48.63%；其次为MgO，含量为1.64%～12.9%，平均为5.23%。其他元素中，SiO2含量为0.23%～2.17%，平均为1.12%；Al2O3含量为0.041%～0.56%，平均为0.31%；Fe2O3含量为0.072%～0.48%，平均为0.22%；TiO2含量为0.019%～0.041%，平均为0.03%；MgO/Al2O3为4.36～61.43，平均为24.27；MgO/CaO为0.03～0.32，平均为0.12。整体上反映了该区豹皮灰岩主要由方解石、白云石矿物组成，另外还含有少量的陆源碎屑矿物。