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钾质斑脱岩是一种由火山灰在海相碱性环境下蚀变而来的产物，它作为一种极为难得的时间、事件标志层，在古火山活动、地层年代学及地层对比等研究中具有重要意义。湘中、湘西地区分布的下志留统周家溪群是一套斜坡-盆地相的巨厚陆源碎屑复理石沉积。本文从岩石学、矿物学、年代学及地球化学等方面对湖南益阳下志留统周家溪群碎屑岩地层内存在的多个粘土岩层进行了研究，确定这些粘土岩层为钾质斑脱岩。进一步对其火山灰物质来源及产出的构造背景进行了详细的分析研究，主要得到了以下的一些结论和认识:
通过对周家溪群内出露的粘土岩层的野外宏观产出特征及微观尺度岩矿特征的分析研究，确定其主要由伊利石及少量高岭石等粘土矿物组成，是一类由火山灰蚀变而成的钾质斑脱岩。通过对周家溪群内钾质斑脱岩中锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年研究，获得了周家溪群同沉积火山灰形成的钾质斑脱岩的年龄为（442.2±1.9）Ma，时代定为早志留世，首次为周家溪群地层提供了可靠的年代学依据。这一年龄值是华南地区测得的奥陶系/志留系界线附近的又一个可靠的同位素年龄，有助于相关地层的对比研究;也为奥陶纪-志留纪之交时期在华南地区发生的大规模火山事件增添了一把可靠的时间标尺，为探讨该时期华南的大地构造背景提供了可靠的年代学信息。
华南各处广泛分布奥陶纪-志留纪之交时期的钾质斑脱岩说明华南在早古生代末期受到大规模火山活动的影响。对这些钾质斑脱岩进行了初步的地球化学方面的分析，旨在判定其形成的构造环境。对这些钾质斑脱岩的源岩恢复显示为中酸性岩浆性质，在Rb-(Y+Nb)和Nb-Y构造环境判别图解上，显示出华南地区奥陶纪-志留纪之交时期的钾质斑脱岩产出的构造环境不同于同时期秦岭地区的岛弧环境，而与当时华南所处的构造环境类似。结合前人的研究资料，对这些钾质斑脱岩的物质来源进行了系统分析，初步认为形成现今华南各处广泛分布的奥陶纪-志留纪之交时期钾质斑脱岩的火山灰物质来源于扬子地块南东方向而不是北面的秦岭岛弧地区。根据已有的地质事实和综合前人的研究成果分析，认为钾质斑脱岩的原岩产自一种活动大陆边缘岛弧环境，与板块的俯冲和碰撞作用有关。
运用相关板块动力学模式解释了周家溪群复理石及相关黑色/暗色岩系组合的成因。根据黑色/暗色岩系组合与钾质斑脱岩耦合产出的特征，结合华南目前并未发现确凿证据的加里东期蛇绿岩套及较大规模的火山岩等地质事实综合分析，本文推测奥陶纪-志留纪时期在华夏地块的南东方向可能存在另一古老大洋板块，正是由于这个古老大洋板块在早古生代末期对华南古板块持续的俯冲、碰撞作用导致了大规模的火山喷发活动，喷发出来的火山物质经过搬运和一系列地质作用后，形成了现今华南各处广泛分布的晚奥陶世-早志留世钾质斑脱岩。