【摘要】：本文以焦作地區(qū)出露的太原組為研究對象,以沉積學(xué)、礦物學(xué)、古生物地層學(xué)、鋯石年代學(xué)等基礎(chǔ)地質(zhì)理論為指導(dǎo),參考國內(nèi)外灰?guī)r和碎屑巖的最新的研究成果,通過對焦作地區(qū)出露的太原組的灰?guī)r、碎屑巖和硅質(zhì)巖進(jìn)行野外露頭觀察、垂向上的系統(tǒng)采樣,進(jìn)行化石鑒定、光學(xué)顯微鏡下薄片觀察、鋯石U-Pb測年和鋯石Hf同位素等地質(zhì)學(xué)方法的測試,并開展對該地區(qū)太原組沉積特征、沉積序列、沉積環(huán)境和物源區(qū)等方面的研究。本文運(yùn)用LA-ICP-MS碎屑鋯石U-Pb年齡測定和原位Hf同位素測試分析,結(jié)合原巖恢復(fù)和碎屑搬運(yùn)方式,判斷物源區(qū)及其性質(zhì)和沉積環(huán)境。結(jié)果表明,焦作地區(qū)太原組總體的碎屑鋯石主要由峰值為~295Ma的海西期巖漿鋯石(280~359Ma)、峰值為~446Ma加里東期巖漿鋯石(377~523Ma)和前寒武紀(jì)巖漿鋯石或巖漿鋯石的變質(zhì)增生鋯石(546~3373Ma)所組成。海西期的鋯石和加里東期的鋯石晶棱明顯,震蕩環(huán)帶清晰,未經(jīng)受明顯的磨蝕,顯示出離物源區(qū)較近的特征;而前寒武紀(jì)鋯石多渾圓狀,除極少數(shù)鋯石有清晰的震蕩環(huán)帶,大多數(shù)鋯石的震蕩環(huán)帶都較模糊或沒有震蕩環(huán)帶。焦作地區(qū)太原組海西期鋯石的~(176)Hf/~(177)Hf值為0.282203~0.282935,平均值為0.282379,ε_(Hf)(t)為-13.3~11.6,平均值為-7.5,T_(DM2)年齡為562~2354Ma;加里東期鋯石的~(176)Hf/~(177)Hf值為0.282131~0.282932,平均值為0.282471,ε_(Hf)(t)為-12.7~14.5,平均值為-1.1,T_(DM2)為480~2444Ma;前寒武紀(jì)鋯石的~(176)Hf/~(177)Hf值為0.281064~0.282457,平均值為0.281781,ε_(Hf)(t)為-15.9~10.7,平均值為-1.2,T_(DM2)年齡為1199~4843Ma。太原組的底部第一和第二旋回的灰?guī)r均含有加里東期和海西期的鋯石,而第一旋回的夾層泥灰?guī)r和第二旋回的層狀硅質(zhì)巖僅含有加里東期的鋯石;第五旋回和第六旋回的灰?guī)r和碎屑巖則均轉(zhuǎn)變?yōu)橐院Ｎ髌阡喪癁橹?僅含有少量的加里東期鋯石,說明隨著構(gòu)造運(yùn)動和海侵作用的進(jìn)行,秦嶺造山帶逐漸降低,對南華北盆地提供的沉積物比例逐漸減少。鋯石的攜帶方式應(yīng)為成熟度較低的巖漿巖碎屑,是由快速海侵造成的較強(qiáng)水動力搬運(yùn)并快速沉積的,海侵作用主要來自于華北板塊的東部。太原組中的灰?guī)r層是由強(qiáng)水動力將位于盆地東部的生物礁上的造礁生物、附礁生物和包含有海西期碎屑鋯石(峰值為~295Ma)的巖漿巖碎屑搬運(yùn)至盆地內(nèi)部以雜亂、破碎的方式沉積于陸表海的潮坪上,并對下部巖層造成沖刷,而沉積的;灰?guī)r中的加里東期巖漿鋯石(峰值為~446Ma)和前寒武紀(jì)鋯石主要來源于華北板塊南部北秦嶺造山帶加里東期中-酸性花崗質(zhì)侵入巖和被侵入的該區(qū)的主要變質(zhì)地層——寬坪群、二郎坪群和秦嶺群,是由到達(dá)北秦嶺造山帶山前地區(qū)的強(qiáng)海侵作用的海水回流作用快速搬運(yùn)至研究區(qū)內(nèi)。太原組灰?guī)r中的碎屑巖夾層主要是由海水的回流作用帶來的秦嶺造山帶的巖漿巖碎屑和前寒武紀(jì)變質(zhì)巖碎屑沉積形成的,也含有少量懸浮在水中的來自于盆地東部的海西期巖漿巖碎屑。太原組灰?guī)r中生物碎屑有明顯的粒序?qū)永砗筒顚永?結(jié)合鋯石是由強(qiáng)烈海侵引起的強(qiáng)水動力帶來的,相互印證了太原組沉積時期的水動力很強(qiáng)。太原組灰?guī)r即為在一次次強(qiáng)烈海侵作用下沉積的,每一層灰?guī)r代表著一次強(qiáng)烈的海侵過程;而灰?guī)r都是由下部的厚層狀過渡到層狀,說明每次灰?guī)r沉積,海侵強(qiáng)度會逐漸減弱;而整個太原組從下到上,灰?guī)r中的薄灰?guī)r層數(shù)越來越多,碎屑巖夾層越來越厚,說明太原組沉積時期的整體水動力條件是越來越弱的,也就是造成太原組沉積的海侵作用強(qiáng)度越來越弱。
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P512.2
【圖文】：

本文技術(shù)路線圖

焦作地區(qū)太原組野外露頭觀測位置（底圖為河南省地質(zhì)簡圖）

太原組第一旋回灰?guī)r樣品1571-1（1011-1）碎屑鋯石CL圖像及U-Pb年齡

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2762470