鄂爾多斯盆地北部侏羅系泥巖地球化學(xué)特征:物源與古沉積環(huán)境恢復(fù)
發(fā)布時間:2021-01-10 20:46
鄂爾多斯盆地北部侏羅系泥巖地球化學(xué)特征記錄了當(dāng)時重要的地質(zhì)信息。通過對該區(qū)中侏羅統(tǒng)直羅組及延安組泥巖的X射線熒光常量元素分析以及ICP-MS微量、稀土元素分析對其源區(qū)構(gòu)造背景、源巖屬性進行了綜合研究。與此同時,根據(jù)泥巖典型地球化學(xué)參數(shù)的垂向變化對其古沉積環(huán)境進行了恢復(fù)。研究結(jié)果表明:盆地北部侏羅系沉積巖與北鄰陰山—大青山—烏拉山地區(qū)前寒武紀古老基底的片麻巖、麻粒巖、孔茲巖等變質(zhì)巖系以及各時代侵入巖具有較大的親緣性,是其主要物源。源區(qū)構(gòu)造背景主要是與大陸島弧相關(guān)的活動大陸邊緣。Sr/Cu、Rb/Sr、CIA、Sr/Ba、V/(V+Ni)、Ceanom等泥巖地球化學(xué)指標的垂向變化特征對古沉積環(huán)境的反演表明,從延安期→直羅組沉積早期→直羅組沉積晚期,古氣候由溫濕氣候逐漸變得越來越干旱,水體古鹽度整體上由微咸水相的淡水環(huán)境逐漸向半咸水相的淡水環(huán)境轉(zhuǎn)變,古氧化還原環(huán)境為水體分層不強的還原環(huán)境。
【文章來源】:沉積學(xué)報. 2017,35(03)北大核心
【文章頁數(shù)】:16 頁
【部分圖文】:
研究區(qū)及周緣地質(zhì)圖與采樣位置
的不均勻構(gòu)造抬升,延長組頂部遭受較強剝蝕并造就了高低起伏的侵蝕地貌,進而奠定了早侏羅世富縣—延安期的古地貌格局以及沉積相的分布[21]。在延安組地層沉積末期,盆地抬升、沉積間斷,使延安組與上覆直羅組之間形成侵蝕不整合面[1],不整合面之上的直羅組在盆地北部常發(fā)育一套可對比的直羅組底礫巖,而在不整合面之下的延安組頂部則發(fā)育一套白色砂巖(圖2),兩者均為盆地北部重要的地層劃分對比標志層[22]。在中侏羅世直羅—安定期,盆地構(gòu)造環(huán)境總體較為穩(wěn)定[1]。進入晚侏羅世,受該時期燕山運動的影響,盆地北部普遍存在侏羅系與上覆白堊系的不整合接觸[1,23-24]。1.2盆地北緣地層沉積特征鄂爾多斯盆地北緣古老結(jié)晶基底主要為太古代—元古代多套變火山—沉積巖構(gòu)成的古老變質(zhì)巖系[25],該基底地層主要出露于大青山—烏拉山、色爾騰山、陰山以及狼山等地區(qū),其巖性主要由太古代集寧群的麻粒巖、片麻巖及角閃巖,烏拉山群的片麻巖、角閃巖及深變質(zhì)巖系,元古代色爾騰山群的片麻巖、混合巖,二道凹群的大理巖及綠片巖,渣爾泰山群的石英巖及變質(zhì)砂礫巖等組成(表1)。大營鈾礦床位于鄂爾多斯盆地北部伊盟隆起中部的杭錦旗地區(qū)(圖1c),其北部與河套斷陷盆地接壤,東側(cè)與東勝鈾礦床毗鄰。區(qū)內(nèi)地層整體為一向西南緩傾的單斜構(gòu)造。中侏羅統(tǒng)直羅組是區(qū)內(nèi)重要的砂巖型鈾礦賦礦層位,根據(jù)直羅組內(nèi)部巖性變化特征,可將其分為上段(J2z2)和下段(J2z1)兩段,下段(J2z1)進一步可細分為上、下兩個亞段,鈾礦化主要集中分布在下亞段(J2z1-1)。直羅組沉積時期水體較淺,巖性整體較為單調(diào),早期以辮狀河沉積為主,中晚期以曲流河沉積為主[1],該組巖性以中粗粒砂?
的常量元素判別圖解投點結(jié)果表明,盆地北部源區(qū)構(gòu)造背景主要為活動大陸邊緣。圖3杭錦旗地區(qū)侏羅系泥巖K2O/Na2O-SiO2判別圖解(本圖的數(shù)據(jù)已經(jīng)過燒失量校正,底圖據(jù)文獻[29])Fig.3K2O/Na2O-SiO2discriminationdiagramoftheJurassicmudstonesinHangjinqiarea(datahavebeenrectifiedbyLOI,afterreference[29])3.2微量—稀土元素特征與源區(qū)構(gòu)造背景微量—稀土元素在沉積成巖過程中比較穩(wěn)定,在水中溶解度低且滯留時間短,因而能快速進入細粒沉積物,使細粒沉積物可以較好的反映物源區(qū)地球化學(xué)信息[28,30]。Bhatia[30]總結(jié)的4種不同構(gòu)造環(huán)境(大洋島虎大陸島虎活動大陸邊緣、被動大陸邊緣)下的雜砂巖稀土元素特征可以歸納為:構(gòu)造背景為大洋島弧的雜砂巖,其源區(qū)是未切割的巖漿弧,稀土元素特征為低稀土總量、弱的輕稀土富集以及基本無Eu的負異常;構(gòu)造背景為大陸島弧的雜砂巖,其源區(qū)是切割的巖漿弧,稀土元素特征為較高稀土總量、中等輕稀土富集以及弱的Eu負異常;來自活動大陸邊緣和被動大陸邊緣的雜砂巖,其源區(qū)分別為上隆的基底及克拉通內(nèi)部構(gòu)造高地,且具有高稀土總量、高輕稀土富集以及較為明顯的Eu負異常。對于相同構(gòu)造背景之下的泥巖和雜砂巖,泥巖的∑REE含量要高出雜砂巖的20%左右,因此將泥巖稀土元素特征參數(shù)除以1.2則為同沉積期雜砂巖的對應(yīng)參數(shù)值,該校正后的稀土元素參數(shù)值可直接與Bhatia總結(jié)的4種構(gòu)造環(huán)境下的雜砂巖稀土元素特征參數(shù)進行對比[17]。通過稀土元素特征參數(shù)的綜合對比分析發(fā)現(xiàn)(表3),直羅組及延安組泥巖稀土元素特征值均與活動大陸邊緣背景下的稀土元素特征值最為相似,并且物源來自上隆的基底。Bhatiaetal.[31]根據(jù)La、Th、Sc、Co、Zr等更具
【參考文獻】:
期刊論文
[1]內(nèi)蒙古大青山地區(qū)古元古代早期榴云片麻巖(大青山表殼巖)深熔作用:地質(zhì)、鋯石年代學(xué)和地球化學(xué)研究[J]. 馬銘株,董春艷,徐仲元,謝士穩(wěn),劉敦一,萬渝生. 巖石學(xué)報. 2015(06)
[2]鄂爾多斯盆地中—晚侏羅世構(gòu)造事件的沉積響應(yīng)[J]. 李振宏,董樹文,馮勝斌,渠洪杰. 地球?qū)W報. 2015(01)
[3]中國北方古亞洲構(gòu)造域中沉積型鈾礦形成發(fā)育的沉積-構(gòu)造背景綜合分析[J]. 焦養(yǎng)泉,吳立群,彭云彪,榮輝,季東民,苗愛生,里宏亮. 地學(xué)前緣. 2015(01)
[4]華北北緣大青山小井溝巖體年代學(xué)、地球化學(xué)和Hf同位素特征及其地質(zhì)意義[J]. 莫南,郭磊,童英,王濤,劉江,李建波. 北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(06)
[5]鄂爾多斯盆地東北部直羅組砂巖巖石學(xué)特征與鈾礦化關(guān)系研究[J]. 易超,韓效忠,李西得,張康,陳心路. 高校地質(zhì)學(xué)報. 2014(02)
[6]南天山中段上石炭統(tǒng)碎屑巖巖石學(xué)、地球化學(xué)、重礦物和鋯石年代學(xué)特征及其對物源區(qū)、構(gòu)造演化的約束[J]. 李雙應(yīng),楊棟棟,王松,萬秋,王道軒. 地質(zhì)學(xué)報. 2014(02)
[7]華北板塊北緣古大洋閉合時間的限定——來自四子王旗西后壕子同碰撞花崗巖的證據(jù)[J]. 孟慶鵬,賀元凱,張文,吳泰然,鄭榮國,徐操,張昭昱. 地質(zhì)通報. 2013(11)
[8]華北板塊北緣中段早中二疊世的構(gòu)造屬性:來自花崗巖類鋯石U-Pb年代學(xué)及地球化學(xué)的制約[J]. 王挽瓊,徐仲元,劉正宏,趙慶英,蔣孝君. 巖石學(xué)報. 2013(09)
[9]鄂爾多斯盆地東勝地區(qū)砂巖型鈾礦源區(qū)及其構(gòu)造背景分析——來自碎屑鋯石U-Pb年齡及Hf同位素的證據(jù)[J]. 王盟,羅靜蘭,李杪,白雪晶,程辰,閆遼偉. 巖石學(xué)報. 2013(08)
[10]閩西南地區(qū)晚三疊-中侏羅世沉積巖礦物和元素地球化學(xué)特征:對盆地構(gòu)造背景轉(zhuǎn)變的約束[J]. 許中杰,程日輝,王嘹亮,張莉,沈艷杰,于振鋒. 巖石學(xué)報. 2013(08)
博士論文
[1]鄂爾多斯盆地直羅—安定期原盆恢復(fù)[D]. 趙俊峰.西北大學(xué) 2007
本文編號:2969383
【文章來源】:沉積學(xué)報. 2017,35(03)北大核心
【文章頁數(shù)】:16 頁
【部分圖文】:
研究區(qū)及周緣地質(zhì)圖與采樣位置
的不均勻構(gòu)造抬升,延長組頂部遭受較強剝蝕并造就了高低起伏的侵蝕地貌,進而奠定了早侏羅世富縣—延安期的古地貌格局以及沉積相的分布[21]。在延安組地層沉積末期,盆地抬升、沉積間斷,使延安組與上覆直羅組之間形成侵蝕不整合面[1],不整合面之上的直羅組在盆地北部常發(fā)育一套可對比的直羅組底礫巖,而在不整合面之下的延安組頂部則發(fā)育一套白色砂巖(圖2),兩者均為盆地北部重要的地層劃分對比標志層[22]。在中侏羅世直羅—安定期,盆地構(gòu)造環(huán)境總體較為穩(wěn)定[1]。進入晚侏羅世,受該時期燕山運動的影響,盆地北部普遍存在侏羅系與上覆白堊系的不整合接觸[1,23-24]。1.2盆地北緣地層沉積特征鄂爾多斯盆地北緣古老結(jié)晶基底主要為太古代—元古代多套變火山—沉積巖構(gòu)成的古老變質(zhì)巖系[25],該基底地層主要出露于大青山—烏拉山、色爾騰山、陰山以及狼山等地區(qū),其巖性主要由太古代集寧群的麻粒巖、片麻巖及角閃巖,烏拉山群的片麻巖、角閃巖及深變質(zhì)巖系,元古代色爾騰山群的片麻巖、混合巖,二道凹群的大理巖及綠片巖,渣爾泰山群的石英巖及變質(zhì)砂礫巖等組成(表1)。大營鈾礦床位于鄂爾多斯盆地北部伊盟隆起中部的杭錦旗地區(qū)(圖1c),其北部與河套斷陷盆地接壤,東側(cè)與東勝鈾礦床毗鄰。區(qū)內(nèi)地層整體為一向西南緩傾的單斜構(gòu)造。中侏羅統(tǒng)直羅組是區(qū)內(nèi)重要的砂巖型鈾礦賦礦層位,根據(jù)直羅組內(nèi)部巖性變化特征,可將其分為上段(J2z2)和下段(J2z1)兩段,下段(J2z1)進一步可細分為上、下兩個亞段,鈾礦化主要集中分布在下亞段(J2z1-1)。直羅組沉積時期水體較淺,巖性整體較為單調(diào),早期以辮狀河沉積為主,中晚期以曲流河沉積為主[1],該組巖性以中粗粒砂?
的常量元素判別圖解投點結(jié)果表明,盆地北部源區(qū)構(gòu)造背景主要為活動大陸邊緣。圖3杭錦旗地區(qū)侏羅系泥巖K2O/Na2O-SiO2判別圖解(本圖的數(shù)據(jù)已經(jīng)過燒失量校正,底圖據(jù)文獻[29])Fig.3K2O/Na2O-SiO2discriminationdiagramoftheJurassicmudstonesinHangjinqiarea(datahavebeenrectifiedbyLOI,afterreference[29])3.2微量—稀土元素特征與源區(qū)構(gòu)造背景微量—稀土元素在沉積成巖過程中比較穩(wěn)定,在水中溶解度低且滯留時間短,因而能快速進入細粒沉積物,使細粒沉積物可以較好的反映物源區(qū)地球化學(xué)信息[28,30]。Bhatia[30]總結(jié)的4種不同構(gòu)造環(huán)境(大洋島虎大陸島虎活動大陸邊緣、被動大陸邊緣)下的雜砂巖稀土元素特征可以歸納為:構(gòu)造背景為大洋島弧的雜砂巖,其源區(qū)是未切割的巖漿弧,稀土元素特征為低稀土總量、弱的輕稀土富集以及基本無Eu的負異常;構(gòu)造背景為大陸島弧的雜砂巖,其源區(qū)是切割的巖漿弧,稀土元素特征為較高稀土總量、中等輕稀土富集以及弱的Eu負異常;來自活動大陸邊緣和被動大陸邊緣的雜砂巖,其源區(qū)分別為上隆的基底及克拉通內(nèi)部構(gòu)造高地,且具有高稀土總量、高輕稀土富集以及較為明顯的Eu負異常。對于相同構(gòu)造背景之下的泥巖和雜砂巖,泥巖的∑REE含量要高出雜砂巖的20%左右,因此將泥巖稀土元素特征參數(shù)除以1.2則為同沉積期雜砂巖的對應(yīng)參數(shù)值,該校正后的稀土元素參數(shù)值可直接與Bhatia總結(jié)的4種構(gòu)造環(huán)境下的雜砂巖稀土元素特征參數(shù)進行對比[17]。通過稀土元素特征參數(shù)的綜合對比分析發(fā)現(xiàn)(表3),直羅組及延安組泥巖稀土元素特征值均與活動大陸邊緣背景下的稀土元素特征值最為相似,并且物源來自上隆的基底。Bhatiaetal.[31]根據(jù)La、Th、Sc、Co、Zr等更具
【參考文獻】:
期刊論文
[1]內(nèi)蒙古大青山地區(qū)古元古代早期榴云片麻巖(大青山表殼巖)深熔作用:地質(zhì)、鋯石年代學(xué)和地球化學(xué)研究[J]. 馬銘株,董春艷,徐仲元,謝士穩(wěn),劉敦一,萬渝生. 巖石學(xué)報. 2015(06)
[2]鄂爾多斯盆地中—晚侏羅世構(gòu)造事件的沉積響應(yīng)[J]. 李振宏,董樹文,馮勝斌,渠洪杰. 地球?qū)W報. 2015(01)
[3]中國北方古亞洲構(gòu)造域中沉積型鈾礦形成發(fā)育的沉積-構(gòu)造背景綜合分析[J]. 焦養(yǎng)泉,吳立群,彭云彪,榮輝,季東民,苗愛生,里宏亮. 地學(xué)前緣. 2015(01)
[4]華北北緣大青山小井溝巖體年代學(xué)、地球化學(xué)和Hf同位素特征及其地質(zhì)意義[J]. 莫南,郭磊,童英,王濤,劉江,李建波. 北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(06)
[5]鄂爾多斯盆地東北部直羅組砂巖巖石學(xué)特征與鈾礦化關(guān)系研究[J]. 易超,韓效忠,李西得,張康,陳心路. 高校地質(zhì)學(xué)報. 2014(02)
[6]南天山中段上石炭統(tǒng)碎屑巖巖石學(xué)、地球化學(xué)、重礦物和鋯石年代學(xué)特征及其對物源區(qū)、構(gòu)造演化的約束[J]. 李雙應(yīng),楊棟棟,王松,萬秋,王道軒. 地質(zhì)學(xué)報. 2014(02)
[7]華北板塊北緣古大洋閉合時間的限定——來自四子王旗西后壕子同碰撞花崗巖的證據(jù)[J]. 孟慶鵬,賀元凱,張文,吳泰然,鄭榮國,徐操,張昭昱. 地質(zhì)通報. 2013(11)
[8]華北板塊北緣中段早中二疊世的構(gòu)造屬性:來自花崗巖類鋯石U-Pb年代學(xué)及地球化學(xué)的制約[J]. 王挽瓊,徐仲元,劉正宏,趙慶英,蔣孝君. 巖石學(xué)報. 2013(09)
[9]鄂爾多斯盆地東勝地區(qū)砂巖型鈾礦源區(qū)及其構(gòu)造背景分析——來自碎屑鋯石U-Pb年齡及Hf同位素的證據(jù)[J]. 王盟,羅靜蘭,李杪,白雪晶,程辰,閆遼偉. 巖石學(xué)報. 2013(08)
[10]閩西南地區(qū)晚三疊-中侏羅世沉積巖礦物和元素地球化學(xué)特征:對盆地構(gòu)造背景轉(zhuǎn)變的約束[J]. 許中杰,程日輝,王嘹亮,張莉,沈艷杰,于振鋒. 巖石學(xué)報. 2013(08)
博士論文
[1]鄂爾多斯盆地直羅—安定期原盆恢復(fù)[D]. 趙俊峰.西北大學(xué) 2007
本文編號:2969383
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