【摘要】：國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)內(nèi)蒙古滿都拉-錫林浩特地區(qū)晚古生代沉積巖進(jìn)行了大量研究,但對(duì)于該區(qū)域內(nèi)石炭紀(jì)-二疊紀(jì)碳酸鹽巖分布和古環(huán)境還沒(méi)有形成一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。晚古生代地層上覆地層較多,類型復(fù)雜,晚古生代碳酸鹽巖地層的分布及其形成時(shí)期的古環(huán)境是本次研究亟待解決的基礎(chǔ)問(wèn)題。通常將內(nèi)蒙古地區(qū)劃分為幾個(gè)大的單元進(jìn)行研究,或者針對(duì)某一地區(qū)的某一組進(jìn)行研究,這很難形成區(qū)域內(nèi)某一個(gè)層系統(tǒng)一的模式,就無(wú)法為沉積環(huán)境的研究提供更多的支持。通常可以根據(jù)碳酸鹽巖的碳、氧同位素及元素地球化學(xué)特征來(lái)分析古海水的溫度、鹽度以及古生產(chǎn)力等古海洋環(huán)境的變遷。但目前對(duì)于該區(qū)碳酸鹽巖的綜合地球化學(xué)特征的研究缺少系統(tǒng)性,并不能總結(jié)出該區(qū)石炭系-二疊系整體的地球化學(xué)特征及沉積環(huán)境。本文以本巴圖組-哲斯組碳酸鹽巖野外露頭研究、薄片鑒定、同位素地球化學(xué)和微量元素地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ),結(jié)合地質(zhì)學(xué)、古生物學(xué)、地球化學(xué)、碳酸鹽巖微相研究對(duì)內(nèi)蒙古滿都拉-錫林浩特地區(qū)石炭紀(jì)-二疊紀(jì)碳酸鹽巖沉積微相、同位素及微量元素地球化學(xué)特征進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。本巴圖碳酸鹽巖樣品中滿都拉和二連浩特地區(qū)多為泥晶灰?guī)r,未發(fā)現(xiàn)鮞粒,生物含量較多,種類有棘皮類、雙殼類、有孔蟲(chóng)類和海百合莖;阿木山組碳酸鹽巖樣品的特征較相似,多為亮晶灰?guī)r,未發(fā)現(xiàn)鮞粒,含砂屑和生物碎屑,生物種類較少,多為海百合;哲斯組碳酸鹽巖樣品多為亮晶灰?guī)r,含鮞粒,生物含量較多,種類有棘皮類、雙殼類、腕足類、腹足類、有孔蟲(chóng)類、層孔蟲(chóng)、珊瑚類和海百合莖,其中海百合、珊瑚和有孔蟲(chóng)類含量較多,藻類含有粗枝藻。本巴圖組-哲斯組水體變深,海洋范圍變大,從臺(tái)內(nèi)增大至局限海-斜坡,同時(shí)生物含量也增多。在碳、氧同位素和微量元素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分別對(duì)本巴圖組、阿木山組和哲斯組碳酸鹽巖樣品地球化學(xué)特征進(jìn)行分析。本巴圖組碳酸鹽巖樣品的δ~(13)C的平均值為1.37‰,阿木山組碳酸鹽巖樣品δ~(13)C平均值為3.26‰,哲斯組碳酸鹽巖樣品δ~(13)C平均值為2.62‰。δ~(13)C值由本巴圖組自至阿木山組先增大,后至哲斯組又減小。微量元素分析表明,本巴圖組、阿木山組和哲斯組樣品中Zr與Th均呈正相關(guān)關(guān)系,Er/Nd值都小于0.27,有些小于0.1;δCe與δEu的分布呈離散特征,δCe與ΣREE的分布也呈離散特征,都不存在正相關(guān)關(guān)系,所以稀土元素受后期成巖作用影響較小。應(yīng)用氧同位素值計(jì)算出本巴圖組古溫度為13.86℃~22.46℃,平均溫度為19.58℃;阿木山組古溫度值為11.58℃~24.16℃,平均溫度為16.75℃;哲斯組古溫度值為14.44℃~35.66℃,平均溫度為26.29℃。本巴圖組碳酸鹽巖Z值在121.76‰~134.69‰之間,阿木山組碳酸鹽巖Z值在124.24‰~136.27‰之間,哲斯組碳酸鹽巖Z值在117.11‰~135.55‰之間,所有值均大于120‰。樣品微量元素Sr/Ba的值基本都大于1,同時(shí)B/Ga的值基本都大于4.5,都指示了咸水環(huán)境。微量元素比值方法得出古鹽度的結(jié)果與同位素法分析結(jié)果相同,都為咸水環(huán)境。應(yīng)用U/Th、Ni/Co、V/Cr、V/(V+Ni)值來(lái)判斷研究區(qū)石炭系-二疊系碳酸鹽巖的氧化還原條件。本巴圖組U/Th0.75,Ni/Co7,V/Cr2;V/(V+Ni)0.5,δCe值均1,Ce_(anom)值均-0.1,均指示了氧化環(huán)境。阿木山組U/Th、Ni/Co、V/Cr、V/(V+Ni)值在達(dá)茂旗地區(qū)、蘇尼特右旗和西烏珠穆沁旗的大部分地區(qū)均指示了缺氧的還原環(huán)境。哲斯組U/Th、Ni/Co、V/Cr、V/(V+Ni)值在滿都拉地區(qū)和蘇尼特左旗地區(qū)指示了缺氧的還原環(huán)境,而在錫林浩特和西烏珠穆沁旗地區(qū)則指示了氧化環(huán)境。結(jié)合碳、氧同位素特征及古環(huán)境特征推斷出石炭紀(jì)-二疊紀(jì)古環(huán)境演化模式。本巴圖組處于冰期結(jié)束時(shí)期,溫度開(kāi)始升高,冰川開(kāi)始融化,海平面也開(kāi)始上升,但處于氧化環(huán)境中;阿木山組經(jīng)歷了另一個(gè)冰期,導(dǎo)致溫度下降,鹽度升高,δ~(13)C和δ~(18)O都升高;而哲斯組可能經(jīng)歷了多次環(huán)境的變化使古溫度和古鹽度整體升高。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 2.1 滿都拉-錫林浩特地區(qū)石炭紀(jì)-二疊地層出露分布圖（據(jù)杜添添，2018）2.1 地層概況內(nèi)蒙古區(qū)域廣闊，中、新生代和古生代都有發(fā)育。中、新生代的三疊系在鄂爾多
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P534.4;P618.13

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本文編號(hào)：2602896