本文關(guān)鍵詞：中國西北地區(qū)中生代疊錐構(gòu)造特征及其沉積環(huán)境解釋

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【摘要】：疊錐作為最引人入勝的地質(zhì)現(xiàn)象之一,兩個多世紀(jì)以來,因其奇特的構(gòu)造引起了許多地質(zhì)學(xué)家的關(guān)注。疊錐構(gòu)造因其內(nèi)部由大小不等的直圓錐同軸或錯落疊置組成而得名,其分布十分廣泛,幾乎在全世界的各個地區(qū)從震旦紀(jì)至白堊紀(jì)的各類沉積巖中都有出現(xiàn),其中以鈣質(zhì)疊錐最為常見。我國多處沉積盆地,如吐哈盆地、柴達(dá)木盆地、鄂爾多斯盆地、沁水盆地湖相細(xì)粒沉積物中均發(fā)現(xiàn)有鈣質(zhì)疊錐構(gòu)造,但針對其所做的研究工作卻極少。本文重點以鄂爾多斯盆地東北部和巴音戈壁盆地測老廟坳陷為研究區(qū),通過野外露頭實測、手標(biāo)本觀察、光薄片觀察、X衍射分析、陰極發(fā)光照相、掃描電鏡照相等方法,對鄂爾多斯盆地、測老廟坳陷侏羅系及白堊系地層中產(chǎn)出的疊錐結(jié)核內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征及分布規(guī)律進(jìn)行了綜合分析和對比,分析總結(jié)了疊錐發(fā)育規(guī)模及形態(tài)特征與同沉積環(huán)境之間的關(guān)系,并對疊錐構(gòu)造的形成機制進(jìn)行了整理和推測,論證了疊錐構(gòu)造對沉積環(huán)境的指示意義。在鄂爾多斯盆地東北部研究區(qū),疊錐構(gòu)造在侏羅系延安組和直羅組中都有發(fā)育,其中以延安組含煤巖系中產(chǎn)出的體積碩大、層位穩(wěn)定、形態(tài)精美且保存完好。延安組疊錐構(gòu)造的主巖以產(chǎn)于泥巖、砂質(zhì)泥巖中的鈣質(zhì)結(jié)核和薄層鈣質(zhì)巖層為主,通常在某一穩(wěn)定層位中不連續(xù)地群體產(chǎn)出。神木地區(qū)考考烏素溝延安組第Ⅱ成因地層單元第二個小層序的同一層暗色泥巖中,每隔一段距離就可見到大小不一的疊錐結(jié)核。疊錐結(jié)核整體呈透鏡狀產(chǎn)出,風(fēng)化后顯蜂巢狀,錐體碩大,與周圍的泥巖界線清晰。體積最大的疊錐結(jié)核體長度可達(dá)3m,寬約1.5m,最厚處可達(dá)0.9m最小的結(jié)核水平剖面直徑約0.4m,最厚處為0.25m。疊錐結(jié)核內(nèi)部呈現(xiàn)出明顯的不均一性,疊錐層由大小不等的直圓錐同軸或錯落疊置組成,其厚度與其賦存的結(jié)核體規(guī)模具有一定的關(guān)系。大錐內(nèi)部包含著無數(shù)個小錐,錐頂指向結(jié)核中心,呈斜列的層,邊緣部位暴露的復(fù)錐錐頂高低錯落。錐體高度多在5cm左右,錐底呈不規(guī)則的圓形,直徑2-3cm,有的錐底部為向內(nèi)凹的喇叭形,而另外一些錐底則外凸呈渾圓狀。圓錐頂角變化較大,通常在30。-60。之間,但同軸套疊的圓錐頂角基本一致,繼承性好。錐的內(nèi)側(cè)面有肋骨形的環(huán)脊和環(huán)窿,縱向上呈一級級的階梯狀。環(huán)脊和環(huán)窿在錐底附近最顯著,間隔較大,越靠近頂部則越細(xì),到頂部附近時就變得很細(xì)而不清楚了；此外錐體外面上還有縱向的相互平行的細(xì)紋,均平行于錐軸。疊錐構(gòu)造不僅發(fā)育于鈣質(zhì)結(jié)核的表面,還發(fā)育于薄層鈣質(zhì)巖層的上表面,錐軸垂直于巖層,錐體頂角朝下。直羅組湖相細(xì)粒沉積物中發(fā)育的疊錐總體而言相較于延安組來說規(guī)模較小、形態(tài)較不規(guī)則,但在其中發(fā)現(xiàn)了發(fā)育在鈣化木表面的疊錐構(gòu)造。在巴音戈壁盆地測老廟坳陷西部研究區(qū)內(nèi),鈣質(zhì)疊錐結(jié)核的規(guī)模很大,出露結(jié)核中最大的長275cm、寬156cm、高126cm；最小的直徑不足半米。疊錐構(gòu)造發(fā)育于結(jié)核外側(cè),呈放射狀,直圓錐錐頂指向結(jié)核中心。圓錐頂角變化不大,通常在20°-40°之間。錐底部為喇叭形或外凸呈渾圓狀,錐的內(nèi)側(cè)面有肋骨形的棱和溝槽。錐面上有縱向的相互平行的細(xì)紋。從疊錐結(jié)核的斷面上可觀察到不少花崗巖的碎塊被包裹其中,碎塊大小不一,棱角分明。與鄂爾多斯盆地東北部分流間灣沉積環(huán)境中發(fā)育的疊錐構(gòu)造相比,測老廟坳陷西部巴音戈壁組出露的疊錐結(jié)核中疊錐層厚度較小,方解石含量相對較低,碎屑顆粒含量相對較高,內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對雜亂。在新疆的伊犁盆地野外考察的過程中也發(fā)現(xiàn)了疊錐構(gòu)造,其發(fā)育于早侏羅世三工河組濱淺湖相細(xì)粒沉積物中,宏觀形態(tài)與鄂爾多斯盆地東北部分流間灣沉積環(huán)境中發(fā)育的疊錐構(gòu)造十分相似。疊錐構(gòu)造的主巖以產(chǎn)于泥巖、砂質(zhì)泥巖中的鈣質(zhì)結(jié)核和薄層鈣質(zhì)巖層為主,通常在某一穩(wěn)定層位中不連續(xù)地群體產(chǎn)出,與圍巖界線清晰。各個研究區(qū)的疊錐結(jié)核內(nèi)部都表現(xiàn)出明顯的不均一性。在鄂爾多斯盆地東北部研究區(qū),體積較大的疊錐結(jié)核A可分為上、中、下三層,疊錐結(jié)核中層的塊狀灰?guī)r在鏡下的形態(tài)顯得極不規(guī)則,淺灰色的纖維狀方解石與黑色的粘土質(zhì)充填物雜亂地分布,結(jié)核上、下的疊錐層鏡下形態(tài)規(guī)律性十分明顯。疊錐結(jié)核內(nèi)部各層的形態(tài)特征相差很大,但在礦物成分及各成分含量上幾乎沒有變化,疊錐內(nèi)部絕大部分由方解石組成,泥質(zhì)充填物主要為綠泥石和伊利石,其中混雜有石英、長石等礦物顆粒。在上、下疊錐層錐體縱切面上可見明顯的“V”字型或“W”字型紋層,纖維狀方解石呈錐形套疊,具波狀消光。方解石晶體呈柱狀定向排列,粗約50μm,長0.5-lmm。黑色物質(zhì)為粘土質(zhì)充填物,含量較少,主要為綠泥石和伊利石,在掃描電鏡下可觀察到暗層中的綠泥石呈片狀團簇在一起。在錐體側(cè)部邊緣處,方解石晶體排列方向同錐面斜交或近一致。在橫切面上,可見大小不等的同心圓構(gòu)造,呈泡沫狀。疊錐內(nèi)部泥質(zhì)充填物除了組成了疊錐內(nèi)部紋層中的暗層,有的還形成較為粗大、肉眼即可見的泥質(zhì)充填,邊緣呈十分規(guī)則的鋸齒狀,且其中一般會有破裂的痕跡,包含有石英、長石等礦物顆粒。在巴音戈壁盆地測老廟坳陷西部研究區(qū)內(nèi),以疊錐結(jié)核C1為例,該結(jié)核從宏觀形態(tài)上可分為四個期次。由結(jié)核中心向外,第Ⅰ期次為褐色泥晶灰?guī)r,分為兩個部分,內(nèi)部結(jié)構(gòu)均一致密,可見褐黃色斑點,方解石含量相對較高,在60%左右。第Ⅰ期次至第Ⅳ期次為疊錐灰?guī)r,方解石成分相對第Ⅰ期次較少,均為50%左右。第Ⅱ期次為褐紅色灰?guī)r,結(jié)構(gòu)較為致密,宏觀上不見疊錐構(gòu)造形態(tài),鏡下可見方解石呈纖維狀且出現(xiàn)明顯定向性,見“V”字形套疊紋層,有石英、長石、巖屑等碎屑物質(zhì)被包裹在紋層中；第Ⅲ期次灰?guī)r與第Ⅱ期次灰?guī)r相似,呈褐紅色,結(jié)構(gòu)相對于第Ⅱ期次灰?guī)r稍顯疏松,宏觀上不見疊錐構(gòu)造形態(tài),鏡下可見方解石呈纖維狀,但內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均一,羽狀形態(tài)集合體與“V”字形紋層交替出現(xiàn)；第Ⅳ期次疊錐灰?guī)r呈褐紅色,結(jié)構(gòu)非常疏松,宏觀上可見典型的疊錐構(gòu)造,鏡下可見鋸齒狀裂隙較大且等間距出現(xiàn),纖維狀方解石定向性極好。除內(nèi)含的少量石英、長石及巖屑顆粒外,結(jié)核各個期次樣品在陰極發(fā)光顯微鏡下皆呈均一的棕紅色,不具微量元素分異和析出的成巖色帶�？赏茰y疊錐結(jié)核的形成是由內(nèi)向外逐步、分階段進(jìn)行的,且從結(jié)核內(nèi)部花崗巖碎屑被纖維狀方解石纏繞包裹的現(xiàn)象可推測疊錐結(jié)核的形成應(yīng)晚于花崗巖風(fēng)化殼的形成。疊錐構(gòu)造的發(fā)育與同沉積環(huán)境關(guān)系密切,且水深對其發(fā)育規(guī)模的影響極為明顯。疊錐構(gòu)造發(fā)育的原生沉積環(huán)境為水深約5-30m的濱淺湖及與其水深相對應(yīng)、與湖泊相連通的分流間灣、廢棄分流河道和三角洲前緣。在同等水深、鹽度的條件下,分流間灣這樣相對封閉且離陸源更近的環(huán)境比濱淺湖這樣相對開放的的環(huán)境更易發(fā)育疊錐構(gòu)造。此外,同沉積期水體的動蕩、水體中碎屑顆粒的增多會對疊錐構(gòu)造的發(fā)育起到一定的抑制作用,水體相對平靜、潔凈的同沉積環(huán)境可能更有利于疊錐結(jié)核的發(fā)育�？梢�,鈣質(zhì)疊錐構(gòu)造指示了一種淺覆水且水體相對低能、潔凈的同沉積環(huán)境。結(jié)合自身和前人研究,提出了疊錐構(gòu)造的成因機制解釋,認(rèn)為其形成于同沉積期-早成巖期,可以分為三個發(fā)育演化階段。
【關(guān)鍵詞】：疊錐 沉積環(huán)境 鄂爾多斯盆地 測老廟坳陷
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P552;P534.4
【目錄】：

• 作者簡介6-8
• 摘要8-11
• ABSTRACT11-17
• 第一章 緒論17-24
• §1.1 選題的來源、目的和意義17-18
• 1.1.1 選題來源17
• 1.1.2 選題目的及意義17-18
• §1.2 選題研究目標(biāo)、研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題18-20
• 1.2.1 研究目標(biāo)18
• 1.2.2 研究內(nèi)容18-20
• 1.2.3 擬解決的關(guān)鍵問題20
• §1.3 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案20-22
• 1.3.1 研究方法20-21
• 1.3.2 技術(shù)路線21-22
• §1.4 主要工作量22-24
• 第二章 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀24-32
• §2.1 國外研究現(xiàn)狀24-29
• §2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀29-32
• 第三章 區(qū)域地質(zhì)概況32-45
• §3.1 研究區(qū)地理位置32-34
• §3.2 區(qū)域構(gòu)造背景34-40
• 3.2.1 重點研究區(qū)Ⅰ--鄂爾多斯盆地區(qū)域構(gòu)造背景34-37
• 3.2.2 重點研究區(qū)Ⅱ--巴音戈壁盆地測老廟坳陷區(qū)域構(gòu)造背景37-40
• §3.3 地層發(fā)育特征40-45
• 3.3.1 重點研究區(qū)Ⅱ--鄂爾多斯盆地地層發(fā)育特征40-42
• 3.3.2 重點研究區(qū)Ⅱ--巴音戈壁盆地測老廟坳陷地層發(fā)育特征42-45
• 第四章 疊錐構(gòu)造的形態(tài)特征及物質(zhì)成分45-60
• §4.1 疊錐構(gòu)造宏觀形態(tài)特征45-52
• 4.1.1 重點研究區(qū)Ⅰ--鄂爾多斯盆地東北部疊錐構(gòu)造宏觀形態(tài)特征45-49
• 4.1.2 重點研究區(qū)Ⅱ--測老廟坳陷西部疊錐構(gòu)造宏觀形態(tài)特征49-50
• 4.1.3 輔助研究區(qū)疊錐構(gòu)造宏觀形態(tài)特征50-51
• 4.1.4 小結(jié)51-52
• §4.2 疊錐構(gòu)造微觀形態(tài)特征與物質(zhì)成分構(gòu)成52-60
• 4.2.1 重點研究區(qū)Ⅰ--鄂爾多斯盆地東北部疊錐構(gòu)造微觀形態(tài)特征與物質(zhì)成分構(gòu)成52-55
• 4.2.2 重點研究區(qū)Ⅱ--測老廟坳陷西部疊錐構(gòu)造微觀形態(tài)特征與物質(zhì)成分構(gòu)成55-58
• 4.2.3 輔助研究區(qū)疊錐構(gòu)造微觀形態(tài)特征與物質(zhì)成分構(gòu)成58-59
• 4.2.4 小結(jié)59-60
• 第五章 疊錐構(gòu)造發(fā)育的沉積環(huán)境解釋60-85
• §5.1 各研究區(qū)疊錐構(gòu)造沉積環(huán)境60-83
• 5.1.1 重點研究區(qū)Ⅰ--鄂爾多斯盆地東北部疊錐構(gòu)造沉積環(huán)境60-75
• 5.1.2 重點研究區(qū)Ⅱ--測老廟坳陷西部疊錐構(gòu)造沉積環(huán)境75-81
• 5.1.3 輔助研究區(qū)疊錐構(gòu)造沉積環(huán)境81-83
• §5.2 疊錐構(gòu)造發(fā)育特征與同沉積環(huán)境的關(guān)系83-84
• §5.3 小結(jié)84-85
• 第六章 疊錐構(gòu)造的成因討論85-90
• 第七章 主要結(jié)論和認(rèn)識90-92
• 致謝92-93
• 參考文獻(xiàn)93-97

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1015761