扬子陆块西缘寒武系砂岩的物源分析:对古地理位置重建和构造背景的指示

扬子陆块西缘寒武系主要为一套碎屑岩-碳酸盐岩的岩石组合,前人研究多认为形成于相对稳定的克拉通盆地。但同时期出现的大陆岩浆作用显然与前期认定的克拉通盆地性质不符,需要借助扬子西缘的物质来源探讨构造背景。基于野外露头等资料,本文通过对扬子陆块西缘会泽和会东附近寒武系3件砂岩样品进行重矿物分析、电气石电子探针和碎屑锆石U-Pb测年分析,确定扬子西缘寒武纪沉积物的源区;并结合沉积序列等综合探讨扬子陆块西缘寒武纪的构造背景。沉积序列表明,扬子西缘寒武系沧浪铺组、西王庙组和二道水组主要由砂岩和白云岩等组成,沉积环境为滨岸—潮坪。细—粗砂岩碎屑颗粒为次棱角状—次圆状,分选较差;碎屑组分主要为石英,岩屑几乎全部为燧石,长石含量较少。测试分析结果表明:重矿物分析指示扬子西缘寒武系砂岩重矿物主要由锆石、赤—褐铁矿、电气石、钛铁矿、金红石、磷灰石等组成,重矿物组合指示岩浆岩为其主要母岩;电气石电子探针分析结果表明,物源主要来自于贫锂花岗岩和变砂岩、变泥岩;碎屑锆石测年分析表明物源区母岩主要为983~540 Ma岩浆岩。碎屑锆石年龄对比等综合分析表明,寒武系沉积物部分源自康滇古陆983~708 Ma的岩浆岩和变沉积岩,部分源自冈瓦纳大陆东非造山带663~540 Ma的岩石,物源区岩石经历再旋回产物作用。扬子西缘寒武系的沉积序列、碎屑锆石年龄谱图和碎屑组成等特征综合分析表明,扬子陆块西缘寒武系形成于前陆盆地。

鄂尔多斯盆地陇东地区长8油层组物源分析

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组沉积物来源,尤其是西部物源争议较大。为探究陇东地区延长组中长8油层组的物源,对陇东地区周缘母岩的特征、碎屑岩中轻重矿物和岩屑组合特征,以及古水流和稀土元素对比分析,对研究区长8油层组的物源进行了总结。结果表明:研究区长8油层组轻矿物、岩屑、重矿物物源分区表现出较好的一致性;油层组受多个物源控制,主要为西南和东北物源,次要为西北、西部和南部物源,各个物源在樊家川-华池-安置农场一带汇聚;延长期沉积走廊与鄂尔多斯盆地具有一定的连通性,西部物源供给以河西走廊源区为主,海源古隆起为辅,二者叠加影响。

山西地堑系太原盆地晚新生代沉积环境演化及物源分析

【目的】山西地堑系因其独特的大地构造位置成为研究中国东部晚新生代变形的热点地区,然而受露头剖面的局限,目前少有报道地堑系盆地完整的沉积环境演化的工作,对进一步认识地堑系演化过程造成了困难。【方法】通过太原盆地ZK01钻孔揭露的约8.1 Ma以来的详细沉积记录,开展了沉积环境和物源分析工作。【结果和结论】沉积环境分析表明太原盆地经历了河流—三角洲/湖泊—河流的沉积环境演化过程,其中分别在5.8~4.4 Ma和2.2~1.6 Ma发育两期覆盖整个太原盆地的湖泊。物源分析表明在5.8 Ma前后存在物源转变。5.8 Ma以前物源主要来自东部太行山脉的侏罗系石英砂岩;5.8 Ma以后物源转为以三叠系长石砂岩为主,同时吕梁山北部的变质岩和火山岩碎屑进入盆地,表明汾河开始流入太原盆地。太原盆地沉积环境演化与区域古气候和构造的关系,表明盆地的湖泊扩展过程主要受构造沉降控制,是青藏高原东向扩展作用的构造—地貌响应。

柴达木盆地北缘东段中侏罗统物源分析——来自重矿物、元素地球化学及碎屑锆石年代学的证据

【目的】柴达木盆地北缘东段地区广泛出露侏罗纪残留地层。由于后期强烈改造,该地区侏罗纪原型盆地被严重破坏,其残留凹陷原始沉积关系、原型盆地发育及展布规律一直是学术界的研究热点。【方法】通过对该地区中侏罗统碎屑岩样品的重矿物Q型聚类分析、全岩地球化学以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,进行了系统物源分析,并结合古构造背景、地层与沉积相特征,对该地区侏罗纪原型盆地进行了初步探讨。【结果与结论】(1)中侏罗世,可将研究区划分为5个沉积体系,各沉积区重矿物组合、全岩地球化学以及碎屑锆石年龄特征相异;(2)研究区物源母岩主要为中—酸性岩浆岩,混有不同程度的再旋回沉积岩;(3)物源区岩石的成因以大陆岛弧和活动大陆边缘为主,且普遍受到两期岩浆事件(200~300 Ma和400~500 Ma)的影响;(4)研究区与潜在物源区特征对比显示,A区物源主要来自柴北缘构造带,少量物源来自欧龙布鲁克古地块;B区物源主要来自北偏东方向的南祁连地体;C区和D区物源主要来自近物源供给,推测为北方向的古隆起;E区物源主要来自东部东昆仑鄂拉山附近;(5)研究区在大煤沟组第五段时期,发育多个小型分隔型湖盆,而到了大煤沟第七段时期,小柴旦—红山地区和霍布逊地区湖盆连通,成为统一湖盆。研究结果对于了解柴达木盆地侏罗纪演化,指示青藏高原北缘盆山体系的相互作用以及指导柴北缘东段油气勘探具有科学意义。

秋里塔格地区库车组下段砂岩岩石地球化学特征及物源分析

秋里塔格地区位于新疆塔里木盆地库车坳陷南缘,上新统库车组下段为其重要的赋矿层位,然而对其物源分析的研究仍较为薄弱。文章自西向东选取区内已发现较好矿化线索不同地段的库车组下段砂岩样品,进行岩石岩相学及岩石地球化学分析,结合现有地质资料,探讨该区域物源补给特征及规律。研究结果表明,该地层主要由砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、粗砂岩、粉砂岩以及泥岩等组成,磨圆以次棱角-次圆状为主,具有近源沉积特征,西起喀拉玉儿滚东至盐水沟,岩屑含量逐渐增多,石英及长石组分减少,粒度逐渐变细。岩石地球化学分析结果显示,砂岩自西向东具有SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、K_(2)O、Na_(2)O以及FeO等含量逐渐降低,轻稀土相对富集、重稀土相对亏损以及具有明显的Eu负异常等特征。综上所述,秋里塔格库车组下段砂岩的碎屑组分在横向上变化较为明显,总体而言具有“西粗东细”的特征,物源主要为中酸性花岗岩,沉积岩及火山岩次之,且对各地段的物源贡献自西向东逐渐减小;原岩主要形成于被动大陆边缘构造背景;南天山为研究区北西侧主要蚀源区,提供物源、铀源及有利地球化学环境。

淮河流域颍河上游河谷沉积物物源分析

通过详细的野外考察,在淮河流域颍河上游的河谷地段见到具有典型代表性的完整沉积剖面,进一步对其进行野外宏观分层描述并每隔2 cm进行高分辨率采样,带回实验室进行分析。采用粒度端元分析手段,分析了地层剖面的物源问题。分析结果表明:本区黄土物源和黄土高原典型黄土有所不同,区域东北风作用下近源的风沙流沉积物占了相当份额;依据粒度端元分析,沉积动力组分主要由3部分组成,分别代表了风化成壤改造作用下的产物、东亚冬季风作用下从西北荒漠搬运而来的粉尘物质以及东北风作用下从近源搬运而来的黄泛沉积物;在不同的时期,沉积作用动力强弱有明显的变化,表明了全新世以来区域季风气候对全球气候变化的响应过程。研究对淮河流域颍河上游局部河谷沉积物物源组成特点进行了量化分析,这对于深入理解淮河上游沉积物物源及全新世以来其季风作用下的地表过程演变特征具有重要的科学意义。

沙巴地区新生代碎屑岩物源分析及构造意义:锆石年代学和Lu-Hf同位素组成约束

沙巴地区位于印度‒澳大利亚、太平洋和菲律宾海板块交汇区,其发育的新生代沉积对理解婆罗洲北部的沉积‒构造演化具有重要意义。本文对沙巴北部始新世‒中新世碎屑岩开展岩石学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素研究,结果表明:该套碎屑岩包括岩屑石英砂岩和长石岩屑石英砂岩,其中始新统Trusmadi组碎屑锆石年龄主要峰值为160 Ma和120 Ma,对应年龄群(185~145 Ma和140~100 Ma)的εHf(t)值分别为–15.6~+14.8和+0.6~+12.2,表明源区新生地壳物质贡献明显。始新统‒中新统Crocker组碎屑锆石年龄主要峰值为248 Ma,次要峰值为1860 Ma、438 Ma、280 Ma和120 Ma,主要年龄群(265~220 Ma)的εHf(t)值为–11.9~+9.9。中新统Kudat组的碎屑锆石年龄集中在120 Ma、εHf(t)值(+1.8~+9.0)均为正值,次要峰值174 Ma。本次研究认为Trusmadi组砂岩物源主要受控于越南大叻带和婆罗洲西部中生代花岗质岩及古晋带再循环沉积物,Crocker组主要源自婆罗洲西部和马来半岛东部中生代火成岩,以及沙巴本身。Kudat组砂岩物源主要来自沙巴蛇绿岩及部分巴拉望陆块的再循环沉积物。此外,少量始新世岩浆成因碎屑锆石暗示沙巴地区存在始新世与古南海板块俯冲相关的岩浆作用。

基于碎屑重矿物物源分析的苏北盆地上新世-第四纪盆地演化

新生代以来,苏北盆地广泛发育一套连续沉积的松散陆源地层,蕴含丰富的古环境信息,该地层对研究新构造运动控制下的盆地演化及河流水系发育具有重要意义.本文应用宽广粒级分析方法,对苏北盆地上新世地层中的碎屑重矿物开展定量分析,探讨其物源来重建盆地演化过程.结果表明,苏北盆地上新统中的重矿物组合为绿帘石褐铁矿钛铁矿,特征矿物为石榴石,指示沉积物主要来源于苏北盆地周边(滨海隆起、宁镇山脉)和长江下游地区(皖南、江淮、浙江).苏北盆地从上新世晚期开始重矿物发生突变,上覆的第四系沉积物中的重矿物表现出明显的广流域物源特征,与现代长江河流表层沉积物物源相似.由此推断,随着新构造运动的持续,长江下游沉积中心从上新世开始逐渐由苏北盆地向南转移,逐渐演变成近现代的三角洲沉积体系.

南祁连盆地哈拉湖坳陷中二叠世早期气候变化与物源分析

采用沉积岩石学、元素地球化学等方法对南祁连盆地哈拉湖坳陷中二叠世沉积环境演化进行了分析。研究样品来自盆地内天页2井岩芯样品,深度379.0~418.48m,对样品进行主微量元素数据分析,以Sr/Cu值、MgO/CaO值、Al_(2)O_(3)/MgO值、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)值、CIA值、黏土矿物含量指标为依据,分析哈拉湖地区中二叠世气候变化;以稀土元素指标分析哈拉湖地区中二叠世的物质来源。结果表明,哈拉湖地区中二叠世早期处于温暖湿润的气候环境下,沉积物质来源于活动大陆边缘的玄武岩。

东海盆地西湖凹陷平北地区平湖组碎屑岩中碎屑锆石年龄信息及物源分析

西湖凹陷是东海陆架盆地内重要的含油气凹陷,平湖组作为西湖凹陷的重要勘探价值的层段。然而对于西湖凹陷平北地区区域物源性质与分布、物源区带等问题讨论较少。本次研究通过平湖斜坡带平湖组岩屑分析、重矿物分析及高精度锆石定年分析,确定西湖凹陷平北地区砂岩中碎屑锆石来源,探讨平湖组物源体系分布、演化规律。平北地区四口井锆石年龄呈现为多峰特征,即中生代、晚古生代、中元古代和古元古代,其中锆石表面年龄主体位于太-元古代。综合分析,认为平湖斜坡带的物源主要来自于西部的海礁凸起,主要划分为T构造区、B构造和过渡区及K构造区三个区带。

陆源沉积岩物源分析研究进展与发展趋势

陆源沉积岩物源分析对于古地理重建、古环境与古气候恢复、沉积盆地分析、沉积矿产预测、大地构造背景分析及盆山耦合研究等均具有重要意义。在大量文献调研的基础上,本文总结了沉积学方法、岩石学方法、重矿物方法、元素地球化学方法、地质年代学方法、粘土矿物学方法、化石及生标化合物方法及地球物理学方法等传统的物源分析方法及其研究进展;并介绍了近年来出现的磁性矿物学方法、矿物颗粒微形貌分析等物源分析新方法。由此展望了物源分析的发展趋势:随着新技术新方法的不断涌现,物源分析将从传统方法向现代测试技术的转化,从单一方法到多方法的综合运用,从单一学科走向多学科联合交叉,从定性分析向定量分析发展。

南黄海沉积物常量元素组成及物源分析

通过对南黄海295个站位沉积物样品的常量元素含量分析,研究了南黄海沉积物常量元素组成的R-型聚类分析、R-型因子分析及与物质来源的关系。南黄海沉积物常量元素Al2O3、MgO、K2O、Fe2O3分布基本相似;SiO2分布与Al2O3、MgO、K2O、Fe2O3分布相反;中、西部CaO、CaCO3分布与黄河、长江物源有明显关系;Na2O分布与黄河物质供给有关;TiO2分布反映了长江物质的运移方向。现代黄河物质及老黄河物质主要沉积于南黄海的西部、中部和东南部;海区东部物质反映来自朝鲜半岛物质的对南黄海东部的作用。长江物质主要局限于南黄海的西南和南部区域沉积;TiO2和Ti/Al分布反映了长江物质可能对南黄海中部区域也有所影响。

物源分析方法的综合运用——以苏北盆地高邮凹陷泰一段地层为例

目前高邮凹陷深层勘探以寻找岩性油气藏为主,准确预测岩性体储层是寻找油气藏的关键,而对岩性体做出准确的预测,需要对沉积时期的物源做出准确的判断。利用重矿物法、碎屑岩类分析法、沉积法对高邮凹陷的物源进行了分析。重矿物的相关性分析及R型聚类分析表明本区存在南北两大物源;碎屑岩类分析法表明本区物源来自再旋回造山带,砾岩和岩屑的分析表明本区也存在南北两大物源;沉积法表明本区除了南北两大物源外,还存在一个来自盆地西部菱塘低凸起的次级物源。结果表明:高邮凹陷泰一段沉积时期,存在3个方向的物源,分别来自凹陷南部的通扬隆起、北部的建湖隆起、西部的菱塘低凸起,物源对凹陷的贡献的大小也如上隆起顺序依次递减。

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组物源分析

根据重矿物组合、古流向和碎屑颗粒粒度等资料,对鄂尔多斯盆地上三叠统延长组物源区的母岩性质、物源方向及演变特征等进行了分析。结果表明:延长组沉积物主要来自两种类型的母岩,即深变质的结晶片岩和片麻岩、浅海相碎屑岩及碳酸盐岩;在延长组沉积早中期,主要物源来自北部和西南两个方向,而延长组沉积晚期,西南方向物源占优势,北部物源的影响明显减弱,而且物源南北分布特征明显。

鄂尔多斯东北部山西组—上石盒子组砂岩特征及物源分析

鄂尔多斯盆地东北部二叠系山西组-上石盒子组砂岩的碎屑组分、岩屑类型、石英阴极发光、重矿物组合、古流向的研究结果显示,物源为盆地北面阴山古陆中元古界变质岩和沉积岩组成的早期盖层,以及古元古界和太古宇变质岩组成的结晶基底。砂岩组分的Dickinson三角图解表明,物源总体来自再旋回造山带,含有混合区(切割弧)和火山物质成分。这些结果揭示了华北板块和西伯利亚板块缝合过程的拉张-挤压旋回,由此形成具有明显旋回性的物源供给。在此过程中,每一演化阶段中所形成的超长期旋回的早期阶段,都对应着相对构造活跃时期和强物源供应期。

鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿直罗组物源分析及其铀成矿意义

鄂尔多斯盆地北部直罗组原生灰色砂岩具有高铀背景值的特征，在层间氧化阶段砂岩同沉积期富集的铀元素遭受氧化迁出构成该区铀成矿的重要铀源。本文对鄂尔多斯盆地北部铀矿区直罗组砂岩进行了碎屑锆石U—Pb定年、重矿物和古水流分析，深入分析了该区直罗组的沉积物源，并探讨了富铀砂岩的成因。结果显示：矿区直罗组砂岩碎屑锆石U—Pb年龄主要集中在251～308Ma，322～354Ma，1529～2182Ma，2200～2632Ma四个年龄区间；富Mn钛铁矿、锆石、磷灰石和榍石的重矿物组合指示物源主要为中酸性岩浆岩；通过与源区对比分析认为铀矿区直罗组物源主要来自盆地之北的乌拉山-大青山地区和狼山东部地区的新太古代、古元古代和晚古生代中酸性岩浆岩及新太古代、古元古代变质岩。结合源区岩体铀含量特征分析，发现晚古生代中酸性岩浆岩相对于源区其它岩体强烈富集铀元素，是研究区直罗组高铀背景值砂岩形成发育的主要原因。晚古生代中酸性岩浆岩的形成与古亚洲洋的演化密切相关，其分布特征可以作为中东亚成矿域内盆地铀资源远景预测的重要依据。

青藏高原东缘晚新生代大邑砾岩的物源分析与水系变迁

成都盆地晚新生代碎屑沉积物的快速堆积是青藏高原东缘强烈隆升的产物,同时为青藏高原东缘晚新生代的隆升提供了强有力的证据。文章以盆地底部的大邑砾岩作为研究切入点,详细研究了它的物源区,以深化对青藏高原东缘晚新生代隆升过程的理解。通过砾石成分统计、砂岩薄片鉴定、重矿物分析以及古流向恢复等方面的研究表明,成都盆地北部和南部的大邑砾岩分别受不同的物源区和河流所控制。其中北部的大邑砾岩受控于出口在都江堰南约4km处向南流的河流所控制,其物源区为玉堂镇以西、汶川-茂汶断裂以东的流域范围内。而南部的大邑砾岩则主要受向东流的古青衣江的控制,其物源区即为现代青衣江流域。大邑砾岩的物源分析表明晚新生代期间岷江和青衣江都曾发生河流改道。

川西坳陷中段上三叠统须家河组砂岩特征及物源分析

通过薄片鉴定、扫描电镜、阴极发光和X-衍射等技术手段,研究了川西坳陷中段上三叠统须家河组砂岩的物质成分及结构特征,分析了砂岩的成分成熟度和结构成熟度,并按成分-成因分类方法划分了砂岩的岩石类型。利用Dickinson三角图分析砂岩组分得知研究区的多物源特征;重矿物组合及石英阴极发光颜色反映大邑地区须二和须三时期母岩类型为酸性岩浆岩,须四时期母岩类型为沉积岩,而丰谷—鸭子河地区须家河时期母岩类型以沉积岩和变质岩为主。综合分析研究区须二时期物源主要来自于龙门山隆起北段、南段岛链以及康滇古陆;须三时期继承了须二时期物源方向;须四时期及其后物源来自隆起的龙门山古陆。在物源分析的基础上,结合龙门山的造山运动,分析了研究区须家河组时期的沉积演化特征。

苏北盆地高邮凹陷马家嘴地区古近系戴南组物源分析

综合运用碎屑岩类分析法、重矿物法、沉积法三类物源分析方法对苏北盆地高邮凹陷马家嘴地区戴南组的物源进行了分析。马家嘴地区母岩岩性以火成岩为主,其次为变质岩和沉积岩,其中中酸性火成岩的分布范围要比基性火成岩分布范围广,变质岩以中—低级变质岩为主,深成岩较少。对研究区内各层段砂岩类型、岩屑类型及含量变化、砂岩百分含量、地层厚度、沉积相展布、重矿物稳定系数、重矿物组合、ZTR指数和重矿物指数等资料的研究结果表明,戴南组沉积时期马家嘴地区各个区块具有不同的物源方向,马8区块沉积物主要来自菱塘桥低凸起方向,部分来自通扬隆起;马31区块沉积物来自菱塘桥低凸起方向,古河流发生迁移;马33区块沉积物来自通扬隆起。

鄂尔多斯盆地东胜地区直罗组砂岩的地球化学特征与物源分析

沉积岩物源分析对揭示盆地砂体展布、物质组成、储集层性质及砂岩型铀矿床铀源等科学问题具有重要的意义。对取自鄂尔多斯盆地东北部8个钻井中的中侏罗统直罗组砂岩进行了详细的岩石学和地球化学研究,试图鉴别岩石的源区和形成的构造环境。研究表明,砂岩以中粗粒杂砂岩为主,其w(SiO2)值及w(Al2O3)/w(SiO2)值中等到较高,w(K2O)值相对较高,Fe2O3、MgO、TiO2含量较低,暗示碎屑物质的富长英质、贫镁铁质特征。Nb、Ta、Ti、P等不活动元素的强烈亏损和K、Rb、Sr、Ba等LILE的富集,共同指示源区具有明显的俯冲带的特征;而w(TFe2O3+MgO)-w(TiO2)、w(TFe2O3+MgO)-w(Al2O3)/w(SiO2)、w(Th)-w(Sc)-w(Zr)/10、w(Th)-w(Co)-w(Zr)/10等判别特征则表明砂岩源区岩石可能形成于大陆弧-活动大陆边缘环境。而且,在球粒陨石标准化分配模式中,LREE强烈富集,HREE无明显分异、有着较平坦的曲线,Eu无异常或表现为弱的正、负异常;在PAAS标准化曲线中,轻重稀土均无明显分异,仅Eu表现为明显正异常。本区直罗组砂岩与华北北缘显生宙闪长岩-花岗闪长岩有着很强的亲缘性。