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。

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。

中亚造山带北山下—中二叠统物源分析及古地理意义

甘蒙北山地区位于中亚造山带中段南端,该区广泛出露的海相二叠系是中亚造山带最年轻的海相沉积之一,是解析古亚洲洋晚期演化的理想载体。然而,北山地区的物源学数据分布不均衡、缺少统计对比,直接限制了学界对古亚洲洋古地理结构的探讨。本文在贯穿北山地区中部至南部的8条剖面中获得了681个碎屑锆石U-Pb年龄和192个Hf同位素数据;在等时地层对比的基础上,统计计算了北山地区已发表的下—中二叠统碎屑锆石数据,重建了区域古地理面貌。早—中二叠世,红石山洋向南俯冲至旱山地块之下,形成了黑鹰山弧和弧后裂谷盆地。该盆地北侧的物源分别来自于旱山地块的前寒武纪基底(926~775 Ma)和奥陶纪—志留纪岩体(485~421 Ma),而南侧的物源主要来自于马鬃山隆起。马鬃山隆起是早古生代红柳河—洗肠井洋闭合的产物,主要由奥陶纪—泥盆纪岩体(470~367 Ma)组成,包括早古生代马鬃山岛弧和双鹰山地块的大部分地区。北山南部发育柳园裂谷盆地,盆地南北两侧的碎屑物质分别主要来自于石炭纪—二叠纪火山岩(322~270 Ma)和马鬃山隆起的早古生代岩体,这两种碎屑物质在盆地中心交汇。本文古地理重建结果表明:红石山洋可代表早—中二叠世古亚洲洋在北山地区的分支,弧后位置发育多个裂谷盆地。

东海陆架盆地丽水凹陷古新统物源分析及地质意义

东海陆架盆地古新统的物源演化是控制该地区沉积充填演化的主要因素。物源特征分析在盆地勘探开发方面具有重要意义。基于东海陆架盆地丽水凹陷古新统的取心样品开展系统的岩石学及矿物学特征分析,通过砂岩碎屑组分、轻、重矿物组合及相关参数的时空分布研究,探讨研究区古新统物源体系演化及其对盆地沉积充填的指示意义。丽水凹陷古新统碎屑岩主要为岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩和岩屑砂岩,砂岩以中等—较好分选为主,颗粒多为次棱角状—次圆,整体磨圆较差,指示结构成熟度和成分成熟度相对较低。古新统月桂峰组—灵峰组在盆地不同部位的轻矿物组合特征明显不同且分带性明显:西次洼中部和北部以再旋回造山带母岩类型为主;西次洼南部则以再旋回造山带和岩浆弧母岩类型为主;东次洼以再旋回造山带母岩类型为主。研究区古新统各主要层位的重矿物组合特征变化较小,西部浙闽隆皱带和东部雁荡凸起为丽水凹陷最重要的物源区,盆内灵峰低凸在明月峰组下段沉积之前遭受严重剥蚀,向盆内提供局部物源。丽水凹陷古新统的物源体系分析表明,月桂峰组—灵峰组沉积期处于盆地断陷初期—断陷高峰期,盆内断隆发育形成盆内物源区,灵峰组上段沉积时盆地开始进入断陷后期,不再发育局部盆内物源,主体以盆外物源体系为主。

基于扫描电子显微镜的重矿物物源分析方法对比

重矿物继承了源岩特征,能够揭示沉积盆地与源区之间的源汇联系。扫描电镜(SEM)及自动矿物识别技术的发展,使得重矿物从人工显微镜下鉴定逐步走向自动化定量分析。本文在传统显微镜识别的基础上,分别应用扫描电镜-能谱仪/背散射成像(SEM-EDS/BSE)技术及综合矿物分析系统(TIMA)进行重矿物的鉴定和统计,对比总结不同分析方法的特点和适用性,并对准噶尔盆地西北缘中生代物源区进行初步探讨。结果表明,基于SEM的两种分析方法都可以很好地对各种重矿物进行厘定和统计:其中SEM-EDS/BSE对矿物的统计更加灵活;TIMA能够快速、准确得到多种矿物信息,但需注意蚀变矿物对原生矿物统计的影响。根据重矿物组合、重矿物成熟度(ZTR指数)及前人报道的U-Pb年龄、古水流数据,认为准噶尔盆地西北缘中生代物源主要来自扎伊尔山,其中晚三叠世—早侏罗世哈拉阿拉特山隆升并开始为克拉玛依与白砾山地区提供物源。

班公湖-怒江缝合带同碰撞海沟盆地砂岩物源分析及其大地构造意义

同碰撞海沟沉积可为重建板块缝合带大地构造演化、约束陆块初始碰撞时间提供重要信息。本文对班公湖-怒江缝合带西段的改则县亚多组和日土县多仁组进行了沉积学、岩相学、碎屑锆石年代学、重矿物研究。沉积学分析表明,多仁组、亚多组沉积于海底扇环境。最年轻的碎屑锆石年龄限制了最早沉积时代为晚侏罗世。多仁组、亚多组砂岩Q:F:L分别为52:4:44、32:8:60,均以丰富的沉积岩和酸性火成岩岩屑及少量的变质岩屑为特征;重矿物以磷灰石、锆石、电气石等稳定重矿物为主。多仁组和亚多组具有相似的碎屑锆石年龄分布模式,主峰分布在350~200 Ma、550~450 Ma、900~750 Ma、1900~1800 Ma、2550~2450 Ma范围内。这些数据表明,亚多组、多仁组碎屑物质来源于沉积区北侧的班公湖-怒江缝合带增生杂岩及南羌塘岩浆岩。多仁组、亚多组出现的大量沉积岩岩屑,表明物源区经历了广泛的构造缩短作用,导致沉积岩和同期岩浆岩被剥蚀,因此多仁组、亚多组是拉萨-羌塘同碰撞的产物。据此推断,沿班公湖-怒江缝合带改则-日土区域拉萨-羌塘初始碰撞发生在晚侏罗世多仁组、亚多组沉积之前。

库车坳陷东部下侏罗统阿合组重矿物特征及物源分析

为探明库车坳陷东部下侏罗统阿合组物源性质及具体物质来源,为研究区油气勘探开发提供理论依据,利用相关性分析、Q型聚类分析等多元统计方法,对阿合组重矿物的稳定性及组合特征进行了分析。研究表明,阿合组重矿物类型以稳定矿物为主,呈现远离物源区的特征,研究区母岩性质主要为中、酸性岩浆岩及变质岩,对应了北部南天山造山带虎拉山与哈尔克山2个潜在物源区的安山岩、流纹岩、花岗岩及变质岩基底。利用重矿物组合平面分布差异将研究区分为5个分区,其中虎拉山主要控制研究区东部的吐东区,物源方向为自东北向西南;哈尔克山主要控制明南区、吐孜区、迪北区及克孜区,物源方向为自北向南。

班公湖-怒江缝合带东段八宿地区古生代地层碎屑锆石U-Pb年龄:物源分析及构造意义

八宿微陆块位于班公湖-怒江缝合带东部,其古生代地层的构造属性存在争议,有增生楔和微陆块两种观点。古生代地层(邦达组和错绒沟口组)岩性为板岩、千枚岩,夹灰岩、砂岩等岩块。本文对八宿地区邦达组和错绒沟口组进行了野外调查、砂岩镜下观察以及碎屑锆石U-Pb年代学研究,结果表明:1)地层中砂岩的地层最大沉积年龄为510.2±2.5 Ma,结合岩块中古生物化石、玄武岩和辉绿岩锆石年龄,其沉积时代初步限定为寒武纪-早石炭世。2)地层属于具有变质基底的微陆块,而不是增生楔。3)邦达组和错绒沟口组中碎屑锆石多为岩浆成因,测得U-Pb年龄可划分为650~500 Ma、1200~700 Ma、1850~1550 Ma和2600~2400 Ma,表明物源区存在强烈的泛非期和格林威尔造山期构造岩浆事件。4)邦达组和错绒沟口组所在的微陆块与南羌塘地体具有相近的物源区,经历了相似的构造演化,属于冈瓦纳大陆的一部分。

柴达木盆地扎哈泉地区新近纪物源分析

一般认为柴西地区的扎哈泉油田新近纪砂坝储层的物源与古近纪的物源一致,但前人对古近纪的物源有不同的观点,从而造成扎哈泉地区新近纪物源认识不清,影响了该区沉积相与储层构型的研究。运用SPSS软件,对该区新近纪有限的重矿物资料进行聚类分析,进而研究不同类别样本的重矿物分布特征,并与铁木里克物源和祁漫塔格—东柴山物源进行了对比。研究结果表明:扎哈泉地区新近纪的物源来自祁漫塔格—东柴山,不存在两大物源在此交汇混合的情形,且该区内部又可以分为两个次级物源,一个仅仅覆盖扎2井区、扎401井区和扎7井区,另一个覆盖全区,两个次级物源存在交汇混合。该项研究厘清了扎哈泉地区新近纪物源的归属,为该区砂坝构型研究,特别是砂坝的迁移叠置方式研究提供了有力的参考。

鄂尔多斯盆地南部石盒子组盒8下段砂岩物源分析

通过岩石薄片鉴定、轻矿物、重矿物、主/微量元素和锆石U-Pb定年等方法,综合分析鄂尔多斯盆地南部盒8下段物源方向及来源。结果表明,研究区盒8下段储层岩性主要以岩屑砂岩和岩屑质石英砂岩为主,岩屑以变质岩岩屑和岩浆岩岩屑为主。综合古流向、长石含量分布、重矿物组合特征及判别指标等研究表明,研究区盒8下段主要存在4个大方向的物源区,分别为西南部、东南部、中南部和中北部。南部3个物源方向均有相似的物质来源,主要来自华北古老基底再旋回物质,其次来自北秦岭造山—北祁连造山带源区。西南部存在2个物源区,Ⅰ区存在少量可能来自北秦岭—北祁连造山带结合部位的陇山杂岩的物源,Ⅱ区为南北物源汇聚区,存在少量可能来自陇山杂岩的物源,阴山地块也可能为该区提供物源供给。

柴北缘马海东地区路乐河组物源分析

古近系路乐河组是柴北缘马海东地区的主要勘探目的层,但对其沉积和物源体系认识不清。为了明确该地区路乐河组的物源体系,本文通过砾石成分、岩屑成分、石英阴极发光、重矿物等多种方法开展综合分析,认为马海东地区路乐河组的物源区为其北东方向的祁连山下古生界低级变质岩夹火山岩分布区,与邻区存在明显的差异。物源的差异导致该地区凝灰岩、云母等软岩屑含量较高,既反映了沉积体系的差异,也对储层成岩演化和储层物性等产生了不利的影响。

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。