鄂尔多斯盆地南缘上奥陶统赵老峪组岩石磁学研究

利用古地磁学手段定量约束华北板块早古生代古地理位置可为原特提斯造山作用及华北板块与冈瓦纳大陆的亲缘性研究提供重要科学依据。但华北板块早古生代以来经历了多期构造运动,其西部鄂尔多斯盆地含丰富油气资源,后期构造运动和油气运移均可能导致其早古生代地层遭受重磁化影响。对鄂尔多斯盆地南缘富平地区上奥陶统赵老峪组灰岩、凝灰岩样品进行了系统岩相学、岩石磁学及逐步退磁研究,包括光学显微镜鉴定实验、扫描电镜(SEM)实验、能谱分析(EDS)实验、饱和等温剩磁(SIRM)实验、三轴等温热退磁实验、磁化率随温度变化(κ-T)实验、磁滞回线实验、一阶反转曲线(FORC)实验、系统热退磁实验以及热-交混合退磁实验,探讨了各类岩石的主要载磁矿物及其是否具备记录原生剩磁信息的潜能。结果表明:灰岩及凝灰岩样品的主要载磁矿物为磁铁矿、磁黄铁矿和(或)胶黄铁矿,部分样品还含少量赤铁矿(含杂质)和针铁矿,矿物颗粒的磁畴类型同时含有SD(单畴)和MD(多畴)两种。结合岩相学及退磁实验结果认为这些主要载磁矿物可能是与后期流体作用(有机质成熟及运移等)有关的次生矿物,其携带的剩磁信号不能直接用于约束板块早古生代古地理位置,或可用于约束鄂尔多斯盆地南缘下古生界油气运移成藏过程。

陕西富平地区上奥陶统赵老峪组等深流沉积特征及影响因素

陕西富平地区上奥陶统赵老峪组发育等深流沉积。以实测剖面、岩石光面、薄片资料以及地球化学资料为基础,结合前人研究成果,对赵老峪组等深积岩类型、层序以及等深流沉积发育的影响因素进行了分析。研究认为:(1)赵老峪组发育灰泥等深积岩和粉屑等深积岩2种类型,识别出由单一的灰泥等深积岩以及灰泥等深积岩与粉屑等深积岩组成的2种等深积岩层序;(2)等深流水团温度越低,盐度越高,则等深流强度越大;(3)等深流水团水温由高变低、再变高,盐度由低变高、再变低,可能造成了等深积岩层序由细变粗、再变细;(4)古水深变大、古气候变干热、古盐度变低有利于等深流和等深流沉积的发育。

深水等深流沉积中记录的米兰科维奇特性——以陕西富平地区上奥陶统赵老峪组为例

陕西富平地区上奥陶统赵老峪组为深水盆地边缘至深水斜坡沉积环境,发育深水原地沉积、等深流沉积及重力流沉积。以野外实测剖面、岩相特征等资料为基础,结合米兰科维奇理论、天文地层学、古海洋学以及古气候学,系统研究该地区等深流强度与古气候、海平面、古盐度的关系。结果表明:Fischer图解可以客观、准确地反映深水沉积地层相对海平面变化;深水沉积及等深流沉积中不同级次旋回垂向组合关系记录了米兰科维奇特性,即小级别旋回在垂向上有序地按照1∶4或者1∶5的形式叠加构成较大级别旋回;等深流强度受米兰科维奇旋回影响,呈多周期弱→强→弱递变;等深流强化周期约为0.1Ma。

华北地块南缘富平奥陶系赵老峪组凝灰岩定年研究

赵老峪剖面的沉凝灰岩大部分为黄绿色,呈层状或块状,发育有微细水平层理和平行层理,偶尔也可以见到粒序层理的出现。赵老峪地区凝灰岩中锆石U-Pb定年结果显示其形成年龄为460±7.1Ma,确定出该地区火山强烈活动时期为奥陶系,属岛弧环境。

陕西富平上奥陶统赵老峪组硅质岩地化特征及地质意义

陕西富平上奥陶统赵老峪组发育了一套与深水碳酸盐岩伴生的硅质岩沉积,其地化特征对揭示硅质来源及构造背景等具有重要意义.在研究区地层野外剖面实测、硅质岩岩石地化分析基础上,研究了该区硅质岩硅质来源及构造环境.赵老峪组岩性以深灰色薄板状灰岩为主,夹层状放射虫硅质岩、砾屑灰岩、砂屑灰岩、含斑块灰岩和火山凝灰岩,其中硅质岩呈隐晶质-微晶质,含放射虫化石.样品Al/(Al+Fe+Mn)均值0.68,MnO/TiO2均值0.18,ΣREE均值46.41,δCe均值0.95,δEu均值1.13,LaN/YbN均值1.15,LaN/CeN均值1.08,显示大陆边缘的构造环境,硅质来源主要为陆源来源.结果表明赵老峪组硅质岩发育于奥陶纪扬子板块向华北板块俯冲背景下,形成于华北地块南缘与北秦岭之间的二郎坪弧后前陆盆地北部大陆边缘.

鄂尔多斯盆地南缘赵老峪剖面奥陶系凝灰岩锆石SHRIMPU-Pb定年及其地质意义

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系赵老峪组的时代一直是依据古生物化石组合确定的,但基于笔石带其时代为晚奥陶世,而依据牙形石组合则为中奥陶世或者中奥陶世晚期,存在明显的差异,缺少高质量同位素年龄的约束。本文选择富平赵老峪剖面赵老峪组凝灰岩夹层进行精确的SHRIMP锆石U-Pb同位素测年,获得了453.2±6.9 Ma年龄结果,将此前认为的中、晚奥陶世沉积严格地确定为晚奥陶世。结合区域地质资料讨论,认为鄂尔多斯南缘上奥陶统凝灰岩层的形成与古秦岭洋壳向北的俯冲有关,可能记录了与这个过程伴生的火山喷发事件。该同位素年龄表明这里的奥陶纪地层在华北克拉通是最年轻的,故它不仅准确地确定了地层的形成时代,而且对华北克拉通早古生代地质演化史的认识有着重要的意义。

陕西富平地区中奥陶统等深流沉积的特征及其地质意义

陕西富平赵老峪地区中奥陶统赵老峪组发育一套与深水碳酸盐岩重力流沉积、放射虫硅质岩、火山凝灰岩伴生的等深流沉积。根据岩性特征可以将该等深流沉积划分为砾屑等深积岩、砂屑等深积岩、粉屑等深积岩和灰泥等深积岩4种类型,识别出较完整的、由单一灰泥或粉屑或砂屑等深积岩叠置组成的4种等深积岩层序。等深流的流向从东北向西南方向,说明中奥陶世富平地区可能是秦岭北侧弧后盆地伸进浅水台地的一个北东向的深海前槽。富平赵老峪地区下奥陶统马家沟组和华北地块其他地区一样都发育浅水台地相碳酸盐岩,中奥陶统突变为深水斜坡-盆地边缘相的碳酸盐岩重力流及等深流沉积,而同期华北地块主体隆升为陆,反映了在扬子板块向华北板块俯冲的背景下,秦岭北侧早古生代弧后盆地北测的陷落下沉作用。

陕西富平上奥陶统遗迹化石及其环境意义

在陕西省富平县上奥陶统赵老峪组发现遗迹化石17属25种（未定种8个）.建立归属于Nereites遗迹相的Lophoctenium-Protopaleodictyon遗迹组合.该组合遗迹以觅食迹占绝对优势,形态以分枝迹为主,分异度较高.此类特征反映出遗迹形成于海水较深且较为宁静的低能环境,推测形成时的海水深度大约在200-1500 m之间,为半深海深海斜坡环境.沉积底质的溶解氧含量相对较高,不是典型的缺氧地层.

鄂尔多斯南缘中奥陶统中的滑塌构造及其地震成因

奥陶系赵老峪组主要出露于鄂尔多斯盆地南缘的陕西富平地区,该组地层主体为深水相的薄层灰岩和页岩状极薄层灰岩,期间夹有大量的滑塌构造和异常角砾灰岩.作者对属于中奥陶统的赵老峪组1～4段地层中的滑塌构造进行了专题调查,在近30个层位中发现了典型的、规模不等的滑塌褶皱变形和滑塌角砾岩.这些滑塌体主要由强烈褶皱变形的灰岩和角砾灰岩组成,与上下岩层之间界线截然.大部分滑塌（砾岩）层厚度稳定,分布范围较大.根据滑塌构造的形态和成分特征、非滑塌软沉积物变形构造的特点以及前人成果,认为赵老峪组中的滑塌构造和滑塌砾岩的最直接触发因素不是风暴、潮汐等盆地内部的因素,而是构造活动（包括火山活动）引发的地震,每一个滑塌变形层对应一次较大的地震事件.赵老峪组地震成因的滑塌层的大量发育,说明其形成期间,盆地周边的构造活动非常强烈.并进一步推论赵老峪组中的没有明显滑塌变形的异常角砾灰岩很可能也是由地震触发的滑塌形成的颗粒流或浊流的产物.