川西北上江沟地区大隆组硅质岩地化特征及其成因研究

发布时间：2020-04-29 13:35

【摘要】：二叠纪时期,硅质岩沉积十分发育,在中国华南地区具有非常广泛的分布。同一时期内,在中国南方二叠纪的沉积过程中,产生了数量众多的同生断裂。这些同生断裂的发育可能引发火山活动,从而改变某些地区的地球化学条件而形成硅质岩。在四川盆地的西北部地区,大隆组是一套具有代表性的硅质岩沉积,其地化特征和成因研究对于了解地区构造沉积演化具有重要意义。本文在沉积学分析的基础上,结合野外实测剖面、薄片观察、主量元素特征、微量元素特征以及稀土元素(REE)特征,重点对上江沟剖面大隆组硅质岩的沉积特征和地球化学特征进行研究。根据野外实测剖面资料和沉积特征,将上江沟剖面大隆组沉积划分为17个小层,主要为碳酸盐斜坡相和海槽相沉积。其中,大隆组下段下部(1-6小层)为碳酸盐斜坡相,沉积物由碳酸钙、硅质和泥质混合沉积所组成。生物群单调而贫乏,仅见少量的浮游生物和漂浮生物。大隆组下段上部(7-9小层)以及整个上段(10-17小层)属于海槽沉积环境,下段上部为灰黑色薄层含泥硅质岩,硅质灰岩夹硅质页岩和黑色页岩;上段下部为盆地局部上升时期,碳酸盐沉积又趋增加,硅泥质成分相对减少;上段上部沉积时盆地水体能量相对较高,主要发育深灰色条带状硅质岩和硅质微晶灰岩。通过薄片观察发现,大隆组硅质沉积主要为放射虫岩。介形虫仅出现在大隆组下段的沉积物中,而放射虫和菊石则表现出逐渐富集的趋势。上述特征表明,大隆组地层整体属于海侵时期沉积。当时的海水深度不断增加,海底水体流动基本停滞,不利于底栖生物如介形虫的大量繁衍;而在海水上层,水体流通顺畅,循环良好,宜于游泳、浮游和漂浮生物如菊石和放射虫等大量繁衍。主量元素分析表明,大隆组硅质岩Al2O3含量较高,Mg O和Na2O含量较低,除Mn以外的主量元素Ti、Al、Fe、P、Mg、Ca、K的含量均高出生物成因和热液成因的硅质岩1—3倍,可能是靠近大陆边缘,受到陆源碎屑注入产生的影响。Ti、Al、Mn、Ca、K的含量相较而言更接近于生物成因的硅质岩。通过分析Al/(Al+Fe+Mn)、Mg O、K2O/Na2O以及Al-Fe-Mn三角图和Si O2-Al2O3、Si O2-(K2O+Na2O)、Si O2-Mg O和Fe2O3-Fe O散点图,判断大隆组硅质岩是并不是单一的成因,而是在生物作用和火山作用为主导的多方面因素影响下形成的。微量元素研究表明,大隆组硅质岩中Ni相对富集,而Co相对较贫乏;样品中As的平均含量超过了粘土岩和正常海水的As值,Hg含量均远远大于粘土岩中的Hg平均丰度;Ba含量相对较低,Sr含量相对较高;U元素相对富集,而Th元素相对贫乏;此外还含有较多的Sb元素。大隆组硅质岩的微量元素含量也存在高出生物成因和热液成因硅质岩的情况,但总体介于上述两类硅质岩之间,特别是Co、Ni、Zn、Th的含量更接近于热液成因的硅质岩。稀土元素分析表明,大隆组硅质岩稀土元素总量ΣREE不高,重稀土元素中度富集。稀土元素分配模式曲线、δCe、δEu均显示了明显的Ce负异常和轻微的Eu负异常,指示出海底热水沉积的特征。根据上述硅质岩沉积特征与地球化学特征,判断上江沟剖面大隆组硅质沉积主要为放射虫岩,属典型的生物成因硅质岩。其具有2类主要的硅质来源:生物来源和火山作用来源。在大隆组沉积早期,生物硅质来源占主导地位;之后由于受到峨眉山玄武岩事件的影响,到了大隆组中期和晚期,除原有生物硅质来源外,火山作用引起的热液活动也给该地区的硅质沉积提供了一定数量的Si O2供给。大隆组硅质岩的沉积特征以及其形成机制忠实地记录了二叠世晚期四川西北部地区构造—古地理变化的信息。不但指示了同时期峨眉山玄武岩事件引起的火山热液活动,而且反映了热液活动对该地区地层沉积的影响。研究结果不仅具有重要的理论意义,同时对于川西北地区晚二叠世构造演化分析和地质事件研究均具有重要实践意义。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P588.244

【参考文献】