鄂尔多斯盆地北部侏罗系泥岩地球化学特征:物源与古沉积环境恢复
发布时间：2021-01-10 20:46
鄂尔多斯盆地北部侏罗系泥岩地球化学特征记录了当时重要的地质信息。通过对该区中侏罗统直罗组及延安组泥岩的X射线荧光常量元素分析以及ICP-MS微量、稀土元素分析对其源区构造背景、源岩属性进行了综合研究。与此同时,根据泥岩典型地球化学参数的垂向变化对其古沉积环境进行了恢复。研究结果表明:盆地北部侏罗系沉积岩与北邻阴山—大青山—乌拉山地区前寒武纪古老基底的片麻岩、麻粒岩、孔兹岩等变质岩系以及各时代侵入岩具有较大的亲缘性,是其主要物源。源区构造背景主要是与大陆岛弧相关的活动大陆边缘。Sr/Cu、Rb/Sr、CIA、Sr/Ba、V/（V+Ni）、Ceanom等泥岩地球化学指标的垂向变化特征对古沉积环境的反演表明,从延安期→直罗组沉积早期→直罗组沉积晚期,古气候由温湿气候逐渐变得越来越干旱,水体古盐度整体上由微咸水相的淡水环境逐渐向半咸水相的淡水环境转变,古氧化还原环境为水体分层不强的还原环境。
【文章来源】：沉积学报. 2017,35(03)北大核心
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
研究区及周缘地质图与采样位置
的不均匀构造抬升，延长组顶部遭受较强剥蚀并造就了高低起伏的侵蚀地貌，进而奠定了早侏罗世富县—延安期的古地貌格局以及沉积相的分布［21］。在延安组地层沉积末期，盆地抬升、沉积间断，使延安组与上覆直罗组之间形成侵蚀不整合面［1］，不整合面之上的直罗组在盆地北部常发育一套可对比的直罗组底砾岩，而在不整合面之下的延安组顶部则发育一套白色砂岩(图2)，两者均为盆地北部重要的地层划分对比标志层［22］。在中侏罗世直罗—安定期，盆地构造环境总体较为稳定［1］。进入晚侏罗世，受该时期燕山运动的影响，盆地北部普遍存在侏罗系与上覆白垩系的不整合接触［1，23-24］。1．2盆地北缘地层沉积特征鄂尔多斯盆地北缘古老结晶基底主要为太古代—元古代多套变火山—沉积岩构成的古老变质岩系［25］，该基底地层主要出露于大青山—乌拉山、色尔腾山、阴山以及狼山等地区，其岩性主要由太古代集宁群的麻粒岩、片麻岩及角闪岩，乌拉山群的片麻岩、角闪岩及深变质岩系，元古代色尔腾山群的片麻岩、混合岩，二道凹群的大理岩及绿片岩，渣尔泰山群的石英岩及变质砂砾岩等组成(表1)。大营铀矿床位于鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起中部的杭锦旗地区(图1c)，其北部与河套断陷盆地接壤，东侧与东胜铀矿床毗邻。区内地层整体为一向西南缓倾的单斜构造。中侏罗统直罗组是区内重要的砂岩型铀矿赋矿层位，根据直罗组内部岩性变化特征，可将其分为上段(J2z2)和下段(J2z1)两段，下段(J2z1)进一步可细分为上、下两个亚段，铀矿化主要集中分布在下亚段(J2z1-1)。直罗组沉积时期水体较浅，岩性整体较为单调，早期以辫状河沉积为主，中晚期以曲流河沉积为主［1］，该组岩性以中粗粒砂?
的常量元素判别图解投点结果表明，盆地北部源区构造背景主要为活动大陆边缘。图3杭锦旗地区侏罗系泥岩K2O/Na2O-SiO2判别图解(本图的数据已经过烧失量校正，底图据文献［29］)Fig．3K2O/Na2O-SiO2discriminationdiagramoftheJurassicmudstonesinHangjinqiarea(datahavebeenrectifiedbyLOI，afterreference［29］)3．2微量—稀土元素特征与源区构造背景微量—稀土元素在沉积成岩过程中比较稳定，在水中溶解度低且滞留时间短，因而能快速进入细粒沉积物，使细粒沉积物可以较好的反映物源区地球化学信息［28，30］。Bhatia［30］总结的4种不同构造环境(大洋岛虎大陆岛虎活动大陆边缘、被动大陆边缘)下的杂砂岩稀土元素特征可以归纳为:构造背景为大洋岛弧的杂砂岩，其源区是未切割的岩浆弧，稀土元素特征为低稀土总量、弱的轻稀土富集以及基本无Eu的负异常;构造背景为大陆岛弧的杂砂岩，其源区是切割的岩浆弧，稀土元素特征为较高稀土总量、中等轻稀土富集以及弱的Eu负异常;来自活动大陆边缘和被动大陆边缘的杂砂岩，其源区分别为上隆的基底及克拉通内部构造高地，且具有高稀土总量、高轻稀土富集以及较为明显的Eu负异常。对于相同构造背景之下的泥岩和杂砂岩，泥岩的∑ＲEE含量要高出杂砂岩的20%左右，因此将泥岩稀土元素特征参数除以1．2则为同沉积期杂砂岩的对应参数值，该校正后的稀土元素参数值可直接与Bhatia总结的4种构造环境下的杂砂岩稀土元素特征参数进行对比［17］。通过稀土元素特征参数的综合对比分析发现(表3)，直罗组及延安组泥岩稀土元素特征值均与活动大陆边缘背景下的稀土元素特征值最为相似，并且物源来自上隆的基底。Bhatiaetal．［31］根据La、Th、Sc、Co、Zr等更具
【参考文献】：
期刊论文
[1]内蒙古大青山地区古元古代早期榴云片麻岩（大青山表壳岩）深熔作用:地质、锆石年代学和地球化学研究[J]. 马铭株,董春艳,徐仲元,谢士稳,刘敦一,万渝生. 岩石学报. 2015(06)
[2]鄂尔多斯盆地中—晚侏罗世构造事件的沉积响应[J]. 李振宏,董树文,冯胜斌,渠洪杰. 地球学报. 2015(01)
[3]中国北方古亚洲构造域中沉积型铀矿形成发育的沉积-构造背景综合分析[J]. 焦养泉,吴立群,彭云彪,荣辉,季东民,苗爱生,里宏亮. 地学前缘. 2015(01)
[4]华北北缘大青山小井沟岩体年代学、地球化学和Hf同位素特征及其地质意义[J]. 莫南,郭磊,童英,王涛,刘江,李建波. 北京大学学报(自然科学版). 2014(06)
[5]鄂尔多斯盆地东北部直罗组砂岩岩石学特征与铀矿化关系研究[J]. 易超,韩效忠,李西得,张康,陈心路. 高校地质学报. 2014(02)
[6]南天山中段上石炭统碎屑岩岩石学、地球化学、重矿物和锆石年代学特征及其对物源区、构造演化的约束[J]. 李双应,杨栋栋,王松,万秋,王道轩. 地质学报. 2014(02)
[7]华北板块北缘古大洋闭合时间的限定——来自四子王旗西后壕子同碰撞花岗岩的证据[J]. 孟庆鹏,贺元凯,张文,吴泰然,郑荣国,徐操,张昭昱. 地质通报. 2013(11)
[8]华北板块北缘中段早中二叠世的构造属性:来自花岗岩类锆石U-Pb年代学及地球化学的制约[J]. 王挽琼,徐仲元,刘正宏,赵庆英,蒋孝君. 岩石学报. 2013(09)
[9]鄂尔多斯盆地东胜地区砂岩型铀矿源区及其构造背景分析——来自碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素的证据[J]. 王盟,罗静兰,李杪,白雪晶,程辰,闫辽伟. 岩石学报. 2013(08)
[10]闽西南地区晚三叠-中侏罗世沉积岩矿物和元素地球化学特征:对盆地构造背景转变的约束[J]. 许中杰,程日辉,王嘹亮,张莉,沈艳杰,于振锋. 岩石学报. 2013(08)
博士论文
[1]鄂尔多斯盆地直罗—安定期原盆恢复[D]. 赵俊峰.西北大学 2007
本文编号：2969383
【文章来源】：沉积学报. 2017,35(03)北大核心
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
研究区及周缘地质图与采样位置
的不均匀构造抬升，延长组顶部遭受较强剥蚀并造就了高低起伏的侵蚀地貌，进而奠定了早侏罗世富县—延安期的古地貌格局以及沉积相的分布［21］。在延安组地层沉积末期，盆地抬升、沉积间断，使延安组与上覆直罗组之间形成侵蚀不整合面［1］，不整合面之上的直罗组在盆地北部常发育一套可对比的直罗组底砾岩，而在不整合面之下的延安组顶部则发育一套白色砂岩(图2)，两者均为盆地北部重要的地层划分对比标志层［22］。在中侏罗世直罗—安定期，盆地构造环境总体较为稳定［1］。进入晚侏罗世，受该时期燕山运动的影响，盆地北部普遍存在侏罗系与上覆白垩系的不整合接触［1，23-24］。1．2盆地北缘地层沉积特征鄂尔多斯盆地北缘古老结晶基底主要为太古代—元古代多套变火山—沉积岩构成的古老变质岩系［25］，该基底地层主要出露于大青山—乌拉山、色尔腾山、阴山以及狼山等地区，其岩性主要由太古代集宁群的麻粒岩、片麻岩及角闪岩，乌拉山群的片麻岩、角闪岩及深变质岩系，元古代色尔腾山群的片麻岩、混合岩，二道凹群的大理岩及绿片岩，渣尔泰山群的石英岩及变质砂砾岩等组成(表1)。大营铀矿床位于鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起中部的杭锦旗地区(图1c)，其北部与河套断陷盆地接壤，东侧与东胜铀矿床毗邻。区内地层整体为一向西南缓倾的单斜构造。中侏罗统直罗组是区内重要的砂岩型铀矿赋矿层位，根据直罗组内部岩性变化特征，可将其分为上段(J2z2)和下段(J2z1)两段，下段(J2z1)进一步可细分为上、下两个亚段，铀矿化主要集中分布在下亚段(J2z1-1)。直罗组沉积时期水体较浅，岩性整体较为单调，早期以辫状河沉积为主，中晚期以曲流河沉积为主［1］，该组岩性以中粗粒砂?
的常量元素判别图解投点结果表明，盆地北部源区构造背景主要为活动大陆边缘。图3杭锦旗地区侏罗系泥岩K2O/Na2O-SiO2判别图解(本图的数据已经过烧失量校正，底图据文献［29］)Fig．3K2O/Na2O-SiO2discriminationdiagramoftheJurassicmudstonesinHangjinqiarea(datahavebeenrectifiedbyLOI，afterreference［29］)3．2微量—稀土元素特征与源区构造背景微量—稀土元素在沉积成岩过程中比较稳定，在水中溶解度低且滞留时间短，因而能快速进入细粒沉积物，使细粒沉积物可以较好的反映物源区地球化学信息［28，30］。Bhatia［30］总结的4种不同构造环境(大洋岛虎大陆岛虎活动大陆边缘、被动大陆边缘)下的杂砂岩稀土元素特征可以归纳为:构造背景为大洋岛弧的杂砂岩，其源区是未切割的岩浆弧，稀土元素特征为低稀土总量、弱的轻稀土富集以及基本无Eu的负异常;构造背景为大陆岛弧的杂砂岩，其源区是切割的岩浆弧，稀土元素特征为较高稀土总量、中等轻稀土富集以及弱的Eu负异常;来自活动大陆边缘和被动大陆边缘的杂砂岩，其源区分别为上隆的基底及克拉通内部构造高地，且具有高稀土总量、高轻稀土富集以及较为明显的Eu负异常。对于相同构造背景之下的泥岩和杂砂岩，泥岩的∑ＲEE含量要高出杂砂岩的20%左右，因此将泥岩稀土元素特征参数除以1．2则为同沉积期杂砂岩的对应参数值，该校正后的稀土元素参数值可直接与Bhatia总结的4种构造环境下的杂砂岩稀土元素特征参数进行对比［17］。通过稀土元素特征参数的综合对比分析发现(表3)，直罗组及延安组泥岩稀土元素特征值均与活动大陆边缘背景下的稀土元素特征值最为相似，并且物源来自上隆的基底。Bhatiaetal．［31］根据La、Th、Sc、Co、Zr等更具
【参考文献】：
期刊论文
[1]内蒙古大青山地区古元古代早期榴云片麻岩（大青山表壳岩）深熔作用:地质、锆石年代学和地球化学研究[J]. 马铭株,董春艳,徐仲元,谢士稳,刘敦一,万渝生. 岩石学报. 2015(06)
[2]鄂尔多斯盆地中—晚侏罗世构造事件的沉积响应[J]. 李振宏,董树文,冯胜斌,渠洪杰. 地球学报. 2015(01)
[3]中国北方古亚洲构造域中沉积型铀矿形成发育的沉积-构造背景综合分析[J]. 焦养泉,吴立群,彭云彪,荣辉,季东民,苗爱生,里宏亮. 地学前缘. 2015(01)
[4]华北北缘大青山小井沟岩体年代学、地球化学和Hf同位素特征及其地质意义[J]. 莫南,郭磊,童英,王涛,刘江,李建波. 北京大学学报(自然科学版). 2014(06)
[5]鄂尔多斯盆地东北部直罗组砂岩岩石学特征与铀矿化关系研究[J]. 易超,韩效忠,李西得,张康,陈心路. 高校地质学报. 2014(02)
[6]南天山中段上石炭统碎屑岩岩石学、地球化学、重矿物和锆石年代学特征及其对物源区、构造演化的约束[J]. 李双应,杨栋栋,王松,万秋,王道轩. 地质学报. 2014(02)
[7]华北板块北缘古大洋闭合时间的限定——来自四子王旗西后壕子同碰撞花岗岩的证据[J]. 孟庆鹏,贺元凯,张文,吴泰然,郑荣国,徐操,张昭昱. 地质通报. 2013(11)
[8]华北板块北缘中段早中二叠世的构造属性:来自花岗岩类锆石U-Pb年代学及地球化学的制约[J]. 王挽琼,徐仲元,刘正宏,赵庆英,蒋孝君. 岩石学报. 2013(09)
[9]鄂尔多斯盆地东胜地区砂岩型铀矿源区及其构造背景分析——来自碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素的证据[J]. 王盟,罗静兰,李杪,白雪晶,程辰,闫辽伟. 岩石学报. 2013(08)
[10]闽西南地区晚三叠-中侏罗世沉积岩矿物和元素地球化学特征:对盆地构造背景转变的约束[J]. 许中杰,程日辉,王嘹亮,张莉,沈艳杰,于振锋. 岩石学报. 2013(08)
博士论文
[1]鄂尔多斯盆地直罗—安定期原盆恢复[D]. 赵俊峰.西北大学 2007
本文编号：2969383
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/diqiudizhi/2969383.html
