鄂尔多斯盆地西缘樱桃沟组物源地球化学特征及物源分析.docxVIP

鄂尔多斯盆地西缘樱桃沟组物源地球化学特征及物源分析 0 岩石学及物源分析方法 分布在阿拉森左旗地区的中奥陶统樱桃沟组发育着带数百个带砂岩滑动重力流的陆地碎屑岩。古代p最初的研究和古生物学研究较多，但对其物源有不同的认识：高振忠7根据蓝积岩底部的海鸥模型、海鸥模型、交错层的性质，以及一些碎屑碎屑石灰岩的重叠瓦状构造，评估了兰兰地区及其胡基台（阿拉森左旗）的古向流。兰海扇的物源来自东部的鄂尔多斯古陆地碳储量。林畅松等3、6、朱如凯等5、孟祥华等8、郭峰等10认为，樱花沟组是从阿拉森古陆收集的，其物源来自阿拉森古陆。近来,对鄂尔多斯西缘北段( 贺兰山西缘) 与鄂尔多斯西缘中南段( 牛首山、大罗山、小罗山) 的米钵山组砂岩中碎屑锆石LA- ICP-MS U-Pb定年研究表明,其物源均来自阿拉善地块和北祁连造山带,且主要来自北祁连造山带［11，12］。 长期以来,由于缺少非常可靠的物源数据,对早古生代鄂尔多斯盆地西缘的构造背景尚未有定论,具体讨论见张进等［11］。本文对樱桃沟组碎屑岩进行了地球化学及岩石学分析,取得了可靠的物源数据,进而判断该出地层的源区,其结果与近来通过碎屑锆石及其沉积相分析得出的结论基本一致,进一步指出了阿拉善东缘的奥陶纪碎屑岩的物源是祁连山及其阿拉善本身,而没有来自华北板块的信息。在此基础上,对中奥陶世鄂尔多斯盆地的构造背景进行了分析和讨论。 1 盆地西缘奥陶纪—区域地质概况 鄂尔多斯盆地位于华北克拉通的西部［13］,是一个稳定沉降、凹陷迁移、扭动明显的多旋回克拉通含油气盆地［14］,经历了复杂的构造和沉积演化历史［15～20］。鄂尔多斯盆地古生代处于大型稳定克拉通盆地发育阶段［19］,发育了区域性的海相沉积。早古生代寒武纪—中奥陶世马家沟期鄂尔多斯盆地的古地理呈现“一隆三凹”的古构造格局,中奥陶世平凉期至晚奥陶世,呈现“一隆两凹”的古地理背景［21］,即鄂尔多斯盆地的西缘和南缘在早古生代期间一直为沉积凹陷,与盆地内部存在较大差异,盆地西部和南部以较深水相的海槽沉积为主,而盆地内部则以碳酸盐台地相沉积为主［22］。鄂尔多斯盆地西缘奥陶系海底扇、等深流、浊积岩、内潮汐等沉积［3，5，7，9，23～28］发育,对周围构造事件响应突出,是研究鄂尔多斯盆地西缘构造体制的理想地区。 研究区位于鄂尔多斯盆地西缘北部的贺兰山西麓,其北西为阿拉善地块,南西以青铜峡—固原断裂为界与北祁连早古生代造山带相望,东临鄂尔多斯地块,南北分别为祁连海槽和兴蒙海槽,总体呈南宽北窄的楔形体,从北祁连地区向NNE方向楔入阿拉善地块与鄂尔多斯地块之间( 图1) 。 2 中奥陶统米钵山组 樱桃沟组分布于贺兰山西麓的樱桃沟、胡基台等地,厚度及岩相变化剧烈,在樱桃沟厚141 m,向西至胡基台、方家田一带( 相距15 km ) ,厚度增至1 771 m,岩性也随之变化,由薄层泥晶灰岩、砾屑灰岩夹黑色板岩、青灰色板岩与砂岩互层变为粒度更粗的砂、板岩不等厚互层、夹砾岩、砾屑灰岩、砂质灰岩等［4］。胡基台剖面与下伏中梁子祖整合接触,与上覆石炭系羊虎沟组不整合接触( 图2A) 。整体上,樱桃沟组为一套陆源碎屑浊流夹碳酸盐角砾岩沉积,主要岩性为灰绿色砂页岩夹数层厚度不等的角砾灰岩( 图2B) 。研究普遍认为樱桃沟组沉积于贺兰坳拉槽边缘斜坡带的深水—半深水环境［1～9］。 对樱桃沟组地层时代归属的认识前后存在一些变化。早期曾一度认为樱桃沟组为早奥陶世晚期沉积,例如葛梅钰等［30］对采自樱桃沟和胡基台剖面的笔石的研究。安太庠等［1］和郑昭昌等［2］认为该组发育的牙形石是混杂的牙形石动物群,根据牙形石序列和地层展布特征将其时代限定为牯牛潭期,可与华北腹地的上马家沟组对比( 图2C) 。宁夏回族自治区地质矿产局［31，32］认为樱桃沟组与中奥陶统米钵山组岩性相当、层位一致。综上,本文采用樱桃沟组沉积于达瑞威尔阶的认识。 3 碎屑颗粒百分含量 根据砂岩的成分判断其物源区的构造性质,已经成为盆地分析的通用方法之一［33，34］。对该组48个薄片进行了碎屑统计分析,砂岩几乎全为长石岩屑砂岩,遂选取了10个典型薄片进行了碎屑颗粒百分含量统计分析( 表1) 。将统计结果投影到Qt-F-L、Qm- F-Lt图解( 图3)［35，36］中,可以清楚的看到樱桃沟组源区的大地构造背景一致表现为再旋回造山带。 4 解决沉积背景分析难题 通过物源分析可了解物源区的气候条件和大地构造背景［37］。地球化学在物源及沉积背景分析中起着非常重要的作用,可以解决一些其他方法无法解决的难题［38］。笔者通过详细的室内岩石薄片鉴定,对其中的10个具有代表性的样品统一进行了常量元素、微量元素和稀土元素测试( 表2,3,4) 。 4.1 奥陶世系主要物源区 由Fe2O3+ Mg O百分含量分别与Ti O2、Al2