Tectonic Setting and Provenance Analysis of Late Paleozoic Sedimentary Rocks in the Ordos Basin

鄂尔多斯盆地周缘物源均来自上地壳,以长英质岩石为主,主要为太古宇、元古宇的各类变火山-沉积岩组成的古老变质岩系,同时具有一定量的花岗岩和碱性玄武岩的混合,但物源成分及南北源区构造背景有所差异.在常量元素及稀土元素组成上,盆地南北物源区的沉积岩在地区及层位之间存在差异,且该变化符合大洋岛弧→大陆岛弧→活动大陆边缘→被动大陆边缘常量元素、稀土元素以及负Eu异常的变化趋势.常量元素变化分析表明盆地北部物源主要来自板块俯冲碰撞地带,与被动大陆边缘环境和活动大陆边缘环境相关,少数为与活动大陆边缘相关的岛弧构造环境有关,到晚古生代中晚期才逐渐与被动大陆边缘环境和活动大陆边缘环境相关.稀土元素对比分析表明,盆地北部物源与太古宙、元古宙的花岗片麻岩、闪长片麻岩、二长花岗岩、变余岩屑砂岩及千枚岩具有亲源性;而盆地南部早—中二叠世长期受被动大陆边缘物源影响,具有高SiO2,低Na2O的特征,这与太古宙—元古宙的太华群、秦岭群、宽坪群等岩系的高SiO2含量,K2O/Na2O＞1的特征一致,到晚古生代后期,逐渐与活动大陆边缘物源相关.北秦岭晚古生代山间盆地具有快速混杂堆积的沉积特点,属于盆地外缘,并与鄂尔多斯盆地呈连续过渡的状况,物源上具有继承关系;盆地晚古生代沉积岩中Gd含量及(Gd/Yb)N比值具有随时间迁移的特征,分析表明北部物源区在太原期处于构造快速活动期,而南部物源从山西期才开始进入快速活动期,这与区域构造演化背景一致,即北部物源区抬升要早于南部.     

漠河盆地中侏罗统砂岩地球化学特征及物源属性分析

漠河盆地的中侏罗统.砂岩具有高SiO2、低Fe2O3、FeO 、MgO 和轻稀土元素富集, 重稀土相对亏损,显示弱的负Eu异常的特征.综合分析砂岩的常量元素、微量元素和稀土元素的地球化学特征,经构造判别图解,笔者认为漠河盆地中侏罗统沉积时物源区具有大陆岛弧和活动大陆边缘的构造环境.盆地南侧的额尔古纳地块北缘古生代杂岩可能是盆地的主要物源.     

大别山东南麓中新生代碎屑岩地球化学特征及其对物源的制约

位于大别山东南麓的安庆-潜山地区中新生代碎屑岩比较发育,主元素分析表明,砂岩主要为杂砂岩,其次是岩屑砂岩和长石砂岩。根据主元素、微量元素和稀土元素特征值分析结果,中、上三叠统和下、中侏罗统的源岩来源广泛,属于大陆岛弧、活动大陆边缘和被动大陆边缘构造背景,可能反映了前陆盆地物源的二元特征。古近系源岩主要为活动大陆边缘和大陆岛弧构造环境,说明物源仅来自大别山造山带。稀土元素比值及相关系数分析揭示,中晚三叠世黄马青群的源岩主要为宿松群的长英质片岩、浅粒岩以及大别杂岩,侏罗纪磨山组大致类似于大别群的花岗片麻岩,罗岭组与大别群比较类似。显示大别山造山带在中晚三叠世已经隆升并遭受剥露。     

鄂尔多斯盆地西缘山西组沉积物源及源区大地构造属性分析

利用碎屑岩骨架组分、含量分布、古水流方向、砂岩岩石学特征、常量与微量元素及沉积构造特征等,对鄂尔多斯盆地西缘二叠纪山西组母岩类型、物源方向及大地构造属性进行了研究。砂岩岩石组分表明,物源主要以再旋回造山带为主,源区主要由花岗岩、浅变质岩及片麻岩类组成。砂岩百分含量图也表明,山西组沉积时的主物源区在盆地以北的阴山地区,南部仅为次物源区。古水流参数也证明物源方向为SSW。另外,沉积岩常量与微量元素分布特征显示,当时该区的大地构造环境为被动大陆边缘环境。因而可推知,二叠世山西组沉积时,鄂尔多斯盆地西缘的沉积以北方物源为主,且可能来自北部的阴山地区和西北方向的阿拉善地块。      

中甸晚三叠世图姆沟组岩石化学与构造环境

本文对中甸东部晚三叠世图姆沟组深水浊积岩和弧火山岩、微量和稀土元素进行研究,投点多落入再旋回造山带物源区;微量和稀土元素与图解中多接近大陆岛弧区;常量元素分析与相关图解接近活动大陆边缘和大陆岛弧环境,与火山岩的大地构造环境具有相同的结论。图姆沟组为甘孜—理塘洋盆向西俯冲消减,中甸褶皱带东缘由被动大陆边缘转化为活动大陆边缘过程中形成的岛弧火山—沉积岩系。     

兰坪中新生代盆地沉积岩源区构造背景和物源属性研究--砂岩地球化学证据

沉积盆地中砂岩的地球化学成分主要受物源区控制。因此，通过分析砂岩的化学成分可以揭示盆地沉积岩的源区构造背景和物源属性。对兰坪盆地中新生界砂岩的常量成分、稀土和微量元素进行的分析，揭示盆地沉积岩的源区构造背景属被动大陆边缘和大陆岛弧，结合岩相古地理资料认为在中生代以前，盆地东侧可能主要处于被动大陆边缘环境。而西侧则可能以大陆岛弧环境为主，这与区域地质资料相吻合。沉积物源岩的原始物质应来自上地壳，以长英质岩石为主，并有少量安山质岩石和古老沉积物的混入，故兰坪中新生代盆地属典型的大陆型盆地。从而为正确认识古特提斯洋的演化和盆山转换过程提供了强有力的地球化学证据。     

下扬子地区早古生代黑色岩系地球化学特征及其地质意义

下扬子地区早古生代发育3套重要的深水相黑色岩系,分别为下寒武统荷塘组和黄柏岭组、上奥陶统五峰组、下志留统高家边组和相当层位的霞乡组。27件样品的微量和稀土元素分析结果显示：此3套黑色岩系具有Li、Be、Rb、Ba、Cs、W、Th、U、Cd、Bi、Pb等元素富集,Sc、Sr,Cr、Cu、Ga、Co、Ni等元素亏损,稀土元素总量较高,轻重稀土分异明显和具负Eu异常等壳源物质特征;微量不活动元素含量和比值特征的构造环境判别表明,下扬子地区早古生代黑色岩系构造环境为大陆岛弧和活动大陆边缘,兼具被动大陆边缘特征;母岩以上地壳的再旋回沉积物和后太古宙地层沉积物为主,部分为未分异的太古宙地壳和玄武岩成分,源岩性质主要为安山岩、英安岩和沉积岩;沉积环境为缺氧的半深海、深海环境。在上述研究基础上,对物源的来源进行了探讨,认为物源主要来自江南造山带。     

虎林盆地北部坳陷中、新生代碎屑岩源区构造背景与物源区分析

虎林盆地北部坳陷地层包括下白垩统裴德组、下云山组、上云山组、珠山组，渐新统虎林组和中新统富锦组。北部坳陷砂岩-泥岩由常量、微量和稀土元素组成，揭示早白垩世砂岩-泥岩源区构造背景为活动大陆边缘，渐新统斗新统砂岩-泥岩多呈现出从活动大陆边缘向大陆岛弧转换的地球化学特征。结合沉积相特征和岩屑所反映的源区岩性特点，认为早白垩世时期物源主要来自于坳陷北部完达山造山带和南部古隆起；渐新统物源则主要来自盆地东北部的完达山造山带，并且碎屑岩的原始物质均来自上地壳。     

长江中下游地区早古生代沉积岩地球化学特征及其构造背景与物源分析

长江中下游地区位于扬子板块北缘,自晋宁期结束至晚三叠世一直接受长期而稳定的沉积。粉砂岩和泥岩的主量、微量和稀土元素(REE)分析表明,研究区早古生代沉积岩的源岩主要来自大陆上地壳,物源区岩石类型主要为长英质沉积岩和火成岩,以及少量基性岩,构造背景为主动和被动大陆边缘。样品具有非常一致的REE配分曲线,表明研究区早古生代沉积物具有稳定且均一的物源。综合微量和稀土元素特征以及前人获得的Nd同位素模式年龄,判断长江中下游地区早古生代沉积岩物源区主要为北淮阳地块卢镇关群,而与上溪群、大别造山带和崆岭群没有联系。     

甘肃省灵台县灵1井延长组碎屑岩地球化学特征及对源区构造的示踪性

对灵1井延长组长9—长10油层组砂岩样品的岩石化学、微量元素及稀土元素特征进行了系统研究,并利用不同的常量、微量元素构造属性判别图解对灵1井区的源区构造属性进行分析和探讨,结果表明:灵1井区延长组砂岩样品稀土元素含量稳定,稀土元素配分曲线显示轻稀土明显富集、重稀土贫化的"右倾"型;利用常量和微量元素构造判别图,表明物源区构造背景主要为活动大陆边缘和大陆岛弧环境;位于泛鄂尔多斯盆地腹地的灵1井区,沉积物具有混构造源区的特点,受控于华北板块与扬子板块拼合作用下的秦岭造山带的整个演化过程,至晚三叠世,秦岭造山带成为该井区稳定的供屑区。     

鄂尔多斯盆地西、南缘奥陶纪地质事件群耦合作用

北祁连造山带和北秦岭造山带在早古生代经历了相似的洋陆转化过程,于奥陶纪时发育了汇聚板块边缘的沟-弧-盆体系,分别形成了北西向展布的北祁连造山带走廊南山北缘早古生代岛弧及弧后盆地和东西向展布的北秦岭造山带早古生代岛弧及弧后盆地。期间,秦岭-祁连洋的俯冲造山作用和鄂尔多斯盆地西南缘沉积类型和内陆湖盆的发展演化之间存在有机的联系,构成了盆-山耦合体系,引发一系列构造事件、火山喷发事件和多种类型的事件沉积等。它们之间存在着一系列成因机制上的联系,有着共同的宏观背景。鄂尔多斯盆地西、南缘在几乎相同时期存在一次构造背景的转变,由被动大陆边缘转化为主动大陆边缘,并诱发了多期火山喷发事件,在盆地西南缘奥陶系形成多套斑脱岩夹层,这些斑脱岩可能为同时期或者稍后的钾盐矿(包括含钾卤水)的形成提供了重要物源。同时,鄂尔多斯盆地南缘由浅水碳酸盐台地陷落为深水斜坡,在盆地西、南缘奥陶系有规律的集中发育重力流沉积(海底扇、浊积岩等)、滑塌沉积和震积岩等事件沉积。从形成机制上,华南板块向北俯冲触发了火山活动和地震,火山喷发在奥陶系集中沉积了多套凝灰岩夹层,地震活动导致同时期大套重力流沉积,并触发相对深水区沉积物向深水区移动,使得重力流沉积转化为浊流沉积,形成了具有良好储层的浊积岩。统计表明,上述事件发育的时间与秦岭地区构造活动相对最活跃的时期基本一致。因此这些分布稳定的凝灰岩薄层和中奥陶世集中有规律分布的重力流沉积砂体为华南板块向华北本快俯冲背景下形成的,它们之间存在耦合关系。     

鄂尔多斯盆地陇东地区二叠系山西组—石盒子组母岩类型和构造背景

通过岩石学及地球化学分析方法,对鄂尔多斯盆地陇东地区二叠系山西组1段—石盒子组8段碎屑岩物源区的母岩类型和构造属性进行分析。研究结果表明: 山1段和盒8段的砂岩碎屑组成相似,具有基本相同的物源区组成,它们在构造背景、物源及物源特征上具有很好的继承性;砂岩碎屑颗粒镜下特征及石英阴极发光颜色显示母岩主要为变质岩和火成岩;轻矿物特征反映物源与再循环造山带源区中的碰撞缝合线及褶皱—逆掩带物源区密切相关;研究区与北秦岭地区秦岭群和宽坪群斜长石种类一致;构造环境判别图解反映物源区长期受被动大陆边缘物源影响,到晚古生代后期有向主动大陆边缘转换的趋势;源岩判别图解显示物源区主要是长英质岩石;山1段、盒8段沉积岩的REE配分模式均呈右倾型且基本相互平行,与北秦岭地区秦岭群、宽坪群变质岩的稀土元素配分模式相似;锆石U-Pb同位素定年结果显示物源主要来自元古代,有少部分来自晚古生代。综合分析认为研究区主要受被动大陆边缘物源影响,其次为主动大陆边缘物源,母岩主要为北秦岭下元古界秦岭群的片麻岩、石英岩等和中、上元古界宽坪群的绿泥石片岩、阳起石片岩,其次为北秦岭造山带晚古生代岩浆岩。     

滇西漕涧地区崇山变质杂岩中崇山岩群的时代与构造属性

滇西崇山变质杂岩带位于三江造山带"峰腰"的北段,带内构造挤压变质作用强烈,主体由一套中-深变质岩系（崇山岩群）和晚期花岗岩组成.其中崇山岩群历来被认为是元古代的结晶基底,但至今无精确的年龄依据,其形成时代和构造属性存在较大争议,严重制约了对区域构造演化的认识.对滇西漕涧地区崇山岩群中的岩石组分开展了碎屑锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究,结果显示副变质岩中的锆石均具明显的磨圆特征和较大的岩浆核,其中3件样品的最小一组碎屑锆石年龄分别为366~412 Ma（平均值为395 Ma）、435~508 Ma（平均值为473 Ma）和673~704 Ma（平均值为689 Ma）,指示了其原始沉积时代应不早于395 Ma;岩石地球化学表明,副变质岩是一套活动大陆边缘或被动大陆边缘构造背景有关的大陆岛弧碎屑岩,变质基性岩和变质中性岩为同源异相,均具活动大陆边缘的弧火山岩特征.结合副变质岩和两类正变质岩的构造属性相同以及普遍具相互伴生关系的特点,该3类岩石应属同一套地层系统的不同物质组分,崇山岩群主体为一套成岩于晚古生代（236~395 Ma）和形成于陆缘弧环境的火山-沉积地层单元;并与南东侧澜沧增生杂岩的志留纪弧火山岩组合成原-古特提斯洋盆东侧不同时代多岛弧的构造格局.综合研究认为,崇山变质杂岩带内的中-深变质岩系（崇山岩群）不（全）是前人认为的元古代结晶基底建造,应为原-古特提斯洋盆向东俯冲在兰坪-思茅地块西缘形成的一套火山-沉积地层系统;崇山岩群主要由年轻的（晚古生代）地层岩石组成,由于后期遭受中生代和新生代变质变形作用后形成了现今所见的"古老"岩石面貌的中-深变质系.      

Tectonic Setting and Nature of the Provenance of Sedimentary Rocks in Lanping Mesozoic- Cenozoic Basin： Evidence from Geochemistry of Sandstones

The geochemical composition of sandstones in the sedimentary basin is controlled mainly by the tectonic setting of the provenance, and it is therefore possible to reveal the tectonic setting of the provenance and the nature of source rocks in terms of the geochemical composition of sandstones. The major elements, rare-earth dements and trace elements of the Mesozoic-Cenozoic sandstones in the Lanping Basin are studied in this paper, revealing that the tectonic settings of the provenance for Mesozoic-Cenozoic sedimentary rocks in the Lanping Basin belong to a passive continental margin and a continental island arc. Combined with the data on sedimentary facies and palaeogeography, it is referred that the eastern part of the basin is located mainly at the tectonic setting of the passive continental margin before Mesozoic, whereas the western part may be represented by a continental island arc. This is compatible with the regional geology data. The protoliths of sedimentary rocks should be derived from the upper continental crust, and are composed mainly of felsic rocks, mixed with some andesitic rocks and old sediment components. Therefore, the Lanping Mesozoic-Cenozoic Basin is a typical continental-type basin. This provides strong geochemical evidence for the evolution of the paleo-Tethys and theb asin-range transition.     

柴达木盆地东北部晚古生代盆地构造环境:来自碎屑岩地球化学的证据

在对采集到的27件碎屑岩主微量元素系统测试与分析的基础上,结合前人已有研究成果,对柴达木东北部晚古生代盆地构造环境及原型盆地类型进行讨论。研究表明:较大陆上地壳,柴达木东北部地区上古生界碎屑岩整体呈现SiO2含量富集、其余主量氧化物亏损的特点,稀土元素含量整体偏低,但与大陆上地壳具有极为类似的分配型式,微量元素中相容元素整体强烈亏损,大离子亲石元素中等亏损,高场强元素无亏损-弱亏损。主量元素、微量元素含量及特征比值显示,测试样品与被动大陆边缘砂岩具有极为接近的地球化学特点,并且显示出与其他构造环境沉积物地球化学特征差别极为明显的特点。相关构造环境及物源岩石组合判别图解同样表明：柴达木东北部地区晚古生代持续发育被动大陆边缘盆地,物源区岩石几乎不存在中基性物质的加入且以大陆上地壳中酸性岩类为主。在地球化学分析的基础上,结合前人对岩石学特征、沉积相类型与沉积对比、古流向以及锆石年代学的工作,综合认为,柴达木东北部地区晚古生代为一个向北倾斜的被动大陆边缘海盆,其物源区为加里东造山运动形成的柴北缘加里东期造山带,海侵来自宗务隆裂陷海槽且自北向南进行。     

拉萨地块西段尼雄地区拉嘎组物源示踪：来自碎屑岩地球化学的制约

拉萨地块西段缺失晚古生代岩浆岩,造成不能从岩浆岩角度探索其晚古生代地质演化,因此沉积岩的对比研究对理解拉萨地块晚古生代的差异演化过程至关重要。本文通过对尼雄地区上石炭统—下二叠统拉嘎组碎屑岩地球化学特征分析,试图揭示其物源特征及源区构造背景,提供拉萨地块晚古生代沉积岩对比分析的基础信息。尼雄地区拉嘎组一段和二段主量和微量元素特征略有差异,二段较一段CaO、Na_2O含量更高,V、Cr、Ni、Co及轻稀土含量也更高,反映二者沉积源区有一定差异。拉嘎组物源区的构造背景兼具被动大陆边缘与活动大陆边缘特征,并且二段较一段显示更强的活动大陆边缘亲缘性。结合区域地质资料,认为拉嘎组碎屑岩主要来自成熟的大陆源区,为冈瓦纳大陆北缘基底岩石及早古生代沉积岩的再旋回沉积,二段源区的少量酸性及基性物质组分对应于冈瓦纳大陆北缘泛非期及寒武纪岩浆活动。     

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

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）、Ce_anom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。