红色泥岩层系地球化学特征及物源分析——以松辽盆地东南隆起区上白垩统姚家组为例

对松辽盆地东南隆起区姚家组地层进行系统的地球化学分析,结果表明:本区细碎屑岩中含有较多的稳定组分。通过对微量元素PAAS标准化及稀土元素标准化曲线配分模式研究,研究区内姚家组地层应来自同一物源区。CIA值及Th/U值表明源区经历了中等的风化作用;Th/Sc和Zr/Sc比值变化范围小,地球化学特征基本受源岩控制,物源区岩石未经过沉积再搬运。根据源岩构造背景判别图解,并结合前人的研究成果认为:姚家组地层的母岩主要为花岗岩(海西期和燕山期),并有少量燕山期中酸性喷出岩;源岩来自大陆边缘,为大陆岛弧火山岩系。通过Sr/Cu,Ni/Co,V/Cr,U/Th等比值综合分析,姚家组沉积时为干热气候,水体富氧,因此造成姚家组厚层的红色泥岩沉积。     

滇东南猛洞岩群构造环境：变质碎屑岩地球化学约束

猛洞岩群位于滇东南文山-麻栗坡断裂与红河断裂带之间的老君山-Song Chay变质核杂岩核部,由一套经历过多期变质-变形的杂岩体组成。变质碎屑岩地球化学特征显示,主、微量元素平均组成与大陆上地壳相似,且SiO_2/Al_2O_3、K_2O/Na_2O比值显示该套变质沉积岩具有相似的成熟度,但片岩类样品可能遭受过强烈的风化作用;稀土元素特征与变质岩原岩恢复图解显示,片岩类原岩为黏土岩及泥质岩,片麻岩类原岩为砂岩、杂砂岩。化学蚀变指数(CIA)、成分变异指数(ICV)、斜长石蚀变指数(PIA)反映了片岩类原岩形成后经历过较强的风化作用,但副片麻岩类原岩经历的风化作用较弱,反映了副片麻岩类主要来源于不成熟的物源区,显示出活动构造环境沉积物的特征。Rb/Sr和Th/U比值判别结果表明该套碎屑岩经历了较复杂的沉积演化过程;La/Th-Hf图解和砂岩-泥岩套的物源区判别图解表明变质碎屑岩样品以石英岩沉积物源区为主,混合少量中性火成岩物源区;ThSc-Zr/10和La-Th-Sc图解表明猛洞岩群可能沉积于大陆岛弧环境。综上所述,猛洞岩群变质碎屑岩原岩为一套泥质岩-砂岩(杂砂岩),这套碎屑岩经历了较强风化作用及复杂的沉积演化过程,主要沉积于与大陆岛弧环境相关的盆地,推测猛洞岩群的物质来源与昆阳群有关,可能与扬子地块具有较强的亲缘关系。     

赣中相山铀矿田基底变质岩原岩恢复及其形成环境

微古化石资料和前人研究表明,相山铀矿田基底变质岩原岩时代为新元古代青白口纪。文章通过野外地质调查和系统采样对这套变质岩的原岩组成和形成环境进行了分析。大部分变质碎屑岩样品以中等Si O2含量、高的K2O/Na2O值和较高的Fe2O3T+Mg O及低的Ca O含量为特征。所有样品的稀土元素具有∑REE总量较大、轻稀土富集和Eu亏损的特征。稀土元素分布模式图解中各样品的总体组成模式相当接近,稀土配分型式为右倾式,与后太古宙页岩和上地壳相似。西蒙南图解和涅洛夫图解表明,神山组原岩主要为复矿物砂岩和长石砂岩,库里组原岩主要为石英岩质砂岩及长石砂岩;上施组原岩主要为长石砂岩及少量硅质泥灰岩、泥质砂岩。结合变余构造特征分析认为,这套变质碎屑岩形成于滨浅海—陆棚沉积环境。所有样品中Th/Sc比值变化范围较小(0.5~1.1),而Zr/Sc比值变化范围较大(8~24),揭示了变质岩源区成分复杂,可能经过多次沉积循环。在Th-Sc-Zr/10和La-Th-Sc图解中,大部分数据落入大陆岛弧区,说明该套岩石可能沉积于靠近大陆岛弧的相关盆地。Hf-La/Th图解表明,原岩的物源大部分来源于古老地层的抬升剥蚀,酸性岛弧源区仅占少数,说明其沉积时期岩浆活动并不明显,而物源区伴有构造隆升,结合地化特征分析推测赣中相山基底变质岩原岩形成于华夏地块与扬子板块后碰撞伸展环境下的残留海盆。     

桦甸盆地桦甸组油页岩段地球化学特征及地质意义

桦甸盆地位于敦密断裂带之上,是我国著名的古近纪含油页岩断陷盆地。其中桦甸组油页岩段发育厚层的泥岩沉积。长期以来对该段油页岩特征研究较多,但对其物源区特征和构造背景研究甚少。对油页岩段厚层泥岩进行系统的地球化学分析结果表明：泥岩中w(SiO₂)整体较低,K₂O/Na₂O值较高(大于1),w（MgO+Fe₂O^T₃）为3.91%~11.66%,Al₂O₃/（Na₂O+K₂O）为3.77~6.29,表明泥岩中含有一定的铁镁质组分和较多的稳定组分。微量元素PAAS标准化分配曲线显示不同样品之间元素富集、亏损趋势不一致,同时稀土元素标准化曲线呈现出稀土含量变化较大、轻稀土富集和明显Eu负异常,表明油页岩段沉积时期存在多个物源。泥岩风化蚀变指数为74~82,Th/U值多集中在4.65~6.07,表明泥岩源区经历了相对中等的风化作用。Th/Sc和Zr/Sc值表明泥岩基本受源岩成分控制。由源岩和构造背景判别图解,并结合前人研究资料得知:桦甸盆地油页岩段母岩主要来自于海西期和燕山期花岗岩以及少量的燕山期中酸性喷发岩;源岩形成于大陆边缘造山带,为大陆岛弧火山岩系。     

松辽盆地钱家店地区姚家组赋矿砂岩的组成、地球化学特征及其构造背景

松辽盆地钱家店地区姚家组砂岩矿物、地球化学成分与源区岩石性质和沉积构造环境密切相关。岩相学观察和矿物化学分析表明,所研究的岩石主要碎屑矿物由石英、岩屑和长石组成,含少量的黄铁矿、炭屑和重矿物等矿物。地球化学特征上,这些岩石普遍具有高SiO2含量(68.4%~79.61%)、相对高的K2O/Na2O比值(1.83~2.03)和较低的Fe2O3T+MgO含量(1.48%~4.22%),稀土元素标准化配分曲线呈现轻稀土富集,重稀土平坦和弱Eu、Ce负异常特征。较低的CIA(57~63)和PIA(60~71)指数、A-CN-K以及AK-C-N分布模式还说明源区经历了相对较弱的风化作用。Zr/Sc和Th/Sc比值共同表明姚家组的碎屑组成不具备沉积再旋回的特征,说明其为近源沉积,具有较差的分选性。砂岩物源区组成判别图研究表明,姚家组砂岩的物源区主要出露长英质岩浆岩。砂岩形成构造环境判别图解及特征指数分析表明,姚家组主要形成于被动大陆边缘沉积环境。     

松辽盆地东南隆起区上白垩统嫩江组泥页岩段地球化学特征与物源分析

嫩江组泥岩的地球化学分析结果表明:泥岩中含有一定量的铁镁质组分和较多的稳定组分。微量元素和稀土元素分析结果显示,嫩江组含油页岩段沉积时期存在多个物源。CIA和PIA值没有随着埋深的减少而增加,说明嫩江组泥岩受后期风化影响很小。CIA值为70.5~77.0,Th/U值为2.67~3.98,说明泥岩源区经历了中等强度风化作用。Zr/Sc—Th/Sc图解表明泥岩的化学成分受源岩成分控制。通过源岩和构造背景判别图以及前人资料可知,松辽盆地嫩江组母岩主要为海西期花岗岩,源岩的构造背景为大陆边缘造山带火山岛弧岩系。物源中输入较多的铁镁及含钙物质,促进油页岩的形成。     

北大巴山地区斑鸠关组砂岩地球化学特征对物源和构造环境的限定

北大巴山是南秦岭造山带的重要组成部分,保留较完整的地层记录。长期以来,斑鸠关组被认为形成于相对稳定的构造环境。本文通过对斑鸠关组砂岩的沉积序列和地球化学分析,详细分析其物源区和形成构造环境。沉积学特征表明,斑鸠关组砂岩主要为一套深水沉积的细砂岩、粉砂岩和泥岩组合序列,形成于海底扇。砂岩中交错层理恢复的古流向表明,其物源主要来自于北侧。地球化学分析表明,斑鸠关组砂岩SiO_2为61.54%～84.35%,主要为成熟度较低的岩屑砂屑岩。稀土元素标准化配分曲线呈现轻稀土富集、重稀土平坦和Eu负异常的特征。砂岩的风化蚀变指数为51～67,Th/U比值为3.36～7.02,表明砂岩物源区经历了较弱的风化作用。Zr/Sc和Th/Sc比值指示斑鸠关组砂岩没有经历沉积再旋回,为近源沉积。砂岩物源区组成判别图表明,斑鸠关组物源主要为长英质岩石。砂岩源区构造环境判别图以及特征指数表明,斑鸠关组源区形成于大陆岛弧和被动大陆边缘环境。综合区域资料,表明斑鸠关组形成于大陆岛弧相关环境,非大陆裂谷。     

桌子山地区奥陶系乌拉力克组碎屑岩地球化学特征及其对物源的制约

桌子山地区位于鄂尔多斯盆地西缘北段,保留了相对完整的奥陶统地层。本文通过对该地区中—上奥陶统乌拉力克组16件碎屑岩样品进行地球化学分析,对碎屑岩的源区特征和构造环境进行了研究。结果表明:乌拉力克组碎屑岩主要为成熟度较低的岩屑砂屑岩,SiO_2为62.74%~85.47%,K_2O/Na_2O比值为2.2~12.9,tFe_2O_3+MgO值为2.6%~7.21%。稀土元素标准化配分曲线呈现轻稀土富集、重稀土平坦和Eu、Ce负异常特征。砂岩风化蚀变指数(CIA)为66~75,反映温暖、湿润条件下中等的化学风化程度。Zr/Sc和Th/Sc比值共同表明乌拉力克组的碎屑组成不具备"沉积再旋回"的特征。砂岩物源区组成判别图研究表明,乌拉力克组碎屑岩的物源区主要出露长英质沉积岩。砂岩形成构造环境判别图解及特征指数分析表明,乌拉力克组主要形成于大陆岛弧和活动大陆边缘相关沉积盆地,具有多物源的特征。     

西藏羌塘盆地古近纪康托组沉积物源及构造背景分析

沉积岩中的主微量元素和稀土元素特征可以指示其物源、构造背景和沉积环境等。康托组地层沉积时代为古近纪,是青藏高原早期隆升后首先沉积的陆相碎屑岩,对该地层的物源信息及构造背景分析对于研究羌塘盆地新生代演化和高原隆升过程具有积极意义。本文对羌塘盆地半岛湖地区康托组地层进行了地层学、岩石学、元素地球化学和黏土含量分析,研究了其物源特征及构造背景。研究区康托组主要为岩屑砂岩、岩屑石英砂岩,分选性和磨圆度较差,发育平行层理。对17件样品进行元素地球化学分析测试,结果显示中等的化学蚀变指数CIA值（69.57~80.81）,较高的化学风化指数CIW值（81.07~95.02）和斜长石风化指数PIA值（77.32~93.96）,表明物源区整体经历了较强的化学风化作用。Th/U、Sc/Th、Rb/Sr等微量元素比值接近大陆上地壳值,结合稀土元素的配分模式,表明近源快速堆积的特点。根据TiO2/Zr、Co/Th、La/Sc、Th/Sc、Cr/Zr值和δEu、δCe的负异常,结合相关判别图解说明康托组物源主要来自于长英质岩石。La—Th—Sc、Th—Sc—Zr/10、TiO2—Fe2O3T+MgO、Al2O3/SiO2—Fe2O3T+MgO和主量元素双因素构造判别图解表明物源区主要为被动大陆边缘。结合构造演化分析,指示了半岛湖地区康托组形成于陆内沉积环境。     

云南思茅盆地江城上白垩统勐野井组稀土微量元素特征及地质意义

沉积盆地中碎屑岩的地球化学成分主要受物源区控制,因此,通过分析碎屑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。思茅盆地上白垩统勐野井组（K2me）细碎屑岩的稀土元素组成分析结果表明,研究区沉积物具有轻稀土元素富集,较平坦的重稀土元素分布模式,以及中等程度 Eu 负异常的总体特征。根据样品的（Hf-La/Th、La/Sc-Co/Th和REE-La/Yb）图解,特征性微量元素比值（La/Sc、Sc/Th、Cr/Th 和 Co/Th）,并结合岩矿薄片分析,认为勐野井组细碎屑岩具有典型的上陆壳特征,源区母岩以长英质岩石为主。微量元素 Cr/Co 结合岩相古地理的分析显示勐野井组细碎屑沉积物应属于近源沉积。通过与不同构造背景下杂砂岩的稀土元素特征对比及主元素（K2O/Na2O-SiO2/Al2O3和SiO2-K2O/Na2O）判别图解,勐野井组细碎屑岩源区构造背景应属被动大陆边缘环境,这与思茅盆地所处的三江造山带构造背景相符。     

松辽盆地南部哈达山附近青山口组二、三段泥岩的岩石学与地球化学特征

以松辽盆地哈达山青山口组二、三段泥岩盖层为研究对象,通过岩石学和地球化学相结合的方法,对泥岩样品中常量元素和稀土微量元素特征进行了研究,结果表明:(1)泥岩稀土元素(∑REE)总量较高(104.99×10~(-6)~281.88×10~(-6)),∑LREE/HREE比值较高(6.50~9.96),REE配分模式显示轻稀土元素富集而重稀土元素亏损,Eu(0.88~1.16)存在负异常等特征;(2)物源区母岩类型主要为沉积岩和中基性火山岩,源岩的钾交代作用成因可能为黏土矿物中的伊蒙混层转化为自生伊利石;(3)物源区泥岩修正后的CIA值(44.75~72.24)较低,暗示物源区经历了弱风化作用,Sr/Cu指标显示物源区长期受干热型气候控制。     

黑龙江黄松群的地球化学特征及形成环境分析

对佳木斯—兴凯地块西南缘的黄松群进行其物源区特点、古风化条件和构造背景等分析结果显示,该套变质碎屑岩源岩为泥砂质沉积岩,源区母岩以中酸性火成岩为主。风化作用相关指数CIA、CIW及PIA,由杨木组到阎王殿组逐渐增高,而ICV值则呈递减趋势,体现了风化作用由弱到强,成分成熟度逐渐升高的特点。主量元素特征值SiO_2=69.95%、TiO_2=0.58%、TFe_2O_3+MgO=5.34%、Al_2O_3/SiO_2=0.21,微量元素特征值La=37.54×10~(-6)、Ce=72.83×10~(-6)、δEu=0.60、ΣREE=182.29×10~(-6)。REE配分模式与活动大陆边缘碎屑沉积物类似,并且在不同构造环境判别图解中,绝大多数样品投影点落入活动大陆边缘区。地球化学特征表明,黄松群碎屑岩可能沉积于活动大陆边缘环境。     

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。     

松辽盆地泰康地区青山口组沉积相及与油气分布关系研究

系统地研究了松辽盆地泰康地区青山口组沉积相类型及沉积特征,其中对青一段与青二、三段的沉积相平面分布与垂向演化规律做了较深入地探讨。研究表明,青山口组主要发育湖泊相与三角洲相2种沉积相类型,其中湖泊相包括2种亚相与4种微相,三角洲相包括2种亚相和2种微相。沉积演化分析表明,青一段以深湖、半深湖相泥岩沉积为特征,青二、三段以浅湖相与三角洲相砂泥岩互层为特征。区内青山口组主要存在三种类型的储层砂体,分别为三角洲前缘河口坝砂体、三角洲前缘远砂坝砂体和浅湖砂体,其中浅湖砂体是最好的含油砂体,浅湖砂体发育的优势区也即浅湖沉积亚相发育区是区内最重要的油气富集区,是今后油气勘探的有利地区。     

松辽盆地北部白垩纪青山口组黑色页岩元素地球化学特征及沉积古环境恢复

对松辽盆地北部青山口组118块页岩样品进行有机碳和元素地球化学测试,运用一系列判别古气候、古盐度、古生产力和古氧化还原条件的地化指标,恢复青山口组黑色页岩的沉积环境,探讨富有机质页岩成因机制。青山口组沉积期为温暖半湿润亚热带气候,古气温>15℃,水体为陆相微咸水—半咸水环境,盐度5‰~10‰。青山口组底部发育厚度约30 m的富有机质页岩,TOC最高达到9.39%,自下而上有机碳含量逐渐变低。富有机质页岩Cu、Ni、Mo和Zn含量高,发育大量胶磷矿、藻席,表明青山口组早期湖盆生产力达到峰值,为有机质富集提供物质基础。U元素含量以及V/(V+Ni)、V/Sc比值较高,表明青山口组早期水体为强还原环境,为富有机质页岩保存提供有利条件。中-晚期随着湖盆收缩、水体变浅,还原环境遭到破坏,有机碳含量降低。TOC与古生产力及氧化还原指标呈正相关关系,表明有机质含量的变化主要受控于湖盆生产力和氧化还原环境。古海侵事件带来丰富营养物质,极大提高了湖盆生产力,保证有机质大量供应;同时海侵造成盐度分层,使底部水体的强还原环境不受破坏,促进了有机质的保存。松辽盆地青山口组在白垩纪全球缺氧事件影响下形成了面积约5×10^-3km;的黑色页岩,是页岩油勘探的重要目标。