楊猛 李燁 朱小輝

摘要：青海省南祁連柴達木山地區(qū)出露一套鹽池灣組淺變質(zhì)海相碎屑巖地層，通過對青海南祁連柴達木山地區(qū)鹽池灣組地層開展碎屑物組成、巖石地球化學(xué)及人工重砂分析，對其沉積背景及源區(qū)環(huán)境進行探討，獲得以下認識：（1）鹽池灣組碎屑物組合為石英+白（絹）云母+斜長石，結(jié)構(gòu)成熟度中等，成分成熟度較低，碎屑來源具有多源性，以花崗質(zhì)或長英質(zhì)物源為主;（2）碎屑沉積于淺海還原相水體環(huán)境，源巖未經(jīng)歷很遠的搬運過程，化學(xué)風(fēng)化作用較弱，沉積過程中伴有熱液活動。希望研究結(jié)果為南祁連構(gòu)造帶西段早古生代俯沖期沉積作用研究提供參考。

關(guān)鍵詞：鹽池灣組;物源分析;柴達木山地區(qū);青海省;南祁連

1.地質(zhì)概況

研究區(qū)位于柴北緣構(gòu)造帶北側(cè)、南祁連構(gòu)造帶西南緣，屬早古生代柴北緣溝-弧-盆構(gòu)造體系的北部組成，北側(cè)為祁連地塊，南側(cè)為宗務(wù)隆山-興海坳拉槽。區(qū)內(nèi)奧陶-志留紀中酸性巖漿作用強烈，變質(zhì)及斷裂構(gòu)造活動較弱。

區(qū)內(nèi)出露地層主要為中奧陶世鹽池灣組（O2yc）及晚奧陶世多索曲組（O3d），二者間整合接觸，總體呈北西西—近東西向展布，構(gòu)成區(qū)域近東西向復(fù)式背斜主體。其中，鹽池灣組呈深灰-灰色，局部灰黑-灰綠色，頂部紫紅色，控制厚度3432.69m，褶皺、片理化發(fā)育，自下而上巖性組合由淺變質(zhì)中粗碎屑巖變?yōu)闇\變質(zhì)細碎屑巖，以旋回性濁積層序為主，其次為塊狀層序及韻律層、粒序?qū)?，斷續(xù)發(fā)育灰-淺綠-紫紅色棱角狀沉積角礫（泥屑），總體顯示為一套海相半深水-淺水環(huán)境下，以重力流沉積為主、兼有砂質(zhì)牽引流參與的海進退積復(fù)理石沉積。多索曲組為一套中酸性火山碎屑巖建造，自下而上呈現(xiàn)火山碎屑巖—碎屑巖—火山沉積碎屑巖的巖性組合變化特征，后期被流紋斑巖、流紋英安斑巖、石英斑巖等次火山巖及志留紀花崗巖侵蝕。區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為志留紀塔塔棱河復(fù)式巖體，總體走向北西，由一系列巖基、巖株、巖枝、巖墻、巖脈狀侵入體組成，局部穿插煌斑巖脈等，巖性主要為二長花崗巖、正長花崗巖、花崗閃長斑巖、混合巖化正長花崗巖、石英二長斑巖等，1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查將該巖體解體為晚奧陶世、早志留世、晚志留世等3期，各期巖漿作用事件具有不同的巖石組合、源區(qū)組成、巖漿房溫壓條件及侵位構(gòu)造背景，顯示多期、多階段侵入特征。

2.源區(qū)組成

2.1碎屑物組成

研究區(qū)鹽池灣組碎屑組成主要為石英+白（絹）云母+斜長石（表1），石英碎屑含量變化大（Qt=4%～45%，平均23.29%）且以單晶石英為主;長石2%～7%，平均3.43%，且均為斜長石，云母含量較高（48%～94%，平均73.29%），巖屑未見，指示其可能來自含大量火山物質(zhì)的源區(qū)，成分成熟度總體較低。Dickinson碎屑骨架Qm-F-Lt三角圖中，投點主要落入旋回巖屑區(qū)及旋回石英～巖屑過渡區(qū)2個源區(qū)（圖1）。

2.2巖石地球化學(xué)

從上述7件碎屑巖樣品中選出4件進行地球化學(xué)分析，除1#樣品位于侵入接觸帶外，其余均為地層內(nèi)部。結(jié)果顯示（表2），鹽池灣組碎屑巖SiO2含量較低（69.89%～76.76%，平均73.55%），低于典型石英砂巖（平均值91.5%，CondieKC，1993），接近于長石砂巖（平均值77.1%）。K2O/Na2O比值（3.86～36.36，平均17.39）明顯高于雜砂巖平均值（0.82，CondieKC，1993）。Al2O3/SiO2比值（0.09～0.15，平均0.13）低于雜砂巖比值（0.20～0.23），顯示其成分成熟度較低。源巖化學(xué)風(fēng)化指數(shù)（CIA）較低（61～70，平均66），化學(xué)風(fēng)化作用較弱，源區(qū)整體處于較強烈的構(gòu)造環(huán)境。

稀土元素上（圖2），除1#樣品稀土總量較高外（654.09×10-6），其余碎屑巖樣品稀土含量中等（193.94×10-6～274.93×10-6，平均228.79×10-6），ΣCe/ΣY=6.70～11.28，LaN/YbN=1.02～1.84，dEu=0.66～0.99，dCe=0.82～1.00，Ceanom指數(shù)（0.61～0.71）均>～0.1，表明水體呈缺氧的還原環(huán)境。主量元素（TFeO+MgO）-（Al2O3/SiO2）判別圖解中（圖3），碎屑巖投點主要落入活動陸緣與被動陸緣過渡且偏向活動陸緣區(qū)域，物質(zhì)來源具有多源性。微量元素La/Th-Hf圖解中（圖4），投點主要落入酸性島弧與被動陸緣過渡源區(qū)，且具有古老沉積物成分增加趨勢;Th/Sc-Zr/Sc圖解中，投點主要沿BFG成分演化線分布，且偏向FG段，顯示花崗質(zhì)物源為主，局部靠近沉積再旋回演化線，碎屑物質(zhì)經(jīng)歷了一定程度的沉積再旋回。

2.3人工重砂

1件人工重砂分析結(jié)果顯示（表3），鹽池灣組碎屑巖具有赤褐鐵礦+銳鈦礦+鋯石±鈦鐵礦±白鈦石±金紅石的穩(wěn)定的重礦物組合（占比86.2%），亞穩(wěn)定及不穩(wěn)定重礦物組合少。主要重礦物組合為赤褐鐵礦+銳鈦礦+鋯石+重晶石（表4），占比82.1%，次要重礦物組合為銳鈦礦+白鈦石+金紅石，占比16.6%，另含有黃鐵礦、磷灰石、方鉛礦等微量重礦物。這些特征表明，鹽池灣組碎屑巖以長英質(zhì)巖漿巖物源為主（23.2%）。同時，淺海自生礦物組合重晶石+黃鐵礦占比13%，金屬熱液礦物組合銳鈦礦（+方鉛礦）占比17.6%，綜合表明本組地層為淺海沉積，且沉積過程中可能伴有熱液作用。ZTR指數(shù)（34.9）及穩(wěn)定系數(shù)（42.7）中等，表明結(jié)構(gòu)成熟度中等，源巖未經(jīng)歷很遠的搬運過程。

3.結(jié)論

（1）柴達木山地區(qū)鹽池灣組碎屑巖的成分成熟度較低，結(jié)構(gòu)成熟度中等，主要來源于含有大量火山物質(zhì)的源區(qū)，部分為古老沉積物，總體具有穩(wěn)定區(qū)與活動區(qū)的雙源性。

（2）碎屑成分以花崗質(zhì)或長英質(zhì)為主，其次為熱液礦物及淺海自生礦物。源區(qū)整體處于較強烈的構(gòu)造背景，化學(xué)風(fēng)化作用較弱，且未經(jīng)歷長途搬運和強烈的磨圓作用，沉積于水體缺氧的淺海相還原環(huán)境。

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