王艷鵬，楊文濤，祁帥帥

(河南理工大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，河南 焦作 454000)

0 引 言

晚古生代—早中生代是華北克拉通南緣構(gòu)造演化的一個(gè)重要時(shí)期[1-2]，受南北兩側(cè)造山帶俯沖匯聚的強(qiáng)烈影響，造成盆地沉積和古地理的顯著改變，整體由晚古生代的陸表海-海陸過渡相沉積向中生代陸相河湖沉積體系發(fā)展[3-5]?，F(xiàn)階段，對這次由海到陸轉(zhuǎn)變的動力學(xué)機(jī)制，學(xué)者普遍認(rèn)為與南部的秦嶺造山帶的構(gòu)造演化密切相關(guān)[6]，但對構(gòu)造轉(zhuǎn)換的起始時(shí)間和過程以及沉積響應(yīng)等都缺乏統(tǒng)一的認(rèn)識。

豫西宜陽地區(qū)作為克拉通內(nèi)陸拗陷疊合盆地的重要組成部分，其晚古生代—早中生代地層發(fā)育完整且連續(xù)，是研究華北南緣沉積環(huán)境和構(gòu)造演化的理想?yún)^(qū)域，且盆地南側(cè)緊鄰秦嶺造山帶，在盆地形成和沉積過程中接受的大量沉積物可能記錄了造山帶構(gòu)造運(yùn)動的細(xì)節(jié)，是理解秦嶺造山帶造山過程和華北南緣盆地形成演化的重要窗口。

碎屑沉積巖的地球化學(xué)特征保存了良好的源區(qū)信息，而泥質(zhì)巖具有相對于其他沉積巖更好的均質(zhì)性和低滲透性，不易受到外來流體和雜質(zhì)的影響，被認(rèn)為是最適合進(jìn)行地球化學(xué)物源示蹤及源區(qū)風(fēng)化作用研究的載體[7-8]。因此，本文以宜陽地區(qū)的中二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)為研究時(shí)段，對研究區(qū)泥巖樣品的主量、微量和稀土元素進(jìn)行地球化學(xué)測試分析，為最終確定沉積物的來源提供地球化學(xué)依據(jù)，這對揭示華北南緣古-中生代的構(gòu)造演化過程具有重要意義。

1 地質(zhì)背景

豫西宜陽地區(qū)位于華北克拉通中南部的近邊緣地帶，隸屬于南華北盆地豫西隆起帶，在大地構(gòu)造上處于中國中部中條-太行-呂梁山隆起帶和秦嶺-大別造山帶的結(jié)合部位(圖1(a))。研究區(qū)劃屬華北地層區(qū)豫西地層分區(qū)，澠池-確山地層小區(qū)。區(qū)域地層除缺失寒武系上統(tǒng)至石炭系下統(tǒng)及侏羅系、白堊系外，自元古界熊耳群至新生界第四系均有出露。本次主要對地層出露良好的中二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)進(jìn)行分析(圖1(b))。

石盒子組的巖性以厚層砂巖、粉砂巖和泥巖為主，多以互層分布，中間夾灰黑色硅質(zhì)海綿巖及數(shù)層煤線或薄煤層，整體為一套三角洲相含煤沉積建造。

孫家溝組根據(jù)巖性特征，主要分為平頂山砂巖段和土門段兩部分。平頂山砂巖段主要發(fā)育厚層中粗粒長石石英砂巖，中間夾雜薄層粉砂巖和泥巖；土門段主要為砂泥巖薄互層，上部發(fā)育大量姜狀鈣質(zhì)結(jié)核和泥灰?guī)r層，整體代表濕潤-干旱氣候的濱淺湖沉積。劉家溝組以磚紅色、暗紫色的細(xì)粒巖屑石英砂巖為主，夾薄層鈣質(zhì)粉砂巖和砂質(zhì)泥巖，部分層位發(fā)育礫巖，整個(gè)沉積序列呈現(xiàn)下細(xì)上粗的反粒序特征，主要發(fā)育湖泊三角洲沉積。和尚溝組整體巖性較為單一，以磚紅色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖為主，向上泥巖含量逐漸增加，整體以干熱氣候條件下的濱淺湖沉積為主(圖2)。

圖1 宜陽地區(qū)大地構(gòu)造位置及地質(zhì)簡圖(據(jù)文獻(xiàn)[9])

圖2 宜陽地區(qū)中二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)綜合柱狀圖及地球化學(xué)樣品采樣位置

2 地球化學(xué)特征

本次研究所挑選的中二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)共20塊新鮮泥巖樣品全部采自宜陽地區(qū)李溝-大雨淋剖面，具體的采樣位置及樣品編號見圖2。所有樣品的碎樣處理，主量、微量和稀土元素測試分析工作均在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。其中，全巖主量元素測試分析利用AxiosmaxX射線熒光光譜儀完成，F(xiàn)eO的測試采用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定法完成，全巖微量和稀土元素測試?yán)肵-serise2電感耦合等離子體質(zhì)譜儀完成。宜陽地區(qū)中二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)泥巖樣品的主量、微量和稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化模式圖見圖3，測試數(shù)據(jù)及部分特征指數(shù)見表1。

圖3 宜陽地區(qū)中二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)泥巖主量元素、微量元素和稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化模式圖

2.1 主量元素特征

表1 宜陽地區(qū)中二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)泥巖主量元素(10-2)分析結(jié)果及特征指數(shù)

續(xù)表1

注：LREE=w(La)+w(Ce)+w(Pr)+w(Nd)+w(Sm)+w(Eu)，HREE=w(Gd)+w(Tb)+w(Dy)+w(Ho)+w(Er)+w(Tm)+w(Yb)+w(Lu)，∑REE=LREE+HREE；δEu=EuN/(SmN*GdN)1/2，δCe=CeN/(LaN*PrN)1/2；下標(biāo)N表示元素相對于球粒隕石[11]標(biāo)準(zhǔn)化

2.2 微量元素特征

研究區(qū)各組的大離子親石元素(Cs，Ba，Sr，U，Rb)含量相對于上地殼變化較大，石盒子組的Rb和Ba表現(xiàn)出明顯的虧損，U則呈現(xiàn)明顯的富集；孫家溝組、劉家溝組與和尚溝組的Ba也表現(xiàn)出輕微虧損，但Cs和Rb則表現(xiàn)出強(qiáng)富集特征，且以孫家溝組平頂山砂巖段的樣品富集最為顯著。過渡族元素(Ni，Cr，Sc，V)含量大體與上地殼相當(dāng)，未表現(xiàn)出明顯的富集，個(gè)別元素如Cr，Ni等表現(xiàn)出不同程度的弱虧損。高場強(qiáng)元素(Ta，Nb，Zr，Hf，Y，Th)表現(xiàn)出相似的分布特征，大體呈現(xiàn)出相比于上地殼平均含量弱富集的特征。

2.3 稀土元素特征

研究區(qū)樣品的稀土元素配分模式整體均表現(xiàn)出輕稀土元素富集，重稀土元素相對平坦的特點(diǎn)，樣品曲線都呈右傾斜式，且都具有明顯的Eu負(fù)異常?！芌EE含量變化較大，但均普遍高于大陸上地殼平均值(148.14×10-6)以及澳大利亞后太古代頁巖(PAAS)平均值(184.77×10-6)，反映樣品相對富集稀土元素的特征。其中，石盒子組的∑REE平均含量為291.4×10-6，孫家溝組為243.6×10-6，劉家溝組為200.9×10-6，和尚溝組為185.0×10-6，反映地層由下至上∑REE含量逐漸降低的特征。LREE/HREE均值分別為12.42，9.72，11.09和8.87，(w(La)/w(Yb))N樣品均值分別為16.95，10.93，13.51和10.57，指示輕重稀土元素分餾明顯。δEu整體集中在0.44～0.68，顯示銪虧損明顯。δCe集中在0.81～1.00，呈現(xiàn)鈰輕微虧損的特征。

3 中二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)物源分析

3.1 源巖屬性分析

w(Al2O3)/w(TiO2)被證明是能反映源巖性質(zhì)的重要主量元素指標(biāo)。當(dāng)w(Al2O3)/w(TiO2)小于14時(shí)，反映沉積物的母巖可能來源于鎂鐵質(zhì)火成巖；19～28時(shí)，反映其母巖可能來源于長英質(zhì)火成巖[12]。宜陽地區(qū)泥巖樣品的w(Al2O3)/w(TiO2)為17.27～32.30，平均值為23.04，反映研究區(qū)泥巖的母巖組成應(yīng)以長英質(zhì)火成巖為主。w(Cr)/w(Zr)也可以反映鐵鎂質(zhì)巖與長英質(zhì)巖對碎屑沉積物的影響大小，Cr主要在鉻鐵礦石內(nèi)富集，指示鎂鐵質(zhì)組分含量，Zr主要在鋯石內(nèi)富集，指示長英質(zhì)組分含量。宜陽地區(qū)泥巖樣品的w(Cr)/w(Zr)整體為0.12～0.89，平均0.36，明顯小于1，也反映源巖以長英質(zhì)組分為主。

碎屑沉積巖的部分微量和稀土元素對其母巖具有很強(qiáng)的繼承性，且在風(fēng)化、成巖和變質(zhì)等各種地質(zhì)作用中具有良好的穩(wěn)定性，常常能夠用來指示源巖性質(zhì)及其組分特征。w(La)/w(Yb)-∑REE源巖判別圖解[13]顯示，樣品主要落在沉積巖和花崗巖兩種巖性交匯區(qū)內(nèi)，表明其源巖都主要是花崗巖和沉積巖的混合(圖4(a))。w(Zr)/w(Sc)和w(Th)/w(Sc)能反映沉積物的成分變化和重礦物富集特征，從w(Zr)/w(Sc)-w(Th)/w(Sc)判別圖[14]中可以看出，宜陽地區(qū)泥巖樣品投點(diǎn)均主要位于上地殼(長英質(zhì)火山巖)附近，且從石盒子組向和尚溝組w(Zr)/w(Sc)具有逐漸減小的趨勢，表明碎屑組分的重礦物富集和沉積再旋回程度逐漸降低(圖4(b))。不活潑元素La,Th,Hf等不因搬運(yùn)和成巖作用而改變，可以用來判定不同構(gòu)造環(huán)境下的物源成分特征，其結(jié)果也顯示研究區(qū)絕大多數(shù)泥巖樣品主要來自長英質(zhì)物源區(qū)(圖4(c))。由w(La)/w(Sc)-w(Co)/w(Th)圖解[15]顯示(圖4(d))，樣品投點(diǎn)基本落在長英質(zhì)火山巖附近和花崗巖之間的區(qū)域，且整體呈現(xiàn)由花崗巖向長英質(zhì)火山巖過渡的趨勢，表明泥巖樣品在垂向上的化學(xué)成熟度逐漸降低。

綜合以上分析，宜陽地區(qū)中二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)泥巖樣品整體都以上地殼長英質(zhì)物源為主，源巖性質(zhì)主要為花崗巖類并伴有古老沉積巖成分的參與。同時(shí)，4組樣品也存在一些成分特征上的差異，如石盒子組和部分孫家溝組樣品表現(xiàn)出與其余各組不同的以更靠近被動大陸邊緣的古老沉積物為主的組分特征，且地層由下至上呈現(xiàn)出由靠近花崗巖逐漸向長英質(zhì)火山巖過渡的趨勢，碎屑組分的重礦物富集程度和沉積再旋回程度也在逐漸降低等，指示其化學(xué)成熟度在逐漸降低的特征，這可能暗示研究區(qū)在垂向演化上具有不同源巖成分的參與。

圖4 宜陽地區(qū)中二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)泥巖源巖屬性判別圖

3.2 源區(qū)化學(xué)風(fēng)化特征

物源區(qū)母巖中的礦物組分會遭受風(fēng)化作用的影響，導(dǎo)致不同礦物元素的遷移、富集以及重新組合，記錄了古氣候環(huán)境和構(gòu)造穩(wěn)定性的變化歷史[16]。其中，化學(xué)蝕變指數(shù)(CIA)和化學(xué)組分變化指數(shù)(ICV)是判斷樣品遭受風(fēng)化條件影響的最常用指標(biāo)，能夠推斷物源區(qū)構(gòu)造和氣候的穩(wěn)定性。

化學(xué)蝕變指數(shù)(CIA)能夠較好地評價(jià)物源區(qū)母巖中的礦物組分遭受化學(xué)風(fēng)化作用的程度，風(fēng)化作用強(qiáng)則反映構(gòu)造活動相對穩(wěn)定以及溫暖潮濕的氣候環(huán)境[17]。其計(jì)算公式為CIA=w(Al2O3)/(w(Al2O3)+w(CaO*)+w(Na2O)+w(K2O))×100，式中主成分均以摩爾分?jǐn)?shù)表示，CaO*僅代表硅酸鹽礦物中的CaO含量。S.M.McLennan等[14]提出間接獲取硅酸鹽礦物中CaO含量的方法：按摩爾比首先排除掉P2O5所消耗的CaO(w(CaO)剩余=w(CaO)-w(P2O5)×10/3)，剩余的CaO摩爾量若大于Na2O的摩爾量，則用Na2O的摩爾量代表硅質(zhì)碎屑中CaO的摩爾量，反之則認(rèn)為CaO剩余量代表硅質(zhì)碎屑中的摩爾量。經(jīng)過計(jì)算，宜陽地區(qū)中二疊統(tǒng)石盒子組泥巖CIA計(jì)算值最高，為89.59～98.35，平均92.98；孫家溝組為59.6～78.99，平均73.42；劉家溝組為74.4～76.52，平均75.77；和尚溝組為62.28～78.35，平均73.41。可以看出，后3組泥巖樣品的CIA計(jì)算值相似，指示沉積物經(jīng)歷了中等的化學(xué)風(fēng)化作用，相對于石盒子組強(qiáng)烈而穩(wěn)定的高達(dá)89.59～98.35的CIA值，其余各組的CIA值有所降低，表明其經(jīng)歷的化學(xué)風(fēng)化作用要弱于石盒子組。

3.3 源區(qū)構(gòu)造背景判別

碎屑巖的地球化學(xué)組分具有對源巖構(gòu)造背景的繼承性，所揭示的是碎屑巖源巖形成時(shí)的構(gòu)造背景，且相較于主量元素地球化學(xué)組分易受風(fēng)化、成巖等后期作用影響而具有遷移的特性，利用稀土元素和微量元素判別，特別是不活潑的La，Th，Sc，Zr等元素，能更有效地指示物源區(qū)地構(gòu)造背景信息[20]。

M.R.Bhatia等[20]提出的構(gòu)造背景判別圖解，利用各微量元素之間的相關(guān)性，能夠直觀清楚反映出沉積物源巖形成的構(gòu)造背景。研究區(qū)樣品的La-Th-Sc，Th-Co-Zr/10，Th-Sc-Zr/10判別圖解如圖5所示。綜合3個(gè)判別圖解的投點(diǎn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，本研究區(qū)各組樣品的源區(qū)構(gòu)造背景總體判定結(jié)果表現(xiàn)一致，相互具有很好的對應(yīng)關(guān)系。其中，石盒子組的物源主要由被動大陸邊緣提供并有少量大陸島弧物質(zhì)參與；孫家溝組樣品的物源區(qū)表現(xiàn)為被動大陸邊緣、大陸島弧和活動大陸邊緣等多種性質(zhì)復(fù)合的構(gòu)造背景；劉家溝組樣品主要來自大陸島弧和活動大陸邊緣的構(gòu)造背景；和尚溝組也以大陸島弧和活動大陸邊緣為主。同時(shí)，沉積物源區(qū)的構(gòu)造背景在時(shí)序上由石盒子組的整體呈現(xiàn)由被動大陸邊緣為主的構(gòu)造環(huán)境初始向?qū)O家溝組的以被動大陸邊緣、大陸島弧和活動大陸邊緣多種性質(zhì)混合背景的過渡，最后向劉家溝組與和尚溝組的以大陸島弧和活動大陸邊緣為主的構(gòu)造環(huán)境的演變。

A-大洋島??；B-大陸島??；C-活動大陸邊緣；D-被動大陸邊緣

3.4 物源區(qū)判別

通過宜陽地區(qū)中二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)各組泥巖樣品地球化學(xué)特征的綜合研究，分析了包括源巖屬性、源區(qū)風(fēng)化條件和源區(qū)構(gòu)造背景在內(nèi)的可能蘊(yùn)含物源區(qū)信息。結(jié)果表明，研究區(qū)在垂向序列上，由底部中二疊統(tǒng)的石盒子組向頂部下三疊統(tǒng)的和尚溝組具有明顯的演變趨勢，暗示宜陽地區(qū)在中二疊世到早三疊世的物源區(qū)可能存在轉(zhuǎn)變。

首先，通過地化特征指示石盒子組的源巖主要為上地殼酸性火山巖或花崗巖并伴有古老沉積物成分的參與，源巖經(jīng)歷了強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作用，且經(jīng)歷了顯著的沉積再循環(huán)，沉積物主要來自被動大陸邊緣的構(gòu)造背景，少量來自大陸島弧。宜陽地區(qū)位于華北克拉通內(nèi)部，這些來自被動大陸邊緣環(huán)境中的古老沉積物最有可能由克拉通自身提供[21]。而具大陸島弧背景的巖漿活動在華北南緣和北緣都有發(fā)育，但是宜陽地區(qū)在石盒子期的古水流指向基本上都是由北向南[22]，并結(jié)合華北地區(qū)在石盒子期整體表現(xiàn)出的以河流作用占優(yōu)勢的自北向南進(jìn)積的三角洲沉積相模式[23]，指示華北盆地在該時(shí)期下呈現(xiàn)北高南低的向南傾斜的古地理格局特征[5]，此時(shí)南華北盆地北部主要以三角洲體系為主體，而東南部則主要表現(xiàn)為海灣-瀉湖的沉積體系[24]。由此，推斷石盒子組的物源主要由華北北緣的內(nèi)蒙古隆起提供。在晚古生代—早中生代，華北北緣形成了400—360 Ma，330—265 Ma以及250—200 Ma 3期明顯的巖漿活動[25]，被廣泛認(rèn)為是由于古亞洲洋向華北板塊的南向俯沖引起的克拉通活化，華北北緣在該時(shí)期成為安第斯型活動大陸邊緣，而內(nèi)蒙古隆起則成為了陸緣弧[26-27]。同時(shí)，對晚古生代碎屑鋯石年代學(xué)的研究結(jié)果表明，華北北部內(nèi)蒙古隆起自晚石炭世開始，就已經(jīng)產(chǎn)生了隆升和顯著的剝蝕，這些剝蝕產(chǎn)物成為華北克拉通內(nèi)盆地的重要物質(zhì)來源[5，28]。強(qiáng)烈的隆升使內(nèi)蒙古隆起帶上早先沉積的中元古代—古生代地層被廣泛剝蝕，同時(shí)大量的花崗片麻質(zhì)克拉通基底以及具有陸緣弧性質(zhì)的晚古生代花崗侵入巖和火山巖等也被剝露出來，這些沉積物經(jīng)過長距離搬運(yùn)或沉積再循環(huán)，成為宜陽地區(qū)石盒子組具有被動大陸邊緣和大陸島弧雙重性質(zhì)的主要物源。這個(gè)結(jié)論也得到了宜陽地區(qū)石盒子組碎屑鋯石年代學(xué)證據(jù)的支持[29]，其碎屑鋯石展現(xiàn)了與華北中部和北部盆地[5，28]相同的來自內(nèi)蒙古隆起物源的晚古生代年齡峰值特征。

由孫家溝組平頂山砂巖段開始，指示源區(qū)風(fēng)化作用的CIA值開始降低，而ICV值顯著升高的趨勢指示沉積物可能開始向構(gòu)造活動區(qū)域的初次沉積轉(zhuǎn)變；源區(qū)構(gòu)造背景既包含被動大陸邊緣的特性，又指示向活動大陸邊緣過渡的趨勢，同時(shí)還顯示少量大陸島弧的信息，呈現(xiàn)出多種區(qū)域性質(zhì)綜合的特征。前已述及，這些被動大陸邊緣并伴有古老成分信息的沉積物可能同石盒子組一樣是由華北克拉通基底和古老沉積蓋層提供。但是，與下伏的石盒子組含煤地層相比，研究區(qū)從孫家溝組平頂山砂巖段的古水流方向產(chǎn)生了明顯的轉(zhuǎn)變，由石盒子組以自北向南占絕對優(yōu)勢的古水流方向轉(zhuǎn)為由南自北[30]，暗示孫家溝組的物源區(qū)與石盒子組相比產(chǎn)生了改變。綜合華北南緣與秦嶺造山帶的構(gòu)造演化過程推斷，在孫家溝組中新出現(xiàn)的以活動大陸邊緣和大陸島弧為主的沉積物更有可能是來自華北克拉通南緣的貢獻(xiàn)。早古生代時(shí)期，秦嶺造山帶的構(gòu)造演化以商丹洋殼由晚寒武世開始向華北板塊的北向俯沖為特征[31]，由此華北板塊南緣在晚寒武世—奧陶紀(jì)發(fā)展成為活動大陸邊緣，而北秦嶺則記錄了大量與俯沖過程相關(guān)的火山島弧和弧前盆地體系，并最終于早中泥盆世完成商丹洋盆和二郎坪弧后盆地的閉合，導(dǎo)致早期的大陸島弧產(chǎn)生弧-陸碰撞再次拼貼到華北南緣[32]。而勉略洋的孕育、形成和發(fā)展是在晚古生代，其向秦嶺微板塊之下俯沖的時(shí)限普遍認(rèn)為發(fā)生在二疊紀(jì)到中三疊世之間[32]。受勉略洋殼俯沖的影響，此時(shí)的秦嶺造山帶和華北板塊南緣區(qū)域被認(rèn)為仍可能處于活動大陸邊緣的構(gòu)造環(huán)境。因此，根據(jù)以上分析，華北南緣作為穩(wěn)定克拉通到活動造山帶的過渡區(qū)域，能夠向位于華北南部的宜陽地區(qū)直接提供包含被動大陸邊緣、活動大陸邊緣以及大陸島弧等多種性質(zhì)的沉積物。

劉家溝組與和尚溝組樣品的投點(diǎn)相對集中，其主量、微量和稀土元素特征具有較好的繼承性，故將這兩組放在一起討論。兩組樣品源巖成分都以上地殼長英質(zhì)物源為主，持續(xù)升高的ICV值指示物源區(qū)的構(gòu)造活動更加活躍，而源區(qū)的構(gòu)造背景都以大陸島弧和活動大陸邊緣為主。這些特征能夠與華北南緣的北秦嶺地區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育的加里東期花崗質(zhì)巖漿活動很好對應(yīng)。加里東期的花崗巖體以主要侵入于秦嶺巖群、二郎坪巖群為代表，其巖石類型主要有花崗閃長巖、石英閃長巖和二長花崗巖等，地球化學(xué)配分模式指示其具大陸弧花崗巖的特征[33-34]。這些巖體都能夠?yàn)檠芯繀^(qū)提供大量的以長英質(zhì)源巖為主的沉積物，且代表著與俯沖碰撞相關(guān)的活動大陸邊緣和島弧性質(zhì)的構(gòu)造背景。因此，劉家溝組與和尚溝組以趨向大陸島弧和活動大陸邊緣構(gòu)造背景的長英質(zhì)源巖可能主要來自北秦嶺的秦嶺群和二郎坪群花崗侵入巖體的揭露和剝蝕。這個(gè)結(jié)論也得到宜陽地區(qū)晚二疊世—早三疊世的碎屑鋯石年代學(xué)證據(jù)的支持[29]，結(jié)果顯示自孫家溝組開始，出現(xiàn)了來自北秦嶺造山帶顯著的早古生代和新元古代峰值年齡，而這組年齡在同時(shí)期的華北中部和北部地區(qū)地層中均未發(fā)現(xiàn)，為宜陽地區(qū)晚二疊世—早三疊世的沉積物源是來自華北南緣和北秦嶺造山帶提供了重要證據(jù)。

4 對華北南緣構(gòu)造轉(zhuǎn)換的指示

綜上所述，宜陽地區(qū)中二疊統(tǒng)石盒子組到下三疊統(tǒng)和尚溝組的沉積和物源區(qū)均產(chǎn)生了明顯的轉(zhuǎn)變，而這可能與華北南緣與秦嶺造山帶的構(gòu)造演化過程有著密切的聯(lián)系。劉少峰等[35]通過對東秦嶺—大別山及鄰區(qū)的盆山系統(tǒng)演化研究，認(rèn)為華北南緣和北秦嶺地區(qū)在晚二疊世可能初始構(gòu)造隆升，產(chǎn)生逆沖作用。而結(jié)合華北南緣地區(qū)孫家溝組平頂山砂巖段中古水流指向和沉積相的顯著改變[30]，以及來自碎屑鋯石年代學(xué)資料[29]的支持，認(rèn)為華北南緣和北秦嶺造山帶可能是從孫家溝組平頂山砂巖段沉積時(shí)期開始，隆升強(qiáng)度加劇并導(dǎo)致了物源區(qū)的轉(zhuǎn)變，指示華北南緣在晚二疊世以前北隆南降的背景下產(chǎn)生了新的構(gòu)造轉(zhuǎn)換過程，北秦嶺造山帶和華北南緣產(chǎn)生了強(qiáng)烈的隆起和剝蝕，其隆起的克拉通邊緣基底和北秦嶺造山帶花崗巖侵入體的剝露逐漸取代了來自華北北緣內(nèi)蒙古隆起提供的碎屑物，開始作為新的物源區(qū)向華北南部盆地提供大量的混合物源。

5 結(jié) 論

(1)宜陽地區(qū)中二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)泥巖源巖整體都以上地殼長英質(zhì)物源為主，源巖性質(zhì)主要為花崗巖類并伴有古老沉積巖成分參與。CIA值和ICV值，指示石盒子組的源巖經(jīng)歷了強(qiáng)烈穩(wěn)定的風(fēng)化作用，其沉積物可能經(jīng)歷了穩(wěn)定構(gòu)造環(huán)境下強(qiáng)烈的沉積再循環(huán)過程，而孫家溝組、劉家溝組以及和尚溝組經(jīng)歷的風(fēng)化作用要弱于石盒子組，其沉積物也開始向構(gòu)造活動區(qū)域的初次沉積轉(zhuǎn)變，受沉積再旋回的影響較小，指示源區(qū)的構(gòu)造活動在逐漸增強(qiáng)。

(2)石盒子組源區(qū)的構(gòu)造背景主要以被動大陸邊緣為主并具有少量大陸島弧，孫家溝組指示源區(qū)具有被動大陸邊緣、大陸島弧和活動大陸邊緣等多種性質(zhì)復(fù)合的構(gòu)造背景，劉家溝組與和尚溝組都指示物源區(qū)以大陸島弧和活動大陸邊緣的構(gòu)造背景為主。源區(qū)的構(gòu)造背景在垂向上整體呈現(xiàn)由被動大陸邊緣為主向活動大陸邊緣為主，并最后向以大陸島弧為主的構(gòu)造環(huán)境演變的趨勢。

(3)華北南緣和北秦嶺可能從孫家溝組平頂山砂巖段沉積時(shí)期開始，隆升加劇并導(dǎo)致了物源區(qū)的轉(zhuǎn)變，其隆起的克拉通邊緣基底和北秦嶺造山帶早古生代花崗巖侵入體的剝露逐漸取代來自華北北緣內(nèi)蒙古隆起提供的碎屑物，開始成為華北南緣宜陽地區(qū)的主要碎屑來源。宜陽地區(qū)中二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)顯著的地球化學(xué)特征差異為華北南緣古-中生代構(gòu)造轉(zhuǎn)換提供了一定的地球化學(xué)依據(jù)。