青海省南祁連柴達木山地區鹽池灣組沉積物源分析

楊猛 李燁 朱小輝

摘要：青海省南祁連柴達木山地區出露一套鹽池灣組淺變質海相碎屑巖地層，通過對青海南祁連柴達木山地區鹽池灣組地層開展碎屑物組成、巖石地球化學及人工重砂分析，對其沉積背景及源區環境進行探討，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，結構成熟度中等，成分成熟度較低，碎屑來源具有多源性，以花崗質或長英質物源為主;（2）碎屑沉積于淺海還原相水體環境，源巖未經歷很遠的搬運過程，化學風化作用較弱，沉積過程中伴有熱液活動。希望研究結果為南祁連構造帶西段早古生代俯沖期沉積作用研究提供參考。

關鍵詞：鹽池灣組;物源分析;柴達木山地區;青海省;南祁連

1.地質概況

研究區位于柴北緣構造帶北側、南祁連構造帶西南緣，屬早古生代柴北緣溝-弧-盆構造體系的北部組成，北側為祁連地塊，南側為宗務隆山-興海坳拉槽。區內奧陶-志留紀中酸性巖漿作用強烈，變質及斷裂構造活動較弱。

區內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，構成區域近東西向復式背斜主體。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、片理化發育，自下而上巖性組合由淺變質中粗碎屑巖變為淺變質細碎屑巖，以旋回性濁積層序為主，其次為塊狀層序及韻律層、粒序層，斷續發育灰-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-淺水環境下，以重力流沉積為主、兼有砂質牽引流參與的海進退積復理石沉積。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。區內巖漿巖主要為志留紀塔塔棱河復式巖體，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∶5萬區域地質調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、源區組成、巖漿房溫壓條件及侵位構造背景，顯示多期、多階段侵入特征。

2.源區組成

2.1碎屑物組成

研究區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的源區，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及旋回石英～巖屑過渡區2個源區（圖1）。

2.2巖石地球化學

從上述7件碎屑巖樣品中選出4件進行地球化學分析，除1#樣品位于侵入接觸帶外，其余均為地層內部。結果顯示（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。源巖化學風化指數（CIA）較低（61～70，平均66），化學風化作用較弱，源區整體處于較強烈的構造環境。

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（0.61～0.71）均>～0.1，表明水體呈缺氧的還原環境。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域，物質來源具有多源性。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，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，顯示花崗質物源為主，局部靠近沉積再旋回演化線，碎屑物質經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±金紅石的穩定的重礦物組合（占比86.2%），亞穩定及不穩定重礦物組合少。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（34.9）及穩定系數（42.7）中等，表明結構成熟度中等，源巖未經歷很遠的搬運過程。

3.結論

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

（2）碎屑成分以花崗質或長英質為主，其次為熱液礦物及淺海自生礦物。源區整體處于較強烈的構造背景，化學風化作用較弱，且未經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境。

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