天水地区碎屑岩地球化学及其形成构造环境研究
  • 【DOI】

    10.7666/d.y796602

  • 【摘要】

    本文以大草滩碎屑岩系为重点,从其地质、地球化学入手,分析研究其形成环境及其构造意义,籍以限定商丹带的形成演化过程和时限。 在广泛涉猎细粒碎屑岩地球化学在构造环境研究中的应用基础上,将细粒碎屑岩的形成环境分为四种:大洋岛弧、大陆岛弧、活动陆缘以及被动陆缘。在主量元素方面:大洋岛弧砂岩具有高的TFe2O3+MgO(8-14×10-2)、TiO2(0.8-1.4×10-2)含量,低的Al2O3/... 展开>>本文以大草滩碎屑岩系为重点,从其地质、地球化学入手,分析研究其形成环境及其构造意义,籍以限定商丹带的形成演化过程和时限。 在广泛涉猎细粒碎屑岩地球化学在构造环境研究中的应用基础上,将细粒碎屑岩的形成环境分为四种:大洋岛弧、大陆岛弧、活动陆缘以及被动陆缘。在主量元素方面:大洋岛弧砂岩具有高的TFe2O3+MgO(8-14×10-2)、TiO2(0.8-1.4×10-2)含量,低的Al2O3/SiO2(0.24-0.33)、K2O/Na2O(0.2-0.4)比值。大陆岛弧砂岩与大洋岛弧相比,以较低的TFe2O3+MgO(5-8×10-2)、TiO2(0.5-0.7×10-2)含量和较高的Al2O3/SiO2(0.15-0.22)、K2O/Na2O(0.4-0.8)比值为特征。活动陆缘砂岩具有低的TFe2O3+MgO(2-5×10-2)、TiO2(0.25-0.45×10-2)含量,K2O/Na2O≈1。被动陆缘砂岩一般富集SiO2,贫Na2O、CaO和TiO2。在微量元素方面:大洋岛弧型砂岩以极低的La(8.72±2.5×10-6)、Th(2.27±0.7×10-6)、U(1.09±0.21×10-6)、Zr(96±20×10-6)、Nb(2.0±0.4×10-6)含量和Th/U(2.1±0.78×10-6)值,高的La/Sc(0.55±0.22)、La/Th(4.26±1.2)、Ti/Zr(56.8±21.4)、Zr/Th(48.0±13.4)比值为特征。大陆岛弧砂岩的特征是La(24.4±2.3×10-6)、Th(11.1±1.1×10-6)、U(2.53±0.24×10-6)、Zr(229±27×10-6)和Nb(8.5±0.8×10-6)含量增加,用La-Th-Sc和La/Sc-Ti/Zr图解可以识别。活动陆缘砂岩与被动陆缘砂岩可用Th-Sc-Zr/10和Th-Co-Zr/10图解及相关参数Th/Zr、Th/Sc等区别开。被动陆缘砂岩较之活动陆缘型具有增加的Zr(298±80×10-6)含量,Zr/Th(19.1±5.8)比值高,Ba(253±64×10-6)、Rb(61±19×10-6)、Sr(66±22×10-6)的含量和Ti/Zr(6.74±0.9)比值较低。在稀土元素方面:大洋岛弧砂岩显示低的∑REE(58±10×10-6)含量和∑LREE/∑HREE(3.8±0.9)比值,无负的Eu异常(1.04±0.11)。大陆岛弧砂岩具有较高的∑REE含量(146±20×10-6)和La/Yb(11±3.6)比值,出现小的Eu负异常(0.79±0.13)。活动陆缘和被动陆缘型砂岩以高的∑REE含量(186×10-6和210×10-6)和∑LREE/∑HREE比值(9.1和8.5)为特征,具有显著的Eu负异常(0.60和0.56)。 天水地区上泥盆统大草滩群主要是一套陆相粗碎屑沉积,主要岩石组合为未变质的厚层-块状砾岩、砂砾岩、中-细粒石英砂岩、泥质粉砂岩、杂砂岩以及不均匀变质的绿片岩、绿泥石英片岩、千枚岩等,原岩恢复为杂砂岩。其中,变质砂岩地球化学特征表明:TFe2O3+MgO(5.71-8.39×10-2)、TiO2(0.6-0.82×10-2)含量和Al2O3/SiO2(0.15-0.24)比值与大陆岛弧型砂岩相似。TiO2-TFe2O3+MgO图解、Al2O3/SiO2-TFe2O3+MgO图解均显示岛弧-活动陆缘砂岩特征。大多数微量元素判别参数如Th(11.68-17.36×10-6),Zr(174-295×10-6),Hf(4.8-8.5×10-6),Sc(11.1-19.3×10-6),V(70-146×10-6),Zn(59.6-86.0×10-6)含量以及La/Th(1.85-2.80),La/Sc(1.95-3.20),Th/Sc(0.90-1.55),Ti/Zr(12.88-20.71),Zr/Hf(33.59-41.11)值属于大陆岛弧和/或活动陆缘。在La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10和Th-Co-Zr/10图解中,样品集中分布于岛弧区域。稀土元素总量较高(∑REE=116-233×10-6),显示明显的轻稀土富集特征(∑LREE/∑HREE=7.22-9.66),轻稀土较重稀土分异更为明显,具明显的Eu负异常(Eu/Eu*=0.61-0.68),这些重要的判别参数值和样品的球粒陨石标准化稀土曲线模式等很一致地表现出大陆岛弧-活动陆缘砂岩特征。以上特征显示了该区变质砂岩物源区构造背景为岛弧-活动陆缘。砂岩地球化学及沉积相、沉积结构、古水流等特征揭示了上泥盆统大草滩群沉积构造环境为造山带前的同造山前陆盆地,也暗示了华北板块与秦岭微板块的对接不晚于晚泥盆世。 收起<<

  • 【作者】

    徐静刚 

  • 【学科专业】

    构造地质学

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    西北大学

  • 【导师姓名】

    董云鹏

  • 【学位年度】

    2005

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    天水地区  大草滩群  碎屑岩  构造形成环境