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河南南召盆地上三疊統太山廟組沉積環境分析

2019-11-22 23:11:32 科技風 2019年28期

摘 要:為了探討南召盆地晚三疊世泥巖沉積環境,通過對南召盆地上三疊統太山廟組泥巖地球化學元素的分析,研究其古沉積環境。分析結果表明:南召盆地上三疊統太山廟組泥巖的V/(V+Ni)平均值為0.80,指示晚三疊世,南召盆地水體為分層不強的厭氧環境。泥巖Ceanom在平均值為-0.05,指示晚三疊世,南召盆地為Ce富集的缺氧環境。Sr/Ba比值在其均值為0.26,表示淡水沉積環境,所以,南召盆地晚三疊世泥巖沉積總體為淡水沉積環境。

關鍵詞:南召盆地;地球化學;上三疊統;沉積環境

1 地質背景

南召盆地地處河南省西南部的南召縣境內,南召盆地位于北秦嶺造山帶內部,欒川固始大斷裂帶的南側,是在變質基底上形成的箕狀斷陷盆地。[1]構造位置上跨越華北板塊南緣和秦嶺造山帶北部,由華北板塊與揚子板塊于中三疊世末發生碰撞拼合而成,其形成主要受秦嶺造山帶逆沖推覆作用的影響。[2]

2 樣品采集與測試分析

在南召盆地采得上三疊統太山廟組泥巖樣品共5個。樣品的檢測主量元素由X射線熒光光譜儀檢測,稀土微量元素由電感耦合等離子體質譜儀檢測,獲得數據見下表。

注:Ceanom指數的計算公式為:

Ceanom=lg[3CeN/(2LaN+NdN)]

N:一個給出樣品的北美頁巖標準化值。

Ceanom:反應古水介質氧化還原條件的重要參數之一。

3 氧化還原環境

3.1 V/(V+Ni)與氧化還原環境

學者研究認為,V與Ni屬鐵族元素,當它們的氧化度發生變化時,它們的離子價態也隨之變化,表現為被粘土和膠體質點吸附沉淀。認為元素V/(V+Ni)可作為一種地球化學指標。當V/(V+Ni)的比值大于0.84時,表示厭氧環境,水體分層強,且出現H2S氣體;當V/(V+Ni)的比值在0.6~0.84之間時,表示厭氧環境,水體分層程度不強;當V/(V+Ni)的比值在0.4~0.6之間時,表示貧氧環境,水體分層程度弱;當V/(V+Ni)的比值小于0.46,表示富氧沉積環境。[3]從表1中發現V/(V+Ni)值在0.74~0.88之間,平均值為0.80,指示晚三疊世時期,南召盆地水體表現為分層性不強的厭氧環境。

3.2 Ceanom與氧化還原環境

V/(V+Ni)是判別古沉積氧化條件的一種方法,此外,Elderfield等[4]提出用Ceanom來表示Ce異常,用來指示古沉積氧化還原環境。當以北美頁巖為作為標準時,當Ceanom>-0.10時,指示Ce富集,為缺氧條件;當Ceanom<-0.10時,指示Ce虧損,為氧化條件。從表1中,看出南召盆地晚三疊世泥巖Ceanom在-0.04~-0.06之間,平均值為-0.05,則指示了南召盆地晚三疊世時期Ce富集的缺氧環境,這與用V/(V+Ni)判別的古氧化還原條件相對應。

4 沉積環境古鹽度分析

4.1 古鹽度分析方法

元素Sr/Ba值是指示海相與陸相沉積環境的一個重要指標,研究表明,在河水中,Sr元素的含量為7×10-8 ug/g,而到了海水中,其含量增加為7.6×10-8ug/g,相反,Ba元素在河水中含量為2×10-8ug/g,在海水中減小為1.4×10-8ug/g。[5]所以研究認為,當Sr/Ba的比值在0~0.6之間時,指示沉積環境為淡水沉積環境;當Sr/Ba比值在0.6~1之間時,為半咸水沉積環境;當Sr/Ba比值大于1.0時,為咸水沉積環境。[6]所以,可以用Sr/Ba比值指示沉積環境的鹽度,比值越大,表示沉積環境的古鹽度越高。

4.2 Sr/Ba比值與古鹽度分析

從左表中可以看出,Sr/Ba比值在晚三疊世太山廟組為0.20~0.36,其均值為0.26,一般認為,Sr/Ba的比值在0~0.6之間時,表示淡水沉積環境,所以,南召盆地晚三疊世泥巖沉積總體為淡水沉積環境。

5 結論

(1)南召盆地上三疊統太山廟組泥巖V/(V+Ni)的均值為0.80,指示南召盆地水體表現為分層性不強的厭氧環境。

(2)南召盆地上三疊統太山廟組泥巖Ceanom在-0.04~-0.06之間,平均值為-0.05,則指示了南召盆地晚三疊世時期Ce富集的缺氧環境,這與用V/(V+Ni)判別的古氧化還原條件相對應。

(3)通過Sr/Ba比值與古鹽度分析,南召盆地上三疊系統太山廟組 Sr/Ba比值的均值為0.26,表示沉積環境為淡水沉積環境。

參考文獻:

[1]楊文濤,王敏,杜遠生.中生代濟源盆地沉積充填特征及其對秦嶺、太行山隆升作用的響應[J].地質論評,2014,60(02):260-274.

[2]劉少峰,張國偉.東秦嶺-大別山及鄰區盆-山系統演化與動力學[J].地質通報,2008,27(12):1943-1960.

[3]劉剛,周東升.微量元素分析在判別沉積環境中的應用——以江漢盆地潛江組為例[J].石油實驗地質,2007(03):307-310+314.

[4]Elderfield H,Greaves M J.The rare earth elements in seawater[J].Nature,1982,296:214-219.

[5]Nelson.B.,Sedimentary phosphate method for estimating my,Vol.158,No,3803,1967.

[6]王益友,郭文瑩,張國棟.幾種地球化學標志在金湖凹陷阜寧群沉積環境中的應用[J].同濟大學學報,1979(02):51-60.

作者簡介:孫永永(1995-),男,河南商丘人,碩士研究生,研究方向為油藏地球物理。

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