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青海碱山地区七个泉组鲕粒灰岩鲕粒特征及成因分析林浩;李善平;赵东;白宗海;陈静;陈秉芳;白建海
【摘 要】为了研究碱山地区鲕粒灰岩特征及成因,对鲕粒灰岩的光薄片鉴定及稀土元素特征进行了分析,结果表明:碱山地区鲕粒灰岩主要由鲕粒、豆粒、团块、不透明矿物和胶结物组成,鲕粒可划分为表鲕、球形鲕、椭球鲕、破裂鲕、复鲕以及豆鲕等,其中以球形鲕为主,椭球鲕次之.多数鲕粒的鲕核直径小于鲕壳厚度,鲕壳同心层圈数多,具有形成于高能水体动荡环境的特征.鲕粒灰岩ΣREE值较低,LREE/HREE=5.73～7.81,平均为6.07,呈轻稀土略显富集性特征,δEu与δCe均小于1,Eu和Ce呈略亏损性特征,表明鲕粒灰岩的形成与开放体系的氧化作用有关.另外,该地区早更新世时期,沉积中心由西向东迁移,碱山等地区处于浅湖相沉积环境.由此,认为碱山地区鲕粒灰岩形成于浅湖相氧化沉积环境.华盛顿大学排名第几
【期刊名称】《青海大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2017(035)006
办理美国签证需要哪些条件【总页数】8页(P94-101)
【关键词】碱山;七个泉组;鲕粒灰岩;稀土元素;沉积环境
【作 者】林浩;李善平;赵东;白宗海;陈静;陈秉芳;白建海
【作者单位】青海大学,青海西宁810016;青海省地质调查院,青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室,青海西宁810012;青海油田采油一厂砂西采油作业区,青海茫崖816400;青海省地质调查院,青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室,青海西宁810012;青海省地质调查院,青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室,青海西宁810012;青海省地质调查院,青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室,青海西宁810012;青海省地质调查院,青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室,青海西宁810012
【正文语种】中 文
【中图分类】P581
鲕粒是碳酸盐岩中的一种重要组分，于19世纪初[1]被发现以来，其物质组成及沉积环境一直备受重视。通常认为，凡是具有球形或近球形结构的且具有圈层，直径达0.25～2.00 mm的碳酸盐颗粒均可称之为“鲕粒”[2]。鲕粒形成的必要条件是CaCO3供应丰富且达到饱
和，有充分的物质来源以及动荡的水体[3]。王洪宝等[4]认为鲕粒灰岩是机械成因和化学成因共同作用的结果。我国中—新生代含油气沉积盆地中的湖泊虽然多是淡水—微咸水湖泊，且以近陆源碎屑泥砂沉积为主，也有少量碳酸盐岩沉积，一般厚度很薄，多以滩、坝形式出现[5]。碱山地区局部出露有鲕粒灰岩，且其与大风山天青石锶矿处于同一构造部位，而对其具体沉积环境缺乏详细研究。笔者对碱山地区鲕粒灰岩进行了调查，通过对鲕粒特征、鲕粒灰岩稀土元素地球化学特征及沉积相等进行研究，为该区成矿地质环境提供依据。 碱山地区位于柴达木盆地西北缘，大地构造位置隶属柴达木地块。柴达木盆地先后经历多次喜山运动[6]；尤其是新近纪以来，伴随青藏高原的强烈隆升，形成了盆地内厚逾万米的新生代碎屑沉积。盆地内又被多条NW，NEE向的两组断裂所切割而成若干个断块，这些切割而成的断块在盆地凹陷的同时又发生了相对运动，形成多个次一级凹陷沉积中心；区域出露地层主要有第三系始新—古新统路乐河组，渐新统下干柴沟组，中新统上干柴沟组、下油砂山组，上新统上油砂山组、狮子沟组，第四系中、下更新统的七个泉组，上更新统以及全新统等。随着盆地的不断发展演化，在喜马拉雅运动时期，盆地的南北缘逐渐向盆地内挤压推覆，盆地总体上呈NW-SE向展布，盆地基底破碎，断裂发育，盖层产生褶
皱，形成了隆凹相间的地貌，构成一系列由北西向紧闭背斜与夹于其间宽缓向斜构成的背、向斜构造带，主要发育南翼山背斜、大风山背斜、尖顶山背斜、碱山背斜等多个北西向展布的背斜构造。 碱山地区出露地层主要为第四系中、下更新统七个泉组(Q1q)，上更新统以及全新统等。仅对与鲕粒灰岩密切相关的下更新统七个泉组(Q1q)做介绍。下更新统七个泉组(Q1q)在碱山地区内较为发育，可划分为上下两个岩性段，上岩性段为泥岩、石膏泥岩、角砾状灰岩，厚28.75 m，由90%以上的泥质以及少量石膏、钙质组成，泥质胶结。下岩性段为泥岩夹含石膏泥岩、鲕粒灰岩、碎屑灰岩，局部地段夹浅灰绿钙质泥岩，厚度为257.14 m；其中黄褐鲕粒灰岩产于浅灰绿泥岩中，与下覆地层上新统狮子沟组呈整合接触关系。
碱山地区大地构造位置属柴达木地块内柴达木断陷带的中央拗陷，中央拗陷又分为茫崖凹陷、大风山平缓隆起、一里平——三湖凹陷三个“V”级构造单元[7]，碱山地区位于大风山平缓隆起断陷带中部。区内以NW，NWW向断裂为主，大多为正断层；其次为近南北向断裂，规模较小，为正断层或平移断层。此外，局部地段可见规模较小的NE向平移断层。碱山地区地层产状较平缓，构成了一系列短轴背斜，背斜轴平面分布呈反“S”型。其中碱山平
缓背斜为碱山地区最显著的构造形态，背斜由下更新统的七个泉组(Q1q)地层组成，轴向近130°～310°，平面上呈现反“S”型构造形迹，背斜长轴长达30 km以上，短轴在5～7 km，短轴方向在反“S”型的腰部位置；背斜两端倾伏，南北两翼产状平缓。
区域上鲕粒灰岩主要分布于碱山地区，鲕粒灰岩由鲕粒、生物碎屑以及陆源碎屑等组成；局部鲕粒灰岩中鲕粒含量可达78%，呈鲕粒堆积，在地表形成鲕粒层。
鲕粒主要赋存于鲕粒灰岩中，鲕粒灰岩主要有青灰含硬石膏鲕粒灰岩、青灰含豆粒鲕粒灰岩以及含碎屑鲕粒灰岩等类型，其中以含硬石膏豆粒鲕粒灰岩为主，分布广泛。
青灰含硬石膏鲕粒灰岩由鲕粒和胶结物两部分组成，为鲕粒结构；鲕粒成分为碳酸盐矿物(方解石)。鲕粒形态有球形鲕、椭球鲕和破碎鲕三种，其中以球形鲕粒为主，可达70%，椭球鲕占11%，破裂鲕占2%。球形鲕一般在0.23～1.085 mm，椭球鲕大小在0.34 mm×0.14 mm～1.55 mm×0.9 mm。破裂鲕为上述两种鲕粒的破裂产物，多呈半圆状、半椭圆状，极少数呈月牙状零星分布。胶结物含量为17%，成分为硬石膏和极少量的不透明矿物；胶结类型为孔隙式胶结、孔隙式—基底式胶结。
广东省内十大真正温泉由此，碱山地区大部分鲕粒灰岩主要由鲕粒和胶结物两部分组成，鲕粒占大部分，其成分为方解石，呈鲕粒结构。放射状鲕粒形成于相对低能或间歇性高能的环境中，同心鲕粒则形成于相对高能环境。表明在鲕粒形成过程中，水体动荡频繁，在补给水源相对贫乏时期，水体动荡减弱，处于相对低能环境，形成放射状鲕粒；而在丰水时期，水体动荡加剧处于高能环境，形成同心圆状鲕粒。由上所述，碱山地区的鲕粒灰岩具有浅湖相沉积的特征。
碱山地区鲕粒主要赋存于鲕粒状灰岩中；鲕粒是一种包覆的颗粒，具有非常明显的层圈结构、复杂的沉积组构以及不同的成分[8]。碱山地区鲕粒灰岩中鲕粒由方解石组成，据鲕粒形态可划分为表鲕、破裂鲕、球形鲕、椭球鲕、豆鲕以及放射鲕等(图1)，其中以球形鲕为主，椭球鲕次之，破裂鲕(变形鲕)、豆鲕等为少数。多数鲕核直径小于鲕壳厚度，同心圆层圈结构发育，形成时间相对较长，其可能形成于高能动荡的水体环境。
表鲕：由泥晶方解石组成皮质，皮质的厚度明显小于整个鲕粒直径的一半的一种鲕粒，只有一个或者两个纹层(图1(a))。破裂鲕(变形鲕)：呈半圆状、半椭圆状、月牙状等零星分布；在构造压力作用下，造成原先形成的鲕粒破裂，形成碎片充填于鲕粒间(图1(b))。球形
鲕：呈同心状内部结构，鲕核被泥晶方解石充填，有的鲕核被溶蚀呈孔洞状，大部分鲕粒核直径大于鲕壳厚度(图1(c))。椭球鲕：呈椭圆状，鲕核多为一向延仲(图1(d))，有的与变形鲕不易区分。豆鲕：极少数椭球鲕可称为豆鲕，呈长椭圆状，核部被泥晶方解石充填，其内包裹有较多无核的小球粒，小球粒之间被富含有机质的碳酸盐矿物胶结(图1(e))；少量分布。放射鲕：具同心放射状内部结构，鲕核直径小于鲕壳厚度(图1(f))。云浮旅游攻略
碱山地区鲕粒灰岩稀土元素分析数值见表1，稀土元素特征参数见表2。
鲕粒灰岩：ΣREE=32.89×10-6，LREE/HREE=7.50，(La/Yb)n为0.83，(La/Sm)n为0.85，LREE/HREE比值较高，轻重稀土略显分馏，具轻稀土略富集性特征。δEu为0.72，略显负异常；δCe为0.95，Ce略显弱负异常。与北美页岩标准化稀土曲线图(图2(a))显示，铕呈弱亏损性特征。
含天青石鲕粒灰岩：ΣREE=39.79×10-6；LREE/HREE=7.31；(La/Yb)n为0.86，；(La/Sm)n为0.80；轻重稀土略显分馏。δEu为0.74，Eu具弱负异常；δCe为0.94，Ce略显弱负异常。与北美页岩标准化稀土曲线图(图2b)显示，铕呈弱亏损性特征。
含砂屑鲕粒灰岩：ΣREE=(19.22～24.06)×10-6，平均为21.64×10-6；LREE/HREE=7.21～7.81，平均为7.51；(La/Yb)n为0.79～0.95，平均为0.87；(La/Sm)n为0.85～0.90，平均为0.88；LREE/HREE比值相对较高，轻重稀土略显分馏，具轻稀土富集性特征。δEu为0.35～0.75，平均为0.55；Eu呈显著负异常；δCe为0.98～0.93，平均为0.96；Ce略显弱异常或不显异常。与北美页岩标准化稀土曲线图(图2(c))显示，略显平坦，铕呈亏损性特征。
含硬石膏豆粒鲕粒灰岩：ΣREE=(8.07～9.44)×10-6，平均为8.58×10-6；LREE/HREE=5.73～6.16，平均为5.93；(La/Yb)n为0.57～0.79，平均为0.66；(La/Sm)n为0.78～0.87，平均0.84；显示轻重稀土轻微分馏，具轻稀土略显富集性特征。δEu一般为0.67～0.76，平均为0.72，Eu略显负异常；δCe为0.95～0.98，平均为0.96，Ce略显弱异常或不显异常。在与北美页岩标准化稀土曲线图(图2(d))显示，铕略显亏损。陈衍景等[9]认为，稀土元素在不同的氧化还原条件下，元素的状态和元素间的分馏也会产生不同的响应，在化学沉积中，氧化环境的沉积物ΣREE高，Eu/Eu*低，(La/Yb)n低；还原环境的沉积物ΣREE低，Eu/Eu*高，(La/Yb)n高。而碱山地区的ΣREE相对较低，Eu/Eu*相对较低，(La/Yb)n为0.57～0.79，平均为0.66，δCe平均为0.95。
稀土元素(REE)的含量、配分模式和一些重要的稀土元素参数对探讨沉积物的成因、物源具有重要意义。沉积岩源区化学风化作用可形成Eu负异常，在沉积体系中，Eu2+比其他稀土元素更容易被含水溶液带走，在长期的开放体系中，Eu2+就会不断减少而呈Eu负异常；而Ce是变价元素，除了呈Ce3+外，在氧化条件下可变为Ce4+，在岩石风化过程中，Ce4+在弱酸性条件下极易发生水解而停留于原地，致使淋出的溶液中贫Ce而产生Ce异常[10]。而碱山地区的鲕粒灰岩在成岩或后期埋藏过程中长期处于开放环境，来自柴周缘山系的蚀源基岩在风化过程中发生氧化反应而使Ce停留在原地，导致碱山地区的鲕粒灰岩呈Ce负异常，而Eu2+又在开放环境中被含水溶液带走使鲕粒灰岩呈Eu负异常。因此，碱山地区所形成的鲕粒灰岩的形成可能受到后期流体的成岩改造。
始新世至渐新始早期，柴达木盆地周缘山系抬升，气候更加湿润，柴达木湖盆进一步扩张，沉积中心依然位于柴达木盆地西部地区，碱山、大风山以及一里沟等地区仍然以浅湖相和河流泛滥平原沉积为主。不发育半深湖亚相沉积(图3)[11]。物源来自盆地南北两个方向，一是由北方流经的冲积扇。二是来自南方的物源存在两大水系，一条由西南方向由于距物源近而形成冲积扇沉积；另一条由东南方向由于离物源区较远而形成三角洲前缘沉积。从盆地边缘到盆地中心依次发育冲积扇、扇三角洲、河流泛滥平原、滨湖、浅湖和半
深湖，总体上仍然以浅湖相为主。
上新世早期油砂山组沉积相带发育齐全，河流沉积体系包括山前冲洪积相、河流泛滥平原相、河流三角洲前缘，前三角洲亚相水下部分；湖泊沉积体系包括滨湖相、浅湖相、较深湖相。一里坪地区发育深湖相、浅湖相，东昆仑西段与阿尔金山交汇处及柴北缘东陵丘地区发育河流泛滥平原相、河流三角洲相。
据底图据青海省区域矿产预测成果可知碱山地区在上新世晚期至早更新世早期处于浅湖相(图4)[11]，其主要特征表现为泥质岩含量在60%～80%，砂质岩为20%左右，岩性组合灰、灰褐厚—层状泥岩，泥质粉砂岩、钙质粉砂岩夹泥灰岩，鲕状灰岩、碎屑灰岩等，总体呈泥岩—粉砂岩建造。
