碎屑矿物的物源示踪研究

胡子豪，付 霞

(1.太原师范学院地理科学学院，山西 晋中 030619；2.浙江理工大学理学院，浙江 杭州 310018)

物源示踪对于古地理与古气候研究、沉积物研究与利用、研究区构造环境与物质运移等均有重要意义[1]。

碎屑矿物学作为物源示踪的成熟手段，一直较好地应用于物源示踪研究。本文通过可视化工具，将现有碎屑矿物分析方法进行归纳，并对碎屑岩方法应用在物源研究进行了归纳总结。

1 碎屑矿物的示踪方法

碎屑矿物中的碎屑组成和结构特征可以推断物源区的母岩类型，揭示沉积作用发生时的构造环境和气候条件[2]。碎屑组分分析是碎屑矿物分析的传统方法，包括单碎屑分析和多碎屑分析。单碎屑分析是通过矿石类型、石英特征、长石特征等进行分析。多碎屑分析通常分析多种矿物的构造背景。

1.1 碎屑砂质矿物

砂质矿物是碎屑矿物研究的主要矿石类型，主要碎屑成分以石英、长石和岩屑等为主。刘云生等[4]利用碎屑模型三角图，得出中上扬子地区晚三叠世～侏罗纪砂质矿物来源区，并根据碎屑成分变化确立了盆缘造山带三期逆冲活动的沉积响应。

砂质碎屑矿物的成分结合地球化学特征可以反映物源区性质和构造背景。

1.2 砾质碎屑矿物

砾质矿物成分和砾径分布可以很好反映物源区的矿物性质和成分特征，砾质矿物对确定物源区及构造背景具有重要作用。

赵金贵等[5]根据砾石矿物的性同剥蚀区残留母岩岩性匹配的方法，结合地貌学特征判定出榆社盆地马会组底砾石矿物源区位置，并探究出相应地区的古地理特征。

1.3 碎屑金属矿物

稀有金属矿物作为一种稳定矿物具有较强的抗风化、抗热蚀变与抗干扰的性能。其中，U-Pb同位素具有较高的封闭温度，通常可以保存原始矿物的年龄信息。其中，碎屑金属矿物的U-Pb体系相对稳定，不易受变质作用影响，是进行物源分析、历史演化、大地构造重建等方面的重要手段[6]。测试U-Pb年龄时，金属矿物的U-Pb年龄可能会受到后期构造热事件的影响。

因此，在用于U-Pb定年时，要结合区域构造背景相结合。Lu-Hf同位素可以提供源区大地构造演化信息，并且不易受到构造热事件影响，Lu-Hf同位素测出的地壳模式年龄可以反映地壳演化信息。

2 可视化分析

关键词分析可以有效地反映学科领域的研究热点。本文通过关键词分析来进一步探寻物源示踪研究领域的主要研究方向和研究热点。

以物源为主题，碎屑矿物为检索关键词，文献类型选择期刊，数据来源选自CNKI数据库。通过PathFinder算法将关键词网络进行修剪与合并，得出关键词共现网络图（图1）。

图1 关键词共现网络图

运行结果发现，从共词频次和分布结果可以看出，碎屑矿物示踪选取的主要矿石类型为砂质矿物、砾质矿物和碎屑矿石。其中，砂质矿物和碎屑矿石出现频次较高；就研究方法来看，地球化学方法同碎屑矿物方法共现紧密，说明在利用碎屑矿物方法示踪物源时，通常会结合地球化学方法来共同示踪物源，也可提高碎屑矿物示踪的精确度；从研究区域来看，研究区以盆地为主，即应用碎屑矿物方法示踪时，多以研究盆地中的碎屑矿物为主；从碎屑矿物的其它词频分布可知，在进行碎屑矿物示踪物源时，要结合研究区域的构造背景、沉积相、沉积特征和环境等要素来进行物源分析。

3 结论

碎屑矿物示踪方法作为一种较为成熟的物源示踪手段已得到前人大量且较为完善的研究。并且，多采用砂碎屑矿物、砾质碎屑矿物和碎屑金属矿物中的主要碎屑矿物成分、砾径分布和同位素地质信息为示踪指标物进行示踪分析。今后需要注意的是，碎屑矿物在形成过程中可能会受到各种地质营力作用的改造，导致破坏物源区信息的判别精度。因此，采用碎屑矿物示踪时，要结合沉积特征和构造背景判定物源区及运移方向。当研究区为多物源区或混合物源区时，采用碎屑矿物示踪需同地球化学等其它示踪方法和地质证据结合。