青海省南祁连柴达木山地区盐池湾组沉积物源分析

杨猛 李烨 朱小辉

摘要：青海省南祁连柴达木山地区出露一套盐池湾组浅变质海相碎屑岩地层，通过对青海南祁连柴达木山地区盐池湾组地层开展碎屑物组成、岩石地球化学及人工重砂分析，对其沉积背景及源区环境进行探讨，获得以下认识：（1）盐池湾组碎屑物组合为石英+白（绢）云母+斜长石，结构成熟度中等，成分成熟度较低，碎屑来源具有多源性，以花岗质或长英质物源为主;（2）碎屑沉积于浅海还原相水体环境，源岩未经历很远的搬运过程，化学风化作用较弱，沉积过程中伴有热液活动。希望研究结果为南祁连构造带西段早古生代俯冲期沉积作用研究提供参考。

关键词：盐池湾组;物源分析;柴达木山地区;青海省;南祁连

1.地质概况

研究区位于柴北缘构造带北侧、南祁连构造带西南缘，属早古生代柴北缘沟-弧-盆构造体系的北部组成，北侧为祁连地块，南侧为宗务隆山-兴海坳拉槽。区内奥陶-志留纪中酸性岩浆作用强烈，变质及断裂构造活动较弱。

区内出露地层主要为中奥陶世盐池湾组（O2yc）及晚奥陶世多索曲组（O3d），二者间整合接触，总体呈北西西—近东西向展布，构成区域近东西向复式背斜主体。其中，盐池湾组呈深灰-灰色，局部灰黑-灰绿色，顶部紫红色，控制厚度3432.69m，褶皱、片理化发育，自下而上岩性组合由浅变质中粗碎屑岩变为浅变质细碎屑岩，以旋回性浊积层序为主，其次为块状层序及韵律层、粒序层，断续发育灰-浅绿-紫红色棱角状沉积角砾（泥屑），总体显示为一套海相半深水-浅水环境下，以重力流沉积为主、兼有砂质牵引流参与的海进退积复理石沉积。多索曲组为一套中酸性火山碎屑岩建造，自下而上呈现火山碎屑岩—碎屑岩—火山沉积碎屑岩的岩性组合变化特征，后期被流纹斑岩、流纹英安斑岩、石英斑岩等次火山岩及志留纪花岗岩侵蚀。区内岩浆岩主要为志留纪塔塔棱河复式岩体，总体走向北西，由一系列岩基、岩株、岩枝、岩墙、岩脉状侵入体组成，局部穿插煌斑岩脉等，岩性主要为二长花岗岩、正长花岗岩、花岗闪长斑岩、混合岩化正长花岗岩、石英二长斑岩等，1∶5万区域地质调查将该岩体解体为晚奥陶世、早志留世、晚志留世等3期，各期岩浆作用事件具有不同的岩石组合、源区组成、岩浆房温压条件及侵位构造背景，显示多期、多阶段侵入特征。

2.源区组成

2.1碎屑物組成

研究区盐池湾组碎屑组成主要为石英+白（绢）云母+斜长石（表1），石英碎屑含量变化大（Qt=4%～45%，平均23.29%）且以单晶石英为主;长石2%～7%，平均3.43%，且均为斜长石，云母含量较高（48%～94%，平均73.29%），岩屑未见，指示其可能来自含大量火山物质的源区，成分成熟度总体较低。Dickinson碎屑骨架Qm-F-Lt三角图中，投点主要落入旋回岩屑区及旋回石英～岩屑过渡区2个源区（图1）。

2.2岩石地球化学

从上述7件碎屑岩样品中选出4件进行地球化学分析，除1#样品位于侵入接触带外，其余均为地层内部。结果显示（表2），盐池湾组碎屑岩SiO2含量较低（69.89%～76.76%，平均73.55%），低于典型石英砂岩（平均值91.5%，CondieKC，1993），接近于长石砂岩（平均值77.1%）。K2O/Na2O比值（3.86～36.36，平均17.39）明显高于杂砂岩平均值（0.82，CondieKC，1993）。Al2O3/SiO2比值（0.09～0.15，平均0.13）低于杂砂岩比值（0.20～0.23），显示其成分成熟度较低。源岩化学风化指数（CIA）较低（61～70，平均66），化学风化作用较弱，源区整体处于较强烈的构造环境。

稀土元素上（图2），除1#样品稀土总量较高外（654.09×10-6），其余碎屑岩样品稀土含量中等（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指数（0.61～0.71）均>～0.1，表明水体呈缺氧的还原环境。主量元素（TFeO+MgO）-（Al2O3/SiO2）判别图解中（图3），碎屑岩投点主要落入活动陆缘与被动陆缘过渡且偏向活动陆缘区域，物质来源具有多源性。微量元素La/Th-Hf图解中（图4），投点主要落入酸性岛弧与被动陆缘过渡源区，且具有古老沉积物成分增加趋势;Th/Sc-Zr/Sc图解中，投点主要沿BFG成分演化线分布，且偏向FG段，显示花岗质物源为主，局部靠近沉积再旋回演化线，碎屑物质经历了一定程度的沉积再旋回。

2.3人工重砂

1件人工重砂分析结果显示（表3），盐池湾组碎屑岩具有赤褐铁矿+锐钛矿+锆石±钛铁矿±白钛石±金红石的稳定的重矿物组合（占比86.2%），亚稳定及不稳定重矿物组合少。主要重矿物组合为赤褐铁矿+锐钛矿+锆石+重晶石（表4），占比82.1%，次要重矿物组合为锐钛矿+白钛石+金红石，占比16.6%，另含有黄铁矿、磷灰石、方铅矿等微量重矿物。这些特征表明，盐池湾组碎屑岩以长英质岩浆岩物源为主（23.2%）。同时，浅海自生矿物组合重晶石+黄铁矿占比13%，金属热液矿物组合锐钛矿（+方铅矿）占比17.6%，综合表明本组地层为浅海沉积，且沉积过程中可能伴有热液作用。ZTR指数（34.9）及稳定系数（42.7）中等，表明结构成熟度中等，源岩未经历很远的搬运过程。

3.结论

（1）柴达木山地区盐池湾组碎屑岩的成分成熟度较低，结构成熟度中等，主要来源于含有大量火山物质的源区，部分为古老沉积物，总体具有稳定区与活动区的双源性。

（2）碎屑成分以花岗质或长英质为主，其次为热液矿物及浅海自生矿物。源区整体处于较强烈的构造背景，化学风化作用较弱，且未经历长途搬运和强烈的磨圆作用，沉积于水体缺氧的浅海相还原环境。

参考文献：

[1]张雪亭，杨生德，杨站君，等.青海省1∶100万地质图及说明书[M].青海省地质矿产勘查开发局，2007.

[2]徐亚军.甘肃靖远上泥盆统沙流水组沉积地球化学特征及其物源分析[J].沉积学报，2011，29（1）：41-54.

[3]赵振华.微量元素地球化学原理[M].科学出版社，1997.

[4]张国英.南祁连清水沟一带奥陶纪盐池湾组岩石地层特征[J].西北地质，2004（1）：6-12.

[5]郝更强.南祁连西段奥陶纪—志留纪山岩构造环境研究及找矿意义[D].中国地质大学（北京），2016.

[6]韩荣文，高洪生，马英，etal.R型聚类分析和因子分析在青海阿拉克湖——冬给措纳湖地区水系沉积物测量中的应用[J].西部资源，2016（3）：81-83.