南海东北部中生界岩石学特征及沉积环境

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1、7000万年前的东沙群岛曾是大陆中国地质学会主办的学术期刊--《地质论评》2007年第2期刊载了同济大学邵磊教授等的论文表明，在东沙群岛附近，从中-晚侏罗世（约距今180~135Ma)经历了海水由浅到深，再由深到浅的一个旋回；白垩纪（约135~65百万年）初为海陆过渡环境，而在晚白垩世（97-65Ma)为干旱炎热的陆相环境。该学术论文的题目为“南海东北部中生界岩石学特征及沉积环境”。2003年9月台南-潮汕石油作业有限公司在东经117º北纬21º附件（靠近东沙岛）海底实施了MZ-1-1井的钻探。这是首次在南海东北部以揭示中生界

2、性质为目的而进行的钻探。探井取得了大量可供微体古生物学和岩石学研究的实际材料。微体古生物学研究发现这套地层属于中生代侏罗纪-白垩纪。MZ-1-1探井钻入中生代地层厚约1500m，钻井位置如图1所示。分析样品分为井壁取心和岩屑样品两类。井壁取岩心样品以大约50m的间距取样52个。岩屑样品则每3m取一个样品，共计500个样品。样品处理鉴定完成于同济大学海洋地质国家重点实验室。图1南海东北部MZ-1-1井地理位置图本钻孔岩石类型在时间分布上有一定的规律，从所钻遇的中生界顶部往下具体可以分为以下六个组合：(1)5~300m：紫红色泥岩

3、、粉砂岩及砂岩夹少量泥灰岩组合，砂岩中石膏连晶式胶结发育。(2)300~461m：灰色纹层状泥岩、粉砂岩及砂岩组合，含较丰富的有机质碎屑，无石膏连晶式胶结。(3)461~720m：基性火山喷出岩夹少量流纹岩与泥岩、砂岩、砾岩以及泥灰岩互层。基性火山喷出岩以玄武岩、玻基玄武岩为主。岩石中含少量正长岩侵入体（脉）。(4)720~940：硅质岩夹玻基玄武岩（细碧岩）、灰黑色纹层状泥岩及泥质粉砂岩，含少量泥晶灰岩。硅质岩中含丰富的放射虫化石，岩性细腻，化石壳体由玉髓组成，岩石内含较多火山碎屑物质。(5)940~1423m：灰黑色纹层状

4、泥岩及泥质粉砂岩夹砂岩、灰岩，泥岩中富含有机质碎屑，在986~1028m段以及1421m处发育鲕粒灰岩。玄武岩及流纹岩以层状夹层产出。在1300~1423m左右岩石受到低级变质作用，出现少量低级变质岩，相应产出的砂岩也发生较强的压溶作用，应为接触变质作用所致。(6)1423~1500m：为花岗岩、花岗闪长岩侵入体，夹闪长岩体。34沉积物源及环境在地层剖面上随时间由老到新，本区沉积环境经历了盆地扩张下沉，深海沉积，火山喷发及陆相回返的一个完整的沉积旋回（图3）。即在剖面所揭示的地层底部（940~1423m）首先接受了一套富含有机

5、质碎屑的砂-泥岩互层沉积，间夹火山喷出岩及鲕粒灰岩，部分泥岩中含有孔虫等海相生物化石。从砂岩中常含有海绿石、灰岩中鲕粒发育、含海相生物化石以及富含有机质来分析，当时沉积环境总体应为水深不大的滨浅海相环境。剖面底部为花岗岩侵入岩体，采用40Ar/39Ar法测定所得同位素年龄为102Ma左右，为白垩纪侵入的产物。在接近侵入岩体附近发育有变质程度不高、具粒状变晶结构、无面理至弱面理化构造的石英岩、大理岩等变质岩，应为岩浆岩侵入时造成原已存在的岩石发生接触交代变质作用所致。图3南海东北部MZ-1-1井中生界综合柱状图在940~720m

6、3左右，海水深度进一步加深，本地区主要接受了放射虫硅质岩、纹层状泥岩夹基性喷出岩沉积。从所含生物化石均为硅质壳体来看，表明海水深度较大，造成碳酸盐质生物化石不易保存(海水中压力大，碳酸盐类溶解度大）。在720~461m左右，本区发生了频繁的火山喷发活动，发育了一套以基性火山岩为主，夹中酸性火山岩和陆源碎屑岩的沉积建造。从岩石组合及沉积特征看，沉积环境应为水深不大的海陆过渡环境，与下部地层在沉积环境上存在一个沉积缺失。从461~5m本区沉积岩由灰绿色、紫红色、灰紫色、灰白色，构成一个次级沉积旋回，总体应为陆相河流-湖泊环境下的沉

7、积产物。在上部（5~350m）紫红色、灰紫色岩层中夹有灰白色沉积，含有石膏胶结物质，反映当时为干旱蒸发环境下的沉积产物。下部（350~461m）以灰绿色、灰白色沉积物为主，砂岩中粘土杂基胶结为主，含少量碳酸盐连晶式胶结，不发育石膏胶结物，反映沉积环境相对湿润。从样品中陆源碎屑岩主要以成分成熟度较低的火山岩岩屑为主，其次为泥岩及粉砂岩岩屑来看，可以认为本区陆源碎屑沉积物源区主要为火山岩及沉积岩，沉积物为就近快速剥蚀搬运的产物。在整个演化过程中，未发现经较大河流长距离分选搬运而成的结构成熟度、成份成熟度均较高的砂岩沉积。3