内蒙古赤峰北部下二叠统于家北沟组碎屑沉积岩地球化学特征.pdf

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1、第17卷第3期地质力学学报VoJ．17NO．32011年9月JOURNALOFGEOMECHANICSSep．2011文章编号：1006-6616(2011)03-0295-08内蒙古赤峰北部下二叠统于家北沟组碎屑沉积岩地球化学特征郭伟，杨欣德，张娟，郝彬(1．中国地质大学地球科学与资源学院，北京100083；2．中国地质科学院地质力学研究所，北京100081)摘要：内蒙古赤峰北部下二叠统于家北沟组碎屑沉积岩主要分布于华北克拉通北缘的内蒙古隆起。碎屑沉积岩主要以杂砂岩为主，源区岩石没有经过充分的搬运、分选，成熟度比较低。常量及稀

2、土元素分析结果显示，轻重稀土元素分异明显，轻稀土元素富集，重稀土元素含量稳定，8Eu的值在0．72～0．99之间，表现出一定的负Eu异常，与NASC或PAAS配分模式相似，说明物源来自于上地壳。结合前人的研究成果，认为其母岩原岩可能以沉积岩和花岗岩为主，或有少量的玄武岩；物源区大地构造背景为活动大陆边缘或者大陆岛弧，说明研究区在早二叠世或更早处于西伯利亚板块与华北克拉通缝合阶段。关键词：下二叠统；碎屑沉积岩；地球化学特征；活动大陆边缘；大陆岛弧中图分类号：P595文献标识码：A0引言碎屑沉积岩中的常量元素是判定其物源区母岩类型和

3、大地构造背景的重要指标，据此判别岩石形成的大地构造背景，在国外已经有了许多成功的实例¨。在风化、侵蚀、搬运、沉积和成岩过程中，碎屑沉积岩中某些稀土元素的比值(如Eu／Eu等)不发生明显的变化，碎屑沉积岩的稀土元素配分模式可以反映沉积盆地的大地构造背景。内蒙古赤峰北部地区位=F华北克拉通与西伯利亚板块之间，是研究华北克拉通与西伯利亚板块古缝合带的主要地区之一，一直以来吸引着众多学者的目光。关于该古缝合带的位置所在，存在着多种不同的看法：王鸿祯等认为位于西拉木伦河断裂一带；而另外一些学者则认为其沿二连浩特南至贺根山一线展布；20世纪

4、90年代以来，叶茂等指出，该古缝合带具有一定的宽度，在两板块之间并可划分出若干的中、小微板块群。对于两者的碰撞时间，也存在着不同的观点：李锦轶等提出西伯利亚板块与华北克拉通沿西拉木伦河收稿日期：2011-04—28基金项目：本文由中国地质调查局“内蒙古1：50000炒米房幅(K50E006017)，土城子幅(K50E006018)，新开地幅(K50E007017)，大黑水幅(K50E007018)区调”项目资助。作者简介：郭伟(1985．)，男，中国地质大学(北京)在读硕士，矿物学、岩石学、矿床学专业。E—mail：hamo95

5、27@163．corn296地质力学学报的缝合始于二叠纪中期，于三叠纪中期结束；李益龙等也认为其持续到了距今230Ma左右；李鹏武等通过古地磁分析，提出分割西伯利亚和华北的中亚洋在晚泥盆世至晚石炭世期间已经存在，早二叠世西伯利亚板块开始快速南移，并于二叠世末期(距今约250Ma)与华北克拉通开始碰撞；王友等通过对内蒙古赤峰北部早二叠世末至晚二叠世初的基性一中性次火山岩地球化学研究，认为其形成于华力西中期强烈造山运动后均衡调整阶段的引张构造环境。现在一般认为在晚古生代一早中生代经历了古亚洲洋的闭合及华北克拉通与西伯利亚地块的最终拼

6、贴。赤峰北部地区下二叠统于家北沟组的碎屑沉积岩研究相对较少，本文以其为研究对象，通过分析其常量元素及稀土元素的地球化学特征，判别物源区的岩石类型，进而探讨沉积物源区的大地构造背景。1研究区地质概况研究区地理位置位于内蒙古赤峰市北部，大地坐标范围为东经118。00一118。3O，北纬42。50一43。10。大地构造位置属于华北克拉通北缘的内蒙古隆起、西拉木伦河断裂以南、赤峰开源断裂以北的华北克拉通与西伯利亚结合部位(见图1)。于家北沟组分布比较局限，指西拉木伦河以南中生代火山岩和额里图组中酸性火山岩之间的一套海陆交互相沉积，岩石为

7、凝灰质砂岩、砂砾岩、砾岩、粉砂岩夹板岩和火山碎屑岩组合，富含化石。图1研究区于家北沟组分布示意图Fig．1DistributionofYujiabeigouformationinthestudiedarea2样品描述及测试方法本文所选7块碎屑沉积岩样品均取自研究区于家北沟组，CF062．1、CF033-2、CFO23-2为粉砂级砂岩，CF0213-1、CF0217．1、CF032-2、CF0318．1为中细粒砂岩，其中CF0213—1、CF0318—1含少量砾石。所采集的样品首先经过薄片鉴定，选择新鲜样品用于地球化学分析。常量和

8、微量元素分第3期郭伟等：内蒙古赤峰北部下二叠统于家北沟组碎屑沉积岩地球化学特征297析在河北省地质矿产调查研究所实验室进行，用于常量和微量元素分析的样品粗碎和中碎在颚式破碎机中进行，最后采用玛瑙质无污染设备细碎至74Ixm(200目)，样品加工过程均在无污染设备