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1、大庆石油学院学报第35卷第1期2011年2月JOURNALOFDAQINGPETROLEUMINSTITUTEVol.35No.1Feb.2011贺兰山汝箕沟三叠纪钙质结核特征及环境意义1,2,33,4567钟福平,钟建华,由伟丰,寇卫锋,边强(1.河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454003;2.河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室,河南焦作454003;3.中国科学院广州地球化学研究所,广东广州510640;4.中国石油大学(华东)地球资源与信息学院,山东东营257061;5.中国石油化工有限公司石油勘探开发研究院,北京100083;6.北京城建设计研究总院,北京100037;7.
2、中国人民解放军空军95338部队1大队,湖南衡阳421200)摘要:研究贺兰山汝箕沟三叠统延长组地层发育钙质结核的形态,通过宏观、微观观察,分析钙质结核层特征,通过野外数据采集分析地球化学特征和环境特征.结果表明:钙质结核中微量元素Ba含量相对富集,而其他微量元素,如V、Sr、Co、Zr、Cr、Rb、Ni、B等含量相对较少;钙质结核中CaO质量分数为32.28%,CaO与MgO的质量分数比为27.31,表明其生成在温度较高、气候炎热、蒸发量大而且较为干旱的时期.因此,分析钙质结核的特征,对研究区当时的沉积环境研究有一定意义.关键词:贺兰山汝箕沟;三叠纪;钙质结核;延长组中图分类号:P632+
3、.4文献标识码:A文章编号:10001891(2011)010026040引言[1-2][3]钙质结核主要是由碳酸钙组成的结核状自生沉积物,又名碳酸盐结核或石灰结核.钙质结核层[4][1]的形成与气候因素有关,一般在半干旱地区的平原或低地由蒸发或淋滤作用形成,也有机械沉积的原[5][6]生构造,其形成机制受水动力的控制.一般是在降雨量有限的地区形成,是一种重要的气候标志.[4]通过对准噶尔盆地东部龙口背斜北翼的仓房沟群的钙质结核研究,楼章华等认为钙质结核是由沉积单元出露地表或接近地表,常处于潜水面附近的强蒸发环境下形成的.通过对南京板桥)三山矶的/下[2]蜀组0内的钙质结核经X线衍射、电子显
4、微镜等分析,李立文等得到钙质结核的主要矿物成分为方解石,并有石英、长石、水云母、蛭石、绿泥石等,并探讨钙质结核形成的环境,认为钙质结核的形成与当时的[6]气候条件有关.通过对太原西山煤田上二叠统石千峰组钙质结核层的特征及物质成分的研究,王平泽等认为钙质结核层的形成与气候因素有关.笔者在贺兰山汝箕沟的上三叠统延长组红色粉砂岩地层中发现由大小不一的钙质结核组成的钙质结核层.通过分析钙质结核层特征、地球化学特征和环境特征,对研究区当时气候条件的研究有一定意义.1地理位置及地层特征研究区位于宁夏回族自治区内、贺兰山的中北段、鄂尔多斯的西缘,经纬度坐标为38b56c84N、106b14c77E(见图1
5、).该地区缺失下三叠统,中上三叠统发育齐全,其中上三叠统延长组沉积体系主要由冲积扇、[7]辫状河、辫状河三角洲及湖泊相组成,为一套河湖相杂色碎屑岩建造,厚度近2km.钙质结核层发育在上三叠统延长组地层中,地层特征主要为紫红色粉砂岩,见有交错层理,为一套辫状河三角洲平原河漫滩沉积地层.收稿日期:20100506;审稿人:申家年;编辑:陆雅玲基金项目:国家/9730重点基础研究项目(2006CB202406);中国石化重点研究项目(07370502000130)作者简介:钟福平(1978-),男,博士,讲师,主要从事构造地质学方面的研究.#26#第1期钟福平等:贺兰山汝箕沟三叠纪钙质结核特征及环
6、境意义2钙质结核层特征2.1宏观特征钙质结核呈白色,大部分呈圆状,少数呈椭圆状或不规则状,直径一般为0.5~3.0cm(见图2Ñ).在野外点酸,产生剧烈气泡.由于差异风化使得球形钙质结核与该地层中红色粉砂岩接触的部位首先风化,使得它们之间的咬合力减弱,从而使得钙质结核即将脱落或已经脱落.有些钙质结核与粉砂岩接触部位风化严重,这些钙质结核在雨水的冲刷或风力的吹蚀过程中将从原地层中脱落出来(见图2Ò);有些钙质结核表层被脱落风化,在原有地层中还留有痕迹(见图2Ó、Ô);有些钙质结核已经从原地层中脱落,使得地层表面留下一层小圆洞(见图2Ô).2.2微观特征钙质结核在电子显微镜下观察的特征图1宁夏贺
7、兰山汝箕沟地理位置(见图3)为陆源碎屑不等晶结构,矿物成图2钙质结核在地层中的特征分中方解石质量分数为70%,陆源碎屑质量分数为30%.岩石重结晶强烈,晶粒分布杂乱,较大晶体多可见残余砂屑痕迹.均匀分布较多的陆源碎屑颗粒呈棱角状,主要为粉砂)细砂、石英及燧石颗粒,少许为中砂粒及长石,多有泥化,个别为石英岩屑.成岩作用有重结晶作用、压裂作用及交代作用.#27#大庆石油学院学报第35卷2011年图3钙质结核微观特
