塔里木盆地东北缘下寒武统泥页岩古气候与物源背景研究 谢巍1，李一凡1,2，刘旺威1,2,3 1.中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083 2.教育部海相储层演化与油气富集机理重点实验室，中国地质大学（北京），北京 100083 3.中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所，江苏无锡 214126 1 研究目的 对寒武纪早期形成的泥页岩进行研究，有助于了解地球早期古气候特征、古构造背景、物质来源等的演化。基于下寒武统泥页岩的地球化学数据，结合前人大量研究，旨在恢复早寒武世塔里木盆地东北缘的古气候特征、古构造单元，推断物源背景，探讨下寒武统泥页岩的成因演化模式。 2 研究方法 分析恰克马克铁什Ⅰ号剖面和恰克马克铁什Ⅱ号两个剖面的不同岩相（图1 ），从西山布拉克组和西大山组选取114块样品，将岩石样品磨至为200目以下的粉末样品，使用Axios-mAX波长色散X射线荧光光谱仪进行主量元素测试，使用ELEMENT-XR等离子体质谱仪进行微量元素测试。 图1 研究区恰克马克铁什Ⅰ号、Ⅱ号剖面岩性柱状图 3 研究结果 利用SiO2/(Al2O3+K2O+Na2O)图解对气候类型进行判别,发现西山布拉克组整体为湿润气候，西大山组与汉格尔乔克组均为半干旱气候条件。恰克马克铁什Ⅰ号剖面CIA指数自下而上总体降低，但期间经历了两次由温暖潮湿向寒冷干旱气候的转变；恰克马克铁什Ⅱ号剖面CIA指数从埃迪卡拉纪汉格尔乔克组开始逐渐升高，在埃迪卡拉纪—寒武纪转折期达到最高，随后再次逐渐降低（图2 ）。 图2 研究区古气候演化图 根据Ce/Ce*、(La/Ce)N和La-Th-Sc、Th-Sc等图解对物源区进行了分析。恰克马克铁什Ⅰ号剖面和恰克马克铁什Ⅱ号剖面硅质岩都具有大洋盆地的沉积背景，但是其物源区母岩性质不同。恰克马克铁什Ⅰ号剖面母岩性质为中性—中酸性岩浆岩，可能来自于中央隆起带中部前寒武系的中酸性喷出岩（图3 ）。恰克马克铁什Ⅱ号剖面母岩性质为基性—中酸性岩浆岩，其铁镁质组分增加，除中央隆起带物源的输入外，可能还受到了海底铁镁质热液喷出的影响。 图3 塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组沉积期岩相古地理 通过薄片观察、主元素相关性分析、Al-Fe-Mn三元图以及微量元素垂向变化特征研究了硅质岩的成因。西山布拉克组硅质岩沉积时总体处于伸展构造的背景，硅质岩为海水沉积和热液沉积混合而成，其中恰克马克铁什Ⅰ号剖面硅质岩以海水成因为主，部分遭到陆源碎屑输入的破坏，恰克马克铁什Ⅱ号剖面硅质岩受到热液影响的程度更高。结合古气候和物源分析，还原了硅质岩的成因模式。 4 研究结论 研究区古气候背景总体处于湿润——半干旱条件，由埃迪卡拉纪进入寒武纪时期，气候条件由寒冷干旱转变为温暖湿润，寒武纪早期气候波动。西山布拉克组硅质岩的沉积背景为大洋盆地背景，其上覆的西大山组和下伏的汉格尔乔克组均显示出稳定的大陆边缘背景。恰克马克铁什Ⅰ号剖面物源可能来自于中央隆起带中部前寒武系的花岗闪长岩、橄榄石花岗岩。恰克马克铁什Ⅱ号剖面除中央隆起带中部物源的输入外，还受到了海底铁镁质热液的影响。硅质岩为海水沉积和热液沉积混合而成（图4 ），多期次深部热液的喷出影响了硅质岩的成因，其中恰克马克铁什Ⅰ号剖面硅质岩以海水成因为主，受到部分热液影响，恰克马克铁什Ⅱ号剖面硅质岩以热液成因为主。 图4 研究区下寒武统西山布拉克组成因模式图 论文相关信息 第一作者： 谢巍，中国地质大学（北京）本科，海洋地质学，E-mail: 981292395@qq.com 基金资助： 国家自然科学基金（U19B6003-01-02，41802155） DOI： 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.159 引用格式： 谢巍,李一凡,刘旺威.塔里木盆地东北缘下寒武统泥页岩古气候与物源背景研究[J/OL].沉积学报：1-20[2021-12-22]. https://doi.org/10.14027/j.issn.1000-0550.2021.159
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