柴北缘托莫尔日特地区滩间山群碎屑岩组沉积环境及其地质意义.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月资源环境与工程 .收稿日期:改回日期:责任编辑:孙腾资助项目:东华理工大学研究生创新基金项目()第一作者:万淑敏()女 硕士研究生在读 地质资源与地质工程专业 从事地质资源研究 :通信作者:曹俊()男 副教授 博士 矿物学、岩石学、矿床学专业 从事矿产资源教学与研究 :万淑敏曹俊王启蒙.柴北缘托莫尔日特地区滩间山群碎屑岩组沉积环境及其地质意义.资源环境与工程():.():.柴北缘托莫尔日特地区滩间山群碎屑岩组沉积环境及其地质意义万淑敏 曹 俊 王启蒙(.东华理工大学 地球科学学院江西 南昌 .河南省地质矿产勘查开发局 第一地质勘查院河南 郑州)摘 要:柴北缘构造带是中国西
2、北地区重要的多金属成矿带 带内滩间山群因发育以锡铁山为代表的多个金属矿床而备受关注 前人对柴北缘滩间山群火山岩组做过大量的研究 但对碎屑岩组的研究相对薄弱 选取托莫尔日特地区滩间山群碎屑岩组的硅质岩为研究对象 在详细的野外地质调查基础上 开展全岩主量、微量元素分析 讨论硅质岩成因及其沉积环境意义 结果表明 托莫尔日特地区滩间山群硅质岩的 含量为 均值为 属低硅质硅质岩/()值介于 均值为 值为 均值为 稀土元素北美页岩标准化配分曲线具左倾、弱正 异常、弱负 异常特征 均指示了硅质岩的热水沉积成因 托莫尔日特地区滩间山群形成时代应为寒武纪早奥陶世 其中碎屑岩组发育有硅质岩 判断其形成于大陆边缘沉
3、积环境 它们可能代表了一套缺乏陆源碎屑来源、以洋内岛弧为主要沉积物源区的弧前沉积组合 这些特征表明 托莫尔日特地区滩间山群碎屑岩组具有弧前盆地充填物的结构和组成特征关键词:滩间山群 硅质岩 岩石地球化学 洋内岛弧 柴北缘中图分类号:.文献标识码:文章编号:():./.位于青藏高原东北部的柴达木盆地北部边缘(简称柴北缘)构造带是一个被柴达木地块、阿尔金断裂带和祁连地块(欧龙布鲁克微地块)所围限的复合碰撞造山带同时也是中国西北地区重要的 多金属成矿带 作为早古生代重要的板块边界该构造带以发育高压超高压变质岩、蛇绿混杂岩、花岗岩和滩间山群浅变质火山沉积岩为特征反映出柴北缘经历了复杂的构造演化过程包括
4、原特提斯洋的俯冲、陆陆碰撞及造山后伸展过程滩间山群断续分布在柴北缘赛什腾山、绿梁山、锡铁山一带为一套强烈变形的绿片岩相火山沉积岩组合同时因蕴藏锡铁山喷流沉积型 矿床、青龙滩和绿梁山火山块状硫化物型 矿床等而备受关注 根据岩石组合特征滩间山群总体分为火山岩组和碎屑岩组 与滩间山群火山岩组相比碎屑岩组的研究程度偏低造成滩间山群的时代归属、构造属性还存在较大争议 这些碎屑岩特别是硅质岩是造山带中广泛分布的岩石类型能为区域构造和沉积古环境演化研究提供重要信息本文以柴北缘托莫尔日特地区的滩间山群碎屑岩组硅质岩为研究对象在详细的野外地质调查基础上采用主量、微量元素地球化学方法探讨硅质岩的成因和沉积构造环境
5、旨在为柴北缘早古生代构造演化提供新的沉积学约束 区域地质背景柴北缘构造带呈 向狭长带状展布长约、宽 北以宗务隆山断裂与祁连地块相连南以柴北缘断裂带与柴达木地块相隔西到阿尔金断裂带截止向东延伸至鄂拉山断裂(图)以乌兰鱼卡断裂和宗务隆青海南山断裂为界柴北缘构造带由南至北可划分为三个次级构造单元:柴北缘早古生代结合带、欧龙布鲁克微地块和宗务隆晚古生代早中生代裂陷带 柴北缘构造带内各时代地层发育齐全 前寒武系地层主要有达肯大坂群、万洞沟群和全吉群其中达肯大坂群由片麻岩组合和云母片岩组合组成在柴北缘断续出露万洞沟群主要分布在滩间山万洞沟一带由下部岩组的炭质绢云片岩、钙质片岩、大理岩和上部岩组的斑点状千枚
6、岩组成全吉群主要出露在全吉山欧龙布鲁克山一带底部主要以砾岩和含砾长石砂岩为主中部为长石砂岩和石英砂岩上部以发育含叠层石碳酸盐岩为主 早古生界地层主要为滩间山群晚古生界地层主要为牦牛山组、城墙沟组、怀头他拉组和克鲁克组其中滩间山群主要由一套灰绿色的火山沉积岩组成牦牛山组由下部的砾岩、含砾砂岩、砂岩和上部的安山岩、粗面岩、安山质集块岩组成不整合于滩间山群和前寒武系变质基底之上城墙沟组、怀头他拉组和克鲁克组以灰岩、砾岩、砂岩、页岩夹少量煤线为特征 中生界地层包括煤沟组、采石岭组、红水沟组和犬牙沟组 新生代界地层主要以干柴沟组、油砂山组、狮子沟组和松散堆积物为主托莫尔日特地区的滩间山群自北向南分为三个
7、岩性组分别是中基性火山岩组、碎屑岩组、火山沉积岩组(图)北部的火山岩组由枕状玄武岩、安山岩和少量英安岩、火山碎屑岩组成具有典型的岛弧火山岩地球化学特征属于柯柯岛弧的组成部分其中的英安岩锆石 年龄为()表明该区滩间山群形成于晚寒武世 中部的碎屑岩组由硅质粉砂岩、凝灰质砂岩、硅质岩组成呈角度不整合上覆于柯柯岛弧火山岩之上并被奥陶纪英云闪长岩、花岗闪长岩()侵位 南部的火山沉积岩组主要由薄层状凝灰质泥岩、硅质岩和玄武岩、灰岩、辉长岩块体组成 在托莫尔日特东侧的石棉沟一带碎屑岩组不整合于蛇绿岩之上蛇绿岩中辉长岩和斜长花岗岩的锆石 年龄分别为()和()在托莫尔日特西侧上志留统下泥盆统牦牛山组(.)陆相碎
8、屑岩呈角度不整合上覆于滩间山群火山岩组和碎屑岩组之上 因此野外接触关系及相关测年研究限定了滩间山群碎屑岩组的沉积年龄为 地层剖面与层序特征.地层剖面特征为了详细了解托莫尔日特地区滩间山群碎屑岩组的层序及岩石学特征本次测制了青海省乌兰县赛什克乡托莫尔日特山南坡剖面(图)剖面起点坐标:东经、北纬 剖面描述如下:上覆地层:第四系角度不整合滩间山群碎屑岩组厚.(未见顶、底).灰绿色沉凝灰岩.灰绿色中细粒长石砂岩.灰绿色硅质粉砂岩.灰绿色沉凝灰岩.灰绿色硅质粉砂岩.灰紫色硅质粉砂岩.灰绿色安山质沉凝灰岩发育平行层理.灰紫色硅质粉砂岩.灰绿色安山质沉凝灰岩.灰紫色硅质粉砂岩.灰绿色安山质沉凝灰岩.灰绿色硅
9、质粉砂岩.灰褐色含砾凝灰岩砾石主要为硅质岩(图)、安山岩.灰褐色沉火山角砾岩(图).灰绿色硅质粉砂岩.灰绿色安山质沉凝灰岩.灰绿色硅质粉砂岩.灰绿色含砾凝灰质砂岩(图).灰绿色硅质粉砂岩.灰紫色硅质粉砂岩.灰黑色含砾安山质沉凝灰岩.灰绿色纹层状硅质岩(图)夹灰绿色中厚层状凝灰质砂岩.灰绿色含砾凝灰质砂岩含灰紫色撕裂状、不规则状硅质岩砾屑(图).灰绿色硅质粉砂岩发育平行层理.灰绿色与灰紫色硅质粉砂岩互层(图)局部夹厚 的薄层状凝灰质砂岩发育平行层理.灰绿色安山岩.灰绿色与灰紫色硅质粉砂岩互层.紫红色硅质粉砂岩局部夹薄层状硅质岩发育平行层理(图).灰色含硅质岩砾屑凝灰质砂岩局部可见粒序层理灰绿色硅
10、质岩砾屑呈竹叶状(图)灰紫色硅质岩砾屑呈撕裂状(图).灰绿色硅质岩与灰紫色硅质粉砂岩互层(图).灰绿色硅质岩(图、).资源环境与工程 年 图 柴北缘构造带()和托莫尔日特地区()地质简图(据参考文献修改)()().灰绿色硅质粉砂岩.灰绿色硅质岩.灰绿色粗安岩.灰色含砾凝灰质砂岩夹蚀变安山岩凝灰质砂岩中含紫红色撕裂状硅质岩砾屑.侵入接触下伏岩体:花岗岩.硅质岩段层序特征托莫尔日特地区滩间山群碎屑岩组发育的岩石类型主要包括硅质岩、硅质粉砂岩、含黏土质粉砂岩、凝灰质砂岩、沉凝灰岩等代表性岩石特征如下:()硅质岩 新鲜面呈灰绿色、灰紫色具隐晶质结构、块状构造由硅质及少量黏土质组成 硅质由隐晶状、霏细状
11、玉髓组成粒度一般.少部分因重结晶呈微粒状颗粒边缘模糊 黏土质呈微鳞片状、微鳞片集合体状粒度一般 .部分已变为绿泥石分布较杂乱 岩石中可见微粒状铁质呈星点状分布另见不均匀的碳酸盐化碳酸盐矿物和其他不透明矿物填充网状裂隙图 托莫尔日特山南坡滩间山群碎屑岩组剖面图 第 期万淑敏等:柴北缘托莫尔日特地区滩间山群碎屑岩组沉积环境及其地质意义.硅质岩中发育杏仁体构造.灰褐色沉火山角砾岩.硅质粉砂岩中灰绿色凝灰质砂岩夹层呈现为定向排列的砾石.灰绿色纹层状硅质岩.凝灰质砂岩中硅质岩砾屑(砾径约)边部发育软沉积变形构造.硅质粉砂岩出现灰绿色、灰紫色韵律层.硅质粉砂岩中发育平行层理.凝灰质砂岩中灰绿色硅质岩砾屑呈
12、竹叶状.凝灰质砂岩中灰紫色硅质岩砾屑呈撕裂状.灰绿色硅质岩与灰紫色硅质粉砂岩互层、.灰绿色硅质岩图 托莫尔日特地区滩间山群碎屑岩露头照片 ()硅质粉砂岩 新鲜面呈灰绿色、灰紫色具隐晶质、粉砂状结构块状构造由粉砂()、砂()、硅质()、黏土质()组成 粉砂、砂成分为长石、石英、岩屑呈次棱角状、棱角状粒度一般为.少部分为.长石包括斜长石、钾长石其中斜长石具黏土化、绢云母化钾长石具高岭土化 石英由单晶组成表面干净粒内具轻微波状消光 岩屑由于粒度细小成分无法辨认 硅质由隐晶状、霏细状玉髓组成粒度一般.分布于粉砂、砂粒间 黏土质由黏土矿物组成呈微鳞片状、微鳞片集合体状粒度一般.少部分变为绿泥石分布较杂乱
13、 岩石具不均匀碳酸盐化可见碳酸盐矿物填充网状裂隙柴北缘滩间山群经历了低变质强变形作用的改造主体为一套绿片岩相岩石组合仅有分布在托莫尔日特一带的碎屑岩组硅质岩段具有较为清楚的层序该套地层主要发育 种基本层序类型:主要位于沉积序列下部由灰色中厚层状凝灰质砾岩灰色中厚层状含砾屑凝灰质砂岩灰紫色中薄层状硅质岩组成(图)构成向上变细的旋回性层序凝灰质砂岩中资源环境与工程 年 局部可见平行层理和竹叶状、撕裂状硅质岩砾屑撕裂状硅质岩砾屑边部可见软沉积变形构造属风暴滞留沉积产物成因与竹叶状灰岩类似主要位于沉积序列中部由灰绿色中厚层状硅质粉砂岩灰紫色中厚层状硅质粉砂岩构成韵律层(图)主要位于沉积序列上部由(片理
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