苏北盆地玄武岩地质年龄及地层时代

1、苏北盆地玄武岩地质年龄及地层时代l996年火山地质与矿产volcanolooy&meralresources第十七卷v01.17第一,二号n0.12钱勤李坤英(华东石油开发规划研究院,225002)(南京地_所,210016)内窖提要本文以快中子活化(ar/iat)法,k-at法为主要手段,通过16十玄武岩样品地质年特的测定和分析.首次建立了苏北盆地泰州组一盐城组玄武岩喷发年代时间削面.并对各组段的界线年龄进行丁修正.提出了白垩系和第三幕的界线在豢州组与阜宁组之问-古新统与始新统界线在阜宁组一二段和三四段之问,始新统与渐统界线在三垛组一段和二段之问,本区缺先上渐新统地层.1.i,/关键

2、词玄武岩年特当厌拿苏北盆地属于苏北一南黄海盆地的陆上部分,其南北以苏南隆起和鲁苏地块为界,西至.邦庐断裂,东与南黄海南部拗陷相接,全区由盐阜涟拗陷,建胡隆起和东台拗陷组成,面积约32800km.经三十多年的勘探,已发现丁一批中,小型油气田,成为华东地区最有远景的含油气盆地.盆地内由下而上沉积了泰州组,阜宁组,戴南组,三垛组,盐城组等五个岩石地层单元.由于生物演化的差异,沉积相变化以及同位紊年龄测定方法和实验条件限制等因素的影响,迄今对上述地层(尤其是前四个地层单元)时代归属的认识,仍存在很大分歧(表1).衰l苏北盆地地层归置主要划分意见tablelmaindivisionideas0iithe

3、geologicalageoflheslralai.inotlhjlaassubasin层泰州组阜宁组戴南组三垛组盐城组研究单矗一段l=段一段二段兰段l四段一段l二段一岩.工程师.j西讯地址:扬州市邗沟路50号.第十七卷第一,二号苏北盆地玄武岩地质年龄及地层时代87的结晶年龄,这一年龄即可代表所处地层的时代.因此,利用火山岩年龄建立地层序列年表,是研究地层年代最直接和有效的方法.尽管苏北盆地各期火山岩分布有限,但每个组段均有分布,为开展玄武岩年代学研究提供了较为理想的条件(表2).衰2苏北盆地第三系各期玄武岩主要地质特征tame2maingeologicalcharatersofthebaja

4、ltfrontdltfetem!eruptivetimesinnorthjlangjubasin火山活产出层位啧发分布产状厚度动期组段强度范围(m)弱小薄层.薄互层3.0101.03盐城组较强大薄层4.044.0弱零星薄层卫07.4三垛组较强大薄层,薄互层3.5-124.02弱零星薄层1.3-12.5藏甫组鞍强零星薄层13.03丘5四弱小厚层,薄层1.020i.0阜宁组弱零星薄层1.07.01较强较大薄层,薄互层1.576.5泰州组弱小薄层,薄互层765.5l样品采集由于缺乏完整的玄武岩岩芯,本次测试样品均为玄武岩岩屑.为确保测试结果的可靠以及地质应用的效果,在挑选样品时依据下列原则:(1)玄

5、武岩岩屑所代表的地层,经全盆地地层对比,标志明显,层位可靠.(2)为避免上,下层位岩屑混杂,以唯一或最末次玄武岩喷发的钻井为首选对象同一钻井两个层位的玄武岩岩屑,则尽可能挑选问隔距离大,显微镜下易区分的岩屑(3)所有样品均用岩石薄片鉴定了其矿韧成分和新鲜程度.样品分另4取自东台拗陷,盐城凹陷的14口钻井,采样位置及层位见图1.共选送玄武岩岩屑样j6个,全部进行k-ar年龄测定,其中泰州组一段,阜宁组一段,三垛组一段和二段以及盐城组一段的五个样品还进行了ar一ar年龄测定.2实验方法2.1k-ar同位素年龄制定氩同位素由改装的英翩ms一10i质谱仪测定,钾含量由日立一18080原子吸收光谱仪测定

6、,zbh一25黑云母和zgc一05粗面岩全国标样为监控样.l6个样品中,5个进行了重复分析,两次结果的相对误差<2(表3).另外,在同一钻井的不同深度获得的年龄值,与地层顺序吻合(表d).上述两个方面的证据,充分证明了本欢kar同位素年龄结果是准确的火山地质与矿产lgg6年阁1苏北地第三系采样位置及层位示意图fig-1ketch.iesimp|hgdcionandettataoftcna竹nolrthjiangsubasin】钻井位置2一井号i3一地层代号丧3kar同位素年龄重复测定结果对比table3correlatlon0frepealeddeterminationresultsby

7、kar表面年龄重测年龄平均年龄相对误差样号(ma)(ma)(ma)()d328.i士i.428.5士i.2船.3士n3i.046,1士i.6d54良5士1.446.5士0.51.2d6.8士1,4d,32.3士i.132.g士i_232.6d-0.d1.2d-43.4士i.343.4士1.342.g士m71.6d】254.2士t.i54.9士1.454.6士0.6i.02.2”ar/ar(快中子活化)年龄测定样品经北京原子能研究所蚰一2号反应堆h.孔道快中子照射68.23小时,累积快中子通量2.4i10isn/era.zbh一25黑云母为内标样,光谱纯kso.和caf.为校正氲干扰因子样,阶段

8、加热测定.由改装的英制ms-】0.质谱仪测定氩同位紊.由等时线表明,各测试点线性关系良好,相关系数r为0,99960.9999,证明本次实验结果准确可靠.第十七卷第一,二号苏北盘地玄武岩地质年龄及地层时代89表1同一钻井的kar年龄测定结果tabledkajmeleringdaleotihesbmewel井号井深(m)层位年龄(ma)734.0755.0n,28.1士1.苏1551o12.o105i.0e330.8士1.i8i7o1.o一17t)6.0es33.55:1.2苏1822og4.o一2077.5ecl42.4士1.7所有k-at法,at/ar法样品测定均由南京地质矿产研究所承担.3

9、实验结果分析表5为本状at/ar地质年龄测定结果.表5苏北盆地”ar/ar地质年龄测定结果tbb1e5”/arashyregulljfromnorthjlangmubasjn阶投表面年腐争(ma坪年豳争层位样学465-c700b15935】050】165i400fma盐城组一段d】5】09.6士56.6士14i&3士1.1i&1士1.119.0士i.】8】.0士2.4l0i.3士2.518.3士1l三墚组一段d7i5.5士】.1357士】35.8士i.135.3士1.】35.3士i.】35.6士i.235.4士1.235.3士1l阜宁组一段d】244.4士4.555.3士275

10、8.6士】.259.】士】.158.4士1.i58.6士i.i明.3士1.258.6士】1豢州组d30.7士i5567士】6847士】.384.3士】.38i.2士1.484.4士1.483.5士i.083.4士135957008】593510501】65141111三垛组二段d120.3士i.325.3士1.232.5士i.i32.2士1.i.6士1.2.i士1.i32.5士i.032.4士】1d2,d7,d样品的坪谱图反映情况基本一致.以d2为例(图2一a),700l400之同的坪区宽广平直稳定,测试结果理想;等时线圈显示相关系数为0.9999,说明样品的放射性ar体系保存尚好,样品的坪年

11、龄即是玄武岩的形成年龄.d.的坪谱图中(图2一b),8i512l0012之问具一个坪区,坪年龄为83.4ma,等时线年龄为81.6ma,y为0.9999,说明这一坪区的年龄是真实可靠的.65700之阿的二个坪区的坪年龄(30.7ma,56.7ma)可能反映了该样品受后期热事件影响,低温区的”ar封闭体系受到破坏,放射成因氩发生迁移丢失.这也是d.k-at年龄结果偏d,(61.5ma)的原因.ds的坪谱图呈马鞍形”(图2一c),与m.a.lmphere等研究的火成岩过剩ar年龄谱图非常相似(图3).这类坪谱图中,只有最低坪区的年龄接近矿物真实年龄.由此认为,该样品的低坪区l8.ima的坪年龄应为

12、近似真实年龄.由于过剩ar的影响.该样品的k-at年龄结果明显偏老,57.1ma显然不能代表该玄武岩的形成时间.在上述.ar一”ar真实或接近真实地质年龄的基础上,对测试的k-at年龄进行了系统分析.结果表明.本状k-at年龄的地质验证总符合率为62.5,其中下第三系的k一业山地质与矿产1996矩k/ca2.o】.o0ma120d00c,_1一.三图2苏北盆地ar一ar年龄坪谱图f.2thedr啪of一”ardateptcauforbasaltfromnotrejiangsubasa第十七卷第一,二号苏北盆地玄武岩地质年龄及地层时代9l魍嚣斗恒所圻出”ar累捌百分数1雪鑫廿旧僻所析出累秘百分敦

13、图3含过剩ar矿物的年龄谱图f蟾.3thediagrnof.ar-ardateptcauforexc,cssarar年龄地质验证符合率达88.9.?4地质应用4,l玄武岩喷发时间表的建立以本次ar/ar坪年龄为控制点,基本真实的k-ar年龄作连接,产出层位为划分时间段的依据,将所得结果投入以火山岩为主的泰州组一盐城组地层柱状图上,邵获得了本区泰州组一盐城组的玄武质火山滔动时问表(表6).表b苏北盆地第三系地层及火山活动时代简表tablebtimescaleoftertiaryslralaandvolcanicacllvllyii.nccthjiangsubasin地层时代地层属序火山话动时间界

14、线年i厚度殍面推舞遗运动样品系境蛆段年船m4期农火山括动时闸(m)4:-i”)上上新境1.64=段012.sb2土玑96盐第5.2驻6.1凡川三组系中新统一段18.s-i-.1上23,323.2渐新境29.3:二段29.4三垛下32.土1.135.4操36.9埘庄上组一段0一b6b.o35.5土i.1下3&637.3真武第士蔫二段叶甸240.7:1-1.1岵新坑s阻0组一段曼量142.土1.147b三下四段0524.54g1土1.1景上56.5事三段右新坑6阻0组二段50-972.52下一段5&6土1.1日s56&1白74.d上lcmp泰二段】e5-玎4.5垩鳃0抖lb

15、&4:1-1.3系绩.拈.0组b&5一段.89.2倥征说明:地届时f七一拦引自王鸭桢等绽译l国际地扈时代对比表,火山地质与矿产1996圭e.2泰州组一盐城组年代层序的建立由于本区玄武岩多以薄层状分布于各组段中,所以要确定各组段的界线年龄,还需综合考虑下列因素:(】)沉积速率:它由地层厚度和地质时间所决定.吴聿元(】990)地史模拟应用的三垛组一段,戴南组的地质年龄与本次实验结果基本一致,因此本文以地史模拟的三垛组78m/ma和戴南组5m/ma沉积速度,代表盆地拗陷期l和断陷期的沉积速率(2)地层厚度:当沉积速率一定时.地层厚度是影响时问的主要原因,在不考虑具体埋深的前提下,利用

16、各沉积时期的压实恢复系数(压实性复厚度/残留厚度)推测地层的原始沉积厚度.以潦潼凹陷苏27井为饲,泰州组,阜宁组,戴南组,三垛组和盐城组的压实恢复系数分别为】.83,】.65.i.44,1.0,1.】0(吴聿元,1990).地层厚度的选取以采样井为主,如缺失.明显,参考地层区域变化情况而定.(3)区域地壳升降运动尽可能与统(世)级界线一致.()地层界线年龄尽可能与国际常用地质年表相一致.以三垛组为例.三垛组一段ar一ar法样品采自滦潼凹陷苏】64井底部.区域地层对比显示,该井缺失底块砂岩”,砸濂潼凹陷三垛组一段.底块砂岩”的平均厚度约100m,以压实恢复系数1.40和沉积速率78m/ma推算.

17、三垛组的底界年龄37.3mai三垛组二段采样位置距该组顶部170m,恢复原始厚度约为210m,由此推测三垛组的顶界年龄为29.4ma.与国际地质年代对比,三垛组的地层时代应为下第三系上蛤新统一下渐新统.其余层段界线年龄以此类推.?根据上述原则和方法,以玄武岩喷发时间为基础,对泰州组一盐城组的界线年龄进行丁修正,建立了苏北盆地泰州组一盐城组年代地层层序(表6).自下而上分别为:上白垩系统泰卅l组;下第三系古新统阜宁组一,二段,下始新统阜宁组三,四段,中始新统娥南组,上始新统三垛组一段,下渐新统三垛组二段;上第三系中新统盐城组一段,上新统盐城组二段.经介形类,轮藻,孢粉化石组合和阶段演化特征,古气

18、候和海平面升降变化的对应关系等方面的研究表明,上述地层层序合理可靠,并可与我国中,新生代含油气盆地进行广泛对比5结论通过对本区玄武岩at/ar和k-ar年龄的实验和分析,可以得到以下初步认识:(i)应用ar/ar年龄测定,首次获得丁本区真实或接近真实的玄武岩地质年龄,并以此验证了kar年龄的正确性,认为对上第三系和下第三系前的玄武岩,单纯应用k-ar法测定年龄,容易引起地质应用的混乱.(2)以玄武岩地质年龄为基础,建立了率区地层及玄武岩喷发时代简表,为我困东部中,新生代火山活动和盆地演化历史的研究,提供了十分有益的依据,尤其是以数字年龄为基础的年代地层层序的建立,更为准确地明确丁各组段的地层时

19、代,为我围中一新生代含油气盆地的地层对比提供了依据.由于研究水平和采样条件的限制,本文仅为初步研究成果,许多方面尚待进一步深入研究,祈希批评指正.-第十七卷第一,二号:北盐地玄武岩地质毕龄及地层时代93主要参考文献1w.14.harnd等昔.寰相圈菩译,地赓年代表,地质出版杜.口芏怄植萼埔谭.1e-圊际地屡时代对哀.地质出版牡.9吴聿元苷,1990,盆地模拟系统在溱谴凹陷的应用,华甫石油地质局地赓研究大趴.thege0logicaltimeofbasaltandratainnorthjiangsubasin口口(de|nnstituleofpetroleum&development-e

20、astchinabureauqfpetroleumge,ulgy,225002)abstractlikunyin9(igmr,nanjlng,210016)themainsubjectofthispaperstorevbethegeologicaltimeoecordingtotheresultsofbasaltagedetermination.theauthorsusedfast11eutronactivationmethodandkardilutionmeteringasinajofmeasuresande11suredthereliabilityoftheresultsofdetermination?thebasalter