广西大瑶山大明山地区寒武纪砂岩泥岩源区构造背景及物源分析刘湘华20151225

1、广西大瑶山-大明山地区寒武纪砂岩-泥岩源区构造背景及物源分析刘湘华 学号： 高等岩石学展示课作业Tectonic setting and provenance analysis of the Cambrian sandstones and mudstones in Dayaoshan-Damingshan area,Guangxi2015/12/261. 选题及地质概况2. 物源的地球化学分析4. 锆石U-Pb年龄及其构造意义5. 结 论 提 纲3.源区构造背景的地球化学分析 1.1 地质概况钦杭成矿带华南前寒武纪大地构造01020304050607风化程度为中-高等，CIA指数（chemic

2、al index alteration）平均值72.34。（杜晓东等，2013）0809鲍马序列80cm10绢云母化石英细砂岩绢云母黄铁矿化石英细砂岩绿泥石化泥岩11槽 盆 相深水陆棚相桂东-桂东南区桂 北 区桂 西 区台 地 相 大瑶山-大明山地区寒武系古生物以游泳或漂浮的三叶虫、海绵和薄壳腕足类为主。古生物类型与复理石沉积特征说明该区寒武系是在活动环境下深水沉积的产物，因此属槽盆相。（广西壮族自治区区域地质志，1985）12大瑶山-大明山地区被海水所淹覆，为陆缘海。该区继续为一套复理石或类复理石，开始出现鲍马粒序层理和冲刷印模，存在海底浊流作用。寒武纪末，形成大瑶山大明山隆起，海域范围缩小

3、，导致该区奥陶系缺失。 早寒武纪沉积复理石或类复理石砂页岩。沉积速度快、海水十分浑浊，不适合底栖生物、浮游植物生存，因而生物稀少。1323. 物源及源区构造背景的地球化学分析14 若沉积物来源于镁铁质岩石 ， 则Al2O3/TiO2 14； 若来源于长英质岩石 ， 则 Al2O3/TiO2 介 于 1928。（Girty 等，1996 ） 研究区内样品的 Al2O3/TiO2 比 值 介 于 11.9536.26 （ 平 均 为 20.81 ） 。绝大部分样品比值介于 1928， 说明物源以长英质岩石为主， 少量为铁镁质岩石。 （杜晓东等，2013）2.1 主量元素特征与物源间的关系15 根据

4、 Ti、Al、Fe、Mg、Ca、Na和 K 的氧化物建立的判别函数 （F1 ， F2） ， 将物源区分为长英质 、 中性岩、 镁铁质火成物源区及石英岩沉积物源区 。（ Korsch 等） 研究区样品的投点大部分位于石英岩沉积物源区 ， 少量为长英质火成物源区 。（杜晓东等，2013）大瑶山 大明山地区寒武纪砂岩-泥岩主量元素的物源判别函数图解 16大瑶山 大明山地区寒武纪砂岩-泥岩常量元素的及 Ni-TiO2 图解 投点主要位于长英质、泥岩 、 砂岩区域， 明显远离镁铁质区域 。反映其物源为长英质岩石区 ，兼有成熟的再循环沉积物的特征。（杜晓东等，2013）2.1 主量元素特征与物源间的关系1

5、7 根据 Rb/Cs 比值在洋中脊玄武岩（80）、下地壳（60） 、 上地壳（30） 三种环境中逐渐降低。（ McDonough 等 1992） 研究区样品的 Rb/Cs 为 13.0260.75， 平均值34.04，接近上地壳值，并且未达到洋中脊玄武岩数值。由此推断，它们主要来源于上地壳，且没有地幔成分加入。 （杜晓东等，2013）2.2 微量元素特征与物源间的关系18 在 Th/Sc-La/Sc 图 解中 ， 研究区样品大部分投点位于上地壳平均成分附近。 Hf-La/Th 图 解中 ， 样品投点的分布情况也再次说明本区寒武纪地层的源区以上地壳 、 长英质源区为主 ，并且含有少量的古老沉积组

6、分 。 （杜晓东等，2013）大瑶山 大明山地区寒武纪砂岩-泥岩微量元素比值 Th/Sc -La/Sc 图解（a ）和 Hf-La/Th图解（b ）19 当有幔源物质加入时 ， Eu1 、Th/U3.8。 从表中可以看出，研究区寒武纪砂岩-泥岩的 Eu 负异常明显 ， 大部分 Eu 值低于 0.65 （0.470.68， 平 均 0.58） ；Th/U 大 于 3.8 （3.3711.18，平均 5.80） 。 说明研究区为形成于陆壳基底上的成分， 没有幔源物质加入。 （杜晓东等，2013）20 根据判别沉积盆地构造的 SiO2-K2O/ Na2O 图解(Roser等 1986)中绝大部分投点

7、落入被动大陆边缘区域，少数点位于活动大陆边缘或两者分界线上。（杜晓东等，2013）3.1 主量元素特征与构造背景间的关系21 在Bhatia等提出的La-Th-Sc 构造环境判别图解中，研究区样品投点位于大陆岛弧、主动大陆边缘、被动大陆边缘区域及其附近。（杜晓东等，2013）3.2 微量元素特征与构造背景间的关系22 在微量元素上地壳标准化值蛛网图上，研究区样品普遍表现为：亏损 Nb、Sr、P、Ti； 富集Th、La、Nd、Sm、Cr。 这些特征与被动大陆边缘的样品相似，具有成熟大陆壳的特点。3.2 微量元素特征与构造背景间的关系（杜晓东等，2013）23 研 究 区 内 样 品 的 Th/U

8、 、Ti/Zr 、Rb/Sr 、Ba/Sr 元 素对的比值明显高于上地壳值及中国东部上地壳值， 并与被动大陆边缘的参数更为接近。（杜晓东等，2013）3.2 微量元素特征与构造背景间的关系24大瑶山 大明山地区寒武纪砂岩-泥岩稀土元素元素配分图及其与不同构造环境的比较样品中稀土元素配分与被动大陆边缘稀土元素配分基本一致3.3 稀土元素特征与构造背景间的关系25 沉积岩中的碎屑锆石来自物源区经历了风化、剥蚀作用的岩石。如果将大量的碎屑锆石进行测年分析、 对比， 可以为推测物源区原岩特征、主要的构造热事件、 地缘性等提供信息。 （Bodet et al. 2000）4. 锆石特征与构造背景及物源间

9、的关系26与新太古代末-古元古代全球古陆核形成阶段对应，指示物源区已形成。Columbia超大陆聚合与裂解的时间内，暗示物源区可能为Columbia超大陆的一部分。最明显的年龄峰值，与Grenville期造山事件对应，揭示物源区曾是Grenville期造山带的一部分。与Rodinia超级地幔柱和超大陆裂解相对应，华夏地块和扬子地块发生裂解，产生大规模火山岩。 对 应Gondwana大陆的拼合。广西大瑶山-大明山地区寒武系碎屑锆石U-Pb年龄频率直方图（邹和平等，2014）27大明山-大瑶山扬子地块华夏地块 根据大明山寒武系碎屑锆石中获得的太古宙年龄， 结合已发表的年龄数据， 认为华夏地块可能存在太古宙地壳基底或接受过古老陆块的物源供给。 （邹和平等，2014） 大明山大瑶山地区寒武系碎屑锆石-年龄谱系与扬子地块的年龄组成特征有较明显区别，而与华夏地块的年龄组成特征非常相似，表明大明山大瑶山寒武纪沉积岩的物源区主要为华夏地块。28岩相古地理研究资料，指示古水流为南东流向北西，进一步说明大瑶山-大明山寒武纪碎屑物主要源自南东侧的华夏地块。华夏地块寒武纪奥陶纪沉积古水流格局图295. 结论 （1）地球化学特征表明，大瑶山-大明山地区寒武纪沉积物（砂岩-泥岩）的物源区以上地壳长英质、石英质岩石为主，含有