苏北兴化2孔晚中新世以来重矿物物源示踪研究

【摘要】：苏北盆地经过断陷、坳陷阶段,最后发育成浅碟形的盆地,期间沉积了巨厚的沉积物。这些沉积物记录下了苏北盆地的物源变化和水系调整的信息。 重矿物因其耐磨蚀、稳定性强,能够较多的保留母岩特征,在物源分析中占有重要地位。主要是用来推断物源区的母岩类型和构造背景,推测沉积物的搬运距离,确定物源方向。常用的方法有单矿物分析法、重矿物组合分析法以及重矿物指数分析法等。 本文以两个钻孔为主要研究对象。XH2孔(兴化2孔)深750m,磁性地层时代距今约7.75Ma,采集66个样品；JH孔(金湖孔)深490m,采集20个样品,作为对比钻孔。同时在淮河流域和长江下游河段采集15个河流沉积物样品。在明确样品的重矿物种类、含量、组合及重矿物指数基础上,结合前人已有的研究成果,进行对比分析,进而揭示苏北盆地近8Ma以来所发生的水系调整和物源变化。 XH2孔鉴定出26种重矿物,JH孔鉴定出19种重矿物,河流沉积物鉴定出21种重矿物。根据重矿物种类和含量的变化,两个钻孔由底部向上都可以划分为五个重矿物组合带。对比发现,XH2孔的Ⅰ、Ⅱ层段(745.14m-414m,7.75Ma-4.31Ma)与JH孔的Ⅱ、Ⅲ层段(440m-180m)重矿物组合基本一致,表明此时两地为同一物源区影响。本阶段XH2孔沉积厚度远大JH孔的沉积厚度,表明XH2孔位置更靠近沉积中心。两钻孔的重矿物指数基本同步变化,随着深度变浅重矿物指数反映出沉积区离物源区越来越近,沉积物快速堆积,分选较差。根据重矿物种类及指数分析推测,JH孔的第Ⅰ段可能对应着XH2孔更深的地层,并且此时的物源区较远。XH2孔第Ⅲ层段(141m-273.2m,4.31Ma-2.81Ma)重矿物组合与第Ⅰ、Ⅱ层段明显不同却与长江干流组合极为相似,并且JH孔中没有与其相对应的层段。本阶段的特征矿物为石榴子石,重矿物指数显示本阶段的水动力强劲,重矿物成熟度高,推测苏北盆地在本阶段主要受长江的影响。两个钻孔第Ⅳ层段(2.8Ma-0.68Ma)重矿物组合基本一致,与淮河流域舜山集遗址及盱眙淮河大桥钻孔下部重矿物组合基本一致,表明这一时段苏北盆地主要是受淮河物源控制。两个钻孔第V层段(0.68Ma-现在)重矿物组合相似,尽管重矿物指数变化较大,反映出物源的变化,但是本阶段受气候影响也较大。