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焦作地区太原组硅质岩的沉积和构造环境

徐光明  
【摘要】:本文以研究区灰岩中的硅质岩为切入点,采用野外地质和地球化学分析的研究方法,重点研究了焦作地区太原组灰岩的风暴沉积以及硅质岩沉积特征与构造环境,并结合华北盆地南缘太原组时期区域构造背景和盆地基底的几何学特征,对华北陆块南部焦作地区太原组的沉积特征和构造环境进行了分析,取得以下认识: 1.焦作地区太原组灰岩中的风暴沉积主要发育在L4、L5、L6灰岩中,根据沉积构造自下而上大致可以分为3个层序:(1)下部介壳碎屑滞积沉积层;(2)中部泥灰岩纹理层;(3)上部泥岩段。这一风暴沉积序列,在研究区表现出了旋回性。根据这些垂向层序可将风暴活动过程可分为成长期、高峰期、衰减期和停息期几个阶段。与典型风暴沉积所不同的是,可能还伴随着地震作用,导致风暴沉积以后,还没有完全固结,就产生了原始沉积地层强烈的改变,呈各种包裹关系,并在研究区见有球-枕构造、地震楔和同沉积小断层等古地震遗迹。 2.通过对华北陆块南部焦作地区太原组硅质岩的常量元素、微量元素和稀土元素分析表明,微量元素As,Sb元素比较富集,Al- Fe- Mn三角图,U-Th判别图,Fe-Mn-(Ni+ Co+ Cu)×10三角图和Zr-Cr关系图等均一致表明研究区硅质岩为热水成因硅质岩;稀土元素的北美页岩标准化分配模式曲线呈平坦状,δCe值呈负异常,δEu值呈正异常,La/Yb比值低,也反映了本区硅质岩的热水成因;常量元素TiO2和Al_2O_3的含量低,Fe_2O_3/TiO_2-Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)图解和硅质岩的Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)比值,以及Ce/Ce*(0.672-0.85),(La/Ce)N(1.207-1.497)等的特征表明,太原组硅质岩主要形成于大陆边缘环境。 3.通过上述分析,结合华北盆地本溪组至太原组盆地几何学特征的转变,以及太原组沉积时期的构造背景,推测,华北盆地在太原组沉积时期,可能受到南部勉略大洋的影响,由此主导了华北盆地含煤地层的沉积过程。


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