川东南志留系小河坝组物源分析

【摘要】：川东南地区位于扬子板块中南部,雪峰隆起西侧。广泛分布在川东南地区的志留系小河坝组细—粉砂岩是中上扬子地区早古生代末期的首套细碎屑岩,对其物源的认识存在分歧,开展小河坝组碎屑岩物源分析,对明确沉积物来源、深入探讨早志留世中上扬子地区的盆山关系有重要意义。基于保靖卡棚、南川三泉等近10条剖面、100余件岩石薄片精细的岩石学的研究表明,川东南地区小河坝组主要发育岩屑石英细—粉砂岩和石英细—粉砂岩。其中,岩屑石英粉砂岩为细-粉砂级砂状结构,碎屑颗粒占90.67%,填隙物占9.33%,颗粒支撑、孔隙式胶结。碎屑颗粒类型以单晶石英和板岩、千枚岩、泥岩岩屑为主,含少量长石,颗粒粒度主要为0.03mm~0.15mm。石英含量为91.72%,岩屑含量5.52%,长石2.76%,此外还含有少量锆石、电气石、金红石等重矿物,石英颗粒为次棱-次圆状,长石和岩屑颗粒为次圆状,中等结构和成分成熟度;石英细—粉砂岩为细—粉砂级砂状结构,碎屑颗粒占92.29%,填隙物占7.71%,颗粒支撑、孔隙式胶结。碎屑颗粒类型以单晶石英为主,平均为95.58%,含有少量长石及岩屑,此外还含有少量锆石、电气石、金红石等重矿物,颗粒粒度主要为0.03mm~0.15mm。石英颗粒分选较好,为次棱-次圆状。小河坝组重矿物分析结果显示重矿物类型以稳定重矿物(锆石、金红石、电气石、锐钛矿、白钛矿、石榴石和磷灰石)为主,含量为76.9%,不稳定重矿物(辉石、绿帘石、角闪石)含量低,含量为1.1%。重矿物组合(锆石+电气石+金红石+白钛石)显示研究区内母岩性质以沉积岩为主。重矿物ZTR指数较高,平均为69.6,ZTR指数变化特征显示川东南物源来源于东南向,证实了古流向数据反映的物碎屑物质来源方向。稀土元素La/Yb-∑REE图解显示川东南小河坝组母岩类型为沉积岩和碱性玄武岩。小河坝组KP-S_1x、SQ-S_1x和MW-S_1x 3个锆石样品阴极发光图像显示大多数锆石的震荡环带明显,并且Th/U0.1的锆石数量占比94.4%,表明小河坝组砂岩中大部分锆石成因属岩浆成因,少数属变质成因。最年轻碎屑锆石年龄为441Ma,表明小河坝组沉积时期不早于早志留世早期。3个样品碎屑锆石年龄分布直方图在1061Ma、975Ma~972Ma、893Ma~827Ma形成明显的年龄峰,在2500Ma、576Ma~550Ma形成次峰,表明川东南地区三个锆石样品具有相同的物源。将研究区内小河坝组锆石U-Pb年龄分别于与东侧雪峰隆起和华夏板块基底大量同位素测年数据比较,研究区内碎屑锆石年龄与华夏板块具有相似的年龄峰(893Ma~827Ma除外),表明中元古代晚期(1100Ma)、新元古代早期(960Ma)和新元古代晚期(576Ma~550Ma)的碎屑锆石主要来源于华夏板块前志留系地层的再旋回沉积;而893Ma~827Ma年龄与雪峰隆起年龄分布一致,表明这个年龄范围内的锆石主要来源于研究区西侧的雪峰隆起西部新元古界地层。