鄂尔多斯盆地北缘侏罗纪延安组、直罗组泥岩微量、稀土元素地球化学特征及其古沉积环境意义

摘要

沉积岩的微量元素及稀土元素对沉积环境的水介质变化有着较高的敏感度,是研究古沉积环境及沉积物源构造背景的有效手段.本文采用ICP-MS和扫描电镜(SEM)对鄂尔多斯北缘早—中侏罗世延安组、直罗组不同层位的28件泥岩、粉砂质泥岩样品进行了微量、稀土元素测试和粘土矿物分析,结合古生物化石组合及宏观沉积特征,旨在探讨延安组、直罗组氧化—还原条件、源区构造背景及古气候演变对铀成矿的影响.研究表明:①元素B、Sr/Ba、B/Ga组合及U/Th、V/V+Ni、V/Cr、Ni/Co组合指示延安组、直罗组沉积时的古水体介质均为富氧的淡水环境,直罗组古水体盐度相对偏高;Fe2+/Fe3+指示延安组成煤、成岩阶段形成了区域性的原生还原层,而直罗组上段红层为强氧化背景.②沉积学研究表明延安期至直罗期,鄂尔多斯盆地北缘岩相古地理演化经历了河流—冲积扇、湖泊三角洲—沼泽、辫状河—曲流河,Sr、Cu、Sr/Cu、FeO/MnO、Al2O3/MgO等比值和粘土矿物组合垂向变化总体上反映古气候经历了温暖潮湿干湿交替干旱—半干旱的转变过程,直罗组底部不整合及上段红层广泛发育期为转换的关键时期;③CIA、ICV指数反映延安组物源区构造环境相对稳定,中侏罗世直罗期,鄂尔多斯盆地周缘构造活动性迅速增强;④沉积岩La-Th-Sc、La/Yb-∑REE及F1-F2判别图解显示本研究区延安组、直罗组沉积物源主要来自上地壳长英质源区,同时具有一定量的碱性玄武岩的混合,其构造背景以大陆边缘型为主,部分物源显示来自大陆岛弧构造背景.以上综合研究表明:延安期—直罗期古气候的转变和富氧古水体条件对本区煤、砂岩型铀大规模成矿作用有着重要的地质意义.