冀北兴隆地区晚古生代含煤盆地沉积特征研究

摘要

冀北兴隆地区位于华北板块燕山逆冲褶皱带的密云-喜峰口-青龙断裂以北，尚义-赤城-古北口-平泉断裂带以南，受中生代燕山运动影响，以发育大型复式叠瓦扇构造为特征，其盆地的形成演化、沉积作用以及构造活动备受国内外学者的关注。笔者以兴隆地区石炭-二叠系含煤地层为研究对象，综合利用碎屑岩骨架颗粒分析、岩石地球化学分析及古流向分析等研究方法，对兴隆地区晚古生代含煤盆地的沉积特征、岩性组合及古沉积环境进行了详细的论述，并结合物源分析方法，探讨了该时期盆地碎屑沉积物的物源区位置、母岩类型及其构造环境，为揭示兴隆地区晚古生代含煤盆地与物源区之间存在的密切联系，进一步探讨晚古生代华北板块北缘沉积与构造演化特征提供详实的理论依据。取得如下主要认识： （1）兴隆地区晚古生代含煤盆地本溪组基底段到太原组北山段地层中砾岩层主要为灰白、灰黄色复成分砾岩，砾石成分主要由石英砂岩砾石、石英岩砾石和燧石岩砾石组成，另可见极少量的炭质泥岩砾石。本溪组到山西组下部地层中砂岩类型以岩屑石英砂岩和石英砂岩为主，山西组上部与下石盒子组地层中砂岩类型以岩屑砂岩和长石石英砂岩为主。值得注意的是，太原组北山段出现极少量的灰黑色火山岩砾石，且在太原组张家庄段和下石盒子组地层中共均发育有数层凝灰岩夹层，表明物源区存在同期的火山活动。 （2）兴隆地区石炭-二叠系含煤地层形成于温暖潮湿的气候条件，为一套弱氧化条件下以淡水沉积为主的碎屑岩沉积建造。本溪组-太原组张家庄段地层为冲积扇沉积组合，太原组喇嘛沟段-山西组地层为障壁岛-三角洲平原沉积组合，下石盒子组地层为辫状河三角洲平原沉积组合，这反映兴隆地区在晚古生代受华北板块区域性海进-海退运动的影响，盆地中发育了一套具边缘相特征的海陆交互相沉积建造。 （3）兴隆地区晚古生代含煤盆地的物源区位于盆地以北的内蒙古隆起一带，源区曾广泛分布有中、上元古界和寒武-奥陶系由碎屑岩和富含燧石结核和条带的碳酸盐岩组成的沉积盖层，晚古生代时期物源区整体处于具活动大陆边缘性质的陆内隆升构造环境。 （4）兴隆地区晚古生代含煤盆地是华北克拉通内坳陷盆地的北缘部分，其沉积-构造演化过程可划分为三个阶段：晚石炭世早期为冲积扇沉积阶段，记录了内蒙古隆起在该时期较强烈的抬升剥蚀过程和同期的火山活动；晚石炭世晚期-早二叠世早期盆地演化为障壁岛-三角洲平原沉积阶段，记录了内蒙古隆起在该时期缓慢的抬升剥蚀过程；早二叠世晚期，盆地的沉积显示出辫状河三角洲平原沉积组合特征，记录了内蒙古隆起在该时期强烈的构造抬升和火山活动。

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摘 要

ABSTRACT

目 录

第一章 绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 沉积学研究现状

1.2.2 碎屑岩骨架颗粒分析研究现状

1.2.3 粒度分析研究现状

1.2.4 沉积地球化学研究现状

1.2.5 物源分析方法研究现状

1.3 研究内容及研究路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

1.4 完成的主要工作量

第二章 区域地质概况

2.1 区域构造

2.2 区域地层概况

第三章 兴隆地区石炭-二叠系含煤地层沉积特征

3.1 野外露头剖面的观察与测量

3.2 石炭-二叠系地层沉积特征

3.3 沉积相分析及沉积层序的划分

3.3.1 层序界面和标志层的选取

3.3.2 粒度分析

3.3.3沉积相分析

3.3.4沉积层序划分

第四章 兴隆地区石炭-二叠系含煤地层岩性学特征

4.1 砾岩特征

4.2 砂岩特征

4.3 泥质岩地球化学特征

4.3.1 地球化学特征

4.3.2 沉积环境分析

第五章 兴隆地区石炭-二叠系含煤地层物源分析

5.1 物源区的确定

5.1.1 古流向分析

5.1.2 古地理分析

5.1.3 碎屑组分分析

5.2 物源区母岩属性判别

5.3 物源区构造环境分析

5.3.1 盆地砂岩碎屑组分与物源区构造环境

5.3.2 盆地泥质岩化学成分与物源区构造环境

5.4 盆地性质及其沉积演化探讨

5.4.1 盆地性质

5.4.2 盆地演化及其大地构造意义

第六章 结论

参考文献

致 谢

攻读学位期间发表的学术论文