银根-额济纳旗地区晚古生代盆地形成与演化研究

摘要

本文选取《银根-额济纳旗地区晚古生代盆地形成与演化研究》为题，旨在通过晚古生代主要是石炭纪－二叠纪盆地的地层沉积特征、岩浆岩时空分布及其地球化学特征的分析，开展盆地的构造格局、盆地的属性特征及盆地的形成与演化研究。
　　 研究区石炭纪－二叠纪地层均出露在周边地区，研究区腹地由于沙漠、戈壁覆盖，露头较少。根据地层出露情况将研究区分为东、西、南、北部进行研究。石炭系在研究区西部主要出露早石炭世白山组、绿条山组和晚石炭世干泉组；北部主要出露早石炭世好比如组；东部出露晚石炭世阿木山组；南部主要以晚石炭世干泉组为主。二叠系在研究区西部主要为早中二叠世双堡塘组、中二叠世菊石滩组和金塔组及晚二叠世方山口组；北部为早中二叠世埋汗哈达组、中二叠世阿其德组和晚二叠世哈尔苏海组；东部仅见早二叠世阿木山组；南部主要为中二叠世菊石滩组，可能存在上二叠统。
　　 研究区石炭系以浅海陆棚、局限海岸沉积为主，碳酸盐台地和辫状（扇）三角洲次之；二叠系则以浅海陆棚沉积为主，广海海岸、碳酸盐台地和扇三角洲次之。沉积序列早期以火山岩喷发为主，随后由于生物作用沉积了碳酸盐岩，最后为碎屑岩沉积。
　　 研究区石炭纪火山岩以中酸性为主的钙碱性火山岩，少量的基性火山岩，石炭纪处于板内拉张构造环境。二叠纪火山岩以中酸性为主，少量为基性火山岩，总体也以钙碱性为主；二叠纪处于板内的拉张（伸展）构造环境。不论是石炭纪还是二叠纪，火山岩微量元素原始地幔蛛网图中总体以LILE的富集和Nb、Ta、Sr的亏损为特征，可能受到地壳的混染或与斜长石的分离结晶有关；稀土元素配分曲线以右倾的负Eu异常为特征。
　　 研究区主要发育华力西中晚期的侵入岩，且主要为花岗岩类，其岩石类型以石英二长闪长岩、闪长岩、花岗岩和花岗闪长岩为主；显示出次铝到偏铝质的S型和I型以钙碱性系列为主的既具有拉张又有挤压性质的花岗岩类；在微量元素蛛网图中显示以Nb、Ta和Sr的亏损为特征，稀土元素表现出微弱的负铕异常。构造环境既有碰撞前、同碰撞又有碰撞后环境，显示了复杂的源区构造环境。
　　 依据地质露头、地球物理及遥感影像资料，解释出7条一级断裂、5条二级断裂及其6条三级断裂。综合地质和地球物理资料，认为研究区晚古生代盆地具有两种性质不同的沉积基底：一种为前寒武系结晶基底或沉积变质基底，一种为下古生界沉积褶皱基底。根据研究区的地层发育、岩性组合、生物组合、沉积建造、区域构造、岩浆岩等特征将研究区石炭纪－二叠纪划分为4个一级构造单元、11个二级构造单元。
　　 综合研究表明，研究区石炭纪－二叠纪均以裂谷裂陷盆地为主要特征，但是其发育过程有所区别：红石山-黑鹰山地区是一种由伸展到挤压环境下的裂陷盆地；巴丹吉林-银根地区属于在大陆弧隆起区和发育在大陆地壳基础上的裂谷盆地；巴彦诺尔公地区则是在拉张应力下典型的陆相火山断陷盆地。
　　 在石炭纪－二叠纪地层展布、接触关系、沉积建造、岩浆岩研究的基础上，划分出了盆地形成与演化的阶段：
　　 1)盆地的伸展阶段（裂谷、裂陷、有限洋盆并列格局）（D3-C1）；
　　 2)盆地的全盛阶段（裂谷盆地的充填沉积及有限洋盆关闭）（C2-P2）；
　　 3)盆地的收缩阶段（进积型盆地与陆相盆地充填）(P3)；
　　 4)盆地末期(P3末期)。