豫西偃龙地区本溪组含铝岩系的原岩恢复及其地质意义

摘要

为了揭示华北陆块上古生界最底部上石炭统-下二叠统本溪组含铝岩系承载的地质信息,以华北陆块南部豫西偃龙地区ZK0008钻孔为研究对象,系统采集本溪组含铝岩系样品,利用多种测试方法,确定含铝岩系矿物成分、矿物赋存状态、元素含量及其垂向变化,并依据土壤化学基本原理,分析本溪组含铝岩系矿物成因及矿物垂向变化的原因,进而恢复该区含铝岩系的原岩并讨论其地质意义。结果表明:该区本溪组含铝岩系矿物成分主要为硬水铝石矿物和黏土矿物,多为隐晶质集合体;相对难迁移元素主要富集在豆鲕状铝土矿中,相对易迁移元素主要富集在铝土质泥岩中;含铝岩系中矿物成分垂向上的变化是原岩不同程度富铁铝化的结果,原岩主要为来自北秦岭造山带、成分成熟度很低的长石和/或岩屑粉砂岩;本溪组原岩沉积时,海平面抬升可抵达北秦岭造山带的山前地区,可能由突发式的快速海侵引起,缓慢的海退可将来自北秦岭造山带的长石和/或岩屑带到离物源区较远的区域沉积;湿热多雨气候条件下,本溪组原始沉积物暴露地表时迅速彻底富铁铝化,形成一个典型的富铁铝化剖面,海平面多次升降旋回造成本溪组含铝岩系多个富铁铝化剖面叠置。