鄂尔多斯盆地东北部下侏罗统富县组底部石英砂岩成因与物源

计波, 焦养泉, 刘阳. 鄂尔多斯盆地东北部下侏罗统富县组底部石英砂岩成因与物源[J]. 地质通报, 2022, 41(9): 1601-1612. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.09.009
引用本文: 计波, 焦养泉, 刘阳. 鄂尔多斯盆地东北部下侏罗统富县组底部石英砂岩成因与物源[J]. 地质通报, 2022, 41(9): 1601-1612. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.09.009
JI Bo, JIAO Yangquan, LIU Yang. Petrogenesis and provenance of the quartz sandstone from the bottom of Lower Jurassic Fuxian Formation, northeastern Ordos Basin[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(9): 1601-1612. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.09.009
Citation: JI Bo, JIAO Yangquan, LIU Yang. Petrogenesis and provenance of the quartz sandstone from the bottom of Lower Jurassic Fuxian Formation, northeastern Ordos Basin[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(9): 1601-1612. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.09.009

鄂尔多斯盆地东北部下侏罗统富县组底部石英砂岩成因与物源

  • 基金项目:
    中国地质调查局项目《商丹—大柴旦地区区域地质调查》(编号:DD20190069)
详细信息
    作者简介: 计波(1986-), 男, 高级工程师, 从事区域地质调查、沉积学、岩石地球化学研究。E-mail:jiboxa@126.com
  • 中图分类号: P534.52;P588.21+2.3

Petrogenesis and provenance of the quartz sandstone from the bottom of Lower Jurassic Fuxian Formation, northeastern Ordos Basin

  • 鄂尔多斯盆地东北部富县组底部发育一套石英砂岩, 对其形成原因存在不同的认识。为了查明石英砂岩的成因及其物质来源, 利用沉积学、岩石学、岩石地球化学等方法进行了研究。结果表明, 富县组石英砂岩具有吉尔伯特型三角洲典型的"三层结构", 属湖泊扇三角洲相。石英砂岩的矿物组成以石英和高岭石占绝对优势, 石英多为单晶石英, 高岭石呈碎片状和折扇状, 可能为原始沉积时带入。碎屑组分与岩石地球化学结果显示, 其物源为盆地内部隆起提供的富石英质沉积岩。结合区域地质背景, 推断印支期延长组顶部长石砂岩风化蚀变形成的富含石英与高岭石的源区物质是富县组底部石英砂岩形成的关键, 此类型石英砂岩的形成与不整合面上强烈的风化剥蚀作用有关, 且与高岭石土矿床紧密伴生, 有可能作为识别不整合面存在的新证据。

  • 加载中
  • 图 1  鄂尔多斯盆地东北部地质简图[24]

    Figure 1. 

    图 图版Ⅰ   

    Figure 图版Ⅰ. 

    图 2  富县组底部石英砂岩垂向序列

    Figure 2. 

    图 3  鄂尔多斯盆地东北部富县组石英砂岩XRD衍射图谱

    Figure 3. 

    图 图版Ⅱ   

    Figure 图版Ⅱ. 

    图 4  富县组石英砂岩微量元素标准化蛛网图(a)与球粒陨石标准化稀土元素配分模式图(b)[27]

    Figure 4. 

    图 5  富县组石英砂岩Q-F-L(a)、Qm-P-K(b)和Qm-F-Lt(c)物源区大地构造背景判别图[29]

    Figure 5. 

    图 6  富县组石英砂岩F1-F2物源判别图解[32]

    Figure 6. 

    图 7  富县组石英砂岩源区判别图解[34]

    Figure 7. 

    表 1  富县组石英砂岩主量元素分析结果

    Table 1.  The concentration of major element for quartz sandstone in Fuxian Formation %

    样品号 Jf-1 Jf-2 Jf-3 Jf-4 Jf-5 KQ-1 KQ-2 KQ-3 KQ-4 富县组(平均值)
    岩性 细砂岩 细砂岩 细砂岩 细砂岩 细砂岩 细砂岩 细砂岩 细砂岩 中砂岩 样品 石英砂岩 富高岭石石英砂岩
    SiO2 91.73 94.48 98.79 95.22 98.05 80.92 77.46 70.29 84.27 87.91 95.65 78.24
    Al2O3 4.72 2.98 0.24 2.73 0.72 11.01 14.33 19.29 9.45 7.27 2.28 13.52
    Fe2O3 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0.09 0.22 0.36 <0.01
    FeO 0.62 0.38 0.27 0.21 0.18 1.67 0.6 1 0.9 0.65 0.33 1.04
    CaO 0.09 0.11 0.17 0.14 0.2 0.09 0.68 0.65 0.24 0.26 0.14 0.42
    MgO 0.09 0.1 0.18 0.12 0.13 0.1 0.1 0.11 0.26 0.13 0.12 0.14
    K2O 0.06 0.05 0.02 0.03 0.03 0.12 0.16 0.59 0.28 0.15 0.04 0.29
    Na2O 0.05 0.04 0.04 0.04 0.03 0.05 0.07 0.08 0.05 0.05 0.04 0.06
    TiO2 0.64 0.54 0.22 0.3 0.18 1.4 0.68 0.38 0.27 0.51 0.38 0.68
    P2O5 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0.01 0.02 0.03 0.06 <0.01 0.03
    MnO <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0.03 0.02 0.02 0.01 <0.01 0.02
    烧失量 4.07 5.95 0.38 2.12 0.87 5.38 11 14 7.24 5.67 2.68 9.41
    总和 98 98.68 99.93 98.79 99.52 95.4 94.21 92.66 96.15 97.04 98.98 94.61
    Al2O3/SiO2 0.05 0.03 0.002 0.03 0.01 0.14 0.18 0.27 0.11 0.09 0.02 0.18
    K2O/Na2O 1.2 1.25 0.5 0.75 1 2.4 2.29 7.38 5.6 2.49 0.94 4.42
    F1 -6.96 -8.04 -9.27 -7.9 -8.91 -3.69 -0.91 2.51 -3.36
    F2 -6.32 -6.45 -6.87 -6.57 -6.75 -5.76 -5.23 -4.56 -6.14
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    表 2  富县组石英砂岩微量及稀土元素分析结果

    Table 2.  The concentration of trace element and REE for quartz sandstone in Fuxian Formation 10-6

    样品号 Jf-1 Jf-2 Jf-3 Jf-4 Jf-5 KQ-1 KQ-2 KQ-3 KQ-4 富县组(平均值)
    岩性 细砂岩 细砂岩 细砂岩 细砂岩 细砂岩 细砂岩 细砂岩 细砂岩 中砂岩 样品 石英砂岩 富高岭石石英砂岩
    Pb 9.84 8.05 16.80 9.92 15.00 11.40 28.30 34.40 7.00 15.63 11.92 20.28
    Zn 9.17 10.60 29.90 13.00 24.30 20.80 72.10 70.40 27.40 30.85 17.39 47.68
    Cr 24.10 16.60 9.45 11.90 7.40 47.00 45.80 22.70 18.60 22.62 13.89 33.53
    Ni 2.83 3.01 3.56 2.91 5.88 13.00 11.00 7.19 16.40 7.31 3.64 11.90
    Co 0.97 0.87 0.72 0.63 0.72 2.75 5.34 3.36 7.09 2.49 0.78 4.64
    Rb 2.62 2.15 1.02 2.06 1.48 5.38 8.42 21.30 13.00 6.38 1.87 12.03
    Cs 0.26 0.15 0.05 0.14 0.11 0.49 0.92 0.56 0.37 0.34 0.14 0.59
    Sr 14.40 10.20 10.70 7.38 6.99 26.40 35.60 45.90 19.40 19.66 9.93 31.83
    Ba 38.40 28.80 158.00 48.20 28.80 58.40 69.00 148.00 75.60 72.58 60.44 87.75
    V 21.40 16.20 4.80 10.20 3.27 50.50 67.50 50.70 24.90 27.72 11.17 48.40
    Sc 2.68 2.19 0.69 1.23 0.68 6.78 7.41 12.20 4.03 4.21 1.49 7.61
    Zr 97.60 64.70 175.00 130.00 100.00 106.00 98.30 94.60 89.50 106.19 113.46 97.10
    Hf 2.66 1.85 4.42 3.40 2.52 3.10 2.69 2.48 2.45 2.84 2.97 2.68
    Th 1.87 1.76 1.12 3.53 1.71 9.15 8.33 3.96 3.06 3.83 2.00 6.13
    La 6.45 4.55 3.16 5.42 2.40 11.60 9.83 11.00 11.80 7.36 4.40 11.06
    Ce 14.50 10.90 6.54 9.80 4.52 25.60 29.30 32.90 23.20 17.47 9.25 27.75
    Pr 1.40 1.11 0.75 1.12 0.47 2.35 2.22 2.53 2.46 1.60 0.97 2.39
    Nd 4.75 3.77 2.74 4.29 1.65 8.00 6.14 7.72 9.08 5.35 3.44 7.74
    Sm 0.79 0.61 0.43 0.60 0.27 1.17 1.03 1.33 1.61 0.87 0.54 1.29
    Eu 0.16 0.11 0.08 0.07 0.05 0.17 0.20 0.32 0.32 0.16 0.09 0.25
    Gd 0.75 0.59 0.36 0.48 0.27 0.93 0.81 1.10 1.07 0.71 0.49 0.98
    Tb 0.11 0.09 0.06 0.08 0.05 0.13 0.13 0.16 0.15 0.11 0.08 0.14
    Dy 0.73 0.59 0.35 0.54 0.30 0.80 0.77 1.03 0.82 0.66 0.50 0.86
    Ho 0.17 0.14 0.08 0.12 0.07 0.18 0.16 0.23 0.16 0.15 0.12 0.18
    Er 0.50 0.43 0.22 0.36 0.23 0.56 0.48 0.66 0.46 0.43 0.35 0.54
    Tm 0.08 0.07 0.04 0.06 0.04 0.09 0.08 0.10 0.07 0.07 0.06 0.09
    Yb 0.54 0.49 0.28 0.43 0.29 0.64 0.57 0.76 0.48 0.50 0.41 0.61
    Lu 0.09 0.08 0.05 0.07 0.05 0.10 0.09 0.13 0.08 0.08 0.07 0.10
    La/Th 3.45 2.59 2.82 1.54 1.40 1.27 1.18 2.78 3.86 2.32 2.36 2.27
    ∑REE 31.02 23.53 15.14 23.44 10.65 52.32 51.81 59.97 51.76 35.51 20.76 53.97
    ∑LREE/∑HREE 9.45 8.51 9.56 9.95 7.22 14.25 15.76 13.38 14.75 11.43 8.94 14.54
    δEu 0.63 0.55 0.63 0.39 0.53 0.48 0.65 0.79 0.70 0.59 0.55 0.66
    (La/Yb)N 8.57 6.66 8.10 9.04 5.94 13.00 12.37 10.38 17.63 10.19 7.662 13.345
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    表 3  富县组石英砂岩样品碎屑颗粒组分

    Table 3.  Detrital mode of quartzs sandstone in Fuxian Formation

    样品号 Qm Qp Q P K F Ls Lt Q/(Q+F+L) Qm/Q
    Jf-1 301 18 319 0 0 0 2 20 0.99 0.94
    Jf-2 289 19 308 0 0 0 3 22 0.99 0.94
    Jf-3 302 14 316 0 0 0 2 16 0.99 0.96
    Jf -4 276 23 299 0 0 0 3 26 0.99 0.92
    Jf -5 284 16 300 0 0 0 3 19 0.99 0.95
    KQ-1 256 21 277 4 6 10 6 27 0.95 0.92
    KQ-2 238 41 279 3 5 8 5 46 0.96 0.85
    KQ-3 243 27 270 4 8 12 10 37 0.92 0.90
    KQ-4 240 34 274 5 12 17 12 46 0.90 0.88
    注:Qm—单晶石英;Qp—多晶石英碎屑(包括燧石);Q—石英颗粒总数;Pl—斜长石;Kf—钾长石;F—长石颗粒总数;Ls—沉积岩和变质岩岩屑;L—不稳定岩屑(L=Lv+Ls);Lt—多晶质岩屑(L+Qp)
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出版历程
收稿日期:  2021-02-24
修回日期:  2021-05-17
刊出日期:  2022-09-15

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