豫西地区早二叠世陆表海沉积特征及演化

【作者】 姚旭； 周瑶琪； 李素；

【机构】 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院；

【摘要】 华北南部地区晚古生代陆表海沉积可划分为3个三级层序,分别对应三期海侵过程,豫西地区太原组下部灰岩段和上部灰岩段代表了全区的第二期海侵与第三期海侵作用。本次研究选取了禹州-焦作地区太原组数条典型剖面,综合野外资料、室内薄片鉴定与微量元素分析,在划分沉积相的基础上,深入分析太原组碳酸盐岩沉积环境及演化特征,厘定不同时期海侵过程的沉积响应规律,以期对恢复南华北二叠纪陆表海盆地古地理、古环境提供重要资料。研究区太原组岩性以灰岩为主,夹砂岩、粉砂岩、泥页岩及煤层,可划分为开阔台地相、局限台地相、障壁岛相、泻湖-沼泽相、潮坪相等5个沉积相,其中开阔台地和障壁岛相主要分布在禹州地区,局限台地和潮坪相多分布在焦作地区。海相碳酸盐岩地层中风暴沉积事件普遍发育,可以划分出多个沉积旋回,不同层段风暴沉积的持续时间及发育规模都有差异。开阔台地主要发育生物碎屑灰岩,生物碎屑含量高且较为破碎,微量元素、稀土元素整体含量较高,LREE富集较明显,∑REE、(LREE/HREE)N值与Fe含量正相关明显,反映古环境水体开阔、动荡且富含生物碎屑和胶体。局限台地主要沉积泥晶灰岩,其沉积地球化学与生屑灰岩有较大的差异,显示水体受限、相对安静的水体环境。太原组下部灰岩段(焦作L1~L5,禹州L1~L4)形成于海侵初期的海侵体系域(TST),生物碎屑含量相对较高,分散型元素Sc、∑REE含量较高,Sr/Ba比值小而Ba丰度高,稀土元素总量高且轻重稀土分异不明显;其上部灰岩(焦作L6)沉积环境已转为海侵后期的高水位体系域(HST),局限台地水体逐渐受到限制,转为安静低能环境,海水中生物和胶体含量的变少。太原组中下部沉积剖面指示了早二叠世第一次海侵作用由TST向HST的转变过程,随着海侵过程的发展,局限台地水体逐渐受到限制,变得安静低能,陆源控制作用减弱,并伴随着蒸发作用增强。对比分析不同体系域中灰岩的沉积地球化学特征,可为研究陆表海盆地演化作有益补充。更多还原