沉积物物源分析研究进展_徐亚军沉积物物源分析研究进展＊徐亚军,杜远生,杨江海(中国地质大学地球科学学院,武汉430074)摘要:沉积物物源分析是盆地分析的重要内容,是再现沉积盆地演化、恢复古环境的重要依据。简要回顾了物源分析的发展史,重点介绍了重矿物、沉积物地球化学和同位素测年技术在物源分析中的应用和发展,指出了物源分析中尚需解决的地质问题。在强调多种方法综合使用的同时,也应考虑构造背景和化学风化作用。关键词:物源分析;沉积地球化学;沉积盆地分析:TE121.3文献标识码:A:1000-7849(2022)03-0026-07物源分析已经成为连接沉积盆地与造山带的纽带,为学者提供了一个研究盆山相互作用的有效切入点。其研究内容不仅包括物源区的方位、侵蚀区与母岩区的位置、母岩的性质及组合特征,还包括沉积物的搬运距离、搬运路径;而且,根据物源分析资料还可以进一步了解物源区的气候条件和大地构造背景,进行沉积体系分析,重建古地理面貌[1]。因此进行物源研究既是沉积地质学、构造地质学、岩石学的重要研究内容,也是古海洋学、石油地质学的重要课题。随着先进分析手段,如电子探针、离子探针、等离子质谱技术以及同位素测年等的应用,有关物源的研究也从最初的定性化朝定量化方向发展。1物源分析方法早期研究概述早期的物源研究主要根据碎屑物质的成分、结构、构造以及所处的自然地形来判断母岩的岩石类型和所处的位置。而现代物源分析则把沉积岩的成分、结构、构造与所处的大地构造背景联系在一起。现代物源分析起源于Dickinson等[2]利用砂岩碎屑组分判别沉积物源区构造背景的研究。他们总结了世界上典型地区的砂岩碎屑组分,将砂岩的碎屑组分做了详细的划分和定量统计,编绘出用于物源判断的模式图———迪金森三角图解(图1)[2-4]。该方法主要通过常规岩石薄片的显微镜下成分统计,包括石英、长石、岩屑、单晶石英、多晶石英、硅质岩屑等,然后利用模式图来了解物源区的特征及所处的大地构造背景。该方法简便易行,至今仍然被广泛利用[5-6]。但是,该方法在应用过程中也曾出现图1砂岩φ(Q)—φ(F)—φ(L)图解[2-4]Fig.1φ(Q)-φ(F)-φ(L)diagramofsandstoneQ.石英+燧石;F.长石;L.不稳定岩屑;1.陆块源区;2.造山带源区;3.岩浆弧源区;Ⅰ.克拉通区;Ⅱ.过渡型大陆区;Ⅲ.基底抬升区;Ⅳ.切割弧区;Ⅴ.过渡型弧区;Ⅵ.未切割弧区;Ⅶ.石英质再旋回区;Ⅷ.过渡再旋回区;Ⅸ.岩屑质再旋回区;Ⅹ.混和源区与实际情况不符的情况,其原因主要是未考虑混和物源以及风化、搬运和成岩作用等次生作用的影响。Schwab[7-8]总结了阿巴拉契亚、西怀俄明、西阿尔卑斯等前陆盆地的陆源碎屑组合特征,为同造山期盆地的物源研究提供了对比标准。Crook[9]总结了由不同构造背景的源区所控制的不同成分的杂砂岩特征。Maynard等[10]系统统计了世界各种构造背景下现代砂沉积构架颗粒及化学成分,并提出了相关判别标准。Bhatia等[11-12]研究了澳大利亚东部塔斯曼地槽不同构造背景下杂砂岩的化学成分,先后提出判别砂岩构造背景的常量元素和微量元素标准。Roser等[13]在研究新西兰古生代浊积岩时,建立并应用了一个w(K2O)/w(Na2O)—w(SiO2)双变量第26卷第3期2022年5月地质科技情报GeologicalScienceandTechnologyInformationVol.26No.3May2022＊收稿日期:2022-12-25编辑:杨勇基金项目:国家自然科学基金项目(40672080)作者简介:徐亚军(1978—),男,助教,主要从事沉积学、地层学方面的教学与科研工作。图(图2),对不同板块构造背景下形成的砂岩进行判别。中国物源分析研究起步较晚,和政军[14]曾就砂岩碎屑组分与板块构造位置关系做过分析。大多数国内学者采用各种端元图来判别源区构造背景[15-18]。现今,随着先进的分析技术和手段,尤其是地球化学成分分析技术和方法以及同位素测年技术的发展,为物源研究带来了新的机遇。图2w(K2O)/w(Na2O)-w(SiO2)双变量图[13]Fig.2Bivariatediagramofw(K2O)/w(Na2O)-w(SiO2)ARC.大洋岛弧;ACM.活动大陆边缘;PM.被动大陆边缘2矿物学、地球化学方法在物源分析中的应用2.1重矿物在物源分析中的应用该方法主要利用单颗粒重矿物的地球化学分异特征来判断物源。随着电子探针的应用,很多学者针对不同的地区,利用不同重...