盆内延长组砂岩重矿物组合与源区母岩类型的推断
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发布时间：2022-05-04 12:31
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时间：2022-06-21 23:18
重矿物的类型与组合是判断物源重要方法之一，一般根据重矿物的稳定程度可将其划分为稳定重矿物如金红石、锆石、电气石、石榴子石、钛铁矿、磁铁矿和十字石等，它们抗风化能力强，远离母岩区的含量相对增高；不稳定重矿物如角闪石、辉石、红柱石等，抗风化能力弱，远离母岩区，含量迅速减少。并依据不同母岩重矿物组合特征，判断母岩类型或性质及距离母岩区的远近。
（1）盆内北—北东部地区重矿物组合特征
本区主要油层组（如长6段、长2段）总的重矿物组合为锆石－石榴子石－电气石－绿帘石、榍石组合，并在不同分区亦存在差异：子洲—安塞区为榍石－帘石、石榴石组合；志丹—靖边—吴起区为锆石－电气石－石榴子石组合；安边区为锆石－金红石－石榴子石组合；盐池—定边区为锆石－石榴子石组合（表6.11）。上述总的重矿物组合面貌，基本与盆地北—东北缘古老变质岩系所提供矿物组合基本相似，区内稳定的重矿物类型并向南远离物源区，具有含量增高的趋势；用电子探针方法对上述源区和区内砂岩中石榴子石矿物成分分析，其结果可作较好的对比；重矿物组合呈现的分区差异，这正反映北部阴山陆同一源区不同区段母岩性质的变化。因此，本区重矿物组合恢复其母岩区指向应是盆缘北—东北部古老变质岩系。
表6.11 盆地北—东北*6段油层组重矿物组合与平面变化
据统计，在盆地晚三叠世延长组长6期，西北部古窑子—石沟驿—姬塬—马坊—定边地区、安塞—志丹—靖边以东地区及中部的油坊庄—安边—靖边以西一带，属于石榴子石的重矿物组合；西南部环县—马岭—庆阳—合水—径川以西地区，东部延安—甘泉—富县—葫芦河—太白一带及东南部黄陵—铜川—庙湾地区以富含锆石、电气石、金红石的重矿物组合为特征；地处鄂尔多斯盆地中心地带的合水—固城川地区，由于重矿物种类多，含量变化大，没有一种占明显优势的重矿物，表明该区是一个混合带，受多个物源的影响，只是在一定时期某种物源可能更具优势（表6.12）。
表6.12 鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组长6期各区重矿物种类及含量
（2）盆内西－西南部地区重矿物组合特征
盆内西－西南地区据长（4+5）段—长8段油层组砂岩中的重矿物进行鉴定统计（表6.13），其重矿物组合为锆石－电气石－石榴子石－金红石，与盆地北—东北部沉积区不同的是榍石－绿帘石矿物很少或不存在，相反金红石矿物普遍分布。分析表明，不同油层组中某些重矿物的含量具明显差异，如长8段油层组石榴子石含量平均高达48%以上，而长6段—长7段油层组则均为5%左右；与此相反长6段—长7段油层组锆石含量高达40%以上，而长8段油层组仅为25%左右，这可能由于同一物源区母岩成分变化有关。上述重矿物成分与组合与盆地西南古老变质岩系、中酸性花岗岩体母岩所提供重矿物种类大致可对比，结合稳定重矿物由近源至远源含量变化关系，物源当是盆地西－西南缘的变质岩系和花岗岩体。
表6.13 盆地西—西南*（4+5）段—长8段重矿物组合统计（ws/%）
（据杨华等，2003资料综合）
晚三叠世延长组长2期，砂岩中的重矿物组合类型和晚三叠世延长组长6期相同，但含量和分布范围有所变化（表6.14）。重矿物组合以富含石榴子石为特征的地区是东北部的吴起以东—志丹—安塞一线以北地区；环县—马岭—庆阳—径川以西地区的重矿物类型属于富含锆石、电气石、金红石组合；其他各区重矿物组合特征不很明显，属于混合地带。
表6.14 鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组长2期重矿物种类及含量（ws/%）
综上所述，盆地内重矿物组合主要分为两种类型：一种是以石榴子石和榍石为主的重矿物组合；另一种是以锆石、金红石、电气石的重矿物组合。其中，前一组合反映了沉积物来自于结晶片岩及岩浆岩为主体的母岩区，这和盆地北部大青山地区以太古宇乌拉山群和二道凹群中深变质的结晶片岩、片麻岩所组成的地层有较好的对应关系。锆石、电气石、金红石这一矿物组合，反映沉积物来源于沉积岩为主体的母岩区，沉积供给物为秦岭区的震旦亚界及上、下古生界的浅海相碎屑岩及碳酸盐岩。在三叠系延长组长6期，盐池—华池—志丹—子长—清涧以北地区的重矿物组合主要以石榴子石和榍石组合为特征，反映该区沉积物主要来自于北部及西北部的物源区；盆地南部重矿物组合为锆石、电气石、金红石组合，其中西南部地区这种组合特征十分明显，几种重矿物的含量明显高于东南部的延安—甘泉—富县—葫芦河—太白地区。因此，西南部是主要物源区，其余为局部物源区。三叠系延长组长2期，重矿物仍以前述两种组合为特征，有一定的继承性，但各地区重矿物的含量分布发生了较大的变化。盐池—志丹—清涧以南广大地区具锆石、电气石、金红石重矿物组合的特征，西北部地区及东北部地区石榴子石含量相对较高，但也含相当比例的锆石、金红石以及电气石。这反映该时期南部物源，尤其是西南部物源区占明显优势，成为该时期的主要物源区，且影响范围大，其他物源区的影响作用明显减弱。这与当时西南方向的地形抬升有着直接的关系。
总之，延长组物源方向长6期、长2期的发展情况是：长6期以东北和西南方向物源为主要物源区，西南物源方向相对弱一些；长2期由于西南方向物源区的抬升，影响范围较长6期时扩大，反映长2期时西南物源和东北物源是该区继承性好，持续时间长的重要物源区。然而，中部的华池、合水、固城川地区重矿物组合变化大，种类繁多，相邻地区变化很快，很明显是一个混合带，受各个方向物源的综合影响。
综合上述，对盆地外围隆起区可能提供物源的基岩成分特征分析、盆地周缘延长组露头区古水流向测定、盆内延长组砂岩主要组分与重矿物组合特征对源区母岩类型的恢复与对比，可得出：受控于印支构造形成的南、西部陡北东部缓的晚三叠世鄂尔多斯盆地，具有多物源，多水系及其搬运来的碎屑组分明显分区分带的特征（图6.6）；其中阴山古陆和秦岭－祁连古陆作物源区，由北东向和南西向两大主流水系所带来的巨量的碎屑物占据主体，并为北东向缓坡大型复合正常三角洲沉积体系和南西向陡坡大型复合辫状三角洲沉积体系发育提供了基础；其次，由阿拉善、海源和陇西古隆等为物源区，分别通过北西向、正西和正南向古水系携带来的碎屑物，为中小型陡坡扇三角洲沉积体系发育提供了基础，这些三角洲沉积体系在同一时期发育或不同时期继承性发展，甚至在它们相邻处相为互补形成浑水三角洲体系，共同组成沿湖盆边缘、大致连片的三角洲发育带；这些广为分布的三角洲发育带，在湖盆兴盛时期受各种因素诱导不断下滑形成大面积复合发育的浊积扇沉积体系，其结果：各类沉积体系有规律地分布与结合，奠定了盆地内沉积的基本格局。
图6.6 晚三叠世鄂尔多斯盆地不同物源沉积分区概率图
晚三叠世是鄂尔多斯盆地地质构造最为重要的发育阶段，也是成油体系最为发育的时期。延长组沉积充填既记录了大型内陆湖盆间歇振荡式湖进、湖退的兴衰完整演化的历史，也记录了延长组各时期（长10期—长1期）岩相古地理面貌、周边水系和物源方向的变化。
