辽西早白垩世义县组中段沉积环境及演化
早白垩世辽西地区火山沉积盆地发育，如义县盆地、金-羊盆地，盆地内以巨厚的火山岩系充填为主，并出现多个沉积夹层。义县组沉积层中发现丰富的“热河生物群”化石，以恐龙、鸟类和古果等最为世人所瞩目。国内外诸多学者投入到对“热河生物群”化石、古生态、古地理、古环境和古气候的研究，并取得了丰硕的成果。本文在收集以往资料及全面野外地质学工作基础上，对义县组中段砖城子层和大康堡层展开更加深入研究。 通过对砖城子层和大康堡层标准剖面详细的描述，划分岩相类型，并依据岩相组合识别出多种沉积相。在建立垂向沉积序列基础上，分析其沉积环境的演化，探讨沉积过程的主要控制因素。重点对沉积层中出现的纹泥和火山碎屑泥灰岩进行深入的研究，并辅以地球化学手段，分析物源特征、古气候特征及火山活动对沉积层的影响。 根据岩石结构和构造，砖城子层中可识别出17种岩相类型，包括:基质支撑砾岩相(Gm)、凝灰质含砾粗砂岩相(Sm)、平行层理含砾粉砂岩相(Sp)等。垂相沉积序列特征指示该时期为扇三角洲-湖泊沉积，包括:泥石流相、滨浅湖相和深-半深湖相。沉积初期湖泊环境演化受构造活动控制明显，中-晚期主要受古气候控制。大康堡层中可识别出11种岩相类型，包括:杂基支撑砾岩相（Gm）、平行层理凝灰质中-粗粒砂岩相(Sp1)、平行-交错层理中-细粒砂岩相(Sp2)等。垂相沉积序列特征指示该时期为湖泊沉积，包括:滨浅湖相和深-半深湖及浊流相。古气候变化是沉积期湖泊环境演化的主要控制因素。 沉积学工作表明大康堡层沉积中纹泥占据很大的比例（约60～70％），沉积期周期性（季节性）气候变化明显。纹泥厚度变化，指示了沉积期降水量的波动及温度（高温季节）的变化。大康堡层沉积期降水量逐渐减少，沉积速率逐渐降低。沉积初期洪水频发，气候相对温暖。 纹泥地球化学分析表明:化学蚀变指数(CIA值)在65～67之间，变化幅度较小。Rb/Sr值较低，由下至上逐渐增大，大康堡层沉积期气候较温暖、湿润，存在寒冷、干燥向温暖、湿润变化的趋势。成分变异指数ICV值在1.3～11.6之间，均大于1，代表了初始沉积的产物，沉积期活动的构造环境。据标准化稀土模式分配图、A-CN-K、Co/Th-La/Sc源岩属性判别图解，大康堡层物源以偏酸性火山岩为主，主要为下伏义县组主期火山岩。沉积期稀土元素的分异程度Lan/Ybn值均明显大于1，且下部值略大，向上存在变小的趋势，代表了沉积物沉降速率加快，湖水盐度升高。 通过与近现代湖相纹泥对比，大康堡层湖相纹泥发育于中-高纬度地区，形成于火山口湖环境，沉积物在不同阶段以不同的方式发生沉淀（河流携带碎屑、化学沉降、大气粉尘等）。湖泊处于封闭状态，湖水发生分层。湖泊周围植被较好，针叶林比重较大，较现代气候略冷，东部高原可能存在于辽西地区。 沉积期火山活动会对沉积层影响较大，表现为对沉积物的控制和改造。砖城子层火山碎屑泥灰岩（火山事件层）和纹层状泥灰岩夹层、大康堡层纹层状泥灰岩地球化学分析表明，火山事件层富集SiO2、K2O、Li、Sc、As、Sr和Ag元素。样品CIW值在82～91之间，呈逐渐增加的趋势，指示风化作用强烈。 沉积层中出现多层特殊沉积，包括:老公沟层紫红色-红褐色中细粒砂岩，为典型的陆相红层沉积，指示义县组早期干旱炎热的气候条件;砖城子层纹层状硅化白云岩沉积，指示该时期炎热的古气候;各个沉积夹层中均可见湖相碳酸盐岩及钙质沉积，指示温暖湿润的气候条件，存在干旱-半干旱气候环境。分析各沉积层样品CIA值、CIW值、Rb/Sr比值及氧同位素，老公沟层、砖城子层和大康堡层元素比值与古温度（通过氧同位素计算）存在较好的一致性。金刚山层元素CIA值较低，而古温度值极高，认为沉积层中碳酸盐岩沉积与沉积期火山活动有关。 本文通过对火山活动间歇沉积层特征的变化，把义县盆地的演化划分为5个阶段:初始裂陷阶段、持续裂陷作用阶段、裂陷作用最强阶段、裂陷作用末期、裂陷作用结束。义县盆地的演化受构造运动和火山活动影响强烈。
义县盆地;沉积环境;火山活动;地球化学特征
东北大学
博士
矿产普查与勘探
巩恩普
2018
中文
P544.4
2021-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）