內蒙古烏蘭浩特哈拉黑林西組沉積環(huán)境分析

張 彬

（遼寧省地質勘查院有限責任公司，遼寧 大連 116100）

1 地質概況

研究區(qū)位于內蒙古東部大興安嶺東南段，處于華北板塊與西伯利亞兩大板塊的匯聚帶，即西伯利亞板塊南緣增生帶與華北板塊北緣增生帶交匯處。中生代以來，研究區(qū)便進入了歐亞板塊構造演化階段，主要受濱太平洋構造域和特提斯構造域的影響[1]。

前中生代時期，地層區(qū)劃屬北疆—興安地層大區(qū)、興安地層區(qū)、烏蘭浩特—哈爾濱地層分區(qū)，區(qū)內僅出露石炭紀—二疊紀地層，該期地層均遭受了區(qū)域淺變質變形作用。中生代—新生代時期，地層區(qū)劃則隸屬于濱太平洋地層區(qū)、大興安嶺—燕山地層分區(qū)之烏蘭浩特—赤峰地層小區(qū)，該期地層變質變形相對較弱。

研究區(qū)林西組出露面積較大，主要在研究區(qū)中部以北東向呈帶狀展布。地層露頭較好，化石主要見有植物化石Taeniopteris(帶羊齒)，地層疊置厚度約2721m，碎屑鋯石樣品經統(tǒng)計分析，測年砂巖最主要的鋯石峰值年齡為260Ma，最年輕的峰值年齡為254Ma，故林西組地層的沉積下限年齡約為254Ma，時代為晚二疊世晚期[2]。

2 常量元素特征及沉積環(huán)境指示

樣品常量元素特征具有高硅（62.33%～73.75%）、鋁（11.56%～18.09%），低磷（0.05%～0.21%）、錳（0.03%～1.55%）的特點，顯示其陸相沉積的特征。

沉積巖中MgO具有親海性，Al2O3具有親陸性，一般認為鎂鋁的比值M（M=100×MgO/Al2O3）可以指示沉積物形成環(huán)境中水體鹽度，利用巖石中M值的變化可以對沉積環(huán)境的咸化或淡化歷史及其淡化程度進行研究. M值的變化范圍可以反映不同鹽度類型的沉積環(huán)境：低鹽度沉積環(huán)境M＜1，半咸水環(huán)境1≤M＜10，正常鹽度水體環(huán)境10≤M＜500，林西組剖面最小值為2.97，最大值為8.44，平均值為5.93。綜上所述，哈拉黑林西組剖面為半咸水-淡水沉積環(huán)境。

3 微量元素特征及沉積環(huán)境指示

哈拉黑剖面微量元素（表1）特征，具有高V、Zr、Ba，樣品的B含量最大為31.73×10-6，最小為89.42×10-6，平均值為51.71×10-6，據(jù)微量元素特征，表明哈拉黑林西組剖面為咸水-淡水沉積環(huán)境[3]。

4 沉積環(huán)境分析

沉積環(huán)境是形成沉積巖特征的決定因素，沉積巖的特征則是沉積環(huán)境的物質表現(xiàn)，沉積巖的巖性特征、古生物特征、地球化學特征等，是相應各種環(huán)境條件的物質記錄，可以反映當時的沉積環(huán)境。

4.1 古生物化石

生物與其生活的環(huán)境是不可分割的統(tǒng)一體，不同的生物群落和化石組合面貌，大致可以表明其所屬的生活環(huán)境和沉積相.經薄片鑒定和化石鑒定，林西組剖面中只見有植物化石Taeniopteris（帶羊齒），以上表明哈拉黑林西組沉積環(huán)境應該是陸相湖泊沉積[4]。

4.2 微量元素

微量元素對古沉積環(huán)境恢復具有重要指示意義，前人通過大量研究得出一系列用微量元素及其比值判別沉積環(huán)境的指標，常用B元素含量、Sr/Ba比值、Ba/Ga比值來恢復沉積介質的古鹽度條件；用V/（V+Ni）比值確定沉積介質的氧化還原環(huán)境。

表1 哈拉黑剖面微量元素分析數(shù)據(jù)

（1）硼含量：是判斷沉積物沉積介質含鹽度比較有效的指標之一，一般認為海水沉積物中B的含量高，B含量80×10-6～125×10-6為海相環(huán)境，B含量小于60×10-6為淡水環(huán)境，其間為淡水-半咸水環(huán)境。本次樣品B在31.73×10-6～89.42×10-6，平均值為51.71×10-6，屬于淡水—半咸水環(huán)境。

（2）B/Ga比值：通常認為B/Ga＞4.5為咸水海相沉積，B/Ga＜3.3為淡水陸相沉積，其間為過渡相，本次樣品B/Ga比值在1.89～4.35之間，平均值為2.80，為半咸水-淡水沉積環(huán)境。

（3）Sr/Ba比值：也常用來指示古水介質的含鹽度和判別海陸相環(huán)境，一般認為淡水陸相沉積中Sr/Ba＜0.6，咸水海相沉積中Sr/Ba＞1，其間為淡水-海水沉積環(huán)境，本次樣品Sr/Ba比值除樣品HP2GP8為1.28，其余全部小于0.6，屬于淡水陸相沉積。

（4）V/（V+Ni）比值：用于研究沉積水體的氧化還原環(huán)境，V/（V+Ni）≥0.46為還原環(huán)境 ；V/（V+Ni）＜0.46為氧化環(huán)境。哈拉黑剖面V/（V+Ni）比值在0.56～0.81，平均值在0.72，屬于還原環(huán)境。

（5）V/Cr比值：用于判別沉積環(huán)境的氧化還原性，富氧環(huán)境V/Cr＜2，貧氧環(huán)境2≤V/Cr≤4.25，厭氧環(huán)境4.25＜V/Cr，本次樣品中V/Cr值介于1.07～2.95之間，平均值為1.89，可確定該套地層形成時的水體主要為缺氧或貧氧環(huán)境，有利于有機質的保存。

水體的沉積環(huán)境通常常量、微量元素的含量特征通常能反映，哈拉黑林西組為半咸水-淡水沉積環(huán)境[5]。

4.3 沉積相分析

沉積相為沉積環(huán)境及該環(huán)境中形成的沉積巖特征的綜合，根據(jù)烏蘭浩特地區(qū)林西組巖性組合，并結合古生物和微量元素特征，綜合分析認為哈拉黑地區(qū)林西組以灰黑色的泥質板巖為主，為淡水陸相湖泊沉積。

5 結論

（1）哈拉黑地區(qū)林西組巖性為灰黑、黑色泥質板巖及碎屑砂巖組合，該組巖性樣品整體具有高硅、鋁，低磷、錳的特點。

（2）哈拉黑地區(qū)林西組形成的沉積環(huán)境為半咸水-淡水，水體有一個逐漸淡化的過程[6]。