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巴音戈壁盆地位于内蒙古阿拉善地区,盆地内塔木素下白垩统巴音戈壁组泥岩具有独特的沉积构造和矿物组成,本文通过岩石学、矿物学和地球化学(同位素地球化学)的综合研究,详细研究巴音戈壁组湖相热水沉积岩特征,得出以下几点认识:
(1)研究区热水沉积岩可划分为以下5种类型:网脉状泥岩、斑点状泥岩、块状泥岩、纹层状泥岩和同生变形泥岩。矿物成分主要为方沸石、白云石、铁白云石、钠长石和伊利石,矿物含量与泥岩构造之间存在着较好的相关性,与典型的低温“白烟囱”型热水沉积岩矿物组合和岩石构造特征一致。
(2)研究区热水沉积岩主要氧化物为SiO2、Al2O3、CaO和MgO;主量元素富集Ca、Na、Mn和Fe等元素;微量元素中相对富集大离子亲石元素,相对亏损相容元素;稀土元素LREE相对富集,HREE相对亏损,δEu见明显的负异常,δCe无明显正负异常;结合Ni-Co-Zn三角图和Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)×10三角图分析,表明研究区沉积岩为热水沉积成因,并长期受热液活动影响。
(3)研究区热水沉积岩富集Li、Sr、Cs和U等微量元素;δ26Mg与δ18OvPDB呈负相关;结合Nb/Ta、Zr/Hf值,表明研究区热水沉积岩沉积期热液流体主体来自大陆地壳,同时也受幔源流体和其他流体混合影响。
(4)通过碳、氧同位素分析,V/(V+Ni)、Ni/Co、V/Cr、U/Th、Ceanom等指标,Sr/Ba和Rb/K的比值,表明塔木素地区下白垩统热水沉积岩形成于封闭-半封闭下较深的偏咸水还原湖盆环境中;通过碳、氧同位素计算出沉积期温度为37.23℃~84.3℃,平均55.11℃,属于低温的“白烟囱”型热水沉积岩。
(5)研究区早白垩世处于拉伸盆地阶段,该频繁的岩浆活动为热液活动提供主要热能和动能,通过阿尔金断裂带为热液和湖水提供了良好的对流通道,为湖盆提供源源不断的热能和成矿离子,因此阿尔金断裂是研究区热水沉积作用的主控因素。
(6)研究区巴音戈壁组岩石的矿物组合中富含方沸石和白云石,目的层(400~800m)含水率为1%~6%,含水率低,独特的地质条件和矿物组成,使巴音戈壁组岩石作为高放废物处置库围岩具有诸多优点。
(1)研究区热水沉积岩可划分为以下5种类型:网脉状泥岩、斑点状泥岩、块状泥岩、纹层状泥岩和同生变形泥岩。矿物成分主要为方沸石、白云石、铁白云石、钠长石和伊利石,矿物含量与泥岩构造之间存在着较好的相关性,与典型的低温“白烟囱”型热水沉积岩矿物组合和岩石构造特征一致。
(2)研究区热水沉积岩主要氧化物为SiO2、Al2O3、CaO和MgO;主量元素富集Ca、Na、Mn和Fe等元素;微量元素中相对富集大离子亲石元素,相对亏损相容元素;稀土元素LREE相对富集,HREE相对亏损,δEu见明显的负异常,δCe无明显正负异常;结合Ni-Co-Zn三角图和Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)×10三角图分析,表明研究区沉积岩为热水沉积成因,并长期受热液活动影响。
(3)研究区热水沉积岩富集Li、Sr、Cs和U等微量元素;δ26Mg与δ18OvPDB呈负相关;结合Nb/Ta、Zr/Hf值,表明研究区热水沉积岩沉积期热液流体主体来自大陆地壳,同时也受幔源流体和其他流体混合影响。
(4)通过碳、氧同位素分析,V/(V+Ni)、Ni/Co、V/Cr、U/Th、Ceanom等指标,Sr/Ba和Rb/K的比值,表明塔木素地区下白垩统热水沉积岩形成于封闭-半封闭下较深的偏咸水还原湖盆环境中;通过碳、氧同位素计算出沉积期温度为37.23℃~84.3℃,平均55.11℃,属于低温的“白烟囱”型热水沉积岩。
(5)研究区早白垩世处于拉伸盆地阶段,该频繁的岩浆活动为热液活动提供主要热能和动能,通过阿尔金断裂带为热液和湖水提供了良好的对流通道,为湖盆提供源源不断的热能和成矿离子,因此阿尔金断裂是研究区热水沉积作用的主控因素。
(6)研究区巴音戈壁组岩石的矿物组合中富含方沸石和白云石,目的层(400~800m)含水率为1%~6%,含水率低,独特的地质条件和矿物组成,使巴音戈壁组岩石作为高放废物处置库围岩具有诸多优点。