河南南召盆地上三疊統太山廟組沉積環境分析

摘 要：為了探討南召盆地晚三疊世泥巖沉積環境，通過對南召盆地上三疊統太山廟組泥巖地球化學元素的分析，研究其古沉積環境。分析結果表明：南召盆地上三疊統太山廟組泥巖的V/（V+Ni）平均值為0.80，指示晚三疊世，南召盆地水體為分層不強的厭氧環境。泥巖Ceanom在平均值為-0.05，指示晚三疊世，南召盆地為Ce富集的缺氧環境。Sr/Ba比值在其均值為0.26，表示淡水沉積環境，所以，南召盆地晚三疊世泥巖沉積總體為淡水沉積環境。

關鍵詞：南召盆地;地球化學;上三疊統;沉積環境

1 地質背景

南召盆地地處河南省西南部的南召縣境內，南召盆地位于北秦嶺造山帶內部，欒川固始大斷裂帶的南側，是在變質基底上形成的箕狀斷陷盆地。[1]構造位置上跨越華北板塊南緣和秦嶺造山帶北部，由華北板塊與揚子板塊于中三疊世末發生碰撞拼合而成，其形成主要受秦嶺造山帶逆沖推覆作用的影響。[2]

2 樣品采集與測試分析

在南召盆地采得上三疊統太山廟組泥巖樣品共5個。樣品的檢測主量元素由X射線熒光光譜儀檢測，稀土微量元素由電感耦合等離子體質譜儀檢測，獲得數據見下表。

注：Ceanom指數的計算公式為：

Ceanom=lg[3CeN/（2LaN+NdN）]

N：一個給出樣品的北美頁巖標準化值。

Ceanom：反應古水介質氧化還原條件的重要參數之一。

3 氧化還原環境

3.1 V/（V+Ni）與氧化還原環境

學者研究認為，V與Ni屬鐵族元素，當它們的氧化度發生變化時，它們的離子價態也隨之變化，表現為被粘土和膠體質點吸附沉淀。認為元素V/（V+Ni）可作為一種地球化學指標。當V/（V+Ni）的比值大于0.84時，表示厭氧環境，水體分層強，且出現H2S氣體;當V/（V+Ni）的比值在0.6～0.84之間時，表示厭氧環境，水體分層程度不強;當V/（V+Ni）的比值在0.4～0.6之間時，表示貧氧環境，水體分層程度弱;當V/（V+Ni）的比值小于0.46，表示富氧沉積環境。[3]從表1中發現V/（V+Ni）值在0.74～0.88之間，平均值為0.80，指示晚三疊世時期，南召盆地水體表現為分層性不強的厭氧環境。

3.2 Ceanom與氧化還原環境

V/（V+Ni）是判別古沉積氧化條件的一種方法，此外，Elderfield等[4]提出用Ceanom來表示Ce異常，用來指示古沉積氧化還原環境。當以北美頁巖為作為標準時，當Ceanom>-0.10時，指示Ce富集，為缺氧條件;當Ceanom<-0.10時，指示Ce虧損，為氧化條件。從表1中，看出南召盆地晚三疊世泥巖Ceanom在-0.04～-0.06之間，平均值為-0.05，則指示了南召盆地晚三疊世時期Ce富集的缺氧環境，這與用V/（V+Ni）判別的古氧化還原條件相對應。

4 沉積環境古鹽度分析

4.1 古鹽度分析方法

元素Sr/Ba值是指示海相與陸相沉積環境的一個重要指標，研究表明，在河水中，Sr元素的含量為7×10-8 ug/g，而到了海水中，其含量增加為7.6×10-8ug/g，相反，Ba元素在河水中含量為2×10-8ug/g，在海水中減小為1.4×10-8ug/g。[5]所以研究認為，當Sr/Ba的比值在0～0.6之間時，指示沉積環境為淡水沉積環境;當Sr/Ba比值在0.6～1之間時，為半咸水沉積環境;當Sr/Ba比值大于1.0時，為咸水沉積環境。[6]所以，可以用Sr/Ba比值指示沉積環境的鹽度，比值越大，表示沉積環境的古鹽度越高。

4.2 Sr/Ba比值與古鹽度分析

從左表中可以看出，Sr/Ba比值在晚三疊世太山廟組為0.20～0.36，其均值為0.26，一般認為，Sr/Ba的比值在0～0.6之間時，表示淡水沉積環境，所以，南召盆地晚三疊世泥巖沉積總體為淡水沉積環境。

5 結論

（1）南召盆地上三疊統太山廟組泥巖V/（V+Ni）的均值為0.80，指示南召盆地水體表現為分層性不強的厭氧環境。

（2）南召盆地上三疊統太山廟組泥巖Ceanom在-0.04～-0.06之間，平均值為-0.05，則指示了南召盆地晚三疊世時期Ce富集的缺氧環境，這與用V/（V+Ni）判別的古氧化還原條件相對應。

（3）通過Sr/Ba比值與古鹽度分析，南召盆地上三疊系統太山廟組 Sr/Ba比值的均值為0.26，表示沉積環境為淡水沉積環境。

參考文獻：

[1]楊文濤，王敏，杜遠生.中生代濟源盆地沉積充填特征及其對秦嶺、太行山隆升作用的響應[J].地質論評，2014，60（02）：260-274.

[2]劉少峰，張國偉.東秦嶺-大別山及鄰區盆-山系統演化與動力學[J].地質通報，2008，27（12）：1943-1960.

[3]劉剛，周東升.微量元素分析在判別沉積環境中的應用——以江漢盆地潛江組為例[J].石油實驗地質，2007（03）：307-310+314.

[4]Elderfield H，Greaves M J.The rare earth elements in seawater[J].Nature，1982，296：214-219.

[5]Nelson.B.，Sedimentary phosphate method for estimating my，Vol.158，No，3803，1967.

[6]王益友，郭文瑩，張國棟.幾種地球化學標志在金湖凹陷阜寧群沉積環境中的應用[J].同濟大學學報，1979（02）：51-60.

作者簡介：孫永永（1995-），男，河南商丘人，碩士研究生，研究方向為油藏地球物理。