内蒙古乌兰浩特哈拉黑林西组沉积环境分析

张 彬

（辽宁省地质勘查院有限责任公司，辽宁 大连 116100）

1 地质概况

研究区位于内蒙古东部大兴安岭东南段，处于华北板块与西伯利亚两大板块的汇聚带，即西伯利亚板块南缘增生带与华北板块北缘增生带交汇处。中生代以来，研究区便进入了欧亚板块构造演化阶段，主要受滨太平洋构造域和特提斯构造域的影响[1]。

前中生代时期，地层区划属北疆—兴安地层大区、兴安地层区、乌兰浩特—哈尔滨地层分区，区内仅出露石炭纪—二叠纪地层，该期地层均遭受了区域浅变质变形作用。中生代—新生代时期，地层区划则隶属于滨太平洋地层区、大兴安岭—燕山地层分区之乌兰浩特—赤峰地层小区，该期地层变质变形相对较弱。

研究区林西组出露面积较大，主要在研究区中部以北东向呈带状展布。地层露头较好，化石主要见有植物化石Taeniopteris(带羊齿)，地层叠置厚度约2721m，碎屑锆石样品经统计分析，测年砂岩最主要的锆石峰值年龄为260Ma，最年轻的峰值年龄为254Ma，故林西组地层的沉积下限年龄约为254Ma，时代为晚二叠世晚期[2]。

2 常量元素特征及沉积环境指示

样品常量元素特征具有高硅（62.33%～73.75%）、铝（11.56%～18.09%），低磷（0.05%～0.21%）、锰（0.03%～1.55%）的特点，显示其陆相沉积的特征。

沉积岩中MgO具有亲海性，Al2O3具有亲陆性，一般认为镁铝的比值M（M=100×MgO/Al2O3）可以指示沉积物形成环境中水体盐度，利用岩石中M值的变化可以对沉积环境的咸化或淡化历史及其淡化程度进行研究. M值的变化范围可以反映不同盐度类型的沉积环境：低盐度沉积环境M＜1，半咸水环境1≤M＜10，正常盐度水体环境10≤M＜500，林西组剖面最小值为2.97，最大值为8.44，平均值为5.93。综上所述，哈拉黑林西组剖面为半咸水-淡水沉积环境。

3 微量元素特征及沉积环境指示

哈拉黑剖面微量元素（表1）特征，具有高V、Zr、Ba，样品的B含量最大为31.73×10-6，最小为89.42×10-6，平均值为51.71×10-6，据微量元素特征，表明哈拉黑林西组剖面为咸水-淡水沉积环境[3]。

4 沉积环境分析

沉积环境是形成沉积岩特征的决定因素，沉积岩的特征则是沉积环境的物质表现，沉积岩的岩性特征、古生物特征、地球化学特征等，是相应各种环境条件的物质记录，可以反映当时的沉积环境。

4.1 古生物化石

生物与其生活的环境是不可分割的统一体，不同的生物群落和化石组合面貌，大致可以表明其所属的生活环境和沉积相.经薄片鉴定和化石鉴定，林西组剖面中只见有植物化石Taeniopteris（带羊齿），以上表明哈拉黑林西组沉积环境应该是陆相湖泊沉积[4]。

4.2 微量元素

微量元素对古沉积环境恢复具有重要指示意义，前人通过大量研究得出一系列用微量元素及其比值判别沉积环境的指标，常用B元素含量、Sr/Ba比值、Ba/Ga比值来恢复沉积介质的古盐度条件；用V/（V+Ni）比值确定沉积介质的氧化还原环境。

表1 哈拉黑剖面微量元素分析数据

（1）硼含量：是判断沉积物沉积介质含盐度比较有效的指标之一，一般认为海水沉积物中B的含量高，B含量80×10-6～125×10-6为海相环境，B含量小于60×10-6为淡水环境，其间为淡水-半咸水环境。本次样品B在31.73×10-6～89.42×10-6，平均值为51.71×10-6，属于淡水—半咸水环境。

（2）B/Ga比值：通常认为B/Ga＞4.5为咸水海相沉积，B/Ga＜3.3为淡水陆相沉积，其间为过渡相，本次样品B/Ga比值在1.89～4.35之间，平均值为2.80，为半咸水-淡水沉积环境。

（3）Sr/Ba比值：也常用来指示古水介质的含盐度和判别海陆相环境，一般认为淡水陆相沉积中Sr/Ba＜0.6，咸水海相沉积中Sr/Ba＞1，其间为淡水-海水沉积环境，本次样品Sr/Ba比值除样品HP2GP8为1.28，其余全部小于0.6，属于淡水陆相沉积。

（4）V/（V+Ni）比值：用于研究沉积水体的氧化还原环境，V/（V+Ni）≥0.46为还原环境 ；V/（V+Ni）＜0.46为氧化环境。哈拉黑剖面V/（V+Ni）比值在0.56～0.81，平均值在0.72，属于还原环境。

（5）V/Cr比值：用于判别沉积环境的氧化还原性，富氧环境V/Cr＜2，贫氧环境2≤V/Cr≤4.25，厌氧环境4.25＜V/Cr，本次样品中V/Cr值介于1.07～2.95之间，平均值为1.89，可确定该套地层形成时的水体主要为缺氧或贫氧环境，有利于有机质的保存。

水体的沉积环境通常常量、微量元素的含量特征通常能反映，哈拉黑林西组为半咸水-淡水沉积环境[5]。

4.3 沉积相分析

沉积相为沉积环境及该环境中形成的沉积岩特征的综合，根据乌兰浩特地区林西组岩性组合，并结合古生物和微量元素特征，综合分析认为哈拉黑地区林西组以灰黑色的泥质板岩为主，为淡水陆相湖泊沉积。

5 结论

（1）哈拉黑地区林西组岩性为灰黑、黑色泥质板岩及碎屑砂岩组合，该组岩性样品整体具有高硅、铝，低磷、锰的特点。

（2）哈拉黑地区林西组形成的沉积环境为半咸水-淡水，水体有一个逐渐淡化的过程[6]。