張滿利　曲希玉　劉立　趙國(guó)祥

摘 要：通過內(nèi)蒙古地區(qū)紅水泉農(nóng)場(chǎng)附近早石炭世紅水泉組砂巖陰極發(fā)光和砂巖骨架分析，對(duì)其巖石學(xué)特征及物源進(jìn)行研究。結(jié)果顯示，內(nèi)蒙古額爾古納地區(qū)早石炭世紅水泉組砂巖巖性為石英砂巖和含礫石英砂巖；母巖類型主要為中-高級(jí)變質(zhì)巖，少量深成巖；形成于深成巖或火山巖中，少部分石英形成于低級(jí)（區(qū)域）變質(zhì)巖中；物源可能來源于穩(wěn)定的克拉通內(nèi)部深部地層的隆升。

關(guān)鍵詞：額爾古納地區(qū) 紅水泉組 石英砂巖 物源分析

中圖分類號(hào)：P597.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（c）-0101-06

紅水泉組主要分布在伊爾施—扎蘭屯—黑河一線以北的我國(guó)境內(nèi)，由俞建章先生1956年命名，原指“出露于額爾古納河的右岸、濟(jì)沁河的支流根圖河，以角度不整合超覆在早古生代的變質(zhì)地層之上，以粗粒的碎屑巖及碳酸鹽巖互層的一套碎屑巖、碳酸巖組合”。其建組剖面位于內(nèi)蒙古額爾古納黑山頭紅水泉地區(qū)。在地層清理時(shí)，石炭系下統(tǒng)的碎屑巖和灰?guī)r部分訂為紅水泉組，火山巖部分定為莫爾根河組（李文國(guó)等，1997）。紅水泉組為一套陸源粗碎屑巖和碳酸鹽巖，很可能類似陸表海沉積（王成文等，2009）。對(duì)紅水泉組巖石學(xué)特征和物源分布存在分歧，一種觀點(diǎn)認(rèn)為紅水泉組砂巖主要為中細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖，物源區(qū)具有雙向性（古老陸殼和火山?。?。結(jié)合區(qū)域早石炭世沉積特征認(rèn)為紅水泉為一套弧后盆地沉積（（趙芝等，2012）。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為紅水泉組砂巖確定為長(zhǎng)石巖屑砂巖，物源區(qū)構(gòu)造背景主要為大陸島弧環(huán)境，其物源類型為切割型島?。蠲鞔旱龋?011）?；谝陨戏制?，有必要對(duì)紅水泉組的巖石學(xué)和物源特征進(jìn)行深入探討，依托《東北地區(qū)晚古生代海相地層分布、沉積環(huán)境恢復(fù)與烴源巖研究》課題，通過內(nèi)蒙古地區(qū)紅水泉農(nóng)場(chǎng)早石炭世紅水泉組砂巖的野外觀察和室內(nèi)鑒定，對(duì)早石炭世紅水泉組的巖石學(xué)特征及物源進(jìn)行了研究。

1 地質(zhì)背景及取樣位置

研究區(qū)位于額爾古納地塊內(nèi)的拉布達(dá)林盆地，其位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾盟境內(nèi)，其西部以額爾古納河為界與俄羅斯相鄰，東至鄂溫克-西烏里一線，北臨根河盆地，南到海拉爾盆地北部邊界，呈長(zhǎng)條狀北東向展布，面積14660 km2。其地理坐標(biāo)為東經(jīng)118°15′～121°14′，北緯49°15′～51°15′。大地構(gòu)造上其位于內(nèi)蒙-大興安嶺地槽褶皺系喜桂圖旗地槽褶皺帶根河復(fù)向斜西部，盆地基底以古生界地層為主，并發(fā)育華力西期、燕山期花崗巖。該地塊北側(cè)為中生代蒙古-鄂霍茨克褶皺帶；西南緣被晚古生代南蒙古海洋沉積物所覆蓋；地塊的東北部與莫梅恩（馬門）地塊相連；東南部以天山-南蒙古-大興安嶺晚古生代縫合帶為界與松嫩地塊、布列亞-佳木斯復(fù)合地塊相鄰， 并被晚古生代～中生代巖漿作用所徹底改造。

本次研究的砂巖樣品采自內(nèi)蒙古地區(qū)紅水泉農(nóng)場(chǎng)附近早石炭世紅水泉組（圖1），樣品位置為北緯50°36′01.2″，東經(jīng)119°26′04.9″，共采集樣品11個(gè)，進(jìn)行了野外觀察、室內(nèi)鑒定和陰極發(fā)光實(shí)驗(yàn)。

2 早石炭世紅水泉組石英砂巖巖石學(xué)特征

2.1 巖石類型

紅水泉組砂巖的碎屑成分主要為石英、長(zhǎng)石、巖屑（圖版Ⅰ-A），其石英含量介于95%～99%之間，平均約97.2%。其次為巖屑，含量介于0.6%～2.5%之間，平均1.7%。長(zhǎng)石含量最少。部分薄片（如：P21-002，P21-004）中可見有少量的白云母、脈狀石英（圖版Ⅰ-B）、及褐色FeO的存在。根據(jù)野外觀察及室內(nèi)鑒定投可以得出巖性為石英砂巖和含礫石英砂巖（圖版Ⅰ-A、C）。顆粒呈次圓-圓狀，顆粒之間點(diǎn)-線接觸為主，成分成熟度高，主要成分為石英，石英次生加大現(xiàn)象發(fā)育，造成顆粒之間呈鑲嵌緊密接觸。

2.2 石英砂巖中石英的消光類型與亞顆粒數(shù)量

石英的消光類型可以用來確定物源區(qū)（Basu et al.，1975；Young，1976）。Basu等人1975年利用石英的消光類型和多晶石英繪制了可以判別母巖類型的菱形圖。Basu等首先選擇一定粒徑范圍（中砂）的碎屑石英作為研究對(duì)象，其次研究碎屑石英總體的波狀消光和多晶性質(zhì)。通過對(duì)已知物源的全新世砂巖里的中粒（0.25～0.50 mm）碎屑石英的研究發(fā)現(xiàn)，來自變質(zhì)巖尤其是低變質(zhì)巖中的單晶石英大多以中-強(qiáng)波狀消光（波狀消光值>5 °），多晶石英大多以含有四個(gè)子顆粒為特征。而深成巖則往往提供非波狀消光和弱波狀消光（波狀消光值<5 °）的單晶石英，和僅有2～3個(gè)子顆粒的多晶石英（劉立，1991）。

通過對(duì)薄片中不同石英類型的統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出非波狀消光的單晶石英、波狀單晶石英、含有2～3亞顆粒的多晶石英和亞顆粒>3的多晶石英的百分含量（表1）。結(jié)果顯示，非波狀消光的單晶石英含量最高，介于65%～75%，平均為72%；其次為波狀單晶石英，含量介于22%～33%，平均為27%；多晶石英極少量，含量介于0%～2%，平均為0.7%；亞顆粒>3的多晶石英含量最少為0.3%。

Qp（2-3）-2-3亞顆粒的多晶石英；Qp（>3）->3亞顆粒的多晶石英

將計(jì)算出的數(shù)據(jù)按照Blatt的石英消光性-物源模式圖進(jìn)行投點(diǎn)分析，繪制石英消光-物源模式圖（圖2）。從圖中可以看出，大多數(shù)樣品點(diǎn)落在中-高級(jí)變質(zhì)區(qū)域內(nèi)，少量樣品點(diǎn)落入深成巖區(qū)域內(nèi)。由此可以推斷，母巖類型主要為中-高級(jí)變質(zhì)巖，少量深成巖。

2.3 石英砂巖中的巖屑特征

紅水泉組石英砂巖的巖屑類型主要有火成巖巖屑、沉積巖巖屑和變質(zhì)巖巖屑（表2）。在單個(gè)薄片中，火成巖巖屑最多出現(xiàn)6個(gè)，沉積巖巖屑最多出現(xiàn)8個(gè)，而變質(zhì)巖巖屑出現(xiàn)較少，僅在薄片P21-02中出現(xiàn)。沉積巖巖屑主要為燧石（圖版Ⅰ-D）和細(xì)砂巖巖屑。火成巖巖屑主要為花崗巖巖屑和凝灰?guī)r巖屑（圖版Ⅰ-E）。

變質(zhì)巖巖屑主要為片麻巖巖屑（圖版Ⅰ-F）。

3 紅水泉組物源分析endprint

3.1 砂巖中石英的陰極發(fā)光特征物源分析

不同的礦物在陰極發(fā)光下有其不同的發(fā)光特征，根據(jù)這些特征可以對(duì)礦物來進(jìn)行判斷。石英的發(fā)光與溫度變化，結(jié)晶溫度及冷卻速度有直接關(guān)系。主要是溫度不同而使石英晶體的結(jié)晶特點(diǎn)不同，因而有不同的發(fā)光，也就是說，石英的發(fā)光類型域一定的巖石類型有直接關(guān)系，石英在陰極發(fā)光顯微鏡下，可呈現(xiàn)藍(lán)、紫、棕色和不發(fā)光。因此可根據(jù)石英的不同發(fā)光特征，分析母巖形成時(shí)的一定的溫度條件，從而確定石英的母巖類型。

被測(cè)薄片陰極發(fā)光下，陰極發(fā)光特征為絕大多數(shù)的石英發(fā)藍(lán)紫色或棕紫色光（圖版ⅡA-F），少部分石英發(fā)棕色、紅色（表3）。其中發(fā)藍(lán)紫色光的石英含量介于68.3%～82.1%，平均含量為75.05%；發(fā)暗褐色、淺棕色光的石英含量介于13.8%～26.4%，平均含量為19.84%；發(fā)深藍(lán)色光的石英含量介于0%～5.2%，平均含量為3.89%；不發(fā)光的石英含量介于0.2%～2.1%，平均含量為1.22%；鏡下沒有發(fā)現(xiàn)發(fā)粉紅色光的石英。

根據(jù)石英的陰極發(fā)光特征可確定發(fā)藍(lán)紫色光的為深變質(zhì)巖，發(fā)暗褐色、淺棕色光的為淺變質(zhì)巖，發(fā)深藍(lán)色光的為深成巖，不發(fā)光的為沉積巖。由此可推斷研究區(qū)母巖類型（據(jù)程峰等，1998），可推斷石英大多數(shù)為>573℃的深成巖、火山巖或接觸變質(zhì)巖快速冷卻形成。形成于深成巖或火山巖中，少部分石英形成于低級(jí)（區(qū)域）變質(zhì)巖中。

3.2 紅水泉組石英砂巖骨架礦物成分物源分析

按照Gazzi-Dickinson（1979）統(tǒng)計(jì)法，在偏光顯微鏡下用線計(jì)法對(duì)每個(gè)薄片統(tǒng)計(jì)約300個(gè)碎屑顆粒。統(tǒng)計(jì)的粒度區(qū)間為0.0625～>4 mm。對(duì)于單個(gè)晶體大于0.0625 mm的巖屑，只把顯微鏡橫絲下的部分計(jì)入顆粒總量。如橫絲下既有斑晶又有基質(zhì)，則分別計(jì)入顆粒（石英或長(zhǎng)石）與巖屑含量中。

砂巖碎屑成分?jǐn)?shù)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)方法的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：在早石炭世紅水泉組所統(tǒng)計(jì)的巖石薄片粒度區(qū)間為0.0625～>4 mm的碎屑顆粒中，單晶石英含量最多，介于95%～99.1%，平均含量為97.2%；其次是沉積巖巖屑，含量介于0%～2.5%，平均含量為0.96%；火成巖巖屑含量次于沉積巖巖屑，介于0%～1.9%，平均含量為0.66%；多晶石英含量?jī)H次于火成巖巖屑，介于0%～1.9%，平均含量為0.61%；長(zhǎng)石、變質(zhì)巖巖屑、白云母及其他成分百分含量可以忽略不計(jì)（表4）。

在原始碎屑顆粒統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，計(jì)算出Qm/QmFLt（%）、F/QmFLt（%）、和Lt/QmFLt（%）的值。在所測(cè)巖石薄片中， Qm/QmFLt（%）為2.5%～99.1%，平均為97.2%；F/QmFLt（%）為0%～0.9%，可以忽略不計(jì)；Lt/QmFLt（%）為0.9%～4.1%，平均為2.4% 。

在碎屑組分研究統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，引用迪金森（W.R.Dickinson）以砂巖骨架組分為端點(diǎn)的判斷物源區(qū)和沉積盆地構(gòu)造環(huán)境的三角判別模式圖，即QFL、QmFLt、QPLVLS來判斷物源區(qū)構(gòu)造背景性質(zhì)。

Qm-F-Lt圖的分布區(qū)域表明其物源區(qū)為克拉通內(nèi)部物源區(qū)，砂巖成熟度較高，其高成熟度的石英含量表明其有可能來自富含石英的原巖（Yong Il Lee，1997），或者沉積學(xué)的因素（Mack，1984）使得石英含量增加?？傞L(zhǎng)石含量的缺乏表明其來源于貧長(zhǎng)石的物源區(qū)或潮濕氣候下的深部風(fēng)化。這些都表明紅水泉組沉積的物源可能來源于穩(wěn)定的克拉通內(nèi)部深部地層的隆升。

4 結(jié)語

（1）內(nèi)蒙古額爾古納地區(qū)去早石炭世紅水泉組的石英砂巖和含礫石英砂巖的母巖類型主要為中-高級(jí)變質(zhì)巖，少量深成巖。

（2）根據(jù)石英的陰極發(fā)光特征可確定母巖類型形成于深成巖或火山巖中，少部分石英形成于低級(jí)（區(qū)域）變質(zhì)巖中。

（3）早石炭世紅水泉組砂巖骨架碎屑成分物源分析（利用Q-F-L圖、Qt-F-L圖、Qm-F-Lt圖）結(jié)果表明紅水泉組沉積的物源可能來源于穩(wěn)定的克拉通內(nèi)部深部地層的隆升。

參考文獻(xiàn)

[1] 李文國(guó)，李慶富，姜萬德等.內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層[M].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1996：28-44；88-106；179-197.

[2] 王成文，馬志紅，孫躍武，等.晚古生代海相地層-東北地區(qū)油氣勘查的一個(gè)新層系[J].世界地質(zhì)，2008，27（2）：113-118.

[3] 王成文，孫躍武，李寧，等.中國(guó)東北及鄰區(qū)晚古生代地層分布規(guī)律的大地構(gòu)造意義[J].中國(guó)科學(xué)D輯：地球科學(xué)，2009，39（10）：1429-1437.

[4] 趙芝，遲效國(guó)，趙秀羽，等.大興安嶺北部紅水泉組碎屑鋯石LA-ICP-MSU-Pb年代學(xué)及其地質(zhì)意義[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2012，42（1）：126-135.

[5] 楊明春，劉永江，韓國(guó)卿，等.內(nèi)蒙古伊敏地區(qū)早石炭世紅水泉組砂巖物源分析及其構(gòu)造意義[J].世界地質(zhì)，2011，30（2）：192-207

[6] Basu，A.，Young，S.W.， Suttner，L.J.，James，W.C.，Mack， G.H.，Re-evaluation of the use of undulatory extinction and polycrystallinity in detrital quartz for provenance interpretation[J].Sediment.Petrol，1975（45）：873-882.

[7] Yong Il Lee，Dong-Hee Sheen.Detrital modes of the Pyeongan Supergroup（Late Carboniferous–Early Triassic） sandstones in the Samcheog coalfield，Korea：implications for provenance and tectonic setting [J].Sedimentary Geology，1998（119）：219-238.

[8] 劉立，胡春燕.1991.砂巖中主要碎屑成分的物源區(qū)意義[J].巖相古地理，1991（6）：48-53.

[9] Blatt H.Provenance studies and mudrocks[J].Journal of Sedimentary Petrology，1985，55（1）：69-75.

[10] 程峰，于少勇.陰極發(fā)光技術(shù)在儲(chǔ)層研究中的應(yīng)用[J].斷塊油氣田，1998，5（6）：17-19.

[11] Dickinson WR，Suczek CA. Plate tectonics and sandstone compositions[J].AAPG Bull，1979，63（12）：2164-2182.

[12] Dickinson WR，Beard LS， Brakenridge GR，et al. Provenance of North American Phanerozoic sandstones in relation to tectonic setting[J].Geol Soc Amer Bull，1983（94）：222-235.endprint

3.1 砂巖中石英的陰極發(fā)光特征物源分析

不同的礦物在陰極發(fā)光下有其不同的發(fā)光特征，根據(jù)這些特征可以對(duì)礦物來進(jìn)行判斷。石英的發(fā)光與溫度變化，結(jié)晶溫度及冷卻速度有直接關(guān)系。主要是溫度不同而使石英晶體的結(jié)晶特點(diǎn)不同，因而有不同的發(fā)光，也就是說，石英的發(fā)光類型域一定的巖石類型有直接關(guān)系，石英在陰極發(fā)光顯微鏡下，可呈現(xiàn)藍(lán)、紫、棕色和不發(fā)光。因此可根據(jù)石英的不同發(fā)光特征，分析母巖形成時(shí)的一定的溫度條件，從而確定石英的母巖類型。

被測(cè)薄片陰極發(fā)光下，陰極發(fā)光特征為絕大多數(shù)的石英發(fā)藍(lán)紫色或棕紫色光（圖版ⅡA-F），少部分石英發(fā)棕色、紅色（表3）。其中發(fā)藍(lán)紫色光的石英含量介于68.3%～82.1%，平均含量為75.05%；發(fā)暗褐色、淺棕色光的石英含量介于13.8%～26.4%，平均含量為19.84%；發(fā)深藍(lán)色光的石英含量介于0%～5.2%，平均含量為3.89%；不發(fā)光的石英含量介于0.2%～2.1%，平均含量為1.22%；鏡下沒有發(fā)現(xiàn)發(fā)粉紅色光的石英。

根據(jù)石英的陰極發(fā)光特征可確定發(fā)藍(lán)紫色光的為深變質(zhì)巖，發(fā)暗褐色、淺棕色光的為淺變質(zhì)巖，發(fā)深藍(lán)色光的為深成巖，不發(fā)光的為沉積巖。由此可推斷研究區(qū)母巖類型（據(jù)程峰等，1998），可推斷石英大多數(shù)為>573℃的深成巖、火山巖或接觸變質(zhì)巖快速冷卻形成。形成于深成巖或火山巖中，少部分石英形成于低級(jí)（區(qū)域）變質(zhì)巖中。

3.2 紅水泉組石英砂巖骨架礦物成分物源分析

按照Gazzi-Dickinson（1979）統(tǒng)計(jì)法，在偏光顯微鏡下用線計(jì)法對(duì)每個(gè)薄片統(tǒng)計(jì)約300個(gè)碎屑顆粒。統(tǒng)計(jì)的粒度區(qū)間為0.0625～>4 mm。對(duì)于單個(gè)晶體大于0.0625 mm的巖屑，只把顯微鏡橫絲下的部分計(jì)入顆?？偭?。如橫絲下既有斑晶又有基質(zhì)，則分別計(jì)入顆粒（石英或長(zhǎng)石）與巖屑含量中。

砂巖碎屑成分?jǐn)?shù)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)方法的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：在早石炭世紅水泉組所統(tǒng)計(jì)的巖石薄片粒度區(qū)間為0.0625～>4 mm的碎屑顆粒中，單晶石英含量最多，介于95%～99.1%，平均含量為97.2%；其次是沉積巖巖屑，含量介于0%～2.5%，平均含量為0.96%；火成巖巖屑含量次于沉積巖巖屑，介于0%～1.9%，平均含量為0.66%；多晶石英含量?jī)H次于火成巖巖屑，介于0%～1.9%，平均含量為0.61%；長(zhǎng)石、變質(zhì)巖巖屑、白云母及其他成分百分含量可以忽略不計(jì)（表4）。

在原始碎屑顆粒統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，計(jì)算出Qm/QmFLt（%）、F/QmFLt（%）、和Lt/QmFLt（%）的值。在所測(cè)巖石薄片中， Qm/QmFLt（%）為2.5%～99.1%，平均為97.2%；F/QmFLt（%）為0%～0.9%，可以忽略不計(jì)；Lt/QmFLt（%）為0.9%～4.1%，平均為2.4% 。

在碎屑組分研究統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，引用迪金森（W.R.Dickinson）以砂巖骨架組分為端點(diǎn)的判斷物源區(qū)和沉積盆地構(gòu)造環(huán)境的三角判別模式圖，即QFL、QmFLt、QPLVLS來判斷物源區(qū)構(gòu)造背景性質(zhì)。

Qm-F-Lt圖的分布區(qū)域表明其物源區(qū)為克拉通內(nèi)部物源區(qū)，砂巖成熟度較高，其高成熟度的石英含量表明其有可能來自富含石英的原巖（Yong Il Lee，1997），或者沉積學(xué)的因素（Mack，1984）使得石英含量增加。總長(zhǎng)石含量的缺乏表明其來源于貧長(zhǎng)石的物源區(qū)或潮濕氣候下的深部風(fēng)化。這些都表明紅水泉組沉積的物源可能來源于穩(wěn)定的克拉通內(nèi)部深部地層的隆升。

4 結(jié)語

（1）內(nèi)蒙古額爾古納地區(qū)去早石炭世紅水泉組的石英砂巖和含礫石英砂巖的母巖類型主要為中-高級(jí)變質(zhì)巖，少量深成巖。

（2）根據(jù)石英的陰極發(fā)光特征可確定母巖類型形成于深成巖或火山巖中，少部分石英形成于低級(jí)（區(qū)域）變質(zhì)巖中。

（3）早石炭世紅水泉組砂巖骨架碎屑成分物源分析（利用Q-F-L圖、Qt-F-L圖、Qm-F-Lt圖）結(jié)果表明紅水泉組沉積的物源可能來源于穩(wěn)定的克拉通內(nèi)部深部地層的隆升。

參考文獻(xiàn)

[1] 李文國(guó)，李慶富，姜萬德等.內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層[M].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1996：28-44；88-106；179-197.

[2] 王成文，馬志紅，孫躍武，等.晚古生代海相地層-東北地區(qū)油氣勘查的一個(gè)新層系[J].世界地質(zhì)，2008，27（2）：113-118.

[3] 王成文，孫躍武，李寧，等.中國(guó)東北及鄰區(qū)晚古生代地層分布規(guī)律的大地構(gòu)造意義[J].中國(guó)科學(xué)D輯：地球科學(xué)，2009，39（10）：1429-1437.

[4] 趙芝，遲效國(guó)，趙秀羽，等.大興安嶺北部紅水泉組碎屑鋯石LA-ICP-MSU-Pb年代學(xué)及其地質(zhì)意義[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2012，42（1）：126-135.

[5] 楊明春，劉永江，韓國(guó)卿，等.內(nèi)蒙古伊敏地區(qū)早石炭世紅水泉組砂巖物源分析及其構(gòu)造意義[J].世界地質(zhì)，2011，30（2）：192-207

[6] Basu，A.，Young，S.W.， Suttner，L.J.，James，W.C.，Mack， G.H.，Re-evaluation of the use of undulatory extinction and polycrystallinity in detrital quartz for provenance interpretation[J].Sediment.Petrol，1975（45）：873-882.

[7] Yong Il Lee，Dong-Hee Sheen.Detrital modes of the Pyeongan Supergroup（Late Carboniferous–Early Triassic） sandstones in the Samcheog coalfield，Korea：implications for provenance and tectonic setting [J].Sedimentary Geology，1998（119）：219-238.

[8] 劉立，胡春燕.1991.砂巖中主要碎屑成分的物源區(qū)意義[J].巖相古地理，1991（6）：48-53.

[9] Blatt H.Provenance studies and mudrocks[J].Journal of Sedimentary Petrology，1985，55（1）：69-75.

[10] 程峰，于少勇.陰極發(fā)光技術(shù)在儲(chǔ)層研究中的應(yīng)用[J].斷塊油氣田，1998，5（6）：17-19.

[11] Dickinson WR，Suczek CA. Plate tectonics and sandstone compositions[J].AAPG Bull，1979，63（12）：2164-2182.

[12] Dickinson WR，Beard LS， Brakenridge GR，et al. Provenance of North American Phanerozoic sandstones in relation to tectonic setting[J].Geol Soc Amer Bull，1983（94）：222-235.endprint

3.1 砂巖中石英的陰極發(fā)光特征物源分析

不同的礦物在陰極發(fā)光下有其不同的發(fā)光特征，根據(jù)這些特征可以對(duì)礦物來進(jìn)行判斷。石英的發(fā)光與溫度變化，結(jié)晶溫度及冷卻速度有直接關(guān)系。主要是溫度不同而使石英晶體的結(jié)晶特點(diǎn)不同，因而有不同的發(fā)光，也就是說，石英的發(fā)光類型域一定的巖石類型有直接關(guān)系，石英在陰極發(fā)光顯微鏡下，可呈現(xiàn)藍(lán)、紫、棕色和不發(fā)光。因此可根據(jù)石英的不同發(fā)光特征，分析母巖形成時(shí)的一定的溫度條件，從而確定石英的母巖類型。

被測(cè)薄片陰極發(fā)光下，陰極發(fā)光特征為絕大多數(shù)的石英發(fā)藍(lán)紫色或棕紫色光（圖版ⅡA-F），少部分石英發(fā)棕色、紅色（表3）。其中發(fā)藍(lán)紫色光的石英含量介于68.3%～82.1%，平均含量為75.05%；發(fā)暗褐色、淺棕色光的石英含量介于13.8%～26.4%，平均含量為19.84%；發(fā)深藍(lán)色光的石英含量介于0%～5.2%，平均含量為3.89%；不發(fā)光的石英含量介于0.2%～2.1%，平均含量為1.22%；鏡下沒有發(fā)現(xiàn)發(fā)粉紅色光的石英。

根據(jù)石英的陰極發(fā)光特征可確定發(fā)藍(lán)紫色光的為深變質(zhì)巖，發(fā)暗褐色、淺棕色光的為淺變質(zhì)巖，發(fā)深藍(lán)色光的為深成巖，不發(fā)光的為沉積巖。由此可推斷研究區(qū)母巖類型（據(jù)程峰等，1998），可推斷石英大多數(shù)為>573℃的深成巖、火山巖或接觸變質(zhì)巖快速冷卻形成。形成于深成巖或火山巖中，少部分石英形成于低級(jí)（區(qū)域）變質(zhì)巖中。

3.2 紅水泉組石英砂巖骨架礦物成分物源分析

按照Gazzi-Dickinson（1979）統(tǒng)計(jì)法，在偏光顯微鏡下用線計(jì)法對(duì)每個(gè)薄片統(tǒng)計(jì)約300個(gè)碎屑顆粒。統(tǒng)計(jì)的粒度區(qū)間為0.0625～>4 mm。對(duì)于單個(gè)晶體大于0.0625 mm的巖屑，只把顯微鏡橫絲下的部分計(jì)入顆?？偭?。如橫絲下既有斑晶又有基質(zhì)，則分別計(jì)入顆粒（石英或長(zhǎng)石）與巖屑含量中。

砂巖碎屑成分?jǐn)?shù)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)方法的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：在早石炭世紅水泉組所統(tǒng)計(jì)的巖石薄片粒度區(qū)間為0.0625～>4 mm的碎屑顆粒中，單晶石英含量最多，介于95%～99.1%，平均含量為97.2%；其次是沉積巖巖屑，含量介于0%～2.5%，平均含量為0.96%；火成巖巖屑含量次于沉積巖巖屑，介于0%～1.9%，平均含量為0.66%；多晶石英含量?jī)H次于火成巖巖屑，介于0%～1.9%，平均含量為0.61%；長(zhǎng)石、變質(zhì)巖巖屑、白云母及其他成分百分含量可以忽略不計(jì)（表4）。

在原始碎屑顆粒統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，計(jì)算出Qm/QmFLt（%）、F/QmFLt（%）、和Lt/QmFLt（%）的值。在所測(cè)巖石薄片中， Qm/QmFLt（%）為2.5%～99.1%，平均為97.2%；F/QmFLt（%）為0%～0.9%，可以忽略不計(jì)；Lt/QmFLt（%）為0.9%～4.1%，平均為2.4% 。

在碎屑組分研究統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，引用迪金森（W.R.Dickinson）以砂巖骨架組分為端點(diǎn)的判斷物源區(qū)和沉積盆地構(gòu)造環(huán)境的三角判別模式圖，即QFL、QmFLt、QPLVLS來判斷物源區(qū)構(gòu)造背景性質(zhì)。

Qm-F-Lt圖的分布區(qū)域表明其物源區(qū)為克拉通內(nèi)部物源區(qū)，砂巖成熟度較高，其高成熟度的石英含量表明其有可能來自富含石英的原巖（Yong Il Lee，1997），或者沉積學(xué)的因素（Mack，1984）使得石英含量增加?？傞L(zhǎng)石含量的缺乏表明其來源于貧長(zhǎng)石的物源區(qū)或潮濕氣候下的深部風(fēng)化。這些都表明紅水泉組沉積的物源可能來源于穩(wěn)定的克拉通內(nèi)部深部地層的隆升。

4 結(jié)語

（1）內(nèi)蒙古額爾古納地區(qū)去早石炭世紅水泉組的石英砂巖和含礫石英砂巖的母巖類型主要為中-高級(jí)變質(zhì)巖，少量深成巖。

（2）根據(jù)石英的陰極發(fā)光特征可確定母巖類型形成于深成巖或火山巖中，少部分石英形成于低級(jí)（區(qū)域）變質(zhì)巖中。

（3）早石炭世紅水泉組砂巖骨架碎屑成分物源分析（利用Q-F-L圖、Qt-F-L圖、Qm-F-Lt圖）結(jié)果表明紅水泉組沉積的物源可能來源于穩(wěn)定的克拉通內(nèi)部深部地層的隆升。

參考文獻(xiàn)

[1] 李文國(guó)，李慶富，姜萬德等.內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層[M].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1996：28-44；88-106；179-197.

[2] 王成文，馬志紅，孫躍武，等.晚古生代海相地層-東北地區(qū)油氣勘查的一個(gè)新層系[J].世界地質(zhì)，2008，27（2）：113-118.

[3] 王成文，孫躍武，李寧，等.中國(guó)東北及鄰區(qū)晚古生代地層分布規(guī)律的大地構(gòu)造意義[J].中國(guó)科學(xué)D輯：地球科學(xué)，2009，39（10）：1429-1437.

[4] 趙芝，遲效國(guó)，趙秀羽，等.大興安嶺北部紅水泉組碎屑鋯石LA-ICP-MSU-Pb年代學(xué)及其地質(zhì)意義[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2012，42（1）：126-135.

[5] 楊明春，劉永江，韓國(guó)卿，等.內(nèi)蒙古伊敏地區(qū)早石炭世紅水泉組砂巖物源分析及其構(gòu)造意義[J].世界地質(zhì)，2011，30（2）：192-207

[6] Basu，A.，Young，S.W.， Suttner，L.J.，James，W.C.，Mack， G.H.，Re-evaluation of the use of undulatory extinction and polycrystallinity in detrital quartz for provenance interpretation[J].Sediment.Petrol，1975（45）：873-882.

[7] Yong Il Lee，Dong-Hee Sheen.Detrital modes of the Pyeongan Supergroup（Late Carboniferous–Early Triassic） sandstones in the Samcheog coalfield，Korea：implications for provenance and tectonic setting [J].Sedimentary Geology，1998（119）：219-238.

[8] 劉立，胡春燕.1991.砂巖中主要碎屑成分的物源區(qū)意義[J].巖相古地理，1991（6）：48-53.

[9] Blatt H.Provenance studies and mudrocks[J].Journal of Sedimentary Petrology，1985，55（1）：69-75.

[10] 程峰，于少勇.陰極發(fā)光技術(shù)在儲(chǔ)層研究中的應(yīng)用[J].斷塊油氣田，1998，5（6）：17-19.

[11] Dickinson WR，Suczek CA. Plate tectonics and sandstone compositions[J].AAPG Bull，1979，63（12）：2164-2182.

[12] Dickinson WR，Beard LS， Brakenridge GR，et al. Provenance of North American Phanerozoic sandstones in relation to tectonic setting[J].Geol Soc Amer Bull，1983（94）：222-235.endprint