白杭改　明曉冉　劉立　劉娜

摘要：探究砒砂巖的地球化學分類類型與物源區(qū)特征是揭示砒砂巖成因的重要途徑。基于暖水鄉(xiāng)附近中三疊統(tǒng)二馬營組砒砂巖的全巖地球化學分析數(shù)據(jù)，確定了該砒砂巖的地球化學分類類型、物源區(qū)母巖類型和風化強度，初步揭示了白色砒砂巖的成因。研究表明：研究區(qū)砒砂巖的地球化學分類類型主要為雜砂巖和長石砂巖，其次為石質(zhì)砂屑砂巖；物源區(qū)母巖類型包括中基性和酸性火成巖以及沉積巖，物源區(qū)風化弱，并遭受了漸進風化作用；白色砒砂巖遭受了一定程度的還原性流體的影響，還原性流體可能為煤層氣。

關(guān)鍵詞：砒砂巖；地球化學分類類型；物源區(qū)特征；鄂爾多斯盆地

砒砂巖是指分布于晉陜蒙接壤地區(qū)、出露于地表或被黃土、沙覆蓋的紅色、白色及過渡顏色的晚古生代和中生代的陸源碎屑巖，其分布面積達1.67萬km2。砒砂巖易遭受凍融、重力、風力和水力侵蝕，其分布區(qū)巖層風化嚴重，人們視其造成的水土流失危害“毒如砒霜”，因而稱其為“砒砂巖”。近年來，對砒砂巖地區(qū)水土流失規(guī)律和治理措施的研究已取得了長足進展。關(guān)于砒砂巖易遭受風化和侵蝕的原因，得出了“上覆蓋層厚度小，壓力小，成巖程度低，砂粒間膠結(jié)程度差，結(jié)構(gòu)強度低”的基本認識。宋土順等報道了以高嶺石為主要黏土礦物的漂白砒砂巖的巖石學特征，并提出漂白砒砂巖的形成與天然氣還原作用有關(guān)。顯然，巖石學和巖石地球化學研究是進一步揭示砒砂巖成因的重要途徑。筆者試圖根據(jù)地球化學分析數(shù)據(jù)，確定砒砂巖的地球化學分類類型，探討其物源區(qū)風化強度、母巖巖石類型及白色砒砂巖的成因。

1樣品采集與研究方法

14個砒砂巖樣品采自內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準格爾旗暖水鄉(xiāng)附近的中三疊統(tǒng)二馬營組露頭（見圖1）。采樣地點位于覆土砒砂巖區(qū)，地理坐標為北緯39°43.982′、東經(jīng)110°35.607′。研究區(qū)處于鄂爾多斯盆地東北緣。

在樣品采集過程中，為保證樣品的代表性和完整性，在大量出露砒砂巖的溝坡上選擇了層系完整、分布均勻、界限清晰的自然露頭作為采樣剖面，采樣時使用取土環(huán)刀在剖面縱向采集保持原有形狀的砒砂巖樣品并加蓋密封。所采集的樣品大部分為白色砒砂巖，少量為粉紅色砒砂巖與紅色砒砂巖（見圖1）。

樣品加工處理在吉林大學地球科學學院進行。加工處理流程：①將砒砂巖樣品烘干；②將烘干的樣品用瑪瑙乳缽研磨至200目以上：③將粉末樣品送至實驗室進行地球化學分析。粉末樣品的地球化學分析是在吉林大學測試中心進行的。其中：主量元素是利用PWl404/10型x射線熒光光譜（XRF）測定的，微量和稀土元素分析是利用Agilent公司生產(chǎn)的7500a型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）進行的。

樣品的粒度分布結(jié)果由篩析法獲得。分析流程：①將砒砂巖樣品倒人瑪瑙乳缽，在不破壞顆粒大小和形狀的前提下完全解散：②將解散的樣品放入三角量杯中，用流水沖洗法沖出小于0，01 mm的顆粒，每隔30 min輕輕攪拌一次，至量杯上部清潔透明為止；③將沖洗管取出，靜置15 min后倒出量杯中的水，將樣品倒入瓷碗中烘干；④將樣品放入由孔徑依次為2 000、500、250、125、62，5um的標準篩組成的套篩中，振篩10 min；⑤將篩分后的樣品分級依次倒入標記好的蒸發(fā)皿中，使用電子天平逐級稱重并記錄數(shù)據(jù)；⑥繪制砒砂巖粒度分布直方圖與砒砂巖粒度級配曲線圖。

2試驗結(jié)果分析

2.1粒度分布

篩析結(jié)果表明，白色砒砂巖以中粗粒砂巖為主，而粉紅色砒砂巖與紅色砒砂巖則主要為中細粒砂巖（見圖2）。

級配曲線可用來判斷顆粒的均勻程度。白色和粉紅色砒砂巖級配曲線相對于紅色砒砂巖較陡（圖3），不均勻系數(shù)Cv<5（見表1），級配不良，為非均粒土；紅色砒砂巖級配曲線較緩，不均勻系數(shù)Cv>5，級配良好，為均粒土。中值粒徑表示顆粒的平均粒度，白色、粉紅色和紅色砒砂巖的中值粒徑分別為0.43、0.31和0.24mm（見表1）。說明白色砒砂巖粒度最大，粉紅色砒砂巖的次之，紅色砒砂巖的最小，這與圖2的分析結(jié)果一致。