物源区分析

物源区分析

（王建刚，2008）所谓物源区分析，即根据沉积作用的最终产物，来推断碎屑物源区母岩的岩石学特征以及沉积作用发生时的气候条件和构造背景(Pettijohnetal. ,1987)。包括古侵蚀区的判别，古地貌特征的重塑，古河流体系的再现，物源区母岩的性质、气候以及沉积盆地构造背景的确定等(王成善等，2003；Basu, 2003)。

研究方法（赵红格，2003）

1.重矿物分析法：包括单矿物分析法和重矿物组合分析法

单矿物分析法：用于重矿物分析的单矿物颗粒主要有：辉石、角闪石、绿帘石、十字石、石榴石、尖晶石、硬绿泥石、电气石、锆石、磷灰石、金红石、钛铁矿、橄榄石等。用电子探针可分析上述矿物的含量、化学组分及其类型、光学性质等，针对每个重矿物的特性及其特定元素含量，用其典型的化学组分判定图或指数来判定其物源。另外，单颗粒重矿物含量比值亦具有一定的源区意义。独居石／锆石比值(M Zi)可显示深埋砂岩物源区的情况；石榴石／锆石比值(G Zi)用来判断层序中石榴石是否稳定；磷灰石／电气石比值(A Ti)指示层序是否受到酸性地下水循环的影响。单颗粒重矿物含量的平面变化可用来判定物源方向，如磁铁矿等。

重矿物组合分析法：对物源区用处颇大，尤其是在矿物种类较复杂、受控因素较多的地区特别有用。，利用不同时期水平方向上重矿物种类和含量变化图，可推测物质来源的方向。主要引用一些数学分析方法，如聚类分析(R型或Q型)、因子分析、趋势面分析等方法来研究矿物组合特征、相似性等指数，从而提取反映物源的信息。

重矿物方法适用于：

（1）母岩性质：对火山岩和变质岩作为母岩时，其中的重矿物所经历的搬运、沉积次数较少，受后期的影响小，保留的一般较好，能够很好的反映源区的性质；对沉积岩母岩而言，其中的沉积物可能经历了多次的搬运、沉积和改造作用，具有多旋回性，其中所含的重矿物随之受到影响，发生组分或含量的变化，用它进行物源判断时应慎重。

（2）沉积物的时代：一般对新生代的沉积物，其判断较为准确、可靠；对中生代、古生代等时代较老的沉积物，重矿物自保存至现今，会因温度、埋深等条件在不同时期不同而使其种类增多，含量分布较分散，保留原岩的信息减小，对判断物源不利。因此，沉积物时代越新，利用重矿物判断物源时的准确性会越高。

（3）其他：水动力会影响沉积时重矿物性质，成岩作用会改变沉积时的部分沉积组分，如矿物的层间溶解等，会使不稳定重矿物含量变化，应慎重分析。而且，对出现的自生重矿物，如白云石、黄铁矿等，也应加以考虑。

2.碎屑岩类分析法

2.1 砂岩：通过对选定层位砂岩样品中的石英、长石、岩屑含量进行统计，用Dickinson 碎屑骨架三角图进行投值。。根据点的分布情况，确定物源类型。可以有QLF主图解和三个辅助图解，从QFL图中可区分陆块、岩浆弧和再旋回造山带三个基本物源区。在QmFLt、QpLvLs和QmPK辅助图上，可将物源进一步精确确定出来。

注意问题：（1）混合物源区的情况，判别图仅说明了沉积物通过直接和短途搬运进入邻近盆地而形成砂岩相的物源区地块性质。对于多物源情况，应用时应慎重区别。

（2）次生作用影响，风化、搬运和成岩作用不可避免的要破坏不稳定碎屑颗粒；气候的分化作用是通过控制成土作用来影响砂岩成分的，进而影响物源区的解释（3）统计方法的影响，必须用特定方法(如Gazzi—Dickinson的点计法)、选择成岩作用小的样品，统计碎屑含量，才能有合理的结论。

2.2 砾岩：利用砾石中不同成分的含量、粒径大小及所占百分比等统计资料，能区分源岩的主要岩性、搬运距离。粒序层、砾石的分选、磨圆、砾岩体的形态等都可作为有用的参考

2.3泥岩：泥岩中石英颗粒在二叠纪盆地页岩中确定沉积场所到海岸的距离，泥岩的泥砂组分中多晶石英特征可指示片麻岩物源，长石含量和成分可指出花岗岩类物源，角闪石含量和中性斜长石可用于识别闪岩物源。

3. 沉积法：根据盆地钻井、测井、地震等资料，经过详细的地层对比与划分，作出某时期的地层等厚图、沉积相展布图等相关图件，可推断出物源区的相对位置，结合岩性、成分、沉积体形态、粒度、沉积构造(波痕、交错层等)、古流向及植物微体化石等资料，使物源区更具可靠性。

4．裂变径迹法

利用磷灰石、锆石中所含的微量铀杂质裂变时在晶格中产生的辐射损伤，经一系列化学处理后，形成径迹，通过观测径迹的密度、长度等分布，并对其加以统计分析，从中提供与物源区的年龄及构造演化有关的信息。

不足之处为：(1)沉积物的热演化史可能使径迹部分或全部退火，从而调整了径迹的的年龄，使其不代表物源年龄。磷灰石的径迹退火温度较低，一般不宜作物源区的区分。(2)不适当的刻蚀和统计、无法统计蜕晶质高铀锆石等也会引起偏差，应加以注意

5．地球化学法

优点是既可以应用到富含基质的砂岩和页岩中，又可以确定物源的年龄和地球化学历史。

最重要的是Nd同位素组成(反映平均物源年龄)，Eu异常(反映地壳内部岩浆分异作用)，大离子亲石元素的富集(即LILE，反映物源组分)，碱土元素亏损(反映重矿物富集)，Zr和HI富集(反映重矿物富集)和Cr富集(反映超镁铁物源)

6．同位素法

常用的方法为UPb、Sm-Nd、Ar、K-Ar、Rb-Sr法等，它们对物源区的构造背景、性质及其多样性都可以反映出来。沉积岩的Nd模式年龄代表其源区岩石的平均存留年龄。Nd 同位素也可用来反演山脉源区类型、性质及其多样性特征。稳定同位素在物源方面也有一定的应用，K-Ca同位素体系，对海洋火成岩、大陆和月球花岗岩、碳酸盐岩、化学和碎屑沉积矿物的定年和Ca示踪可以起重要作用。