【摘要】：本論文以鄂爾多斯盆地東緣北部的哈爾烏素地區(qū)、中部的臨縣地區(qū)和南部的隰縣地區(qū)為研究區(qū),選取晚古生代石炭系太原組和二疊系山西組的煤系頁巖為研究對象,結合前人的研究成果,以沉積學、地球物理學、巖石學、地球化學、煤田地質學為理論依據,結合露頭、巖心、測井等地質資料開展研究層段沉積相和層序識別,并輔助以XRD和掃描電鏡獲取煤系頁巖的巖石礦物組成,同時借助元素地球化學分析對沉積相進行定量分析。擬通過沉積層序格架的建立,分析沉積相的展布規(guī)律,查明煤系頁巖沉積環(huán)境平面和垂向上的變化特征,指出層序格架內地化指標的變化規(guī)律。在前人研究的基礎上,結合研究區(qū)的巖心、露頭、測井等資料認為太原組為海相和海陸過渡相沉積,沉積相主要包括碳酸鹽臺地、障壁島、瀉湖、潮坪和三角洲相,山西組主要為三角洲相,細分為泛濫盆地,分流河道、分流間灣,泥炭沼澤等微相。對比發(fā)現中部和南部發(fā)育碳酸鹽沉積,北部基本不發(fā)育,而北部三角洲相范圍更廣,持續(xù)時間較長。在此基礎上建立了層序格架:垂向上劃分為2個長期基準面旋回(LSC1、LSC2),長期基準面旋回的分界面為太原組和山西組的分界面,又進一步細分為4個中期旋回(MSC1~MSC4)。礦物組成是通過X射線衍射(XRD)實驗和掃描電鏡觀察實現的。XRD實驗結果顯示:煤系頁巖樣品礦物組成主要為石英和粘土礦物,這也與掃描電鏡觀察結果相符。粘土礦物中高嶺石、伊蒙混層礦物居多,表明沉積環(huán)境溫暖潮濕。X射線熒光(X-ray fluorescence)是測定樣品常微量元素的重要手段。通過微量元素來還原煤系頁巖的沉積環(huán)境,分析其氧化還原條件、古氣候、古鹽度、古生產力變化。結果表明其形成于弱氧化-弱還原條件下,氣候溫暖潮濕,受海水作用較弱,整體生產力水平較高。煤系頁巖樣品稀土含量較高,稀土富集主要受控于物源,此外沉積速率、古氣候、古鹽度等也會影響稀土含量。在層序格架內,鹽度與氧化還原條件的變化特征與中期基準面旋回變化相似,而古生產力(Baxs)和稀土總量(ΣREE)的變化趨勢與中期基準面的變化相反。
[Abstract]:In this paper, the coal shale of Taiyuan formation of late Paleozoic and Shanxi formation of Permian is chosen as the research area, which is based on the Halwusu area in the north of the eastern margin of the Ordos Basin, the Linxian area in the middle part and the Xixian area in the south of the Ordos Basin. Based on the previous research results, based on sedimentology, geophysics, petrology, geochemistry and coalfield geology, combined with outcrop, core, logging and other geological data, the sedimentary facies and sequence of the studied interval are identified. The mineral composition of coal shale was obtained by XRD and SEM, and the sedimentary facies were quantitatively analyzed by element geochemistry analysis. Through the establishment of sedimentary sequence framework, this paper analyzes the distribution of sedimentary facies, finds out the variation characteristics of sedimentary environment plane and vertical direction of coal measures shale, and points out the variation law of the inland index of sequence framework. On the basis of previous studies, combined with the core, outcrop, logging and other data in the study area, it is considered that the Taiyuan formation is a marine and oceanic transitional facies, and the sedimentary facies mainly include carbonate platform, barrier island, lagoon, tidal flat and delta facies, and the sedimentary facies include carbonate platform, barrier island, lagoon, tidal flat and delta facies. Shanxi formation is mainly delta facies, subdivided into flood basin, distributary channel, distributary bay, peat swamp and other microfacies. It is found that carbonate deposits are developed in the middle and south of the region, but are not developed in the north, while the delta facies in the north is more extensive and lasts for a long time. On this basis, the sequence framework is established: vertically divided into two long-term base-level cycles (LSC1,LSC2), the interface of long-term base-level cycles is divided into the interfaces of Taiyuan formation and Shanxi formation, and further subdivided into four intermediate cycles (MSC1~MSC4). The mineral composition was observed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The results of XRD experiment show that the mineral composition of coal shale is mainly composed of quartz and clay minerals, which is also consistent with the observation of SEM. Kaolinite and immoniferous minerals are the majority of clay minerals, indicating that the sedimentary environment is warm and humid. X-ray fluorescence (X-ray fluorescence) is an important method for the determination of trace elements in samples. The depositional environment of coal shale was reduced by trace elements, and the changes of redox conditions, paleoclimate, paleosalinity and paleoproductivity were analyzed. The results show that it is formed under the condition of weak oxidation-weak reduction, the climate is warm and humid, the effect of seawater is weak, and the overall productivity level is higher. The content of rare earth in coal shale is high, the enrichment of rare earth is mainly controlled by the source, in addition, the deposition rate, paleoclimate and paleosalinity will also affect the content of rare earth. In the sequence framework, the variation characteristics of salinity and redox conditions are similar to those of the intermediate base-level cycle, but the trend of paleo-productivity (Baxs) and 危 REE is opposite to that of the intermediate base-level.
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P534.4;P618.1

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本文編號：2357977