地層厚度與物源區(qū)分析

第二章巖相古地理分析主要研究內(nèi)容第一節(jié)地層厚度與沉積構(gòu)型分析第二節(jié)物源區(qū)分析第三節(jié)古構(gòu)造分析第四節(jié)古流向分析第五節(jié)古氣候恢復(fù)方法第六節(jié)古水深與古鹽度分析第一節(jié)地層厚度與沉積構(gòu)型（1）地層厚度分析（2）沉積構(gòu)型地層厚度是古地理分析的基本參數(shù)之一，受多種因素影響的復(fù)合型參數(shù)。（一）地層厚度分析

如今所獲得的地層厚度是不同巖性所疊合在一起且經(jīng)過壓實后的數(shù)據(jù)，不一定反應(yīng)盆地當(dāng)時的沉積物厚度。統(tǒng)計單元涉及的地質(zhì)時間跨度越小，所反映的沉積充填狀態(tài)越接近原始狀態(tài)。風(fēng)化作用壓實作用（一）地層厚度分析

地層厚度的統(tǒng)計方法：利用野外剖面、鉆井和測井所計算的兩個具有等時意義的地質(zhì)界面間的厚度。（兩個界面間的地層應(yīng)該是能大致反映兩次地質(zhì)界面形成過程中所沉積的地層，特別是上界面，不能是剝蝕面）地層厚度的統(tǒng)計方法地層厚度表示方式：真厚度、視厚度、殘厚度地層厚度的統(tǒng)計方法殘厚度——剝蝕后的地層統(tǒng)計出的巖層厚度，不能用該厚度反映盆地沉積充填特征真厚度——巖層上下界面之間的垂直距離視厚度——在不垂直于巖層走向的剖面上，巖層頂、底界線之間的垂直距離主要有4個沉積中心，盆地厚度呈現(xiàn)“西部厚、東部薄，南北兩側(cè)厚而中間薄”的特點柴達木盆地下干柴溝組上段地層厚度等值線圖（二）沉積構(gòu)型“沉積構(gòu)型”——地層中巖性單元內(nèi)部或巖性單元之間層理的幾何形態(tài)和空間關(guān)系，它可以反映沉積盆地充填物層序的成因特征。不同的沉積物充填作用方式不同的沉積構(gòu)型沉積物充填作用沉積物充填的作用方式：垂向加積作用、進積作用和側(cè)向加積作用（2）進積和側(cè)向加積作用都是沉積物從盆地邊緣向盆地內(nèi)部遷移過程中，以側(cè)向堆積為主。（1）垂向加積作用是盆地垂向上的沉積物填充過程，指沉積物在重力場的作用下從沉積介質(zhì)（水體）中自上而下降落，依次沉積在沉積盆地底部的沉積作用。如湖、海靜水沉積及河流溢岸沉積等。

盆地充填的3種基本樣式及其產(chǎn)生的層理構(gòu)型的垂向結(jié)構(gòu)剖面粒度從下向上變粗進積、加積和側(cè)積作用的對比粒度從下向上變細無固定的粒序變化趨勢沉積單元以S型剖面形態(tài)為特征作業(yè)：

闡述盆地充填3種基本樣式的粒度變化特征及產(chǎn)生這種粒度變化的原因進積作用的沉積物來自盆地邊緣，淺水及岸線的較粗粒沉積將依次疊置于相較深水的細粒沉積物之上，從而造成粒度從下到上逐漸變粗的剖面粒序。比如：三角洲沉積和濱岸沉積。進積充填側(cè)向加積作用側(cè)向加積作用的沉積物來自運動于水道中的顆粒，并由水道內(nèi)向岸邊一側(cè)逐漸堆積，，水道內(nèi)流水急、顆粒粗，岸邊流水緩、粒度細。隨著水道的側(cè)向遷移，將產(chǎn)生粒度從下到上逐漸變細的剖面序列。比如：河道沉積和潮道沉積。第二節(jié)陸源區(qū)分析一、物源區(qū)概念二、物源分析的意義三、物源分析的主要方法物源區(qū)概念沉積區(qū)侵蝕區(qū)（持續(xù)時間長短）穩(wěn)定的侵蝕區(qū)暫時的侵蝕區(qū)以一定時期的主要地質(zhì)作用劃分古陸物源區(qū)：

針對特定歷史時期，能夠穩(wěn)定的為盆地提供物源的侵蝕區(qū)物源分析的主要任務(wù)物源分析的主要任務(wù)：

確定物源方向、侵蝕區(qū)或母巖區(qū)位置、搬運距離及母巖性質(zhì)，最終應(yīng)落實解決砂層和砂體的分布規(guī)律。（2）物源分析的意義物源分析所涉及的技術(shù)：電子探針、質(zhì)譜分析、陰極發(fā)光等技術(shù)。用沉積、構(gòu)造、地震、測井等地質(zhì)方法與化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科的應(yīng)用及相互結(jié)合使物源判定更具說服力。應(yīng)用方向：評估古地理、限定造山帶的側(cè)向位移量，確定地殼的特征，驗證斷塊或造山帶演化模型，繪制沉積體系圖，進行井下地層對比，評價儲層品質(zhì)重礦物分析法碎屑巖類分析法礦物裂變跡分析法沉積法地球化學(xué)法（3）物源分析的主要方法重礦物因其耐磨蝕、穩(wěn)定性強，能夠較多的保留其母巖的特征，在物源分析中占有重要地位。物源分析中重礦物是物源區(qū)的重要標志。重礦物分析法重礦物分析（HMA）確定物源的方法步驟：

①利用傳統(tǒng)的重礦物分析方法鑒別出巖石類型，限定源區(qū)位置；②選擇一種或幾種單顆粒礦物與源區(qū)礦物進行地球化學(xué)對比，進一步獲得源區(qū)巖石的信息；

③利用同位素測年近一步厘定源區(qū)的時代。包括單礦物分析法和重礦物組合分析法。2.4.3.1.1單礦物分析法用于重礦物分析的單礦物顆粒主要有輝石、角閃石、綠簾石、十字石、石榴石、尖晶石、硬綠泥石、電氣石、鋯石、磷灰石、金紅石、鈦鐵礦和橄欖石等。單顆粒重礦物含量的平面變化可用來判定物源方向，如磁鐵礦等。石榴子石在物源分析中有幾廣泛的應(yīng)用。a.用電子探針可分析上述礦物的含量、化學(xué)組分及其類型、光學(xué)性質(zhì)等，針對每個重礦物的特性及其特定元素含量，用其典型的化學(xué)組分判定圖或指數(shù)來判定其物源。穩(wěn)定的重礦物

不穩(wěn)定的重礦物

石榴石、鋯石、剛玉、電氣石、錫石金紅石、白鈦礦、板鈦礦、磁鐵礦、榍石、十字石、藍晶石、獨居石重晶石、磷灰石、綠簾石、黝簾石、陽起石、符山石、紅柱石、硅線石、黃鐵礦、透閃石、普通角閃石、透輝石、普通輝石、斜方輝石、橄欖石、黑云母（2）Morton等認為水動力條件和埋藏成巖作用是影響物源信息的兩個主要因素。因此，在相似水動力條件下和成巖作用下，穩(wěn)定重礦物的質(zhì)量比值能更好的反映物源特征，將這些比值稱為重礦物特征指數(shù)ATi（磷灰石-電氣石指數(shù)）：指示層序是否受到酸性地下水循環(huán)的影響b.單顆粒重礦物含量比值的源區(qū)意義RZi（含TiO2礦物-鋯石指數(shù)），MZi（獨居石-鋯石指數(shù)）：可現(xiàn)實深埋砂巖物源區(qū)的情況。GZi（石榴子石-鋯石指數(shù)）：用來判斷層序中石榴子石是否穩(wěn)定。CZi（鉻尖晶石-鋯石指數(shù)）這些礦物特征指數(shù)，可用來指示物源特點。實例A.C.Morton用輝石礦物對南Uplands地區(qū)奧陶系Portpatrik組進行物源判斷，依據(jù)Letterier(1982)提出的Ca-Ti-Cr-Na-Al組分圖解，用Ti-（Ca+Na）來判定其物源是拉斑玄武巖或堿性玄武巖，用（Ti+Cr）-Ca圖解區(qū)分輝石源區(qū)為造山帶還是非造山帶環(huán)境。鈣堿性－拉斑玄武巖系列。指出該區(qū)輝石源自鈣堿性火山巖.實例-輝石2.4.3.1.2重礦物組合法（1）簡介礦物之間具有嚴格的共生關(guān)系，所以重礦物組合是物源變化極為敏感的指示劑。在同一沉積盆地中，同時期的沉積物的碎屑組分一致，而不同時期的沉積物所含的碎屑物質(zhì)不同，據(jù)此，利用水平方向上重礦物種類和含量的變化，可推測物質(zhì)來源的方向。目前，主要引用一些數(shù)學(xué)分析方法，如聚類分析（R型或Q型）、因子分析、趨勢面分析等來研究礦物組合特征和相似性等指數(shù)，從而提取反映物源的信息。有些重礦物來自不同母巖，如電氣石在酸性巖漿巖、偉晶巖及變質(zhì)巖中均可能出現(xiàn)。因此在推斷母巖類型時，主要是應(yīng)用重礦物并結(jié)合輕礦物組合來判斷母巖，而不是只用單個礦物判斷。實例

高柳構(gòu)造帶為黃驊坳陷北部南堡凹陷的一個構(gòu)造帶，位于高柳斷層與柏各莊斷層之間。主要發(fā)育Ｅs和Ed地層，其中Ｅs33(Ⅱ+Ⅲ)沉積特點以典型扇三角洲的進積式充填為主。三角洲廣泛發(fā)育。采用了重礦物法來研究其物源。

（1）重礦物特征高柳地區(qū)Ｅs33(Ⅱ+Ⅲ)段常見的陸源重礦物有磁鐵礦、石榴石、鋯石、赤鐵礦、金紅石和黑云母等；自生重礦物有黃鐵礦和重晶石等。地區(qū)重礦物組合主要礦物(>10%)次要礦物(1%~10%)少量礦物(≤1%)高尚堡石榴石,鋯石,磁鐵礦,紅柱石電氣石,黑云母,赤(褐)鐵礦,銳鈦礦角閃石,金紅石,綠泥石,綠簾石柳贊磁鐵礦,石榴石,鋯石,綠簾石赤鐵礦黑云母,金紅石,電氣石重礦物統(tǒng)計分析高柳地區(qū)Es33(Ⅱ+Ⅲ)段主要重礦物統(tǒng)計分布圖

對主要重礦物統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn):①鋯石和石榴石基本服從正態(tài)分布,且為單峰,表明其分布比較均勻,為單一成因總體,可能來自同一類母巖;②綠簾石和磁鐵礦明顯偏離正態(tài)分布,且有雙峰現(xiàn)象,同時也不服從對數(shù)正態(tài)分布,表明二者可能由多成因總體構(gòu)成,推測其受多物源或者受多種母巖的影響;③不同地區(qū)同一種重礦物的頻數(shù)有高有低,這與物源區(qū)母巖類型、剝露面積、沉積物搬運距離及礦物的穩(wěn)定性等多種因素有關(guān)。

（2）母巖類型不同物質(zhì)來源的重礦物組合，有著不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每一個樣品所包含的不同重礦物信息是有差異的，利用多元統(tǒng)計分析可以對重礦物樣品進行分類，并據(jù)此判斷母巖類型、主要和次要物源以及物源位置。重礦物聚類分析-譜系群高柳地區(qū)Es33(Ⅱ+Ⅲ)段重礦物聚類分析譜系群及其分布圖Ｑ型聚類分析：重礦物可分為兩大聚類群，這說明柳贊陡坡型扇三角洲、拾場緩坡型扇三角洲和高西南扇三角洲外圍可能各自存在兩個物源或兩類母巖的共同影響。其次，重礦物兩大聚類群分布區(qū)間不同，但二者都具有一定程度的重疊，Ａ譜系群和Ｃ譜系群范圍較大，分別包含了Ｂ譜系群和Ｄ譜系群的部分地區(qū)。這表明Ａ和Ｃ譜系群所代表的物源影響范圍更大，而Ｂ和Ｄ譜系群所代表的物源影響范圍較小。因子分析

因子分析可以實現(xiàn)用少數(shù)幾個綜合變量(主因子)來代表眾多的具有一定相關(guān)聯(lián)系的單因素變量，在此不僅可以利用主因子(重礦物組合)判別物源區(qū)的母巖性質(zhì)，而且可以根據(jù)各主因子方差貢獻大小確定主要母巖和次要母巖。高尚堡地區(qū)和柳贊地區(qū)Ｅs33(Ⅱ+Ⅲ)段都存在兩個重礦物組合，這表明兩地區(qū)都存在中深變質(zhì)巖類和中淺變質(zhì)巖類兩類母巖，但主次正好相反，重礦物組合相對穩(wěn)定的中深變質(zhì)巖類母巖主要影響高尚堡地區(qū)的拾場緩坡型扇三角洲和高西南扇三角洲，重礦物組合相對不穩(wěn)定的中淺變質(zhì)巖類母巖則主要影響柳贊地區(qū)的柳贊陡坡型扇三角洲。

由沉積體系展布可見,重礦物譜系群的空間分布區(qū)恰好與3個主要的扇三角洲前緣分布區(qū)重疊，這種現(xiàn)象表明重礦物的分布完全受沉積體系控制，是沉積水動力學(xué)與重力分異作用共同作用的結(jié)果。

2.4.3.2碎屑巖類分析法2.4.3.2.1砂巖

砂巖的研究在沉積學(xué)領(lǐng)域一直占有重要的地位。本世紀60年代板塊構(gòu)造理論的興起，為地質(zhì)各學(xué)科注入了新的生機。進入70年代，砂巖與板塊構(gòu)造的關(guān)系研究便應(yīng)運而生。它將砂巖碎屑組分的物源意義與一定板塊構(gòu)造背景下的沉積盆地類型緊密地聯(lián)系在一起，并將砂巖成因的大地構(gòu)造屬性分析拓展到與全球構(gòu)造相對應(yīng)的更為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。由于是建立在巖石薄片的微觀鑒定和樣品點統(tǒng)計基礎(chǔ)上的模型分析，而研究對象為宏觀的大地構(gòu)造分區(qū)及較大尺度的物源區(qū)，因此有人將這種研究方法喻為大地構(gòu)造的“指紋”分析法。自20世紀80年代中期，Dickinson、Crook及Valloni等根據(jù)已經(jīng)構(gòu)造背景的現(xiàn)代和古代砂巖樣品的統(tǒng)計分析，各自制定出了較為系統(tǒng)的碎屑組分-物源區(qū)-板塊構(gòu)造三位一體的分類方案，提出了專用于砂巖構(gòu)造背景分析的“碎屑模型”和“顆粒指數(shù)”概念。目前，Dickinson的碎屑模型板塊構(gòu)造物源區(qū)的研究，已成為應(yīng)用最廣的方案之一。他的物源區(qū)類型劃分考慮了不同板塊構(gòu)造基本單元的特點，3個一級物源區(qū)既是砂巖碎屑最常出現(xiàn)的場所，又與活動差異明顯的各種板塊構(gòu)造沉積盆地相對應(yīng)；7個次級物源區(qū)類型及其碎屑模型是基本物源區(qū)特征的具體表述，也是進行板塊構(gòu)造物源區(qū)判別的主要依據(jù)。

碎屑巖中的碎屑組分和結(jié)構(gòu)特征能直接反映物源區(qū)和沉積盆地的構(gòu)造環(huán)境。通過對選定層位砂巖樣品中的石英、長石、巖屑含量進行統(tǒng)計，用Dickinson碎屑骨架三角圖進行投點，根據(jù)點的分布情況，可確定物源類型。此三角圖有QLF主圖解和3個輔助圖解，從QLF途中可區(qū)分陸塊、巖漿弧和再旋回造山帶3個基本物源區(qū)。

對再旋回造山帶而言，若單晶石英的含量高，則沉積物可能主要來自變形的、成熟的地臺沉積物，它們是典型的前陸盆地沉積物；若多晶石英的含量高，則表明縫合帶本身為主要物源區(qū)；若含豐富的燧石和泥質(zhì)巖碎屑，則說明物源區(qū)可能為俯沖雜巖體和蛇綠巖。在QmFLt、QpLvLs和QmPK輔助圖上，可將物源進一步精確確定出來。（據(jù)張希民等，1995，轉(zhuǎn)引自王成善等，2003，有修改）不同類型的盆地，具有不同的沉積一構(gòu)造環(huán)境及其相應(yīng)的砂巖化學(xué)成分特征(表1)。一般來說，碎屑巖的化學(xué)成分是礦物成分的反映，并且與其成熟度有關(guān)，因此碎屑巖的主要成分?？勺鳛槌梢蚍诸惡蜆?gòu)造環(huán)境分析的標志。M.R.Bhatia(1983)用判別分析法對砂巖化學(xué)成分同構(gòu)造背景的關(guān)系進行了分析，也給出了砂巖氧化物構(gòu)造背景數(shù)據(jù)。應(yīng)注意的問題（1）混合物源區(qū)的情況，判別圖僅說明了沉積物通過直接和短途搬運進入鄰近盆地而形成砂巖相的物源區(qū)地塊性質(zhì)。對于多物源情況，應(yīng)用時應(yīng)慎重。如碰撞帶和活動大陸邊緣，各種各樣的構(gòu)造單元可能并列在一起，并且一起抬升遭受剝蝕；同時，流經(jīng)性質(zhì)極不相同構(gòu)造單元的大水系也會形成混合物源區(qū)的巖相。（2）次生作用影響，分化、搬運和成巖作用不可避免的要破壞不穩(wěn)定碎屑顆粒；氣候的分化作用是通過控制成土作用來影響砂巖成分的，進而影響物源區(qū)的解釋。（3）統(tǒng)計方法的影響，必須用特定方法（Gazzi-Dickinson的點計法）、選擇成巖作用弱的樣品，統(tǒng)計碎屑含量，才能有合理的結(jié)論。

礫巖中的礫石成分變化是確定物源的直接證據(jù)，利用礫石中不同成分的含量、粒徑大小及所占百分比等統(tǒng)計資料，能區(qū)分源巖的主要巖性、搬運距離。粒序?qū)?、礫石的分選、磨圓、礫巖體的形態(tài)等都可作為有用的參考。

2.4.3.2.3礫巖

根據(jù)砂巖中石英顆粒的類型，作菱形圖，區(qū)分深城、中高級變質(zhì)的、低級變質(zhì)的三類物源區(qū)；長石的化學(xué)成分、光學(xué)特征、石英中α、β石英含量變化、石英構(gòu)造缺陷、礦物包體等表性特征都可用來分析物源特點。石英由于石英顆粒化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗風(fēng)化能力很強，既抗磨又難分解，因此石英具有很大的研究價值。不同來源的石英往往特點不同。觀察石英中所含包裹體及波狀消光現(xiàn)象，結(jié)合顆粒大小及顆粒形狀等特征，有助于判斷石英的來源：1)來自深成中酸性侵入巖、巖漿巖的石英來自深成中酸性侵入巖、巖漿巖中的石英包裹體是電氣石、磷灰石和鋯石氣液包裹體；來自中酸性深成巖的石英，常含有細小的液體、氣體包裹體，或含鋯石、磷灰石、電氣石、獨居石等巖漿巖副礦物包裹體。礦物包裹體顆粒細小，自形程度高，排列無一定方位；塵狀氣液包裹體使石英顆粒呈云霧狀；在深成巖中，特別是在時代較老的巖石中，石英因受變形作用，常表現(xiàn)為明顯的波狀消光，只有火山巖中的石英才不具波狀消光。2)來自變質(zhì)巖的石英片麻巖和片巖風(fēng)化崩解后，會產(chǎn)生大量的單晶及多晶石英。一般這些變質(zhì)巖中分離出來的單晶石英較之來自深成巖的單晶石英顆粒細小，其平均大小分別是2～2.5Ф和1Ф左右。變質(zhì)石英表面常見裂紋，不含液體和氣體包裹體，卻可見有特征的電氣石、硅線石、藍晶石等變質(zhì)礦物的針狀、長柱狀包裹體。大多數(shù)的石英晶粒都具有波狀消光。來源于區(qū)域變質(zhì)巖及動力變質(zhì)巖的石英常見明顯的帶狀消光。正交偏光鏡下觀察，顆粒象碎裂成幾個條帶狀的亞顆粒，各亞顆粒的消光位不同。這是由于石英受應(yīng)力作用后，其光軸方向發(fā)生形變引起的。來自接觸變質(zhì)巖的石英可具有云狀的波狀消光。在正交偏光鏡下可見石英象分成幾個外形極不規(guī)則的顆粒，粒間界線曲折，輪廓不清楚，消光極不一致。

3)來自噴出巖及熱液巖石的石英火山噴出巖中的石英為β-石英(高溫)。巖石冷卻至573℃以下高溫石英不穩(wěn)定，會轉(zhuǎn)變?yōu)棣?石英(低溫)。這種α-石英仍保留著β-石英的六方晶系外形。因此，具有β-石英外形的碎屑石英顆粒是來源于噴出巖的證據(jù)。另外顆粒具有破裂紋、灣狀熔蝕邊緣等也都是噴出巖石英的特征。噴出巖石英多為單晶，不具波狀消光，不含包裹體，表面光潔如水；來自熱液脈的石英常含很多水、包裹體，有時含有電氣石、金紅石等礦物包裹體或綠色蠕蟲狀綠泥石包裹體，可顯微弱波狀消光。4)再旋回石英

來自石英砂巖的再旋回石英具有自生加大邊，可以是單晶石英，也見有多晶石英，呈渾圓狀或帶狀。另外，在碎屑顆粒中所見圓化程度很高的石英顆粒，也是再旋回或多旋回的產(chǎn)物。再旋回石英主要見于古老的高成熟度的灘壩相石英砂巖中，有時也見于陸相中新生代砂巖中。由于多晶石英的晶間界線相對比較軟弱，按熱力學(xué)特點看，波狀消光石英的穩(wěn)定性又較差，因此它們在再旋回作用中將陸續(xù)被淘汰。最終，再旋回石英應(yīng)是單晶的非波狀消光石英。5）多晶石英

鏡下見到的大量多晶石英，也是反映母巖類型的一種重要標志。多晶石英指的是顆粒為多個石英晶體的集合體，不同類型的母巖崩解后會產(chǎn)生特征明顯不同的多晶石英：源于花崗巖的多晶石英顆粒，其晶粒間多呈縫合狀接觸，各晶粒大小相似，形狀近等軸狀，無定向排列；片麻巖和片巖崩解后會產(chǎn)生的大量多晶石英中，各晶粒間普遍表現(xiàn)為縫合接觸，且縫合線彎曲復(fù)雜。多晶石英晶體多為扁平伸長狀，各晶粒伸長方向相互平行。多晶石英顆粒內(nèi)的石英晶體大小常為雙粒度型，即石英晶粒的粒度分布頻率曲線為雙峰態(tài)，這反映了形成變質(zhì)巖的重結(jié)晶作用不是一次完成的，其中較小的晶體發(fā)育較晚。變質(zhì)石英巖巖屑實際上是變質(zhì)成因的多晶石英碎屑，因此它的特征與上述多晶石英相似，但晶粒定向不明顯，常為花崗變晶結(jié)構(gòu)。各石英晶粒外形極不規(guī)則，彼此鑲嵌接觸。石英多顯波狀消光或帶狀消光。脈石英巖屑也為多晶石英顆粒，不規(guī)則的石英晶粒呈鑲嵌狀和梳狀，為鑲嵌型波狀消光。陰極發(fā)光

石英陰極發(fā)光主要為棕色－棕褐色，堿性長石發(fā)亮藍色光，斜長石發(fā)暗藍色光，反映源區(qū)主要來自于高級變質(zhì)巖源區(qū)，與北部大青山古老的高級變質(zhì)巖有很好的一致性。2.4.3.3礦物裂變徑跡分析法

1.原理：

裂變徑跡法分析物源區(qū)是利用磷灰石、鋯石中所含的微量鈾雜質(zhì)裂變時在晶格中產(chǎn)生的輻射損傷，經(jīng)一系列化學(xué)處理后，形成徑跡，通過觀測徑跡的密度、長度等分布，并對其加以統(tǒng)計分析，從中提供與物源區(qū)的年齡及構(gòu)造演化有關(guān)的信息。磷灰石裂變徑跡退火帶溫度范圍約60-130℃，與生油窗口溫度帶基本一致，故在油氣研究中應(yīng)用廣泛。淺部地層中的磷灰石沒有受到退火的影響，其裂變徑跡的年齡及長度均可代表物源特征。但也常用鋯石來判定，因其退火溫度較高（160-250℃），不易受退火的影響。若沉積后樣品未經(jīng)完全退火，則其單顆粒年齡還有可能是各物源區(qū)母巖組分的混合。

Galbraith提出了用χ2檢驗來判定顆粒年齡是否服從泊松分布，即是否屬于同一組分（顆粒是否屬于同一組分)。如果樣品的年齡未能通過χ2檢驗[即P(χ2)<5%]，則表明數(shù)據(jù)質(zhì)量較差，則礦物顆粒來自不同的物源區(qū)）。也可用放射圖來判定裂變徑跡年齡是否由多個組分構(gòu)成。結(jié)合年齡組分頻率直方圖更能準確的區(qū)分混合物源的年齡及所占比例。2.方法3.存在問題

該方法的不足之處為：（1）沉積物的熱演化史可能使徑跡部分或全部退火，從而調(diào)整了徑跡的的年齡，使其不代表物源年齡。磷灰石的徑跡退火溫度較低，不宜作物源區(qū)的區(qū)分。（2）不適當(dāng)?shù)目涛g和統(tǒng)計、無法統(tǒng)計蛻晶質(zhì)高鈾鋯石等也會引起偏差，應(yīng)加以注意。

2.4.3.4沉積法

根據(jù)盆地鉆井、測井、地震等資料，經(jīng)過詳細的地層對比與劃分，作出某時期的地層等厚圖、沉積相展布圖等相關(guān)圖件，可推斷出物源區(qū)的相對位置，結(jié)合巖性、成分、沉積體形態(tài)、粒度、沉積構(gòu)造（波痕、交錯層等）、古流向及植物微體化石等資料，使物源區(qū)更具可靠性。2.4.3.5地球化學(xué)法

Mclennan（1993）分析總結(jié)了地球化學(xué)和同位素方法在限制沉積物源方面的應(yīng)用，其優(yōu)點是既可以應(yīng)用到富含基質(zhì)的砂巖和頁巖中，又可以確定物源的年齡和地球化學(xué)歷史。

1.全巖化學(xué)組分和釹同位素組成分析了五中物源類型：古老大陸上地殼、再循環(huán)沉積巖、年輕的未分異弧、年輕的分異弧和各種外來組分的特征。其中，最重要的是Nd同位素組成（反映平均物源年齡），Eu異常（反映地殼內(nèi)部巖漿分異作用），大離子親石元素的富集（即LILE，反映物源組分），堿土元素虧損（反映重礦物富集），Zr和Hf富集（反映重礦物富集）和Cr富集（反映超鎂鐵物源）。

（據(jù)Mclennan，1993）物源類型εNd+Eu/Eu*Th/ScTh/U其它古老大陸上地殼（OUC）≤-10≈0.60-0.70≈1.0＞3.8(頁巖)涉及主族元素組分再循環(huán)沉積巖（RSR）≤-10≈0.60-0.70≥1.0用示蹤元素分析重礦物聚集的證據(jù)（如Zr、Hf，REE）年輕未分異?。╕UA）≥+5≈1.0＜1.0＜3.0未涉及到主族元素（如低Si/Al,CIA），低LILE富集，組分變化大年輕分異弧、（YDA）≥+5≈0.50-0.90變化變化涉及到主族元素（如高Si/Al，CIA），高LILE富集，組分變化大外來組分：化學(xué)和同位素反映依賴于組分的特性，如非常高的Mg、Cr、Ni、V，Cr/V比值為蛇綠巖源巖的反映注：εNd+值僅代表現(xiàn)代沉積物。不同區(qū)帶類型之間的差異對古老巖石而言是存在的，但隨著年齡變新，將會變的越來越不明顯。確切值依賴于沉積年齡。

2.微量元素分析

Taylor等用REE、Th、Sc和高場強元素來確定源巖，其中相容元素和不相容元素的比值可用來區(qū)分長英質(zhì)和鎂鐵質(zhì)組分。

稀土模式可用來指示物源:LREE/HREE比值低，無Eu異常，則物源可能為基性巖石；

LREE/HREE比值高，有Eu異常，則物源多為硅質(zhì)巖。

La-Th-Sc、Th-Co-Zr/10、Th-Sc-Zr/10和La/Yi-Sc/Cr等圖解可用來判斷物源區(qū)所出的構(gòu)造環(huán)境，即大洋島弧、大陸島弧、活動大陸邊緣和被動大陸邊緣環(huán)境。

3.主元素用來判定物源

Bhatia（1983）、Roser（1988）提出了用泥質(zhì)、砂泥質(zhì)巖石的主要元素地化特征來判別物源類型，用K2O、Na2O、SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO等的判別圖來區(qū)別被動大陸邊緣、活動大陸邊緣和大洋島弧、大陸島弧物源區(qū)。該方法可作為微量元素法的補充。4.同位素方法

用巖石中同位素測年及其間的相互關(guān)系圖來判定物源類型和年齡，是一種更為精確的年代學(xué)物源判定方法。目前,發(fā)展最為迅速的是單顆粒礦物測年在物源研究中的應(yīng)用,因為它可以限定物源區(qū)巖石形成的事件年齡,從而極大地提高了利用重礦物分析物源的可靠性?，F(xiàn)在使用較多的為穩(wěn)定的鋯石和獨居石,它們的年齡可用U-Pb法、Pb-Pb法,Sm-Nd法等傳統(tǒng)的方法測試,如Gray等利用碎屑巖中礫石的U-Pb年齡研究了Appalachian前陸盆地的物質(zhì)來源。如果結(jié)合源區(qū)的變質(zhì)年齡和冷卻年齡,如白云母的Ar-Ar年齡、磷灰石和鋯石的裂變徑跡年齡,還可以揭示源區(qū)的演化史。

常用的方法為U-Pb、Sm-Nd、Ar、K-Ar、Rb-Sr法等，它們對物源區(qū)的構(gòu)造背景、性質(zhì)及其多樣性都可反映出來。鋯石U一Pb年齡譜

同一時期來源于不同山脈的巖石或同一山脈不同巖石類型(如花崗巖、古老變質(zhì)巖)的碎屑組分沉積于沉積盆地某一層位后，該層位巖石樣品中的錯石顆粒即包含了不同源區(qū)物源性質(zhì)與特征的諸多信息，該層位沉積物中顆粒鋯石U-Pb年齡頻譜中必然存在多個頻率峰值，每一個峰值代表了不同性質(zhì)的源區(qū)特征。因此選擇沉積盆地內(nèi)控制性層位的樣品，分選出鋯石顆粒，進行單顆粒鋯石U-Pb年齡測定，獲取盆地沉積物的U-Pb年齡譜系，可以了解某一沉積時期沉積物源區(qū)的多樣性，及盆地不同沉積時期物源性質(zhì)的變化特征，又由于源巖風(fēng)化搬運至毗嶺盆地沉積的時間間隔很短(約1Ma)，因此可推算出鋯石自U-Pb體系封閉至出露地表、遭受剝蝕的時間。

松潘一甘孜三疊系復(fù)理石盆地中、晚三疊世砂巖碎屑鋯石U一Pb頻譜年齡圖(據(jù)王岳軍等，1999)

要求：能從某一層位上的某一沉積巖樣品中分選出足量的鋯石顆粒，一般要求每個樣品30一50顆；同時必須對盆地周緣造山帶山脈的主要巖石類型、基底性質(zhì)及年代學(xué)格架等有較全面的理解。1.構(gòu)造抬升

構(gòu)造運動對物源位置、物質(zhì)成分及結(jié)構(gòu)、搬運路徑、甚至最終的沉積位置等方面的影響重大，不容忽視。構(gòu)造運動的持續(xù)性、間歇性控制著物源的相對位置，不同時期構(gòu)造運動的強弱、同一時期不同位置構(gòu)造運動的強弱、表現(xiàn)形式的差異動會在盆地內(nèi)沉積體中表現(xiàn)出來（如粒度、成分、層序結(jié)構(gòu)、厚度等），故在物源分析時，必須時刻考慮構(gòu)造背景、構(gòu)造運動的特點，其結(jié)論必須有構(gòu)造特征、構(gòu)造作用時代等方面的緊密支持。如造山帶物源區(qū)與盆地直接接觸時，在對盆地邊緣沖積扇體地層層序分析中，應(yīng)注意這些扇體的生長受源區(qū)的構(gòu)造作用和盆地邊緣的沉降作用共同控制。隨著物源區(qū)不斷向盆地的推進，剝蝕區(qū)也在變化，結(jié)果形成了地層的正向和逆向削頂層序，即礫石層序的多次的倒轉(zhuǎn)，它是漸進的物源區(qū)抬升作用的標志。2.4.3.6注意問題

2.剝蝕作用

沉積物在由物源區(qū)進入沉積位置之前都要經(jīng)歷一定距離的搬運過程，在該過程中，剝蝕作用占重要地位。剝蝕過程會使源區(qū)易分化物質(zhì)較多隨水流發(fā)生運移，耐分化物質(zhì)較少遭受改變，在低部位又可能有不同源區(qū)的外來組分的加入，致使最終沉積顆粒的成分與源區(qū)存在一定的差異。在應(yīng)用巖石學(xué)、地球化學(xué)方法判定物源時，應(yīng)對現(xiàn)今沉積物能在多大程度上代表源區(qū)成分，這一問題加以考慮，這也是物源分析中期待解決的一大難題?；瘜W(xué)變異指數(shù)提供了一種定量化規(guī)化硅酸鹽礦物分化度的方法，是對該問題的有益探索。3.利用元素地球化學(xué)來判斷源區(qū)時，要考慮碎屑沉積作用、沉積環(huán)境對化學(xué)元素配分的制約。沉積巖的化學(xué)組成在某種程度上示蹤源區(qū)地殼的組成，但由于元素在水體和沉積巖間的配分行為不同，使得沉積巖中某些元素的含量不能很好地指示物源區(qū)的陸殼組成。

4.同源區(qū)粒度不同的沉積巖其化學(xué)成分相差較大，一般認為，用粗粒沉積巖指示源區(qū)是不可靠的，細粒碎屑沉積巖則最能反映源區(qū)陸殼的平均組成。沉積過程中的粒度分選作用使得某些沉積巖極大地改變了沉積物中有關(guān)源區(qū)組成的記錄，查明碎屑沉積物在水流分選作用過程中化學(xué)元素的變化規(guī)律（含量變化及配分形式），選