内蒙古准格尔旗下侏罗统延安组砒砂岩地球化学特征及其对风化、物源的指示

[目的] 研究砒砂岩的风化程度和物源特征,为砒砂岩的深入研究及岩土侵蚀防治提供基础理论依据。[方法] 选取内蒙古准格尔旗下侏罗统延安组砒砂岩为研究对象,通过野外调查及试验研究,利用主量元素、微量元素及稀土元素地球化学方法对砒砂岩化学蚀变指数(CIA)、斜长石蚀变指数(PIA)、轻重稀土元素比(LREE/HREE)及相关微量、稀土元素关系进行了分析。[结果] ①准格尔旗下侏罗统延安组砒砂岩以SiO₂和Al₂O₃为主,大部分主量元素含量低于平均上地壳标准化值(UCC);地球化学分类图显示砒砂岩主要为页岩、亚长石砂岩和岩屑砂岩;砒砂岩CIA值为64.95～86.57,平均值为77.46。这与研究区周边的中三叠统二马营组特征较为一致,反映经历共同的岩石风化历史。②砒砂岩中粉砂岩和泥岩中各微量元素含量均高于砂岩,其中Ba含量最高,Zr次之;砒砂岩形成古温度为10.67～22.78 ℃,平均17.68 ℃,PIA值为70.48～97.13,平均值为89.76。③砒砂岩稀土元素配分模式与UCC一致,整体呈现轻稀土富集、重稀土亏损、弱负铕异常(δEu)特征;粉砂岩和泥岩总稀土(∑REE)、轻重稀土比(LREE/HREE)、(La/Yb)_N值均高于砂岩。这种分异主要是由于表生作用中岩石风化溶出的主要微量元素大多被黏土矿物吸附或水力分选所致。[结论] 内蒙古准格尔旗下侏罗统延安组砒砂岩为成分成熟度、分选程度较低的陆源碎屑沉积岩,源区经历了中等—强烈的化学风化;砒砂岩形成时为干旱—半湿润的古气候条件;砒砂岩稀土元素配分模式结合主、微量元素判别图指示延安组砒砂岩来自鄂尔多斯盆地北部阴山—大青山地区的海西—印支期花岗岩类。