摘要
研究区位于中亚构造带南缘东段,晚古生代沉积环境和构造背景是地学界研究热点问题之一。研究区林西组不整合覆盖于中二叠统哲斯组之上,为一套碎屑沉积建造,以林西组为研究对象开展对沉积相的研究,对研究区晚二叠世的构造背景及古亚洲洋东段的闭合时限具有重要指示意义。本文通过对林西地区出露的林西组露头剖面进行实地调研,并选取林西地区水泉村至西沟一带进行剖面实测工作和样品采集,在此基础上,以沉积学理论为指导,结合前人研究成果,以岩石学、古生物学、地球化学、粒度分析、碎屑岩轻矿物及岩屑分析等方法,对林西组沉积特征进行系统分析,对研究区林西组的地层划分、沉积相特征、沉积相模式、沉积相展布、物源方向及源区构造背景进行较为系统研究,取得了以下认识:研究区林西组岩性以复成分砾岩、岩屑砂岩、长石岩屑砂岩、岩屑质石英砂岩、泥岩为主。其底部以厚层至块状的砾岩层为主,中下及中上部以中薄层细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主,中部以厚层至块状的泥岩、泥质板岩为主,顶部以中厚层中细粒砂岩、细砂岩为主。砂岩样品粒度参数特征、概率累计曲线特征、萨胡沉积环境判别函数、C-M图特征、沉积环境判别散点图等表明,林西组沉积时期以牵引流为主,水动力条件总体呈现为减弱趋势,沉积环境表现为扇三角洲-湖泊环境。根据野外剖面调研以及室内综合分析,认为林西地区林西组可划分为扇三角洲相和湖泊相等两种相,扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相、滨浅湖亚相和半深湖-深湖亚相等四个亚相;并识别出辫状分流河道、漫滩沼泽、水下分流河道、河口坝、水下分流河道间、滨湖砂滩、浅湖砂坝等七个沉积微相。林西组沉积相模式的确定,表明林西组的沉积演化是伴随湖泊的产生、扩张、萎缩和消亡而发展的。通过编绘林西地区林西组早、中、晚三个时期的沉积相展布图,表明在林西组整个沉积时期,其湖盆中心在林西县北东方向的官地镇一带。研究区轻矿物及岩屑组分含量变化特征表明,林西组的物源主要来自于林西县南部地区,可能有少量来自于林西县繁荣的北西方向。根据岩屑组分特征分析以及结合Dickinson的源区构造背景图解Qt-F-L和Qm-FLt,表明林西组的物源主要来自再造山旋回带;在Qp-Lv-Ls和Lm-Lv-Ls图解上的投点分析,表明林西组大量物源组分具有碰撞缝合带的特征。结合林西地区晚二叠世的扇三角洲-湖泊沉积环境认识,认为古亚洲洋东段在晚二叠世前已经闭合。