王 策 梁新權(quán) 童傳新 劉 平 裴健翔 付建剛 蔣 英 周 云

(1．中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣州 510640;2．中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京 100049;3．中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 武漢 430074;4．中海石油有限公司湛江分公司 廣東湛江 524057)

0 引言

重礦物是物源區(qū)的重要標(biāo)志［1］，指碎屑巖中密度大于2．86 g/cm3的陸源碎屑礦物，因其穩(wěn)定性強(qiáng)，且具有耐磨蝕的特征，能夠較多的保留母巖的特征［2，3］，加上礦物的多樣性和一些因素對(duì)礦物組合的影響，使得重礦物分析作為最重要的方法廣泛應(yīng)用于砂巖物源的確定［4～7］。

鶯歌海盆地大地構(gòu)造位置上處于印支地塊、華南地塊與中國(guó)南海大陸架交接處，呈北西向展布，屬紅河斷裂帶在海域的延伸部位［8～10］，其形成和演化受控于紅河斷裂走滑與南海擴(kuò)張作用的雙重影響［9～11］。該盆地具有雙重結(jié)構(gòu)，即下第三系為斷陷，上第三系為坳陷，為典型的快速沉降和沉積的高溫高壓型盆地［12］?，F(xiàn)已鉆探25個(gè)構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)多個(gè)淺層氣田和含油氣構(gòu)造［13］，如DF1-1大氣田和LD22-1大氣田，儲(chǔ)量在 1 000×108m3和 300×108m3以上［11］。因其特殊的構(gòu)造背景、巨厚的沉積蓋層、強(qiáng)烈的泥底辟構(gòu)造以及豐富的天然氣資源等奇特的地質(zhì)現(xiàn)象，已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)［8，14］。

物源體系識(shí)別是鶯歌海盆地油氣勘探的重要問(wèn)題之一，已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注。鶯歌海盆地?fù)碛卸鄠€(gè)物源體系，包括越南北部、越南中南部以及海南島西部(瓊西)。瓊西作為鶯歌海盆地重要物源區(qū)之一，由一系列大小不一的河流為盆地帶來(lái)碎屑物質(zhì)，這些河流從北到南包括珠碧江、昌化江、北黎河、通天河、感恩河、望樓河和寧遠(yuǎn)河等。前人對(duì)海南島方面的物源進(jìn)行過(guò)一些研究［9，15～18］。武鳳良［16］通過(guò)層序地層學(xué)分析指出，鶯歌海盆地上漸新統(tǒng)凌水組以上的地層一般有三個(gè)物源方向，分別為紅河三角洲的長(zhǎng)源物源、海南隆起以及推測(cè)昆嵩隆起的短源物源;何家雄等［17］認(rèn)為鶯歌海泥底辟帶的物源主要來(lái)自盆地西北部越南方向遠(yuǎn)距離的紅河大物源體系，但也不能完全排除和低估海南島近物源體系的復(fù)合重疊的重大影響，一定有南海近物源體系對(duì)鶯歌海底辟帶的快速輸入;謝玉洪等［9，13］對(duì)盆地地震剖面、古地貌形態(tài)和鉆井巖心(巖屑)重礦物資料進(jìn)行研究，結(jié)果顯示盆地不同油氣構(gòu)造區(qū)物源體系均有所不同，即使同一構(gòu)造區(qū)在不同沉積層也存在差異，在盆地東部同一沉積層反映海南島物源的重礦物含量和組合在不同構(gòu)造區(qū)也有明顯變化，并指出盆地東部物源主要來(lái)自海南島諸河流;Yan Y et al．［18］對(duì)盆地物源的碎屑鋯石 U-Pb年齡研究后得出了海南島是鶯歌海重要且持久物源的結(jié)論;裴健翔等［15］在闡述中深層勘探面臨的主要問(wèn)題時(shí)指出，盆地內(nèi)同期發(fā)育的沉積體系相互交錯(cuò)、相互影響，造成各物源控制的沉積體系識(shí)別困難。顯然，已有研究成果表明，海南島物源對(duì)鶯歌海盆地有重要影響，是其主要物質(zhì)來(lái)源，但目前尚缺乏對(duì)鶯歌海盆地物源一個(gè)系統(tǒng)性的綜合研究，包括海南島和越南等源區(qū)重礦物和地球化學(xué)分析及對(duì)比，這樣限制了對(duì)鶯歌海盆地物源分析的準(zhǔn)確性。

本文對(duì)鶯歌海盆地東北部鄰區(qū)海南島西南部主要河流入?？谥厣暗V物研究成果，旨在建立從北到南不同流域的重礦物組合體系，為鶯歌海盆地儲(chǔ)層物質(zhì)來(lái)源分析提供在重砂礦物方面有效的識(shí)別標(biāo)志。

1 鶯歌海盆地東北部鄰區(qū)主要河流特征及其發(fā)育地質(zhì)背景

海南島位于鶯歌海盆地東北部鄰區(qū)，在大地構(gòu)造上處于華南地塊和印支地塊之間，具有復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造演化歷史［19］，是聯(lián)系印支半島和華南陸塊構(gòu)造演化的重要地區(qū)之一［20］。島內(nèi)地層發(fā)育較全，自中元古界至第四系，除缺失薊縣系、泥盆系以及侏羅系外，其它地層均有分布［21］，島內(nèi)巖漿巖分布廣泛，且具有多期次活動(dòng)特征。海南島西部現(xiàn)代主要入海河流發(fā)源位置及其地質(zhì)背景如圖1所示。

北部珠碧江發(fā)源于海南白沙縣中部的南高嶺，自南向北流至巷后折向西北流，進(jìn)入儋州市海頭鎮(zhèn)注入南海。珠碧江干流全長(zhǎng)約86 km，流域面積約1 100 km2。流經(jīng)區(qū)域廣泛出露早古生代基性火山巖和晚古生代—中生代的黑云二長(zhǎng)花崗巖、黑云花崗閃長(zhǎng)巖和花崗斑巖，以及古生界細(xì)碎屑沉積巖或淺變質(zhì)碎屑沉積巖，如千枚巖、板巖、變質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖等。

昌化江，也稱昌江，是海南島的第二大河流，它發(fā)源于海南瓊中黎母山林區(qū)的空示嶺，橫貫海南島的中西部，河流自東北向西南流過(guò)瓊中五指山，在樂(lè)東縣轉(zhuǎn)向西北，最后從東方市穿過(guò)昌江縣的昌化港西流入南海，在入海口沖出一個(gè)廣闊的喇叭口。昌化江干流全長(zhǎng)232 km，流域面積5 150 km2，總落差1 270 m。流經(jīng)區(qū)域廣泛出露晚古生代—中生代花崗巖和前寒武系—中生界變質(zhì)巖和碎屑沉積巖，如前寒武系云母石英片巖、石英巖、斜長(zhǎng)片麻巖和混合片麻巖，上古生界石英巖、絹云板巖、砂礫巖、灰?guī)r和基性火山巖，中生界砂巖、泥巖、砂礫巖，以及前寒武紀(jì)片麻狀二長(zhǎng)花崗巖和片麻狀花崗閃長(zhǎng)巖，晚古生代的黑云二長(zhǎng)花崗巖，中生代黑云正長(zhǎng)花崗巖、黑云二長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖、流紋巖以及安山巖等。

北黎河位于東方市北東向10 km，它發(fā)源于探貢水庫(kù)一帶，向西經(jīng)過(guò)南堯、唐馬園和北黎村，最終通過(guò)墩頭港入海，河流全長(zhǎng)22 km。流經(jīng)區(qū)域出露前寒武系變質(zhì)巖和前寒武紀(jì)—中生代巖漿巖，如前寒武系云母石英片巖、長(zhǎng)石石英巖，斜長(zhǎng)片麻巖、混合片麻巖和片麻狀花崗閃長(zhǎng)巖，以及晚古生代—中生代黑云二長(zhǎng)花崗巖。

通天河位于東方市南13 km處，發(fā)源于灣溪水庫(kù)和柴頭水庫(kù)一帶，向西經(jīng)過(guò)新龍鎮(zhèn)，通過(guò)通天港入海，河流全長(zhǎng)16 km。流經(jīng)區(qū)域主要出露前寒武系—古生界變質(zhì)巖和古生代—中生代巖漿巖，如前寒武系云母石英片巖和長(zhǎng)石石英巖，下古生界千枚巖、變質(zhì)砂巖、板巖以及基性火山巖，晚古生代—中生代斑狀英云閃長(zhǎng)巖和含斑黑云二長(zhǎng)花崗巖。

感恩河又稱雨龍河、城東河，發(fā)源于海南省東方市山豬嶺，上游由南向北，后折向西流，流經(jīng)陀烈谷地和陀興水庫(kù)至感城港出海。河長(zhǎng)63 km，流域面積37 km2。流經(jīng)區(qū)域出露古生界變質(zhì)巖、碎屑沉積巖以及中生代巖漿巖，如下古生界千枚巖、變質(zhì)砂巖、板巖、粉砂巖和絹云板巖，上古生界礫巖、灰?guī)r、砂巖和板巖，以及中元古代—中生代黑云二長(zhǎng)花崗巖、斑狀黑云正長(zhǎng)花崗巖等。

望樓河又名樂(lè)羅溪，發(fā)源于樂(lè)東縣尖峰嶺，向東流至坡毛園后折向西南，于樂(lè)東縣樂(lè)羅鎮(zhèn)注入南海。河流全長(zhǎng)87 km，流域面積827 km2，途徑長(zhǎng)茅水庫(kù)和石門水庫(kù)。流經(jīng)區(qū)域廣泛出露前寒武系—中生界變質(zhì)巖和碎屑沉積巖，如云母石英片巖、斜長(zhǎng)片麻巖、混合片麻巖、砂巖、泥巖、粉砂巖等，以及古生代—中生代黑云二長(zhǎng)花崗巖、角閃黑云花崗閃長(zhǎng)巖和安山—英安質(zhì)火山巖。

寧遠(yuǎn)河發(fā)源于海南保亭黎族苗族自治縣西部毛感鄉(xiāng)仙安石林南麓，在三亞崖城鎮(zhèn)注入南海。河流全長(zhǎng)84 km，流域面積1 020 km2。流經(jīng)區(qū)域出露古生界變質(zhì)巖和碎屑沉積巖，如變質(zhì)砂巖、千枚巖、石英巖、礫巖、砂巖、板巖和灰?guī)r，晚古生代和中生代黑云二長(zhǎng)花崗巖、角閃黑云花崗閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖、流紋巖、安山巖以及玄武巖。

圖1 鶯歌海盆地東北部鄰區(qū)主要河流發(fā)源位置、地質(zhì)背景及采樣點(diǎn)Fig．1 Water systems，geological setting and sampling position in adjacent area of northeastern Yinggehai Basin

2 樣品采集與處理

研究以鶯歌海盆地東北部鄰區(qū)主要河流為向?qū)?，在海南島西部的珠碧江、昌化江、北黎河、通天河、感恩河、望樓河和寧遠(yuǎn)河7大河流體系的入?？谔幉杉?個(gè)現(xiàn)代河砂樣品(采樣點(diǎn)見圖1)，采樣深度為地表10～20 cm，面積約10～15 m2范圍，重量不少于4 kg，將得到的樣品進(jìn)行重砂礦物分析鑒定，實(shí)驗(yàn)步驟如下:

(1)取原樣用去離子水和雙氧水浸泡2 d，篩選出0．27～0．063 mm粒級(jí)沉積物樣品，用去離子水清洗2～3遍，然后進(jìn)行低溫(＜60℃)烘干，稱重。

(2)將烘干的樣品放入裝有三溴甲烷(密度為2．88 g/cm3)的定制分離儀器中，充分?jǐn)嚢?、靜置，進(jìn)行輕重礦物分離，分離后的重礦物用酒精沖洗2～3次后放入60℃恒溫箱中烘干，稱重。

(3)將重礦物鋪在玻璃板上進(jìn)行磁選，分離出的磁性礦物和無(wú)磁性礦物，分別稱重后記錄。

(4)經(jīng)上述三個(gè)步驟樣品被分成輕礦物和重礦物(磁性組和無(wú)磁性組)，分別進(jìn)行雙目鏡鑒定、每個(gè)樣品的鏡下鑒定﹥600粒礦物，計(jì)算每個(gè)樣品中每種礦物的顆粒百分比。對(duì)細(xì)粒、無(wú)晶形者比較難認(rèn)礦物，配合油浸法進(jìn)行有效鑒別。

2．1 重礦物含量鑒定結(jié)果

各樣品重礦物分析鑒定結(jié)果見表1和圖2。根據(jù)對(duì)河砂的沉積環(huán)境及源區(qū)的分析，將其重礦物分為以下幾類組合:(1)穩(wěn)定礦物組合，主要包括鋯石、電氣石、金紅石、銳鈦礦和白鈦石;(2)較穩(wěn)定礦物組合，主要包括石榴石和磷灰石;(3)不穩(wěn)定礦物組合，主要為角閃石、綠簾石和輝石;(4)沉積指相礦物，包括褐鐵礦和黃鐵礦。

北部珠碧江樣品(2012HT01)以鈦鐵礦、綠簾石和透閃石為主，占45．8%;次為電氣石、鋯石和榍石，占22．5%;其它重砂礦物占31．6%。其中穩(wěn)定礦物占到27．0%，不穩(wěn)定礦物占17．9%。重礦物組合為鈦鐵礦+綠簾石+透閃石+電氣石+鋯石+榍石。

北部昌化江樣品(2012CH01)以鈦鐵礦、鋯石和磁鐵礦為主，占58．7%;次為榍石、白鈦石和褐鐵礦，占22．0%;其它重砂礦物占19．2%。其中穩(wěn)定礦物占30．9%，不穩(wěn)定礦物占8．7%。重礦物組合為鈦鐵礦+鋯石+磁鐵礦+榍石+白鈦石。

中部北黎河(2012DT01)和通天河樣品(2012TT01)以鈦鐵礦、電氣石和鋯石為主，分別占45．7%和 38．6%，平均 42．1%;次為磁鐵礦、透閃石、白鈦石和銳鈦礦，分別占 24．6%和 20．7%，平均 22．7%。其中穩(wěn)定礦物分別為 37．9%和 44．6%，平均 41．3%，不穩(wěn)定礦物分別為13．3%和3．4%，平均8．3%。重礦物組合為鈦鐵礦+電氣石+鋯石+磁鐵礦+透閃石+白鈦石+銳鈦礦。

中部感恩河樣品(2012GE01)重礦物含量與組合相對(duì)北部和南部河流變化較大，以鋯石、褐鐵礦和榍石為主，占69．8%;次為磁鐵礦、鈦鐵礦和電氣石，占20．6%。其中穩(wěn)定礦物占 53．9%，不穩(wěn)定礦物占2．7%。重礦物組合為鋯石+褐鐵礦+榍石+磁鐵礦+電氣石+鈦鐵礦。

南部望樓河樣品(2012WL01)和寧遠(yuǎn)河樣品(2012YC01)以磁鐵礦、鋯石、榍石和鈦鐵礦為主，分別占 66．5%和 53．5%，平均 59．9%;次為綠簾石、褐鐵礦和輝石，分別占 20．8%和 29．7%，平均 25．3%。其中穩(wěn)定礦物分別為 20．6%和 25．2%，平均 22．9%，不穩(wěn)定礦物分別為15．1%和19．2%，平均17．1%。重礦物組合為磁鐵礦+鋯石+榍石+鈦鐵礦+綠簾石+褐鐵礦。

2．2 重礦物顆粒特征鑒定結(jié)果

在對(duì)樣品不同礦物顆粒進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，鏡下觀察重礦物顆粒特征，主要包括礦物顏色、晶體形態(tài)、磨圓度以及晶體大小。各河流樣品重砂礦物特征描述見表2。

表1 鶯歌海盆地東北部鄰區(qū)主要河流重礦物組成含量百分比及特征指數(shù)Table 1 Composition percentage content，ATi，MZi，GZi and ZTR of heavy minerals of main water systems in adjacent area of northeastern Yinggehai Basin

從表2可以看出，北部珠碧江重礦物中穩(wěn)定礦物多為棱角狀、粒狀和柱狀，少數(shù)次滾圓狀，磨圓度相對(duì)對(duì)較差。鋯石呈黃色、白色等，以柱狀為主，少量還含有包體，且多具裂紋;金紅石呈褐紅、黑色，粒狀為主，個(gè)別為柱狀，延長(zhǎng)系數(shù)為 1．5～2．0;電氣石為褐色、綠色，多為棱角狀，少數(shù)具有磨圓。不穩(wěn)定礦物晶型較好，輝石、角閃石等多呈柱狀，反映出未經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離搬運(yùn)的特征。礦物特征顆粒特征顯示該河流樣品為近距離物源。

表2 不同河流重礦物顆粒特征Table 2 Particle characteristics of heavy mineral in different rivers

北部昌化江礦物磨圓度較好，多呈次滾圓狀、粒狀，部分為圓角狀(表2)。鋯石、金紅石和電氣石等穩(wěn)定礦物均有磨圓，且以次滾圓粒狀為主;榍石為黃色、灰白色，呈現(xiàn)不規(guī)則的圓角狀，顯示出較好的磨圓度。不穩(wěn)定重礦物含量低且有磨圓。礦物顆粒特征表明昌化江流域樣品經(jīng)歷了長(zhǎng)距離的搬運(yùn)，為遠(yuǎn)距離物源。

中部北黎河和通天河穩(wěn)定礦物多為柱狀、粒狀、小部分見磨圓(表2)。鋯石呈白色、淺玫瑰色，以柱狀為主，少數(shù)顆粒有裂紋發(fā)育;金紅石為褐色、紅色和黑色，次棱角柱狀到粒狀。綠簾石、輝石和角閃石等不穩(wěn)定礦物含量較高，多為棱角至次棱角柱狀，磨圓較差。礦物顆粒特征反映北黎河和通天河樣品物源主要來(lái)自近源區(qū)，未經(jīng)歷遠(yuǎn)距離搬運(yùn)。

中部感恩河穩(wěn)定礦物含量高，但穩(wěn)定礦物晶型較好，磨圓度差(表2)。鋯石、金紅石和電氣石等穩(wěn)定礦物多呈棱角到次棱角柱狀，反映未經(jīng)歷遠(yuǎn)距離搬運(yùn)的特征。鋯石以黃色、紅色為主，少量淺玫瑰色，偶見包體存在。不穩(wěn)定礦物含量低，多為粒狀、柱狀。礦物顆粒特征反映中部感恩河樣品為近距離物源。

南部望樓河和寧遠(yuǎn)河穩(wěn)定礦物晶型較好(表2)，鋯石呈黃色、淺玫瑰色，以棱角到次棱角狀為主，多數(shù)晶體內(nèi)部含淺色包體，晶體大小集中在0．10～0．13 mm;金紅石、電氣石、銳鈦礦和白鈦石主要呈柱狀和粒狀，磨圓較差。不穩(wěn)定礦物綠簾石、輝石等含量高，且磨圓差，礦物成熟度相對(duì)低。礦物顆粒特征反映兩條河流樣品搬運(yùn)距離均不遠(yuǎn)，應(yīng)以近距離物源為主。

3 物源分析

3．1 重礦物組合及物源

砂巖中重礦物組合的成分可能很大程度上受風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積和成巖作用過(guò)程的影響［7］，通過(guò)重礦物組合特征，可以判斷物源區(qū)母巖類型及其形成背景，推測(cè)物源搬運(yùn)距離［5，7，22］。根據(jù)表 1 做重礦物顆粒百分含量柱狀圖(圖2)。

一般認(rèn)為金紅石、藍(lán)晶石和石榴石是中高級(jí)變質(zhì)巖中的主要礦物，存在于金紅石大理巖和藍(lán)晶石片麻巖中;鉻尖晶石與基性—超基性侵入巖有關(guān);鈦鐵礦與輝長(zhǎng)—輝綠巖或二長(zhǎng)花崗巖有關(guān);磁鐵礦、鈦鐵礦、銳鈦礦、輝石和角閃石是基性巖漿巖存在的標(biāo)志［23］;鋯石存在于不同的巖石類型(碎屑沉積巖、變質(zhì)巖和巖漿巖)中，但鋯石的磨圓度能反映物源搬運(yùn)的相對(duì)距離。

ZTR指數(shù)(表1)用于判斷重礦物成熟度，由Hubert［4，24］首次提出，指鋯石、金紅石和電氣石的透明礦物的百分含量，系統(tǒng)的分析可用于判斷物源距離和方向［3，6，7，25～28］。

圖2 主要河流體系重礦物百分含量柱狀圖Fig．2 Content histogram of heavy minerals from main water systems

(1)北部珠碧江，鋯石、電氣石、金紅石和榍石含量高，是典型的酸性巖漿巖的產(chǎn)物，可能主要由流經(jīng)區(qū)域的紅嶺和娥黃嶺一帶所出露的晚古生代—中生代花崗巖［31］風(fēng)化剝蝕提供;鈦鐵礦、磁鐵礦和鉻尖晶石是中—基性火成巖存在的標(biāo)志，可能為該流域邦溪—雅星—珠碧江農(nóng)場(chǎng)一帶所出露的奧陶紀(jì)基性火山巖提供的碎屑物質(zhì)［30，31］;綠簾石是蝕變或變質(zhì)作用的產(chǎn)物，可以從斜長(zhǎng)石、輝石和角閃石中析出而形成綠簾石族礦物，在綠片巖相中有廣泛發(fā)育。此外，綠簾石也為基性巖漿巖動(dòng)力變質(zhì)的常見礦物。綠簾石與石榴石和藍(lán)晶石通常反映了變質(zhì)巖的物源。邦溪—雅星—珠碧江農(nóng)場(chǎng)一帶早古生代基性火山巖都發(fā)生了中—高級(jí)變質(zhì)作用［30，31］。樣品穩(wěn)定礦物磨圓較差，不穩(wěn)定礦物晶型好，反映物源以近源為主。其ZTR指數(shù)偏低，為19%(表1)，反映沉積物重礦物的成熟度低，可能是來(lái)自不同巖石類型和不同距離的各種密度的碎屑礦物大量堆積，稀釋了穩(wěn)定重礦物的相對(duì)含量，而導(dǎo)致重礦物成熟度降低。

(2)北部昌化江顯示鋯石、榍石、鈦鐵礦、磁鐵礦和白鈦石等重砂礦物含量高，反映該組合母巖主要為酸性和基性巖漿巖，其次為沉積巖和變質(zhì)巖。這與流域在通什和昌江地區(qū)大面積出露的晚古生代—中生代花崗巖，樂(lè)東到昌江段前寒武系—中生界碎屑沉積巖、變質(zhì)巖和中—基性火成巖密切相關(guān)［21］。鋯石作為穩(wěn)定礦物產(chǎn)于各類火成巖、變質(zhì)巖和碎屑沉積巖中，可以通過(guò)不同距離搬運(yùn)富集［25］。主要礦物磨圓度較好，不穩(wěn)定重礦物含量低且部分有磨圓，說(shuō)明物源主要來(lái)自遠(yuǎn)源區(qū)。昌化江樣品ZTR指數(shù)與珠碧江的相似，約為21%(表1)，可能反映沉積物中來(lái)自不同巖石類型和不同距離的各種密度的碎屑礦物大量堆積，稀釋了穩(wěn)定重礦物的相對(duì)含量。

(3)中部北黎河和通天河重礦物組合中，電氣石和鋯石主要來(lái)自區(qū)域大規(guī)模出露的酸性巖漿巖，應(yīng)為河流東部中元古代和中部晚古生代花崗巖風(fēng)化剝蝕的結(jié)果。鈦鐵礦、磁鐵礦和銳鈦礦組合反映基性火山巖的母巖特征。此外，還有變質(zhì)巖母巖的存在，這與北黎河和通天河流經(jīng)區(qū)域公愛(ài)和抱板等地區(qū)分布的前寒武系變質(zhì)巖和早古生代中—基性火成巖相一致。穩(wěn)定礦物磨圓較差，不穩(wěn)定礦物含量一般，但晶型較好。樣品ZTR指數(shù)亦偏低，只有24%～26%，反映重礦物成熟度不高，有大量其它密度碎屑物質(zhì)的加入。

(4)中部感恩河重礦物含量與組合相對(duì)北部和南部河流變化比較大。重礦物以穩(wěn)定—極穩(wěn)定礦物為主，鋯石、榍石和電氣石含量高反映源區(qū)主要為酸性巖漿巖，其次還有中—基性巖漿巖。物源應(yīng)來(lái)自尖峰嶺一帶中生代花崗巖和區(qū)域中—基性侵入巖巖脈［21］。該河流ZTR指數(shù)大，為51%(表1)，顯示礦物成熟度高。但鋯石等穩(wěn)定礦物大都呈棱角到次棱角柱狀，磨圓較差，反映出物源大都為近距離來(lái)源的酸性巖漿巖。

(5)南部望樓河和寧遠(yuǎn)河重礦物組合表明母巖物源復(fù)雜，含量較高的鋯石、榍石、金紅石主要來(lái)自區(qū)域大面積出露的晚古生代—中生代酸性巖漿巖(如花崗巖);磁鐵礦、鈦鐵礦、輝石、角閃石和銳鈦礦反映出基性巖漿巖的母巖類型，與高峰和豪崗嶺等地出露的中生代中—基性巖漿巖有關(guān);綠簾石和輝石則來(lái)自毛感西部一帶下古生界變質(zhì)巖，白鈦石、褐鐵礦以及磨圓度好的鋯石、金紅石可能與毛感、高峰等地區(qū)中生界沉積巖相關(guān)。穩(wěn)定礦物晶型較好，不穩(wěn)定礦物含量高，兩條河流的ZTR指數(shù)較小(表1)，反映成熟度相對(duì)比較低，源區(qū)巖石多樣，搬運(yùn)距離不遠(yuǎn)，應(yīng)以近距離物源為主。

3．2 重礦物指數(shù)分析

單顆粒重礦物含量比值具有一定的源區(qū)意義［3］。由于一些特殊重礦物之間的比值能夠抵抗在沉積循環(huán)過(guò)程中的變化，因此可以很好的反應(yīng)母巖的特征［7］，常采用的比值包括 ATi、MZi和 GZi。ATi可以指示層序是否受到酸性地下水循環(huán)的影響［6］，常用于判斷火山巖中磷灰石的風(fēng)化程度;MZi用于指示深埋物源的數(shù)量和特征;GZi可以判斷石榴石的穩(wěn)定性和其變質(zhì)巖物源特征。瓊西主要河流的ATi、MZi和GZi特征指數(shù)見表1。

ATi指數(shù)除中部北黎河、通天河低(＜5)外，其它南、北部河流都出現(xiàn)比較高(＞13)的變化特征(表1)。中部北黎河、通天河ATi指數(shù)低，可能與母巖成分中磷灰石含量少或磷灰石經(jīng)歷了強(qiáng)烈的風(fēng)化作用有關(guān)。北部珠碧江、昌化江和南部的感恩河、望樓河、寧遠(yuǎn)河ATi指數(shù)相對(duì)中部河流樣品高，顯示出這三條河流流經(jīng)區(qū)域源區(qū)火成巖風(fēng)化程度較弱。

MZi指數(shù)在瓊西河流中普遍較低(平均2．3)，南部地區(qū)三條水系(感恩河、望樓河、寧遠(yuǎn)河)均為0(表1)，推測(cè)這三條河流沒(méi)有或很少有深源物質(zhì)的加入。北部河流樣品中MZi指數(shù)雖然不高，但在樣品中出現(xiàn)說(shuō)明其對(duì)應(yīng)河流中酸性深成侵入巖的類型較為普遍。

GZi指數(shù)呈現(xiàn)出北部和中部高(平均23．7)而南部低(平均6．8)的變化特征(表1)，說(shuō)明北部和中部地區(qū)來(lái)自變質(zhì)巖的物源多于南部。珠碧江、北黎河和感恩河很高的GZi值表明這三條河流流域變質(zhì)巖母巖的存在更為普遍，這與北部和中部地區(qū)出露較多的前寒武系變質(zhì)巖和上古生界碳酸鹽巖在受到后期巖漿活動(dòng)發(fā)生熱變質(zhì)和接觸變質(zhì)作用形成較多的變質(zhì)礦物有關(guān)。

ATi與GZi指數(shù)相關(guān)性分析對(duì)于準(zhǔn)確判斷源區(qū)巖石類型十分有利［25～27］。瓊西主要河流體系重礦物ATi指數(shù)和GZi指數(shù)相關(guān)性分析結(jié)果見圖3。

圖3 重礦物ATi指數(shù)和GZi指數(shù)相關(guān)性圖Fig．3 ATi and GZi correlation of heavy minerals

如圖3所示，瓊西主要河流主要受三類不同的母巖組合類型控制。

第一類ATi指數(shù)較低而GZi指數(shù)均＞25(圖3中I)，表明石榴石含量相對(duì)較高，而磷灰石含量相對(duì)低。對(duì)應(yīng)的河流為寧遠(yuǎn)河、望樓河和昌化江，與寧遠(yuǎn)河和望樓河的重礦物組合分組相對(duì)應(yīng)。母巖來(lái)自昌化江流域和南部地區(qū)出露大面積酸性巖漿巖、前寒武系—下古生界變質(zhì)巖以及區(qū)域出露的中—基性火山巖和沉積巖。

第二類GZi指數(shù)與ATi指數(shù)相對(duì)接近，GZi值在10～20之間(圖3中Ⅱ)，對(duì)應(yīng)感恩河和珠碧江，反映相似的母巖類型，主要為酸性和中—基性巖漿巖，這與區(qū)域出露的黑云母二長(zhǎng)花崗巖、中—基性侵入巖相對(duì)應(yīng)。

第三類ATi指數(shù)較高而GZi低(圖3中Ⅲ)，表明磷灰石含量相對(duì)高，而石榴石含量相對(duì)低。對(duì)應(yīng)河流為北黎河和通天河，母巖為流域出露酸性巖漿巖和前寒武系—下古生界變質(zhì)巖、上古生界碳酸鹽巖受區(qū)域巖漿作用形成的低級(jí)變質(zhì)巖等。

ATi與GZi指數(shù)相關(guān)性分析與根據(jù)重礦物組合特征分組得到的結(jié)果基本一致，進(jìn)一步驗(yàn)證了同一組河流物源的相似性。

4 結(jié)論

對(duì)瓊西七條河流樣品重礦物含量、組合類型以及特征指數(shù)研究，得到以下結(jié)論:

(1)瓊西主要河流砂巖重礦物組合在不同流域之間存在明顯差異，可分為五組，分別對(duì)應(yīng)不同的重礦物組合和母巖類型。北部珠碧江重礦物組合為鈦鐵礦+透閃石+綠簾石+鋯石+榍石+電氣石;北部昌化江為鈦鐵礦+鋯石+磁鐵礦+榍石+白鈦石;中部北黎河和通天河為鈦鐵礦+電氣石+鋯石+磁鐵礦+透閃石+白鈦石+銳鈦礦;中部感恩河為鋯石+褐鐵礦+榍石+磁鐵礦+電氣石+鈦鐵礦;南部望樓河和寧遠(yuǎn)河為磁鐵礦+鋯石+榍石+鈦鐵礦+綠簾石+褐鐵礦。

(2)重礦物顆粒、含量以及其ZTR指數(shù)與區(qū)域巖石出露特征等表明昌化江樣品以遠(yuǎn)距離物源為主，其它河流以近距離物源為主。ATi指數(shù)、MZi指數(shù)和GZi指數(shù)分析表明河流砂巖的母巖中多有火山物質(zhì)的加入，并在中部地區(qū)經(jīng)受了較強(qiáng)烈的風(fēng)化。北部和中部河流母巖中有深源物質(zhì)的存在，中酸性深成侵入巖的類型較為普遍，且來(lái)自變質(zhì)巖的物源多于南部。這與海南島地表出露的巖石以及河流的發(fā)源、流經(jīng)區(qū)域相一致。

(3)由于鶯歌海盆地東北部鄰區(qū)不同水系的重礦物組合和反映的物源特征存在較大差異，且重礦物特征與其源巖性質(zhì)有較好的響應(yīng)，因此研究結(jié)果對(duì)開展鶯歌海盆地物源對(duì)比分析具有重要意義，可作為該盆地天然氣儲(chǔ)層分析的物源依據(jù)。

致謝 感謝兩位評(píng)審專家的寶貴意見，同時(shí)感謝中海石油有限公司湛江分公司在研究過(guò)程中提供的幫助。

References)

1 和鐘鏵，劉招君，張峰．重礦物在盆地分析中的應(yīng)用研究進(jìn)展［J］．地質(zhì)科技情報(bào)，2001，20(4):29-32［He Zhonghua，Liu Zhaojun，Zhang Feng．Latest progress of heavy mineral research in the basin analysis［J］．Geological Science and Technology Information，2001，20(4):29-32］

2 姜建偉，張家博，吳官生，等．下二門地區(qū)重礦物特征與物源分析［J］．石油天然氣學(xué)報(bào)，2011，33(12):17-22［Jiang Jianwei，Zhang Jiabo，Wu Guansheng，et al．Analysis for heavy mineral characteristics and sources in Xiaermen area of Biyang sag［J］．Journal of Oil and Gas Technology，2011，33(12):17-22］

3 趙紅格，劉池洋．物源分析方法及研究進(jìn)展［J］．沉積學(xué)報(bào)，2003，21(3):409-415［Zhao Hongge，Liu Chiyang．Approaches and prospects of provenance analysis［J］．Acta Sedimentologica Sinica，2003，21(3):409-415］

4 Hubert J F．A zircon-tourmaline-rutile maturity index and the interdenpence of the composition of heavy mineral assemblages with the gross composition and texture of sandstone［J］．Geology Journal of Sedimentary Petrology，1962，30(3):440-450

5 Pettijohn F J，Potter P E，Siever R．Sand and Sandstone［M］，Springer，1987

6 Morton A C，Hallsworth C R．Processes controlling the composition of heavy mineral assemblages in sandstones［J］．Sedimentary，1999，124(1/2/3/4):3-29

7 Morton A C，Hallsworth C R．Identifying provenance-specific features of detrital Heavy mineral assemblages in sandstones［J］．Sediment Geol，1994，90(3/4):241-256

8 萬(wàn)志峰，夏斌，徐力峰，等．鶯歌海盆地構(gòu)造演化動(dòng)力學(xué)機(jī)制探討［J］．海洋通報(bào)，2010，29(6):654-657［Wan Zhifeng，Xia Bin，Xu Lifeng，et al．Study on the dynamic mechanism of tectonic evolution in Yinggehai Basin［J］．Marine Science Bulletin，2010，29(6):654-657］

9 謝玉洪，范彩偉．鶯歌海盆地東方區(qū)黃流組儲(chǔ)層成因新認(rèn)識(shí)［J］．中國(guó)海上油氣，2010，22(6):354-359［Xie Yuhong，F(xiàn)an Caiwei．Some new knowledge about the origin of Huangliu Formation reservoirs in Dongfang area，Yinggehai Basin［J］．China Offshore Oil and Gas，2010，22(6):354-359］

10 鐘志洪，王良書，夏斌，等．鶯歌海盆地成因及其大地構(gòu)造意義［J］．地質(zhì)學(xué)報(bào)，2004，78(3):302-309［Zhong Zhihong，Wang Liangshu，Xia Bin，et al．The dynamics of Yinggehai Basin formation and its tectonic significance［J］．Acta Geologica Sinica，2004，78(3):302-309］

11 朱偉林，張功成，高樂(lè)．南海北部大陸邊緣盆地油氣地質(zhì)特征與勘探方向［J］．石油地質(zhì)，2008，29(1):1-9［Zhu Weilin，Zhang Gongcheng，Gao Le．Geological characteristics and exploration objectives of hydrocarbons in the northern continental margin basin of South China Sea［J］．Acta Petrolei Sinica，2008，29(1):1-9］

12 金博，劉震，李緒深．鶯歌海盆地天然氣底辟優(yōu)勢(shì)聚集規(guī)律及勘探意義［J］．吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版，2009，39(2):196-203［Jin Bo，Liu Zhen，Li Xushen．The dominant principle on natural gas accumulation of mud-fluid diapirs and significance on exploration in Yinggehai Basin［J］．Journal of Jilin University:Earth Science Edition，2009，39(2):196-203］

13 謝玉洪．構(gòu)造活動(dòng)型盆地層序分析及天然氣成藏模式——以鶯歌海盆地為例［M］，北京:地質(zhì)出版社，2009［Xie Yuhong．The sequence statigraphy analysis in a tectonically active basin and accumulation conditions and models of natural gas-A case study in Yinggehai Basin［M］．Beijing:Geologvcal Publishing House，2009］

14 郭令智，鐘志洪，王良書，等．鶯歌海盆地周邊區(qū)域構(gòu)造演化［J］．高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2001，7(1):1-12 ［Guo Lingzhi，Zhong Zhihong，Wang Liangshu，et al．Regional tectonic evolution around Yinggehai Basin of South China Sea［J］．Geological Journal of China University，2001，7(1):1-12］

15 裴健翔，于俊峰，王立峰，等．鶯歌海盆地中深層天然氣勘探的關(guān)鍵問(wèn)題及對(duì)策［J］．石油學(xué)報(bào)，2011，32(4):573-579［Pei Jianxiang，Yu Junfeng，Wang Lifeng，et al．Key challenges and strategies for success of natural gas exploration in mid-deep strata of the Yinggehai Basin［J］．Acta Petrolei Sinica，2011，32(4):573-579］

16 武鳳良．鶯歌海盆地天然氣成藏條件探討［J］．天然氣工業(yè)，1997，17(6):6-10［Wu Fengliang．Discussion on the formation conditions of gas reservoirs in Yinggehai Basin［J］．Natural Gas Industry，1997，17(6):6-10］

17 何家雄，夏斌，劉寶明，等．瓊西鶯歌海盆地中深層天然氣成藏條件分析及其與淺層成藏條件的比較［J］．地質(zhì)通報(bào)，2005，24(1):9-15［He Jiaxiong，Xia Bin，Liu Baoming，et al．Analysis of conditions of formation of middle-and deep-level gas accumulations in the Yinggehai Basin west of Hainan Island and their comparison with those of shallow-level gas accumulations［J］．Geological Bulletin of China，2005，24(1):9-15］

18 Yan Y，Carter A，Palk C，et al．Understanding sedimentation in the Song Hong-Yinggehai Basin，South China Sea［J］．Geochem Geophy Geosy，2011，12(6):1-15

19 張業(yè)明，謝才富，付太安，等．海南島地質(zhì)構(gòu)造演化芻論［J］．科學(xué)技術(shù)與工程，2005，5(20):1485-1487［Zhang Yeming，Xie Caifu，F(xiàn)u Taian，et al．Tectonic evolution of Hainan Island［J］．Science Technology and Engineering，2005，5(20):1485-1487］

20 陳新躍，王岳軍，范蔚茗，等．瓊西南NE向韌性剪切帶構(gòu)造特征及其40Ar-39Ar年代學(xué)約束［J］．地球化學(xué)，2006，35(5):479-488［Chen Xinyue，Wang Yuejun，F(xiàn)an Weiming，et al．Microstructure characteristics of NE trend ductile shear zones of southwestern Hainan:Constraints from40Ar-39Ar geochronology［J］．Geochimica，2006，35(5):479-488］

21 海南省地方志辦公室．海南省地質(zhì)礦產(chǎn)志［M］．上海:南海出版公司，2004［Hainan province office of local chronicles．The Records of Geology and Mineral Resources of Hainan Province［M］．Shanghai:Nanhai Publishing Company，2004］

22 邵磊，李長(zhǎng)安，張玉芬，等．長(zhǎng)江川江段現(xiàn)代沉積物的重礦物組合特征［J］．地質(zhì)科技情報(bào)，2010，29(3):49-54［Shao Lei，Li Chang’an，Zhang Yufen，et al．Heavy mineral assemblages in modern sediments of the Chuanjiang River［J］．Geological Science and Technology Iinformation，2010，29(3):49-54］

23 錢一雄，何治亮，蔡習(xí)堯，等．塔中西北部上泥盆統(tǒng)東河砂巖與志留系砂巖中重砂礦物特征與地質(zhì)意義［J］．巖石礦物學(xué)雜志，2007，26(2):147-154［Qian Yixiong，He Zhiliang，Cai Xiyao，et al．Characteristics of heavy minerals from Upper Devonian Donghe sandstone and Silurian sandstone in western Tazhong area，Tarim Basin，and their geological implications［J］．Acta Petrologica et Mineralogica，2007，26(2):147-154］

24 Hubert J F．Syngenetic Bleached Borders on Detrital Red Beds of the Fountain Formation，F(xiàn)ront Range，Colorado［J］．Geological Society America Bulletin，1960，71(1):95-98

25 向緒洪，邵磊，喬培軍，等．珠江流域沉積物重礦物特征及其示蹤意義［J］．海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2011，31(6):27-35［Xiang Xuhong，Shao Lei，Qiao Peijun，et al．Characteristics of heavy minerals in Pearl River sediments and their implications for provenance［J］．Marine Geology＆ Quaternary Geology，2011，31(6):27-35］

26 王中波，楊守業(yè)，李萍，等．長(zhǎng)江水系沉積物碎屑礦物組成及其示蹤意義［J］．沉積學(xué)報(bào)，2006，24(4):570-578［Wang Zhongbo，Yang Shouye，Li Ping，et al．Detrital mineral compositions of the Changjiang River sediments and their tracing implications［J］．Acta Sedimentologica Sinica，2006，24(4):570-578］

27 康春國(guó)，李長(zhǎng)安，王節(jié)濤，等．江漢平原沉積物重礦物特征及其對(duì)三峽貫通的指示［J］．地球科學(xué)，2009，34(3):419-427［Kang Chunguo，Li Chang’an，Wang Jietao，et al．Heavy minerals characteristics of sediments in Jianghan Plain and its indication to the forming of the Three Gorges［J］．Earth Science，2009，34(3):419-427］

28 王國(guó)茹，陳洪德，朱志軍，等．川東南—湘西地區(qū)志留系小河壩組砂巖中重礦物特征及地質(zhì)意義［J］．成都理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2011，38(1):7-14［Wang Guoru，Chen Hongde，Zhu Zhijun，et al．Characteristics and geological implications of heavy minerals in Lower Silurian Xiaoheba Formation sandstones in Southeast Sichuan-West Hunan［J］．Journal of Chengdu University of Technology:Science＆ Technology Edition，2011，38(1):7-14］

29 汪嘯風(fēng)．海南島地質(zhì)(二)巖漿巖［M］．北京:地質(zhì)出版社，1991［Wang Xiaofeng．Geology of Hainan(2)Magmatic Rocks［M］．Beijing:Geological Publishing House，1991］

30 許德如，范蔚茗，梁新權(quán)，等．海南島元古宙變質(zhì)基底性質(zhì)和地殼增生的Nd、Pb同位素制約［J］．高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2001，7(2):146-157［Xu Deru，F(xiàn)an Weiming，Liang Xinquan，et al．Characteristic of proterozoic metamorphic basement in Hainan island and its implication for crustal growth Nd and Pb isotope constraints［J］．Geological Journal of China Universities，2001，7(2):146-157］

31 張業(yè)明，付建明，趙子杰，等．海南島西部變基性火山巖的巖石特征及 Sm-Nd同位素定年［J］．礦物巖石，1998，15(1):79-84［Zhang Yeming，F(xiàn)u Jianming，Zhao Zijie，et al．Petrographic characteristics and Sm-Nd isotopic dating of the metamorphic basic volcanic rocks in western part of Hainan island［J］．Journal of Mineralogy and Petrology，1988，15(1):79-84］