沉积岩是地壳表层分布面积最广的岩石类型,沉积岩的研究是解决一系列地质问题的钥匙。西秦岭以广泛发育晚古生代沉积地层为特征,本文以西秦岭临潭地区晚古生代四套沉积地层为研究对象,运用沉积岩石学、碎屑骨架成份统计、碎屑锆石年龄频谱、区域地层对比等方法,综合研究西秦岭临潭地区四套晚古生代沉积地层的岩性、岩石组合、地层序列、沉积环境、源区构造背景、主要物源区、区域大地构造与盆地演化等一系列地质过程,并且取得了以下进展和初步认识:1.据岩性、岩石组合、沉积构造、地层序列等特征差异,将临潭地区晚古生代四套地层(上泥盆统大草滩组、下石炭统巴都组、上石炭统下加岭组、二叠系十里墩组)划分不同岩性段,并初步恢复其古沉积环境:大草滩组划分三段,下段为绿色砂岩段,为半深湖-深湖沉积环境;中段暗红砂岩段,为洪泛平原-浅湖沉积环境;上段含砾砂岩段,为辫状河-网状河沉积环境。巴都组划分上下两段,下段为青灰-黑灰色碎屑岩-板岩段,上段为黑灰色碎屑岩-灰岩段,两段中都存在大量海相生物化石,总体沉积环境应为海陆交汇滨海相。下加岭组划分上下两段,下段为灰黑色厚层块状灰岩段,反映碳酸盐岩台地相沉积特征;上段为中薄层灰岩与板岩旋回性沉积,为浅海陆棚相沉积。十里墩组划分上中下三段,下段为细碎屑岩段,中段为砂质板岩夹细碎屑岩偶夹灰质砾岩段,上段为细碎屑岩夹灰质砾岩偶夹板岩段,该组发育浊积岩典型的鲍马序列并具滑塌沉积特征,结合前人对该套地层古生物遗迹化石研究,十里墩组应为半深海-深海斜坡相浊积岩。2.大草滩组、巴都组、十里墩组砂岩岩石薄片的碎屑骨架成份统计表明大草滩组砂岩类型主要为岩屑长石砂岩,少部分为长石岩屑砂岩;巴都组砂岩主要为长石岩屑砂岩,少部分为岩屑长石砂岩;十里墩组砂岩主要为长石砂岩、岩屑长石砂岩、长石石英砂岩区。Dickinson判别图解中指示大草滩组物源区构造背景为切割型岛弧区;巴都组物源区落点不如大草滩组集中,存在切割型岛弧区、混杂区,并向再旋回造山带过渡;十里墩组样品则主要落入过渡大陆和克拉通内部。源区构造背景的差异,反映由泥盆纪至二叠纪,研究区物源由“亲岛弧”向“亲大陆”的转变。3.从碎屑锆石形态上来看,大草滩组碎屑锆石磨圆度最差,反映近缘沉积特征最明显;十里墩组碎屑锆石相比较大草滩组、巴都组样品最小。十里墩组锆石的独特性同样反映在年龄频谱图中:大草滩组2件碎屑锆石样品峰值年龄分别为509 Ma、820 Ma、985 Ma和446 Ma、911 Ma;巴都组2件碎屑锆石样品峰值年龄426 Ma、885 Ma、957 Ma和452 Ma、812 Ma;十里墩组2件碎屑锆石样品峰值年龄为1873 Ma、2518 Ma和1890 Ma、2506 Ma。大草滩组与巴都组碎屑锆石主要为加里东期与新元古代早期年龄,十里墩组碎屑锆石主要为古元古代-太古代末期年龄。根据碎屑锆石年龄频谱特征及邻区地质体年龄及岩浆活动期特点,分析祁连造山带中东段与西秦岭北缘构造带为大草滩组与巴都组主要物源,华北板块西南缘古老基底物质为十里墩组主要物源。4.通过阅读相关文献资料,将研究区沉积地层与西秦岭南带、祁连造山带同时代沉积地层进行地层、沉积环境对比,结合前人对研究区及邻区大地构造演化的认识,本文提出了切合研究区地质事实的大地构造及盆地演化观点:在加里东末期扬子板块与华北板块碰撞的背景下,晚泥盆世大草滩组沉积于此背景下的前陆盆地,是西秦岭海西期持续造山作用的沉积响应。在东古特提斯洋扩张背景下,勉略洋在石炭纪达到最大扩张阶段,研究区石炭纪巴都组、下加岭组沉积于勉略洋扩张影响下的裂陷盆地。二叠纪,秦岭造山带演化的特殊时期,二叠纪十里墩组浊积岩系无论从岩性、岩石组合还是碎屑锆石年龄都较研究区其他三套地层表现出独特性。本文认为造成这种独特性的深层次原因是二叠纪中晚期勉略洋北向俯冲,沉积盆地由原裂陷盆地向压陷盆地转换。