月球背面加加林地区地质及演化特征

以月球背面加加林地区为研究对象,采用多源遥感数据解译,通过地质要素定量统计、分布特征与成因分析等研究方法,揭示了月球背面典型区域的地质特征,进而探讨了加加林地区区域地质演化历史,初步建立了该区地质特征与月球演化过程之间的联系。研究结果表明:区内发育的全月最长深部断裂的形成为南极艾肯撞击事件与月球热膨胀等内外应力共同作用的结果;自南极-艾肯盆地向外延伸的多处月壳厚度的线性异常延伸至月球正面各大盆地,说明在月球深部,月球背面南极-艾肯盆地的影响范围可以辐射到月球正面单元;月球背面加加林地区撞击坑数量与面积的变化规律与月球所处的地月系及太阳系演化进程有关;撞击坑定量统计结果及玄武岩单元定年结果表明,艾肯纪至雨海纪是加加林地区外动力地质作用的活跃时期,雨海纪是其内动力地质作用的活跃时期。

月球虹湾幅(LQ-4)地质图的编制

应用中国首次月球探测工程所获得的嫦娥一号(Change-I)CCD影像数据、干涉成像光谱数据、数字高程模型(DEM)数据和数据分析处理结果等资料,开展了虹湾—雨海地区区域地质综合研究。通过对月球撞击坑及溅射堆积物分析,以及地层单元划分、构造单元划分、岩石类型划分、年代学和月球演化历史的集成分析,依据月坑的形态特征、充填物的多少和保留的程度等,将月球撞击坑划分出7种类型11个亚类,并将月球撞击坑堆积物系统划分为6种类型9个堆积岩组。根据TiO2的含量、分布及影像特征,将月海、月陆玄武岩划分为高钛玄武岩、中钛玄武岩和低钛玄武岩。应用ArcGIS地理信息系统,试点编制了1∶250万月球典型地区——虹湾幅(LQ-4)地质图,并建立了空间数据库,探索制定了月球数字地质图编制技术规范、流程和方法,为中国下一步应用嫦娥二号数据开展"全月球地质图"编制,以及未来其他天体的区域地质综合研究与地质编图工作奠定了基础。

新疆塔里木盆地白垩纪-第三纪层序地层学研究

通过对塔里木盆地西南坳陷区和东北坳陷区白垩纪—第三系典型剖面的层序地层学研究 ,结合地震和钻井资料的分析 ,划分出西南坳陷区 30个三级层序 ,东北坳陷区 2 4个三级层序 ,因其所处的构造位置和沉积环境不同 ,两坳陷区形成的三级层序并非一一对应 ,不能进行大区域的直接对比。而三级层序的有序叠置构成了二级超层序及其体系域 ,其叠置方式包括进积组合、退积组合和加积组合。通过二级超层序的研究发现 ,两坳陷区白垩系─第三系 (中新统 )可划分为 4个二级超层序 (SS1—SS4) ,并可以等时对比 ,所反映的相对海平面变化周期也基本相同 ,并且与同受特提斯海水影响的西藏南部地区白垩—早第三纪沉积层序及海平面变化基本一致 ,即西藏南部地区和塔里木盆地均受特提斯构造活动和全球海平面变化的共同影响。从中新世开始 ,青藏高原快速隆升 ,塔里木盆地相对下降 。

塔里木盆地白垩纪—新近纪盆山耦合过程的层序地层响应

根据塔里木盆地西南坳陷区和北部坳陷区白垩系—新近系典型露头剖面的层序地层研究,结合地震和钻井资料的分析,在塔西南坳陷区划分出32个三级层序,塔北坳陷区27个三级层序。通过三级层序的叠置方式和构造层序的研究发现,两坳陷区白垩系—新近系中识别出4个以不整合面为主的构造层序界面,划分为4个二级超层序(SS1～4),并可以进行全盆地等时对比,建立层序地层格架。每一个超层序均表现由退积向进积演化的沉积旋回,在不同方向上具有不同的层序组合特征。构造沉降和物源分析表明:天山和西昆仑山前坳陷沉降沉积过程具有前陆盆地分段式和双物源特征,即早白垩世的中等沉降至晚白垩世的缓慢沉降至古近纪—新近纪快速沉降,物源区变化为:再旋回造山带—克拉通内部—再旋回造山带。同时,由于构造活动对物源区影响的差异,层序构成、沉积速率和沉积体系配置沿造山带方向存在明显的分带性,总体上为西强东弱,反映了塔西南坳陷区和塔北坳陷区沉积充填过程与天山造山带和昆仑造山带升降演化具有盆山耦合特征。

新疆塔里木盆地白垩—第三纪沉积相及储集体分析

根据沉积特征、岩石矿物特征、生物特征及地球化学特征的综合分析 ,将塔里木盆地白垩—第三系划分为 3个沉积相组、12个沉积相、2 0个沉积亚相和若干个沉积微相 ,并首次在塔北发现海相沉积。塔里木盆地白垩—第三纪储集体包括碎屑岩和碳酸盐岩两种。东北坳陷区储层主要为碎屑岩 ,特别是下白垩统卡普沙良群亚格列木组是沙雅隆起上的重要储层 ,上白垩统巴什基奇克组是库车前陆盆地的重要储层。西南坳陷区储层包括碎屑岩储层和碳酸盐岩储层两种岩性 ,如下白垩统上部乌鲁克恰特组滨岸海滩砂砾岩及上白垩统依格孜牙组生物丘灰岩等也构成较好的储集层。

基于ArcGIS的月球数字地质填图：以月球北极地区为例

月球数字地质填图是以中国探月工程获得的"嫦娥一号"(CE-1)CCD3C影像数据、干涉成像光谱仪(IIM)数据、激光高度计(LAM)数据,"嫦娥二号"(CE-2)CCD3C影像数据以及其他已有的月球地质资料为基础,通过对月表物质成分、构造要素、地质时代信息的研究,基于ArcGIS平台与Geodatabase数据模型,编制月球地质图并建立空间数据库。文中以月球北极地区为例,制定月球地质填图的标准、流程、方法和图示图例,编制1∶250万月球北极地区地质图(YQ-1),建立空间数据库,为开展月球地质综合研究、编制全月球地质图及未来开展其他天体的地质编图工作奠定基础。

新疆塔里木板块西北缘早二叠世深水遗迹化石的发现及意义

在新疆塔里木板块西北缘下二叠统比尤勒提群中部首次发现了大量深水遗迹化石 ,主要包括GlockeriaKsi azkiewicz 196 8,Helminthoidasp .,Megagraptonsp .,Paleodictyonsp .,Paleodictyon (Glenodictyum )CroaticumUlchman 1995 ,Planolitessp .,Protopaleodictyonsp .,ScalaritubamissouriensisWeller 1899,Spirophycussp .等 ,代表典型深海环境的Nereites遗迹相。根据对温古尔剖面的研究 ,比尤勒提群下部为浅海陆棚相砂泥质灰岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥晶灰岩等 ;而含丰富遗迹化石的比尤勒提群中部为一套深海海底扇沉积的浊积岩系夹少量硅质岩 ,并且在浊积扇的不同位置所产遗迹组合类型也明显不同 ,扇根以觅食迹为主 ,含大量穿相分子 ,扇中开始出现牧食迹 ,扇梢则出现特征的耕作迹 ;比尤勒提群上部为浅海陆棚—滨海相沉积的硅质灰岩、泥晶灰岩和砂质灰岩及粉砂质泥岩、钙质砂岩等。该套遗迹化石组合与深海浊积事件密切相关 ,同时表明塔里木板块西北缘早二叠世时期存在一个陆棚浅海—深海盆地沉积环境 ,晚二叠世时期海水向西退去形成陆相沉积。

月球哥白尼纪地层特征与地质演化研究

月球哥白尼纪地层是月球演化历史中最年轻的地层单元,哥白尼纪撞击坑数量较少,但其形成的哥白尼纪地层却是全球性的、非常显著的,大多学者普遍认为哥白尼纪基本没有岩浆活动与构造活动。通过对月球哥白尼纪地层进行地质填图,认为月球高地地区撞击坑辐射纹相对月海地区辐射纹发育更好,推测其原因可能为高地与月海岩石性质不同,或撞击的小天体体积、能量、物质特征以及撞击的角度、速度不同等原因导致的;哥白尼纪地层可划分为早哥白尼世地层(C_1)、中哥白尼世地层(C_2)和晚哥白尼世地层(C_3),通过对各世典型撞击坑的分析与研究,阐述了哥白尼纪各世地层的特征,为开展月球晚期撞击作用特征与效应的研究提供了资料。对哥白尼纪-爱拉托逊纪地层界限进行了初步探讨,提出月球年代学多源数据综合判别法方案,以重新厘定哥白尼纪年代下限。

塔里木盆地西部库孜贡苏地区白垩—早第三纪沉积特征及沉积环境探讨

从晚侏罗世开始,塔里木盆地西部库孜贡苏地区即已进入盆地早期发展阶段,并于早白垩世中晚期开始遭受海侵的影响,形成滨岸带沉积。晚白垩世初至早第三纪晚期,共形成了三次较大规模的海水进退沉积旋回,即库克拜组中上部—乌依塔克组、依格孜牙组—阿尔塔什组、齐姆根组—乌拉根组。其沉积环境演化特征为早白垩世山间盆地洪积扇—近海洪泛平原沉积,晚白垩世局限台地及古—始新世开阔台地—台地边缘沉积环境,渐新世时期海水逐渐退出本区。总之,本区沉积环境演化受印度板块及拉萨地块向北碰撞挤压而造成的新的山脉隆升及伴随的构造活动所控制,所反映的白垩—早第三纪海平面变化与全球海平面变化基本可以对比。

塔里木板块西北缘石炭纪层序地层及海平面变化探讨

塔里木板块西北缘石炭纪时期为一典型的被动大陆边缘,通过对本区石炭纪沉积层序及相对海平面变化研究,识别出不同类型的层序界面(SB1,SB2),并据此划分了4个二级沉积层序—超层序(Supersequence)和8个三级沉积层序(Sequence),且在区域上或全球范围内基本上可以对比。但由于所在大地构造位置不同,其沉积背景条件差异很大,因而在不同地区可以形成不同样式、不同数量的沉积层序,海平面变化表现形式也存在差别。

湘东北岳阳地区冷家溪群和板溪群凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄--对武陵运动的制约

对冷家溪群及其上覆板溪群斑脱岩中的锆石进行研究,测得冷家溪群小木平组斑脱岩SHRIMP锆石U-Pb年龄(822Ma±10Ma)和上覆板溪群张家湾组斑脱岩锆石U-Pb年龄(802.6Ma±7.6Ma),结合"江南造山带"东部变质基底双桥山群和西南地区四堡群、下江群的SHRIMP锆石U-Pb年龄,将冷家溪群与其相应的江南古陆变质地层明确定位于新元古界。该年龄对重新界定"武陵运动"的时限和进行同期地层的区域对比、构造演化研究都有重要意义。冷家溪群与双桥山群、梵净山群、四堡群、双溪坞群一样,均为低变质绿片岩系,构成了江南古陆地区的变质基底。多年来冷家溪群一直划归中元古界,并且视为"武陵运动"的主体,其时代的定位将影响整个江南古陆变质基底的地层划分和对比,也将制约江南造山带的地质背景和成矿条件解疑。上述锆石U-Pb年龄不仅标示了湘东地区新元古代地层的时代,也为江南古陆中部变质基底提供了新的、精确的年代学数据。

华北—江南地区中、新元古代地层格架的再认识

近年来,在华北古陆中、新元古代地层中不断获得新的锆石U-Pb年龄,为华北中、新元古代高精度年代地层框架的建立提供了重要的数据。当前国际前寒武纪地层精确对比的依据主要是高精度的同位素测年数据,因此,系统的锆石定年研究仍然是目前国际前寒武纪地层学研究的热点问题之一。本文报道蓟县剖面中元古代地层的基底迁西杂岩(群)锆石SHRIMP U-Pb年龄2534±9 Ma和串岭沟组中的辉绿岩(床)1638±14 Ma新的数据,结合大红峪组火山岩锆石U-Pb年龄1625.9±8.9 Ma和侵入到太古代地层中密云环斑花岗岩锆石U-Pb年龄1685±15 Ma,认为华北中、新元古代年代地层框架的优化和长城系盖层沉积的起始时间在1.75～1.70 Ga。在中国地层格架中,扬子板块和华夏板块之间有一明显呈带状分布的元古代轻微变质的沉积地层和一系列岩浆岩单元,被称之为"江南造山带",这套地层的定位对于确定中国古大陆晚寒武纪地层构造格局极为重要,本文结合双桥山群的最新年龄和邻区的SHRIMP U-Pb年龄数据探讨其构造地层意义。

华南双桥山群和河上镇群凝灰岩中的锆石SHRIMP U-Pb年龄--对江南新元古代造山带演化的制约

通过西澳科庭大学离子探针中心的远程测试,在双桥山群横涌组和安乐林组斑脱岩中获得大量锆石,其SHRIMP U-Pb加权平均年龄为831Ma±5Ma(横涌组)、829Ma±5Ma(安乐林组),在河上镇群上墅组中获得加权平均年龄767Ma±5Ma。锆石SHRIMP U-Pb年龄表明华南地区广为发育的双桥山群应归入新元古界,该年龄为标定双桥山群在地层柱中的位置提供了准确的年代学依据。

黔东南—桂北地区四堡群凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地层学意义

首次获得黔桂地区晚前寒武纪四堡群凝灰岩(斑脱岩)锆石SHRIMP U-Pb年龄,结合新获得的侵位于四堡群的花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄,将四堡群明确定位于新元古界。"江南造山带"普遍发育的新元古代四堡群(梵净山群、冷家溪群、双桥山群)和上覆的丹州群(下江群、板溪群、河上镇群)均为低变质绿片岩系,构成了江南古陆的变质基底。多年来四堡群一直划归中元古界,并且构成"四堡运动"的主体,其时代的定位一直影响着整个江南古陆变质基底的地层划分和对比,也制约着中国地质学家对江南造山带的地质背景和成矿条件解疑。通过对四堡群及其上覆地层中斑脱岩锆石的研究,精确地测定并获得了四堡群斑脱岩锆石的年龄841.7Ma±5.9Ma和黔东南摩天岭地区侵入四堡群的花岗岩锆石的年龄826.8Ma±5.9Ma。

塔里木盆地中新生代海侵和海相地层研究的新进展

中新生代海侵是塔里木盆地地质发展史上的重要事件之一。通过对新近发现的古生物化石和海相地层资料研究,本文提出了早白垩世、晚白垩世、古近纪的海侵范围的新认识。同时,依据露头和钻井资料提出了中新世海水分布的新范围。这些新成果对厘定塔里木盆地中新生代地层时代、建立整个盆地中新生代地层格架和油气远景分析具有重要意义。

识别洋陆转换的岩石学思路——洋内弧与初始俯冲的识别

阐述了洋陆转化形成的洋内弧与初始弧的岩石组合序列及其地球化学特征,提出岩浆弧是由洋陆转化以及底侵的壳幔转化共同作用形成的认识,前弧环境是洋陆转化形成初生大陆的场所,由特征的类似洋中脊的洋内弧前弧玄武岩类构成。大陆的形成过程如下:从地幔中生长出洋壳,从洋壳中的洋陆转化生长出不成熟的弧陆壳,最后从弧陆壳底侵的壳幔转化中长出成熟的陆壳。这样,地壳的生长和形成主要通过岩浆增生作用来实现。

西昆仑—塔里木盆地盆-山结合带的中、新生代变形构造及其动力学

西昆仑—塔里木盆地盆-山结合带可划分为西昆仑北带和塔里木地块南缘拗陷带(塔南拗陷带)两个构造单元,后者由塔西南拗陷带和塔东南断陷带两部分组成。西昆北带分别以库地—喀什塔什断裂和西昆北冲断裂与西昆中带和塔里木地块南缘拗陷带相隔。盆-山构造经历了长期、叠次的形成、演化过程,但不同时期、不同层次的变形构造具有极大的统一性,总体表现为以西昆中断裂(其主体为库地—喀什塔什断裂)为根带,以北向逆冲扩展作用为主导,向北至塔南拗陷带腹部,逐渐转化为以垂直向上的构造伸展作用为主导。塔南拗陷带的逆冲断裂与具强烈深层流变组构的西昆北逆冲断裂属统一地球动力学系统中不同构造层次的成分,前者是后者向浅层脆性应变域扩展的产物。导致盆-山构造形成的驱动力来自昆仑构造带以南的持续、强烈的北向逆冲扩展作用,至少在塔南拗陷带的前早更新统地层分布区不存在塔里木地块自北向南俯冲的直接证据。西昆仑—塔里木盆地南缘的造盆、造山作用过程可简单地归纳为三个形成演化阶段:晚侏罗世—早白垩世的快速隆升和快速拗陷(沉降)期、晚白垩世—古近纪的深层拆离-缓慢隆升和均匀拗陷(沉降)期和新近纪至今的挤压-急剧隆升和强烈拗陷(沉降)期。造盆、造山作用的动力学过程表明,中—上新世是造盆造山作用机制发生重大转折时期,早更新世末的构造运动基本上奠定了西昆仑—塔里木盆地南缘的盆-山构造格架。

辽东半岛细河群沉积岩碎屑锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

对辽东半岛青白口系骆驼岭组和钓鱼台组沉积岩碎屑锆石进行了测试,根据沉积岩碎屑锆石年龄分布模式探讨了两地的沉积物源和沉积时代的上限。辽东半岛青白口系细河群钓鱼台组碎屑锆石分布模式中年龄主峰值为1.6Ga,最小年龄为1075Ma,说明钓鱼台组的沉积时代要晚于1000Ma,沉积岩碎屑锆石的年龄分布模式说明该组与华北古陆为不同物源,其时代有可能不一致。同时,根据2009年11月24日全国地层委员会前寒武纪分会扩大会议上形成的一个共识和最新的锆石SHRIMPU-Pb年龄对中国晚前寒武纪地层年表进行重新标定:即长城系(Ch,Pt21)限定为1.8～1.6Ga,蓟县系(Jx,Pt22)限定为1.6～1.4Ga,待建系(Pt23-4)限定为1.4～1.0Ga,青白口系(Qb,Pt31)限定为1000～780Ma,南华系(Nh,Pt32)限定为780～635Ma和震旦系(Z,Pt33)限定为635～542Ma。

桂北地区新元古代地层凝灰岩锆石U-Pb年龄及地质意义

桂西北变质基底四堡群及上覆地层丹洲群之间存在着角度不整合,而丹洲群与南华纪地层之间为平行不整合,说明它们是隶属三个构造域的产物。其地层时代的定位影响着整个江南古陆变质基底地层的对比,也制约着华南地区沉积盖层的地质关系。根据丹洲群合桐组凝灰岩锆石U-Pb年龄(801±3)Ma、拱洞组锆石U-Pb年龄(786±6)Ma、南华系长安组的底界年龄(778±5)Ma和大塘坡组年龄(661±7)Ma,结合从桂北地区四堡群顶部沉积地层中凝灰砂岩获得的锆石U-Pb年龄(842±13)Ma和侵入四堡群火成岩锆石U-Pb年龄(834±4)Ma,将四堡群变质砂板岩明确定为形成于820 Ma之下的地层。该年龄对南华纪地层的区域对比和构造演化都有着重要意义。

赣西北新元古代修水组和马涧桥组SHRIMP锆石U-Pb年龄

依据精确地测得的修水组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄(824Ma±5Ma,MSWD=1.3),将修水组明确定位于双桥山群的最上部。结合"江南造山带"锆石U-Pb年龄:东部变质基底双桥山群,西部变质基底梵净山群、似盖层下江群和中部变质基底冷家溪群、似盖层板溪群的锆石SHRIMP U-Pb年龄,将双桥山群上部修水组明确地定位于"武陵运动"之下的新元古代地层。同时,首次在上覆地层马涧桥组火山凝灰碎屑岩中获得3组锆石U-Pb年龄,其中一组继承锆石(824Ma±5Ma,MSWD=1.9),反映了修水组被隆起和剥蚀的证据;而最年轻的一组锆石反映了沉积同时代的凝灰岩年龄为(769Ma±8Ma,MSWD=0.55)。依据该年龄数据,将马涧桥组明确定位于板溪期沉积地层。该年龄对限定区域地层对比和构造演化都有重要意义。上述锆石U-Pb年龄标示了赣西北地区同样存在820Ma界面上下的新元古代地层,为江南古陆变质地层的对比提供了新的年代学数据。