南秦岭冷水沟铜钼金矿床年代学及其地质意义

冷水沟铜钼金矿床位于南秦岭山阳—柞水矿集区内,是南秦岭晚中生代斑岩-矽卡岩型铜(钼)矿床的代表性矿床之一。冷水沟矿区内除斑岩-矽卡岩型铜钼矿体外,还发育构造蚀变岩型金矿体,但对于铜钼矿化与金矿化之间是否存在成因联系一直存在疑惑。本次通过对斑岩-矽卡岩型铜钼矿体中辉钼矿与构造蚀变岩型金矿体中蚀变钾长石和绢云母分别进行Re-Os和^(40)Ar-^(39)Ar定年,以期能够通过成矿年代学研究来厘定两者之间的成因联系。测试结果显示,斑岩-矽卡岩型铜钼矿体的辉钼矿Re-Os等时线年龄为(147.4±8.4)Ma,构造蚀变岩型金矿体中蚀变钾长石和绢云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄约为144 Ma,两者在误差范围内一致,说明铜钼矿体和金矿体均形成于晚侏罗世—早白垩世,是同一成矿作用的产物,并与区域内晚侏罗世—早白垩世岩浆岩具有密切的成因联系。结合区域构造演化特征,本次研究结果显示冷水沟铜钼金矿床形成于晚中生代秦岭造山带构造体制转变的动力学背景。同时,冷水沟地区金矿成矿时代的限定也表明南秦岭地区存在晚侏罗世—早白垩世金矿成矿作用。

青海共和盆地高热机制数值模拟分析

共和盆地位于青藏高原东北缘,处于秦岭—祁连—昆仑造山带的交汇部位。盆地的平均热流值明显高于中国大陆地区热流平均值,也明显高于周边构造单元,表现为高热异常区域。笔者等结合区域地质、地球物理探测资料及近年来新获的热学参数测试数据,对共和盆地开展了热演化数值模拟,分析了共和盆地的高热异常机制。结果显示,如果将新生界地层作为一个整体考虑,实测的热导率参数不足以形成共和盆地的高热,必然有深部热源,如中—下地壳熔融体的影响。而结合地温曲线,对新生界地层进行分层数值计算分析,显示盆地高热异常形成的主要控制因素是浅表层松散的新生界沉积层的极低热导率,同时岩石圈以下的深部过程影响为共和盆地高热异常提供一定程度的区域热异常背景。

秦岭造山带泥盆系形成构造环境：来自碎屑岩组成和地球化学方面的约束

秦岭造山带中分布于商丹和勉略缝合带之间的泥盆系,发育有众多Au、Ag和Pb-Zn矿床,长期以来备受关注。对于泥盆系物源和形成环境认识始终存在不同认识。砂岩碎屑组成、碎屑重矿物、地球化学成分、砾岩组成以及古水流研究表明,北秦岭是秦岭泥盆系的主要物源区,盆地基底隆起也是泥盆系重要物源区。砂岩碎屑组成、碎屑重矿物和砾岩组成表明,泥盆系物源区曾出露有岛弧火山岩、花岗岩、变质岩及少量沉积岩、超镁铁岩。砂岩地球化学成分和砂岩碎屑模式研究表明,秦岭造山带中泥盆系主要形成于活动大陆边缘,其碎屑沉积物来自多种构造环境中的岩石单元。

西秦岭楔的构造属性及其增生造山过程

西秦岭楔是叠置于早古生代造山作用基础上形成的并插入祁连和昆仑早古生代造山带内部的楔形地质体,以大面积出露三叠系并发育多条蛇绿混杂岩带、大型韧性剪切带、中生代火山-岩浆作用和斑岩-矽卡岩型矿床为典型特征,具有增生造山作用的典型特征。这些蛇绿混杂岩带和岛弧钙碱性火山-岩浆岩的形成时代均具有向南逐渐变年轻的空间演化特征,显示了特提斯洋演化过程中海沟具有向南撤退的基本特征。砂岩碎屑组成以及源区特征研究结果表明,西秦岭楔三叠系形成于活动大陆边缘,其碎屑沉积物来自于古特提斯洋北侧的增生杂岩及岛弧。丰富的岛弧钙碱性火山-岩浆岩和沉积组合以及赋存的斑岩-矽卡岩型矿床,均与东昆仑及南秦岭相一致,呈现出相似的岩石组合类型以及岩石地球化学和同位素地球化学特征。这些事实表明,三叠纪时期,东昆仑、西秦岭以及祁连造山带是一个有机整体,自西向东存在一条三叠纪增生岩浆弧。锆石Hf同位素及岩石地球化学成分结果则表明,该增生岩浆弧部分岩浆来自于俯冲增生杂岩的部分熔融。

南秦岭山阳-柞水矿集区构造-岩浆-成矿作用

山阳-柞水矿集区是南秦岭成矿带主要矿集区之一。从新元古代到晚侏罗世-早白垩世,山阳-柞水地区经历了洋壳俯冲和陆陆碰撞的构造演化,在演化的不同阶段形成了不同矿化类型、矿化组合的Cu、PbZn、Ag、Fe、Mo、Au矿床。新元古代时期,由于洋壳的俯冲作用,山阳-柞水地区形成了与基性岩有关的钛磁铁矿;泥盆纪-二叠纪时期,古秦岭洋消减形成山阳-柞水弧前盆地的同时,也形成一系列沉积型Fe、Ag、PbZn矿床;三叠纪时期,华北、扬子板块全面碰撞并形成了与碰撞作用密切相关的晚三叠世斑岩型Mo矿和造山型Au矿;晚侏罗世-早白垩世时期,则形成了碰撞后伸展环境下的矽卡岩-斑岩型CuMo-Au矿床。山阳-柞水矿集区内的各种时代和类型的矿床是秦岭造山带不同阶段的构造-岩浆活动的产物,对真实、客观的理解秦岭地区的构造演化具有重要意义。

混杂岩基本特征与专题地质填图

混杂岩是造山带内最常见的地质体和最基本的大地构造相单元,是由多种地质作用共同形成的可作为一定比例尺(1∶25000或更大)的地质填图单元,并由块体和基质共同构成的内部无序的岩石混杂体。混杂岩的形成和就位构造环境不一致,并非所有混杂岩都具有古板块构造格局指示意义。蛇绿混杂岩和增生杂岩可作为古洋盆和汇聚板块边界的直接判别标志,其结构、组成与时空配置共同记录了古大洋板块地层系统发展及大陆地壳侧向与垂向增生历史。以大洋板块地层、海山理想层序和蛇绿岩"彭罗斯"层序模型为指导,专题地质填图是揭示造山带蛇绿混杂岩和增生杂岩结构、组成及其时空配置关系与形成机制的有效手段。这可为洋-陆转换研究及提高造山带结构深化认知程度提供直接证据,同时指导混杂岩相关矿床勘探与找矿预测。

北秦岭武关地区丹凤群斜长角闪岩地球化学特征、锆石SHRIMP测年及其构造意义

本文运用岩石学、地球化学和同位素年代学对分布于丹凤县武关地区的丹凤群斜长角闪岩进行了相对系统研究,岩石学和地球化学特征表明该套岩石为岛弧钙碱性玄武岩,不具备蛇绿岩单元组成特性。锆石SHRIMP测年结果表明,该套岩石中包含有古元古代～晚泥盆世(2489～360Ma)多个时期的锆石;锆石CL图像以及锆石形状研究以及区域同位素年代学、古生物化石资料共同显示,丹凤群中可能包含有泥盆纪岩石组合。分析前人对丹凤群的区域研究资料,我们认为丹凤群并非一套具有单一地层时代以及相同构造环境的岩石地层单位,而是一套由不同时代不同构造环境的岩石组合构成的俯冲-增生杂岩。区域上,丹凤群与其南侧的武关岩群、罗汉寺岩群以及部分刘岭群共同构成华北板块南缘俯冲-增生体系,其中分布有大量与俯冲作用相关的泥盆纪钙碱性侵入体,这些事实进一步证明华北板块南缘洋盆消亡时间上限至少可以持续到晚泥盆世末期。

东昆仑南缘早三叠世洪水川组的源区特征：来自碎屑组成、重矿物和岩石地球化学的证据

分布于东昆仑南缘的早三叠世洪水川组系一套由砾岩、砂岩、页岩和鲕粒灰岩等浅海相和河流相沉积物构成的弧前盆地沉积组合。砂岩碎屑组成、重矿物组合、岩石地球化学和古水流综合研究结果表明,洪水川组砂岩物源主要来自于北侧的岛弧带,同时南侧的阿尼玛卿蛇绿混杂带也为其形成提供了部分物源;源区主要出露长英质岩石、变质岩和硅质岩。

西秦岭大草滩群的沉积环境及构造意义

沉积序列、沉积相、古水流和物质组成的研究结果表明,西秦岭大草滩群和铁山群分别是由冲积扇和近岸浊积扇形成的陆相碎屑岩组合和滨海相浊积岩。李子园群岛弧火山岩不仅是形成大草滩群的沉积物源,而且也是大草滩群沉积盆地的基底。构造变形特征和与上、下地层接触关系综合研究显示,大草滩群是秦岭晚古生代弧前增生过程中形成的一个逆冲席顶盆地。大草滩群可与祁连山中晚泥盆世沙流水群和雪山群相比较,向东、南分别与同期异相桐峪寺组、铁山群相对应,显示出由北向南、由西向东的构造迁移特征。

造山带汇聚板块边缘沉积盆地的鉴别与恢复

大洋俯冲和大陆碰撞是板块汇聚过程中的有机连续过程,也是造山带形成的两种基本造山作用方式。不同的造山作用过程形成不同类型的沉积盆地和填充序列,沉积盆地性质的改变和沉积物源区变化是造山作用方式和时限的最直接体现。沉积盆地是造山带重要大地构造相单元之一,完整记录了板块边缘动力学过程和构造演化以及造山作用方式和时限。沉积盆地构造原型鉴别与恢复是造山带结构-属性解剖的重要内容之一。视沉积盆地与相邻大地构造相的演化为统一整体,以填充物和沉积物源区作为链接沉积盆地和造山带的纽带,系统地精细解剖填充物组成和沉积相以及沉积物源区时空变化系列,准确鉴别并恢复造山带沉积盆地构造原型,是获取大陆碰撞方式和时限的沉积-地层判别标志的有效方法之一。

造山带沉积盆地构造原型恢复

沉积盆地是造山带中最为重要的构造单元之一,其中分布有丰富的矿产资源。这些盆地的构造原型恢复可为造山带的构造演化、板块构造重建和区域找矿提供重要依据。盆地充填物的组成(包括矿床)、时代、物源区及充填序列是进行造山带古沉积盆地构造原型恢复的基础。通过沉积相、砂岩/砾岩碎屑组成、碎屑时代、构造环境、碎屑重矿物、细碎屑岩的地球化学组成、古水流、生物组合等方面对盆地充填物形成的沉积环境、沉积物源区、形成时代和盆地基底属性进行综合研究,借助对现代沉积盆地的研究结果和沉积盆地的构造分类原则,恢复造山带内古沉积盆地的构造原型。

北大巴山与志留纪火山作用相关的碳酸盐岩沉积学特征及形成环境

生物碎屑灰岩、生物礁是造山带内最为常见的岩石类型之一,它们可以形成于多种构造环境。研究这些岩石组合的结构组成及生物赋存状态可为古地理恢复及造山带演化提供依据。分布于北大巴山地区与富TiO2碱性火山岩紧密相关的碳酸盐岩组合长期以来被认为是被动陆缘台地相组合。该套碳酸盐岩组合主要由生物礁、生物碎屑灰岩、砂屑灰岩、泥质灰岩、角砾灰岩共同构成。砂屑灰岩及生物灰岩中常伴随有薄层凝灰岩夹层;同时这些碳酸盐岩中富含不同比例的火山碎屑成分,发育粒序层理、平行层理、波纹斜层理和滑塌构造。生物碎屑灰岩通常与凝灰质砂岩、泥岩构成韵律层,火山质碎屑在类岩石中主要表现为粒径0.5～3 mm的棱角状—次棱角状玄武岩和凝灰岩碎屑,具有近源沉积特征;生物礁中通常出现1～2.5 cm棱角状—次棱角状玄武岩碎屑,且在生物礁之间的砂岩夹层中含有丰富的0.5～1 mm的次圆状玄武岩碎屑;砂屑灰岩中含有棱角状—次棱角状玄武岩和辉石两类碎屑,其中辉石碎屑粒径通常为1～2 mm,同时该类岩石中还含有丰富的黄铁矿,这些黄铁矿通常因其粒径变化而发育粒序结构特征。角砾状灰岩可分别由砂屑灰岩、生物礁及生物碎屑灰岩构成,也可由三者共同构成,玄武岩碎屑仅出现于角砾状生物礁灰岩中。这些碳酸盐岩中的生物化石具有曾经历过明显的搬运改造特征,其中生物碎屑灰岩和砂屑灰岩中的化石碎屑以次圆状为主,生物礁中的生物化石平行于砂岩夹层分布且发生不同程度的压扁和挤压变形,岩石中普遍发育滑塌沉积构造。这些特征共同表明,该套碳酸盐岩与下伏的碱性玄武岩形成密切相关,二者共同构成了与现代大洋中典型洋岛/海山相一致的结构特征,且这些碳酸盐岩多沿着下伏玄武岩的周边沉积,具有深水—斜坡环境的沉积组合,同时因其中所包含的生物化石经历了一定距离搬运作用而发生再沉积,进一步表明这些生物发育时代可能要略微早于该套火山—沉积组合的形成时代。

西藏达金海相碎屑岩的组成、地球化学特征及其构造背景

达金海相碎屑岩出露于西藏冈仁波齐峰山脚下,长期以来,该套岩石与冈底斯砾岩一起被视为印度-亚洲板块碰撞形成的陆相磨拉石。该套岩石组合是由凝灰质粉砂岩、杂砂岩、含砾杂砂岩和砾岩组成的一套深海-浅海相沉积组合。杂砂岩、砾岩碎屑组成与地球化学组成研究表明,该套岩石组合的形成与岛弧的发展密切相关,源区大地构造背景以岛弧为主,但也存在被动大陆边缘和碰撞构造带(蛇绿混杂带)两个不同构造背景的源区。区域上,在该套岩石组合的北侧存在着冈底斯岛弧带,南侧为雅鲁藏布蛇绿混杂带。这些特征共同表明,达金海相碎屑岩是西藏雅鲁藏布缝合带与冈底斯岛弧带之间的日喀则弧前盆地的一部分。

祁连山老君山砾岩的碎屑组成和源区大地构造背景

老君山砾岩是一套由砾岩和杂砂岩组成的陆相粗碎屑岩。砾岩由来自下伏基底的超镁铁岩、中—基性火山岩、硅质岩、花岗岩等碎屑组成。杂砂岩中岩屑含量大于70%,石英约10%,长石约15%。岩屑以中基性火山岩和花岗岩为主;硅质岩屑是主要的沉积岩屑。锆石、磷灰石、磁铁矿是杂砂岩中最为丰富的重矿物,同时还有铬铁矿、石榴子石、电气石、金红石、黄铁矿。这些事实说明,老君山砾岩的源区曾出露有超镁铁岩、中基性火山岩、变质岩等类型的岩石。砂岩碎屑模式和粉砂岩、泥岩的地球化学成分均表明,老君山砾岩源区为大陆边缘弧和大洋岛弧,形成于活动大陆边缘与岛弧相关的沉积盆地中。

鲁西地区馒头组下部滑塌堆积的地质特征及其意义

华北地台馒头组以干热气候条件下的陆源细碎屑岩为主夹碳酸盐岩组成,角度不整合于太古宙泰山群之上。济南仲宫镇的馒头组底部,为厚度约 4m的滑塌堆积。岩块由灰岩和细碎屑岩组成,基质为粉砂岩。岩块内部的构造变形样式及基质中的斜层理表明,寒武纪华北地台曾存在古斜坡和构造隆升作用是诱发成岩作用过程中滑塌堆积形成的重要机制。馒头组中滑塌堆积的发现和研究,有利于进一步认识华北地台古生代古地貌、沉积环境以及古潜山的形成和演化,从而为华北地台古生代含油气盆地和古潜山的研究以及油气资源勘探提供借鉴。

北祁连石灰沟奥陶纪碳酸盐岩—硅质岩形成的构造环境

北祁连造山带石灰沟奥陶纪硅质岩与碱性玄武岩、熔结凝灰岩、火山碎屑岩、泥岩、杂砂岩、砂屑灰岩、生物碎屑灰岩及生物礁共同构成了一个相对完整的海山组合序列。其中硅质岩中含有早-申奥陶世牙行刺化石，泥岩和砂岩中含有中-晚奥陶世三叶虫和笔石化石。硅质岩地球化学特征研究表明其源区为其形成提供了丰富的碎屑物质来源，从而表现为LREE富集，Eu^＊CN负异常特征；这些硅质岩形成于陆缘环境，并非深海或洋中脊环境。

山东济南和新泰馒头组中浊积岩和滑塌堆积的基本特征及其大地构造意义

馒头组是华北地台盖层的重要组成之一,以陆源细碎屑岩为主夹碳酸盐岩。前人研究认为馒头组是滨海沼泽相、潮坪—泻湖相和沿岸滩坝相沉积组合。我们首次在济南和新泰地区馒头组中发现浊积岩和滑塌堆积组合,表明华北地台早寒武世沉积组合形成于深海半深海浅海中,曾存在古斜坡和构造隆升作用。详细研究浊积岩和滑塌堆积的基本地质特征,不仅对于进一步认识华北地台古生代古地貌特征以及古潜山的形成和演化具有重要意义,而且可为渤海湾盆地中古潜山成因以及潜山油气资源勘探提供借鉴。

秦祁昆结合部晚三叠世OIB型玄武岩岩石学、地球化学及SHRIMP锆石U-Pb年代学研究

秦祁昆结合部夏河县八角城作海枕状玄武岩,不整合于中二叠统大关山组生物灰岩之上。枕状构造保存完好,气孔、杏仁构造发育,具斑状结构。斑晶主要为橄榄石,其次为斜长石和辉石;基质由板条状斜长石微晶、粒状辉石、橄榄石及钛铁矿等矿物组成。橄榄石斑晶发生伊丁石化、滑石化和绿泥石化,部分橄榄石完全被伊丁石化。TiO2质量分数为1.99%～2.24%,Mg#值为58～64,∑REE为(106～119)×10-6,LaN/YbN为5.6～7.1,富集Nb、Ta、Zr,以及Rb、Ba、Th、U、K等元素,高Nb/Y低Zr/Ti,并且呈现出与夏威夷、土耳其等地区OIB型碱性玄武岩相一致的稀土、微量元素配分模式曲线。橄榄石斑晶Fo值为82.73～84.57,w(CaO)均大于0.1%;斜长石斑晶An为64.72%～70.39%,基质中斜长石An为58.88%～61.53%,且斜长石斑晶较基质中斜长石呈现出低Si、Fe、Na、K、Ti和高Al、Ca特征。这些事实表明,形成该套岩石组合的原始岩浆曾经经历了橄榄石和斜长石等矿物的结晶分异作用。SHRIMP锆石U-Pb测年结果表明,八角城作海玄武岩形成时代为晚三叠世Norian期((220.5±4.2)Ma)。结合区域地质资料,在秦祁昆结合部古特提斯洋于晚三叠世俯冲消减结束并进入陆-陆碰撞造山作用阶段,该时期陆-陆碰撞作用引发的岩石圈拆沉作用导致岩石圈的减薄,进而形成八角城作海OIB型枕状玄武岩。

俯冲—增生型造山带增生楔流体研究进展

俯冲—增生型造山带弧前增生楔流体的特点为 :盐度低、氯化物含量异常低 ,并含有丰富的 CO2 和 CH4。流体以扩散式或沿断层带渠道式活动 ;泥火山、张裂隙充填脉、碳酸盐壳、深海生物群是流体活动的直接体现 ;流体活动影响着增生楔的内部结构和构造样式 ;

造山带中增生楔识别与地质意义

增生楔主要由海沟复理石、远洋—半远洋沉积和洋岛/海山等大洋板块地层岩石及蛇绿岩共同构成,是汇聚板块边缘古俯冲带构造—沉积作用的综合产物,以发育叠瓦状逆冲断层、双冲断层和紧闭—倒转褶皱,以及片理、碎裂构造、小型褶皱、膝折等不同尺度的构造为特征。增生楔组成包括连续单元和混杂岩两部分,严格受滑脱面位置控制。增生楔是增生型造山带最基本大地构造相,它与弧前盆地、岛弧/大陆边缘弧的时空配置关系可直接指示大洋板块俯冲极性、揭示洋盆演化与造山作用方式。准确识别增生楔,详细解剖其结构特征与组成特征,综合判别并恢复大洋板块地层,可为古板块边界与古大洋盆地消亡位置确定、造山带结构精细划分及造山作用过程重建提供基本依据。大比例尺地质填图是研究增生楔结构和组成、以及大洋板块地层重建的有效手段。以南祁连拉脊山石灰窑增生楔为例,地质填图结果表明它是由中寒武世—早奥陶世洋壳物质构成,自北而南依次可分为海沟—大洋盆地—海山OPS和六道沟SSZ型蛇绿岩,被南倾逆冲断层分割成多个岩片。海沟—大洋盆地OPS岩片基本保留完整地层序列,海山OPS岩片包括连续单元和混杂岩两部分。顶帽山增生楔主要由海山OPS构成,内部结构层序相对完好,是南祁连构造带中保留最为完整、规模最大的海山OPS岩石组合序列。上述不同类型OPS片段和六道沟SSZ型蛇绿岩组成的增生楔与其南侧岛弧带同时代。增生楔—岩浆弧的时空配置暗示寒武纪—早奥陶世时期原特提斯洋自北向南俯冲极性。这些认识为南祁连早古生代火山—岩浆—沉积构造演化以及是否存在古洋盆与古洋盆演化重建提供基本佐证。