北祁连西段昌马地区晚奥陶世弧前沉积-构造演化

北祁连早古生代多岛洋盆的古地理格局和构造演化一直存在争议。位于北祁连南、北蛇绿岩之间的昌马地区广泛出露了一套早古生代深水火山-碎屑建造。早期填图工作普遍认为其形成于寒武纪至早奥陶世。本次研究对昌马西部的鹰嘴山和车路沟山南侧剖面开展系统的野外地质调查。并对采集到的浊积岩和火山岩样品开展了锆石LA-ICP-MSU-Pb定年工作。研究结果表明,原填为寒武系a岩组的鹰嘴山剖面所采集的砂岩样品2307NQL-13最年轻的锆石给出了(456±4)Ma的加权平均年龄;车路沟山南侧,原划归为下奥陶统阴沟群的安山岩样品2307NQL-06给出了(450±4)Ma的加权平均年龄,证明研究区大面积存在晚奥陶世沉积地层,现有年代地层方案需要重新审视。砂岩样品中的碎屑锆石以寒武纪—奥陶纪年龄为主,主要源于岩浆弧的剥蚀;32颗新元古代和古元古代碎屑锆石揭示古老基底物质的大量加入,表明晚奥陶世昌马地区沉积了大量来自中祁连的碎屑物质。来自中祁连基底的碎屑物质暗示北祁连洋的南分支已经闭合;碎屑物质形成于俯冲相关构造环境暗示北祁连洋的北分支俯冲仍在继续。本次研究给出的新数据将为昌马地区进一步的地层和沉积演化提供可靠的同位素年代约束,也为探讨北祁连洋早古生代复杂的俯冲、闭合过程提供重要依据。

中国中央造山系原-古特提斯多阶段复合造山过程

中国中央造山系是由亲劳亚的北方陆块群、亲冈瓦纳的南方陆块群及其间大量过渡性微陆块历经复杂拼合而成的复合型造山带,是中国大陆完成主体拼合的构造结合带。中央造山系自西而东包括昆仑造山带、祁连造山带和秦岭-大别造山带,保存了古生代—早中生代时期华北、华南、柴达木、塔里木、羌塘等众多大小陆块造山过程的丰富信息,是研究东特提斯构造域原、古特提斯洋构造演化的重要窗口。本文综述了中央造山系地质、地球化学和高精度年代学等多学科研究成果,得到以下主要认识:(1)550 Ma之前,众多大小陆块孤立散布于原特提斯洋;(2)541~485 Ma,原特提斯洋各分支开始俯冲;(3)485~444 Ma,原特提斯洋持续俯冲,导致秦岭二郎坪弧后盆地、昆仑祁漫塔格弧后盆地打开;(4)444~420 Ma,原特提斯北祁连洋、南祁连洋和商丹洋闭合,昆仑祁漫塔格弧后盆地关闭;(5)420~300 Ma,昆仑地区古特提斯洋继承原特提斯洋,古特提斯勉略洋逐步扩张;(6)300~250 Ma,昆仑洋自阿其克库勒湖-昆中缝合带向木孜塔格-布青山-阿尼玛卿缝合带发生俯冲后撤;(7)250~200 Ma,原-古特提斯昆仑洋、古特提斯勉略洋关闭;(8)200 Ma以来,中央造山系转入陆内造山阶段。

中国大陆“十字构造”形成演化及其大陆动力学意义

东亚大陆是由许多分别亲劳亚或亲冈瓦纳的中小陆块经过复杂拼合而成的最为复杂的大陆,而中国大陆地处东亚的核心位置,是研究东亚大陆形成演化的关键。控制中国大陆形成演化的最主要的构造格架是“十字构造”,即东西向的中央造山系和南北向的贺兰—川滇南北构造带。前者自东而西包括秦岭造山带、祁连造山带和昆仑造山带,是南方和北方陆块群历经古生代—印支期拼合形成中国大陆主体的构造结合带,并遭受中新生代陆内造山改造,构成了中国大陆地质地理、生态环境、人文经济等南北分野;后者不同区段继承了前寒武纪板块构造记录,逐步转化为古亚洲洋或古特提斯构造域大陆边缘,尤其是新特提斯构造运动,形成青藏高原隆升—扩展变形的东部边界,控制了晚中生代—新生代中国大陆东西反转演化。以“十字构造”为坐标系,中国大陆四个象限的地质、地球物理结构、自然资源、生态环境、人文经济等存在明显差异。

南北构造带北段贺兰山的形成与演化

贺兰—川滇南北构造带是中国大陆最为醒目的近南北向构造带,其形成和演化成为揭示中国大陆构造变形的重要窗口。该文依据大陆构造与大陆动力学研究团队近年来在该区域的深入研究,结合区域研究成果,通过贺兰山地区的岩石学记录和构造变形,解释贺兰山的形成与演化过程,为全面了解和进一步研究南北构造带的形成与演化提供非常重要的地质学证据。研究表明:阴山地块与鄂尔多斯地块的聚合成为贺兰山形成和演化的最初雏形;随着全球哥伦比亚超大陆的裂解,在贺兰山地区形成了中元古代以来的贺兰拗拉槽;新元古代末期至中奥陶世,该地区逐渐演化为以缓坡沉积为主的被动大陆边缘沉积阶段;早古生代末期,发生了被动大陆边缘向活动大陆边缘转变的重要转化;晚古生代晚期是中亚造山带向南增生形成的弧后伸展盆地;早—中中生代盆地的形成与陆内岩石圈伸展有关;发生于侏罗纪末期的北东—南西向挤压是造成贺兰山隆升和盆地改造的重要构造事件。

柴北缘北部中吾农山构造带及邻区中吾农山群物源和构造环境:来自地球化学与锆石年代学的证据

中吾农山构造带位于南祁连地块和柴北缘欧龙布鲁克地块之间,其构造特征研究对邻区的构造演化有重要的启示意义。目前关于中吾农山构造带加里东期构造-地层-热事件的研究很少,且对于该构造带及邻区中吾农山群的物质来源和其形成的构造环境仍存在不同观点。本文对中吾农山构造带及邻区中吾农山群开展岩石学、地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学及其微区原位Hf同位素分析,结果显示中吾农山群碎屑岩具有较低的化学蚀变指数(CIA<72)和斜长石蚀变指数(PIA=50.26~68.12),较高的成分变异指数(ICV=1.21~1.58),表明成熟度较低,经历了弱-中等的化学风化、不具"沉积再循环"特征。地球化学指标(La/Sc,Th/Sc,Zr/Sc,Cr/Th,Th/Co等)和判别图解(Zr/Sc-Th/Sc和La/Sc-Co/Th)显示源岩主要为长英质岩石。锆石U-Pb年龄谱存在新元古代(0.8~1.0 Ga)和早古生代(0.4~0.45 Ga)两个主要峰值,对应ε_(Hf)(t)分别为-9.6^-3.09和-15.87~9.5,而最年轻碎屑锆石年龄为410 Ma。结合前人研究,推测中吾农山群可能形成于晚奥陶世-早泥盆世早期,而柴北缘鱼卡-沙柳河高压-超高压变质带内新元古代花岗片麻岩和早古生代滩间山蛇绿杂岩带内大陆弧型花岗岩为其主要物源,其沉积形成于早古生代活动大陆边缘-大陆岛弧环境下的弧后盆地。

中国大陆“十字构造带”关键科学问题研究进展

控制中国大陆形成演化的最主要构造格架是“十字构造带”,即东西向的中央造山系和南北向的贺兰—川滇构造带。中央造山系自东而西包括秦岭造山带、祁连造山带和昆仑造山带,是南方和北方陆块群历经古生代—早中生代拼合形成中国大陆主体的构造结合带,并遭受中新生代陆内造山改造;贺兰—川滇南北构造带不同区段继承了前寒武纪板块构造记录,逐步转化为古亚洲洋或古特提斯构造域大陆边缘,尤其是新特提斯构造运动,形成青藏高原隆升扩展变形的东部边界,控制了晚中生代—新生代中国大陆东西反转演化。该文介绍了近年来对“十字构造带”的主要研究进展:①建立了“十字构造带”中央造山系东段秦岭造山带的精细演化过程;②确定了“十字构造带”中央造山系西段昆仑—祁连—阿尔金的构造关系;③厘定了“十字构造带”南北构造带北段贺兰山形成演化过程及其构造属性;④重建了扬子板块西缘汉南—龙门山—川滇构造带新元古代板块俯冲消减过程以及古生代—中生代深部动力学;⑤揭示了“十字构造带”交接区的深部结构-动力学-浅表构造地貌的联动机制。

鄂尔多斯盆地南缘岐山曹家沟奥陶系剖面地层和沉积特征

陕西岐山曹家沟剖面位于鄂尔多斯盆地南缘,交通便利、出露良好、地层齐全、沉积类型多样,是一条重要的奥陶系剖面。对曹家沟剖面进行了详细介绍,下奥陶统冶里组以泥质白云岩为主,亮甲山组以含硅质团块晶粒白云岩为特征,发育叠层石,均为潮坪相沉积。中奥陶统马家沟组主要为中薄层—中厚层的粉细晶云岩、灰岩,属开阔台地—台地前缘斜坡相沉积,峰峰组主要为中薄层—纹层状白云岩,发育大量薄层的碳酸盐碎屑流和浊流沉积,属较深水的台地前缘斜坡相重力流沉积。上奥陶统平凉组为一套大陆斜坡相类复理石的韵律沉积,唐王陵组为大陆斜坡相泥石流环境下的冰水沉积,具有典型的冰坠石构造。

扬子板块北缘新元古代构造属性的岩浆事件制约

黄陵地区新元古代侵入杂岩可为研究扬子板块北缘新元古代构造演化过程及其深部动力学机制提供关键信息。依据岩石组合及分布特征,可将黄陵杂岩划分为黄陵庙岩套、三斗坪岩套、大老岭岩套和晓峰岩套四个单元。本文以黄陵杂岩的围岩崆岭杂岩中花岗片麻岩、黄陵庙黑云母花岗岩和三斗坪闪长岩为研究对象,在系统的野外地质和岩石学研究基础上,开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析。结果表明,崆岭杂岩花岗片麻岩原岩年龄为1978±13 Ma,且记录了2.5 Ga的构造-热事件。黄陵庙黑云母花岗岩和三斗坪闪长岩分别形成于815±9 Ma和813±6 Ma,与黄陵庙岩套和三斗坪岩套的侵位时限基本一致。综合分析本次研究结果与前人资料,认为黄陵杂岩主要形成于863~794 Ma,为新元古代早期岩浆活动的产物。通过综述区域地质和地球化学研究资料,认为黄陵杂岩形成于新元古代早期活动大陆边缘的构造环境,提出扬子板块北缘在新元古代早期经历了长期的俯冲-增生造山过程。

柴达木盆地北缘早奥陶世台地-斜坡-盆地相沉积特征及控制因素

通过对柴北缘地区的野外地质调查及室内实验分析,根据地质剖面中发育的岩石组合类型、沉积构造等特征,对研究区早奥陶世台地-斜坡-盆地相沉积体系进行了详细研究。认为研究区早古生代持续的海平面上升、柴北缘洋陆俯冲及陆弧碰撞是控制该时期盆山格局及沉积充填演化的重要因素。柴北缘早奥陶世台地边缘颗粒滩相发育在多泉山组中下部,岩性以生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩以及泥晶灰岩为特征。而研究区斜坡相深水物质主要是由重力流搬运的碳酸盐岩再沉积物组成,共识别出包括细粒沉降微晶泥、滑塌角砾岩、颗粒流、瘤状灰岩、碎屑流以及浊积岩等不同类型的斜坡异地沉积物。研究区盆地相处于碳酸盐岩沉积体系-岛弧碎屑岩沉积体系两大沉积体系的转换位置。受到柴北缘洋陆俯冲及陆弧碰撞等影响,隆升的陆壳基底及大陆岛弧物质向盆地提供大量碎屑物质,因此在靠近岛弧边缘地区发育了砂质碎屑流、浊流等重力流沉积体系下的弧后盆地沉积产物。

柴北缘全吉地区晚震旦世冰川沉积特征及地质意义

通过对柴达木盆地北缘全吉山、石灰沟等野外剖面详细的勘察及实测,对新元古代全吉群红铁沟组冰川沉积事件进行研究,分析冰成岩发育特征,揭示各类冰川沉积现象的形成机制,建立冰成岩沉积模式,探讨冰川事件对柴北缘地区地层划分与板块对比的重要意义。结果表明:柴达木盆地北缘全吉地区红铁沟组发育新元古代冰川沉积事件,冰成岩发育位置与正常潮坪沉积一致;该地层序列中保留了冰底碛、消融碛以及冰海沉积物等不同的沉积物类型;该套冰成岩厚度横向变化大,可能为与弧后扩张有关的盆地伸展阶段的斜坡相沉积;红铁沟组下伏黑土坡组顶、底各存在一个区域不整合面,柴北缘地区新元古代末期至少发育两期大规模构造运动,研究区各剖面中黑土坡组、红铁沟组及皱节山组不同程度的剥蚀是新元古代末期柴北缘洋盆向北俯冲造成的挤压-剥蚀以及弧后伸展导致的盆地再次沉降—接受沉积转换的直接体现;红铁沟组冰成岩为震旦纪全球性冰川事件——Gaskiers冰期的产物,可与华北南缘罗圈组及塔里木汉格尔乔克组冰成岩层对比,认为塔里木、柴达木等地块在晚震旦世亲华北。

柴达木盆地北缘新元古代-前中生代几个重要不整合面地质特征及其构造意义

地层不整合接触是研究地质发展历史中构造演化及鉴定地壳运动特征的重要依据。通过大范围的野外露头观察与分析,根据不整合面(包括风化铝土层及铁质层)的发育特征,不整合面上下地层的岩性、产状、变质与变形程度等地质信息,在柴达木盆地北缘(简称"柴北缘")地区前中生界沉积地层中共识别出新元古界全吉群-达肯大坂群、下寒武统欧龙布鲁克组-全吉群、泥盆系牦牛山组-下古生界以及中生界-前中生界4个大的区域性角度不整合接触面(即4个Ⅰ级构造层序界面)。这4个角度不整合面的形成均对应着区域性的构造反转事件,与周边大地构造边界的汇聚事件密切相关。在此基础上,根据不同构造带内地层、不整合的发育及分布特征,结合古生物、同位素年代学资料明确4个构造层序界面以及其制约的3个构造层序的时间跨度,建立地层(包括不整合面)-时间对应关系,并与前人建立的构造-岩浆-热年代格架进行对比,以此限定俯冲作用和碰撞造山的时限。

柴达木盆地北缘西段嗷唠山辉长闪长岩锆石SHRIMP U-Pb定年及岩石地球化学特征

本文对柴达木盆地北缘西段嗷唠山辉长闪长岩进行了系统的年代学和地球化学研究,分析其成因,并对晚古生代柴北缘构造属性特征给予补充。研究表明,嗷唠山辉长闪长岩具低SiO_2、K_2O值,富钠、富铝、高Mg#等特征。测试样品富集大离子亲石元素Rb、Ba、K等,亏损高场强元素Ta、Nb、Ti、P等,∑LREE/∑HREE和(La/Yb)N值均较低,具有较微弱的负Eu异常至正Eu异常。稀土元素配分曲线显示,相对同期中酸性岩浆岩而言,曲线更为平坦,轻重稀土分异程度较低。通过锆石的SHRIMP U-Pb定年,获得了辉长闪长岩样品加权平均年龄为370.4±3.4Ma,对应于古生代晚泥盆世岩浆活动。主、微量元素地球化学特征分析表明,岩石具有岛弧或活动大陆边缘岩浆岩的属性,可能起源于受地壳物质混染,并受俯冲流体交代的岩石圈地幔区。总结前人对柴北缘新元古代—古生代洋壳俯冲、陆陆碰撞的构造背景分析,并结合本次地球化学构造环境判别,认为嗷唠山辉长闪长岩形成于造山期后岩石圈拆沉所导致的拉张、伸展、减薄的构造环境,标志着柴北缘地区加里东期造山作用的结束。

柴达木盆地北缘早古生代沉积—构造事件耦合关系

柴达木盆地北缘地区在泛非-祁连期经历了复杂的洋陆转化阶段,于寒武纪-奥陶纪发育了汇聚板块边缘的沟-弧-盆体系,形成了NWW-SEE向展布的柴北缘构造带早古生代岛弧及弧后盆地,沉积了一套碳酸盐岩-碎屑岩-火山岩建造。在此期间,柴北缘古洋壳的俯冲消减作用及欧龙布鲁克微地块和柴达木地块的汇聚作用与欧龙布鲁克微地块南缘沉积类型的发展演化之间存在有机的联系,构成了完整的盆-山耦合体系,引发了一系列构造事件、火山喷发事件及多种类型的事件沉积等。其中欧龙布鲁克微地块整体位于滩间山岛弧北部,在早古生代发生构造背景的转变,由被动大陆边缘转为活动大陆边缘,并诱发了多期火山喷发事件,在柴北缘构造带内形成多套火山岩、火山碎屑岩以及变碎屑岩夹层,同时陆-弧碰撞造山导致的陆壳基底的隆升及大量岛弧物质为稍后期的盆地内部碎屑岩沉积提供了重要物源。与此同时,欧龙布鲁克微地块由稳定型浅水碳酸盐岩台地沉积陷落为深水斜坡环境,在盆地内早奥陶世晚期系有规律地集中发育碳酸盐岩滑塌沉积及重力流沉积(海底扇,浊积岩等)。在此之后,由于岛弧物质向盆地内部提供大量碎屑物质,且陆-弧碰撞触发的火山及地震活动导致了同时期大量的碎屑重力流沉积的发育,并触发相对深水区沉积物向更深水区移动,使得其沉积类型转化为浊流沉积。统计表明上述事件沉积发育的时间与柴北缘地区构造活动相对活跃期基本一致,因此这些早奥陶世晚期厚层、多期次、非稳定性的重力流砂体为柴北缘洋陆俯冲及陆-弧碰撞背景下形成的,它们之间存在耦合关系。

微量元素分析在判别沉积介质环境中的应用——以冀中坳陷东北部石炭-二叠系为例

沉积岩中的微量元素(包括稀土元素)蕴含了大量的地质信息,对沉积环境水文变化具有较高的敏感度,因此成为研究沉积期古气候、古环境的有效手段。冀中坳陷东北部石炭-二叠系层序地层与沉积体系研究开展工作较少,不能满足于隐蔽油气藏勘探的需要。本研究以冀中坳陷石炭-二叠纪古环境恢复为研究目标,对采集自该坳陷东北部3口钻井的19个岩心样品开展详细的微量元素的测定。通过系统的研究,筛选出对沉积介质环境较为敏感的微量元素指标及/或特征元素比值,包括Sr、Ba、U、Th、Co、Ni、Cu、Cr及Sr/Ba、Ni/Co、U/Th、Ce/Ce*、Sr/Cu等指标,分析其在不同层序、不同体系域的变化特征,并讨论其环境意义。结果表明,冀中坳陷东北部石炭-二叠纪地层中Sr/Ba比值是0.2~0.73,U/Th的测量范围为0.14~0.22,Ni/Co比值在地层中的变化范围是0.53~3.03,属于富氧、微咸水的古水体环境;Sr/Cu比值在4.12~14.01之间,古气候背景则呈现出由石炭纪的温湿气候向二叠纪干热环境的转变。

贺兰构造带北段一桌子山中-新生代构造变形特征

贺兰山构造带位于鄂尔多斯盆地与阿拉善地块之间，经历了元古代以来长期的构造演化过程。贺兰构造带北段的桌子山具有复杂的构造样式，该构造样式记录了鄂尔多斯块体、阿拉善块体以及古亚洲洋构造演化的丰富信息。详细的野外构造解析揭示，贺兰构造带北段桌子山地区自中生代以来主要经历了多期挤压构造变形。第一期构造变形以三叠系及其以下地层中的NWW向宽缓褶皱为代表，指示了晚三叠纪NNE向的挤压作用；第二期以侏罗系及其以下地层中的NE走向构造为代表，指示了晚侏罗世NW向的挤压作用；第三期构造变形以黄河断裂发生右旋走滑及其两侧早期变形构造线走向及古应力场方向之间30°夹角差异为代表。黄河断裂以东白垩系及其以上地层结构稳定，结合前人古地磁研究结果，认为第三期构造变形为桌子山沿黄河断裂发生近30°逆时针旋转，变形时间为新生代。

多尺度河流相致密砂岩储集层表征及控制因素分析:以苏里格气田下石盒子组8段为例

以鄂尔多斯盆地苏里格气田苏6区块下石盒子组8段(盒8段)作为重点研究对象,通过野外地质剖面观察、岩石样品显微组分鉴定及定量、孔隙结构分类及定量表征,从砂体结构特征、砂岩类型、孔隙类型、微观孔隙结构特征等方面,多手段、多尺度全面剖析河流相砂岩,探讨河流相致密砂岩有效储集层的控制因素。结果表明:心滩(或边滩)粗砂岩与河道充填沉积细砂岩之间在岩性、物性、孔隙结构等方面存在明显差异。中粗砂岩孔隙类型以溶蚀孔隙为主,呈粗大的、连通成片的管状孔喉,有效孔喉主要为半径大的孔喉;细砂岩孔隙主要为黏土矿物晶间孔隙,在空间分布上主要为小球状或短管状,呈孤立状零散分布,有效孔喉大都集中在小孔喉部分。中粗粒岩屑石英砂岩为强硅质胶结、较强机械压实致密化模式,中粗粒岩屑砂岩为强机械压实致密化模式,细粒(长石)岩屑砂岩为强压实、较强硅质胶结致密化模式,砂岩致密化模式的差异,导致现今储集层中中粗砂岩的粗大孔喉和有效孔喉的比例、流体可动用能力、物性大小及相关程度明显高于细砂岩。

Early Permian Strata Exist in the Olongbluk Block

Objective Whether the Early Permian successions are still preserved in the Olongbluk Block is controversial, which is resulted from the diverse understanding on the formation age of fossil assemblages from the lower Zhabusagaxiu Formation.