冀北-辽西早白垩世沉积有机质特征与古气候环境演变

本文对冀北—辽西地区早白垩世沉积盆地富有机质沉积岩进行了初步有机地球化学分析研究。结果显示,冀北—辽西沉积盆沉积有机质特征在时间和空间上存在很大差异,代表白垩系早期沉积的滦平盆地大北沟组有机质丰度低,这不仅显示其所代表的沉积相带不利于有机质的聚集,也反映了当时生物不够繁盛;大店子组时期沉积相带发生了变化,有机质类型随着发生了变化,丰度有所增高,但总体上显示环境条件不利于生物的发育和繁盛。到了桥头组和义县组沉积岩有机质丰度大幅升高,表明生物界非常繁盛,古气候环境有利于有机质的大量生成和堆积,总体上反映了温湿的气候条件;但同时也存在较为频繁或交替性寒冷气候波动,具体的古气候环境状态尚需进一步深入研究。

冀北-辽西地区洪水庄期海洋氧化还原环境的不均一性

洪水庄组沉积时期的海洋氧化还原条件及其对有机质保存的影响目前仍有较大的争议.通过对辽西地区洪水庄组页岩的稀土和微量元素进行分析,探究了该时期海洋氧化还原条件.研究区稀土元素丰度较高,分布范围为167.57×10^(-6)~316.95×10^(-6).稀土元素分布具有典型的海水特征,轻稀土较为亏损而重稀土相对富集.Ce负异常较为明显,基本不具有Eu异常,Y/Ho比值较低.微量元素(V、Cr、Ni、Co、Th和U)及其比值基本分布在一个较宽的范围内,说明该时期海洋具有不均一氧化的特征.稀土和微量元素指标均指示该时期海洋部分氧化和部分还原的特征,且部分地区属于硫化环境.综合华北北部其他地区洪水庄组氧化还原指标表明,该时期的海洋含氧量在空间上具有明显的不均一性,还原性较强的环境基本处于TOC较高的区域,与该区域的高生产力和丰富的营养元素有较好的关联性.

显微傅里叶红外在油气包裹体研究中的应用——以冀北-辽西坳陷中元古界下马岭组油气包裹体为例

作为一种非破坏性分析有机化合物结构的先进技术,显微傅里叶红外光谱法(Micro FT-IR)在油气包裹体成分分析过程中,不仅可以判断油气的成熟程度,还可划分油气的成藏期次和油气类型。以冀北-辽西坳陷下马岭组石英砂岩中油气包裹体为例,利用显微傅里叶红外光谱仪对油气包裹体进行研究。结果表明,该区至少存在两期次的油气充注,早期为具有较高CH2/CH3比值的中-重质油,晚期为具有较低CH2/CH3比值的轻质油或凝析油气,轻质油或凝析油气包裹体作为烃源岩生油高峰阶段的产物,是辽西-冀北地区的主要油气类型。实践表明,显微傅里叶红外光谱法是研究油气包裹体的有效手段之一。

冀北-辽西地区土城子组的LA-ICP-MS测年

土城子组是冀北-辽西地区中生界的关键层位，对土城子组年龄的确定直接关系到冀北-辽西地区以及中国东部侏罗纪与白垩系界限的确定，同时关系到中国东部相关的重大地质问题的研究．但是，由于土城子组以粗碎屑岩为主，其中化石的属、种较少，而且化石的穿时性强，所以古生物学家对土城子组的时代一直处在争论之中；同时，由于土城子组中的火山岩较少而使得同位素年代学的研究难度很大．因此，土城子组的年代一直未能定论．以冀北-辽西地区土城子组中的凝灰岩夹层等为测年对象，对冀北-辽西地区土城子组分布最广的承德盆地和金岭寺．羊山盆地进行了采样和测年，结合已有的测年数据，表明了冀北-辽西地区土城子组的年龄范围在147～136Ma之间，暗示了土城子组主体是早白垩世的产物．

辽西-冀北地区中-新元古界储层油气特征及运聚史分析

利用显微观察、包裹体岩相学等手段,研究了辽西-冀北地区中-新元古界储集层有机质的赋存状态、油气包裹体特征和期次。结合区域构造演化史,初步分析了油气的运移和聚集历史。研究表明,辽西-冀北坳陷中-新元古界储集层同时存在液体原油、稠油和固体沥青三种有机质,储层的各种成岩矿物内发育大量的、类型各异的油气包裹体,表明它有多期油气的活动过程。据包裹体的产状和光学特征判定,储层早期活动的油气为成熟度较低的重、稠油,以自生自储为主;中-晚期活动的油气成熟度较高,成藏规模较大,油气主要沿构造运动的裂隙运移。

LA-ICP-MS锆石U-Pb测年对辽西—冀北地区晚中生代区域性角度不整合时代的约束

通过对辽西—冀北地区的凌源、承德、滦平和义县—北票地区相关层位的LA-ICP-MS的锆石U-Pb测年,结合前人的测年数据,得出了以下认识:在凌源地区,张家口组与义县组之间是角度不整合,张家口组火山岩的年龄范围在133—130Ma之间(7个样品),义县组火山岩的年龄范围在126—120Ma之间(11个样品);在承德的骆驼山地区,土城子组与张家口组火山岩之间是角度不整合.在该地区张家口组下部测得的年龄是124Ma(1个样品),并结合前人的测年结果,显示了该地区张家口组的下部年龄在124—129Ma之间;在滦平盆地,中—晚中生代最大的沉积间断的底界年龄被大店子组顶部的玄武安山岩限定在130Ma左右(2个样品);在辽西义县—北票地区,前人测得占义县组厚度约3/4厚度的义县组尖山沟层(砖城子层)及以上层位的时间范围在126—120Ma之间,义县组底部层位的年龄是132Ma.同时在辽西—冀北地区,测得土城子组的上限年龄在136Ma左右(2个样品).综合以上数据分析,并结合辽西—冀北各个地区的地质特征,反映了在辽西—冀北地区,在土城子组形成之后(136Ma以后)到126Ma左右期间,有一次波及范围极广的构造事件,形成了区域性的角度不整合,并且该角度不整合的下限年龄在不同地区是有区别的;该角度不整合的主体形成时间在132—130Ma到126Ma之间.该角度不整合之上、之下层位中的构造特点、生物组合均有明显的区别,这暗示了该角度不整合也是该地区中生代主要的构造转换界面.

辽西-冀北坳陷中-上元古界油源及成藏期分析

利用有机地球化学分析技术,研究了辽西-冀北坳陷中-上元古界沥青、油苗显示相对集中的地层(雾迷山组、铁岭组和下马岭组)油气的来源、成熟程度与成藏期次。研究表明,区内中-上元古界部分地层有机质丰度较高,具备油气生成的物质基础,源岩多达到成熟-高成熟的演化阶段,是中-上元古界油气的主要贡献者。中-上元古界储层中存在大量类型各异的油气包裹体,根据油气包裹体的产状与光学特征可以判定它们分属不同地质时期储层流体活动的产物,指出中-上元古界经历了三到四期的油气成藏过程,中晚期油气成藏意义较大。

中国陆相侏罗系—白垩系界线及其国际地层对比——以冀北—辽西地区侏罗系—白垩纪年代地层为例

冀北—辽西地区陆相侏罗系—白垩系发育,各类生物化石丰富,并夹有火山岩,是利用岩石地层、生物地层、同位素测年和磁性年代地层综合研究侏罗系\白垩系界线的理想地区。冀北滦平盆地侏罗系\白垩系界线附近的地层为大北沟组和大店子组,辽西义县—北票地区侏罗系\白垩系界线附近的地层为土城子组和义县组。大店子组含有孢粉Cicatricosisporites-Luanpingspora-Jugella组合;介形类Yanshanina-Cypridea-Rhinocypris组合,Cypridea-Yanshanina-Timiriasevia组合,Cypridea sulcata亚组合和叶肢介Eosestheria-Abrestheria组合等各类化石,这些生物组合与国内、外的对比,尤其是孢粉和介形类与英、法、德、俄和加拿大等地相关地层同类化石组合的对比,其时代为早白垩世早期(Berriasian)。辽宁西部义县组下部的孢粉、介形类和叶肢介与国内、外的对比,也得出与大店子组的时代大致相同的结论。大北沟组含孢粉Poceites-Podocarpidites-Schizaeoisporites组合,介形类Luanpingella-Torinina-Eoparacypris组合以及叶肢介Nestoria-Keratestheria组合等,这些生物组合与国内、外同类生物组合的对比,得出的时代结论是晚侏罗世晚期(Tithonian)。土城子组含有孢粉、介形类及叶肢介等6大门类化石,根据已有的研究成果,得出的时代结论是晚侏罗世。因此,侏罗系\白垩系的界线划在大北沟组与大店子组之间。生物地层的国际对比表明:此界线与国际侏罗系\白垩系界线,即Tithonian\Berriasian界线是一致的。根据冀北—辽西地区一系列同位素测年数据推断,侏罗系\白垩系界线年龄应接近130.7Ma。

冀北—辽西地区侏罗—白垩纪之交期的孢粉植物群演替与古气候变化

本文根据冀北—辽西地区侏罗—白垩纪之交期孢粉植物群的地层分布,划分了9个孢粉植物群组合带(自下而上):"桫椤孢-苏铁粉-克拉梭粉"组合带、"克拉梭粉"组合带、"无突肋纹孢-滦平孢-纵肋单沟粉"组合带、"云杉粉-层环孢-无突肋纹孢-膜环弱缝孢"组合带、"云杉粉-无突肋纹孢-凹边瘤面孢"组合带、"辽西孢-刺毛孢-克拉梭粉"组合带、"刺毛孢-有突肋纹孢-无突肋纹孢-三孔孢"组合带、"三角孢-无突肋纹孢-有突肋纹孢"组合带和"无突肋纹孢-克拉梭粉-希指蕨孢-麻黄粉"组合带;重建了该区当时的古气候和古环境,认为中侏罗世时期该区处于温暖湿润气候下的低山丘陵环境,晚侏罗世时期处于干旱气候下的荒原环境,早白垩世早期处于温凉湿润气候下的低山环境,早白垩世中期处于温凉湿润气候下的高山环境,早白垩世晚期处于温暖湿润气候下的低地沼泽环境,早白垩世最晚期处于干热气候下的低地环境。此外,本文还根据该区侏罗—白垩纪之交期生物群演化和更替的特征,提出了"避难所"理论模式。

辽西地区燕山板内造山带早中生代构造变形的年代学限定

在辽西进行的构造研究确认了这里曾经在早中生代期间发生过几次重要的构造变形事件,地质上,这几次构造变形的时代被限定在中三叠世老虎沟组沉积之后到晚侏罗世髫髻山/蓝旗组火山岩喷发之前。期间,第一期逆冲推覆构造被水泉沟组不整合覆盖,第二期逆冲推覆构造被髫髻山组/蓝旗组不整合覆盖。本文通过对水泉沟组火山岩、邓杖子组火山岩砾石、髫髻山组底部火山岩以及侵位到逆冲构造岩片中的安山玢岩脉体进行锆石SHRIMP法U-Pb定年,比较准确地限定了燕山板内造山带早中生代几次构造变形的时代。这对于研究燕山板内造山带早期变形特征和变形历史、研究整个燕山造山带的变形过程都具有重要的意义。

LA-ICP-MS测年对辽西-冀北地区髫髻山组火山岩上限年龄的限定

在辽西-冀北地区，髫髻山组火山岩发育，同时它的测年数据也较多，但是，由于测年数据的差别较大，因而影响了相关地质问题的认识和研究．在野外，髫髻山组火山岩与之上的土城子组常常同时出露，两者是平行不整合接触．通过对该地区典型的中生代盆地（即冀北的滦平盆地、承德盆地，辽西的凌源三十家子盆地、金岭寺．羊山盆地）中髫髻山组火山岩的系统采样，尤其对上部层位进行了系统的采样，应用LA-ICP-MS方法进行了测年，并结合前人的测年结果，得出了髫髻山组火山岩的上限年龄在156～153Ma之间，并认为髫髻山组火山岩的下限年龄应该在165Ma附近，髫髻山组应该是中侏罗世晚期到晚侏罗世的产物．