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.

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。