河北承德县北大山公园石海奇观的成因及地学旅游初探

石海是发育于基岩斜坡带较为特殊的地貌类型之一,因形成动力多样和过程复杂,前人对其成因的争论由来已久。河北省承德县北大山发育壮观的石海,是该森林公园的主要景观和旅游资源,为石海成因的研究提供了得天独厚的条件。利用野外地质调查、砾石统计和无人机航拍建模等技术方法和手段,对北大山森林公园石海地貌开展了系统的调查。研究结果表明,石海的物源来自沟头被断裂和节理破碎的花岗岩崩塌体;组成石海的巨大砾石具有重力崩塌和短距离流水搬运的特征,与冰川或泥石流搬运的特征并不符合;冻融分选作用是导致巨大石块集中出露地表,进而形成石海的主要动力。本文首次提出承德北大山石海地貌的冻融分选成因的新认识,不仅对石海成因的理论研究具有一定的促进作用,而且对其它区域石海地貌的成因研究也具有重要的参考价值。

大兴安岭南段北大山岩体的年代学和地球化学:对岩石成因及成矿潜力的指示

大兴安岭南段发育包括维拉斯托、黄岗、安乐、大井、毛登和边家大院等锡多金属矿床,是我国北方最重要的锡多金属成矿带。北大山岩体是该锡多金属成矿带规模最大,出露最完全的花岗质侵入体,其北部主要为石英二长斑岩,南部为黑云母花岗岩,且南部岩相中常见电气石和绿柱石,被认为是区内锡多金属矿床的成矿母岩。然而,目前对该岩体岩石成因及其稀有金属成矿潜力的认识却存在较大争议。本文在对北大山岩体开展岩相学观察和锆石U-Pb定年的基础上,通过全岩地球化学和锆石Hf同位素分析,结合MELTS热力学模拟计算,试图阐明该岩体的成因类型、源区特征和演化过程,并讨论其成矿潜力。锆石U-Pb定年结果显示,北大山岩体北部的石英二长斑岩形成于143.4±1.3Ma,南部黑云母花岗岩形成于142.6±1.3Ma,与大兴安岭南段早白垩世锡多金属成矿年龄峰值相一致。北大山岩体中含自形富水矿物角闪石及黑云母、富碱(K_(2)O+Na_(2)O=8.58%~9.34%)、ACNK/CNK值介于0.97~1.02,P_(2)O_(5)含量低(<0.14%)且与SiO_(2)含量呈负相关,指示该岩体为高钾钙碱性I型花岗岩。岩体的锆石Hf同位素组成较为亏损(ε_(Hf)(t)值平均6.81,n=20),且全岩锆饱和温度较高(平均值为813℃),指示其为新生地壳物质高温熔融的产物。主量元素变化关系和MELTS模拟结果表明,北大山岩体为高钾钙碱性岩浆体系不同程度分离结晶的产物,其中北部石英二长斑岩样品之间结晶分异程度较低,而南部黑云母花岗岩的结晶分异程度较高。北大山岩体的形成时代、源区特征和氧化还原条件(△FMQ-2.5)与大兴安岭南段稀有金属花岗岩类似,具有一定的锡多金属成矿潜力,但其初融温度、挥发分组成(相对富B贫F)、分异演化程度(结晶分异和熔体-流体相互作用程度相对较低)明显不同于维拉斯托矿床成矿碱长花岗斑岩,不会是该矿床的成矿母岩。

阿拉善地块南缘北大山断裂的晚第四纪构造活动证据

阿拉善地块南缘地处青藏高原东北缘地壳扩展前锋带的北侧,对该地区活动断裂晚第四纪的运动性质、滑动速率等开展研究,有助于理解阿拉善地块的晚第四纪构造变形特征及其对青藏高原向N扩展的响应。文中结合遥感影像解译与野外地质地貌考察,对阿拉善地块南缘的北大山断裂进行了分段和活动性研究。结果表明,北大山断裂左旋走滑断错晚第四纪洪积扇和阶地等地貌,形成显著的位错阶地坎、冲沟以及断层陡坎。通过对断错地貌线等标志的测量、复原、统计分析等,发现断裂的地貌位移值分布于3~20m,发育新鲜断层自由面的断层陡坎和左旋错动的纹沟指示了断层的最新一次活动。基于同期洪积扇年龄估算得到北大山断裂晚更新世以来的左旋滑动速率为0.3~0.6mm/a。北大山断裂的运动学特征与区域NE向应力场一致,可能受到了青藏高原NE向扩展的影响。

阿拉善北大山早石炭世花岗斑岩年代学、地球化学及地质意义

中亚造山带是世界上最大的增生型构造带之一,其形成与古亚洲洋关系密切,然而古亚洲洋的构造演化和闭合时限还存在争议。阿拉善地块位于中亚造山带的南侧,是揭示上述问题的重要区域。本文对阿拉善地块北大山次井子一处花岗斑岩体进行了岩相学、全岩地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素地球化学研究,探讨其岩石形成时代、成因及区域构造背景。次井子岩体SiO_(2)含量为75.04%~76.97%、MgO含量为0.15%~0.24%、TFe_(2)O_(3)含量为1.62%~1.76%,显示富硅、贫镁铁的特征。岩石相对富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,Eu强烈亏损,Rb、Th、U、K元素富集,Ba、Sr、P、Ti元素亏损,具有A型花岗岩的特征。锆石U-Pb测年显示,花岗斑岩的侵位年龄为326.3±1.2 Ma。锆石的ε_(Hf)(t)值为-3.53~-1.24,二阶段模式年龄(T_(DM2))在1561~1414 Ma之间,表明岩体的源区主要为古老的地壳物质。结合前人研究,阿拉善地块石炭纪和二叠纪—早三叠世岩浆岩形成环境存在明显的转变,这可能与古亚洲洋的最终闭合有关。

阿拉善地块北大山地区两类辉长岩的锆石U-Pb定年、Hf同位素及地球化学特征--对中亚造山带构造演化的启示

作为中亚造山带的重要组成,阿拉善地块北缘已成为研究古亚洲洋构造演化历史的关键地区。本次工作对阿拉善地块北大山地区两类辉长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得成岩年龄分别为293±2Ma和267±2Ma,为早、中二叠世。早二叠世辉长岩为堆晶岩,呈亚碱性,拉斑玄武质,高Mg#值(64)、Eu显著正异常、极低的REE、富集大离子亲石元素(Ba、K、Sr),亏损高场强元素(Th、Nb、Ta、Hf、Zr),锆石的εHf(t)平均值为0.91,以上特征显示其岩浆源区为受俯冲板片混染或交代的岩石圈地幔,形成于俯冲相关的挤压环境;中二叠世辉长岩呈碱性、富集大离子亲石元素(Ba、K)和稀土元素,但Nb、Ta等高场强元素亏损不明显,锆石的εHf(t)平均值为3.5,显示其岩浆源区为受陆壳混染的亏损地幔,形成于大陆板内拉张环境。综合本文及前人研究成果,认为阿拉善地块北缘存在一条西起龙首山,东到狼山的晚古生代(328~262 Ma)超基性—基性岩浆带,其形成与古亚洲洋的俯冲—闭合—造山后伸展过程相关。在晚石炭世—早二叠世晚期,阿拉善地块北缘为大洋俯冲环境,到早二叠世晚期—中二叠世进入大陆板内拉张环境,限定了古亚洲洋在阿拉善地块北缘的最终闭合时代为早二叠世晚期—中二叠世。

阿拉善陆块中的北大山裂谷带

本文首次提出阿拉善陆块中的北大山华力西期褶皱带属大陆型裂谷带，对该裂谷带进行了初探，为进一步开展本区地质研究和矿产普查开拓了新的思路。

龙首山-北大山北部的属性——来自海森楚鲁片麻岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素的约束

阿拉善北大山西北部地区出露少量原属"龙首山岩群"的前寒武纪岩石,其形成时代和同位素特征对于了解该地区的基底性质和探讨阿拉善北部构造格架具有重要意义。本文对北大山西北部海森楚鲁地区出露的片麻岩开展了详细的岩石学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究,并对其构造意义进行了初步探讨。海森楚鲁片麻岩为一套具有片麻状构造的长英质正片麻岩。锆石核部的LA-ICP MS分析结果显示,207Pb/206Pb年龄相对集中,并在U-Pb谐和图上获得了1 408±29 Ma(MSWD=13)的上交点年龄,表明海森楚鲁片麻岩的原岩形成于~1. 4 Ga。海森楚鲁片麻岩的锆石Hf同位素分析结果显示,锆石εHf(t)值变化范围为-4. 38^+6. 68,二阶段模式年龄为2 091~1 624Ma,反映了片麻岩原岩岩浆可能来自相对年轻的地壳物质。结合前人研究成果,认为龙首山-北大山北部出露的前寒武纪岩石主要形成于中元古代及以后,而不是以往认识的中太古代-古元古代;龙首山-北大山北部可能不是阿拉善地块的组成部分。

内蒙古北大山杂岩体成因及其地质意义

内蒙古北大山岩体是大兴安岭南段成矿带中的一个重要杂岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,北大山岩体中的斑状石英二长闪长岩、石英二长斑岩和二长花岗岩分别形成于(142.6±1.8)Ma、(141.1±19)Ma、(140.4±1.6)Ma,属早白垩世早期的产物。北大山杂岩体由早至晚,岩石地球化学特征有规律的演化,主要表现为:SiO_2含量逐渐增高,碱度也增高,而钙镁和铝质渐趋降低;稀土元素中弱铕亏损演变为强铕亏损;微量元素中Rb、Nb、Ta含量升高,而Ba、Sr、P、Ti逐渐降低。主、微量元素地球化学特征总体显示该杂岩体为钙碱性—碱性、准铝质—弱过铝质A型花岗岩,其成因可能为在岩石圈伸展环境下,幔源岩浆的底侵促使上覆的先存地壳发生部分熔融形成花岗质岩浆,岩浆源区与壳幔混熔作用有关,并且该作用形成杂岩体中早期含幔源包体的石英二长闪长岩和晚期富挥发分的二长花岗岩。

阿拉善北大山乌布日布特地区晚古生代侵入岩的地球化学、年龄、Hf同位素特征及意义

内蒙古阿拉善西部的北大山北部出露一些古生代侵入岩,这些侵入岩的时空分布和源区物质组成特征对于确定北大山北部的构造属性以及探讨阿拉善西部的构造划分和构造演化具有重要意义。本文对北大山北部乌布日布特地区腰泉和沙枣泉两个花岗质岩体开展了详细的年代学、地球化学和锆石Hf同位素研究。锆石LA⁃ICP⁃MS U⁃Pb测年结果显示,腰泉黑云母正长花岗岩年龄为261.8±1.2 Ma,沙枣泉黑云母花岗岩年龄为303.1±1.6 Ma,均形成于晚古生代。腰泉黑云母正长花岗岩与沙枣泉黑云母花岗岩的稀土元素组成相似,均表现出轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损的特征,并显示有微弱—中等的Eu负异常。腰泉黑云母正长花岗岩与沙枣泉黑云母花岗岩均具有正的ε_(Hf)(t)值,腰泉黑云母正长花岗岩的ε_(Hf)(t)值为+1.93~+7.40,沙枣泉黑云母花岗岩的εHf(t)值为+0.52~+10.00,这与北大山北部其它古生代酸性侵入岩的锆石Hf同位素相似,表明北大山北部酸性岩浆的深部源区以新生地壳物质为主。北大山北部深部地壳物质组成特征与阿拉善中东部宗乃山—沙拉扎山地区相似,而与北大山南部和阿拉善中东部雅布赖—诺尔公—红古尔玉林地区具有明显差别。结合区域研究资料,推测北大山北部可能不属于阿拉善地块,而与阿拉善中东部的宗乃山—沙拉扎山地区具有相同的构造属性,是中亚造山带的组成部分。

内蒙古北大山新井地区热液型铀矿化特征及成因探讨

热液型铀矿是内蒙古北大山地区重要的铀矿类型。文章以北大山中部新井铀矿点为研究对象,详细阐述了新井地区地质特征和铀矿化特征,认为铀成矿受断裂构造、斜长角闪片岩、伟晶状花岗岩脉及热液蚀变控制,F_(1)断裂为铀矿化提供了运移通道和赋存空间,构造变异部位控制铀矿床的定位;古元古界变质岩为有利的含铀建造,作为矿源层和储矿层为热液型铀矿化的形成发挥着重要作用;海西晚期侵入的伟晶状花岗岩为钙碱性铝过饱和系列富铀花岗岩,该岩脉控制铀矿体的产出部位;蚀变是矿化的先导和基础,铀矿体与富矿体一般出现在多期次热液蚀变叠加部位,热液蚀变是铀矿叠加富集的必要条件。综合分析认为新井地区热液型铀矿的形成经历了含矿建造形成阶段、预富集阶段、成矿阶段及矿体叠加富集阶段,下一步勘查工作的重点是F_(1)断裂带及其走向发生变异的部位,受F_(1)断裂带控制的热液蚀变带是找矿的重点区段,伟晶状花岗岩与斜长角闪片岩的接触面是产矿的最佳界面,伟晶状花岗岩脉密集分布区是铀成矿的有利部位。

内蒙古阿拉善右旗北大山中段物化探找矿应用

北大山位于阿拉善地块中部,巴丹吉林断裂以南的雅布赖—巴音诺尔公晚古生代大陆弧褶皱带,本次测区位于北大山中段。该区的磁法工作很好的揭露岩浆岩之间侵入关系,构造特征及含矿岩体等找矿标志,圈定了找矿靶区;化探异常进一步佐证了磁异常,缩小了找矿靶区;物化探异常为下一步工程验证提供了重要支撑,找矿目标清晰明确,加快了矿区勘查找矿工作,大大缩短了勘查周期。

游承德北大山石海

地处塞外的承德,最著名的游览景观当属清朝皇族的热河行宫与木兰围场了。可我向来不喜欢游人如云的地方,所以当我在黄昏雾霭笼罩下的狮子沟放下行李,被承德文联的朋友糊里糊涂叫上车,出发前往一个叫北大山的地方时,我反倒兴奋起来。渐渐的山势就高了,却不像南方的山地那么陡峭,说是已有海拔一千几百米了呢,可视野依然开阔得很,山峦与山峦之间,谷地里种植着大片大片的玉米,就是看不见人,一路上,只听风响不见村庄,让人奇怪这漫山的庄稼,怎么种上的呢?最后连石缝里挤出来的玉米地也没了,真正进了北大山时,我们已在正修筑的山间公路上颠簸了5个小时。黑天黑地的进屋就睡,一直到清晨被阵阵鸟鸣叫醒。

北大港潜山在沙三段沉积期的隆升状态及其对沉积物源的供给

北大港潜山构造带的高点区无沙三段沉积,依照地层终止方式无法厘定出北大港潜山的高点区是在沙三段沉积期一直暴露地表没有接受沉积,还是在沙三段沉积期接受了沉积,后被晚期构造抬升剥蚀殆尽。确定北大港潜山高点区在沙三段沉积期的演化状态对于分析本区沉积体系及储层分布至关重要。本文以构造与沉积的响应关系为分析的思路和依据,通过地层厚度图的框架约束,基于砾岩分布和泥岩颜色所指示的古环境、古地貌、古物源的特征,分析出北大港潜山高点区在沙三段沉积期一直是一个稳定的物源区,其剥蚀下来的物源通过构造转换带的控制,沉积在板桥凹陷和岐口凹陷。

歧口凹陷北大港潜山南北向走滑断裂的河道化作用分析

通过北大港地区重力异常资料、三维地震资料分析,证实在北大港潜山上发育具有左旋走滑性质的红7-1断裂,其夹持于大张坨断裂与港西断裂之间,呈弧形沿南北方向展布。该断裂在古近系早中期均有活动,对多个层位砂体分布具有明显的控制作用,在该走滑断裂弧形带南侧,砂体厚度突变增大,呈"点源式"分布,从而形成明显的、且具有继承性的"沟-扇"对应关系。结合重矿物分析及北大港潜山上下切河道追踪发现,在走滑断裂顶部发育一系列下切河道;这些河道下切深度可达230～280ms,它们可以沟通板桥次凹与北大港潜山南翼,在过补偿阶段将板桥次凹的沉积物沿下切河道搬运到北大港潜山南侧的歧北次凹。可见,北大港潜山上近南北向的走滑断裂可以形成下切河道并起到搬运沉积物的作用(即断裂的河道化作用),进而在过补偿阶段控制板桥次凹与北大港潜山南翼的物源分配形式,所以,板桥次凹和歧北次凹在一定程度上均隶属于沧县隆起物源体系。

湖北大崎山自然保护区种子植物区系分布

通过野外调查和标本采集,在进行植物系统调查的基础上,对湖北省大崎山自然保护区植物区系基本组成和科、属地理成分进行了分析,并与邻近山地植物区系进行了R/T的比较。经鉴定保护区内有种子植物140科534属1 035种,其中,裸子植物5科8属10种,被子植物135科526属1 025种。区系分析表明,该区植物区系复杂,具有15种分布类型,且植物区系起源古老,温带性质明显,热带成分丰富,与华东植物区系联系密切。

北大港潜山奥陶系碳酸盐岩储集层发育的主控因素及其分布规律

北大港潜山奥陶系储集层主要为碳酸盐岩岩溶储集层.探索岩溶储集层形成的控制因素与储集层分布规律.对潜山油气勘探具有重要意义。通过对岩溶储集层的形成机理及其发育模式研究.认为储集层的发育主要受控干构造作用、岩性与沉积环境以及表生期岩溶作用等因素。储集层分布在平面上取决于岩溶古地貌和断裂走向.岩溶斜坡和岩溶洼地处储集层较为发育.裂缝和断层发育的部位特别是大断层两侧最有利于岩溶储集层发育;纵向上受岩性和风化壳发育程度控制.白云岩和膏岩层段易溶蚀.有利于储集层发育.距风化壳顶面距离越近.储集层发育程度越高.该区有利储集层主要发育在风化壳以下50～250m范围内。

北大港潜山安山岩易漏地层固井技术对策研究

北大港潜山中生界存在大段安山岩地层,裂缝发育,地层承压能力低,属于裂缝性漏失,钻井固井过程中常常发生严重漏失,严重影响勘探评价目标的顺利实施。对北大港潜山固井难点进行分析,通过井身结构优化、承压试验等技术手段,减少固井施工难度,有效的保证了固井质量,对于北大港潜山安山岩易漏地层固井具有一定的参考价值。

黄骅坳陷北大港潜山中生界碎屑岩储层特征及成因机理

为了弄清黄骅坳陷北大港潜山中生界碎屑岩储层的成因机理,综合应用目的层段的岩心、X射线衍射、铸体薄片、扫描电镜及测录井等资料,结合地层的埋藏演化史,系统分析了北大港地区中生界碎屑岩储层特征及成因机制。结果表明:①研究区中生界碎屑岩岩石类型较多,但以长石岩屑砂岩、岩屑石英砂岩和岩屑砂岩为主。②研究区中生界碎屑岩储层发育有原生孔隙、次生溶蚀孔隙和微裂缝等储集空间类型,但以次生溶蚀孔隙为主,原生孔隙和微裂缝所占比例较小;储层物性特征以低孔-低渗、低孔-特低渗为主,高孔-高渗储层段发育的比例较小,多数储层为低渗小孔喉储层。③储层发育受沉积、成岩和构造作用共同控制,成岩过程中的压实、胶结、溶蚀及油气充注对储层发育均有影响,其中溶蚀作用对储集空间发育的影响较大;从对储层发育的控制程度来看,岩石颗粒的分选性强于岩性,成岩压实作用强于胶结作用;构造作用形成的斜坡、不整合面及断裂不仅为溶蚀作用的发生提供了场所,也为溶蚀流体的流动提供了通道。该研究成果为黄骅坳陷北大港潜山地区有利勘探目标区的优选提供了地质依据。

北大“山鹰”雪峰折翅

2002年8月12日晚,两位疲惫不堪的年轻人急匆匆地赶到拉萨市内的西藏登山协会求援,他们的队友—五名北京大学山鹰登山队队员在7日攀登西藏希夏邦马峰西峰过程中,遭遇雪崩。已经发现两人遇难,另外三人失踪,请求紧急搜救。了解情况后,西藏方面立刻报告了中国登山协会,并及时和北京大学取得了联系。