柴达木盆地北缘东段中侏罗统物源分析——来自重矿物、元素地球化学及碎屑锆石年代学的证据

【目的】柴达木盆地北缘东段地区广泛出露侏罗纪残留地层。由于后期强烈改造,该地区侏罗纪原型盆地被严重破坏,其残留凹陷原始沉积关系、原型盆地发育及展布规律一直是学术界的研究热点。【方法】通过对该地区中侏罗统碎屑岩样品的重矿物Q型聚类分析、全岩地球化学以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,进行了系统物源分析,并结合古构造背景、地层与沉积相特征,对该地区侏罗纪原型盆地进行了初步探讨。【结果与结论】(1)中侏罗世,可将研究区划分为5个沉积体系,各沉积区重矿物组合、全岩地球化学以及碎屑锆石年龄特征相异;(2)研究区物源母岩主要为中—酸性岩浆岩,混有不同程度的再旋回沉积岩;(3)物源区岩石的成因以大陆岛弧和活动大陆边缘为主,且普遍受到两期岩浆事件(200~300 Ma和400~500 Ma)的影响;(4)研究区与潜在物源区特征对比显示,A区物源主要来自柴北缘构造带,少量物源来自欧龙布鲁克古地块;B区物源主要来自北偏东方向的南祁连地体;C区和D区物源主要来自近物源供给,推测为北方向的古隆起;E区物源主要来自东部东昆仑鄂拉山附近;(5)研究区在大煤沟组第五段时期,发育多个小型分隔型湖盆,而到了大煤沟第七段时期,小柴旦—红山地区和霍布逊地区湖盆连通,成为统一湖盆。研究结果对于了解柴达木盆地侏罗纪演化,指示青藏高原北缘盆山体系的相互作用以及指导柴北缘东段油气勘探具有科学意义。

华北板块北缘东段二叠纪的构造属性:来自火山岩锆石U-Pb年代学与地球化学的制约

本文对华北板块北缘东段大河深组、关门咀子组火山岩进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb定年和岩石地球化学研究以便制约该区的区域构造演化。大河深组和关门咀子组火山岩中的锆石均呈自形-半自形晶,具有清晰的岩浆振荡生长环带和条痕状吸收(玄武安山岩)的特点,其Th/U比值高达0.31～1.56,表明其岩浆成因。测年结果表明,桦甸大河深组流纹岩形成于早二叠世(279±3Ma～293±2Ma),珲春和图们关门咀子组玄武安山岩和玄武岩分别形成于早二叠世(275±7Ma)和晚二叠世(250±5Ma)。大河深组火山岩SiO2含量介于64.9%～75.4%,Mg#值介于0.21～0.57,属于中钾-高钾钙碱性系列,明显富集轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs)、亏损高场强元素(HFSEs,如Nb、Ta、Ti)以及P元素,类似活动大陆边缘火山岩;其锆石的εHf(t)值为+0.9～+10.37,Hf同位素二阶段模式年龄值为785～1240Ma,表明它们均起源于中-新元古代新增生玄武质下地壳的部分熔融。珲春早二叠世关门咀子组属于中钾钙碱性系列;贫硅(53.4%～53.7%)和HFSEs,富铝(16.4%～16.8%)和LILEs,具有较低的稀土元素总量,以及较平坦的稀土配分型式,显示出岛弧火山岩的地球化学属性;该组火山岩的原始岩浆应起源于受俯冲板片脱水熔融交代的亏损地幔楔。图们晚二叠世关门咀子组玄武岩SiO2含量为48.7%～49.6%,Mg#值高达0.64～0.72,相对富集LREEs和LILEs,亏损HREEs和HFSEs,具有火山弧玄武岩的地球化学属性,同时其εNd(t)=+6.01,暗示其原始岩浆起源于亏损的岩石圈地幔。综上所述,我们认为早二叠世至晚二叠世期间,华北板块北缘东段(吉林中部地区)和兴凯地块西南缘均处于古亚洲洋的俯冲作用下。

柴达木盆地北缘东段大煤沟组一段优质烃源岩

柴达木盆地北缘地区的中-下侏罗统是主要的油气源岩,而其中的大煤沟组七段是优质油气源岩。为了进一步评价柴达木盆地北缘东段侏罗系生烃能力,系统采集了大煤沟剖面中-下侏罗统大煤沟组的泥岩、油页岩、碳质泥岩、煤岩等样品,并进行了系统的常规的有机地球化学分析(有机碳,S1+S2,IH,沥青A,总烃,H/C与O/C值,干酪根,碳同位素组成δ13C,生物标志化合物规则甾烷的组成等)。结果表明,大煤沟组一段与七段一样,是优质油气源岩,这是柴达木盆地北缘地区的新发现。大煤沟组孢粉的显微沉积有机质组成及有机质类型的研究也证实了上述结论。在对盆地中-下侏罗统进行油气资源评价及勘探部署时,对大煤沟组一段的优质油气源岩应给予足够的重视。

华北北缘东段开原地区三叠纪侵入岩年代学及岩石地球化学研究

本文报道了位于华北北缘东段开原地区尖山子岩体、宝兴岩体和树德屯岩体的岩相学、岩石地球化学及年代学特征,探讨了上述岩体的形成时代、岩石成因及其构造环境。锆石U-Pb定年结果表明,尖山子岩体形成于251±1.3Ma,宝兴岩体形成于235±1.3Ma,树德屯岩体形成于224±1.9Ma,说明开原地区三叠纪存在早三叠世、中三叠世和晚三叠世三个时期的岩浆活动。尖山子岩体以二长花岗岩为主,具高硅低镁特征,属钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Ba、Th,相对亏损Ta、Nb、P、Hf、Zr等高强场元素;δEu=0.55-1.87,（La/Yb）N=6.23-47.9,轻重稀土分馏明显,富集轻稀土,亏损重稀土。宝兴岩体以花岗闪长岩为主,Si O2含量变化较大（52.36%-74.06%）,Al2O3含量（14.5%-17.34%）,Mg O含量（0.61%-3.66%）,属钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Ba、Th,相对亏损Ta、Nb、P、Ti等高强场元素;无明显的Eu异常,（La/Yb）N=6.81-25.6,轻重稀土分馏较明显,富集轻稀土,亏损重稀土。树德屯岩体以闪长岩为主,岩石具有低硅高镁特征,K2O/Na2O比值为0.33-0.76,显示富K贫Na特征,属钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Ba、Th,相对亏损Ta、Nb、P、Ti、Hf、Zr等高强场元素;无明显的Eu异常,（La/Yb）N=3.87-10.2,轻重稀土分馏不明显。上述岩石地球化学特征表明,尖山子岩体和宝兴岩体的原始岩浆起源于下地壳基性物质的部分熔融,树德屯岩体的原始岩浆起源于亏损的地幔楔。研究区三叠纪岩浆岩形成于造山阶段挤压环境下。华北北缘东段的挤压碰撞作用一直持续到晚三叠世（224Ma）,而造山阶段向造山后阶段的构造转换（挤压地壳加厚向伸展垮塌的环境转换）发生于晚三叠世-早侏罗世（224-180Ma）期间。华北北缘东段中生代岩石圈减薄或破坏始于晚三叠世-早侏罗世（224-180Ma）期间。

华北板块北缘东段中三叠世构造演化--来自辽宁法库地区侵入岩的证据

本文对华北板块北缘东段辽宁北部法库地区中三叠世风歧堡岩体和靠陵沟岩体进行了岩相学、锆石U-Pb年代学、地球化学及Lu-Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,风歧堡岩体和靠陵沟岩体加权平均年龄分别为(241±1)Ma和(243±1)Ma,侵位时代为中三叠世。风歧堡岩体的Ba和Sr质量分数分别为(290.00×10^(-6)-484.00×10^(-6))和(129.00×10^(-6)-338.00×10^(-6)),Sr/Y值为13.27-28.17,Sr/Yb值为117.50-250.28;靠陵沟岩体具有较高的Ba质量分数(899.00×10^(-6)-1300.00×10^(-6))和Sr质量分数(772.00×10^(-6)-997.00×10^(-6)),以及较高的Sr/Y值(67.47-78.21)和Sr/Yb值(661.81-781.32),Y、Rb和Yb质量分数较低,分别为11.00×10^(-6)-14.70×10^(-6)、55.80×10^(-6)-78.40×10^(-6)、1.17×10^(-6)-1.39×10^(-6),地球化学特征上具有高Ba-Sr花岗岩的特征。此外,凤歧堡岩体样品富集大离子亲石元素Rb和K,亏损高场强元素Nb、P、Ti和大离子亲石元素Ba;靠陵沟岩体样品富集大离子亲石元素Ba、K、Sr,亏损高场强元素Nb、P、Ti。凤歧堡和靠陵沟岩体样品Nb/Ta值(4.18-10.26)和Zr/Hf值(30.39-38.76)与地壳平均值相近,Ni、Co和Cr质量分数较低;岩石地球化学特征表明法库地区中三叠世花岗质岩浆源岩为壳源岩石。中三叠世—晚三叠世早期,华北板块北缘东段处于造山地壳加厚阶段。研究区中三叠世花岗岩的εHf(t)值均为正值,亏损地幔二阶段模式年龄(TDM2)为949-555 Ma,结合岩石地球化学特征,中三叠世花岗质岩浆源岩为造山地壳加厚过程中新元古代新生下地壳部分熔融的产物。

柴北缘东段中—新生代构造演化及其对油气的控制作用

综合分析柴北缘东段区域构造背景、残留地层分布、构造变形、裂变径迹和构造演化史,认为研究区中一新生代构造演化可划分为燕山早中期伸展弱断陷一挤压坳陷、燕山晚期挤压隆升、喜马拉雅早期弱挤压坳陷和喜马拉雅晚期强烈逆冲4个阶段。不同构造带的沉降、隆升活动时间与强度存在差异,燕山晚期的差异剥蚀决定了中一下侏罗统的残留展布,喜马拉雅晚期不同的改造作用形成了现今的构造格架。构造运动期次和强度控制了中一下侏罗统炷源岩有机质热演化过程和生排姪期次,燕山期以来继承性古隆起和喜马拉雅早期发育的古构造是深层油气运移的有利指向。有效怪源岩落实、古构造继承性发育、油源断裂时空匹配较好的马海东构造L1井的勘探发现证实了以上认识。

柴北缘东段石炭纪沉积特征及原型盆地恢复

在残留盆地展布、地层发育特征及大地构造背景分析的基础上,恢复了柴北缘东段石炭纪的原型盆地格局。研究表明:石炭纪时期,柴北缘处于"三洋夹两陆"的构造背景,经历了早石炭世的两次海侵和晚石炭世的持续海侵;受NWW向断裂系统的控制,盆地整体为昆仑弧后裂谷盆地,但由南向北构造发育特征表现为弧后陆表海盆地-陆表海盆地内低隆起-弧后裂谷盆地的组合特征。石炭系沉积以后,柴北缘经历了多期不同性质的构造运动,石炭纪后期变形强烈,原型盆地特征被彻底改造。

华北克拉通北缘东段海沟岩体的锆石U-Pb年龄、Sr-Nd-Hf同位素组成及其动力学背景

海沟岩体位于华北克拉通北缘东段,由二长岩和二长花岗岩组成。本文对该岩体主微量元素、Sr-Nd-Hf同位素和锆石的U-Pb年龄进行了系统研究。高精度锆石U-Pb年龄测试结果表明,二长岩和二长花岗岩形成的精确年龄分别为322.9±3.4Ma和320.3±3.5Ma,为海西期构造-岩浆活动产物。海沟岩体为准铝质-弱过铝质的I型花岗岩,其K2O/Na2O比值介于0.51～0.93之间,A/CNK介于0.87～0.94之间。微量元素方面表现为轻稀土富集、轻重稀土分馏明显、弱铕正异常、大离子亲石元素(如Rb、Ba、K)富集,以及高场强元素(如Nb、Ta、Ti、P)相对亏损等。锶同位素初始比值为(87Sr/86Sr)i=0.7054～0.7059,εNd(t)=-10.4～-8.6,亏损地幔的钕模式年龄分别介于1.84～1.99Ga和1.84～1.93Ga之间。二长岩和二长花岗岩锆石的εHf(t)变化范围分别为-7.6～-0.8和-11.5～-5.4,对应的两阶段Hf模式年龄分别为1.39～1.81Ga和1.67～2.06Ga。同位素特征表明两者可能来自中元古代和古元古代的下地壳物质的部分熔融,并可能有较多地幔物质的加入。根据其形成时代、岩石地球化学、同位素特征以及区域地质演化史,认为海沟岩体的形成可能与古生代古亚洲洋消减作用密切相关。

华北板块北缘东段三叠纪构造演化——来自辽北开原岩浆岩年代学、地球化学的证据

本文对华北板块北缘东段辽北开原地区辉长岩和流纹岩进行了岩相学、锆石U-Pb年代学和地球化学研究,结合前人资料探讨古亚洲洋东段三叠纪演化过程。锆石测年结果显示,辉长岩及流纹岩形成时代均为三叠纪(分别为246±2Ma、241±2Ma、226±3Ma及241±2Ma)。三期三叠纪辉长岩具有相似的地球化学特征,起源于地幔,并且在上升就位过程中均受到地壳物质的混染。其中,早三叠世辉长岩(246Ma)起源于受流体改造的富集型岩石圈地幔,由石榴石尖晶石二辉橄榄岩1%部分熔融形成,形成于俯冲板片断离导致的伸展环境;中三叠世辉长岩(241Ma)起源于受流体和熔体双重改造的过渡型岩石圈地幔,由石榴石尖晶石二辉橄榄岩1%~2%部分熔融形成;晚三叠世辉长岩(226Ma)起源于受流体和熔体双重改造的过渡型岩石圈地幔,由石榴石尖晶石二辉橄榄岩3%~4%部分熔融形成,形成于造山后的伸展拉张环境。中三叠世流纹岩(241Ma)富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素,亏损Nb、Ti、P、Sr元素等特征,属于后碰撞I型花岗岩,其低Sr低Yb特征暗示其源区深度为30~40km之间,其与中三叠世辉长岩构成“双峰式”火成岩,二者形成于岩石圈底部残余洋壳脱离导致的伸展环境。综合前人发表数据,根据年代学、岩石组合及地球化学特征可将华北板块北缘东段三叠纪岩浆活动划分为5期:252~246Ma、246~242Ma、242~240Ma、240~230Ma和230~215Ma。结合区域磨拉石建造、变质作用及蛇绿岩等资料,认为本区三叠纪经历了如下演化过程:(1)活动大陆边缘向同碰撞转换,古亚洲洋完成最终闭合(252~246Ma);(2)持续挤压隆升造山(246~242Ma);(3)南北挤压背景下,残余俯冲洋壳脱落导致的伸展(242~240Ma);(4)持续挤压作用下快速隆升,地壳加厚(240~230Ma);(5)造山后的伸展拉张环境(230~215Ma)。

柴达木盆地北缘东段中下侏罗统孢粉相及生烃潜力

孢粉相是反映沉积物及其成岩作用环境的沉积有机质组合。为了评价柴达木盆地北缘东段中下侏罗统烃源岩生烃潜力，对中下侏罗统孢粉相进行了详细研究，基于有机质组份的鉴定和统计，将中下侏罗统划分为5个孢粉相带：第1孢粉相带为煤质-具结构陆生质有机质组合，分布在小煤沟组；第Ⅱ孢粉相带为无定型有机质组合，分布在大煤沟组1段；第Ⅲ孢粉相带为煤质-草质有机质组合，分布在大煤沟组2～4段。第Ⅳ孢粉相带为无定型-草质有机质组合，分布在大煤沟组5段；第V孢粉相带为无定型-半无定型-结构水生质有机质组合，分布在大煤沟组第7段。大煤沟组第1段、第7段烃源岩孢粉相带有机质类型最好，是最有利的生油气层段，其次是大煤沟组第5段，其它层段生烃潜力差。

柴达木盆地北缘东段石炭系生烃潜力及其地质意义

依据烃源岩有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度和可溶有机质特征分析,发现柴达木盆地北缘东段上石炭统泥质烃源岩有机碳含量平均为1.26%,有机质类型主要以Ⅲ型和Ⅱ型为主;碳酸盐岩有机质丰度较低,平均为0.24%,有机质类型较好,为Ⅱ和Ⅰ型;有机质正处于成熟阶段后期-高成熟早期,有的还处在大量生烃阶段,表明上石炭统烃源岩达到中等—好生油岩级别。石炭系烃源岩有机质形成于较强还原条件下的咸水环境,具有丰富的低等水生生物和藻类母质输入。运用地球化学指标和柴达木盆地北缘各构造带原油系统对比研究,表明石炭系烃源岩对冷湖、南八仙构造带原油没有实质性的贡献。马北构造带个别原油样品中表现出存在来源于石炭系烃源岩的油源,揭示柴达木盆地北缘东段石炭系烃源岩是不可忽视的又一套烃源岩。

华北板块北缘东段泥盆纪伸展作用:来自辽北昌图碰撞后岩浆岩的证据

华北板块北缘是研究古亚洲洋演化及其与华北克拉通北缘相互作用过程的关键地带,但其晚古生代特别是泥盆纪时期的构造演化一直存在争议,辽北地区出露的泥盆纪岩浆岩为解决这一科学问题提供了新的证据。本文以昌图地区新发现的祥子岭和夏家沟花岗质岩体以及红花店变流纹岩为研究对象,开展了岩相学、地球化学、年代学以及Lu-Hf同位素等研究,并对其岩石成因及构造环境进行了探讨。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,祥子岭黑云母二长花岗岩侵位年龄为389±2Ma,夏家沟二长花岗岩侵位年龄为377±7Ma,红花店变流纹岩年龄为385±2Ma,是泥盆纪岩浆活动的产物。这些岩石具有高硅(SiO_(2)=71.23%~77.39%)、富碱(K_(2)O+Na_(2)O=8.23%~10.25%),贫铁(FeO^(T)=1.17%~2.68%)、镁(MgO=0.01%~0.24%)、钙(CaO=0.40%~1.27%),以及准铝质-弱过铝质(A/CNK=0.84~1.03)的地球化学特征,并且富集Rb、Th、Pb和亏损Ba、P、Ti。结合较低的Zr+Nb+Ce+Y含量(109.4×10^(-6)~329.4×10^(-6))、10000×Ga/Al比值(0.57~3.59)和锆饱和温度(716~778℃),昌图泥盆纪岩浆岩表现出高分异I型花岗岩的特征。此外,样品的锆石ε_(Hf)(t)值皆为正值(6.4~14.6)且随着结晶年龄的年轻而显著升高,表明研究区泥盆纪岩浆岩是幔源基性岩浆与新生地壳再融熔体发生岩浆混合作用的产物,在岩浆演化过程中经历了结晶分离作用。结合区域资料分析,辽北昌图泥盆纪岩浆岩形成于伸展环境,与晚志留世末白乃庙弧与华北克拉通北缘发生弧-陆碰撞后的地壳伸展作用有关。

华北板块北缘东段中志留世-晚泥盆世构造演化:来自公主岭地区岩浆岩的证据

为了更好地了解华北板块北缘东段志留纪-泥盆纪的构造格局和演化过程,本文对吉林省公主岭市附近出露的中志留世-晚泥盆世岩浆岩(放牛沟火山岩和西蟒仗侵入岩)进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学、锆石Hf同位素和全岩Sr-Nd同位素的研究,探讨了其源区性质及构造背景。测年结果显示,放牛沟火山岩中变安山岩、糜棱岩化变流纹质晶屑凝灰岩和流纹岩形成年龄分别为426±4.8Ma、404±4.5Ma、375.5±4.6Ma,代表岩石的结晶年龄;结合前人测年结果,放牛沟火山岩中包括426~425Ma、~419Ma、404~400Ma、390~384Ma、~375Ma等多期火山事件;放牛沟火山岩构造变形强烈,形成糜棱岩化变质火山岩、构造片岩等,各类岩石之间多为构造接触,实际上是由形成于不同时代、不同构造环境的构造岩片组成。西蟒仗侵入岩中英云闪长质糜棱岩、糜棱岩化黑云母英云闪长岩形成年龄分别为419.5±3.7Ma、424.7±5.9Ma,为中-晚志留世。中-晚志留世岩浆岩(426~419Ma)为一套钙碱性-高钾钙碱性英云闪长岩、花岗闪长岩、安山岩、英安岩、流纹岩及火山碎屑岩组合,侵入岩和火山岩在时间、空间、物源方面具有一致性,属于同源的火山-侵入杂岩;具有正的ε_(Nd)(t)(+1.04~+1.21)和ε_(Hf)(t)(+1.26~+7.85),相对富集Rb、Ba、Th、U、K(LILEs)及轻稀土元素(LREE),并且亏损Nb、Ta、P、Ti(HFSEs),主要源自中-新元古代增生下地壳物质(俯冲板片)的部分熔融,上升过程与地幔和下地壳物质发生了混染,形成于活动大陆边缘环境。早泥盆世变流纹质晶屑凝灰岩富集Rb、Th、U、K,亏损Ba、Nb、Ta、Eu、Sr、P、Ti,表现出铝质A型花岗岩地球化学特征,形成于白乃庙岛弧与华北板块碰撞后的伸展环境;具有正ε_(Nd)(t)(+1.28~+2.70)和ε_(Hf)(t)(+3.18~+7.22),表明其源自中-新元古代增生玄武质下地壳物质的部分熔融,岩浆形成后经历了斜长石、磷灰石、磁铁矿等矿物的分离结晶作用。晚泥盆世糜棱岩化变流纹岩属于钙碱性I型流纹岩;富集Rb、Ba、Th、U、K,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti,具有正ε_(Nd)(t)(+6.08)和ε_(Hf)(t)(+9.63~+13.39),表明其源自新元古代-中寒武世增生玄武质下地壳物质的部分熔融;形成于活动大陆边缘环境,古亚洲洋板块开始南向俯冲。

华北板块北缘东段拼贴带地质-地球物理特征

华北板块北缘东段(吉林省境内)地质构造的研究历来为学者所关注,研究成果颇多。笔者通过最新的地质-地球物理资料的分析研究,认为:该带重磁场的总体特征,即近东西向展布的地球物理场态,被北东向或与之相联系的其它方向的重磁场带或梯度带分隔、切割、干扰和改造;区域构造框架——古东西向构造,为中生代北东向等构造改造、包容及其它各种复合关系,具有较高的一致性。通过对该带划的5个构造重磁场区段之一的富尔河区段的剖析,确证重磁场的内部结构与地质构造要素的空间组合——断裂及为断裂所挟持的条块区的物质组成,具有相互对应的关系。依据重磁场综合削面对深部构造解释成果,探讨了表层与深部构造的关系,提出了“雪橇型”构造模型的初步认识和进一步研究的重要意义。从而较为完整、概括地阐明了华北板块北缘东段拼贴带的地质-地球物理特征。

柴达木盆地北缘东段中生界沉积相特征综述

柴达木盆地北缘东段中生界发育冲积扇、河流、三角洲、湖泊和沼泽等沉积相。早中侏罗世半深湖和滨浅湖相广泛发育,滨浅湖外围发育河流—沼泽相沉积,局部发育冲积扇和辫状河三角洲沉积,明显表现为多沉积中心的特点。晚侏罗世—早白垩世广泛发育河流冲积平原沉积和发育氧化滨湖亚相沉积,半深湖相和沼泽相沉积不发育,滨浅湖的分布范围与早中侏罗世有较好的一致性,反映其沉积继承性的特点。

柴达木盆地北缘东段石炭系残留分布及控制因素

柴达木盆地北缘东段石炭系是侏罗系之外的另一套有利生烃层系,针对前人"石炭系为广泛分布于柴达木盆地各残留凹陷"的普遍认识与实际钻探不相符的矛盾,笔者充分利用野外地质调查、钻井、地震、电法等成果资料,通过露头引层、钻井标定、地震相与速度谱识别等方法手段,进行了石炭系顶底界面的追踪解释,重新厘定了柴北缘东段石炭系残留地层分布,并通过平衡剖面恢复分析了自古生代以来的构造演化特征及其对石炭系残留分布的控制作用。结果表明,柴达木盆地东部石炭系平面上残留分布于西段的尕丘凹陷和东段的欧南、霍布逊、德令哈等凹陷,发育尕丘、欧南、霍布逊等多个厚度中心;西段尕西—鱼卡凹陷、马海大红沟凸起、大柴旦凹陷、红山—小柴旦凹陷等基本无石炭系残留;印支末期构造运动造成不同构造单元的差异隆升剥蚀是控制石炭系残留分布及其厚度差异的主要因素,燕山晚期和喜山晚期构造运动造成残留分布的分隔性较强。

柴北缘东段奥陶纪埃达克岩-富Nb玄武岩:对大陆深俯冲之前大洋俯冲及地壳增生的启示

在柴北缘东段识别出早古生代埃达克岩-富Nb玄武岩的火山岩组合。埃达克岩富Na_2O、贫K_2O,K_2O/Na_2O比值介于0.14~0.43之间;高Sr (614×10^(-6)~1043×10^(-6)),但亏损Y (3.26×10^(-6)~14.1×10^(-6))和Yb (0.33×10^(-6)~1.46×10^(-6)),具有高的Sr/Y比值(44~282);富集Sr、Ba等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素及Cr、Ni、Co、V等相容元素。富Nb玄武岩富Na_2O、贫K_2O、高TiO_2,其Nb含量较高,介于16.9×10^(-6)~17.9×10^(-6)之间,具有高的Nb/Ta、Nb/U、(Nb/La)N比值,同时富集高场强元素。埃达克岩锆石U-Pb定年得到453±4Ma和457±4Ma的结晶年龄。锆石ε_(Hf)(t)范围较大,介于3.40~13.23之间,对应的二阶段模式年龄t_(DM2)介于1059~566Ma之间,显示以新生物质为主的特征。综合研究表明柴北缘东段埃达克岩可能为岛弧环境下俯冲的南祁连大洋板片部分熔融的产物。板片来源的埃达克质熔体交代或与上覆地幔楔橄榄岩反应,导致被交代的地幔橄榄岩部分熔融而形成富Nb玄武质岩浆。柴北缘东段埃达克岩-富Nb玄武岩火山岩组合的厘定表明南祁连洋可能直到~455Ma之前并未完全闭合,同时表明俯冲大洋板片的部分熔融可能是柴北缘早古生代地壳增生的一种重要方式。

华北板块北缘东段晚古生代-早中生代造山带构造演化:来自辽北开原地区尖山子变质火山岩的证据

本文对辽北开原地区尖山子火山岩进行了LA-ICP-MS U-Pb年代学、全岩地球化学和Hf同位素的研究,探讨华北板块北缘东段晚古生代-早中生代的构造演化历史。尖山子变质火山岩原岩包括流纹岩、英安岩、安山岩等,为一套钙碱性火山岩,属于准铝质-弱过铝质岩石,变质流纹岩和变质安山岩的形成时代分别为256.1±1.5Ma、252.4±1.7Ma和222.4±1.8Ma、227.9±1.2Ma,相对富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损重稀土和高场强元素。变质流纹岩明显Eu负异常,ε(t)值为-10.83~+8.10,多为正值,二阶段模式年龄为698~1967Ma,主要来源于新生玄武质下地壳的部分熔融,还有少量古老地壳物质的混染;变质安山岩无明显Eu异常,ε(t)值为+4.54~+6.79,二阶段模式年龄为825~968Ma,可能是由新生基性下地壳部分熔融的产物。尖山子火山岩存在两期岩浆作用:晚二叠世-早三叠世(247~256Ma)和晚三叠世(~225Ma),由不同时代、不同构造环境下形成的火山岩叠置混杂而成。综合认为,华北板块北缘东段在二叠世期间处于活动大陆边缘构造环境中,古亚洲洋双向俯冲;晚二叠世-早三叠世俯冲板片的断离诱发软流圈地幔熔融以及幔源岩浆上升侵位,形成新生地壳并导致地壳加厚。古亚洲洋在中三叠世早期最终闭合,碰撞造山的影响可能一直持续到晚三叠世早期。

柴北缘东段上石炭统克鲁克组三段致密砂砾岩沉积与储层特征

上石炭统克鲁克组砂砾岩是柴北缘东段上古生界油气勘探的一套重要储层。为分析该套储层的发育特征及影响因素,通过对露头剖面实测和钻井岩心描述,利用岩石薄片、扫描电镜、物性分析测试等资料,对克鲁克组砂砾岩储层的沉积相、岩石学特征和物性特征进行研究。结果表明:上石炭统克鲁克组三段发育障壁砂坝、扇三角洲分流河道两种类型砂体,整体属于低孔—低渗型储层,储集空间包括孔隙和裂缝2大类共10种类型;成岩演化过程包括压实压溶、硅质与方解石胶结和交代、岩屑与长石颗粒蚀变与溶蚀4种类型,储层物性主要受沉积和成岩作用的共同控制。

柴北缘东段中侏罗统烃源岩地球化学特征及评价

通过对柴北缘东段中侏罗统烃源岩有机质丰度、有机质类型以及成熟度有机地球化学特征研究表明,侏罗系烃源岩有机质丰度较高,综合评价为中等-好烃源岩,具有较大生烃潜力。其中半深湖相油页岩有机质类型为I-II型,生油潜力大;湖沼相煤系烃源岩有机质类型以III型为主,生气潜力大。中侏罗统烃源岩总体处于低熟-成熟热演化阶段,推测洼陷带深部(3500m以下)进入成熟阶段,已大量生烃。