扬子陆块北缘大洪山地区莲沱组底部凝灰岩锆石U-Pb定年及其地层学意义

扬子陆块北缘莲沱组是华南新元古代的重要地层单元之一,但其沉积时限、区域对比关系、沉积环境与沉积期古地理存在诸多争论。对大洪山地区莲沱组底部的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得凝灰岩样品的形成年龄为798.4±4.5 Ma(MSWD=0.40,n=13)。结合前人研究成果,将莲沱组的沉积时限限定为800~714 Ma,区域上可与板溪群及其相当地层中上部、休宁组、澄江组、开建桥组、武当群和随县群进行对比,为“晋宁造山运动”不整合面之上、南华冰期之下的一套裂谷充填产物,代表了裂谷盆地全面打开,沉积范围快速扩大的充填序列,其主体为冲积扇、河流及滨浅海沉积。莲沱沉积时期,扬子陆块北缘形成了一个向北逐渐变深的裂谷盆地,此时大洪山地区的莲沱组为围绕鄂北古隆起分布的冲积扇沉积,向北则变为以随县群为代表的滨浅海—半深海沉积。

宜昌三斗坪地区南华系化学蚀变指数特征及南华系划分、对比的讨论

化学蚀变指数（chemical index of alteration）最早作为判别源岩区化学风化程度的指标而提出，随后又应用于对沉积物沉积环境的判定。化学蚀变指数的表达式为CIA=n（Al2O3）／[n（Al2O3）＋n（CaO^＊）＋n（Na2O）＋n（K2O）]×100。CaO^＊代表硅酸盐中的CaO，n（CaO^＊）=n（CaO）-n（CO2，方解石）-O．5·n（CO2，白云石）-10／3·n（P2O5）。化学蚀变指数研究样品的选取极为重要，最佳岩性为细碎屑岩，需要清除成岩过程中钾交代作用的影响。用成分变异指数（ICV）来判别沉积再循环作用和沉积物成分被改造的程度。用A—CN—K三角图解来判别物源区的源岩性质和样品钾交代的特征及其风化趋势。宜昌三斗坪地区南华系CIA研究表明：该区南华系下统莲沱组下部的CIA值在50～65之间（干燥寒冷），上部为65～75之间（温暖潮湿）和顶部为55～60之间（干燥寒冷）；南华系上统南沱组的CIA值基本在60～65之间（干燥寒冷），近顶部两个样品的CIA值达70（温暖潮湿）。上述CIA值变化表明本区南华纪经历自老到新由冰期干燥寒冷-间冰期温暖潮湿-冰期干燥寒冷沉积环境的变化过程。本文据此提出了新的扬子古陆南华系新的划分和对比方案。

莲沱砂岩——南华大冰期前气候转冷的沉积记录

湖北宜昌地区出露的莲沱组中上部细屑岩的化学蚀变指数(CLA)介于60～70之间,表明是在寒冷干燥的气候条件下沉积的。比较莲沱组与板溪群中下部沉积岩的主化学成分和 CIA 值表明,板溪群源区遭受过强烈的化学风化,相应的古气候是温暖湿润的,而莲沱组源区化学风化弱,可见两者形成时的古气候环境明显不同。根据 CIA 值推测,地层层序上莲沱组位于板溪群的中上部,莲沱砂岩的 CIA 研究表明南华大冰期前全球气候已经从温暖湿润转变为寒冷干燥,CIA 值继续降低预示着全球性的冰期到表,不久就发生了"雪球地球"事件。

莲沱大桥钢管拱肋竖转吊装的方案设计与施工

莲沱特大桥是三峡工程对外交通专用公路上的重点工程之一。该桥主桥为三跨中承式钢管混凝土拱桥。本文详细介绍了该桥钢管拱肋竖向转体吊装的方案设计以及吊装施工中的工艺流程和施工技术要点。

对湖北大洪山地区一套紫红色砂-砾岩系沉积年代的再认识--碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

湖北大洪山地区花山群六房咀组之上不整合覆盖了一套紫红色砂-砾岩。这套岩石的沉积时代存在争议，一种观点认为是南华纪早期；另一种观点认为是晚侏罗世。利用LA-ICP-MS分析技术，对这套碎屑沉积岩进行了碎屑锆石U-Pb测年，获得有效年龄数据125组，年龄值变化范围较大（3223~771Ma），主要集中于新太古代末—古元古代早期（约2500Ma）、古元古代（约2000Ma）和新元古代（约800Ma）3个时间段。对比鄂东南地区和三峡地区莲沱组岩石学特征和碎屑锆石年龄分布特征，认为其具有相似的物源，这套岩系沉积时代应该为南华纪早期而非晚侏罗世。综合分析扬子地块的前寒武纪年龄，认为扬子地块可能存在大量未岀露的新太古代末—古元古代早期（约2500Ma）基底，约2500Ma的岩石应该是扬子地块深部基底的重要组成部分。扬子地块存在广泛的古元古代（约2000Ma）岩浆活动，这期岩浆活动可能是Columbia超大陆聚合在扬子地块的响应。新元古代（约800Ma）扬子地块北缘存在Rodinia超大陆裂解同期裂谷，裂谷内基性岩可能为大洪山地区南华纪地层中基性岩砾石的物源。

对南华系下统莲沱组CIA值寒冷气候认识的几点商榷——以鄂西神农架、湘西北南华系莲沱组为例

本文根据华南南华系莲沱组化学蚀变指数(CIA值)的不同曲线分布特征,把莲沱组CIA值不同曲线的解释与莲沱组沉积特征的相-古气候分析法进行对比,发现二者古气候变化特征不相吻合。再用类比方法,与南沱组寒冷气候进行类比分析,发现南沱组冰期沉积物十分单调,而莲沱组沉积物非常丰富,沉积构造呈多样性。CIA值精度受采样岩性、采样精度、汇源关系等多种因素控制。可以说,有什么样的母岩成分和风化剥蚀方式,就会在盆内形成什么类型的沉积物。此外,成岩作用和区域后期改造作用也不可小视。因此,CIA值必须与传统的相-古气候分析法以及其它相关方法紧密结合,才能相互验证,互相吻合,收到携手共进的效果。

论板溪群的时代归属和层位对比

根据多种地层划分的原则,板溪群应定义为雪峰—武陵山区的一个岩石地层单位,它包括马底驿组和五强溪组。从有关地质事件、微古植物组合、同位素年龄及有争议的地层剖面的研究,板溪群和长江峡东震旦系经典剖面的莲沱组之间不存在上、下层位关系。它们同是晋宁(武陵)造山运动之后,南华大冰期之前这一地质演化阶段的沉积,具有可对比性,时代上应同归于早震旦世。

莲沱特大桥钢管拱肋竖转吊装技术

莲沱特大桥是三峡工程对外交通专用公路上的重点工程之一。本文详细介绍了该桥钢管拱肋竖向转体扒杆吊装方案中的关键技术设计，以及吊装施工中的工艺流程和施工技术要点。

湖北大洪山地区原“莲沱组”时代质疑

根据野外观察,出露在襄樊-广济断裂带南侧大洪山地区绿林(厂河)镇一带主要由紫红色砂砾岩组成的原“震旦纪莲沱组”,呈向南缓倾斜、倾角40°左右的单斜岩层产出,顶部与震旦纪陡山沱组之间以一条向南倾斜的逆断层为界,底部与下伏花山群之间为高角度不整合而不是微角度不整合;下伏前震旦纪(?)花山群和构造上覆的震旦系—下三叠统共同卷入了与扬子地块盖层岩系构造变形类似的向南的叠瓦构造和向南的倒转褶皱。通过组成与构造变形方面的研究得出该套地层可能不是震旦系而是中生代红层一部分的结论。

华南早新元古代莲沱组地层磁倾角偏低研究及其古地理意义

华南莲沱组最新的年龄结果表明,其时代结束于715Ma,因此,准确确定莲沱组的古纬度对"雪球地球"的研究具有重要意义。通过对莲沱组红层进行等温剩磁各向异性研究,获得其磁倾角校正因子为0.8719,校正后的磁倾角为70.4°,对比热退磁实验测得的莲沱组磁倾角为67.8°,则其磁倾角偏低量为2.6°。通过校正前后的磁倾角分别计算古纬度,获得磁倾角偏低所引起的古纬度变化为3.9°±6°。通过对比华南与澳大利亚-东南极板块的720Ma古地理位置,发现这一时期冰碛岩从中纬度到赤道广泛分布,验证了当时的"雪球地球"环境。

扬子克拉通北缘神农架南华系莲沱组寒冷气候的沉积学证据:冻融构造

中国华南新元古代成冰纪斯图特(Sturtian)冰期"前夜"的古气候(温室抑或冰室)环境一直未得到一致的认识。新近在扬子北缘神农架成冰系底部层位莲沱组上部发现一系列软沉积物变形构造,表现为紫红色基质内发育灰绿色砂质脉体群。依据这些脉体宏观—微观形态、结构构造以及地球化学特征等分析认为,它们可能是寒冷气候下的沉积物冻融构造,还或许代表永久冻土的存在。根据形态,将砂质脉划分为2组4种类型,即刚性破裂的网状、枝状脉体与塑性变形的条带状、斑块状脉体。研究结果表明,脉体具有颗粒结构明显、杂基含量低、脉壁边缘颗粒弱定向性和Fe3+的亏损特征,脉体曾发生液化流动;脉体与基质间Bi、Pr、W、La等微量元素存在差异,2种不同的稀土元素富集类型否定了成岩后期蚀变成因;河流二元结构、Sr/Ba值介于0.05~0.25之间、V/Ni值介于0.05~0.5之间,均表明它们发育在曲流河的洪泛平原与滨岸环境;脉体与基质的碳氧同位素负异常(δ^(13)C_(PDB)为-17‰^-14‰,δ18OPDB为-15‰^-13‰)与低CIA值(55~65)揭示了可能的寒冷气候背景。上述一系列地质和地球化学证据都支持扬子北缘神农架南华纪(成冰纪)斯图特冰期开始前寒冷气候的存在,为莲沱组沉积晚期寒冷气候条件的识别和认定,特别是为研究扬子地块的"雪球地球"事件的响应,开辟了新的研究思路与途径,同时也为华南成冰纪冰期的划分及其国内外对比提供了新的沉积地质学标识和科学证据。

三峡地区新元古代莲沱组底部凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年代学及其地质意义

湖北三峡地区发育一套新元古代地层,其可能记录了地球系统的一系列剧变,如莲沱组可能记录了与Rodinia超大陆的裂解以及南华冰期起始时间等相关的地质信息。然而,莲沱组的沉积年龄及区域地层对比却仍存在较大争议,限制了我们对这些地质信息的理解。本文从花鸡坡剖面莲沱组底部凝灰岩层获得两组SHRIMP U-Pb锆石年龄(810±7)、(763±10)Ma,前者可能为莲沱组下伏黄陵花岗岩剥蚀后再沉积的结果,而后者应代表莲沱组底部沉积开始的年龄。结合前人在三峡地区对莲沱组地层年代学的研究,认为莲沱组沉积年龄为780~714Ma,区域上可与滇中、川西澄江组/开建桥组及湘北的板溪群、黔东南的下江群及桂北的丹洲群进行对比,但其缺失下江系早期—中早期(820~790 Ma)沉积地层,因此只相当于下江群、丹洲群的中上部地层。

扬子陆块新元古代首次冰期前的区域沉降及其沉积响应研究

赣北及邻区休宁组(莲沱组)与湖北宜昌、通山地区的莲沱组是华南新元古代中期的重要地层单元,但对其沉积大地构造背景和时代归属一直存在不同认识。本文在详细的沉积学调查和区域对比研究基础上,对采自通山石门塘剖面莲沱组底部含砾砂岩、上部的沉凝灰岩和上饶华坛甘岭剖面的上墅组顶部英安岩、休宁组中部沉凝灰岩分别进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得通山莲沱组最大沉积年龄为784.0±11.0 Ma,莲沱组中上部沉积年龄约为727.3±6.7 Ma;获得华坛甘岭剖面上墅组顶部英安岩形成年龄为779.0±6.6 Ma、休宁组中部沉积年龄为733.6±5.9 Ma,因此,赣北及邻区的莲沱组或休宁组沉积时限与宜昌地区基本一致。沉积学调查显示,华坛甘岭休宁组沉积构造不发育,主体为冲积扇—滨浅海至深水陆棚相沉积;通山莲沱组沉积构造发育,斜层理、交错层理、沙纹层理及波痕等牵引流沉积构造发育,为河流—三角洲沉积序列。研究认为,在扬子陆块内,浙皖赣邻区的莲沱组(休宁组)与宜昌莲沱组、滇中澄江组及湘黔桂地区的板溪群及其相当地层的上部沉积时限(780~720 Ma)大体相当,为南华冰期开启前在区域热沉降背景下,南华裂谷系的第一套呈区域性展布的裂谷盖沉积。

南华系莲沱组与南沱组的古气候与氧化还原环境演化新证据

新元古代是冰川作用发育的重要时期,其中有2个重要的全球性冰期,即Sturtian和Marinoan冰期,对全球古环境、古气候、古海洋演化具有重要意义。中国宜昌地区分布的莲沱组和南沱组分别代表了在扬子板块发育的与Sturtian冰期前和Marinoan冰期相对应的沉积地层。随着地球化学分析方法的进步,新的地球化学手段,包括新的地球化学指标和Fe同位素等,可以为进一步探讨莲沱组与南沱组的沉积环境提供新的思路和证据。本研究对宜昌九龙湾剖面南沱组冰碛岩进行系统采样,并和莲沱组以砂岩为主的碎屑沉积岩进行对比分析,利用化学蚀变指数(CIA)、氧化还原敏感元素Mo、V、U和Fe同位素对比探讨二者古气候与氧化还原环境的演化。CIA的变化(53~78)表明,莲沱组沉积主体处于温暖的古气候下(CIA平均值约为78),直到Sturtian冰期前,莲沱组顶部出现气候转冷特征(CIA平均值为53);随着Marinoan冰期到来,南沱组沉积持续处于寒冷的古气候环境(CIA平均值为58)。莲沱组与南沱组样品均具有较低的Mo/Al、V/Al和U/Al值,表明二者沉积均处于氧化环境,但莲沱组主体比南沱组和莲沱组顶部样品具有更低的Mo/Mo*、V/V*以及更高的Fe同位素值,反映了莲沱组主体的沉积环境更为氧化。

湖北大洪山地区中、晚元古代若干古地磁结果及其意义

湖北大洪山地区中、晚元古代(1350～650Ma)35个岩石样品经热退磁、SCT超导磁力仪测量,获得若干古地磁结果。其中,中元古界打鼓石群古地磁极位置为:λ28.4°(N),11.5°(E);上元古界花山群为:λ39.6°(N),358.8°(E);震旦系莲沱组为:λ48.3°(N),13.1°(E),并计算了它们的古纬度。结果表明,它们的古地极关系密切,呈有规律移动。古纬度在17°N～3.5°S之间,处于低纬度地区。在蓟县纪雾迷山—洪水庄时期,蓟县地区与大洪山地区相距4500km以上。从那时起到现在,华北地块与扬子地块间至少相对运动了3600km。

扬子克拉通拉伸系莲沱组年代框架与沉积过程

扬子克拉通保存的独特拉伸纪晚期碎屑岩建造为研究新元古代中期演化提供了绝佳素材,内部丰富的凝灰岩夹层和同位素年龄也为扬子克拉通新元古代中期演化提供有效的年代学约束。然而扬子克拉通拉伸系莲沱组内部演化缺少年代学约束,制约了拉伸纪晚期扬子克拉通的沉积演化研究。本研究通过野外地质调查,采用LA-ICP-MS技术获取莲沱组底界(神农架)凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄为763.1±6.2 Ma,莲沱组下部陆相地层中获得(鹤峰)的凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄761.8±7.1 Ma,莲沱组中下部海陆过渡段获得通山(764.1±3.5 Ma)、长阳(751.5±6.3 Ma)、神农架(752.1±6.5 Ma)三组凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄。莲沱组顶部海相地层获得729.6±9.2 Ma(皖南休宁组)、722.4±4.5 Ma(神农架)凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄,以及城口龙潭河组凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄(712.4±6.4 Ma)。这些凝灰岩锆石年龄数据和地层序列表明:820~770 Ma扬子克拉通普遍处于暴露剥蚀环境,770~750 Ma开始沉积陆相-海陆过渡相莲沱组,750 Ma之后扬子克拉通过渡到海相沉积环境并持续到成冰纪。建立的莲沱组与邻区地层对比格架表明扬子克拉通拉伸纪晚期演化受控于罗迪尼亚超大陆裂解过程,与深部地幔柱诱导的伸展裂谷、岩浆地幔柱冷却密切关联。本研究为扬子克拉通拉伸纪晚期地层提供有效年代学约束,揭示了扬子克拉通新元古代中期沉积演化与构造背景演化的协同关系,为扬子克拉通在罗迪尼亚裂解过程中的演化提供有效数据支撑。

陕、豫、鄂交界一带南华系—寒武系的划分及沉积环境分析

在系统考察陕、豫、鄂地区和湖北三峡剖面以后,在前人研究的基础上,对原测制的南华系—寒武系主要剖面进行了重新划分对比,提出了本区应存在南华系莲沱组,寒武系被划分的上寒武统应恢复原来的组名,不用石瓮子组代表上寒武统蜈蚣丫组和下奥陶统水田河组较为合适。因柞水地区的石瓮子组是指碳硅质板岩之上不含生物化石的镁质碳酸岩。据所采集的生物化石、遗迹化石,寒武系可以清楚的被划分为下、中、上统(含芙蓉统),并对各统之间的岩相古地理特征进行了系统地描述,为区域地层划分、省内外地层对比提供了重要的依据。

下扬子鄂东南南华系莲沱组—南沱组岩性特征及岩相古地理

对下扬子鄂东南南华系地层进行剖面测量,描述南华系地层岩性、砾石发育特征及其与顶底地层的接触关系,通过地层对比分析南华系地层沉积相及物源方向。研究表明莲沱组与下伏大药姑组呈角度不整合接触,底部砾石砾径3~15mm,向上砾径逐渐减小,区内常缺失古城组和大塘坡组,南沱组砾石砾径2~15mm,上部砾石比下部略增多,与上覆陡山沱组呈平行不整合接触。莲沱期四斗朱水库剖面离剥蚀区较近,物源丰富,斜层理发育,为河流-三角洲平原沉积环境,郭源村剖面离物源较远,粒度相对较细,岩石呈灰-灰绿色,为三角洲前缘-临滨相沉积环境。南陀组砾石特征表明区内南华系地层物源来自西北方向。

对峡东莲沱组与湖南五强溪组对比问题的认识

峡东莲沱组与湖南板溪群五强溪组或漠滨组之间的关系素有争议,湖南省地矿局区调队将峡东莲沱组与湖南五强溪组对比是值得商榷的问题。本文提出峡东莲沱组沉积时代应晚于长安亚冰期,应与富禄间冰期早期地层即石门县杨家坪渫水河组,湘北、湘西莲沱组及湘中江口组含铁砂岩段相当的认识。

扬子陆块北缘大洪山地区莲沱组物源分析 ——来自沉积学和碎屑锆石U⁃Pb 年代学的证据

【目的】扬子陆块北缘大洪山地区莲沱组是华南新元古代中期重要的地层单元,其形成时期和Rodinia超大陆裂解具有耦合性,与第一次雪球地球Sturtian冰期启动时间具有先后性,但其沉积时限和物源仍需进一步研究。【方法】对该区域莲沱组碎屑锆石U-Pb年代学、古流向和砾石成分进行了分析。【结果】研究区莲沱组沉积时限为800~714 Ma,碎屑锆石年龄显著峰值为2500 Ma、2000 Ma、880 Ma和820 Ma,次要峰值为780 Ma;物源来自下伏地层打鼓石群和花山群沉积的再旋回以及扬子陆块北缘的太古代—新元古代岩浆岩,主体来自研究区北东方向。【结论】鄂西地区、鄂东南至赣西北地区、鄂西南至湘北地区和鄂北大洪山地区主体具有相似的太古代、古元古代和新元古代碎屑锆石年龄峰值,根据扬子陆块北缘—东南缘岩浆岩分布特征,指示扬子陆块区域上莲沱组物源主体具有北—北东向供给,进而揭示该时期扬子陆块北缘—东南缘具有北高南低、北陡南缓的古地理格局。