柴达木盆地周缘沉积锰矿带:一个极具资源潜力的锰矿集中区

近年来在阿尔金、祁连山和东昆仑地区的沉积型锰矿找矿工作取得了突破性进展。从空间分布特征看,这些锰矿均沿柴达木盆地周缘展布。前人曾针对单个矿床地质特征进行过研究,但对于柴达木盆地周缘的锰矿为什么主要形成于中—新元古代至早古生代、锰矿与柴达木地块及周缘造山带演化之间的关系等尚缺少深入的研究与总结。本文从东昆仑、阿尔金、祁连山等环柴达木盆地周缘造山带的角度,分析了沉积锰矿床地质特征和产出规律,重塑了原特提斯洋在青藏东北部的演化过程,为深入理解原特提斯构造演化与沉积锰矿成矿作用的关系提供证据。

特提斯洋与古亚洲洋协同演化控制下的塔里木台盆区油气富集效应

显生宙特提斯洋和古亚洲洋2大构造域演化历史对塔里木盆地产生了巨大的影响,其效应包括原型盆地的形成与沉积充填过程及油气成藏与调整改造等。原特提斯洋和古亚洲洋分别经历了扩张、俯冲-消减和关闭-碰撞造山过程。特提斯域经历了原特提斯、古特提斯和新特提斯3个阶段,具有此消彼长的关系。古亚洲洋在新元古代—古生代多陆-岛-洋的格架下经历了复杂的伸展—聚敛过程。受特提斯洋(昆仑-阿尔金分支洋)和古亚洲洋(南天山洋分支)协同演化控制,塔里木盆地经历了新元古代—早古生代和晚古生代—新生代2个从伸展—聚敛的巨型盆地旋回,与海平面升降和气候旋回匹配,形成了优质烃源岩、多类型规模性储层和盖层,构成了油气形成的优越物质基础。特提斯洋和古亚洲洋多圈层协同演化控制的油气富集效应体现在:①多类型盆地原型与后期构造改造决定了塔里木台盆区不同部位油气成藏与富集的差异性;②北部坳陷广泛分布的优质烃源岩,是塔北—顺托—塔中地区大型油气富集区形成的基础;③多期构造运动伴随的构造破裂与古岩溶作用造就了断控缝洞型和岩溶缝洞型2类各具特点且规模发育的储集体;④区内构造与地温场差异演化决定了油气聚集区内油气相态与次生改造的规律性变化。台盆区大型古隆起和不整合面、走滑断裂带、高能相带及其叠加区是油气有利目标区。

巴颜喀拉残留洋盆的沉积特征

巴颜喀拉盆地垂向沉积序列表明:盆地于早古生代被动陆缘的浅海基础上裂陷、拉开,泥盆纪贯通,早石炭世洋盆扩展为成熟大洋,晚石炭世洋盆北部开始消减、南部继续扩张,晚二叠世—中三叠世进入残留洋阶段,晚三叠世转化为周缘前陆盆地,三叠纪末完全闭合,盆地自形成到消亡为一个连续的沉积和地质构造演化过程。其主体由早中三叠世深海沉积、典型浊积岩复理石和晚三叠世浅海复理石、风暴岩沉积、海相磨拉石构成,北部零星出露了中二叠世海山型沉积,昆南结合带以北有早中三叠世岛弧沉积。以盆地为中心具有向南北两侧陆块双向相背俯冲的极性特点,东西两端的碰撞造山不迟于晚二叠世。总体反映了古特提斯晚二叠世—中三叠世的残留洋盆性质和主洋域之所在。

多岛弧盆系构造模式:认识大陆地质的关键

本文在对以青藏高原为主体的东特提斯30多年来的地质调查和研究实践基础上,通过与现今西南太平洋区域弧盆构造体系的对比研究,提出了适合于板块构造登陆的现实主义替代模型-多岛弧盆系构造模式。大洋岩石圈与大陆岩石圈之间的多岛弧盆系构造模式是板块构造登陆的入门向导,是认识大陆地质演化的关键。基于该模式研究认为,特提斯大洋最初开始于Rodinia超大陆解体的晚前寒武纪晚期,比太平洋体系更老。青藏高原形成受控于不同时期大陆边缘多岛弧盆系构造演化,一系列弧后或弧间盆地消亡、弧-弧或弧-陆碰撞的岛弧造山作用实现大陆边缘增生。该现实主义模式即可成功地解释青藏高原的形成演化过程,亦可为现在和将来特提斯构造域与亚洲大陆的地质工作所检验。多岛弧盆系构造的识别与深入研究不仅在造山带具有强大的生命力,能够全面解剖造山带的物质组成、结构构造与演化历史,而且对于分析前寒武纪大陆克拉通基底的形成也具有重要启示。

塔里木盆地晚新元古代-早古生代板块构造环境及其构造-沉积响应

塔里木盆地上新元古界-下奥陶统是我国超深层油气勘探的重要领域,但其盆地动力学研究程度低、认识分歧大,制约了塔里木盆地超深层油气地质评价。本文综合近年地质学、地球化学与地球物理资料,探讨塔里木盆地晚新元古代-早古生代板块构造环境及其构造-沉积响应,提出以下5个方面认识:(1)新元古代-早古生代经历了前展-后撤-前展俯冲的板块构造演化;(2)南华纪发育后撤俯冲机制下的大陆裂谷沉积体系,不同于地幔柱机制;(3)震旦纪-寒武纪不是裂谷盆地的连续沉积,而是发育后撤-前展俯冲转换期的前寒武纪大不整合面;(4)寒武纪-奥陶纪,塔里木盆地缺乏被动大陆边缘背景,发育一套碳酸盐台地沉积,而且随着原特提斯洋闭合的前展俯冲作用增强,导致了中奥陶世晚期台地从东西分异转向南北分异的沉积演变;(5)晚奥陶世末在前展俯冲造山作用下形成复理石快速充填的类前陆盆地,但没有形成碰撞造山作用下的磨拉石前陆盆地。研究认为,塔里木板块晚新元古代-早古生代多期幕式后撤-前展俯冲机制形成了南华纪强伸展→震旦纪末挤压与寒武纪-早奥陶世弱伸展→中奥陶世晚期-志留纪强挤压的两大构造旋回,并造成了构造-沉积演化的差异性,不同于经典的威尔逊旋回模式及其成盆动力学机制。

秦岭造山带南缘早古生代基性火山岩地球化学特征及其大地构造意义

秦岭造山带南缘早古生代基性火山岩元素地球化学特征，显示其形成于大陆板块内部构造环境。岩石稀土总量高，稀土分布模式为轻稀土强烈富集型，微量元素分布模式类似于大陆溢流玄武岩。综合主元素、微量元素地球化学研究认为，南秦岭造山带南部边缘的早古生代基性火山岩为板内伸展－初始裂谷环境的拉斑质大陆玄武岩。区域对比表明，南秦岭与扬子陆块之间在早古生代晚期是大陆板内伸展裂陷环境。这种伸展扩张的动力学体制始于早古生代初期；早古生代晚期伸展扩张形成以兰家畈拉斑质大陆玄武岩为代表的大陆板内伸展－初始裂谷；晚古生代初期，在古特提斯的伸展扩张以及深部地球动力学作用下，才进一步扩张形成勉略－花山有限洋盆，并最终使秦岭微板块从扬子板块北部分裂出来形成独立的微板块。

西藏林周盆地设兴组玄武岩地球化学特征及意义

青藏高原南部拉萨地块分布的晚白垩世岩浆活动,对了解特提斯洋的构造演化及约束印度-亚洲大陆初始碰撞时限等具有重要的意义。本文在西藏林周盆地林子宗火山岩的下伏晚白垩世设兴组地层中首次发现了玄武岩夹层,并系统开展了玄武岩的Ar-Ar年代学、全岩主量和微量元素地球化学、以及Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究。设兴组玄武岩呈夹层状产出于设兴组顶部的红色砂岩中,其斜长石Ar-Ar年龄为90.6±1.8Ma。玄武岩属于高钾钙碱性系列,富集轻稀土元素、强烈富集Ba、Th、U等大离子亲石元素(LILEs),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSEs),具有明显的大陆边缘弧的火山岩成分特征。玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素成分比较均匀,(87Sr/86Sr)t为0.706568~0.706620,εNd(t)为+0.72^+4.75,(206Pb/204Pb)t比值为18.649~18.675,(207Pb/204Pb)t比值为15.640~15.666,(208Pb/204Pb)t比值为39.055~39.108,岩石总体表现出来自于亏损地幔的特征。综合岩石学和地球化学研究结果,设兴组玄武岩可能是晚白垩世(约90.6Ma)俯冲于拉萨地块之下的新特提斯洋壳在重力拖拉下发生板片回转,导致软流圈物质上升提供热量,从而诱发了俯冲流体交代的地幔楔的部分熔融形成的。本文结果进一步证明,之前普遍认为缺少晚白垩世火山岩的拉萨地块南缘,存在新特提斯洋的俯冲作用及其岩浆作用产物。

论羌塘盆地沉积演化

羌塘盆地位于可可西里—金沙江缝合带与班公湖—怒江缝合带之间,其沉积演化对于正确认识古、中特提斯洋盆构造演化具有重要意义。本文通过沉积序列、岩相古地理、沉积盆地分析,结合年代地层学等最新研究成果,建立了羌塘中生代盆地(T3—K1)的沉积演化模式,讨论了羌塘盆地演化与古特提斯洋盆关闭、中特提斯洋盆形成的关系。羌塘中生代盆地(T3—K1)是由冲洪积相沉积超覆开始的,总体上为一个向上变深的海侵序列,表现为冲洪积相、河湖相逐渐演化为滨海相及浅海相,可划分出3种典型的沉积超覆类型及5个主要阶段的沉积演化序列。羌塘中生代盆地整体上为一个由前陆盆地演化为裂谷盆地、被动大陆边缘盆地、最终转化为活动大陆边缘盆地并萎缩消亡的叠合盆地。羌塘早—中三叠世前陆盆地的关闭,与古特提斯洋盆的关闭有关,羌塘中生代盆地(T3—K1)的演化受中特提斯洋的快速开启及关闭的制约。

西藏拉嘎蛇绿岩壳层熔岩的岩的岩石地球化学及成因

拉嘎蛇绿岩位于西藏雅鲁藏布板块缝合带中段。通过野外地质考察，首次对该蛇绿岩进行较系统的分析测试和综合对比研究，提出拉嘎蛇绿岩类似于非典型大洋中脊玄武岩（ＭＯＲＢ）的大陆边缘洋盆成因蛇绿岩，是新特提斯大洋岩石圈在俯冲消亡过程中的残片。

中东鲁卜哈利盆地白垩纪构造演化的沉积响应及对石油勘探启示

中国石油天然气集团有限公司(简称CNPC)在中东地区多个大型油田项目主力产层均为白垩系,新特提斯洋的演化影响了中东白垩系成藏组合沉积格局和成藏规律。通过鲁卜哈利盆地白垩纪区域构造演化、构造—沉积特征的解剖,认为该区主要经历了两个构造—沉积演化阶段,发育3套成藏组合:①早—中白垩世稳定扩张阶段,发育了Bab和Shilaif两期陆架内盆地,受断层活动和地层挠曲影响,沉积环境经历了碳酸盐缓坡向弱镶边型台地的演化。高频海平面的变化进一步控制了生、储、盖各地质要素的空间配置,形成了中、下白垩统两套自生自储型成藏组合。②晚白垩世洋壳仰冲阶段,沉积环境以碳酸盐缓坡为主,阿曼山隆升造成白垩系剥蚀严重,促使Shilaif组烃源岩与上白垩统储层之间相互配置,形成了上白垩统下生上储型成藏组合。白垩系油藏展布主要受优质烃源灶、古地貌高及油气优势运移通道三大因素控制,非构造目标及低渗透油资源将是白垩系未来的勘探领域和方向。

华南二叠—三叠系的成因地层序列及古特提斯海重建

总结各类沉积盆地的沉积和地层格架,厘定出6类等时性地层界面和5个级别的成因地层单位.在分析地层界面性质和各类成因地层单位沉积构成的基础上,将华南二叠-三叠系划分为7个沉积幕、3个构造沉积幕和2个沉积盆地域,恢复了华南板块二叠-三叠纪的演化过程,论述了板块构造运动、海平面升降和源区侵蚀作用对各级成因地层单位的控制意义,证明了华南的古特提斯海经历了陆表海和伸展裂谷海两个演化阶段.

班公湖中特提斯洋打开的时限:来自MOR型辉长岩的年代学制约

班公湖?怒江结合带西段班公湖地区蛇绿岩组合较为完整,由超镁铁质岩、镁铁质堆晶岩、辉绿岩脉、铁镁质熔岩、放射虫硅质岩等组成。这套蛇绿岩所代表的洋盆打开时间一直争论不休。该蛇绿岩中MOR型辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,18个测点的^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为231.5±2.6 Ma,代表了辉长岩的结晶年龄。地球化学分析表明辉长岩SiO_2含量在46.12%~47.85%之间,TiO_2(1.52%~1.71%),具低的K_2O(0.19%~0.25%)、Al_2O_3(12.97%~13.51%)和Fe_2O_3/FeO比值(0.19~0.24);微量元素蛛网图与洋中脊玄武岩类似,Zr、Nb、Ta、Hf丰度与N-MORB相当或略高,相对富集Ba、Pb、Sr等大离子亲石元素,无Ta-Nb负异常,在基性岩构造环境判别图上显示出洋脊玄武岩的亲合性;REE配分曲线具有平缓型特点,介于E-MORB与N-MORB之间;各种地球化学特征与洋脊玄武岩类似,表明该辉长岩是在班公湖洋盆扩张阶段形成的。结合前人研究成果,本文认为班公湖中特提斯洋盆初始打开时间至少为中三叠世。

喀喇昆仑－西昆仑地区蛇绿岩的地质特征及其大地构造意义

本文从地质产状、岩石组合、地球化学和同位素地质学等多方面论述了处在喀喇昆仑－西昆仑地区的库地－苏巴什蛇绿岩带的地质特征。研究表明，该蛇绿岩带发育在震旦纪至早奥陶世的原特提斯的大洋盆地环境。蛇绿岩的研究为第五缝合带的确定提供了证据，对探讨青藏高原在早古生代的演化有重要的意义。

藏东左贡地区碧土蛇绿岩:古特提斯主洋盆的地质记录

藏东碧土一带的玉曲流域保存有丰富的古特提斯主洋盆的地质记录,包括洋底、海山和大陆边缘的火山-沉积岩。蛇绿岩由超镁铁岩、辉长岩、辉绿岩(席状岩墙群的残块)和玄武岩等组成。岩石化学特征表明其属低钾的大洋拉斑玄武岩,形成的构造背景是大洋中脊,稀土配分型式和部分微量元素指示碧土洋盆以P-型MORB和N-型MORB同时发育为特征。洋盆发育到石炭纪时达到鼎盛,于二叠纪和晚三叠世经历了2次消减。碧土缝合线南延是滇西的昌宁-孟连缝合线,西北延则接青海南部的各拉丹冬和藏北的龙木错-双湖缝合线,代表消失了的古特提斯主洋盆。

班公湖-怒江成矿带西段阿翁错地区早白垩世花岗闪长岩的成因及构造背景--来自斜长石和黑云母化学成分的约束

阿翁错地区早白垩世花岗闪长岩位于班公湖-怒江成矿带西段,广泛发育暗色微粒包体,是研究岩浆混合作用的理想对象。本文从地质学、岩相学和矿物化学等方面对花岗闪长岩开展了详细研究。包体形态多样,与寄主岩呈渐变或截然型接触关系,包体与寄主岩之间相互穿插,接触带发育冷凝边,包体从寄主岩中捕获了大量捕虏晶矿物,包体和寄主岩中均见针状磷灰石。电子探针结果显示:具正环带特征的寄主岩斜长石An值变化范围不大,在48.16~59.05之间,具致密韵律环带特征,可能代表镁铁质岩浆注入长英质岩浆房前结晶的斜长石;具反环带特征斜长石的An值变化范围较大,核部An值为29.86,往外An值陡增至51.09,整体呈逐渐增大趋势,暗示存在富钙基性岩浆的加入;具正-反环带特征的寄主岩斜长石核部至中间区域An值变化相对复杂,具稀疏韵律环带结构特征,反映斜长石结晶过程中因岩浆混合作用岩浆房环境发生突变,随着混合作用持续进行,岩浆逐渐冷却,斜长石在静态环境下继续结晶形成干净的正环带边部;包体斜长石虽然存在正环带,但其An值变化范围较大,在28.63~62.40之间,核部An值高,边部An值骤然降低,可能是镁铁质岩浆与长英质岩浆混合的结果;具反环带和正-反环带特征的包体斜长石核部遭受了弱的熔融作用,但An值变化范围相对较小,具致密韵律环带特征,核部熔蚀作用可能是镁铁质岩浆上升过程中压力快速降低引起的,形成于静态岩浆房环境。寄主岩黑云母和包体黑云母为原生岩浆黑云母,二者的Al^(Ⅵ)值分别为0~0.16 apfu和0~0.04 apfu,氧化系数分别为0.11~0.63和0.16~1.66,镁质率分别为0.40~0.47和0.42~0.46,表明寄主岩和包体均为钙碱性Ⅰ型花岗岩,具壳幔混源成因,其形成与岛弧的俯冲消减作用有关。结合区域构造背景,本文认为阿翁错地区早白垩世花岗闪长岩形成于狮泉河-纳木错特提斯洋盆北向俯冲向碰撞过渡的构造背景。

地球三级层流隆陷构造系统的关联机理

本文针对板块构造学说不能合理解释的一些重大科学问题,采用系统科学和系统哲学的分析方法,研究开放复杂地球系统及其子系统的时空、物质和能量规律。作者高度综合了超洋陆、洋陆和大陆盆山系统几何学、运动学、流变学和演化史的基本特征,初步阐明了地球内部三个软流层四维非均匀层流及其多级垂平转换形成超洋陆、洋陆和盆山的统一动力学机制,强调热动力引起岩浆活动、固态流变是地球构造活动的主因,揭示了地球各子系统不同热状态下的物质运动规律,提出了南半球现代特提斯、未来超大洋-超大陆格局、西太平洋存在中、新特提斯及其相关古陆、北美西部裂陷成洋、地球三级非均匀层流导致地球磁场动态叠加和磁极移动、地热能取代碳能带动新产业革命等十大科学猜想。上述研究成果为创立全新地学理论奠定了基础,并为人类改善地球生态环境提供了一个新的思路。

塔里木盆地东南缘早古生代弯山构造

位于塔里木盆地东南缘的阿尔金地区发育南、北两条早古生代缝合带,通过对带内出露的大量早古生代蛇绿岩、高压-超高压变质岩以及不同性质的花岗岩的同位素年代学资料的收集、整理和对比,发现南、北缝合带内岩体在岩石学、地球化学、形成的时代和构造环境等方面具有可对比性,推测在早古生代两者处于同一个俯冲带体系中,只是演化时限存在沿走向的穿时性。本文提出,阿尔金造山带为一弯山构造,我们称之为塔里木盆地东南缘早古生代弯山构造。通过古地磁资料与板块重建的研究与分析,揭示了塔里木-柴达木陆块在早古生代很可能作为一个整体漂移,发生了以逆时针方向为主的相对旋转,这与弯山构造的形成息息相关。在原特提斯洋向南斜向俯冲闭合过程中,分布在大洋中的塔里木-柴达木陆块、中阿尔金-中祁连微陆块以及其他亲冈瓦纳古陆的微陆块组成的链状陆块群,形成了近直线型的俯冲造山带。在斜向俯冲-碰撞机制下,塔里木-柴达木陆块的逆时针旋转,诱发了大型韧性剪切带和右行走滑断裂带,加之微陆块间的俯冲-碰撞相互作用的影响,最终导致初始造山带发生弯曲。塔里木盆地内发育的早古生代构造不整合以及呈"S"形展布的古构造、油气藏分布形态恰好为其提供了佐证。对塔里木盆地东南缘早古生代弯山构造的研究,不仅有助于增进对原特提斯洋俯冲、闭合的理解和认识,还可以为建立中央造山带的演化模式提供新的思路。

狮泉河-纳木错特提斯洋盆的俯冲极性:岛弧岩浆岩年代学和岩石地球化学证据

阿翁错-盐湖复式岩体位于狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带北缘,为狮泉河-纳木错特提斯洋俯冲消减、碰撞造山过程中岩浆响应的重要组成部分,其研究对认识狮泉河-纳木错特提斯洋盆的演化具有重要意义。本文以阿翁错-盐湖复式岩体为研究对象,开展了系统的地质学、地球化学和锆石U-Pb年代学研究,总结了复式岩体的时空分布规律,探讨了复式岩体的成因类型、源区特征和构造背景。复式岩体主要由石英闪长(玢)岩、二长闪长岩、花岗闪长岩、黑云母正长花岗岩、(黑云母)二长花岗岩等组成,为一套岛弧岩浆岩组合,成岩年龄集中在120-104 Ma,属于早白垩世末期,空间分布上具从南到北,由早到晚的趋势。岩石地球化学特征显示从石英闪长岩到二长花岗岩具有由钙碱性系列岩石向钾玄岩系列演化的趋势,主体属于准铝质—弱过铝质I型花岗岩,轻稀土元素分馏程度较高,而重稀土近于平坦,具有弱的负铕异常;富集Rb、K等大离子亲石元素,Ta、Zr、Hf等高场强元素和轻稀土元素,相对亏损Nb、P、Ti等高场强元素和重稀土元素,具有岛弧岩浆岩的特征。基于本次研究结果,结合区域构造背景认为,阿翁错-盐湖复式岩体形成于狮泉河-纳木错特提斯洋盆北向俯冲的背景,来自俯冲板片的流体上升,引起上覆地幔楔物质发生部分熔融,形成幔源岩浆,在密度差的作用下幔源岩浆向上运移,底侵至新生下地壳,致其发生部分熔融,并与之发生混合作用,形成了阿翁错-盐湖复式岩体的母源岩浆,早白垩世末期(104.8±1.4 Ma)狮泉河-纳木错特提斯洋壳仍持续向北俯冲,下白垩统竟柱山组磨拉石建造的沉积才意味着洋盆彻底关闭。

柴达木盆地东缘早古生代弯山构造

位于中国中央造山带内部的柴达木盆地周缘出露有代表原特提斯洋盆的蛇绿岩带、指示大洋俯冲与大陆深俯冲的高压-超高压变质带以及不同性质的早古生代花岗岩带。根据这些构造单元的空间展布形态及其综合地质年龄分布,表现为一条环绕柴达木盆地东缘的连续而弯曲的加里东期造山带。造山带内发育一系列右行走滑断裂和韧性剪切带,与古地磁资料所揭示的柴达木地块在早古生代的相对逆时针旋转息息相关。本文提出,柴达木盆地周缘造山带为一弯山构造。它是在原特提斯洋向南斜向俯冲闭合过程中,诱发的大型走滑断裂和柴达木地块逆时针旋转牵引造山带发生弯曲所致。

新疆甜水海地块种羊场石炭纪火山岩年代学和地球化学:岩石成因和地质意义

甜水海地块西段的种羊场地区发育一套互层状产出的玄武岩-玄武安山岩-流纹岩,本文对其进行了岩石学、同位素年代学和地球化学研究。结果表明,流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得三组年龄:343.5±4.1Ma表明火山岩的形成时代为早石炭纪,2439±26Ma和1988±36Ma说明甜水海地块存在前寒武纪结晶基底。其中玄武质岩石岩性从拉斑系列、钙碱性系列向碱性系列过渡,呈现出E-MORB(OIB)、大陆板内拉张和岛弧的混合特征,与典型弧后盆地Okinawa玄武岩有一定的差异,表明其可能是异常陆缘弧后盆地拉张裂解的产物。玄武质岩石和流纹岩的主量元素、稀土元素和微量元素比值对的差异表明它们不是同源岩浆演化的产物,玄武质岩石的源区为类似E-MORB(OIB)的岩石圈地幔,且发生了部分熔融,原始岩浆上升过程中经历了矿物分离结晶和地壳混染作用。流纹岩属于高硅高碱的钙碱性火山岩,是上地壳部分熔融的产物。种羊场早石炭纪火山岩可能代表了古特提洋西端早期扩张的记录,为西昆仑-喀喇昆仑地区晚古生代多岛洋格局提供了新的证据。