四川盆地五峰-龙马溪组黑色页岩中钾质斑脱岩U-Pb年代学及其成因环境研究

中国华南地区晚奥陶世末期—早志留世初期沉积五峰—龙马溪组黑色页岩的同时,也发育有多套钾质斑脱岩层,斑脱岩层的多次出现证实华南地区该时期曾间歇性发生了火山活动,但对于斑脱岩的来源尚存在分歧。本文选取了四川盆地多个五峰—龙马溪组剖面内发育较多层且厚度较大的斑脱岩为研究对象,通过野外考察和岩石矿物学、元素地球化学、锆石年代学等分析方法,对四川盆地五峰组—龙马溪组黑色页岩内所发育斑脱岩的年龄、火山活动持续时间及火山灰来源进行了分析研究。野外观察显示,钾质斑脱岩颜色醒目,易于区分,且具有一定的可塑性,多与黄铁矿条带或集合体共生。X衍射结果显示,其主要由黏土矿物和非黏土矿物组成,其中黏土矿物由伊利石和伊蒙混层组成,非黏土矿物以石英、长石、方解石、白云石和黄铁矿等为主。钾质斑脱岩主量元素以高K_(2)O含量、低TiO_(2)含量为特征,稀土元素成分分析显示,其轻稀土轻微富集、重稀土亏损,具负铕异常,球粒陨石标准化稀土配分曲线具有右倾的特点;对各斑脱岩内的锆石进行LA-ICP-MS定年研究,结果表明,斑脱岩的形成年龄在(448±2)Ma~(440.4±5.6)Ma之间,证实该时期火山活动延续了至少8 Myr;岩浆判别图(Nb/Y–Zr/TiO_(2))指示这些钾质斑脱岩的原始岩浆为中酸性成分;依据微量元素特征和构造环境判别图(Nb–Y,Y+Nb–Rb,Zr–TiO_(2),Hf/3–Th–Ta,Nb/Yb–Th/Yb),初步认为原始岩浆形成于岛弧环境。据斑脱岩层数及厚度自北向南逐渐减少的事实,及现阶段华南大地构造性质的新认识,认为其来源可能与扬子北缘早古生代秦岭洋闭合过程中的板块俯冲有关。

新疆东昆仑阿牙克岩体地球化学与^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究及其大地构造意义

阿牙克岩体出露在新疆东昆仑阿牙克库木湖北侧的祁漫塔格山西段,侵入在早古生代低绿片岩相蛇绿混杂岩即“祁漫塔格群”之中。岩体地球化学特征显示其可能形成在伸展构造环境,角闪石的^(40)Ar/^(39)Ar坪年龄为420±4Ma;等时年龄为416±21Ma,证实早古生代末期东昆仑地区已从挤压构造体制转化为伸展构造体制,表明昆仑山具有多期造山作用叠合的大地构造特征。

新疆天格尔糜棱岩化花岗岩的岩石学及其SHRIMP年代学研究：兼论花岗岩中热液锆石边的定年

出露在新疆中天山天格尔山脉一带的片麻状花岗岩是早志留世花岗岩体被糜棱岩化的结果。呈NWW向展布的天格尔韧性剪切带切割天格尔花岗岩体。本文沿乌库公路完成的实测地质剖面、糜棱岩化花岗岩岩石学以及锆石SHRIMP年代学研究结果表明,糜棱岩化花岗岩中的锆石具有复杂的核-幔-边结构,锆石核形成于470～1788 Ma年前,岩浆锆石幔的SHRIMP表观年龄主要集中在432～453 Ma。糜棱岩化过程中流体交代花岗岩中的岩浆锆石,形成了热液锆石边,这种热液锆石在CL图像中呈暗一深灰色。花岗岩岩体侵位时代依据岩浆锆石幔的SHRIMP测定为441．6±3．8 Ma(MSWD=1．06)。热液锆石边的SHRIMP年龄相对年轻,6个分析结果得到一个加权平均年龄为408．6±1．7 Ma(有可能代表热液锆石边与岩浆锆石幔的混合年龄)。因此,天格尔一带出露的糜棱岩化花岗岩是早志留世早期岩浆侵位的产物,并不是中天山基底的组成部分。本文报道的锆石数据还表明,花岗质岩石在韧性剪切变形过程中能够结晶出热液锆石。对这种热液锆石的深入研究为限定韧性剪切变形的时间提供了一种新的手段。

塔中地区志留系风暴沉积

在大量岩心观察及岩相与环境分析的基础上，首次在塔中地区志留系识别出两种风暴沉积序列，它们分别产出于海滩和陆棚环境。海滩风暴沉积序列与发育冲洗层理或槽状交错层理等的前滨上临滨砂岩共生，主要由块状或具正粒序的砾岩以及含砾砂岩、具近平行层理或丘状交错层理的砂岩等岩相单元组成。陆棚风暴沉积序列产出于下临滨内陆棚泥质岩中，自下而上由以下４个岩相单元构成：块状或具正粒序的含泥砾砂岩、具平行层理的细粉砂岩、发育浪成沙纹层理的粉砂岩及水平层理或生物扰动的泥岩。

塔中志留系碎屑岩储层特征及评价

在分析塔中地区志留系下砂岩段储层岩石学、孔喉分布和物性参数的基础上，应用逐步回归分析方法，结合油气勘探实际，拟定了储层评价标准，并对下砂岩段储层进行了分类评价。研究结呆表明，塔中地区志留系下砂岩段储层表现为低孔低渗的储集特征，孔喉类型为单峰中孔、单峰细孔和单峰微孔型，以Ⅱ、Ⅲ类储层为主，Ⅱ类储层主要分布在下砂岩段下部，在塔中２０至塔中３０并区较发育，是塔中志留系勘探的有利区带。

冰川发育对赤道地区碳酸盐沉积环境和沉积作用的影响

冰期中的全球性冰川事件不仅对全球性海平面变化，而且对低纬陆棚碳酸盐环境的沉积作用也有重要影响。与温暖时期相比，位于低纬度的华南地区在晚震旦世冰期，晚奥陶－早志留世冰期，石炭－二叠纪冰期中记录了相对低的沉积速度和低的环境分异（反映在相的侧向变化很小）。每一段冰期沉积可以被与最大球进所对应的海退面分为两部分。早期的沉积环境以弱咸化和富氧为特征。该环境形成浅色、相对富颗粒的灰岩沉积。随着寒冷气候的侵入，代替暖水碳酸盐的最可能是该界面附近的温带碳酸盐的堆积。该界面之上，随着温度上升和海侵，表面海水出现轻微淡化。水体的密度分层导致形成还原条件。有机质和沥青质使微晶灰岩和富硅的沉积染成灰到黑色。盐度以及还原－氧化条件的变化被认为和两极冰盖的增减有关。与Ｖａｉｌ的二级或三级旋回曲线相对应的３个界面分别相当于冰期的开始、顶峰和消失，反映了全球性冰川事件对二级和三级海平面变化旋回的影响。

扬子地区奥陶纪—志留纪转折期多事件耦合关系及有机质富集

从地质事件的影响角度出发,讨论扬子地区奥陶纪—志留纪转折期多地质事件的耦合关系、地质事件的环境响应以及对富有机质页岩发育的影响。结果表明:构造运动增强的大陆硅酸盐风化作用以及火山事件增加的碳埋藏都导致大气CO_(2)浓度的下降,当达到阈值以下便引发赫南特冰期事件;火山喷发出的硫会在平流层形成硫酸盐气溶胶,增加反射率,促进冰期的发展;冰期增大纬度温度梯度,促进上升流的形成;冰期降温的突发性、水体硫化缺氧环境的扩张以及火山事件所输入的汞和砷等有毒重金属是导致晚奥陶世生物大灭绝事件(LOME)的主要机制;火山事件输入的火山灰和上升流给海洋表层带来大量营养元素,以及冰期海平面迅速下降期间导致溶解性无机磷酸盐(DIP)浓度的增加,增强海洋初级生产力,促进有机质的生产;大量有机质在沉降过程中消耗氧气导致深层形成最小含氧带(OMZ),火山灰快速吸收溶解氧以及冰期结束海平面快速上升都会导致水体缺氧条件的扩张,从而有利于有机质的保存;主要的沉积作用是悬浮沉积,但局部也因构造运动、水体变浅以及陆源输入增强等因素发育部分重力滑塌、浊流、碎屑流、风暴流沉积。

四川盆地志留系生油层主要地质特征

本文利用地质、钻井、测井、试油、实验等项资料.通过沉积相演变,古构造位置对有利生油岩发育的控制,有机质向油气的转化、生成及运移的研究,对四川盆地志留系进行含油气性远景评价和勘探有利区块的预测。

流体包裹体精细分析在塔中志留系油气成藏研究中的应用

利用均一温度、荧光光谱、红外光谱、三维荧光光谱(TSF)、色谱-质谱(GC-MS)等流体包裹体分析技术对塔中志留系油气藏的复杂油气成藏过程进行研究。结果表明:塔中志留系储层中发育3期不同类型的烃类包裹体;确定塔中志留系油气藏的3期成藏过程,即在泥盆纪沉积末期中下寒武统来源的原油第I期成藏,泥盆纪末构造抬升剥蚀遭受破坏形成残余沥青;二叠纪沉积末期中上奥陶统来源的原油第Ⅱ期成藏;喜山期中下寒武统来源的深部调整油气第Ⅲ期成藏;现今油气主要为第Ⅱ期和第Ⅲ期成藏的油气混合。

塔中北坡两顺地区志留系成藏条件及期次分析

通过对塔里木盆地塔中隆起及其北坡两顺地区志留系油气成藏地质条件分析,认为两顺地区志留系具备形成工业油气藏的条件。志留系油气显示层段储层包裹体的均一化温度和含盐度测定结果显示存在两个成藏期:早期和晚期。早期油藏遭受部分或全部被破坏,其中塔中地区已演化为沥青砂岩,两顺地区破坏程度相对较低;晚期成藏基本未被破坏,既可单独形成新的油气藏,也可对早期(残余)油藏进行再充注。对S1井油气钻井资料综合分析发现,两顺地区早期油气藏并未形成沥青砂岩,而是形成残余油藏并接受了晚期成藏阶段的油气再充注,推测从S1井到满加尔坳陷方向,存在志留系早期原生油气藏的可能性。

桂东南志留纪热水沉积成矿的碳氧同位素证据

志留系地层是桂东南博白―岑溪地区铅锌矿床的主要赋矿层位,产出佛子冲和东桃等层状铅锌矿床,其直接赋矿围岩均为下志留统碎屑岩地层中的层状绿色岩和碳酸盐岩夹层。碳、氧同位素测试结果显示,赋矿层位中碳酸盐岩夹层的δ18 O值显著低于正常海相灰岩,在δ18 O-δ13 C图解上碳酸盐岩夹层和矿石中方解石样品投点均集中分布在基性-超基性岩浆岩和花岗岩区及附近。该碳酸盐岩夹层的形成与海底热水沉积作用有关,类似于现代海底烟囱中的低温喷口产物。桂东南志留纪热水沉积成矿作用可以概括为电解成矿机制。

东昆仑南坡俯冲增生杂岩楔中纳赤台群物质组成特征

东昆仑的形成经历了长期的构造演化、地体拼贴、碰撞及复合造山的动力过程。奥陶纪—志留纪昆中洋由南向北俯冲形成典型的东昆仑南坡俯冲增生杂岩楔,其中发育的纳赤台群物质组成复杂,也是该带主要的组成物质。通过野外详细调查,发现纳赤台群物质由洋中脊-洋岛环境下的含蛇绿岩残片组分及远洋泥钙质沉积、具有浊积岩特征的大陆斜坡次深海-深海相物质、前陆盆地复理石沉积组合、火山岛弧环境下的物质组合等构成。不同岩石组合间多为断层后韧性剪切接触,岩石构造变形十分强烈,不同岩块间时代跨度大,所处的构造环境迥异。在长期俯冲过程中,将不同的物质在东昆仑陆块边缘以不同规模,形态各异的岩片、岩块样式拼贴或堆垛在一起。

大兴安岭绰源地区奥陶系多宝山组-苏呼河组解体及时代探讨

大兴安岭绰源地区出露有呈零星分布的老变质岩系,前人对其归属存在一定的争议。文章通过对该套岩石进行的地层学、岩石学、岩石地球化学特征研究和锆石U-Pb测年,探讨了该套变质岩系的原岩性质、形成环境和区域变质作用。结果表明,原岩主要为一套中酸性凝灰岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及其过渡类型的碎屑岩;推测其沉积环境为活动大陆边缘的浅海相或浅海-滨海相;该套地层定年为中下志留统。

黔中隆起及外围南华—留纪层序地层特征

以黔中地区层序地层研究为基础,并与三都盆区层序地层对比。根据不整合界面、地层结构及地层的堆叠型式等特征,将黔中隆起及外围地区的南华—志留纪地层划分为14个层序,并阐述了各层序及体系域的发育特征。在此基础上,建立了南华-志留纪的岩石地层格架及相对海平面变化曲线。研究区层序地层的特点是:在浅水陆架区,大多数层序由海侵体系域和高水位体系域构成,并且高水位体系域的厚度常大于海侵体系域的厚度;层序所反映的海平面升降变化,在层序的下部表现较剧,常快速上升。通过层序界面的对比研究,界面基本性质进一步得到明确,使地层格架更趋真实。如黔中、黔北南沱组与澄江组的接触关系性质,从盆地区海侵体系域—高水位体系域及层序界面的延伸对比来看,黔中地区缺失这两个体系域,证明这里南沱组与澄江组之间为假整合接触。

大型弓笔石聚群的发现及其定向意义

本文主要论述了弓笔石在海洋中的活动方向及范围,并指出幼枝的摆动倾向和古海流有关。利用幼枝和主枝夹角的平均值测绘中志留世时期古海流的方向,对寻找矿产的分布具有实际意义。

塔里木盆地塔中志留系油藏两期成藏的分子地球化学证据

塔里木盆地中央隆起构造带上发现了大量志留系油藏,前期研究认为油气主要为海西期成藏。采用先进的全二维气相色谱-飞行时间质谱,对塔中117井原油开展分子化合物精细识别,发现了2种成熟度截然不同的分子化合物组成,指示至少存在2期油气充注成藏过程。其中,原油正构烷烃保存完整(nC7-nC28),萜烷丰度较高,基于甲基菲系列化合物折算原油约为烃源岩RO=0.7%~0.9%阶段的产物;另外,检测到了丰富的金刚烷类化合物,包括单、双、三金刚烷,总含量为1 425×10^-6,依据甲基金刚烷指数,其相当于烃源岩高成熟阶段(RO>1.6%)的产物。2类参数折算成熟度之间的差异,指示了油藏成藏过程中经历了至少2期不同成熟度来源的油气聚集。油气地质综合研究认为,塔中地区志留系在加里东晚期和喜马拉雅期分别发生了油气充注过程,塔中117井区志留系储层均捕获了这2期油气,流体包裹体也印证了2期成藏过程。