柴北缘孤山一带侵入岩U-Pb年代学约束及构造环境特征

研究区位于祁连山脉南西部,岩体呈不规则的残块状、条带状混杂侵入于早元古代达肯大坂群中—深变质岩中,现已变质为中细粒二云花岗片麻岩。岩石中TiO_(2)质量分数为0.61%,Al_(2)O_(3)质量分数为12.5%,Na_(2)O和K_(2)O质量分数共7.43%,Fe_(2)O_(3)质量分数为0.94%,具有高Ti、Al、Fe和富钾的特征。锆石U-Pb加权平均值为766.1 Ma±5.4 Ma,侵位于新元古代南华纪。侵位方式为被动的岩墙扩张,为火山弧型花岗岩,形成于同碰撞构造环境,可能为I-S型花岗岩。

柴北缘中酸性侵入岩成因及其构造意义

研究区位于柴北缘缝合带与磨拉石前陆盆地的结合部,区内构造经历了多期演化,岩浆岩广泛发育。岩体侵入于下元古界金水口岩群和寒武—奥陶纪滩间山群中,岩性为闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩,属次铝质钙碱性岩系。岩石地球化学特征表明,该岩体具有火山弧花岗岩的特征,物源具有地壳和地幔的成分,并具同源岩浆演化特征。研究区主体属加里东期构造岩浆岩带,形成于板块碰撞前的构造环境,花岗岩结晶温压条件为640~720℃、0.1~0.3 GPa。

柴达木盆地北缘早古生代高压—超高压变质带中发现典型超高压矿物——柯石英

从都兰北带榴辉岩的片麻岩围岩的锆石中发现了柯石英包裹体和石墨包裹体,说明该超高压带的峰期变质作用已达柯石英稳定区间(>2.8GPa)但小于金刚石的稳定区间(<3.5GPa),从而确定了柴达木盆地北缘存在早古生代超高压变质作用和陆-陆碰撞作用,为中国中部存在一条横贯东西的早古生代(大致500～400Ma)高压超高压变质带的推断提供了新的关键性证据。

柴达木盆地北缘大柴旦地区古生代花岗岩锆石SHRIMP定年

大柴旦地区是柴北缘古生代超高压带的重要组成部分,与超高压岩石相伴的花岗岩十分发育。这些花岗岩具有两类不同的岩石地球化学特征,Ⅰ类以 Na_2O/K_2O 比值小于1、明显的负 Eu 异常和低 Sr、高 Y 为特征,具有 S-型花岗岩的属性,Ⅱ类以 Na_2O/K_2O 比值大于1、弱负 Eu 异常到正 Eu 异常和高 Sr、低 Y 为特征,具有Ⅰ-型花岗岩的属性,反映了它们的源岩及成因上的差异。锆石 SHRIMP U—Ph 定年结果表明,大柴旦地区花岗岩的年龄可分为三组,第一组年龄为446.3±3.9Ma,第二组年龄分别为408.6±4.4Ma、403.3±3.8Ma、401.8±3Ma,第三组年龄分别为374.5±1.6Ma、372±2.1Ma。结合区域地质特征,我们认为,第一组年龄可能反映了柴达木陆块与中南祁连板块碰撞的时代,第二组年龄可能反映了深俯冲地下的板块由于拆沉而折返的时代,第三组年龄可能反映了碰撞隆起后造山带上不同块体之间的伸展、滑塌的时代。

柴达木盆地北缘滩间山群的构造属性及形成时代

滩间山群在柴达木盆地北缘构造带广泛发育,以浅变质的中基性火山岩为主,可见少量细碎屑岩和碳酸盐岩。该群的成岩背景过去多认为是陆内裂陷槽环境,时代归属晚奥陶世至志留纪。新近绿梁山地区的区调填图研究表明,滩间山群的岩石组合具岛弧背景的建造特点,地球化学特征也显示了火山弧的构造属性,区域地质特征及同位素年龄表明滩间山群很可能是寒武纪—奥陶纪的产物,与超基性—基性岩体一起构成一套早古生代蛇绿杂岩组合。

青海都兰榴辉岩的发现及对中国中央造山带内高压——超高压变质带研究的意义

在青海都兰北东40km野马滩一带元古宙变质杂岩中,新发现走向近东西的榴辉岩;可分为南北两带,北带宽约5km,南带宽3～5km。北带榴辉岩相矿物组合为石榴石-绿辉石-多硅白云母-金红石,它们的退变质矿物主要为角闪石及少量高钠的斜长石类。而南带峰期变质矿物为石榴石-绿辉石-蓝晶石-金红石-黝帝石(?),退变质矿物中则出现大量高钠质斜长石。两带另一个明显的区别是北带铁铝榴石端元组分含量较南带的略高,而镁铝榴石端元组分含量则略低。采用Krogh(1988)的石榴石-单斜辉石温度计计算得到,在压力为1.5GPa时,北带温度为652～689℃,南带为873～913℃,两带温度相差约200℃。矿物压力计计算得到北带榴辉岩的压力为2.0～2.6GPa,而根据绿辉石-蓝晶石组合估测南带的压力值大于2.0GPa。都兰榴辉岩及其围岩的岩石矿物特征及形成温压与大柴旦及阿尔金且末-带的榴辉岩十分接近,推断它们为同一条早古生代高压变质带,并有可能与北秦岭、桐柏和大别—苏鲁出露的加里东期榴辉岩共同组成一条横贯东西的巨型高压—超高压带,它们代表了中国南北板块早期的界线。

柴达木盆地北缘塔塔楞环斑花岗岩的SHRIMP年龄

塔塔楞环斑花岗岩套侵位于柴达木北缘加里东构造带中,面积达350km2,是我国最大的环斑花岗岩体。锆石SHRIMPU-Pb法测得其地质年龄为440±14Ma,属加里东期,晚于柴北缘UP-UPF榴辉岩、岛弧火山岩及俯冲型花岗岩的时代约30-50Ma左右,形成于造山运动由挤压造山向后碰撞拉张体制的转折构造环境,代表了加里东运动的终结。榴辉岩—岛弧型火山岩—俯冲花岗岩—环斑花岗岩共同构成了柴北缘构造岩浆演化的完整旋回。塔塔楞环斑花岗岩的发现和时代的准确确定对认识柴北缘加里东构造带的构造演化特征和物质组成具有重要科学意义,为阐明柴达木北缘加里东运动的构造演化和结束提供了重要的岩石学约束。

柴达木盆地北缘鱼卡河含柯石英榴辉岩的确定及其意义

在柴达木盆地北缘鱼卡河边达肯大坂杂岩之花岗质片麻岩中发现典型的含柯石英榴辉岩。榴辉岩主要由石榴石、绿辉石和少量（多硅）白云母、柯石英和石英、角闪石、金红石等矿物组成。石榴石中铁铝、镁铝和钙铝榴石分子含量分别为５１％～５９％、２６％～３１％和１３％～１９％；绿辉石中硬玉分子含量为４５％～４８％；岩石中残留有ｂ０值极大的高压矿物多硅白云母（ｂ０＝９０７５×１０－１ｎｍ）；角闪石亦为高压类型的冻蓝闪石；最为重要的是确定了柯石英的存在。榴辉岩原始特征保存完好，仅遭受轻微的退变质作用和叠加变质作用。组成矿物可分为３个世代：（１）峰期矿物组合：石榴石＋绿辉石＋（多硅）白云母＋（柯）石英＋金红石；（２）退变交生组合：冻蓝闪石＋蠕虫状石英；（３）后期叠加变质矿物白云母。榴辉岩相变质作用发生在压力大于２８ＧＰａ的超高压至大约７３０℃、１７０ＧＰａ的高压环境，表明柴达木盆地北缘是一条重要的古板块汇聚边界。

柴北缘西端冷湖盐场北山辉长岩地球化学及年代学研究

柴北缘冷湖盐场北山镍铜矿区发育辉长岩和角闪辉长岩,属亚碱性岩石系列.球粒陨石、原始地幔标准化曲线呈两组特征,但配分型式基本-致,反映其来自同-源区.稀土标准化曲线表现为弱右倾型,Eu基本无异常,说明斜长石分离结晶作用不明显.Rb、Nb、Zr、Cr等微量元素丰度及比值具有近似平行部分熔融的演化趋势.结合岩体Mg#值和岩体固结指数（SI）高等特点,揭示原始岩浆具有幔源原生玄武岩浆特征,认为其成因与俯冲板片流体交代地幔楔源区的部分熔融有关,而且,Nb、Zr、Y元素丰度表明辉长岩源区为过渡型地幔.另外,两类岩体强烈亏损Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等高场强元素（HFSE）,富集Ba、Th、U、Pb等大离子亲石元素,反映明显的消减带和岛弧环境岩浆岩典型特征.LA-ICPMS锆石U-Pb测年结果表明辉长岩形成于254±3 Ma,结合该时期区域地质构造背景,认为柴北缘晚二叠世处于俯冲作用之下的岛弧构造环境,具有活动大陆边缘性质.

柴北缘元古宙鹰峰环斑花岗岩及其共生岩石的地球化学特征、成因及地质意义

中元古代鹰峰岩体的主体是环斑花岗岩,与其共生的岩石有石英闪长岩—奥长花岗岩和辉绿岩。环斑花岗岩高碱(Na2O+K2O=8.49%～9.39%)、富钾(K2O/Na2O=1.12～1.43),铝近饱和,高铁镁比值[(ΣFeO)/MgO=4.91～7.19];富Rb、Ba、Ga、Th、Zr、Nb、Ta,贫Cr、Ni、V;高ΣREE(392.24×10-6～594.76×10-6),稀土元素强分异[(La/Lu)N=12.67～17.09],弱铕负异常(δEu=0.58～0.78),显示碱性花岗岩的特征,与密云环斑花岗岩相似。石英闪长岩—奥长花岗岩具钙碱性系列岩石的特征;与环斑花岗岩相比,其Rb、Ba、Ga、Nb、Ta、Th、Hf、Zr低,而Ni、Cr、V高;ΣREE较低(ΣREE=77.04×10-6～129.85×10-6),轻重稀土分异明显,但(La/Lu)N的比值较小(11.62～14.06),铕异常更弱(δEu=0.69～0.93)。辉绿岩具低碱、高ΣFeO的特征,属拉斑玄武质,与洋中脊拉斑玄武岩相比,K2O等不相容元素高,具大陆拉斑玄武质的特征。辉绿岩的ISr(1776Ma)为0.7066,εNd(1776Ma)为+3.6,环斑花岗岩的ISr(1776Ma)为0.7181,εNd(1776Ma)为-5.5,显示辉绿岩起源于年轻的地幔,花岗质岩浆主要源自古老的地壳。综合分析显示,这些侵入岩形成于伸展背景,是北半球中元古代非造山环斑花岗岩的成员之一,在加里东期卷入到柴北缘造山带的古老地壳中。这在世界上提供了一个古老克拉通及环斑花岗岩卷入古生代造山带的一个实例。

柴达木盆地北缘塔塔楞环斑花岗岩的岩相学和地球化学特征

塔塔楞环斑花岗岩是柴达木盆地北缘一个古生代复式岩体。该环斑花岗岩的主量元素具有富SiO2、K2O和FeO*,高K2O/Na2O和FeO*/MgO的特点,其平均值分别为72.86%、5.17%和3.35%,2.22和10.73;∑REE在279.1×10-6～300.3×10-6之间,(La/Lu)N为11.32～13.14,δEu在0.28～0.38之间;Ba、Rb、Pb、Th等元素的含量高,而Sr、Cr、Ni、V等元素的含量低。与经典环斑花岗岩相比,二者在岩相学上相同,在地球化学上也有相似之处,即该岩体也表现为高钾、富铁、富LREE和Eu亏损的特征,但部分微量元素与典型环斑花岗岩有一定差异。岩体的形成时代和区域构造背景的综合分析显示,该岩体可能是早古生代后碰撞或后造山伸展构造环境下的产物。

柴达木盆地北缘井下石炭系烃源岩的发现及其地质意义

在柴达木盆地北缘,尕丘1井首次钻遇了石炭系海陆交互相地层。该井石炭系烃源岩的碳质泥岩有机碳含量平均为1.85%,灰岩有机碳含量平均为0.42%;灰岩母质类型属于Ⅱ型干酪根;烃源岩成熟度中等。尕丘1井石炭系烃源岩与马北2等井的原油生物标志物、柴达木盆地北缘不同油田(或油井)及烃源岩的伽马蜡烷/C31升藿烷值分布特征以及尕丘1井周边井天然气中氩同位素分布特征均有一定的可比性和相关性,说明该套烃源岩在柴达木盆地北缘可能曾经发生过生烃、运移和聚集成藏的过程。

柴达木盆地北缘第三纪的盆地原型与动力学分析

柴达木盆地经历了复杂的形成演化过程。以往各种观点都认为柴北缘盆地属于叠合盆地。本研究从沉积构造和沉积岩相的角度对盆地演化的叠合特征进行了解析。研究结果表明,柴北缘盆地在古近纪由三条北西向凹陷带组成,具有多个沉积中心,平面上呈现左行雁列;在新近纪总体上呈北西-南东向宽槽状展布,附有局部小型凹陷。因此,认为柴北缘盆地在古近纪为非对称走滑拉分盆地,在新近纪为挤压坳陷盆地。

柴达木盆地北缘滩间山金矿区斜长花岗斑岩锆石LA-MC-ICPMS测年及其岩石地球化学特征

滩间山金矿区斜长花岗斑岩出露于柴达木盆地北缘构造带,是区内出露较大的斑岩体。利用LA-MC-ICPMS锆石定年方法,测得斜长花岗斑岩锆石的年龄为2 416～336Ma,可分为3组:2 416～2 365,1 797～1 602,358～336Ma。对锆石矿物成因研究表明,第一组和第二组年龄为继承性锆石的年龄,反映其源岩有前寒武纪变质岩或同期岩浆岩的物质;第三组为斜长花岗斑岩的结晶年龄,表明岩体形成于早石炭世,为华力西中期斜长花岗斑岩。岩石地球化学特征表明,岩石属钙碱性系列偏铝质岩石,为I型花岗岩,形成于后碰撞环境。结合锆石的年龄测定数据,认为斜长花岗斑岩物质具有多来源的特点,华力西中期是本区金矿形成的一个重要成矿期。

柴达木盆地北缘第四纪左旋斜冲推覆构造运动

柴达木盆地北缘第四纪发育比较强烈的左旋斜冲构造运动,形成长达百余公里、宽度超过30km的大型推覆构造,由斜冲断层、逆冲岩席和褶皱构造等组成。根据野外观测相关资料,柴达木盆地北缘第四纪发生两期构造变形:早更新世不同规模的逆冲岩席如中新元古代中深变质岩、古生代浅变质岩与中生代沉积地层沿北西西-北西向断层发生左旋斜冲构造运动,导致下伏中新统和上新统湖相沉积地层强烈褶皱变形,上覆不同规模的逆冲岩席;晚更新世中晚期构造运动导致中晚更新世砾石层发生宽缓褶皱变形。估算柴达木盆地北缘第四纪斜冲推覆构造运动产生的最小缩短量约为17～18km,平均缩短速率约为6.6～6.9mm/a。柴达木盆地北缘第四纪斜冲推覆构造运动是青藏高原北部新生代逆冲推覆构造运动自南向北扩展迁移的重要表现形式。

风化作用对烃源岩有机质丰度的影响：以柴北缘石灰沟克鲁克组为例

柴达木盆地是我国西北大型含油气盆地之一,已发现的油气主要来自中新生界。近期研究发现石炭系也是柴达木盆地重要烃源岩层位,且据野外地质调查发现的大量石炭系油气显示,油源对比证实其来源于石炭系烃源岩。柴达木盆地石炭系油气资源潜力很大,是柴达木盆地油气勘探的一个新层系和新领域。由于钻遇柴达木盆地石炭系的钻井很少,石炭系资源评价中烃源岩多采用野外露头样品。但露头样品一般都遭受了不同程度的风化作用,风化作用对烃源岩的丰度有一定的影响。文中基于相同的地质背景开展了露头和岩心样品烃源岩地化参数研究,确定了柴北缘石灰沟地区石炭系烃源岩风化因子,并通过风化因子来恢复露头烃源岩样品的有机质丰度。其结果显示恢复后的柴北缘地区石炭系露头烃源岩为中—好烃源岩。

柴北缘西段侏罗系沉积特征

柴达木盆地北缘中小盆地(包括苏干湖盆地)是中国西部潜在的油气资源战略接替区,前期工作揭示了在柴北缘西段发育具有一定生油潜力的中生界烃源岩。沉积特征和沉积环境分析对于研究烃源岩及储集层分布具有重要意义。但有关柴北缘西段沉积特征和沉积环境的认识相对较少,制约了油气勘探工作的进一步开展。通过野外露头观测、钻测井资料分析以及地球化学测试等技术手段,初步落实了柴北缘西段侏罗系的沉积体系和沉积环境,为今后的油气勘探提供了依据。研究表明,苏干湖盆地早中侏罗世发育扇三角洲—湖泊沉积,晚侏罗世发育辫状河,物源可能主要来自北部祁连山;赛什腾山南缘侏罗纪发育沼泽—三角洲—湖泊沉积体系,富含煤层,物源来自西北和东北;冷湖一带早侏罗世主要发育湖西山组深湖—半深湖沉积,物源可能来自西北部阿尔金山附近。泥岩样品沉积地化分析显示研究区整体为还原环境,不同采样点样品的稀土元素配分模式具有相似性。构造-沉积演化分析表明,早侏罗世柴达木盆地北缘西段初始断陷,湖盆沉积中心位于冷湖一带;中侏罗世中期(对应于大煤沟组四段)苏干湖盆地内部裂陷成盆,沉积中心向东转移,后期(对应于七段)湖泛形成大湖盆。侏罗系烃源岩主要发育于大煤沟组五段至七段湖平面上升时期。

柴达木盆地北缘新近系重矿物特征及物源分析

为了查明柴达木盆地北缘新近系物源方向、指导沉积相和砂体的展布的研究,在重矿物类型详细分析的基础上,应用数理统计及Q型聚类分析,对柴达木盆地北缘新近系碎屑岩的重矿物进行了矿物稳定性及其组合特征分析。研究表明新近系的重矿物以稳定矿物锆石、磁铁矿、白钛矿、石榴子石为主;而且稳定矿物含量大于非稳定矿物的含量,表明该区物源搬运距离较长,离物源区较远;并根据重矿物种类将研究区分为五大重矿物组合带。综合分析得出柴达木盆地北缘新近系存在三个物源方向:北西部阿尔金山物源区、小赛什腾山与赛什腾山物源区、东部的祁连山-绿梁山物源区。各物源方向为独立物源供给,但在冷湖地区则受到阿尔金山和小赛什腾山物源区两者的共同影响。柴北缘中部地区的物源供主要有有两个方向,阿尔金山物源,自西北向东南方向,可抵达鄂博梁Ⅱ号构造;赛什腾物源,自东北向西南方向,可抵达鄂博梁Ⅲ号构造。

柴达木盆地北缘中新生代构造演化与油气的关系

循着构造演化史的脉络 ,对六期关于柴达木盆地北缘构造及沉积格局产生较大影响的构造运动分别进行了阐述 ,并重点阐明了各期构造运动与该区油气成藏条件的关系。指出晚期印支运动使柴达木盆地产生了三叠纪晚期的零星断陷 ,随后开始了侏罗纪大规模的坳陷湖相沉积 ;早期燕山运动造成了该区沉积中心 (即后期的生烃中心 )的大规模迁移 ;晚期燕山运动使柴达木盆地进入了整体沉降的坳陷阶段 ,有利于烃源岩的迅速成熟生烃 ;早期喜山运动形成了该区主要构造的雏形 ,该期形成的古圈闭与生烃史配置良好 ;晚期喜山运动。

鄂尔多斯盆地东北部延安组铀异常与沉积体系的关系

在鄂尔多斯盆地东北部,延安组第V成因单元存在着多处铀异常,这对铀的后备战略基地建设有重要意义。从沉积学的角度重建了第V成因单元的沉积体系,识别出两种沉积体系,分别是位于研究区西北部的辫状河沉积体系和东南部的曲流河沉积体系。通过对铀异常信息的成功提取及平面编图,发现延安组中铀异常呈一个又一个具有自我中心的单元出现,且与曲流河沉积体系的关系密切:通常发育于河道分岔或转弯处;普遍发育于薄砂带(区),一般砂体厚度在30 m以下,含砂率小于40%;铀异常单元与厚煤层关系密切;主要赋存于粒度较细的岩性中,部分也富集于煤中,但铀异常最高值富集于中砂岩中。