天山北麓晚新生代独山子—安集海褶皱冲断带构造分析及其对河流改道的影响

新生代以来,受印度板块与欧亚大陆的碰撞和持续汇聚作用的影响,天山强烈变形隆升,并在南北两侧形成了一系列冲断推覆构造.天山北缘由南向北发育了3排褶皱-冲断带,第三排独山子—安集海构造形成于第四纪以来.根据野外地表考察结果并利用二维反射地震剖面资料,定量分析了独山子背斜和安集海背斜的构造几何学和运动学特征,确定了他们的变形时间和变形量.独山子背斜和安集海背斜的最小缩短量分别为4 340 m和1 240 m,缩短率分别为15.74%和7.2%,由于构造隆升幅度的差异,造成了发育于北天山山前的一系列河流发生横向迁移,奎屯河和安集海河偏流向东发生河流改道.

内蒙古中南部古元古代高温型双变质带及其构造意义

内蒙古中南部集宁—丰镇—土贵乌拉地区发育了一条超高温变质岩带。通过对土贵乌拉地区超高温变质岩的矿物组合研究,发现其中包含了尖晶石+石英、假蓝宝石+石英、斜方辉石+夕线石+石英的超高温标型矿物组合,并且在超高温变质作用区域内,经历了初始近等压冷却,随后近等温降压的逆时针退变质过程。已有的年代学数据表明,超高温变质作用峰期变质时代为1920Ma左右,降压退变质时代为1850Ma左右。在超高温变质岩带的东南地区,包括怀安—宣化一带,还出露了高压麻粒岩带。高压麻粒岩经历了近等温降压的顺时针退变质过程。年龄数据表明高压麻粒岩峰期变质时代为～1900Ma,退变质时代为1850Ma左右。内蒙古中南部超高温变质岩带和高压麻粒岩带相邻分布、产状相似且变质时代接近,共同构成了类似都城秋穗提出的双变质带;由于其温度偏高,故称为高温型双变质带,为世界上最古老的双变质带之一。该高温型双变质带可能反映了内蒙古中南部不同层次地壳物质在早前寒武纪碰撞作用中经历了P-T演化截然不同的变质作用,两条变质带在经历了各自的峰期变质作用后,作为一个共同的地体抬升。对内蒙古中南部古元古代高温型双变质带开展进一步研究,为认识华北克拉通早期构造背景、地壳热演化,特别是板块构造、不同地壳层次的构造作用提供了难得的科学机遇。

利用风暴沉积类型恢复海平面变化:以北京西山下苇甸剖面寒武纪中晚期风暴沉积为例

华北地区寒武系中发育有大量的风暴沉积,对于此类沉积物的成因前人意见趋于统一,但对其沉积环境的认识仍存在较多争议。在野外细致观察、实测的基础上,结合室内沉积学描述和分析,在北京西山下苇甸剖面寒武系第三统和芙蓉统内识别出5种沉积相类型,并根据沉积环境将其归入3种相组合,分别形成于浅海碳酸盐缓坡潮下带、深潮下带和页岩盆地环境。在研究地层内,共识别出了49层风暴沉积,基于沉积结构和构造特征,这些风暴沉积层可归入4个风暴沉积大类(原地未破碎风暴沉积、原地破碎风暴沉积、近源风暴沉积、远源风暴沉积)和12个亚类,这些风暴沉积类型形成于不同的环境。根据风暴沉积亚类在地层中的分布规律及其所指示的环境类型,恢复了北京西山寒武纪中晚期相对海平面的变化历史。通过与用不同方法恢复的北京西山和鲁西地区同时期海平面变化曲线进行对比,发现利用风暴沉积类型所恢复的海平面变化曲线与使用正常沉积类型恢复的海平面变化曲线具有相同的变化趋势。因此,风暴沉积类型可以用于恢复长时间尺度的海平面变化趋势。

河北平泉光头山碱性花岗岩的时代、Nd-Sr同位素特征及其对华北早中生代壳幔相互作用的意义

光头山碱性花岗岩产出在华北北部的前寒武纪基底变质岩系之中,造岩矿物组合为石英+碱性长石+纳铁闪石+霓辉石+钠铁非石±星叶石,副矿物有锆石、钛铁矿、硅钛铈铁矿等。晚期的伟晶岩囊状体由颗粒粗大的石英、碱性长石和纳铁闪石等组成,全岩Rb-Sr等时线年龄为T=200±16Ma,(^(87)Sr/^(86)Sr)_i=0.705±0.008,MSWD=11.2,代表冷却年龄,单颗粒锆石U-Pb谐和年龄为220±1Ma,代表岩体侵位时代。光头山碱性花岗岩以A/CNK<1和A/NK<1,Al_2O_3、MgO、CaO和Ba、Sr含量低,全碱含量、MnO和Rb、Ga等含量高,负Eu异常特别显著等为特征。矿物学和地球化学完全符合A型花岗岩的特征。光头山碱性花岗岩是华北地区早中生代后造山环境下岩浆活动的产物。光头山碱性花岗岩的ε_(Nd)(T=220Ma)平均值为-8.9,明显高于华北前寒武纪下地壳岩石的范围,而冀北地区前寒武纪高压麻粒岩地体虽具有大陆地幔的特征,但未经历过部分重熔,表明至少前寒武纪下地壳不可能是岩浆主要的或唯一的来源同样,现今华北下地壳由于时代较新,也不可能成为岩浆的源岩,对比时代相近的超镁铁岩和煌斑岩的Nd同位素特征,推测最可能的源区是1.8～1.9Ga形成的富集的岩石圈地幔。光头山碱性花岗岩和华北北缘早中生代侵入岩带规模很大,以富集地慢来源的岩浆为主,反映了当时的岩浆活动已经具有相当的规模和强度,如果130Ma前后中国东部大规模岩浆活动之时,是岩石圈减薄已经达到最大程度之际,那么,此前一定时间段内的幔源岩浆活动都有可能与岩石圈减薄从开始到鼎盛的过程有关,所以,华北北缘早中生代岩浆活动可能是华北中生代岩石圈减薄过程早期阶段的产物。与岩石圈减薄过程有关的早中生代岩浆活动还在中国东北地区东部和阿拉善北部形成了后造山A型花岗岩。与岩石圈减薄过程相关的早中生代侵入岩在一定范围内的带状分布,表明当时岩石圈减薄过程可能并没有涉及到整个中国东部地区只有到了侏罗纪-白垩纪,岩石圈减薄过程才在更大的区域内广泛发生。所以说,中国东部中新生代岩石圈减薄过程是在时间上从早中生代就已经开始、在空间上从华北北缘-中国东北地区东部开始向外逐渐扩展的一个深部过程。这个深部过程对应的地表表现是,先在华北北缘和中国东北东部地区形成规模很大的早中生代侵入岩带。而后,当岩石圈减薄过程扩展到整个中国东部时,岩浆活动才达到鼎盛时期,这可能就是中国东部侏罗纪-白垩纪大规模岩浆活动的深部原因所在。而以富集地幔源区为主的岩浆活动还导致了华北北缘地壳垂向生长。

湖北兴山古洞口剖面中—上寒武统白云岩特征及其古环境意义

华南上扬子区中部中—上寒武统白云岩大量发育,形成于特殊的古气候、古海洋环境,但其沉积环境和成因上存在争论。基于细致的野外和室内沉积学研究,湖北兴山古洞口剖面中—上寒武统覃家庙群、三游洞群划分出8个岩相类型和3种沉积旋回类型,主要沉积于浅海碳酸盐岩台地潮下带和页岩盆地环境。采用沉积旋回叠置方式和Fischer图解方法,分析了上扬子区中—晚寒武世可容纳空间的变化历史,识别出18个四级旋回和7个三级旋回,并初步建立了高频海平面变化曲线。中—晚寒武世沉积相的时空间展布规律表明,扬子台地相对海平面逐渐降低,经历了从页岩盆地(或深潮下带)到浅潮下带环境的演变,沉积类型从较深水的陆源碎屑与碳酸盐的混合沉积变化为较浅水碳酸盐沉积。中、晚寒武世扬子台地碳酸盐岩沉积与全球性沉积特征表现一致,反映了该时期独特的全球"超暖期"气候和台地内部较高盐度的古海洋条件。

新甘交界红柳河蛇绿岩中伸展构造研究及其意义

红柳河蛇绿岩中保存了大量洋盆扩张的特征构造,堆晶辉长岩层中发育丰富的辉长质糜棱面理、伸展褶劈理、小型韧性低角度正断层、韧-脆性共轭正断层和脆性正断层等伸展变形构造,这些构造形成于红柳河古洋盆闭合之前洋壳扩张过程中.蛇绿岩中伸展变形构造经历了完整的变形序列:从韧性变形、经韧脆性变形到脆性变形.不同层次的共轭断层面在最大主应力方向上的夹角由110°左右依次变化到72°左右.这些夹角在韧性、韧-脆性变形中受控于最大有效力矩准则,在脆性变形中则受Coulomb准则控制.红柳河蛇绿岩中伸展构造的研究,为恢复东天山古洋盆构造演化过程提供了有力的证据.

贵州罗甸二叠纪末生物大灭绝事件后沉积的微生物岩的时代和沉积学特征

二叠纪末期发生的显生宙以来最大的生物灭绝事件,使海洋生态系统和陆地生态系统均受到重创,该事件后微生物岩广泛分布于全球正常浅海地区。研究认为,扬子地台在二叠纪末期存在一次海平面降低的事件,造成研究区二叠纪地层与早三叠世微生物岩之间存在沉积间断或剥蚀,并使三叠纪牙形石混入二叠纪末期的沉积物中。二叠—三叠系界线位于微生物岩层的底界;微生物岩形成于早三叠世最早期,相当于Hindeodus parvus带,是早三叠世最早期开始的海侵事件为其提供生长所需的可容纳空间。在Isarcicella staeschei带—I.isar- cica带早期再次发生相对海平面降低事件,之后海平面开始快速上升。研究区早三叠世早期的微生物岩以凝块构造发育为特征,具有斑状、层状、枝状和网状凝块构造4种典型中型构造。结合前人的工作,认为微生物群落通过生物沉积和物理沉积作用形成球状体,球状体汇聚形成不同的中型凝块构造。研究扬子地台早三叠世凝块石的确切时代和结构、构造类型特征,为准确恢复生物大灭绝事件前后的环境变迁以及生物演化事件与环境变化的相互作用关系提供重要的证据。

纹层状细粒碳酸盐岩成因:以贵州习水吼滩剖面下奥陶统为例

纹层是组成层理的基本单位,既可以是低能深水沉积环境的产物,也可能形成于高能环境中。在受风暴影响的区域,微小的泥质颗粒能够在流动过程中发生絮凝形成絮粒并沉积下来形成纹层。贵州习水吼滩剖面下奥陶统桐梓组碳酸盐岩纹层发育,纹层中风暴沉积构造丰富,包括风暴侵蚀面和渠模等。基于细致的野外观察和室内沉积学研究,将在风暴作用影响下形成的纹层划分为5个类型:平行厚纹层、单向交错薄纹层、平行薄纹层、波状厚纹层和水平厚纹层。采用EDS元素面扫描方法,发现亮、暗纹层中都含有铝、硅和镁元素且分布都比较均匀,而暗纹层所含黏土矿物稍多,所以暗纹层中3种元素的含量比亮纹层的稍高。利用开尔文—赫姆霍兹不稳定性解释了亮、暗纹层的形成机制,即絮粒与未发生絮凝的微小颗粒在开尔文—赫姆霍兹不稳定性作用下交替沉积,其中以絮粒为主的纹层更容易发生重结晶形成亮纹层。根据各纹层不同的垂向结合序列划分出3种风暴序列,且从Ⅰ型到Ⅲ型风暴作用逐渐减弱。

马六甲合同区油气运聚规律研究

研究了马六甲合同区烃源岩生、排烃期和构造发育史及区内油气的垂向和侧向运聚规律。本区主要有两个油气运聚期,早期运移发生在中—晚中新世,对本区油气成藏影响不大;晚期运移发生在晚中新世—上新世,由于该时期恰逢生烃中心进入生排烃高峰,且研究区内发生了最大的一次构造运动,所以成为本区关键成藏期。受构造运动控制,本区油气在地质历史中主要向西部运移,只有一小部分向东部运移,因此西部构造区带应是主要储油区带。今后应加强西部构造带圈闭的勘探和评价工作。

东海盆地西湖凹陷凝析气藏成藏特征及分布控制因素

实际勘探证实西湖凹陷油气藏具有上油下气的特征,油气资源分布表现为南多北少。通过西湖凹陷凝析油和凝析气地球化学参数的分析,认为西湖凹陷的凝析油和凝析气具有相同的成因类型和成熟度,均为平湖组煤系源岩生成的油气。根据西部斜坡带和中央反转带油气藏类型、油气成藏期次及圈闭形成时间研究成果,认为:西部斜坡带油气首先充注在平湖组中,后期由于断层开启调整至花港组中,因压力降低油气分离和天然气散失而在花港组中形成凝析油藏;在中央反转带,由于圈闭定型时间晚,油气主要经历一期成藏再通过断层运移至花港组,花港组上部压力低,使油气分离、天然气散失而形成纯凝析油藏。通过对油气成藏和分布特征的研究,认为生烃中心的分布控制着油气藏的分布,断层分布和断穿层位控制着油气藏丰度,超压控制着西部斜坡带凝析油和凝析气藏的分布界面。

碳酸盐鲕粒包壳结构研究综述

在现代和古代碳酸盐沉积物中,碳酸盐鲕粒的包壳结构类型均较多,因其常被用于恢复古海洋的化学、物理性质演化而备受关注。对碳酸盐鲕粒包壳的研究始于1879年,此后现代和古代鲕粒包壳的原生和次生结构特征和成因均得到了详细描述和深入探讨;然而,目前仍存在对现代鲕粒包壳原生结构的部分术语定义不明确、对古代鲕粒包壳原生结构的特征识别和分类不尽准确等问题。文中归纳了现代鲕粒包壳的原生结构类型及其主要特征,指出鲕粒包壳结构组合的常见类型包括放射状、同心状、同心—放射状等,且对包壳结构组合类型的识别是鲕粒包壳结构研究的关键。古代鲕粒受成岩作用影响,包壳原生结构保存程度可能不尽相同,甚至完全被次生结构所替代,但其原生结构类型与现代鲕粒类似,以放射状和同心状结构为主,只是同心状结构中的切线状纹层难以识别。中国的古代鲕粒研究虽已取得大量成果,但在对包壳原生结构的识别和应用方面尚存在一些误区,故在借鉴现代鲕粒包壳结构研究成果的基础上,笔者以华南下奥陶统鲕粒为例,论述了对古代鲕粒包壳结构如何进行特征描述、如何识别出保存较好的原生结构及如何利用包壳结构组合类型进行鲕粒分类等问题,展示了古代鲕粒包壳原生结构研究的重要科学意义。

新疆喀拉通克和黄山东含铜镍矿镁铁-超镁铁杂岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

用 SHRIMP 锆石 U-Pb 定年方法确定喀拉通克 1 号岩体和黄山东岩体分别形成于 287 ± 5 Ma(MSWD = 0.34)和 274 ± 3 Ma (MSWD = 1.35), 精度明显优于全岩和矿石 Rb-Sr, Sm-Nd 和 Re-Os 等时线年龄, 对岩体形成时代提供了更严格的制约, 也限定了赋存在镁铁质-超镁铁质杂岩体之中岩浆型铜镍硫化物矿床的成矿时代, 同时表明非常有必要重新评价以前获得的某些同位素年代学资料. 含铜镍矿镁铁质-超镁铁质杂岩与邻近的后碰撞 A 型花岗岩的形成时代相近, 在中亚造山带显生宙地壳生长过程中可能具有普遍意义, 与后碰撞伸展背景下岩石圈地幔拆沉和软流圈地幔上涌、熔融作用可能密切相关, 可作为幔源岩浆侵入地壳导致地壳垂向生长的最直接的标志.

湖北兴山寒武系覃家庙群底部三叶虫化石的地层学意义

三峡地区覃家庙群以一套缺乏化石的薄层白云岩沉积为特征。新近在湖北兴山古洞口剖面覃家庙群底部发现Kaotaia gedongensis Yuan & Zhao,Kunmingaspis yunnanensis Chang,Chittidilla sp.等三叶虫。依据三叶虫生物地层学对比结果,结合研究剖面与覃家庙群标准剖面和参考剖面岩石地层学对比,认为三峡地区覃家庙群为跨传统下、中寒武统的地层单元。

论上扬子区上奥陶统大渡河组

在滇东北永善莲峰新发现的万和剖面,奥陶系-志留系交界地层发育良好、地层连续,化石丰富,含有笔石、腕足类、三叶虫、牙形类、几丁类和疑源类化石,包括了大渡河组、产Hirnantia动物群的观音桥层和龙马溪组。此处大渡河组可分为上、下两段,下段为灰岩与钙质泥页岩互层,上段为钙质泥岩夹灰岩。笔石自下而上可识别为Dicellograptus complexus带、Paraorthograptus pacificus带(下亚带、Tangyagraptus typicus亚带和Diceratograptus mirus亚带)以及Metabolograptus extraordinarius带,为凯迪晚期至赫南特早期。几丁类尚未在上段发现,下段属于Eisenackitina ripae带。上段底部(即Tangyagraptus typicus亚带底)产腕足类Kassinellasp.,Leptellinasp.,Paromalomenasp.等,属于深水BA5(底栖组合),在华南同期地层中未见及。观音桥层产典型的Hirnantia动物群,属于BA3,为标准的浅凉水组合。依据万和及相邻地区的资料,厘定了大渡河组。大渡河组分布于扬子台地西部(滇东北—川西南),与扬子台地内部广布的五峰组和扬子台地西南缘的铁足菲克组(大部分)、西缘的大箐组(上部)属同期异相。从产BA5腕足类的大渡河组上段底部,到产BA3赫南特贝动物群的观音桥层,再到龙马溪组下部黑色页岩,是奥陶纪末大灭绝第一幕和第二幕全球气候快速变冷和转暖、海平面迅速地先降后升在扬子海盆的充分反映。

华南上扬子区下奥陶统红花园组顶界的穿时性

在早奥陶世弗洛早期,广布于华南扬子台地的浅海碳酸盐台地沉积(红花园组)逐渐被陆源碎屑沉积所替代,而海洋生物分异度快速升高,随后出现了奥陶纪生物大辐射的第一次高潮。因此下奥陶统红花园组顶界附近的岩石地层学和年代地层学研究具有重要意义。目前该组顶界的穿时性及其横向分布规律尚无定论。通过对贵州桐梓红花园、习水吼滩、湖北兴山古洞口和湖南张家界温塘4个剖面红花园组牙形石动物群的系统分析,从下至上识别出了3个牙形石带,分别是Serratognathus diversus带、Prioniodus honghuayuanensis-Oepikodus communis带和Oepikodus evae带。采用统一的红花园组顶界定义,即以中—厚层亮晶颗粒灰岩的消失作为红花园组与上覆地层之间的界线,结合研究剖面和前人牙形石生物地层学资料,发现上扬子区红花园组顶界具有明显的穿时性,而且这种穿时性在空间上还具有一定的规律性。上扬子区红花园组顶界大部分位于P.honghuayuanensis-O.communis带内;从上扬子区中部向台地南北两侧的边缘区,红花园组顶界大体上逐渐升高至O.evae带;而在靠近陆源碎屑沉积的西部地区顶界则降低至S.diversus带。造成这一现象的主要控制因素除了海平面的升高外,可能还与陆源碎屑供应的增多有关。

浅议上扬子区下奥陶统桐梓组

华南上扬子区桐梓组为下奥陶统最底部的岩石地层单位之一。通过贵州习水吼滩剖面桐梓组的系统分析,并结合上扬子区多个相关剖面的资料,确定桐梓组以中厚层白云岩、白云质灰岩、页岩为主,偶夹薄层生屑灰岩。桐梓组主要形成于浅潮下带至深潮下带环境,其沉积厚度具由西向东逐渐增大的趋势,白云岩所占比例由西向东逐渐减少。通过对白云岩岩石学特征分析,初步得出桐梓组白云岩成因:在台地浅滩附近以混合水白云岩化为主,在台地内部以回流渗透作用为主。整个桐梓组自下而上可以建立5个牙形石带,分别是Cordylodus angulatus带、Glyptoconus quadraplicatus-Scolopodus?pseudoplanus带、Paltodus deltifer-Triangulodus proteus带、Triangulodus bifidus带、Serratognatus divers带。桐梓组上下界线均为穿时界线,底界由西向东向上穿时,顶界向下穿时。

云南盘溪剖面泥盆系-石炭系界线地层及其沉积环境

云南盘溪剖面是华南泥盆纪浅水相代表性剖面之一,本文对盘溪剖面的在结山组及其上覆的石炭系地层进行了综合研究。首次在在结山组内发现了无洞贝类Desquamatia? sp.、综合珊瑚及层孔虫等化石证据,表明在结山组属于弗拉斯期。在在结山组之上的石炭系下部地层内,首次发现维宪期的有孔虫。根据有孔虫等生物推断盘溪剖面最早的石炭系应是维宪阶岩石岭组的沉积地层,相当于华南旧司组的一部分,大致与湖南石磴子组的中上部相当,时代约对应早石炭世维宪期Endothyranopsis compressa-Archaediscus krestovnikovi有孔虫组合带。因此,盘溪剖面在结山组之后缺失了上泥盆统法门阶至下石炭统杜内阶。微相分析表明在结山组为弗拉斯期晚期形成的一套局限台地礁后潟湖相的碳酸盐岩沉积,而岩石岭组则代表维宪期的一次正常海平面上升过程,属于碳酸盐开阔台地环境。

寒武纪-奥陶纪管状岩的盛衰及其与环境演变的协同

管状岩是古生代地层中最易识别的遗迹组构之一,它在地质历程中的盛衰受生物演化事件和环境变迁的共同控制,有研究表明管状岩在古生代呈现出逐渐减少的趋势.本文对云南巧家大包厂剖面下奥陶统红石崖组发育良好的Skolithos管状岩进行遗迹学和沉积学分析,发现其形成和保存主要受控于海水中营养物质、氧气含量等环境因素,而且与造迹生物的生存和竞争压力、内栖食泥生物的扰动程度以及水动力条件相对动荡、时有侵蚀或加积的背景条件密切相关.通过总结全球寒武纪-奥陶纪管状岩例证,发现这类遗迹组构整体上呈现出逐步衰退的趋势,即在早寒武世较为繁盛,中、晚寒武世相对匮乏,而奥陶纪最终走向衰亡,但这个过程并非是匀速的,中、晚寒武世陆缘浅海地区碎屑沉积的减少及高温气候、高海平面以及缺氧和贫营养环境在浅海区域广布的特点是造成管状岩发育低谷期的重要控制因素.