皖南志留系唐家坞组物源分析:来自碎屑锆石年代学和岩石地球化学的制约

分布于皖南泾县地区的唐家坞组为志留系顶部最晚沉积,其沉积时代和物质来源仍存在争议。对其进行了岩相学、岩石地球化学以及锆石U-Pb年代学等综合研究。岩相学特征表明:研究砂岩以波状消光的石英和变质岩屑为主,磨圆度和分选程度较好;岩石地球化学特征显示砂岩的成分成熟度较高,物源区主要以长英质组分为主,并发生了强烈的化学风化或沉积循环;LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得最年轻的单颗粒锆石年龄为424 Ma,可作为唐家坞组沉积时代的下限。结合地层接触关系,限定唐家坞组沉积时代应为志留纪晚期,可能接近华南早古生代造山事件的结束时间。79颗碎屑锆石U-Pb年龄获得主要年龄峰值为981 Ma和756 Ma,次级年龄峰值为2 476 Ma、517 Ma和453 Ma,结合区域上年代学信息,暗示了唐家坞组砂岩的主要物源区为早-中新元古代岩浆岩、新元古代裂谷层序以及震旦纪-奥陶纪沉积岩,同造山期岩浆岩或变质岩也为唐家坞组提供了物源。华南早古生代陆内造山作用导致中奥陶世之前的盆地沉积物、部分盆地基底以及造山期侵入其中的岩浆岩发生强烈的隆升,从而为陆内前陆盆地沉积提供了主要物源,表明华南早古生代造山带与扬子地块东南缘前陆盆地两个构造单元存在盆山物质耦合关系。     

东昆仑志留纪火山岩锆石U- Pb年龄及其对陆- 陆碰撞时限的制约

东昆仑造山带早古生代经历了完整的洋壳形成、俯冲消减、陆- 陆碰撞造山和造山后垮塌演变过程,目前对陆- 陆初始碰撞时间及碰撞时限还存在较大争议。周缘前陆盆地启动引发的沉积环境突变或不整合形成时间是用来约束大陆初始碰撞时间最直接和最有效的方法之一。本文以东昆仑水泥厂地区角度不整合覆盖于石灰厂组之上的志留纪周缘前陆盆地沉积哈拉巴依沟组为研究对象,开展火山岩夹层锆石U- Pb年代学研究,为约束早古生代陆- 陆初始碰撞时间与碰撞造山时限提供沉积记录证据。结果表明,水泥厂东和雪水河东哈拉巴依沟组下部流纹质凝灰岩锆石U- Pb年龄分别为443. 0±3. 9 Ma和441. 8±1. 3 Ma,结合已报道的石灰厂组火山岩锆石U- Pb年龄（450. 4±4. 3 Ma）,可以确定东昆仑陆- 陆初始碰撞发生在450~443 Ma之间。综合区域上古生代岩浆活动、变质作用、构造变形与相关沉积记录证据,认为东昆仑地区至少从450 Ma左右开始进入陆壳深俯冲及陆- 陆碰撞阶段,在425 Ma左右进入碰撞后伸展阶段,碰撞造山作用至少持续了25 Ma。     

兴蒙造山带中部晚古生代构造格局:来自晚泥盆-早石炭世色日巴彦敖包组碎屑锆石和火山岩岩浆锆石年代学的制约

内蒙古苏尼特左旗地区位于兴蒙造山带中段,是研究古生代俯冲-增生造山作用和地壳生长的关键地区。在苏尼特左旗南部,晚泥盆-早石炭世色日巴彦敖包组角度不整合在早古生代增生楔之上,已有研究对于其沉积环境、盆地属性及区域构造意义一直存在较大分歧。本文对色日巴彦敖包组敖木根呼都格剖面和阿拉塔特剖面碎屑岩和火山岩夹层开展锆石UPb测年及Hf同位素分析,并进行了沉积相分析进一步查明了地层层序、时代及物源特征,并对沉积环境和盆地属性进行了探讨。研究表明,敖木根呼都格剖面色日巴彦敖包组底部含砾粗砂岩最小谐和碎屑锆石年龄为391±5Ma,中下部凝灰质砂岩最小谐和碎屑锆石年龄为338.2±4.3Ma,凝灰岩锆石年龄为336±2Ma、333±3.5Ma,结合古生物化石,表明底部形成于晚泥盆世,中上部地层形成于早石炭世晚期。阿拉塔特剖面中上部安山质火山碎屑岩最小谐和碎屑锆石年龄加权平均值为320.4±6.2Ma,表明其形成于晚石炭世。碎屑锆石年龄谱及Hf同位素组成表明底部及中部砂岩碎屑物主要来自近源的早古生代白音宝力道和二连东乌旗地区弧岩浆岩,少量来自北侧南蒙古弧。结合沉积相分析,推测苏尼特左旗南部色日巴彦敖包组下部为一套形成于弧陆碰撞后被动陆缘滨浅海相沉积建造,中上部为形成于弧前盆地的一套杂砂岩夹火山岩建造。以上资料表明,该区从早石炭世开始转为活动陆缘背景,暗示古亚洲洋中东段在晚古生代仍未封闭。     

北祁连山及其邻区古生代以来的大地构造演化初探

北祁连山出露有中寒武世中晚期和早中奥陶世两期蛇绿岩。同位素年龄分别为335.5 Ma和440-460 Ma的两期高压变质带赋存于中寒武统和下中奥陶统中。大量地质记录揭示北祁连山是介于阿拉善地块和中祁连地块间的一个早古生代缝合带。北祁连山及其邻区古生代以来大地构造演化是复杂的。中寒武世早期统一的中国古陆经陆内裂谷作用发生裂解,于中寒武世中晚期形成北祁连洋。到晚寒武世洋盆转化成残留海盆。早奥陶世北祁连地区再次拉张,遭受第二次大洋化,到中奥陶世形成具沟弧盆体系的成熟大洋。晚奥陶世洋盆转化成残留海盆。于晚奥陶世末碰撞成山,志留纪在新生褶皱山系前形成前陆盆地,盆地底部的下志留统下部层位的磨拉斯可视为碰撞造山的标志。到泥盆纪进入碰撞期后造山阶段,泥盆纪磨拉斯则作为碰撞期后造山作用的标志。北祁连山及其邻区经历了石炭-三叠纪上叠盆地发展阶段,到侏罗纪进入陆内造山阶段。陆内造山作用的主要特征是山脉抬升、盆地沉降,形成盆-岭构造。这个作用一直持续到现在。笔者还对碰撞作用和造山作用的类型进行了讨论。认为软碰撞(soft collision)引起洋盆闭合,但不造山,硬碰撞(rigid collision)使残留海盆闭合并形成新生褶皱山系。在北祁连可以辨认出碰撞造山、碰撞期后造山及陆内造山这3种类型各具特征的造山作用。     

喜马拉雅早古生代岩浆事件:以吉隆和聂拉木眼球状片麻岩为例

喜马拉雅造山带中段的吉隆和聂拉木地区出露一套眼球状片麻岩,其矿物组成为石英、钾长石、斜长石、黑云母和少量的白云母。片麻岩中锆石发育典型的岩浆韵律环带,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示,2件样品中岩浆锆石的加权平均年龄分别为(488.5±1.1)Ma,(475.1±0.7)Ma和(468.1±2.5)Ma,代表研究区早古生代早期的岩浆作用。现有的早古生代地质记录表明,喜马拉雅地体存在早古生代造山事件,这一事件可与青藏高原南部和东南部的拉萨、羌塘、保山和腾冲地体内同一时代的构造热事件对比,指示区域早古生代造山作用。早古生代早期的造山作用是冈瓦纳大陆聚合之后,原特提斯洋岩石圈沿冈瓦纳大陆北缘俯冲调整的安第斯型造山作用的产物,而非超大陆内部块体拼合过程中陆—陆碰撞为主要特征的泛非造山作用。     

冈底斯-喜马拉雅碰撞造山带前陆盆地系统及构造演化

碰撞带前陆盆地的建立是大陆碰撞的直接标志和随后造山带构造变形的忠实记录。本文对欧亚板块与印度板块碰撞前后发育在拉萨地块上的冈底斯弧背前陆盆地,同碰撞产生的雅鲁藏布江周缘前陆盆地,以及碰撞后陆内变形产生的喜马拉雅前陆盆地的沉积地层演化以及碎屑锆石物源特征等进行了系统分析,结合前人及我们近些年的研究成果,认为冈底斯岛弧北侧发育一个典型的弧背前陆盆地系统而不是以前普遍接受的伸展盆地。除传统认为的喜马拉雅前陆盆地系统外,在碰撞造山带中还发育一个雅鲁藏布江前陆盆地系统,它是欧亚板块与印度板块碰撞以后,欧亚板块加载到印度被动大陆边缘产生的典型周缘前陆盆地。上述2个造山带前陆盆地系统的识别,大大提高了对新特提斯洋俯冲、碰撞过程的认识。造山带前陆盆地证据指示,新特提斯洋至少于140 Ma以前就已开始俯冲, 110 Ma俯冲速度开始提高,在65 Ma前后印度大陆与欧亚大陆发生碰撞,喜马拉雅山于40 Ma开始隆升,其剥蚀物质大量堆积在喜马拉雅前陆盆地中。     

中祁连党河南山-木里地区早古生代火山-沉积岩系锆石U-Pb年代学、物源示踪及其地质意义SCIEI北大核心CSCD

造山带内与板块俯冲-碰撞过程相关的一系列沉积盆地对于重建造山带演化历史具有重要意义。本文以党河南山-木里地区早古生代火山-沉积岩系为研究对象,对其开展沉积序列、锆石U-Pb年代学、Hf同位素及碎屑物源综合分析,研究结果表明:(1)该火山-沉积岩系从底部吾力沟组到中部盐池湾组,整体上表现为弧后盆地的演化特征,顶部多索曲组具有向前陆盆地演化的特征;(2)获得吾力沟组玄武安山岩锆石U-Pb年龄为472±10Ma,限定盐池湾组和多索曲组沉积时代分别为467~450Ma和450~440Ma;(3)盐池湾组碎屑锆石年龄谱系和锆石ε;(t)组成说明盐池湾组碎屑物质主要来源于中祁连岩浆弧;而多索曲组的早古生代碎屑物质主要来源于伴生的火山岩或南祁连花岗岩,前寒武纪碎屑物质主要来自于中祁连。综合分析与汇聚板块边缘相关的沉积盆地特征和前人研究资料,本文认为党河南山-木里地区的早古生代火山-沉积岩系可能形成于弧后盆地及其闭合过程的前陆盆地环境。     

喜马拉雅地体的泛非-早古生代造山事件年龄记录

喜马拉雅地体是55±10Ma以来印度陆块与欧亚大陆碰撞而形成的增生地体,位于其中的高喜马拉雅与特提斯-喜马拉雅构造单元的变质基底主要由角闪岩相的富铝变质沉积岩和花岗质片麻岩组成。对两类岩石中锆石的SHRIMPU-Pb测年结果表明,除了记录了20Ma以来的构造事件年龄外,主要保存了529-457Ma的变形和变质事件记录,另外还保存了更早期(>835Ma)的年龄信息。根据20Ma以来崛起的喜马拉雅挤出岩片中包含早期强烈褶皱和向南的斜向逆冲构造以及伴随的角闪岩相变质作用记录,结合岩石测年所获得的大量泛非-早古生代年龄和奥陶纪底砾岩的发现,说明曾位于南半球印度陆块北部的变质基底岩石经历过泛非-早古生代造山事件,同位素年代学数据表明:(1)原始喜马拉雅山是泛非-早古生代造山事件的产物;(2)印度陆块早-中元古代变质基底的再活化在原始喜马拉雅山形成中起重要的作用;(3)现在的喜马拉雅山是在泛非-早古生代造山事件基础上再造山的结果。     

下扬子地区早古生代晚期前陆盆地沉积特征与盆山过程

下扬子地区从晚奥陶世开始沉积特征发生了明显转变,从浅海相转变为三角洲相沉积.这一沉积特征转变与早古生代晚期经历的强烈造山事件密切相关.通过下扬子地区晚奥陶世到志留纪沉积序列的沉积学和碎屑锆石年代学研究,揭示沉积盆地的性质及其时空演化过程,探讨沉积盆地发育与造山带隆升剥蚀之间的关系.下扬子地区早古生代晚期沉积学特征从东南向西北岩性由岩屑砂岩变为石英砂岩,粒度由粗粒变为细粒;沉积厚度等值线具有明显的不对称性,靠近东南等值线密,且沉积厚度大;往西北等值线稀疏,且沉积厚度小;沉积中心呈狭长带状分布,并从东南向西北方向迁移;具有前陆盆地的沉积特征.上奥陶统到中志留统的碎屑锆石以900～720Ma的年龄为主,指示物源以下伏新元古代晚期裂谷层序为主;从早志留世高家边组开始,450～420Ma碎屑锆石年龄出现并逐渐增多,表明同造山岩浆岩被剥露地表并开始提供物源;碎屑锆石中没有出现明显的代表华夏地块基底1.9～1.7Ga的特征年龄峰值,表明华夏地块不是下扬子地区早古生代晚期前陆盆地的主要物源区.下扬子地区前陆盆地从晚奥陶世开始沉降,晚奥陶世的构造沉降速率超过了沉积物的供给速率,前渊沉积了巨厚的浅海相泥岩夹粉砂岩和砂岩;晚奥陶世末造山带持续隆升并向西北方向扩展,沉积速率加快,沉积物粒度明显变粗,沉积相也由浅海相转变成三角洲前缘相;早志留世开始埋深较大的同造山岩浆岩开始遭受剥蚀,导致前陆盆地中450～420 Ma的碎屑锆石含量明显增加.     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界碎屑锆石U-Pb年龄及其构造意义

通过对鄂尔多斯盆地西南部晚古生代山西组1段和下石盒子组8段碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb测年分析,结合周缘地层年龄结构和地质历史事件,进而追寻盆地沉积物物源,推断盆地与造山带的盆山耦合过程。研究表明105个岩浆成因的碎屑锆石可分为4个年龄组段:(1)260~340 Ma,占总数的21.9%,推断物源主要来自北秦岭和西秦岭构造带;(2)370~470 Ma,占总数的24.8%,反映物源主要来自北秦岭、西秦岭构造带和北祁连造山带;(3)1600~2000 Ma,占总数的32.4%,指示物源来自北秦岭造山带、北祁造山带和华北板块;(4)2300~2600 Ma,占总数的15.2%,物源分别来自华北板块基底结晶岩系、北祁连构造带、北秦岭构造带和西秦岭构造带。研究区总体上具有来自北秦岭造山带、西秦岭造山带、北祁连造山带、兴蒙造山带及华北板块基底五个物源区,其中兴蒙造山带、北秦岭造山带和北祁连造山带为主要物源区。古生代碎屑锆石年龄证实了鄂尔多斯盆地西南部奥陶纪被动大陆边缘形成,志留纪—泥盆纪转化为陆-陆碰撞造山带,石炭纪—二叠纪逐渐由造山带转化为沉积盆地。     

化探背景与异常识别的问题与对策

化探背景与异常划分涉及系统误差和不同地质体的背景差异,是地球化学找矿中至关重要的内容,直接影响能否正确提取找矿信息和化探找矿效果。背景与异常划分方法可分成估值和模式识别两大类,无论使用何种方法,都需要对原始数据作符合地质规律的转换。     

中国大陆岩石圈结构、盆地构造和油气运移探讨

文中在研究了中国大陆壳内与上地幔高导层的分布和成因的基础上 (由于篇幅所限 ,中国大陆壳内与上地幔高导层分布及其成因在另文给出 ) ,首先对中国大陆岩石圈热状态和地壳热状态进行了定量分析 ,提出了冷、热岩石圈 ,冷、热地壳和冷、热盆地的概念 ,根据岩石圈的变形、热状态和构造活动性 ,提出了刚性岩石圈和塑性岩石圈的概念 ,根据岩石圈的动力学特征对中国大陆盆地进行了分类研究。在此基础上 ,对处于不同地区的大型盆地的构造特征和油气运移规律进行了分析。阐述了前人各种油气模式及其存在的问题后 ,探讨了地壳深部热流体对油气的生成和运移的作用。最后 ,认为在有壳内高导层的盆地中 ,深部流体可向上地壳中的生油和储油层提供大量的热流体 ,并产生高流体压力 ,对油气运移起了主导作用。     

纳米科技的发展与纳米矿物学研究

本文综述了新兴的纳米科技，介绍了纳米固体及ＴＥＭ，ＳＴＭ和ＡＦＭ研究方法。纳米科技的发展，开创了纳米矿物学研究的新领域。纳米矿物学研究促使矿物学者认识改造自然界进入一个新层次，将使地质学科向更高层次发展。     

重磁异常正反演可视化实时方法技术改进

摘 要 给出了2∙5D 多边形截面棱柱体重磁异常的简化表达式及其偏导数;提供了实用的可 视化模型建立、修改、实时正反演中的一些具体方法技术。借助这一操作方便、功能强大的 图形化实时反演系统‚资料解释工作者可以综合利用各种地质资料对计算过程实现引导和控 制‚使其解释思想及技术方案得到充分体现‚从而提高计算速度和质量。     

节约型小城镇规划建设中的问题及其对策研究

节约型小城镇的建设对中国经济社会的发展发挥着重要的作用。通过分析目前小城镇发展进程中存在的问题,对节约型小城镇的发展提出了相应的规划策略。     

基于粘结和摩擦特性的岩石变形与破坏的研究

就微观结构而言,矿物颗粒之间或相互粘结或相互分离,Coulomb准则的粘结力和内摩擦力在局部不能同时存在.粘结力是在变形作用下丧失的,材料丧失粘结力之后通过摩擦承载.若承载能力降低,屈服破坏仅在局部断面发生,具有脆性特征;反之将发生分布的屈服破坏,具有延性特征.围压增加可以使裂隙能够承载的摩擦力超过岩石材料的粘结力,那么当轴向应力增加到粘结力时,材料发生剪切屈服产生塑性变形,而摩擦力不会增加到其最大值,裂隙也不发生滑移.利用摩擦的概念可以理解不同岩石的变形、承载和破坏随围压变化的特征.      

粘土矿物钝化改性及岩土的力学性质

本文以自行研制的粘土矿物钝化剂对广东省和武汉市等六地区的土壤进行了钝化改性实验研究，并对钝化效果的影响因素做了初步的分析探讨。实验表明，虽然6个地区11个样品中的粘土矿物种类和含量不同，但钝化剂对所有样品都有稳定的作用。其稳定效果，不仅与样品的物相组成和粒度分布有关；而且还与粘土矿物的种类及其含量密切相关。就三种主要粘土矿物来说，钝化效果的顺序是高岭土＞伊利石＞蒙脱石。     

岩土体变形破坏机制及井筒破裂模式

以淮北临涣矿区为例,在详细调查分析了破裂井筒的矿井水文地质与工程地质条件及其它背景资料的基础上,根据矿区底含土体及煤系基岩风化带变形破坏的影响因素及形成过程,本文首次论论了岩土体变形破坏的四个发展阶段和井筒破裂的四种模式及其间的关系,并揭示了井筒破裂的,从而为防治井筒破裂和评价井筒稳定性提供了依据。     

青藏铁路多年冻土区沼泽化斜坡路基稳定性分析

青藏铁路多年冻土斜坡段路基稳定性对铁路长期运营具有潜在的威胁,分析评价当前和未来斜坡路基稳定性可指导路基工程的正确设计和施工,从而保证铁路的安全运营。多年冻土地温变化使斜坡路基稳定性分析不同于普通土路基,其冻融交界面位置是制约斜坡路基稳定性的关键所在。通过对安多试验段3a来的地温监测,分析路基地温变化规律,并预测了未来50a内试验段地温的变化趋势,建立了当前和未来条件下的斜坡路基稳定性模型,计算分析了斜坡路基的稳定性。通过上述研究,取得以下认识和结论:(1)铁路路堤的填筑,引起多年冻土温度场重分布;由于坡向不对称和几何不对称,使得地温场存在不对称;(2)依据冻融界面位置和活动层的地温特征将冻土路基划分为4个不同时期,即冬季严寒期(1~2月)、春夏融化活动期(3~8月)、最大融深期(9~10月)及回冻活动期(11~12月);通过计算对比分析,每年最大融深期的稳定性系数最小;(3)数值分析的预测结果表明,20a以后,安多段试验段路基的多年冻土完全退化,在所预测的第10年最大融深期稳定性系数最小。     

广东腊圃岩体的地质地球化学特征及形成时代

腊圃岩体由细粒、中细粒黑云母二长花岗岩组成,副矿物组合属磷灰石-钛铁矿-锆石类型,岩石化学、微量元素、稀土元素地球化学特征具"Ⅰ”型花岗岩的特征;锶初始值为0.7055,说明腊圃岩体应是"Ⅰ”型花岗岩;Rb-Sr等时线年龄为(273±79)×106a,表明岩体形成于早二叠世.