东秦岭-大别造山带南侧中生代砂岩碎屑组分及其构造意义

利用Dickinson、Suczek等人建立的砂岩碎屑模型,对东秦岭-大别造山带南侧中生代盆地碎屑岩的组分特征进行研究,分析碎屑岩的物源区类型,认为中生代砂岩物源主要来自东秦岭-大别造山带、龙门山、江南逆冲带,具有明显的再旋回造山带属性,碎屑组分变化序列是盆缘造山带3期逆冲活动的沉积响应。通过分析中生代砂岩碎屑组分的构造意义,探讨了东秦岭-大别造山带中生代的构造演化及其盆山耦合关系。     

鄂尔多斯盆地南缘长10-长8段物源及源区构造背景研究

中晚三叠世鄂尔多斯盆地周缘各地块处于不同的构造演化阶段,盆内延长组沉积的物质来源一直是研究的热点和难点,尤其是盆地南缘的物源构成一直存在诸多争议。通过砂岩碎屑组分统计以及地球化学分析方法,结合研究区和周缘古陆的稀土元素特征,开展了鄂尔多斯盆地南缘长10-长8段的物源和源区构造背景研究,结果表明:研究层段具有中-近源的沉积特点,形成于弱氧化的浅水环境;长10-长8段的主体物质形成于岩浆岛弧背景,南缘西部地区的长8段存在再旋回造山带型物质;盆地南缘中东部的长10-长8段源区为阿拉善古陆和阴山古陆,西部地区长10-长9段碎屑物质主要来自于阿拉善古陆,在长8段则混入了祁连-秦岭地区的碎屑物质。这种多源区、多变化的物质组成与中三叠世盆地周缘造山活动密切相关,指示该区为源-汇体系研究的良好实例。这些认识有助于进行原盆沉积环境的恢复和有利储集砂体的预测,为研究区下一步油气勘探部署提供沉积理论依据。     

鄂尔多斯盆地南部延长组长7段凝灰岩形成时代、物质来源及其意义

鄂尔多斯盆地南部延长组长7段优质烃源岩以含众多凝灰岩夹层为显著特点,其中长7段底部长7₃层凝灰岩最为发育。凝灰岩的形成时代及火山物质来源,对探讨延长期湖盆优质烃源岩形成、富烃凹陷发育及周邻同期构造-岩浆事件等均具有重要的意义。本文以盆地南部铜川何家坊剖面长7₃层凝灰岩夹层为重点研究对象,利用岩石薄片、扫描电镜及主微量元素等方法,明确了该区凝灰岩岩石学和地球化学特征;同时对凝灰岩夹层及其间的砂岩层开展了锆石U-Pb定年。结果表明该区凝灰岩蚀变强烈,但仍具凝灰岩结构及中酸性火山岩特点;获得的两个凝灰岩样品主组分加权平均年龄分别是（226.5±1.6）Ma（n=24）和（229.7±2.2）Ma（n=21）,同期砂岩碎屑锆石最年轻组分为235~243 Ma（n=7,加权平均年龄239.3 Ma）。结合前人研究成果,综合认为长7₃层凝灰岩形成年龄约在230 Ma±,代表了长7期开始的时间,也是延长期湖盆进入鼎盛发育和盆地坳陷型富烃凹陷形成的时期。依据延长期凝灰岩特征,盆地腹地及秦岭造山带构造-岩浆活动事件,指出延长组长7期凝灰岩的火山物质主要来自秦岭造山带,与勉略洋壳向南秦岭板块下俯冲形成的岛弧火山等联系密切,并将秦岭造山带与延长期湖盆之间的耦合响应过程划分为3个阶段。本文对重新认识鄂尔多斯盆地发育演化过程及长7期湖盆属性具有重要的指示意义。     

贵州省三穗地区青白口系隆里组砂岩碎屑组分和物源分析

物源分析是确定盆地演化的重要条件之一,物源成分变化反映盆山耦合关系。砂岩骨架矿物成分变化反映沉积物源区的构造属性及其变化。通过对三穗地区青白口系隆里组的砂岩系统采样,进行了详细的鉴定,观察砂岩的碎屑组分与结构的变化特征,同时还应用Dickinson的分析理论对其进行了砂岩骨架矿物统计分析。结果表明,隆里组砂岩具有混合物源,由大陆块物源区和火山弧物源区共同提供。     

秦岭造山带与鄂尔多斯盆地印支期构造事件年代学对比

秦岭和鄂尔多斯盆地相互毗邻,秦岭的造山作用和鄂尔多斯盆地内陆湖盆的发展演化之间存在有机的联系,构成了山—盆耦合体系。印支构造活动具有多旋回演化的特征,它是秦岭全面造山的关键时期,可划分230~238Ma、210~224 Ma和198~206 Ma三个重要构造演化阶段,其中中期构造活动留下的地质记录最丰富。本次研究采用LA-ICP-MS锆石原位U-Pb年龄分析技术,获得了延长组长7中上部和底部凝灰岩的年龄分别为221.8±2.0 Ma和228.2±2.0 Ma,通过对鄂尔多斯盆地三叠系延长组凝灰岩年龄的界定、分析,推算延长组顶底不整合面的年龄分别为199.6 Ma和237 Ma。长7中上部和长6厚层重力流砂体的形成时间为215~224 Ma。提出延长组底部和顶部的两个沉积间断面分别对应于秦岭造山带印支早期和晚期构造活动开始或结束阶段,并在盆地内识别出了中期构造事件,该事件造成盆地快速沉降,大面积分布的长7油层组底部凝灰岩和长7油层组中上部—长6油层组中下部的厚层深水重力流砂岩是该期构造活动的直接产物。因此印支构造活动在鄂尔多斯盆地形成了两个构造层序界面和两套沉积事件地层。此外,文章总结了中期事件在鄂尔多斯盆地的八大沉积耦合效应。     

鄂尔多斯盆地西南缘上三叠统延长组物源与沉积体系特征

以鄂尔多斯盆地西南缘延长组为例,通过对野外露头沉积特征、骨架颗粒、重矿物组合等分析,讨论了研究区物源与沉积体系特征。研究表明:早期沉积物源主要来自盆地西南方向,南部也有贡献。中、晚期沉积物源除来自西南方向和南部物源外,还受到来自盆地北东方向次要物源的影响。延长组长8之上与之下物源性质发生明显变化。延长组长8砂岩的岩屑以变质岩为主,少量沉积岩和火成岩;而延长组长6砂岩岩屑则以沉积岩为主,少量变质岩和火成岩,这表明长6沉积期盆地周缘、特别是盆地西缘抬升加剧,地层的剥蚀更强烈,致使大量较年轻的地层被剥蚀并加入源区母岩中。鄂尔多斯盆地延长期湖盆为北西—南东向展布,西南区主要发育辫状河和辫状河三角洲沉积体系,东北区主要发育曲流河三角洲沉积体系,在深湖区发育浊积扇沉积体系。     

鄂尔多斯盆地延长期富烃坳陷形成的动力学环境与构造属性

鄂尔多斯盆地丰富的石油资源来自盆地南部中晚三叠世延长期富烃坳陷,其中贡献最大的长7段页状优质烃源岩以富铀、夹多层凝灰岩为特征。延长期大型富烃坳陷具南深北浅的坳陷型结构,内部接受统一的湖相沉积。在富烃坳陷的深湖-较深湖区,为优质烃源岩发育区;亦为烃源岩中较高铀含量(测井高伽马异常)和凝灰岩夹层较厚分布区,在位置上三位一体、彼此交互叠置。盆地上古生界-中侏罗统多层系高热演化区上下同位,早-中侏罗世多期持续沉降区先后叠置,均位于延长期富烃坳陷范围内。综合调查研究揭示,在延长期,特别是长7段沉积期间,各类深部物质上拱挤入构造(如砂岩墙(脉)、泥岩脊和热液碳酸盐岩结核)、同沉积变形构造(如断裂、褶皱、揉皱、滑塌、滑坡等(软)地层变形)和事件沉积(如浊流沉积、震积岩及湖底扇等)发育,主要分布在富烃坳陷深湖-较深湖区。在烃源岩等地层中,检测出多种指示深部热流体活动的岩石矿物和地球化学异常。深部探测显示,在富烃坳陷深部400km以上壳幔各界面呈上拱的结构特征。这表明延长期富烃坳陷和其中优质烃源岩是在构造活动明显、深部作用活跃的地球动力学环境中形成演化的,从深层次揭示了其形成条件与发育环境。延长期富烃坳陷与印支期秦岭造山带的形成演化及其岩浆活动,在空间上相邻、发育时限相当、演化阶段响应、活动兴衰同步,是在华北-扬子两大陆块汇聚碰撞,进而向板内构造环境转换的动力学环境中进行的。延长期富烃坳陷两次较长距离的沉积-沉降中心迁移,是对秦岭碰撞造山环境重大变革始发的响应和纪录。在南北两大陆汇聚碰撞过程中,在仰冲华北板块后陆地带深部积聚的巨量俯冲物质发生熔融和热量转换,促使该区深部物质过饱和聚集、热能及压力超常骤增,形成较小尺度地幔对流,熔融物质与热能上拱,引发地壳表浅层拱张破裂和侧向扩展,于是发生沉降,形成延长期具热-张性特性的富烃坳陷,称其为后陆盆地。后陆盆地与前陆盆地分别位于碰撞造山带两侧仰冲和俯冲板块临山一侧,但其构造属性有质的不同,油气赋存和成藏特征也差别较大。     

北羌塘托纳木地区上白垩统阿布山组沉积特征、物源分析及其构造意义

羌塘—拉萨碰撞造山作用是青藏高原中生代最为重要的构造事件, 羌塘盆地内晚白垩世阿布山组是羌塘—拉萨碰撞造山作用的沉积记录。托纳木地区发育了北羌塘坳陷少有的晚白垩世阿布山组沉积, 然而对其形成构造背景和动力学机制尚不清楚。本文通过对托纳木地区阿布山组沉积环境、物源区详细表明, 该地区阿布山组下部以冲积扇环境为主, 中上部为辫状河环境。砾石成分、古水流、砂岩岩石学、砂岩重矿物、碎屑锆石U-Pb定年等物源综合分析显示中央隆起带和盆地内部均为阿布山组提供物源, 结合邻区阿布山组对比, 认为研究区物源来自盆地内西南方向下伏沉积、晚三叠世那底冈日组火山岩以及盆地基底, 阿布山组沉积受盆地内构造控制。托纳木地区阿布山组物源区特征反映了北羌塘晚白垩世地体内部的逆冲事件, 与羌塘—拉萨地体碰撞有关。     

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。     

塔里木盆地西北缘四石厂地区下二叠统沉积与物源记录及其反映的构造演化

石炭纪-二叠纪南天山洋-塔里木盆地北部陆缘构造演化众说纷纭.选择塔里木盆地内紧靠南天山的四石厂剖面,针对下二叠统康克林组露头,在沉积、碎屑组分、重矿物组合分析基础上,重点通过LA-ICP-MS分析砂岩样品碎屑锆石的原位U-Pb和Lu-Hf同位素特征,解析其年代学、物源特征及构造演化等信息.研究显示,砂岩样品碎屑组分基本都落入陆块物源区和成熟岩石与稳定构架合并处,重矿物组合以稳定重矿物为主,反映稳定的大地构造背景.砂岩碎屑锆石定年结果显示5组年龄:407~501 Ma、755~873 Ma、889~1 129 Ma、1 792~2 079 Ma、2 393~2 496 Ma,主要反映了5期构造热事件.对比潜在物源区,塔里木盆地内古隆起可能为主物源,与西昆仑-阿尔金造山带剥蚀物源相关的塔里木盆地内前二叠纪沉积也可能提供部分再旋回物源.物源特征显示,虽然南天山洋已经闭合,但直到早二叠世阿瑟尔期仍然没有大规模隆升,洋盆闭合事件对塔里木盆地西北缘构造格局和物源体系影响较小.对比前人研究成果认为,早二叠世从阿瑟尔期至萨克马尔期,柯坪地区的物源结构发生重大变化,由盆地内古隆起单一物源转变为盆内和造山带双重物源.已经闭合的南天山洋盆在萨克马尔期开始隆升造山,成为塔里木西北缘的一个重要物源区.