北祁连肃南一带奥陶纪硅质岩沉积地球化学特征及其多岛洋构造意义

北祁连造山带位于华北板块西南缘, 是柴达木微板块与华北板块碰撞形成的加里东造山带.北祁连肃南百泉门—边马沟位于北祁连西段, 跨奥陶纪弧后盆地、岛弧、海沟俯冲杂岩等构造带和百泉门—九个泉、大岔大坂、边马沟3个蛇绿岩带.北祁连肃南一带奥陶系主要分布阴沟组地层, 主要为中基性火山岩、火山碎屑岩夹硅质岩、大理岩、变质泥岩(板岩或片岩) 及砂岩.硅质岩的沉积地球化学研究表明, 边马沟与大洋俯冲蛇绿杂岩共生的硅质岩、大岔大坂与岛弧蛇绿岩共生的硅质岩及九个泉、百泉门与弧后蛇绿岩共生的硅质岩均形成于大陆边缘盆地的构造背景, 但硅质岩稀土元素特征反映其受陆源影响不明显, 为远离陆源的深水盆地沉积.推测北祁连奥陶纪处于多岛洋的构造背景, 北祁连奥陶纪存在宽阔、多岛的古洋盆.      

北祁连石灰沟奥陶纪中堡群滑塌堆积特征及其古地理环境意义

北祁连永登县石灰沟作为奥陶纪中堡群命名地,历来是研究北祁连奥陶纪构造演化的理想场所。依据实测地层剖面,石灰沟奥陶纪中堡群可以划分为上、下两段:下段以中基性火山岩、火山碎屑岩为主;上段以出现大量碳酸盐岩、硅质岩、粉砂岩,夹中基性火山碎屑岩为特征。野外调查过程中发现,中堡群上段发育多层硅质岩,其层内发育强烈的构造变形。经岩石组合、地层序列、沉积相、火山喷发相、变形特征及空间组合关系研究,认为该套特殊的沉积层系为典型的滑塌堆积。根据滑塌堆积的内部结构特征及火山-沉积相序等分析,初步判断其形成于靠近岛弧的深水盆地环境,具多岛洋构造背景。这将为恢复和建立北祁连造山带奥陶纪沉积环境和古地理演化提供可靠依据,也为进一步研究北祁连奥陶纪沟-弧-盆体系空间格局提供了重要沉积学佐证。     

鄂尔多斯盆地西、南缘奥陶纪地质事件群耦合作用

北祁连造山带和北秦岭造山带在早古生代经历了相似的洋陆转化过程,于奥陶纪时发育了汇聚板块边缘的沟-弧-盆体系,分别形成了北西向展布的北祁连造山带走廊南山北缘早古生代岛弧及弧后盆地和东西向展布的北秦岭造山带早古生代岛弧及弧后盆地。期间,秦岭-祁连洋的俯冲造山作用和鄂尔多斯盆地西南缘沉积类型和内陆湖盆的发展演化之间存在有机的联系,构成了盆-山耦合体系,引发一系列构造事件、火山喷发事件和多种类型的事件沉积等。它们之间存在着一系列成因机制上的联系,有着共同的宏观背景。鄂尔多斯盆地西、南缘在几乎相同时期存在一次构造背景的转变,由被动大陆边缘转化为主动大陆边缘,并诱发了多期火山喷发事件,在盆地西南缘奥陶系形成多套斑脱岩夹层,这些斑脱岩可能为同时期或者稍后的钾盐矿(包括含钾卤水)的形成提供了重要物源。同时,鄂尔多斯盆地南缘由浅水碳酸盐台地陷落为深水斜坡,在盆地西、南缘奥陶系有规律的集中发育重力流沉积(海底扇、浊积岩等)、滑塌沉积和震积岩等事件沉积。从形成机制上,华南板块向北俯冲触发了火山活动和地震,火山喷发在奥陶系集中沉积了多套凝灰岩夹层,地震活动导致同时期大套重力流沉积,并触发相对深水区沉积物向深水区移动,使得重力流沉积转化为浊流沉积,形成了具有良好储层的浊积岩。统计表明,上述事件发育的时间与秦岭地区构造活动相对最活跃的时期基本一致。因此这些分布稳定的凝灰岩薄层和中奥陶世集中有规律分布的重力流沉积砂体为华南板块向华北本快俯冲背景下形成的,它们之间存在耦合关系。     

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。     

甘肃省肃南县西水地区奥陶纪硅质岩地球化学特征及其形成环境

北祁连奥陶系阴沟群硅质岩对该地区的沉积环境和构造背景具有重要的指示意义,目前多认为其形成于大陆边缘环境。北祁连西水地区奥陶系阴沟群中的硅质岩w(SiO_2)值、Si/Al值、Al/(Al+Fe+Mn)值、Fe/Ti值、(Fe+Mn)/Ti值、w(∑REE)值等地球化学特征均指示硅质岩为热水沉积成因;Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)值、U/Th值、Ti/V值、(La/Ce)_N值、δCe值指示其形成于大陆边缘环境;w(Al_2O_3)值与w(MgO)值、U/Th值、Al_2O_3/TiO_2值均反映硅质岩在形成过程中受到了陆源碎屑的影响;Al_2O_3、TiO_2、Cr、Rb、Ba、Zr质量分数特征及稀土元素配分模式表明硅质岩的形成与岛弧以及弧后盆地有关。综合分析与奥陶系硅质岩伴生的火山岩岩石组合特征以及区域构造演化背景,认为西水地区奥陶系阴沟群硅质岩应属大陆边缘背景下,其弧后盆地靠近岛弧一侧的产物。这为进一步细化研究北祁连奥陶纪沟-弧-盆体系的空间格局提供了重要的沉积学依据。     

北祁连玉石沟地区奥陶纪硅质岩特征及大地构造意义

北祁连玉石沟地区位于青藏高原北缘北祁连构造带内,处于阿拉善地块与柴达木地块之间,是古洋盆研究的热点地区。北祁连加里东期的构造背景和构造演化,一直存在裂陷盆地和大洋盆地的不同认识,许多学者对北祁连奥陶纪早期是否形成了成熟的大洋和沟-孤-盆体系,还是继续裂谷的演化历史具有不同看法。本文以北祁连玉石沟地区采集到的硅质岩样品为研究对象,用X射线荧光光谱仪测试主量元素,用X Serise2电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试微量及稀土元素。研究结果表明,玉石沟两处共11件硅质岩样品Al/(Al+Fe+Mn)平均比值分别为0.56、0.60,Al/(Al+Fe)平均比值分别为0.57、0.61,(La/Yb)SN平均值分别为0.89、1.2,δCeSN平均值分别为0.88、0.93,δEuSN平均值分别为1.15、1.08,球粒陨石标准化稀土元素配分曲线表现为明显右倾的LREEs相对富集配分模式。这些比值特征反映了与玉石沟俯冲杂岩共生的硅质岩成因的构造背景是部分靠近、部分远离陆源的大陆边缘或者其周围的深海盆地,为多岛洋的构造背景。     

河南南召盆地上三叠统碎屑岩地球化学特征及物源示踪

三叠纪是秦岭造山带全面碰撞造山的关键时期,随着扬子、秦岭和华北板块分别沿勉略、商丹缝合带的汇聚拼合, 秦岭造山带逐渐形成并从板块构造体制向陆内造山体制转化,同时强烈的造山作用控制着周缘盆地的形成与演化。文章通 过研究区的碎屑岩元素地球化学分析,对河南南召盆地上三叠统的物源区及构造背景特征进行探讨。结果表明,上三叠统 源岩成分主要为上地壳长英质火山岩;源岩经历了中等的化学风化强度,校正后CIA值指示其形成于温暖潮湿的气候和相 对较强的构造活动环境;太山庙组源区构造背景主要为大陆岛弧与活动大陆边缘,太子山组源区构造背景主要为大陆岛弧 与被动大陆边缘。根据南召盆地近源沉积特征和秦岭造山带构造演化过程推断,秦岭造山带和华北南缘是南召盆地晚三叠 世的重要物源区,前期太山庙组物源主要由北秦岭隆升基底提供,后期太子山组物源可能来自南秦岭、北秦岭和华北南缘 沉积再循环。南召盆地上三叠统物源区的转变是晚三叠世秦岭造山带逆冲推覆作用逐渐增强的体现,对研究恢复秦岭构造 带造山隆升过程和周缘盆地盆山系统演化具有重要的意义。     

早古生代北秦岭—北祁连结合部构造格局的地层及构造岩浆事件约束

通过对位于华北、北秦岭、北祁连交界部位的武威-贺兰山-礼泉地区奥陶纪地层格架进行对比分析,初步认为奥陶纪时,北祁连洋、北秦岭洋和华北西南海盆相通.早-中奥陶世,自鄂尔多斯碳酸盐台地-鄂尔多斯西南缘-北祁连走廊台地边缘-北祁连火山沉积盆地,存在一个基本连续,由陆缘相至盆地相的沉积格架.对构造岩浆事件的对比研究表明,北秦岭西段的关子镇蛇绿岩中的火山岩具N-MORB特点,武山高家河蛇绿岩中火山岩具E-MORB特征,它们均形成于洋中脊环境,是早古生代商丹洋盆西延的证据.对北祁连东端的早古生代地质体初步确认有:具有N-MORB特征的赤沙火山岩系;形成于弧后环境的红土堡基性火山岩系和形成于岛弧环境的陈家河酸性火山岩系,显示了北祁连东端保存有早古生代洋盆及俯冲构造演化的地质记录.岩石学、地球化学及同位素年代学数据揭示北秦岭西端和北祁连东端均发育450～391Ma俯冲碰撞型花岗质岩浆侵入事件及408～415Ma碰撞变质事件,表明北秦岭和北祁连经历了相似的洋陆转化过程.因此,北秦岭和北祁连造山带在新元古代末-早古生代可能为同一洋盆演化的产物,经历了大体相当的构造-热事件的改造,两者可能在统一的构造动力学机制下经历了相似的构造演化,形成了大体相当的古构造格局.对比研究认为,东秦岭商丹断裂带向西可能与武山-唐藏断裂带相对应;北秦岭的二郎坪群向西可能与北祁连的葫芦河群相对应;北秦岭的秦岭群可能与北祁连的陇山群相对应.     

北祁连造山带晚奥陶世-泥盆纪构造演化: 碎屑锆石年代学证据

北祁连造山带晚奥陶世-泥盆纪处于同造山的构造背景.上奥陶统-泥盆系沿造山带不对称分布.上奥陶统-泥盆系碎屑锆石年代学特征显示, 造山带东段武威一带上奥陶统底部沉积物主要来自北祁连岛弧, 南部中祁连地块和北部华北板块的沉积物在上奥陶统上部才出现, 根据同沉积锆石年龄将中祁连地块和华北板块在东段初始碰撞的时间限定在470~450 Ma之间; 中祁连地块和华北板块的物质在造山带西段肃南一带被保存在下志留统, 地层中也有大量来自早古生代北祁连岛弧和同碰撞花岗岩的物质, 暗示造山带西段的碰撞时间在早志留世.而造山带东段下志留统中却仅有来自中祁连地块和华北板块的物质, 缺乏代表北祁连岛弧的早古生代碎屑锆石年龄, 对比上奥陶统-下志留统岩相分布和碎屑锆石年代学特征, 北祁连造山带的碰撞具有"东早西晚"的"斜向碰撞、不规则边缘碰撞"的特征, 而这种碰撞方式导致中祁连地块在造山带东段仰冲到北祁连岛弧之上, 阻止北祁连岛弧为盆地提供沉积物; 泥盆纪早期, 北祁连岛弧年龄在东段下、中泥盆统中重新出现, 结合志留系和泥盆系在造山带东、西两段的分布和变形特征推断, 泥盆纪早期北祁连造山带具有"东强西弱"的不均一隆升特征, 这种差异隆升特征是由"东早西晚"的"斜向碰撞、不规则边缘碰撞"引起的, 它导致了北祁连岛弧在造山带东段被重新剥露出地表, 同时来自早期中、上志留统以及同碰撞花岗岩的物质也被汇入盆地.河西走廊盆地性质经历了弧后盆地-弧后残留洋盆-前陆盆地的转换过程.      

北祁连东段景泰地区下古生界两套砂岩微量元素和稀土元素特征及其构造意义

早奥陶世和早志留世是北祁连加里东造山带构造演化和盆地转变的关键时期。在造山带东段景泰地区,下奥陶统阴沟组和下志留统肮脏沟组两套砂岩的微量元素和稀土元素特征显示,阴沟组杂砂岩样品（Cj1和Cj3）具有最小的Eu/Eu*及最大的Th/Sc和REE,肮脏沟组杂砂岩具有较小的Eu/Eu*和较大的Th/Sc及REE;阴沟组岩屑砂岩样品（Cj13、Cj15和Cj18）具有最大的Eu/Eu*及最小的Th/Sc、REE和La/Yb。多个物源、构造背景判别图解和多元素蛛网图分析表明,阴沟组杂砂岩样品具大陆边缘的构造背景,主要物源为大陆上地壳再旋回沉积物和长英质岩石;岩屑砂岩样品为岛弧构造背景,以中基性安山质岩石为主要物源,可能受陆源物质的微弱影响。肮脏沟组杂砂岩构造背景复杂,表现出大陆岛弧、活动陆缘和被动陆缘三种环境共存的特点,受中基性火山弧物质、长英质岩石和再旋回沉积岩的混合物源的影响。两套砂岩的元素特征表明二者可能具有相似的源区。阴沟组杂砂岩源区可能为阿拉善地块南缘海原群变沉积岩或其他相似的陆源再旋回沉积物,砂岩碎屑以来自初始火山弧物质为主,以石灰沟岛弧型中基性火山岩作为其源岩最合适。阴沟组形成于初始弧后盆地环境,是岛弧活动的直接记录。肮脏沟组可能的源岩为阿拉善地块南缘海原群变沉积岩和中高等成熟度的石灰沟岛弧型火山岩及海原群岛弧型变火山岩,沉积于弧后前陆盆地,对构造环境的反映存在滞后性。     

Sedimentary geochemistry of chert from the Middle-Upper Ordovician in Shihuigou area, North Qilian orogenic belt and its tectonic implication

The North Qilian orogenic belt is an elongate tectonic unit that lies between the North China plate to the north and the Middle Qilian microplate to the south, and is formed by a collision of the two plates in the Caledonian. The Shihuigou Section from Yongdeng County, Gansu Province, is in the eastern sector of the North Qilian Mountains, spanning the Ordovician island-arc zones. The Zhongpu Group is distributed in the Shihuigou area and composed of medium-basic volcanic rocks and volcanic clastic rocks interspersed with cherts, limestones, slates, and metamorphic sandstones. The geochemistry of chert from the Zhongpu Group reveals that all cherts coexisting with island-arc volcanic rocks formed in a continental margin basin environment. Research results of the rare earth elements reveal that these cherts formed in a relatively deep-water basin with no significant terrestrial interference. Therefore, it is inferred that the North Qilian orogenic belt was previously an archipelagic ocean in the Ordovician. Translated from Geological Review, 2006, 52(2): 184–189 [译自: 地质论评]     

北补连蛇绿岩的特征,形成环境及其构造意义

文中总结了北祁连蛇绿岩的特征，指出北祁连蛇绿岩大多具有ＭＯＲＢ的性质，有玻安岩产生，形成在弧后和岛弧环境，北祁连蛇绿岩大多侵位在岛弧增生楔或活动陆缘地体之上，蛇绿岩属于科迪勒拉型，早古生代的北祁连造山带属于科迪勒拉型造山带，部分蛇绿岩之上整合产出一套沉积一火山岩系，称为蛇绿岩的上覆岩系，指出蛇绿岩及其上覆岩系的枕状熔岩分别来自不同的源区，具有不同的构造意义，还讨论了北祁连早古生代板块构造格局，认为     

北祁连蛇绿岩的特征、形成环境及其构造意义

文中总结了北祁连蛇绿岩的特征，指出北祁连蛇绿岩大多具有ＭＯＲＢ的性质，有玻安岩产出，形成在弧后和岛弧环境。北祁连蛇绿岩大多侵位在岛弧增生楔或活动陆缘地体之上，蛇绿岩属于科迪勒拉型，早古生代的北祁连造山带属于科迪勒拉型造山带。部分蛇绿岩之上整合产出一套沉积－火山岩系，称为蛇绿岩的上覆岩系。指出蛇绿岩及其上覆岩系的枕状熔岩分别来自不同的源区，具有不同的构造意义。还讨论了北祁连早古生代板块构造格局，认为北祁连洋盆属于古亚洲洋的一部分，可能曾经是一个较大规模的洋盆。献中通常把它当成增生或俯冲杂岩带的一部分来看待〔１３，１６－１７〕；大岔大坂蛇绿岩带，其向两侧的延伸情况不清楚；九个泉（或塔墩沟）蛇绿岩带，向东可连到景泰县老虎山蛇绿岩，有人认为，向西可与榆树沟蛇绿岩相连〔２０〕。早先认为，北祁连存在新元古代、中寒武和早－中奥陶世三个时代的蛇绿岩〔２，１１〕，经过多年研究，目前大多数同意蛇绿岩主要是晚寒武－奥陶纪的〔１３，１６〕。图１北祁连早古生代蛇绿岩分布图１．前寒武纪基底；２．俯冲杂岩带；３．蛇绿岩。图中数字：１．九个泉；２．大岔大坂；３．边马沟；４．玉石沟；５．小八宝；６．百经寺；７．老虎山；８．榆树沟山２北祁连几     

FROM BACK-ARC BASIN TO BACK-ARC FORELAND BASIN—THE SEDIMENTARY BASIN AND TECTONIC EVOLUTION OF THE LATE CALEDONIAN—EARLY HERCYNIAN STAGES IN CORRIDOR AND NORTH QILIAN MTS

FROM BACK-ARC BASIN TO BACK-ARC FORELAND BASIN—THE SEDIMENTARY BASIN AND TECTONIC EVOLUTION OF THE LATE CALEDONIAN—EARLY HERCYNIAN STAGES IN CORRIDOR AND NORTH QILIAN MTSthenationalNaturalScienceFoundationofChina(No.4 9972 0 78)     

从弧后盆地到前陆盆地——北祁连造山带奥陶纪—泥盆纪的沉积盆地与构造演化

北祁连加里东期造山带是在新元古代Rodinia联合大陆(Pangea-850)基础上裂解,经由寒武纪裂谷盆地、奥陶纪初期成熟洋盆、奥陶纪中晚期北祁连活动大陆边缘、志留纪—早、中泥盆世碰撞造山而形成的。奥陶纪中、晚期,北祁连、走廊地区中、上奥陶统发育洋壳-岛弧-弧后火山岩,形成典型的沟-弧-盆体系的沉积。志留纪—早、中泥盆世是北祁连-走廊沉积盆地的转换时期。除天祝、古浪、景泰及肃南等局部地区发育下志留统钙碱性系列火山岩以外,全区志留系均以碎屑岩沉积为主。志留系底部多见一套砾岩层。下—中志留统为典型复理石相的浊流沉积。上志留统变为滨浅海相磨拉石沉积。早、中泥盆世雪山群为典型的陆相粗碎屑磨拉石沉积。从空间分布上看,志留系—泥盆系在走廊—北祁连地区也有自北向南厚度加大、粒度变粗的特征,古流以由南向北、来自造山带的古流为特征。北祁连-河西走廊奥陶纪弧后盆地火山岩—志留系复理石-海相磨拉石—中、下泥盆统陆相磨拉石的充填序列以及空间分布特点,反映为典型的弧后盆地向前陆盆地转化的沉积序列。     

北祁连山俯冲杂岩带的构造演化

北祁连位位于华北克拉西部阿拉善地块与中祁连－柴达木泛地块之间是我国最具特色的大陆造山带之一。带内发育有震旦纪－中寒武世的裂谷火山岩，晚寒武世－奥陶纪蛇绿岩，中晚奥陶世岛弧火山岩，晚奥陶世弧后拉张盆地火山－沉积岩，志留纪残余海盆相复理石和泥盆纪山间磨粒石等，中间夹两条变质和变形特征不同的加里东期俯冲杂岩带；南带为深层俯冲，北带为浅层俯冲杂岩；这两条杂岩石可能形成于同一俯冲带的不同深度，俯冲杂岩带中岩     

Volcanism and Tectonic Evolution in the North Qilian Mountains during Ordovician Period

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｍａｒｉｎｅｖｏｌｃａｎｉｃｒｏｃｋｓｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈＱｉｌｉａｎｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｐｅａｔｅｄｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｄｆｏｒａｌｏｎｇｔｉｍｅａｎｄｂｅｅｎｃｏｎ－ｓｉｄｅｒｅｄａｄｉｓｔｉｎｃ...