北祁连永登石灰沟奥陶纪硅质岩地球化学特征及大地构造意义

北祁连造山带位于华北板块西南缘,是中一南祁连微板块与华北板块碰撞形成的加里东造山带。永登石灰沟位于北祁连东段,跨奥陶纪岛弧构造带。永登石灰沟一带奥陶系主要分布中堡群,其主要为中基性火山岩、火山碎屑岩夹硅质岩、大理岩、板岩及变质砂岩。硅质岩的沉积地球化学研究表明,与岛弧火山岩共生的硅质岩为生物成因,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。     

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.      

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。     

柴达木盆地北缘早古生代碰撞造山系统

柴达木盆地北缘在早古生代形成了一条碰撞造山带，该造山带结构保存较完整，可分辨出深俯冲板片、火山岛弧带、蛇绿杂岩带、岛弧深成岩带等组成单元。其中，俯冲板块主要由中元古代鱼卡河岩群和中新元古代花岗片麻岩构成，在寒武纪末-奥陶纪可能全部或部分俯冲到岩石圈深部，发生了高压-超高压变质作用。火山岛弧主要由中基性火山岩、细碎屑岩等组成，成岩时代为晚寒武世-奥陶纪。蛇绿杂岩带由超镁铁质岩、辉长岩、玄武岩和少量硅质岩组成，形成于弧后扩张脊构造背景，成岩时代为寒武纪-奥陶纪。岛弧深成岩成分变化较大，由闪长岩变化到花岗岩，成岩时代为奥陶纪。而造山带北侧的欧龙布鲁克微陆块则具有双层结构，由德令哈杂岩和达肯大坂岩群构成基底，盖层为全吉群。     

北祁连石灰沟奥陶纪碳酸盐岩—硅质岩形成的构造环境

北祁连造山带石灰沟奥陶纪硅质岩与碱性玄武岩、熔结凝灰岩、火山碎屑岩、泥岩、杂砂岩、砂屑灰岩、生物碎屑灰岩及生物礁共同构成了一个相对完整的海山组合序列。其中硅质岩中含有早—中奥陶世牙行刺化石,泥岩和砂岩中含有中—晚奥陶世三叶虫和笔石化石。硅质岩地球化学特征研究表明其源区为其形成提供了丰富的碎屑物质来源,从而表现为LREE富集,Eu^*_CN负异常特征; 这些硅质岩形成于陆缘环境,并非深海或洋中脊环境。     

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     

北祁连造山带老虎山奥陶系硅质岩地球化学特征及古地理意义

对北祁连造山带老虎山地区下奥陶统和中、上奥陶统硅质岩的沉积学和地球化学研究表明：下奥陶统硅质岩为生物化学作用成因，沉积于被动大陆边缘深海环境；中、上奥陶统下部与玄武岩共生的硅质岩显示热液成因，沉积于洋脊环境；中、上奥陶统上部硅质岩指示生物化学成因，形成于大陆边缘环境。上述特征表明老虎山地区在早奥陶世为相对稳定的被动大陆边缘构造环境，所含硅质岩和陆缘碎屑岩为大陆斜坡相浊流沉积。中、晚奥陶世柴达木板块向华北板块俯冲在弧后产生离散型活动大陆边缘，形成弧后盆地，硅质岩及其共生的枕状玄武岩和浊积岩应属于扩张弧后盆地的产物。     

Precise Timing of Caledonian Structural Deformation Chronology and Its Implications in Southeast Qilian Mountains, China

The middle Qilian orogenic belt and Lajishan orogenic belt, both of which were formed in the Caledonian, strike NW-SE direction across southeast Qilian Mountains and their basement consists of pre-Caledonian metamorphic rocks with lozenge-shaped ductile shear zones in the crystalline base- ment. The blunt angle between the conjugated ductile shear zones ranges from 104° to 114°, indicating approximate 210° of the maximum principal stress. The plateau ages of muscovite 40Ar/39Ar obtained from the mylonitized rocks in the ductile shear zones of Jinshaxia-Hualong-Keque massif within the middle Qilian massif are (405.1±2.4) Ma and (418.3±2.8) Ma, respectively. The chronology data confirm the formation of ductile shear zones in the Caledonian basement metamorphic rocks during the Cale- donian orogeny. Furthermore, on the basis of basement rock study, precise timing for the closing of the Late Paleozoic volcanic basin (or island-arc basin) and Lajishan ocean basin is determined. This pro- vides us a new insight into the closing of ocean basin in the structural evolution of orogenic belt.     

甘肃天水地区早古生代黄门川花岗闪长岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及构造意义

甘肃天水地区黄门川花岗闪长岩体位于北祁连造山带东端,侵位于晚奥陶世陈家河群中酸性火山岩系中,岩石学和地球化学特征表明其具有壳幔岩浆混合的特点。对黄门川花岗闪长岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,结果表明该花岗闪长岩体的年龄为440.5Ma±4.4Ma,形成于早志留世。地球化学特征表明,黄门川花岗闪长岩体属于中钾钙碱性系列,具I型花岗岩的特征。构造环境判别表明其形成于安第斯型大陆边缘弧。综合区域地质背景,认为祁连造山带东端在早古生代期间发育有有限洋盆,洋盆向北俯冲消减产生大量弧岩浆岩。对进一步研究祁连与秦岭造山带构造交接部位早古生代的构造格局、演化等大陆动力学问题具有重要意义。     

北祁连造山带中—西段陆壳残块群的构造—地层特征

北祁连造山带是一条多旋回的造山带,其最大特点是早古生代岩系中镶嵌有众多大小不一的由前震旦系变质岩系所组成的陆壳残块群,它们源于晋宁期末,统一的巨型华北古大陆早古生代初的裂解。寒武 奥陶纪西段演化为裂谷系,陆壳残块群组成裂谷系的正性隆起构造单元;中段发育微洋盆沟弧盆体系,在南缘的陆壳残块群处于奥陶纪活动大陆边缘张裂带上,并构成被晚期弧后盆地及裂谷分开后的陆壳基底部位,少数陆壳残块为沟弧盆体系中的孤岛隆起。它们不是由中祁连推覆来的飞来峰或是外来移置的滑覆体,而是由统一的巨型华北古大陆西南缘古阿拉善地块于早古生代初裂解后向洋或裂谷演化过程中残留其中的大小不一的陆壳残块。北祁连早奥陶世海域与现在加拿大北部巴芬湾及伊丽莎白女王群岛的构造格局相似。     

Geochemical Features and Tectonic Settings of Upper Ordovician Marine Volcanic Rocks on North Margin of Qaidam

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡＮＤＢＲＩＥＦＧＥＯＬＯＧＩＣＡＬＤＥＳＣＲＩＰ┐ＴＩＯＮＳＴｈｅＵｐｐｅｒＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｍａｒｉｎｅｖｏｌｃａｎｉｃｒｏｃｋｓｏｎｔｈｅｎｏｒｔｈｍａｒｇｉｎｏｆＱａｉｄａｍｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｐｅａｔｅｄｌｙｄｉｓ...     

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。     

北祁连山西段早奥陶世阴沟群火山岩的构造背景

早奥陶世阴沟群火山岩的地质－地球化学特征的研究结果表明，该期火山岩的岩石组合为玄武岩－安山岩组合，缺乏酸性火山岩和橄榄玄粗岩系列火山岩。其地球化学特征表明它们属于岛弧钙碱性火山岩，以富集ＬＲＥＥ和低离子位不相容元素以及亏损高场强元素为特征。火山岩形成于具有中等成熟度的岛弧环境，其中发育于东水峡的火山岩可能形成于弧内裂谷环境。     

对北祁连造山带前寒武纪基底物性、火山岩的 源区性质及找矿问题的分析和综述

[摘 要]本文主要在先前一些研究者对北祁连山加里东造山带的构造、海相火山岩和块状硫化矿床研究所获成果和认识的基础上,重点从造山带的前寒武纪基底的物性特征,来分析和讨论所见不同时代地层中的变火山岩类的物源区及形成机制,进而提出一些区域找矿思路。所得结论主要包括:(1) 北祁连山加里东造山的真正基底应是从阿拉善或华北地块分裂出来的一套绿岩类型火山沉积建造,并以古元古宙的北大河群和龙首山群为代表;(2)北祁连造山带的基底从克拉通向大陆裂谷构造体制转换大致发生在早-中元古宙的分界时限(约1777Ma),并普遍以一套大陆裂谷型双峰式火山岩组合为典型特征;(3)不同时代或不同构造体制下形成的火山岩,各有其不同的物源区和成岩模式。具体说,在元古宙 绿岩类型的火山岩的源区可能是克拉通早期由原始玄武质下地壳转变来榴辉岩或基性麻粒岩相,进入大陆裂谷构造体阶段,便转换为一种幔-壳双层岩源区模型,而晚期的次火山岩类的源岩明显是已经过先期大量改造或改变了中上地壳物质作为物源;(4) 按大陆裂谷成矿体系并结合以往一些区域调查资料,提出托莱山西段的小龙口-九个青羊地段可能是个与海相火山岩有关的块状硫化物矿床潜在远景找矿地段。     

Tectonic evolution of Early Paleozoic island-arc systems and continental crust formation in the Caledonides of Kazakhstan and the North Tien Shan

The extended Saryarka and Shyngyz-North Tien Shan volcanic belts that underwent secondary deformation are traced in the Caledonides of Kazakhstan and the North Tien Shan. These belts are composed of igneous rocks pertaining to Early Paleozoic island-arc systems of various types and the conjugated basins with oceanic crust. The Saryarka volcanic belt has a complex fold-nappe structure formed in the middle Arenigian-middle Llanvirnian as a result of the tectonic juxtaposition of Early-Middle Cambrian and Late Cambrian-Early Ordovician complexes of ensimatic island arcs and basins with oceanic crust. The Shyngyz-North Tien Shan volcanic belt is characterized by a rather simple fold structure and consists of Middle-Late Ordovician volcanic and plutonic associations of ensialic island arcs developing on heterogeneous basement, which is composed of complexes belonging to the Saryarka belt and Precambrian sialic massifs. The structure and isotopic composition of the Paleozoic igneous complexes provide evidence for the heterogeneous structure of the continental crust in various segments of the Kazakh Caledonides. The upper crust of the Shyngyz segment consists of Early Paleozoic island-arc complexes and basins with oceanic crust related to the Saryarka and Shyngyz-North Tien Shan volcanic belts in combination with Middle and Late Paleozoic continental igneous rocks. The deep crustal units of this segment are dominated by mafic rocks of Early Paleozoic suprasubduction complexes. The upper continental crust of the Stepnyak segment is composed of Middle-Late Ordovician island-arc complexes of the Shyngyz-North Tien Shan volcanic belt and Early Ordovician rift-related volcanics. The middle crustal units are composed of Riphean, Paleoproterozoic, and probably Archean sialic rocks, whereas the lower crustal units are composed of Neoproterozoic mafic rocks.     

北祁连东段红土堡基性火山岩锆石LA -IC P-MS U-Pb年代学及其地质意义

为精确限定红土堡基性火山岩的形成时代，结合阴极发光分析，分别对北祁连东段红土堡枕状玄武岩和辉绿岩墙进行了LA - ICP - MS 单颗粒锆石微区U - Pb 同位素测年。红土堡枕状玄武岩获得（443.4 ±1.7 ）Ma 和（1 782 ±34 ）Ma 两组年龄值；同时，获得红土堡基性火山岩中辉绿岩墙的年龄为（385.7 ±7.9 ）Ma，并含有（1 697 ±6 ） ～（2 692 ±4 ）Ma 的捕晶锆石年龄信息。认为红土堡基性火山岩的形成时代为晚奥陶世，与其北的陈家河中酸性火山岩的形成时代大体一致，推断红土堡基性火山岩的原始岩浆不同程度遭受了陇山岩群的混染。这一新资料，对进一步研究北祁连造山带东段大地构造格局、构造演化以及北秦岭—北祁连衔接关系具有重要意义。     

北秦岭丹凤群向西延入祁连造山带的地质意义

依据前人及笔者近期对北秦岭的早古生代丹凤群(蛇绿岩套)追索研究表明,该带向西可延展至甘肃陇西一带,且向更西可与甘肃的雾宿山和青海的拉脊山出露的早古生代岩系相对比,从而构成位于祁连中间隆起带南侧,与北祁连褶皱带相对应的优地槽(蛇绿岩)带。本文研讨了其火山岩系的岩石系列组合与形成环境,并认为它的向西延展,显示北秦岭与祁连造山带间不但是相互连接的,而且两区具有相同的构造格架,属华北板块南部边缘的同一造山带。     

祁连山东南段加里东造山期构造变形年代的精确限定及其意义

祁连山东南段呈北西-南东向展布着加里东期中祁连造山带和拉脊山造山带, 其基底为前加里东变质岩系, 在该变质结晶基底岩系中发育着菱形网格状韧性剪切带, 共轭韧性剪切带面对缩短方向的夹角为104°~114°, 其最大主应力方位为SW210°左右.在中祁连地块金沙峡和化隆地块科却两处韧性剪切带中的糜棱岩化岩石, 获取变质矿物白云母40Ar-39Ar坪年龄分别为(405.1±2.4) Ma和(418.3±2.8) Ma.这一年代学结果不仅确定了加里东基底变质岩系中韧性剪切带是加里东造山作用过程中形成, 更重要的是通过对基底韧性剪切带中变质变形岩石的年代学研究, 精确地限定了祁连山东南段的早古生代火山盆地(或岛弧盆地)、拉脊山小洋盆关闭的构造年代.这为造山带构造演化过程中盆地关闭时间的确定开辟了新的途径.      

贺兰山地区中奥陶统樱桃沟组物源及构造背景分析

鄂尔多斯盆地西缘贺兰山地区的樱桃沟组发育一套夹有碳酸盐滑塌重力流沉积的陆源碎屑岩。由于缺少可靠的物源数据,对早古生代鄂尔多斯盆地西缘的构造背景尚未有定论。本文对樱桃沟组碎屑岩进行了地球化学及岩石学分析,砂岩碎屑组分特征表明,该组源区大地构造背景为再旋回造山带。常量元素和微量元素地球化学特征表明樱桃沟组的物源呈现双物源的特点。更进一步,樱桃沟组的稀土元素配分模式对比表明了樱桃沟组碎屑岩的物源来自阿拉善古陆和/或北祁连造山带。综合分析砂岩的常量元素、微量元素和稀土元素的地球化学特征,经构造判别图解,认为樱桃沟组物源区主要为主动大陆边缘,也有来自被动大陆边缘的信息,表明贺兰山地区业已受到北祁连早古生代造山带的影响。樱桃沟组与研究区周缘造山带稀土元素配分模式对比研究显示,前者与其北西部阿拉善古陆和南西部北祁早古生代连造山带花岗岩露头稀土元素配分模式一致,均表现为轻稀土富集,重稀土亏损的右倾模式,具有轻微的Eu负异常和明显的Tm负异常,结合中奥陶世鄂尔多斯西缘古水流和碎屑锆石年龄分布特征,认为樱桃沟组的物源主要来自祁连造山带,部分来自阿拉善古陆。