鄂尔多斯盆地东部热力作用的期次和特点

盆地深部由于地球内蕴藏的巨大热源和岩石圈放射性元素蜕变热构成的热能,可通过多种热传导方式释放,如岩浆类热流物质向地壳浅部或近地表上部传递热力形成地热异常和热力作用。鄂尔多斯盆地东部晋西挠褶带热力作用发育具有与华北板块早白垩世发生的重要构造转换和岩石圈减薄事件等背景相关,深部岩浆侵入和热力作用事件的发生可使该区地下深处形成许多隐伏的中深成侵入岩或浅成-喷发相岩体及其伴随的热力构造。早白垩世这次强烈的构造热力变动伴有盆地东翼大面积的抬升隆起、吕梁断隆带的翘倾、离石断裂带和晋西挠褶带及西倾大斜坡的形成。以紫金山碱性杂岩体为代表的岩浆热力作用表现为一个多期形成的岩筒、岩床状碱性侵入体,地球化学特点是富碱、Fe,贫Mg;稀土元素含量高,无Eu异常;表现出岩浆侵入有明显的两组方向和多期多阶段侵入或喷发,可侵入到二叠纪—三叠纪地层中。盆地东部火成岩同位素测年数据统计岩浆-热力作用高峰期在110～150Ma。挑选紫金山碱性杂岩体3件单颗粒锆石样数百粒,进行U-Pb同位素SHRIMP测年,其中17组锆石样年龄在125～132Ma,相当于早白垩世。与华北地区早白垩世较普遍的构造热事件具有一致性。此外,还发现有早期(石炭纪—二叠纪)岩浆热力作用事件。构造演化分析显示多期多阶段热力作用特点。鄂尔多斯盆地东部热力作用对盆地油气煤铀多种能源成矿成藏富集研究与勘探评价具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地东部紫金山岩体SHRIMP测年地质意义

通过对鄂尔多斯盆地东部晋西挠褶带紫金山碱性杂岩体的地质特征、岩石学特征、岩石地球化学、稀土元素地球化学分析及U-Pb同位素SHRIMP测年等研究发现:该碱性杂岩体作为鄂尔多斯盆地东部燕山期岩浆侵入热力作用的代表,具有富碱、较富铁、贫镁,钙,SiO2不饱和或极不饱和,属碱性-过碱性系列.地球化学特征显示富碱、铁、贫镁;稀土元素含量高,无铕异常;岩浆侵入表现出明显的方向和多阶段性,可侵入二叠纪-三叠纪地层中.盆地东部火成岩同位素测年数据表明岩浆-热力作用高峰期在110Ma～150 Ma.测试样品中有21组锆石样品年龄介于125 Ma～132 Ma之间,说明主期岩浆活动热力事件时代为早白垩世,是盆地形成演化的中晚期发生构造转换(深部的隆升)相对应,与华北地区较普遍的早白垩世构造热事件一致.早白垩世强烈的构造热力变动导致该盆地东翼大面积的抬升隆起、吕粱软流圈上涌和晋西挠褶带的形成.SHRIMP测年还发现,除主期125 Ma～132 Ma岩浆热力事件外,有捕获的早期岩浆锆石反映的热力活动事件,构造演化分析显示多阶段热力作用特点.     

华北地区两个世代深部构造的识别及其意义——燕山运动与深部过程

通过对华北地区地震层析成像成果的研究，将其深部构造划分为三带：①大型软流圈上涌柱带，主要出现两个大型软流圈上涌柱；②过渡带，呈现4个小型软流圈上涌柱（软块）与岩石圈较厚区（硬块）相间的构造格局；③巨厚岩石圈带，为巨厚岩石圈（鄂尔多斯硬块）稳定区。依据岩石圈热力学衰减原理，一定体积的深部构造可存留200～300Ma之久，而传导人浅表的热量则扩散较快。故以大地热流值为主，结合浅层岩浆活动可将本区中生代与新生代的软流圈上涌柱区分开来：渤海湾柱、大同柱和南阳柱属新生代，邯郸柱、中条柱和吕梁柱则属于中生代燕山期。在此基础上，建立了燕山期深部构造与浅表岩浆构造活动关系的模式：在强大的分散热力作用下，软流圈上涌柱柱头中大量热浮物质向上熔蚀薄的岩石圈及下地壳，混染而主要形成中酸性岩及有关矿产；而在软流圈上涌柱与岩石圈的陡接触处，由于该处热力集中，致使幔源物质底侵下地壳，并再熔融上侵形成偏碱性-碱性杂岩及相应矿产。     

鄂尔多斯盆地热演化程度异常分布区及形成时期探讨

鄂尔多斯盆地在中生代晚期存在一期构造热事件,本文在对大量的镜质体反射率、火成岩年龄、磷灰石裂变径迹等资料分析的基础上,对构造热事件发生的时间、存在的地区及形成机理进行了深入的研究。鄂尔多斯盆地中生代晚期地热异常区主要分布在盆地南部的吴旗—庆阳—富县一带,构造热事件主要发生在中生代晚期早白垩世约140～100Ma,构造热事件持续时间约在10～40Ma之间。鄂尔多斯盆地中生代晚期构造热事件发生的根本原因在于中生代晚期岩石圈深部的热活动增强,盆地南部岩石圈深部热活动性更强,早白垩世鄂尔多斯盆地处于一种弱拉张的构造环境,地幔发生底侵作用,岩石圈减薄,发生岩浆侵入和喷发。异常地温场形成可能与秦岭造山带燕山晚期强烈的构造活动导致鄂尔多斯盆地岩石圈深部活动有密切的关系。     

鄂尔多斯盆地东部紫金山岩体地球化学与构造环境分析

通过紫金山岩体的地球化学分析,系统探讨了岩体的物质组成及其岩浆成分演化特征和可能的动力学演化环境,为鄂尔多斯盆地东部深部岩浆活动-热力作用提供重要信息。紫金山岩体的地球化学特征表明:岩体具有全碱含量较高((K2O+Na2O)=8.64%～16.09%),贫SiO2,根据碱度率图解,判别该岩体属于偏碱性-碱性系列;稀土含量较高,轻稀土富集,轻重稀土元素发生了不同程度的分馏,Eu异常现象不明显。富集大离子亲石元素,而亏损Nb,Ta,Ti等高场强元素。在此基础之上,通过主量元素的氧化物变异图解分析,认为紫金山岩体可能来源于深部相近或统一的原始岩浆源区,在其上侵演化过程中形成了高钾-低钙的碱性系列岩石和低钾-高钙的碱性-偏碱性系列岩石。结合相关判别图解表明,其物质来源至少达到了壳-幔过渡带或其更大的深度层次;构造环境属于板内拉张环境。因此,紫金山岩体所代表的鄂尔多斯盆地燕山晚期的构造热事件是在华北克拉通大规模伸展背景下,深部物质在地壳中浅层或地表作用的结果。     

鄂尔多斯盆地早白垩世构造热事件形成动力学背景及其对油气等多种矿产成藏（矿）期的控制作用

华北克拉通中西部中生代晚期早白垩世是否存在岩石圈减薄是地学界普遍关注的重大地质问题。本文在作者多年来对鄂尔多斯盆地构造热演化史研究的基础上,充分收集了近年来前人研究的成果及进展,对鄂尔多斯盆地现今地温场、地壳结构、构造热事件、深部热岩石圈厚度、早白垩世火成岩活动期次、构造热事件形成机理及构造热事件与多种矿产成藏成矿关系方面进行探讨。鄂尔多斯盆地现今地温梯度及大地热流中等,属中温型盆地,现今地温场受现今地壳、岩石圈厚度较厚控制。通过对构造背景、古地温恢复、火成岩活动及热岩石圈厚度恢复等资料分析发现早白垩世太行山以西的山西地块及鄂尔多斯盆地处于拉张背景,早白垩世地温梯度高,存在古地温异常及热事件。早白垩世鄂尔多斯盆地热岩石圈厚度明显较现今岩石圈厚度薄,表明华北克拉通中生代晚期以来岩石圈减薄的西界可推到鄂尔多斯盆地。华北克拉通中西部鄂尔多斯盆地周缘、华北克拉通中部山西地块、华北克拉通中西部南缘早白垩世火成岩形成时间相同,岩浆侵入和喷出的时代主要集中在138～108Ma,反映在燕山晚期早白垩世华北克拉通中西部存在一期较为强烈的热事件。火成岩地球化学分析表明火成岩来源为地幔,反映岩石圈处于拉张背景。早白垩世热事件发生的时间与华北克拉通岩石圈减薄的峰期年龄相一致,表明华北克拉通岩石圈减薄作用在华北克拉通中西部广泛存在。早白垩世构造热事件发生的根本原因在于鄂尔多斯盆地岩石圈深部热活动增强,深部软流圈物质上涌,岩石圈厚度减薄。通过对油气、煤、铀等金属矿产成矿(藏)时代与热事件的对应关系分析发现鄂尔多斯盆地油气、煤、铀矿产及华北克拉通中西部金属矿产的形成受控于早白垩世构造热事件及岩石圈拉张减薄的深部热背景,主要成藏(矿)期均为早白垩世,成藏、成矿具有爆发式及同时性特点。     

紫金山岩体的热力构造类型、期次及其对鄂尔多斯盆地东缘多种能源矿产的影响作用

紫金山岩体是鄂尔多斯盆地东缘一个多期次形成的碱性杂岩体,从外到内可分为六个相带,地貌上构成了正向穹窿型热力构造.二长岩、霓辉正长岩、暗霞正长岩和霞石正长岩四个相带构成中浅成侵入型热力构造;响岩、响岩质火山角砾岩和粗面斑岩、粗面质火山角砾岩两个相带构成了表浅层火山喷发型热力构造.三叠纪以来紫金山有三期热力作用.晚侏罗世-早白垩世的一期中浅成侵入型热力作用促进了上古生界煤变质并发生二次生烃作用;促进了上古生界烃源岩(煤系和暗色泥岩)热演化;岩浆上侵形成火山刺穿遮挡圈闭油气藏.     

中国东部深部构造特征及其与矿集区关系

文中以地震层析原始数据为基础,结合大地电磁测深和热流值数据,对老资料重新开发,编制了中国东部岩石圈厚度图、大地热流值图、岩石圈构造与矿集区关系图等,在此基础上对中国东部上地幔岩石圈-软流圈构造及其变异进行了初步研究,认为:(1)中生代燕山期较大型深部构造(如软流圈上涌体)的地震层析影象可存留至今,运用大地热流值及其相应浅表岩浆岩、矿集区等特征差异可以将中、新生代深部构造加以区分;(2)中国东部深部构造总特征:上地幔岩石圈-软流圈构造起伏变化,岩石圈西厚东薄,软流圈上涌发育且形式各异。大体可分为华南(构造线呈NWW)、华北(构造线近SN)、东北(构造线呈NNE)三大块,其基本特征各异。整个中国东部深部构造中,软流圈上涌起主导作用;(3)中生代软流圈上涌是相应浅表燕山期花岗质岩形成的根源,并与金属矿集区密切相关,新生代软流圈上涌则是大陆裂谷、玄武岩喷发及大型油气田形成的基础;(4)岩石圈减薄的主因是软流圈上涌,中生代燕山期主要减薄于中国东部大陆内部,新生代主要减薄于偏东部沿海区域。     

华北地区深部构造特征

通过岩石圈厚度变化、大地热流值和莫霍面起伏,结合浅表岩浆构造活动,编制了华北地区深部构造略图,建立了燕山期软流圈上涌与岩浆构造活动的关系模式,总结了该区的深部构造特征:岩石圈厚区与软流圈上涌区共存.同时,按生成机制对该区软流圈上涌进行了类型划分:中生代燕山期(J-K1)、早新生代(E2-E3)主动机制形成的软流圈上涌,中、新生代(K2-E1)及晚新生代(N-Q)被动机制形成的软流圈上涌.     

山西临县紫金山碱性杂岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究

山西临县紫金山碱性杂岩体位于华北克拉通内鄂尔多斯盆地东缘,为汾河富碱侵入岩带中最典型的碱性岩体。岩体主要岩石类型为二长岩、辉石正长岩、霓霞钛辉岩、暗霞正长岩、霞石正长岩、假白榴石斑岩和粗面斑岩。依据SHRIMP锆石U-Pb定年结果,结合前人的测年数据,确定岩体形成于138.7~125.0 Ma,系早白垩世碱性岩浆事件的产物。该套岩石高钾、富碱、贫钙和镁,属于碱性岩石系列。稀土元素总量高,轻、重稀土元素分馏明显,Eu异常不显著。微量元素富集LREE和Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素,亏损HREE和Th、U、Nb、Ta、Ti等高场强元素。同位素分析结果显示全岩ISr为0.704 228~0.706 313,εNd(t)变化于-12.3~-0.5之间。锆石的εHf(t)为-20.2~-16.4,二阶段模式年龄tDM2为2.22~2.46 Ga。推测紫金山碱性杂岩体形成于华北克拉通中生代构造体制转折后的伸展背景下,因构造体制转换产生的强大应力作用导致吕梁地区软流圈多次上涌,随后软流圈、岩石圈地幔和下地壳物质部分熔融产生的岩浆发生多次不同比例的混合,所形成的各期混合岩浆分批上侵定位在地壳浅部环境,从而形成紫金山碱性杂岩体。汾河富碱侵入岩带形成时间集中于138.7~125.0 Ma,是华北克拉通中西部岩石圈破坏事件的岩浆活动证据,其与华北克拉通东部地区几乎同时发生岩石圈减薄作用。因构造体制转换产生强大应力作用导致构造薄弱地区软流圈上涌,进而引起大规模的壳-幔岩浆相互作用,可能为华北克拉通中西部地区中生代破坏的主要原因,并且由北至南壳幔岩浆相互作用中幔源岩浆逐渐减少。     

论沉积盆地构造岩相变形史研究方法及应用

基于(非)金属矿产-铀-煤-油气资源同盆共存,盆内构造岩相变形史与成藏成矿事件的耦合结构一直是科学难题.在构造岩相学填图和构造岩相变形史研究基础上,将沉积盆地构造岩相变形史划分为前盆地期、成盆期、盆地反转期、盆地构造变形改造期、盆内岩浆叠加期和盆地表生变化期6个演化期.研究发现,采用构造岩相学填图创新方法,可有效圈定沉...     

准噶尔盆地的类型和构造演化

准噶尔盆地的早二叠世属于裂谷还是前陆盆地 ,存在意见分歧 ;晚二叠世—老第三纪盆地的性质也不确定。文中通过对盆地构造几何学、沉降史、热史及火山岩的综合分析研究 ,对盆地类型和构造演化获得了一些新的认识 :( 1)准噶尔盆地在早二叠世为裂谷 ,晚二叠世为热冷却伸展坳陷 ,三叠纪—老第三纪为克拉通内盆地 ,新第三纪至今 ,由于印度板块与亚洲大陆碰撞才形成陆内前陆盆地。 ( 2 )对石炭纪—早二叠世的岩浆活动结合区域构造资料的研究表明 ,准噶尔地区古生代的板块运动和造山作用具软碰撞特点 ,早二叠世的裂谷盆地是在软碰撞背景下造山带伸展塌陷的产物。 ( 3)地幔热对流作用可能是软碰撞造山后伸展塌陷的主要深部动力学机制。     

吉林安图海沟岩体岩石地球化学特征及其成岩构造环境

海沟岩体是海沟金矿的赋矿岩体,由边缘相二长岩和中心相二长花岗岩组成,其岩石化学成分具有低硅,富铝,全碱含量较高等特点。海沟岩体富集高场强元素( HFSE) Th、U、Nb、Ta、Hf、 Zr,亏损大离子亲石元素( LILE) 。岩体稀土元素呈强分馏、无明显铕异常、轻稀土强烈富集模式。在构造环境判别图解上,样品均落入火山弧环境。综合分析认为海沟岩体与中太古宙色洛河群变质岩共同组成了一个小规模的变质核杂岩,结合海沟岩体锆石SHRIMP U --Pb 精确定年结果( 322 ～ 326 Ma) ,认为在海西早期中亚-蒙古洋尚未闭合、南北地体未发生碰撞前,大洋板块向南深俯冲于华北板块之后引起陆壳增生,部分融熔形成深熔含铀钾质花岗岩。海沟岩体可能为火山弧环境下形成敦化隆起这一陆壳增生过程的产物。     

伊宁吐拉苏火山盆地构造与金矿成矿关系

伊宁吐拉苏火山盆地发育在前寒武纪和加里东基底上,盖层主要由早石炭世陆相火山岩组成。基底与盖层中的断裂、褶皱构造特征有显著差异。火山构造单元划有火山喷发带、火山构造带、火山机体三级。构造演化经历了基底和火山盆地形成及剥蚀三个阶段。金矿产于大哈拉军山组。认为三级控矿构造与三级火山构造相对应,分别控制着金矿带、金矿田、金矿床（点）的展布和产出。     

应用奇异值分解与二维经验模型分解提取金矿化致矿重力异常

奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和二维经验模型分解(bi-dimensional empirical mode decomposition,BEMD)2种方法用于鲁西铜石金矿田的金矿化致矿重力异常提取.通过对比研究得出如下结论:①基于重力数据,由BEMD和SVD 2种方法获...     

伊宁吐拉苏火山盆地金成矿地质特征及勘查技术方法探讨

伴随吐拉苏火山断陷构造发展阶段所存在的钙碱性系列岩浆侵入和陆相火山喷发活动,对金成矿起了至关重要的作用.该区金矿赋矿地层为大哈拉军山组,成矿时代为维宪早中期,主要分布于火山断陷的中心和大哈拉军山组与下伏地层角度不整合接触带,近NS向断裂破碎带是矿体赋存的空间,成矿与黄英岩化蚀变带密切相关,矿化异常元素组合为Au-As-Sb-Ag-Hg,处于相对较低的磁场和高阻、高相位异常内.根据金成矿地质特征和火山盆地的自然地理经济条件,对预查、普查、详查和勘探阶段的勘查技术方法进行探讨.     

酒西盆地南缘旱峡早白垩世火山岩地球化学特征及其构造意义

酒西盆地旱峡和红柳峡等地有基性火山岩产出,它们曾一度被认为是新生代构造运动的产物。旱峡火山岩作为夹层产于早白垩世新民堡群下沟组地层中,火山岩气孔、杏仁构造发育。局部发育枕状构造,具明显的水下喷发特征。旱峡火山岩SiO2相对较低,K2O+Na2O不高,但钾相对较高。稀土总量为(211．875～237．454)×10^-6,轻稀土富集,(La/Yb)N为12．47—13．79;稀土配分曲线右倾、平滑,Ce为弱的负有异常,无Eu异常。在原始地幔标准化的微量元素蛛网图上,各元素均表现为相对富集,大离子亲石元素富集程度最高．有Nb,Ta槽,但相对于原始地幔不亏损;曲线表现为整体上隆的特征,表明其源区为富集地幔。旱峡火山岩与红柳峡粗玄质熔岩的稀土和微量元素的配分模式几乎完全相同,表明它们同源同期：运用多个玄武岩大地构造环境判别图解,最终确定洒西盆地早白垩世火山岩形成于大陆拉张环境。这与酒西盆地及其周围地区(酒泉盆地群)下白垩统构造特征和盆地群热演化特征一致。对酒西盆地火山岩形成构造背景的研究,对于深化酒西盆地构造演化特征有较为重要的意义。     

云开地块北缘加里东期中-基性火山岩的厘定:钦-杭结合带南西段早古生代古洋盆存在的证据

在扬子板块和华夏板块结合带(称之为钦-杭结合带)南西段,由于后期盖层覆盖和构造、岩浆侵入破坏,作为结合带标志的古洋壳残片(蛇绿岩)至今未被识别出来,从而导致了前人对该结合带的边界、大地构造性质及其时空演化等问题存在严重分歧。笔者通过系统的野外地质调查发现,在云开地块北缘的岑溪地区,沿着岑溪-梧州断裂带两侧出露有一系列呈岩片状产出的(变质)中-基性火山岩块。地球化学的研究结果表明,这些(变质)中-基性火山岩可分为性质截然不同的三大类:(1)糯垌镇油茶林场一带出露的变质中基性火山岩具有略亏损的大离子亲石元素和轻稀土元素,而高场强元素和重稀土元素轻微富集,且Nb、Ta、P和Ti的负异常不明显,显示出与N-MORB型火山岩相似的地球化学特征,获得其中斜长阳起石岩的锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb谐和年龄为443.7±2.2Ma;(2)归义镇洞尾一带出露的变质基性火山岩则表现出轻微富集大离子亲石元素和具有平坦或略富集的轻稀土元素,并出现Nb-Ta、P和Ti的微弱亏损现象,显示出其与E-MORB型火山岩相似的地球化学特征,获得其中斜长角闪岩的锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb谐和年龄为441.3±2.4Ma;(3)安平镇白板、大爽一带出露的中-基性火山(碎屑)岩总体上表现为明显富集大离子亲石元素和轻稀土元素,而高场强元素和重稀土元素相对亏损,其间还出现Nb-Ta、P和Ti等高场强元素的明显亏损,显示出与俯冲带有关的岛弧型(IAB)火山岩相似的地球化学特征,获得其中安山质晶屑凝灰岩的锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb谐和年龄为442.2±3.7Ma。由此表明,扬子板块和华夏板块结合带(钦-杭结合带)南西段有早古生代古洋盆的存在,本区N-MORB、E-MORB和IAB型中基性火山岩可能是在加里东时期该洋盆岩石圈持续向南东俯冲消减至华夏板块(云开地块)之下的地球动力学背景下形成的产物。     

福建云山火山喷发盆地形成的构造背景

云山火山喷发盆地是福建省早白垩世最典型的火山构造,通过对云山火山喷发盆地形成的构造背景与成矿作用关系的研究,认为云山火山喷发盆地的演化与闽江口—永定断裂带的右行走滑有关,早白垩世初由于走滑断裂带在云山一带拐弯,在进一步走滑过程中逐渐发展演化成具有拉分盆地（Pull-apart basin）性质的火山构造洼地。随着主断裂的生长,北东东向的拉张区不断扩大,在拉分盆地发育末期,这种拉张作用遍及整个盆地。拉分盆地还控制了外围金、银、铅锌等矿床点的形成。     

准噶尔盆地陆东—五彩湾地区石炭系中、基性火山岩地球化学及其形成环境

准噶尔盆地是发育在前寒武纪结晶基底与古生代褶皱基底双重基底之上的中、新生代沉积盆地。盆地东北缘陆东—五彩湾地区发育大量的石炭系中、基性火山岩,主要由玄武岩、熔结玄武岩、气孔-杏仁玄武岩与辉绿岩组成。其中、基性火山岩具有低钾高钛、高∑REE的特征,球粒陨石标准化的REE配分曲线表现轻稀土富集,轻、重稀土分异的谱线特征,微量元素具有大离子亲石元素富集,Ta、Nb亏损的现象,可能与板内拉张环境下地壳混染或地幔源区有富Ta、Nb的残留体有关,微量元素环境判别图解中大部分样品点落入板内玄武岩区域,少量漂向岛弧火山岩区,表现出主体为板内构造环境;高场强元素Th/Nb、Nb/Zr比值进一步表现出火山岩具有板内火山岩的特征。综合区域地质特征及前人的研究结果,认为准噶尔盆地陆东—五彩湾地区中、基性火山岩应属造山期后伸展背景下的火山作用产物,但岩浆源区可能受到古洋壳板片俯冲作用的影响。