鲁西隆起北侧博兴洼陷新生界碎屑重矿物的物源示踪分析

利用碎屑重矿物对鲁西隆起北侧博兴洼陷的新生界沉积岩开展了碎屑物源示踪分析。通过研究区重矿物聚类分析、源区岩石类型分析并结合薄片和探针分析结果,发现研究区源岩类型多样,既有以绿帘石为代表的亲鲁西变质岩,也有以富含石榴石为代表的亲苏鲁变质岩,同时也有火山岩和沉积岩;从古近纪沙河街组三段沉积期开始源岩中亲苏鲁变质岩不断减少,亲鲁西变质岩和基性火成岩不断增加,至新近纪明化镇组沉积期洼陷内几乎无富含石榴石类型源岩,表明博兴洼陷自古近纪以来一直存在来自鲁西、胶东(超高压带)的物源记录,从古近纪沙河街组三段沉积期开始,胶东的物源供给逐渐减少,而到明化镇组沉积时由于鲁西的快速隆升,胶东与博兴洼陷的物源联系被切断。     

鲁西隆起北侧博兴洼陷新生界碎屑重矿物记录及其对构造古地理环境的指示

对鲁西隆起北侧博兴洼陷新生界碎屑重矿物组份和稳定性组合的研究发现：古近纪孔店组沉积期、沙河街组四段沉积晚期和沙河街组二段沉积期金红石、电气石、锆石和白钛矿等稳定碎屑莺矿物占优势,指示盆-山的构造古地理分异较弱;沙四段沉积早期、沙三段和沙一段沉积期绿帘石、榍石等不稳定碎屑重矿物占优势,表明构造古地理分异强烈.新近纪馆陶组稳定重矿物自下而上逐渐占据优势,表明该时期构造活动逐渐趋缓;明化镇组自下而上不稳定重矿物逐渐占优势,指示构造活动逐渐加强.根据砂岩中自生矿物赤（褐）铁矿的分析,认为其含量较高的孔店组、沙四段、沙段沉积期气候干旱,而含量较低的沙四段沉积末期一沙二段沉积期气候湿润;新近纪里赤（褐）铁矿含量向上增大,可能指示气候干旱程度加剧.     

胶莱盆地早白垩世莱阳群沉积物源及地质意义

应用古流向、砾石成分及砂岩碎屑锆石定年方法,综合分析了胶莱盆地早白垩世莱阳群沉积时期的物源组成及其地质意义。古流向,五莲—诸城显示较稳定的N向,莱阳—乳山一带由早期的E-SE向逐渐转变为晚期W-NW向。砾石成分,五莲—诸城—胶州地区以花岗片麻岩、花岗岩、大理岩和石英岩为主,莱阳—乳山早期花岗岩砾石成分含量高,晚期成分复杂。碎屑锆石年龄分布主要集中在110~145 Ma,150~180 Ma,200~250 Ma,600~950 Ma和1700~2600 Ma。由此推断胶莱盆地在早白垩世莱阳群沉积期的物源主要由三部分组成:1盆地南缘苏鲁造山带超高压-高压变质岩和浅变质杂岩;2盆地周缘燕山期(J2-3-K1)花岗岩;3北侧胶北隆起基底(亲华北型)变质岩。并且盆地物源组成表现出明显的区域差异性,这种差异说明当时苏鲁造山带的南、北段在抬升及抬升后可能存在着差异性的隆起和改造,表现为苏鲁造山带南段(南苏鲁造山带)隆升幅度大并且稳定,北段(北苏鲁造山带)表现出较为低缓的隆起或者局部的小隆起并且后期经历大规模的塌陷。另外,物源也指示早白垩世莱阳群沉积时期,胶莱盆地呈现出西高东低的古地貌特征,直到莱阳群沉积晚期,盆地东部才有所抬升。     

鲁西隆起区晚中生代地层碎屑石榴石分析及物源区构造演化示踪

以鲁西淄博、临朐、平邑、蒙阴盆地为重点研究区,通过盆地中生界砂岩中碎屑石榴石的成分分析,探讨鲁西隆起及周边地区中生代构造演化历史。研究表明,鲁西盆地砂岩中石榴石成分在早中侏罗世和中晚侏罗世期间出现变化,暗示着物源的转变,早中侏罗世时期主要物源是鲁西隆起,中晚侏罗世时期转变为胶东地区和鲁西隆起。侏罗纪时期石榴石的物源转变显示,苏鲁苏鲁造山带可能在中晚侏罗世时期已经抬升至地表。白垩纪鲁西盆地物源主要为胶东地区,鲁西隆起的物源贡献较小,但是青山组中段和王氏组中段物源略有波动。白垩纪鲁西盆地石榴石物源显示,控制鲁西盆地沉积的主要是苏鲁造山带,古地理格架显示东高西低的特征,盆地物源的波动暗示鲁西隆起可能在早白垩世中晚期和晚白垩世中期经历过抬升。     

鲁西隆起晚中生代盆地重矿物组合分析及其构造响应

本文以鲁西隆起区盆地及周边盆地砂岩中碎屑重矿物为研究对象,通过重矿物的稳定性分析,以及通过不同源区重矿物组合的差异,探讨了鲁西隆起及周边地区晚中生代以来的物源及构造演化过程。研究结果显示,鲁西盆地中生代早期早中侏罗纪时期主要源区为鲁西隆起,中晚侏罗纪时期主要物源为胶东地区和鲁西隆起,而早白垩世时期主要物源为胶东地区,其次才是鲁西隆起。晚白垩世沂沭断裂带盆地物源主要是鲁西隆起和胶东地区,鲁西隆起贡献量大于胶东地区。重矿物的稳定性也折射出源区构造演化历史。早-中侏罗世至中-晚侏罗世,鲁西盆地重矿物物源由鲁西隆起向胶东地区的显著转变,暗示着苏鲁造山带自三叠纪形成之后,经折返抬升,至晚侏罗世之前已经到达地表。重矿物的含量变化显示,早白垩世中期和晚白垩世中期鲁西盆地内沉积了大量的鲁西变质岩矿物组合,并且不稳定重矿物含量急剧增加,我们推测鲁西在早白垩世晚期、晚白垩世中期存在两次构造抬升。     

博兴洼陷西部沙河街组三段层序地层分析与岩性圈闭预测

以高分辨率层序地层学理论为基础，建立博兴洼陷西部沙河街组三段层序格架，根据井-震标定识别出大规模层序界面和洪泛面等9个具有时间意义的界面，将沙河街组三段划分为4个中期基准面旋回和8个短期基准面旋回。对博兴洼陷西部物源体系分析后，厘定南部鲁西隆起主物源，具有辫状三角洲特征，三角洲前缘滑塌作用在前方洼陷内形成规模较大浊积扇体；建立层序地层发育模式，认为与三角洲有关的浊积扇体主要发育在基准面的上升期，且浊积扇体发育规模与洪泛作用呈正相关。指出古地形坡折带对岩性圈闭砂体发育的控制作用，岩性油藏发育具有自南向北类型减少，层位变浅的特征，并在不同坡折带预测岩性圈闭20余个。     

塔里木盆地巴楚地区上泥盆统-下石炭统沉积-物源记录及其构造演化

泥盆纪-石炭纪是南天山洋-塔里木盆地北部陆缘构造演化的关键时期.选取塔里木盆地巴楚地区上泥盆统-下石炭统露头剖面,在沉积体系、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.结果表明,上泥盆统-下石炭统砂岩碎屑颗粒以单晶石英为主,(变质) 结晶岩岩屑极少,物源构造属性主要指示陆块物源区;重矿物组合以锆石、电气石和TiO₂矿物等稳定重矿物为主,反映相对远距离的源汇体系和稳定的构造背景;2个年代学样品具有类似的碎屑锆石U-Pb年龄组成和Hf同位素特征,主要反映了383~479 Ma、710~932 Ma、1 752~1 936 Ma、2 419~2 597 Ma共4期构造热事件,并以前两期为主.对比研究显示,上述碎屑物源以塔里木盆地内古隆起为主,同时还可能有来自阿尔金造山带、西昆仑造山带的再旋回沉积.但并没有记录到来自盆地北侧造山带和岛弧的物源信息,说明该时期南天山洋盆并没有闭合,塔里木盆地北缘西部可能不存在洋盆的向南俯冲,晚泥盆世-早石炭世其可能为被动大陆边缘.      

鄂尔多斯盆地南部二叠系砂岩碎屑锆石年代学特征及地质意义

陆源碎屑岩物质来源及变化与沉积盆地及构造演化密切相关。通过对鄂尔多斯盆地南部铜川地区晚古生代二叠系山西组、石盒子组及石千峰组砂岩样品岩石薄片鉴定、定量矿物学分析以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,结合古流向特征,对物源进行了追溯,并讨论了盆地南部二叠系的构造—沉积过程。研究结果表明,早二叠世山西组碎屑锆石年龄具364 Ma、450 Ma、946Ma和2 446 Ma四个主要峰值;中二叠世下石盒子组碎屑锆石年龄具294 Ma、1 963.4 Ma和2 499 Ma三个主要峰值;晚二叠世石千峰组碎屑锆石年龄主要峰值出现在1 876.5 Ma,缺乏北秦岭造山带的新元古代和早古生代碎屑锆石记录。分析认为山西组主要物源区为北秦岭造山带,次要物源区为华北南缘构造带;石盒子组物源由北秦岭造山带、华北板块南缘构造带和内蒙古隆起西段共同提供;石千峰组物源区为华北南缘构造带。早二叠世山西期,华北南缘隆起幅度较低,不影响北秦岭造山带供源。石盒子期,勉略洋由被动拉张转换为主动挤压,秦岭造山带处于持续隆升状态,并造成了华北南缘构造带的不断抬升。石千峰期华北南缘强烈隆升,在为铜川地区提供物源的同时也阻挡了北秦岭造山带...     

博兴洼陷新生代砂岩碎屑石榴石的物源示踪及对鲁西隆起的指示

鲁西隆起与临近盆地的新生代形成演化关系一直是研究的热点。以博兴凹陷为研究靶区,通过对新生代各层位碎屑石榴石的高分辨率的精确定量分析,并根据石榴石成分的专属性和含量变化,探讨了鲁西隆起与临近盆地新生代的演化历史。研究表明,博兴洼陷新生代的物源主要是来自鲁西隆起和胶东地区,其中胶东地区始终是其主要的物源。而石榴石含量的变化显示,鲁西隆起在新近纪早期大幅度隆升,推测古新世至始新世早期和始新世晚期至渐新世早期可能有两次小规模的抬升     

胶莱盆地白垩系林寺山组砾岩沉积特征及盆地演化意义

胶莱盆地下白垩统莱阳群底部林寺山组主要由砾岩组成。通过对盆地及周缘18个地点林寺山组砾岩系统的调查,从砾岩组分、砾径和长轴排列方向的统计分析出发,研究该砾岩沉积相类型、盆地物源区、古水流及林寺山组上覆地层中砂岩碎屑锆石U-Pb年龄谱特点,并进一步讨论了盆地演化的意义。研究表明,林寺山组底部砾岩以冲积扇相为主,但不同地点亚、微相类型又有差异。原型胶莱盆地由莱阳、海阳-即墨和诸城-五莲3个独立盆地组成,被6个隆起区所分隔。莱阳盆地的物源主要来自胶北隆起和苏鲁造山带北部;海阳-即墨盆地以苏鲁造山带北部隆起区、即墨-牟平隆起、胶南隆起为主物源区;诸城-五莲盆地以胶南隆起和马山-李党家低隆起为主要物源区。林寺山组砾岩的出现标志着苏鲁造山带大规模塌陷和胶莱盆地的形成。     

新疆库车盆地晚三叠世-早侏罗世沉积碎屑矿物成分及其物源区示踪与构造意义

通过同构造沉积物质记录了解物源区剥蚀作用过程进而探索盆山构造相互关系,是大陆构造动力学研究的一个重要方面。砂岩骨架成分分析和重矿物及部分标型矿物分析方法,已被较多地用来探索新疆天山造山带与其南部库车盆地晚中生代以来的相互关系和构造演变过程,但是关于中生代较早时期库车盆地构造属性及北部造山带隆升剥蚀过程的认识仍存在较大分歧。本文运用电子探针微区成分分析方法,对库车盆地北缘中段晚三叠世和早侏罗世砂岩中具代表性的15个砂岩样品中的38颗碎屑长石和26颗碎屑白云母矿物进行了矿物化学成分分析。结果表明,长石主要来自变质岩物源区,25颗碎屑白云母均属多硅白云母,表明其源区岩石曾经历了高压变质作用。这些多硅白云母中Si原子含量显示它们比目前保留在天山造山带高压变质带蓝片岩和榴辉岩中的多硅白云母形成的压力要低,可能反映了源区高压变质岩的正常剥露顺序。这项研究结果表明,至少在晚三叠世-早侏罗世时期,库车盆地北部天山造山带中的高压变质岩已经剥露于地表并遭受剥蚀成为物源供给区。具体是中天山南缘早古生代高压变质带还是晚古生代南天山高压变质带作为重要物源区,尚需进一步的研究工作。     

黔北普宜地区晚三叠世二桥组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄、重矿物分析及地质意义

普宜地区位于上扬子腹地——四川盆地东南缘,区内晚三叠世碎屑岩记录了上扬子前陆盆地演化信息,是研究盆地东缘盆山耦合的理想对象.二桥组主要由三角洲平原-三角洲前缘相砂岩组成,交错层理恢复的物源主要来自东侧,砂岩岩屑主要由岩浆岩岩屑和变质岩岩屑组成,碎屑重矿物主要由锆石、电气石、金红石、白钛石、黄铁矿、锐钛矿、石榴子石、铬铁...     

饶阳凹陷蠡县斜坡古近系沙河街组一段物源特征研究

物源供应不仅影响了冀中坳陷饶阳凹陷蠡县斜坡地区沙河街组一段展布特征,而且控制了沉积类型和相带分布,进而决定了有利油气储层的发育。为了厘清蠡县斜坡地区的物源特征,从而指导进一步的沉积体系研究和勘探开发工作,本文基于饶阳凹陷蠡县斜坡3D地震资料、古近系沙河街组沙一段岩石学特征、重矿物组合及ZTR指数、碎屑锆石晶型及U-Pb年龄谱图,开展了沙一段沉积物源综合分析。研究结果表明:(1)蠡县斜坡北部、西部、南西部均发育有地震前积结构,且碎屑岩成分成熟度、ZTR指数分别向南东、东、北东方向增加,指示蠡县斜坡北部、西部、南西部各有一组水系携带物源注入。(2)依据岩屑组合和重矿物组合在平面上的展布特征,可以将蠡县斜坡地区划分出A、B、C 3个区域。其中A区地层具有来自基底隆起、切割岛弧环境的组分特征,且发育有一定的再旋回组分。岩屑组合为岩浆岩+沉积岩岩屑,重矿物组合为石榴石+锆石+磁铁矿+赤褐铁矿;B区地层具有来自基底隆起的组分特征,岩屑组合为岩浆岩+沉积岩+少量变质岩岩屑,重矿物组合为石榴石+锆石;C区地层具有来自基底隆起的组分特征,岩屑组合为岩浆岩+沉积岩+变质岩岩屑,重矿物组合为石榴石+锆石+钛铁矿。A、B、C区内沉积地层的发育依次由北部、西部、南西部水系控制,3组物源在西柳地区交汇。(3)锆石颗粒形态与年龄特征显示,工区内各物源对应的母岩区均为太行山隆起。其中注入工区北部的河流主要流经五台—忻州—涞源一带,携带的母岩主要为元古宇岩浆岩和古生界岩浆岩;携带西部物源的河流主要流经繁峙—涞源—阜平地区,对应的母岩主要为古生界岩浆岩;携带南西部物源的河流主要流经五台—阜平—定州一带,对应母岩主要为元古宇岩浆岩和古生界岩浆岩。相比沙二段,沙一段沉积时期西部物源供源能力有显著增强,南西部物源输入能力相对下降。(4)各组水系携带物源注入工区后形成浅水三角洲沉积体系,且距物源越近,物源供给强度越大,砂体发育情况越好。     

内蒙古克什克腾旗林西组碎屑锆石LA-ICP-MS年代学及其地质意义

内蒙古克什克腾旗位于西拉木伦河以北,属锡林浩特地块南缘。本文对出露于克什克腾旗北东约5 km的一套变质粉砂岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,其年龄结果主要分为4个区间:258~298 Ma(峰值为285 Ma)、377~474 Ma(峰值为430 Ma)、1261~1727 Ma、1853~2513 Ma,此外还含有321 Ma和937 Ma的锆石各一颗。锆石CL图像显示:258~298 Ma的锆石以岩浆锆石为主,响应兴蒙造山带的晚古生代岩浆活动;377~474 Ma的锆石中既有岩浆锆石又有变质锆石,表明其源区既有奥陶纪-泥盆纪岩浆岩,又有古生代的变质岩;1261~1727 Ma的锆石以岩浆锆石为主,少数为变质锆石,暗示中元古代的岩浆岩和变质岩也为该组提供物源;1853~2513 Ma的锆石以岩浆锆石为主,反映了华北板块基底的年龄信息。该变质粉砂岩中碎屑锆石的最小谐和年龄是258 Ma,限定了其沉积时代的下限为晚二叠世,应属于林西组。年龄峰值既对应华北板块的重要构造热事件,又有与兴蒙造山带地质事件相关的年龄信息,表明林西组具有南北两个物源区,同时也暗示在其形成时华北板块与西伯利亚板块已经拼合。     

造山带隆起剥蚀过程与沉积记录

大别山造山带是中生代碰撞造山作用的产物,其隆起过程中形成了合肥盆地。本文对合肥盆地侏罗系碎屑岩进行了成分分析,发现砾岩中有两类榴辉岩,一类为高压变质榴辉岩,另一类为超高压变质榴辉岩。对砂岩中碎屑白云母的成分分析表明,指示高压变质作用的多硅白云母在较低层位已大量出现。重建的碎屑物注入顺序为:非超高压变质岩—高压变质岩—超高压变质岩。结合变质岩石学研究和地球物理观测资料重建的大别山造山带内部结构,可进一步重建大别山的剥蚀历史:大别山造山带最先(三尖铺组沉积初期)受到剥蚀的是非超高压变质的片岩、片麻岩及大理岩,高压变质岩折返到地表受到剥蚀不晚于中侏罗世初期(三尖铺组沉积早期),而超高压变质岩折返到地表经受剥蚀的时间稍早于中侏罗世中期(凤凰台组沉积初期)。天山是典型的陆内造山带,其隆起是新生代以来印度板块与欧亚板块碰撞的一种远程效应。本文对天山发育的花岗岩磷灰石裂变径迹分析,并对南侧的塔里木盆地北部古近系及新近系沉积岩进行了碎屑岩物源分析,在新的磁性地层学格架中讨论了天山的隆起剥蚀历史。砾石组分的突然变化发生在75~35 Ma,26~17 Ma和12~8 Ma间,从中天山物源区逐渐变为南天山物源区,12 Ma后变为以南天山为主要物源区。砂岩及重矿物组分变化表明,物源在124 Ma、26(~24)Ma及15(~12)Ma时发生过变化。磷灰石裂变径迹则进一步揭示了天山的3阶段差异性隆起历史:天山的早期隆起发生在124~80 Ma间,从中天山和南天山的交界处开始并向南扩展;第二次隆起发生在大约100~60 Ma间,从中天山开始向南扩展;第三次隆起从大约50 Ma开始,并向北南两侧扩展,至大约30 Ma时扩展到北天山,约20 Ma时扩展至南天山;其后,南天山在15(~12)Ma时发生了独立的隆起事件。本文的两个研究实例表明,盆地的充填符合计算机数据结构的堆栈过程,但造山带的隆起剥蚀却会出现明显的差异性。不能简单地说造山带的剥蚀和盆地的充填具镜像对称关系,这有可能导致错误的认识,一定要具体事例具体分析。     

祁连山西段玉石沟地区上二叠统砂岩碎屑锆石年代学及其地质意义

玉石沟地区位于青藏高原东北缘,大地构造属于北祁连造山带南缘,其石炭纪—三叠纪是上叠盆地发育时期,表现为浅海相、海陆交互相至陆相稳定型沉积建造。对玉石沟北部紫红色粗砂岩样品进行LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb测年,其年龄结果主要分布在4个区间:260～350 Ma(峰值314 Ma)、400～500 Ma(峰值445 Ma)、1 700～2 000 Ma、2 200～2 600 Ma,800～1 000 Ma锆石数仅有2颗,另有1颗锆石为2 056 Ma。锆石CL图像显示:260～350 Ma锆石中既有变质锆石也有岩浆锆石,可能响应南祁连地区石炭纪—早二叠世的热事件。400～500 Ma锆石以岩浆锆石为主,表明北祁连造山带和中祁连地块广泛发育的弧岩浆岩和同碰撞花岗岩提供了物源。1 700～2 000 Ma和2 200～2 600 Ma锆石主要为变质锆石,反映了祁连地块基底变质岩的年龄信息,推测来源于基底变质岩的剥露。800～1 000 Ma年龄区间的锆石数量稀少,可能反映新元古代侵入体在该组沉积时期尚未大规模剥露。砂岩中最年轻的锆石年龄为(289±2)Ma,限定了其沉积时代的下限为早二叠世,结合实测地层剖面上的岩石组合和层序变化,将之归属于上二叠统红泉组。碎屑锆石年龄结构表明玉石沟地区红泉组兼具北祁连造山带和中—南祁连地块的年龄信息,红泉组沉积物可能具有南、北两个物源区。     

福山凹陷流沙港期源区构造环境、母岩类型及演化

通过对福山凹陷流沙港组砂岩碎屑组成及Dickinson三角图解分析,揭示了源区主要为稳定成熟陆块的混合造山带,火山弧造山带、碰撞缝合线及褶皱—逆掩带也有一定的贡献,与海南岛以外来峰的方式逆冲—推覆在不同岩片之上形成的岩片叠置堆垛系统的构造背景相吻合。利用Q型和R型聚类划分出源区及不同源区的重矿物组合,结合重矿物含量、形态、构造、岩屑成分及石英阴极发光特征等,认为源区母岩存在10类岩性组合。根据ZTR指数变化趋势及重矿物组合,研究区主要发育云龙凸起和海南隆起两个物源,海南隆起可划分多文—龙波及澄迈两个相对独立的物源。流三段沉积时,美台、花场及白莲地区分别接受来自多文—龙波、迈澄及云龙凸起沉积物,母岩主要为中酸性岩浆岩及变质岩,迈澄源区母岩缺乏变质岩;流二段沉积时,花东及白莲地区接受来自云龙凸起沉积物,母岩为中酸性岩浆岩及沉积岩;流一段沉积时,H7-2井区至永安一带主要由迈澄提供物源,母岩为中酸性岩浆岩、沉积岩及变质岩,H8井区受到澄迈、云龙凸起物源共同影响。