新疆东准卡拉麦里地区下石炭统板内沉积特征

长期以来,新疆东准卡拉麦里碰撞带时限与下石炭统紧密相关。本文建立内部地层序列,将生物地层与锆石年代学紧密结合,明确了下部松喀尔苏组(暂定)火山岩系锆石年龄为346.8±3.3Ma,为早石炭世维宪期沉积;中部塔木岗组碎屑锆石年龄327Ma,为维宪期之后的沉积产物。将生物地层、沉积地层、火山岩和构造背景相结合,得出晚泥盆世克安库都克组为磨拉石沉积。下石炭统早期的松喀尔苏组(有待建组)为中、基性火山岩夹中酸性的火山凝灰岩,塔木岗组具有滨岸扇三角洲沉积,姜巴斯套组以重力流沉积为主,测区已进入到板内沉积阶段。测区早石炭世板内地层具有盆地开裂、近海和深水的重力流沉积,组成板内开裂至坳陷的沉积特征。     

藏北羌塘中部冈玛错—日湾茶卡地区下石炭统望果山组的建立及其地质意义

望果山组是发育在龙木错—双湖—澜沧江板块缝合带内的一套早石炭世基性—酸性火山岩沉积地层,以火山角砾岩、火山凝灰岩、安山岩及流纹岩为主,夹少量玄武岩,具有多旋回式喷发的特点,被下石炭统日湾茶卡组整合覆盖,总体为一套近火山口相的海相火山岩沉积地层,表现出扬子型地层的亲缘性。在青山梁地区获得的望果山组安山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为350Ma±1Ma,结合下石炭统日湾茶卡组砂岩碎屑锆石的最年轻年龄峰值(362Ma),认为望果山组应形成于早石炭世杜内阶。望果山组的建立对龙木错—双湖构造地层区地层系统的完善,以及探讨龙木错—双湖—澜沧江洋的演化历史等具有重要的地质意义。     

新疆准噶尔古生代洋盆闭合时限——来自卡拉麦里地区石炭纪碎屑锆石U-Pb年代学的约束

新疆准噶尔古生代洋盆闭合时限对中亚造山带古生代构造格局及演化研究具有重要意义。东准噶尔卡拉麦里断裂带南缘广泛出露石炭纪陆相粗碎屑岩系,沉积相分析表明其形成于扇三角洲沉积环境。依据区域地层对比、岩石组合特征及地层接触关系,将其重新厘定为山梁砾石组。选择西段滴水泉和东段双井子2个地区的山梁砾石组剖面进行地层对比,并在2个剖面底部采集粗砂岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定,获得最年轻的碎屑锆石年龄分别为349±4Ma和355±3Ma,代表山梁砾石组沉积时代晚于349Ma,应为早石炭世早期。碎屑锆石年龄分布特征及砾石成分表明,其物源主要来自断裂带北侧的泥盆纪火山岩。在分析前人资料的基础上,认为山梁砾石组碎屑岩系是卡拉麦里造山带强烈隆升造山过程的沉积学响应,形成于前陆盆地,限定了准噶尔古生代洋盆闭合时限在早石炭世早期之前。     

新疆卡拉麦里上-中泥盆统间角度不整合和346.8 Ma后碰撞火山岩的意义

在东准噶尔卡拉麦里地区的五彩湾一带出露一套具磨拉石特征的火山沉积建造, 下部为具磨拉石特征的砾岩、砂岩, 上部为一套中基性的火山熔岩夹中酸性的火山凝灰岩.1:20万卡拉麦里山幅将其归入下石炭统松喀尔苏组.通过1:5万地质调查研究发现, 该火山沉积建造底部以一套粗砾岩高角度不整合于下-中泥盆统卡拉麦里组之上, 含晚泥盆世植物化石Prelepidodendron sp.(先鳞木), 中上部火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为346.8±3.3 Ma, 且被年龄为341.1±4.0 Ma~340.9±5.1 Ma后碰撞花岗岩侵入, 表明其形成时代为晚泥盆世-早石炭世, 时代上对应于北准噶尔地层分区的上泥盆统克安库都克组.该套地层中上部的火山岩的岩石组合为玄武岩、玄武安山岩、夹少量的流纹质凝灰岩, 岩石化学特征上属钙碱性-高钾钙碱性系列, (La/Yb)_N=2.97~6.66, Nb、Ta亏损, 部分样品Zr、Ti弱显亏损, Nb/U、Ce/Pb比值分别为7.43~20.88、3.17~12.45.地球化学特征表明其兼具板内火山岩和弧火山岩的某些特点, 形成于后碰撞伸展环境, 是卡拉麦里洋盆于晚泥盆世之前闭合后后碰撞岩浆活动的产物.这一研究成果对广为关注的卡拉麦里洋盆的闭合时间进行了很好的限定.      

东天山雅满苏组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

报道了东天山觉罗塔格构造带中雅满苏组火山岩的地球化学特征和年代学结果,通过岩石学、同位素年代学及地球化学研究显示: (1)雅满苏组火山岩由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩以及火山碎屑岩组成,以钙碱性系列为主.火山岩地球化学特征及捕获锆石年龄指示雅满苏组火山岩形成于具有古老基底的陆源弧环境; (2)东天山觉罗塔格构造带雅满苏组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄为东段348.0±1.7 Ma(MSWD=1.15)、中段335.9±2.4 Ma(MSWD=1.03)、西段334.0±2.5 Ma (MSWD=1.02),雅满苏组火山岩整体形成于早石炭世,但东段形成时间早于西段; (3)东天山雅满苏岛弧带形成时期东段早于中段和西段,东天山石炭纪时的俯冲事件可能是由东部先开始,依次到中部、西部,俯冲形式类似于"剪刀"闭合的过程.      

西准噶尔石炭系哈拉阿拉特组新知

哈拉阿拉特组是西准噶尔地区重要的石炭纪海相地层,岩性组合二分性明显:灰绿色为主的火山岩、火山碎屑岩夹灰岩透镜体与灰黑色为主的正常碎屑岩、火山碎屑岩夹少量生物碎屑灰岩。长期以来均认为前者在上,后者在下。根据该组层型剖面中的地层产状、层劈关系、冲刷构造和粒序层理,认为该剖面并未发生倒转,应是火山岩、火山碎屑岩夹灰岩透镜体在下,正常碎屑岩、火山碎屑岩夹生物碎屑灰岩整合覆在其上。根据`哈拉阿拉特组内所发现的化石材料,认为该组是西准噶尔地区一跨早—晚石炭世的岩石地层单位,下石炭统-上石炭统的界线位于该组下段上部。在克拉玛依西北部达尔布特蛇绿混杂岩带与达尔布特断裂之间新识别出的哈拉阿拉特组地层,其中含有早石炭世晚期至晚石炭世的化石,前人用这些材料来确定包古图组和太勒古拉组的时代是错误的,目前包古图组和太勒古拉组尚无可延续到晚石炭世的古生物依据。     

内蒙古东乌旗地区格根敖包组火山岩锆石LA-MC-ICP-MSU-Pb年龄及其地质意义

内蒙古东乌珠穆沁旗地区格根敖包组为一套海陆交互相中酸性火山岩、火山碎屑岩以及陆源碎屑岩组合,含有动植物化石。其时代具有争议。本文获得了格根敖包组二段火山岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄(307.3±0.99)Ma和(311.6±1.3)Ma,表明其形成于晚石炭世。结合前人古生物化石资料,认为格根敖包组上部(三、四、五段)陆源碎屑沉积地层,时代为早二叠世,而火山岩及其以下地层(一段、二段)属于晚石炭世。从而将格根敖包组形成时代限定为晚石炭—早二叠世。格根敖包组下部(一段、二段)地层与邻区宝力高庙组时代一致,同属晚石炭世。     

东准噶尔构造带晚古生代地层时代的厘定及其对区域构造演化意义

新疆东准噶尔(东准)构造带晚古生代地层广泛出露,其沉积时限的精确限定对理解该地区及中亚造山带的构造框架具有深远意义。然而东准构造带的地层时代标定存在多种划分方案,分歧较大。依据自测的5个安山岩和9个砂岩的锆石U-Pb年龄以及收集整理的岩浆岩和砂岩的锆石U-Pb年龄约束,认为东准噶尔构造带地质体的形成时代主要在336~268Ma,336Ma地质体沿额尔齐斯、阿尔曼太和卡拉麦里构造带零星分布。原前石炭纪和原石炭纪海相地层主体属于石炭系宾夕法尼亚亚系,部分层段应为同期异相;原石炭纪陆相地层属于二叠系乌拉尔统。东准构造带晚古生代洋盆在晚石炭世同期碰撞拼贴,将其演化阶段分为400~336Ma次生洋盆同期俯冲阶段、336~300Ma洋盆最终闭合消亡阶段、300~270Ma后碰撞伸展阶段及二叠纪中晚期南缘湖相沉积阶段。     

新疆西准噶尔石炭系碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义

新疆西准噶尔克拉玛依地区出露地层主要为下石炭统希贝库拉斯组、包古图组和太勒古拉组,主体为一套巨厚的半深海大陆斜坡相碎屑沉积建造。这套地层的层序及时代长期以来存在争议,本文对西准噶尔克拉玛依后山地区的希贝库拉斯组和太勒古拉组进行碎屑锆石U-Pb年代学研究,限定石炭纪地层时代、恢复地层层序、确定物源源区及讨论西准噶尔大地构造演化。希贝库拉斯组碎屑锆石最年轻的峰值为309.3 Ma,第二个峰值为331 Ma;太勒古拉组碎屑锆石最年轻的峰值为304 Ma,第二个峰值为318 Ma。二者最年轻的峰值与西准地区后碰撞深成岩体的活动高峰期相吻合,应为岩浆热扰动所致。该区内砂岩成熟度低、源区与未切割岩浆岛弧相关,推测样品中岩浆锆石成因的年龄与当时火山活动可能近同时,因此碎屑锆石第二峰值大致可代表地层沉积时代。碎屑锆石年龄中无前寒武纪锆石记录,反映西准噶尔地区可能不存在前寒武纪古老结晶基底,或者基底规模小、分布零散,未成为石炭纪地层的物源。     

大兴安岭中段乐平统-中三叠统沉积物源分析:来自重矿物组合及碎屑锆石年代学证据

黑龙江西部龙江地区位于中亚造山带东段,黑河-贺根山缝合带与西拉木伦缝合带之间,地层记录了两大古板块之间古亚洲洋闭合过程的信息。本文对龙江地区乐平统林西组和下-中三叠统老龙头组的砂岩样品进行碎屑重矿物和碎屑锆石U-Pb同位素年代学研究。碎屑重矿物组合以锆石+磷灰石+金红石+角闪石+绿帘石+重晶石的组合为特征,表明物源主要来自于中酸性岩浆岩,并有少量变质岩及沉积岩组分。林西组样品最年轻的锆石年龄为278±3Ma,老龙头组样品最年轻的锆石年龄为247±3Ma、243±4Ma及237±3Ma,结合前人的研究,限定了林西组沉积于乐平世,老龙头组沉积于早三叠世-中三叠世。碎屑锆石年龄谱明显分为五组:237～258Ma、270～329Ma、357～558Ma、680～1633Ma及1893～1966Ma。其中237～258Ma的碎屑锆石主要来自与古亚洲洋洋壳消亡前的俯冲增生过程相关的火山活动,270～329Ma的碎屑锆石主要来自大石寨组火山岩及其同期侵入岩,357～558Ma的碎屑锆石来自早古生代-晚古生代早期岩浆弧,680～1633Ma的碎屑锆石可能来自兴安及额尔古纳地块的变质基底,而较古老的～1800Ma的锆石年龄暗示了华北克拉通基底的物源信息。通过研究发现林西组及老龙头组样品前30%年轻的碎屑锆石年龄与地层沉积年龄之差都小于100Ma,结合对砂岩碎屑组成、重矿物组合及盆地与火山弧位置关系的研究,认为研究区乐平世-中三叠世沉积盆地具有汇聚背景,为弧前盆地。     

西天山伊犁地区上、下石炭统接触关系的重新厘定及其构造意义——来自沉积学和岩相学的证据

西天山上、下石炭统之间是否存在区域性角度不整合争议颇大,制约了西天山晚古生代构造演化阶段的划分。伊犁地区石炭纪地层出露典型且完好,通过对该地区上、下石炭统接触关系的重新厘定,开展沉积学和岩相学研究。沉积学特征显示,二者产状一致,未见底砾岩和风化壳,且存在碳酸盐岩和火山碎屑物质"混生"的沉积特征,下石炭统阿克沙克组和上石炭统伊什基里克组之间并无明显沉积间断,应为连续的火山–沉积序列。该研究为西天山伊犁地区石炭纪为统一后碰撞裂谷盆地的认识提供了沉积学证据。     

西天山下石炭统大哈拉军山组底部角度不整合特征及其对天山古生代洋陆转换时限的约束

西天山广泛出露下石炭统大哈拉军山组火山-沉积岩系,其与下伏地层(前寒武纪结晶基底或前石炭纪褶皱基底)之间呈广泛的区域性角度不整合接触。通过对这些角度不整合面及大哈拉军山组底部冲洪积相碎屑岩或陆相火山岩特征的研究,认为该不整合面代表了一次强烈的褶皱、隆升造山事件;不整合面之上初始沉积物地层序列是天山石炭纪后碰撞裂谷盆地新一轮沉积旋回的起点。取自大哈拉军山组底部粗碎屑岩中夹层安山岩样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄为359±2.3Ma,这一年龄值不但限定了这一区域性角度不整合的形成时代,而且代表天山后碰撞裂谷盆地的开启时间。因此,天山古生代洋陆转换时限在晚泥盆世—早石炭世之交,随后,天山造山带进入后碰撞裂谷演化阶段。     

新疆三塘湖盆地石炭系含油气系统初步评价

新疆三塘湖盆地晚古生代发育哈尔加乌组和卡拉岗组陆相火山喷发岩系,二者在岩石组合上均以中酸性火山岩及其碎屑岩为主,局部夹基性火山岩。通过岩性剖面和化石组合对比认为哈尔加乌组和卡拉岗组为同一时代地层,没有上下关系,时代为晚石炭世—早二叠世。对哈尔加乌组火山岩进行锆石SHRIMP U-Pb定年获取年龄值为319.6±9.8 Ma,表明这套火山岩含有石炭纪的部分,限定这套火山岩系的喷发时限为石炭纪中期至早二叠世。哈尔加乌组和卡拉岗组火山岩发育多期的火山喷发—沉积旋回,形成巨厚层的火山岩和火山碎屑岩的互层,具备良好的油气储集条件,其下伏老爷庙组暗色泥岩夹层有机碳(TOC)含量较高(0.71%～1.62%),属于一般烃源岩—好烃源岩,这套烃源岩与哈尔加乌组—卡拉岗组火山岩构成生储盖组合,上覆上二叠统芨芨槽子群泥岩为盖层,构成盆地与火山岩相关的石炭系含油气系统,具有重大的石油地质意义。     

冀北张家口组、义县组火山岩SHRIMP定年兼论中国东部大兴安岭兴安岭群和东南沿海火山岩地层时代

冀北张家口组和义县组火山岩锆石 U-Pb定年结果表明 ,张家口组的时代为 1 3 5～ 1 3 0 Ma,义县组的时代为 1 2 9～ 1 2 0 Ma,均属早白垩世。揭示出冀北—辽西地区早白垩世火山沉积盆地的形成和火山活动的时代均具由西向东变新的特征 ,即滦平盆地火山活动始于 1 3 5Ma,承德盆地骆驼山一带始于 1 3 0 Ma,辽西始于 1 2 8Ma。根据年代地层和生物地层资料的对比表明 ,组成中国东部大兴安岭火山岩带的兴安岭群时代主体为早白垩世早—中期 ,组成东南沿海火山岩带的建德群和石帽山群及其相当地层的时代为早白垩世中—晚期 ,因此热河生物群和建德…     

准噶尔盆地东部石炭系火山岩储层地质特征及油气意义

准噶尔盆地东部石炭系火山岩油气藏勘探近年来取得了重大成就。该区石炭系巴塔玛依内山组火山岩储层类型多样,包括玄武岩、安山岩和流纹岩等火山熔岩,火山集块、火山角砾岩、凝灰岩等火山碎屑岩以及各种沉积—火山岩。火山岩存在多期次、间歇性喷发的特征,一般至少可以划分为3个喷发期次,沉积岩夹层是其主要喷发间断面,两个沉积夹层之间的火山岩层段是有利储集段带。该区石炭纪古火山机构类型多样,近火山通道火山角砾岩发育,是有利的储集相带。综合古生物化石证据和同位素年代学资料,火山活动时限为早石炭世,该区石炭系地层自下而上应为下石炭统塔木岗组、滴水泉组和巴塔玛依内山组;上石炭统为石钱滩组。     

内蒙古银额盆地额济纳旗赛汉陶来地区石炭系 —二叠系煤层的发现及其意义

在对赛汉陶来地区19口石油及煤田钻井地层岩性组合特征分析的基础上,总结了中生代不同构造单元的地层分布特征、含煤层段岩性特征及煤岩物理化学特征。含煤层段岩性组合为沉火山碎屑岩或再搬运的沉火山岩、泥岩夹煤层,具有典型裂谷盆地沉积特征。该套地层横向分布稳定,不同构造单元之间可进行对比,单井平均可采煤层的厚度为4.77m。煤岩演化程度较低,为不粘煤。含煤层段沉火山角砾岩获得的锆石年龄为295.0Ma±1.3Ma~303.4Ma±2.8Ma,对应地层为上石炭统—下二叠统干泉组。银额盆地赛汉陶来地区石炭系—二叠系含煤地层的发现不仅指示了良好的煤炭资源前景,并且对石炭纪—二叠纪盆地构造演化、沉积体系,以及石炭系—二叠系沉积埋藏史等基础地质问题的研究具有重要意义。     

东天山觉罗塔格地区石炭纪火山-沉积岩地层序列及地质时代

通过对东天山觉罗塔格地区路白山、夹白山及雅满苏一带石炭纪生物地层及年代地层研究,厘定了石炭系地层序列,划分出了NFEA1带、四射珊瑚及腕足类化石组合,确定雅满苏组下段、中段地质时代为早石炭亚纪大塘世旧司期-上司期,上段时代为大塘世德坞期,与海相火山岩型铁矿有关的火山岩层位多为大塘世旧司期.根据古生物化石组合确定了底坎尔组地质时代为晚石炭亚纪威宁世罗苏期,土古土布拉克组时代为威宁世滑石板期,与火山岩型铁矿有关的火山岩层位为威宁世滑石板期.此外,通过区域岩石地层对比及地层时代研究,认为前人在雅满苏组之下所划分的小热泉子组在区域上可出现在雅满苏组的中下部,层位极不稳定,应予废弃.在上述年代地层序列的研究基础上,最后对觉罗塔格地区石炭纪大地构造背景演化进行了讨论.      

昌宁-孟连结合带东部泥盆系—石炭系南段组研究新进展及其对特提斯洋演化的启示

原—古特提斯洋之间的构造转换方式一直是国际国内研究的热点与难点。南段组是昌宁-孟连结合带东侧地层重要组成部分,其沉积时代、沉积环境和与特提斯演化的关系均存在争议,制约了对昌宁-孟连结合带乃至东特提斯洋演化特征的认识和理解。本文对南段组变质砂岩样品开展了岩石学、岩相学、元素地球化学以及碎屑锆石U-Pb年代学研究工作,结果表明其为泥盆纪—石炭纪被动大陆边缘的浅海沉积,物源来自成熟的大陆。南段组碎屑锆石年龄谱可识别出560Ma、950Ma和1130Ma三个明显的年龄峰值,与来自澳大利亚北缘的拉萨地体上古生界碎屑锆石年龄谱可以对比。南段组物源特征具有亲冈瓦纳大陆属性,但不能据此限定所在地体泥盆—石炭纪古地理位置。保山地块东缘泥盆系曼信组碎屑锆石年龄谱可识别出440Ma和950Ma两个年龄峰值,与南段组存在显著区别。本文新获得昌宁-孟连特提斯洋两侧泥盆纪碎屑锆石年龄谱特征,为原特提斯洋与古特提斯洋之间为连续演化提供了新的沉积学证据。     

西藏孔隆—达果地区古近纪火山—沉积盆地时空演化

对冈底斯带的研究历来聚焦于岩浆弧,对弧间盆地的较少关注导致火山—沉积序列缺乏精细化研究。冈底斯带古近纪地层划分方案是基于并沿用东段林周、南木林地区的层序格架,即林子宗群与日贡拉组垂向叠置不整合接触,在带上其他地区适用时常产生矛盾,制约了基础地质及资源评价工作。通过系统实测孔隆—达果地区古近纪地层剖面,选取剖面中火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,以详实的同位素年代学数据搭建精细年代地层格架,以沉积学、地层学研究分析充填演化过程,恢复火山—沉积盆地古地理。结果显示冈底斯造山隆升剥蚀并被扇沉积体系记录的过程,从晚白垩世早期断续持续至古近纪;以火山岩和/或以沉积岩为主的盆地,发育时限均下延至约70 Ma,暗示岩浆作用与隆升剥蚀对雅鲁藏布洋俯冲的响应几乎同时启动;火山—沉积盆地发育贯穿了整个增生造弧事件,以印亚大陆初始碰撞后的沉积间断为界,分为70~56 Ma和56~40 Ma两期,火山岩与沉积岩同时发育,以时空上的负消长关系占主导地位,表现为剖面上交互或夹层,并受喷发中心、沉积中心的横向迁移约束,产生了地层发育时限的空间变化;受晚白垩世末—古近纪雅鲁藏布洋北向俯冲及印亚大陆碰撞过程影响,持续的造山隆升及岩浆活动的周期性强弱变化约束了盆地发育样式,火山—沉积序列在区域上延展不稳定,垂向序列产生多样性。因此,本文提出层型剖面上火山岩与碎屑岩垂向叠置序列关系不能普适地代表整个冈底斯带,同期火山岩与沉积岩存在空间上快速相变过渡,应使用更为精细年代格架下的空间展布关系,指导冈底斯带弧间盆地地层划分,探讨印亚大陆碰撞的火山—沉积响应过程。     

小兴安岭西北部石炭纪地层火山岩的锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学及其地质意义

小兴安岭西北部晚古生代火山-沉积地层时代的厘定对讨论区域构造演化具有重要意义。本文对该区晚古生代火山岩和粉砂岩进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学研究。结果表明,原晚石炭世-早二叠世宝力高庙组、早二叠世大石寨组和晚二叠世五道岭组火山岩均形成于石炭纪,锆石U-Pb年龄集中于353～352Ma和307～306Ma。早石炭世洪湖吐河组上部粉砂岩的碎屑锆石具有两组206Pb/238U谐和年龄,其加权平均年龄分别为385.2±6Ma和353.0±3.6Ma,前者与区域中晚泥盆世钙碱性火山岩的时代相近,后者与早石炭世火山岩的年龄一致,表明沉积物源主要来自中晚泥盆世-早石炭世火山岩,沉积上限为杜内期。新的年代学资料及地层学资料表明,区域早石炭世火山活动(353～352Ma)伴有洪湖吐河组海相沉积,晚石炭世火山活动(307～306Ma)则伴有宝力高庙组陆相沉积。综合区域上普遍缺失巴什基尔阶,认为大兴安岭北部-小兴安岭西北部地区早石炭世晚期发生的海-陆转变与额尔古纳-兴安地块和松嫩地块的碰撞拼合密切相关,早石炭世火山岩可能形成于碰撞前的俯冲环境,晚石炭世火山岩形成于碰撞后的伸展背景。