贺兰山中段奥陶系米钵山组砂岩地球化学及构造背景分析

本文利用奥陶系米钵山组砂岩地球化学分析,结合区域地质研究,探讨贺兰山中、晚奥陶世的构造环境。贺兰山中段奥陶系米钵山组砂岩的地球化学研究表明,砂岩的siO2平均含量为81．3％;A120。／Si02值0．07～0．11,平均值为0．08;K20／Na20值变化较大,最大60．7,一般介于4．79～7．81;Fe2O3＋MgO含量较低,介于2．1％～2．81％。砂岩微量元素Nb丰度及V／（V＋Ni）与Ce／La、Sr／Ba值均较高,说明砂岩沉积于湿热、还原、低盐度环境,具有大陆型沉积特征。砂岩稀土元素富集,含量在116×10^-6～195×10^-6之间,平均值为158×10～;8Eu为0．52～0．58,具显著的负铕异常。这些数据指示了米钵山组具有重力流快速堆积的特征和大量陆源补给,浊流沉积作用是重力流携带陆源物质的主要途径。通过多种构造环境判别图解分析,显示物源区地质构造具有被动大陆边缘性质。     

贺兰山中段震旦系盖帽白云岩的沉积特征、区域对比及意义

2011年,作者在贺兰山中段腰坝配件厂地区进行1∶5万区域地质调查时发现了震旦系盖帽白云岩,进而研究了其沉积特征、碳氧同位素组成和时代,并与该区紫花沟兔儿坑组白云岩、华南和华北地台南缘相应地层进行对比.结果表明,盖帽白云岩为含陆源细碎屑白云岩,与兔儿坑组白云岩相近;其δ13C值为-4.7‰～0.79‰,且自下而上呈下降趋势;其时代与华南震旦系下、中部相当,与华北地台南缘震旦系罗圈组的沉积特征和古地理环境相近;与全球Gaskiers冰期有相关性.这对华北地台的古构造、古地理、古气候及动物演化“源头”的研究有重要意义.     

贺兰山和银川盆地的岩石圈结构和断裂特征——深地震反射剖面结果

位于南北构造带北段的贺兰山和银川盆地是华北克拉通西部的一个板内构造变形带和活动构造带,有着复杂的形成和演化历史,对该区复杂的地质构造和现代地震活动有着重要的控制作用.2014年初,跨银川盆地和贺兰山完成的长度135km的深地震反射剖面揭示了该区的岩石圈层结构和断裂的深浅构造特征.研究结果表明,沿剖面莫霍面埋深自东向西逐渐加深,地壳厚度40~48km,且不同构造部位的地壳反射结构图像、速度分布、壳内界面形态和莫霍面起伏存在着明显差异.深地震反射剖面揭示,贺兰山两侧有着不同的断裂构造特征,在贺兰山东侧,黄河断裂、贺兰山东麓断裂以及银川盆地内的多条隐伏断裂均为第四纪以来仍在活动的正断层,控制了银川盆地的新生代沉积,在剖面上呈"负花状"构造展布;在贺兰山西侧,巴彦浩特断裂和贺兰山西麓断裂在剖面上表现为东倾的逆冲断层,使得贺兰山隆起区的中生代地层发生褶皱、冲断和结构变形;地壳深断裂位于银川盆地的西侧,该断裂倾角陡直,向下错断中-下地壳和莫霍面,向上可能与两组上地壳断裂相联系;这套不同时期形成的走滑、逆冲和正断并存的深浅断裂系统是该区盆山耦合、地壳结构变形和壳幔结构变化的构造条件.深地震反射剖面揭示的另外一个重要现象是,在贺兰山和银川盆地之下还存在有一组强能量的上地幔反射波组(UMR),其界面深度约为82~92km,暗示该区上地幔中存在有速度跃变层或速度间断面,反映了该区上地幔结构的纵向不均匀性.探测结果为进一步分析研究华北克拉通西部复杂的深部结构、不同地块的结构差异和深浅构造关系等提供了地震学证据.     

贺兰山寒武系研究新进展

贺兰山寒武系早期苏屿口组为砂、砾混杂和不等粒结构的水下冲积扇沉积;五道塘组为下古生界碳酸盐台地沉积,其下部为含泥中、细粒砂屑和生物碎屑,中、上部为含不同形态的核形石碳酸盐岩组成;陶思沟组为发育水下流动波痕和水上暴露泥裂构造碳酸盐岩与细碎屑岩系的混合沉积;胡鲁斯台组和阿不切亥组为陆表海与“风暴海”沉积.根据该区与华北地台的对比,首次提出贺兰山寒武纪早期的苏屿口组古地理面貌应是西低东高,而非传统认为的西高东低;寒武纪早期的五道塘组、陶思沟组古地理面貌则为西高东低.     

临夏盆地新近纪郭泥沟剖面磁组构特征及其环境意义

临夏盆地在东亚新生代地层、古气候、古生物研究方面占有举足轻重的地位.本文对盆地东部的郭泥沟剖面进行了详细的岩石磁学和磁组构研究,以揭示从早中新世到早上新世临夏盆地的沉积演化过程.郭泥沟剖面沉积物中的磁性矿物有磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿和针铁矿,但剩磁载体以磁铁矿和赤铁矿为主.从上庄组和东乡组的褐红色粉砂质粘土到柳树组和何王家组的褐黄色粘土,赤铁矿含量呈现降低的趋势,与沉积物颜色变化一致.郭泥沟剖面沉积物磁组构类型为正常沉积磁组构.结合岩石磁学结果和磁组构参数特征可揭示临夏盆地早中新世-早上新世沉积的演化过程：早中新世上庄组为稳定湖相沉积,古水流方向为NNW,与南北向的大夏河方向一致;中中新世气候发生较明显的干湿波动,形成了东乡组的褐红色湖相粉砂质粘土夹粉砂、砂和青灰色泥灰质粘土条带,古水流方向主要为NNW,沉积过程主要受大夏河控制;中中新世晚期,受青藏高原构造运动影响,沉积相由湖相细粒沉积物转变为虎家梁组河流相砂砾层;同时,盆地的水动力条件也发生改变,晚中新世柳树组湖相沉积过程同时受南北向大夏河和东西向洮河控制,两个方向近垂直的河流共同作用导致柳树组内沉积各向异性度较低,面理和线理均不发育,磁化率最大轴偏角分布比较分散,磁组构确定的古流向为东西向和南北向;早上新世期间,由于受青藏高原隆升影响,沉积了何王家组下部的河流相砂砾层;受构造抬升影响,大夏河重新主导何王家组上部洪泛平原相沉积过程,水动力条件较为单一稳定,古流向主要为N向,与大夏河流向一致.     

川滇南北向构造带早中生代构造变形研究

贺兰-川滇南北向构造带是划分中国大陆东西的地幔陡变带,其南段川滇南北向构造带是由几个性质不同的构造系统叠加组成的复杂构造带.研究发现,位于扬子地块西缘的川滇南北向构造带发育由雁行状左行走滑断裂为骨架的走滑构造带.走滑构造带经历了两期构造叠加,早期变形为北东-南西挤压应力场形成的一系列北西-南东走向的逆冲断裂,晚期北西-南东挤压应力场环境下沿先前的逆冲断层形成一系列左行走滑断裂.在这些左行走滑断裂之间,发育一些中生代盆地,盆地沉积相和古流向研究显示,这些盆地的形成受走滑断裂控制.因此,依据盆地内最老地层限定,扬子西缘走滑构造带形成于早中生代.作者认为,这个走滑构造带的形成,很可能与晚三叠世-侏罗纪时期扬子地块顺时针旋转并持续向北俯冲-碰撞有关,川滇南北向构造带在早中生代中国大陆的主体碰撞拼贴过程中就已经开始形成.     

祁连盆地第三纪沉积物磁性地层和岩石磁组构初步研究

祁连山山间盆地内的新生代沉积物是研究新生代以来祁连山构造演化的重要材料.本文以位于祁连山中部祁连盆地内的新生代沉积物为研究对象,利用磁性地层学方法结合碎屑颗粒裂变径迹定年方法获取其沉积时代框架,在此基础上,结合岩性变化与沉积环境变迁分析祁连山构造演化历史.野外实测剖面显示该盆地内的第三系可划分为下部砾岩组和上部砂岩组两大岩性单元.古地磁结果显示砾岩组的沉积时代约为10—14.3Ma.砾岩组沉积大约在14.3 Ma开始形成,指示祁连山14.3 Ma以来构造活动变强烈.磁组构结果显示砾石组顶部沉积形成时的受力方向与现今祁连盆地周缘断层分布所指示的应力方向一致,表明这些断层大约在10 Ma附近开始活动.我们的结果揭示祁连山中部山脉14.3 Ma以来尤其在10 Ma附近构造活动较强烈.这与过去低温热年代学所获得的祁连山山体的快速冷却年龄及祁连山两端大型盆地内的第三系所记录的构造事件发生的时间基本吻合.而砂岩组的古地磁结果并未通过褶皱检验,其古地磁记录发生了后期重磁化,无法获得地层的准确沉积年龄.     

断层崖演化与古地震研究

从断层崖演化模型及其理论分析入手 ,给出了模型的数学分析解 ,导出了一次突发事件和蠕动成因断层崖演化的等时地形 (地层 )线、最大坡度和崖下堆积体截面积的精确表达式 ,据此分析了可能造成的几何与沉积构造特征。根据野外观察、实验分析及理论研究 ,探讨了断层崖演化及其古地震学研究的一些重要问题 ,提出了与断层崖相关的古地震几何形态、沉积结构和实验分析的综合标志 ,并具体研究和确定了与红果子贺兰山东麓断层崖和孟家湾F2 0 1断层崖相关的 8次古地震事件及其近地表特征和复发周期 ,前者为 2 .0～ 3.0ka,平均 2 .4ka ,后者为 3.3～ 4 .0ka ,平均 3.6ka     

断层崖研究与地震危险性估计——以贺兰山东麓断层崖为例

本文研究了断层崖的形成条件及演化过程,提出了必须对断层崖同时进行几何学和沉积学的研究,并根据我们对贺兰山山前断裂带的断层崖的研究结果,初步总结了断层崖崩积楔的若干特征及其在大地震重复性研究中的意义。根据对宁夏红果子沟和苏峪口断层崖几何学和沉积学的研究结果,确定了贺兰山山前断裂自全新世以来曾发生过4次快速错动事件.从老至新分别命名为 A、B、C、D 事件。由于第二期崩积楔下部物质的 C~(14)年龄为距今5745±90年,所以,B 事件大约发生在距今约6000年左右。第四次事件(D)发生在距今400年以内,以致使明代长城发生错动,西错断点的垂直断距为0.35米,东错断点为0.95米。由此估计4次断层错动事件的重复间隔约为2000—2500年。根据三期古崩积楔高度估计三次古错动的垂直位移幅度分别为:红果子沟西部断层崖为0.25—0.5米,东部断层崖为0.9—1.2米,苏峪口为0.8—1.6米,它们均与串件 D 相当。若假定事件 D 与1739年平罗地震相关,则上述4次断层错动的重复间隔即为7—7~(1/2)级以上地震的重复间隔。此数据与根据相同地段断层滑动速率计算的大地震平均重复间隔相当。宁夏北部贺兰山东麓断层为右旋走滑正断层,全新世以来垂直滑动速率北段为0.2—0.25毫米/年,中段为0.5—0.63毫米/年。而宁夏南部南、西华山断裂第四纪以来为左旋走滑断裂,20000年以来的走滑速率最大可达28.65毫米/年。这是因为二者分属于华北和青藏两个不同的构造区,因而具有不同的构造活动性及地震重复率。     

河北矾山盆地第四纪活动构造分析

从沉积地层、地貌和构造等方面概述了矾山盆地的基本地质特征。提出矾山盆地是延——怀盆地中的一个相对独立的构造盆地。根据新发现的活动断裂剖面,论述了矾山盆地的构造活动性,指出矾山盆地形成于中更新世初,各主要断裂在晚更新世有强烈活动。     

大别造山带的深层动力过程与超高压变质带的形成机制

本综合分析了现有的地质、地球化学和地球物理资料,以认识山盆状态、深、浅构造格局,空间展布及其在四维空间的演化特征,并进行相应的地质解释。从沉积构造、地壳结构、地幔盖层和幔低速层分布特征探讨造山带地域的深部结构和动力学模式。     

Paleozoic sedimentation and tectonics in Korea: A review

Abstract The geological history of the Korean Paleozoic is recorded in lower and upper Paleozoic strata, mostly distributed in two relatively large sedimentary basins, the Taebaeksan and Pyeongnam basins. The lower Paleozoic sedimentary rocks are exclusively of marine origin, dominated by shallow platform carbonate rocks with minor interbedded siliciclastic rocks. The development of the lower Paleozoic sequence was mostly controlled by eustatic changes, having cyclic sedimentation of various temporal scales. During the early Paleozoic the Korean Peninsula was located in a low‐latitude tropical region and experienced frequent storm activities. The upper Paleozoic sequence comprises paralic to non‐marine rocks with minor limestone intercalations in the lower part of the sequence. Upsection changes in sandstone composition and mudrock geochemistry of the upper Paleozoic Pyeongan Supergroup in the Samcheok coalfield indicate that sediments may have been derived from the continued uplift and unroofing of a collisional orogen source. There exists a great unconformity between the lower and upper Paleozoic strata, which spans the geological time from the Late Ordovician to Early Carboniferous. The unconformity period is conventionally thought to be of non‐deposition, but a recent study suggests that it is characterized by continuous sedimentation and significant removal (>1 km thick) of sediments by erosion. No Paleozoic tectonic history has been addressed so far, and thus it needs further study to elucidate geological events during the middle–late Paleozoic in the Korean Peninsula. Tectonostratigraphic correlation of the Korean Peninsula with neighboring Chinese blocks has been a hot issue for a long time. Although the eastward extension of the Chinese collision belt has been recently suggested to be the Imjingang belt located in the middle of the peninsula, further studies are needed to test this hypothesis because results of recent paleontological, sedimentological and stratigraphic studies on Paleozoic sediments are not in agreement with this possibility.     

Tectonic and climatic controls on late Quaternary bajada sedimentation along Narmada-Son Fault(NSF),Gujarat,Western India

An alluvial bajada has been recognized along a part of the active Narmada-Son Fault(NSF) and confined by the Karjan River on the eastern side and by the Madhumati River on western side.The bajada sequence exposed along the incised cliffs of various north flowing parallel streams has been studied in their proximal,medial and distal part. The sediments are characterized on the basis of grain size,fabric,sedimentary structures,bed geometry and sorting, and lithologs prepared from the mapped cliff sections.Detailed study of sedimentary characteristics,lithofacies analysis and facies associations indicate that sediments are mainly of three types-sediments that were deposited by debris flows and sediment gravity flows,and as extensive bar deposits.Three major aggredational sequences are recognized.Each sequence is composed of coarsening-upward sequence of proximal facies overlain by fining-upward sequence of distal facies.Coarsening upward sequence record periods of tectonic activity related to uplift along the NSF and fan progradation,whereas fining-upward sequence results from tectonic quiescence periods.The presence of rhizocretions,calcium carbonate nodules and calcite sheets within the basal debris flow and sediment gravity flow indicate semi-arid climate,whereas the formation of pedoginized paleosol indicate relatively wetter climate prevailing in the study area.Tectonic activity along the NSF has played dominant role by controlling the geometry and volume of bajada sediments.Climate is found to be responsible for compositional and temporal distribution of bajada sediments.OSL dating suggests that the bajada sediments were deposited during the later part of late Pleistocene.The incision of the sediments is attributed to uplift due to inversion of the lower Narmada basin during the early Holocene.     

Paleoenvironments of the evolving Pliocene to early Pleistocene foreland basin in northwestern Taiwan: An example from the Dahan River section

The overriding of the Luzon volcanic arc atop the underlying Chinese rifted‐continental margin has caused the formation of the Taiwan mountain belts and a peripheral foreland basin west of the orogen since the late Miocene. In this study, lithofacies analysis and calcareous nannofossil biostratigraphic investigations of the Dahan River section in northwestern (NW) Taiwan were performed. Our results offer insights into the temporal evolution of the sedimentary environments and the competing effects of the sedimentation and basin tectonics of the NW Taiwan foreland basin from the Pliocene to early Pleistocene. Nannofossil biostratigraphic studies showed that the upper Kueichulin Formation and the overlying Chinshui Shale can be assigned to the NN15 biozone of the Pliocene age, and the Cholan Formation pertains to NN16–NN18 of the early Pleistocene. The NN15–NN16 boundary coincides roughly with the boundary of the Chinshui Shale and Cholan Formation. We recognized three major sedimentary environments in the studied foreland succession comprising the upper Kueichulin Formation, Chinshui Shale, Cholan Formation and Yangmei Formation, in ascending order. During the deposition of the upper Kueichulin Formation in the early Pliocene, the dominant environment was a wave‐ and tide‐influenced open marine setting. During the late Pliocene, the environment deepened to an outer‐offshore setting when the sediments of Chinshui Shale were accumulated. In the Pleistocene, the environment then shallowed to wave‐dominated estuaries during the deposition of the lower Cholan Formation, and the basin was rapidly filled, generating a meandering and sandy braided river environment during the deposition of the upper Cholan to the Yangmei Formation. In summary, the evolution of sedimentary environments in the studied succession shows a deepening then a shallowing and coarsening upward trend during the period from the Pliocene to the Pleistocene, spanning the age from approximately 4 to 1 Ma.     

晚寒武世早期河北北部柳江盆地发生的强地震

在河北省北部柳江盆地发现了距今5亿年前的地震记录。 震积岩发育在上寒武统崮山组中部。 沉积物变形构造主要有地裂缝、 地震楔、 砂脉、 砂层液化、 包卷层理等。 这些特征沉积构造是地震波作用于潮上—潮间带沉积环境中软沉积物而形成的。 在古沙垄顶部的内碎屑微晶灰岩中有沉积物液化产生扰动层理和流体逃逸形成的砂脉。 显微镜下可见沉积物液化流动显微构造和结构, 如微褶皱、 纹层断错、 液化颗粒等。 水面下在生物礁或沙垄斜坡局部可见重力流形成的包卷层理。 包卷层理核部为浅黄色和紫红色竹叶状灰岩, 中部为浅灰色破碎流化微晶灰岩碎屑, 外部为浅色和紫色内碎屑微晶灰岩。 崮山组的岩性组合和这些软沉积物变形构造表明, 崮山期柳江盆地构造活动剧烈, 沉积环境水深反复变化、 逐步变浅, 伴有地震发生, 估计产生震积岩的古地震的强度为7级左右。 该古地震事件的确定有益于研究地震活动和构造活动规律。     

综合地球物理方法在华南桂中海相残留盆地沉积相预测中的应用

沉积相研究是盆地隐蔽油气藏勘探中重要的研究内容之一,综合利用地球物理方法有效识别构造、岩性或沉积相差异是盆地隐蔽油气藏勘探的前提.本文基于重力、航磁、地震等综合地球物理资料,通过重磁异常正演剥离和剖面正反演拟合技术研究了华南桂中地区海相地层的密度分布特征,预测了岩相、沉积相的变化规律.研究发现,本区中、下泥盆统海相地层存在横向的岩性、岩相变化,研究区西北、东南部的台地相区重力异常高、岩石拟合密度值高;中部“X”型台地边缘相区重力异常杂乱、岩石拟合密度变化范围大;东部台沟相区重力异常低、岩石拟合密度值低.利用综合地球物理方法预测沉积相为盆地岩性圈闭油气藏和生物礁油气藏勘探提供了新的研究思路,研究成果已得到初步检验,但还有待进一步完善与实践.     

利用地震折射和反射波资料研究银川盆地浅部结构和隐伏断裂

银川盆地是华北克拉通西部构造活动较为强烈的一个新生代断陷盆地.为了研究银川盆地的地壳浅部结构和活动断裂特征,我们利用2014年在银川盆地完成的深地震反射剖面数据,采用初至波层析成像方法得到了银川盆地高精度的基底P波速度结构和构造形态;考虑到仅根据速度结构剖面还难以确定断裂的准确位置、断层上断点埋深、断层的近地表构造组合样式等特征,研究中还采用浅层地震反射波勘探方法对银川盆地内的隐伏断裂和1739年平罗8.0级地震的地表破裂带浅部结构进行了高分辨率成像.研究结果表明:银川盆地与两侧地块的浅层P波速度结构和沉积盖层厚度差异较大,银川盆地总体呈现出明显的低速结构特征,盆地基底面起伏变化较大,基底最深处位于芦花台断裂和银川断裂之间的银川市下方,其深度约为7000~7200 m;贺兰山隆起区显示为明显的高速特征,地表出露中-古生代基岩地层,缺失新生代地层;鄂尔多斯地块西缘的浅层P波速度明显高于银川盆地,基底埋深相对较浅,推测其新生界地层厚度小于2500 m.浅层地震反射剖面揭示的地层反射界面形态和断裂的浅部构造特征非常清楚,黄河断裂、贺兰山东麓断裂、银川断裂和芦花台断裂不仅是错断盆地基底的断裂,而且还是第四纪以来的隐伏活动断裂,这些断裂的交替活动形成了"堑中堑"的盆地结构,并对银川盆地的形成、盆地内的新生代地层厚度和第四纪沉降中心具有重要的控制作用;在近地表这些断裂表现为由2~3条断层组成的"Y字形"断裂构造,且主断裂的最新活动可追踪至晚更新世末期或全新世,是构造继承性活动的结果.本文的研究结果不仅可为进一步分析银川盆地的基底结构、隐伏断裂特征和活动构造研究等提供新的地震学证据,而且还可为该区城市规划中避让活动断层提供科学依据.     

长江中游地区洪泛沉积物与正常河流沉积物磁组构特征对比研究

在地层剖面中,洪泛沉积物与正常的河道沉积物的沉积学特征非常相似,仅靠沉积学特征很难将两者区分. 为了识别古洪灾事件,因而从环境磁学角度建立两种沉积物的识别标志是非常必要和有意义的. 本文通过对1998年长江黣洲湾溃口扇及其附近的长江现代河漫滩沉积物进行磁组构参数测量和对比分析,并结合长江下游河漫滩沉积物的磁组构参数特征,揭示出长江中游正常河流沉积物与河流溃口沉积物的磁组构参数特征具有明显的不同,并且它们与沉积时的沉积环境有着密切的关系. 因此,对长江中游地区沉积物磁组构参数的测试及磁化率各向异性量值椭球体形态的研究,是目前分辨洪泛沉积物和正常的河道沉积物的一个较有效的方法.     

Jurassic and Early Cretaceous Radiolaria of the Lower Amurian Terrane: Khabarovsk region, far east of Russia

New data on biostratigraphy, sedimentology and tectonics of the Russian Far Eastern region (Lower Amurian terrane) are presented. This study shows that sedimentary sequence of the terrane consists of interbedded Radiolaria-bearing siliceous and volcaniclastic sediments spanning an interval of over 90 million years. It is shown that accumulation of radiolarian deposits on an oceanic plate was associated with alkaline (intraplate) volcanism in the Jurassic, while the plate was drifting, and with some arc volcanism during the Early Cretaceous. The younger siliceous rocks contain volcaniclastic material and indicate that the studied sequence approached the trench in the Early Cretaceous (Hauterivian-Barremian) and became accreted in the late Albian–early Cenomanian. We describe and illustrate radiolarian species extracted from 21 samples. A taxonomic list of 194 taxa and nine plates of Jurassic–Early Cretaceous Radiolaria are presented.