二叠纪东吴运动的沉积响应差异：来自扬子和华夏板块吴家坪组或龙潭组碎屑锆石LA-ICPMS U-Pb年龄研究

二叠纪所发生的东吴运动是华南非常重要的构造事件之一。但在构造运动方式、动力学机制以及岩浆-沉积-成矿等方面存在明显的地区差异性。在扬子板块,东吴运动主要发生在中、晚二叠世之间,由地幔柱活动引起,表现为地壳的大规模抬升和大火成岩省的形成;而在华夏板块,东吴运动发生时间相对较早,始于早二叠世晚期,可能由古特提斯洋的俯冲、闭合以及陆陆碰撞引起,主要体现造山作用和前陆盆地的形成以及大量二叠纪花岗岩的侵入。对晚二叠世吴家坪组碎屑锆石所进行的LA-ICPMS U-Pb年龄系统研究表明,扬子和华夏碎屑锆石所构成的年龄频谱和所反映的信息亦存在明显的地区差异。来自扬子板块吴家坪组碎屑锆石年龄主要集中在250~272Ma,峰值为259Ma,这与峨眉山玄武岩的喷发时间非常一致,说明碎屑物质主要来自峨眉山大火成岩省;来自华夏板块龙潭组(相当于吴家坪组)碎屑锆石年龄明显与扬子板块吴家坪组碎屑锆石年龄不一样,华夏龙潭组碎屑锆石年龄变化范围宽广,介于250~3652Ma之间,具有258Ma、290Ma、447Ma、988Ma和1880Ma 5个大的峰值以及360Ma、541Ma、823Ma和2500Ma 4个小的峰值。这些锆石年龄,除了2500Ma外,在华夏地块中都有同期岩浆岩出露。这说明华夏吴家坪组碎屑物源复杂,源区经历了复杂的地壳演化历史,包括晋宁、加里东和印支等造山作用。华夏板块晚二叠世早期碎屑物源可能通过造山作用和短距离搬运来自华夏本身。     

贵州威宁鱼坝稀土含矿岩系的锆石U-Pb年龄

黔西北地区晚二叠世稀土矿产于峨眉山玄武岩与上伏宣威组假整合面附近,在威宁地区稀土矿分为上、下两层,下含矿层为浅灰白色高岭石粘土岩,上含矿层为浅灰色高岭石粘土岩与铝质高岭石粘土岩,含矿岩系厚度在区域上变化较大,在威宁鱼坝剖面含矿岩系完整且厚度较大。在含矿岩系底部凝灰质粘土岩中取样测得锆石U-Pb平均年龄为254. 11 Ma±0. 98 Ma,含矿岩系顶部熔结凝灰岩锆石U-Pb年龄为252. 0 Ma±0. 82 Ma(谐和年龄)和251. 9 Ma±1. 86 Ma(平均年龄)。证实黔西北晚二叠世稀土含矿岩系下矿层产于峨眉山玄武岩第三段上部、上矿层产于宣威组下段,整个稀土含矿岩系形成时间约为2 Ma。     

贵州盘县峨眉山玄武岩系顶部凝灰岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄:对峨眉山大火成岩省与生物大规模灭绝关系的约束

在20世纪90年代,有学者认为峨眉山大火成岩省(Emeishan Large Igneous Province, ELIP)大规模火山活动与二叠-三叠系之交(Permian-Triassic Boundary, P-TB)的生物大灭绝事件在时间上有耦合关系,随后的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素测年结果也显示峨眉山大火成岩省是晚二叠世形成的。但是,近些年大量的SHRIMP U-Pb测年结果表明,ELIP大规模火山喷发约在~260Ma;因此有研究认为,ELIP火山活动与中二叠世瓜德卢普期末(end-Guadalupian)的生物灭绝事件在时间上联系更加紧密。至于P-T界线生物大灭绝,现在多数学者认为是,由于西伯利亚大火成岩省火山强烈活动释放大量气体和火山灰所造成环境变化引起的。最近,我们在ELIP东部的贵州盘县峨眉山玄武岩系剖面中发现顶部发育厚度达近百米的凝灰岩层,其LA-ICP-MS U-Pb法测年结果为251.0±1.0Ma,与浙江煤山剖面中二叠系-三叠系边界处黏土层或火山灰层的锆石U-Pb年龄接近。因此,峨眉山玄武岩喷发结束的时间应该在P-T边界,与西伯利亚大火成岩省的主体喷发时间一致。新的测年结果暗示了ELIP火山活动与地球历史上最大的一次生物灭绝事件(P-T边界)可能存在着成因联系。     

湖北建始北部二叠纪地层硒的来源与富集

在建始北部 1∶5万地质填图中 ,调查了该区二叠纪的 3个硒异常层位———孤峰组、吴家坪组和大隆组。在硒异常层或其下伏层位中发现有基性火山碎屑沉积 ,硒的含量与基性火山碎屑在地层序列与平面展布上呈正比。从地质时代的一致性上反映硒的来源与西南地区峨眉山玄武岩喷发或风化作用有关。硒含量变化与海平面升降曲线表现出正相关 ,在最大海泛面处达最大值。大的容纳空间和水体能量较低的环境 ,利于有机碳质大量吸附硒 ,造成硒的富集。     

四川攀西地区层状基性-超基性岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

应用SHRIMP锆石U-Pb测年,对攀西地区白马和太和含矿层状基性-超基性岩体的年龄进行研究,获得白马层状辉长岩体锆石U-Pb年龄为258±2Ma(95%可信度),太和层状辉长岩体锆石U-Pb年龄为262±2Ma(95%可信度)。结果表明,攀西地区的白马和太和含矿层状辉长岩体均形成于二叠纪晚期。该年龄信息显示了从层状辉长岩体的侵入到峨眉山玄武岩的喷发高峰期(250Ma)仅距5~10Ma,二者应属于同期不同阶段岩浆活动的产物。鉴于空间上层状辉长岩体与峨眉山玄武岩密切相关,基性-超基性岩体和玄武岩的形成均与晚古生代末期峨眉地幔柱活动有关。     

滇东者海上二叠统宣威组下部地层碎屑锆石U-Pb测年及其地质意义

对滇东者海镇上二叠统宣威组下部砂岩样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,获得41个有效数据,年龄分布范围为252.4~2613.9 Ma.根据样品碎屑锆石晶体形态特征、Th/U值、稀土元素富集情况等,推测其物源区可能是川滇古陆。用样品中最年轻的碎屑锆石年龄来限定宣威组的最老沉积年龄,并约束峨眉山玄武岩喷发的结束时间为252.4±4.1 Ma,这为峨眉山大火成岩省活动过程的研究提供了重要信息。     

试论峨眉山玄武岩的地球动力学含义

峨眉山大陆溢流玄武岩是中国唯一被国际学术界认可的、地幔柱成因的大火成岩省。峨眉山玄武岩的主相喷发时间约为260Ma,与二叠纪晚瓜德鲁普期生物灭绝事件的时间相当。地球动力学模拟结果显示,地幔柱活动不仅与超静磁带的产生和结束有密切联系,而且地幔柱活动可能引发生物大灭绝。文中讨论了前人对峨眉山玄武岩的来源、成因以及喷发与持续时间等重要研究进展,并基于新的古地磁研究结果,探讨了峨眉山玄武岩与Kiaman负极性超静磁带(KRS)和二叠纪晚瓜德鲁普期生物灭绝事件的联系以及相应的地球动力学含义。     

云南富宁地区晚二叠世火山岩年代学特征及地质意义

针对在云南富宁地区新厘定出的一套较大面积展布的火山岩,为讨论该火山岩喷发时代及其地质意义,对位于富宁县板蚌乡、花甲乡一带的火山岩进行了高精度的锆石U-Pb年代学以及地质学研究。结果表明:该火山岩~(206)Pb/~(238)U年龄变化于225～280Ma之间,最终获得(256.2±1.0)Ma、(255.6±3.9)Ma的加权平均年龄值,为晚二叠世,与峨眉山玄武岩主喷发期相近。依据该火山岩的时代和分布区域,其很可能受到峨眉山大火成岩省的影响,并造成该区域火山岩复杂的构造背景。     

塔里木二叠纪基性-中性-酸性岩浆岩的年代学及其地质意义

塔里木西部柯坪地区出露的早二叠纪玄武岩与盆地内其他地区广泛分布的玄武岩共同构成一个面积约0.25Mkm²的溢流玄武岩省。巴楚地区出露的早二叠纪辉绿岩、正长岩、石英正长岩与石英正长斑岩等多种岩浆岩构成了连续的基性-中性-酸性岩浆序列。野外露头观察表明,巴楚麻扎尔塔格地区的基性-中性-酸性岩浆岩为近同时侵位。柯坪塔格开派兹雷克组顶部层位玄武岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为279.0±4.5Ma, 该年龄值可限定该区二叠纪溢流玄武岩喷发的最晚时限。巴楚麻扎尔塔格石英正长斑岩脉的锆石SHRIMP U-Pb年龄为273.0±3.7Ma, 与前人测定的巴楚辉绿岩脉和正长岩的锆石年龄在误差范围内一致,表明巴楚地区的基性-中性-酸性岩浆岩为近同时侵位,时间在275Ma左右。综合已发表的塔里木二叠纪岩浆岩高精度年代数据,本文提出：整个塔里木大火成岩省岩浆作用的持续时间约为20Myrs; 291~287Ma喷发的巨量溢流玄武岩可能构成塔里木大火成岩省的主体,是地幔柱头部熔融的直接产物; 283~272Ma侵位的巴楚、一间房和塔北地区的其它类型岩浆岩体积较小,为塔里木大火成岩省晚期岩浆作用的产物。     

黔西普安辉绿岩的年代学、地球化学特征及其地质意义

针对黔西普安铅锌矿区内的辉绿岩脉进行锆石U-Pb年代学与地球化学研究,结果表明其主量元素以高w(TiO2)(4.12%~4.18%)、高w(CaO)(7.46%~8.63%)和低w(MgO)(4.59%~5.02%)、低碱且Na2OK2O为特征,ΣREE总量较高,LREE明显富集。与原始地幔相比,明显富集Rb,Ba,Th等大离子亲石元素,而高场强元素(HFSE)Nb,Zr,Hf等略为亏损,并出现K,Sr和P亏损。主量元素特征和微量元素标准化图解显示,普安辉绿岩属于拉斑玄武岩系列,具有洋岛玄武岩(OIB)的特征,与峨眉山玄武岩为同源产物,具有密切的成因关系。微量元素示踪表明,岩浆来源于富集地幔,具有地幔柱成因特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明辉绿岩形成年龄为263 Ma±10 Ma,代表了峨眉山地幔柱的启动时间。     

湖北恩施三岔口二叠系-三叠系界线附近黏土岩锆石U-Pb年龄及地质意义

通过对恩施地区二叠系-三叠系界线附近含凝灰质黏土岩的野外地质学特征调查,采用锆石U-Pb同位素测试分析,取得其206Pb/238 U加权平均年龄为251.6±1.2Ma,该年龄值为二叠系-三叠系界线附近的火山喷发事件的年龄。结合碳和氧同位素分析,二叠系-三叠系界线附近黏土层之上碳同位素明显负偏,这与该时期生物绝灭事件关系密切。通过区域对比,发现该套黏土岩在区域上可进行连续追踪,不同地区界线附近岩石组合差异性明显,二叠系顶部自西向东总体表现为碳酸盐岩比例逐渐减少、碳硅质岩逐渐增加的特征。     

峨眉山大火成岩省东区普安玄武岩系年代学、地球化学及成因研究

广泛分布于中国西南川、滇、黔三省的峨眉山玄武岩是我国最早被国际认可的大火成岩省,受到了国内外学者的广泛关注。前人对大火成岩省西区玄武岩已达成多项共识,而对东区玄武岩的岩石组合、火山活动时限、岩石成因等方面还存在诸多争议。本文以峨眉山大火成岩省东区贵州普安玄武岩系为研究对象,通过解析典型剖面,明确该区玄武岩系岩石类型从底到顶总体为第1旋回的爆发相火山角砾岩、第2旋回的溢流相玄武岩以及第3旋回的火山沉积相凝灰岩。玄武岩系顶部凝灰岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果限定了大火成岩省东区火山活动时间持续上限为250 Ma。主微量元素显示该区玄武岩系以高Ti碱性玄武岩为主。玄武岩稀土元素球粒陨石标准化为轻稀土元素富集的右倾曲线模式,Rb和Sr亏损、Ba和Hf富集等特征与贵州地区玄武岩、峨眉山大火成岩省西区高Ti玄武岩以及OIB地球化学特征基本一致。微量元素显示该区玄武岩源区可能为受交代的石榴石地幔橄榄岩,由深部地幔柱上升至石榴石橄榄岩稳定区部分熔融产生熔融体,和富集交代流体的大陆岩石圈地幔混合形成,岩浆上升运移过程中发生了一定程度分离结晶作用和微弱地壳混染作用。研究表明,峨眉山大火成岩省东区普安玄武岩系形成于峨眉山地幔柱边部埋深较大、低程度部分熔融以及高压的环境。     

滇东南铝土矿成矿物质来源探讨

滇东南含铝岩系为上二叠统吴家坪组（龙潭组）底部和第四系,铝土矿床类型分原生沉积型和第四系岩溶红土堆积型两大类,成矿物质分别来源于峨眉山大火成岩省的基性玄武岩的风化、剥蚀、淋沥所形成的含铝土矿碎屑-红土物质,以及邻近的原生沉积型铝土矿的风化残积、残坡积。     

云南会泽地区玄武粗安岩年代学、地球化学及构造演化

滇东北会泽地区发现峨眉山玄武岩中沿NNE向发育的玄武粗安岩,通过详细的野外地质调查、镜下岩相学分析、锆石U-Pb定年以及岩石地球化学测试等方法,研究了该玄武粗安岩形成年龄,地球化学特征及其指示的构造演化过程。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学确定玄武粗安岩形成的加权年龄为(251.6±4.2)Ma(MSWD=0.20),蚀变年龄分别为(143.5±1.9)Ma和(150.5±2.4)Ma。岩石地球化学主量、稀土和微量元素测试表明,玄武粗安岩的SiO_2含量在52.09%～54.10%,属于中基性火山岩;Mg~#介于19.88～40.86,在TAS图解上整体显示为碱性玄武岩粗安岩系列;稀土元素和微量元素特征显示出会泽玄武粗安岩来自交代的富集地幔源区,岩浆演化过程中发生了一定的单斜辉石、斜长石和磁铁矿的分离结晶作用。会泽玄武粗安岩是峨眉山玄武岩的一部分,推断其为峨眉山地幔柱活动消亡期的产物。     

峨眉山大火成岩省岩石成因与空间差异性研究——基于全区高Ti玄武岩地球化学数据分析与模拟

高Ti玄武岩成因是峨眉山大火成岩省(ELIP)研究的热点问题。由于高Ti玄武岩地球化学特征在空间上存在差异,其岩石成因尚未达成共识。本文系统收集了峨眉山大火成岩省中高Ti玄武岩地球化学数据以及锆石ID-TIMS U-Pb测年结果,并进行统一处理分析与模拟。研究结果显示,峨眉山大火成岩省形成于约259～258 Ma,高Ti玄武岩在大火成岩省全区均有出露。自西向东,岩石年龄无明显变化规律,厚度逐渐变薄。高Ti玄武岩起源于具有富集地幔特征的地幔柱源区,几乎没有遭受地壳混染,经历了低程度部分熔融作用并可能混入了少量岩石圈地幔物质,发生了以单斜辉石为主的分离结晶作用。峨眉山大火成岩省深部存在一个非对称式的地幔柱,自西向东,高Ti玄武质岩浆起源深度变浅、温度降低,熔融深度和压力随之降低,熔融程度相对增大。模拟表明,源区石榴石相和尖晶石相的熔融程度分别为0.5%～2%和5%,石榴石相熔融比例自西向东由90%减小至40%,而尖晶石相熔融比例由10%增大至60%。     

上扬子西南待补地区飞仙关组年代学、岩石地球化学及其对Rodinia超大陆构造演化的指示

晚二叠世以来受印支造山运动及峨眉山玄武岩喷发事件的影响,上扬子西南缘地区沉积物源及沉积模式发生了重大改变,引发学术界热议.本文以上扬子西南待补地区下三叠统飞仙关组碎屑岩为例,从岩相学、岩石地球化学和碎屑锆石U-Pb年代学等方面对飞仙关组源岩属性、物源、沉积及构造环境进行约束.飞仙关组碎屑岩整体成熟度较低,岩石风化程度中等,源区曾经历过持续的构造抬升剥蚀,并于早三叠世扬子西南缘浅海-滨海相的氧化环境中沉积.其碎屑锆石U-Pb年龄主要集中在257±2.9 Ma,与晚二叠世峨眉山玄武岩主喷发时限一致,岩石地球化学特征表现出与峨眉山高钛玄武岩高度一致,指示飞仙关组主要物源区为近源的峨眉山大火成岩省,源岩主要为板内拉张环境形成的峨眉山高钛玄武岩,并在玄武质岩浆上涌过程中混染了少量扬子陆块古老结晶基底成分.此外,康滇古陆及扬子克拉通也提供了部分物源,主要为Rodinia超大陆汇聚及裂解背景下产生的岩浆岩.年代学证据显示,Rodinia超大陆汇聚及裂解事件在区内具有较好的沉积物源响应,为全球性Rodinia超大陆汇聚及裂解事件的时限约束提供了重要参考依据.     

峨眉山玄武岩与茅口组灰岩的接触关系：对峨眉山地幔柱动力学模型的指示意义EI北大核心CSCD

本文较为系统地整理、归纳了峨眉山大火成岩省(Emeishan large igneous province,ELIP)的区域地质调查资料,证实了峨眉山玄武岩与茅口组灰岩之间广泛发育平行不整合(喷发不整合)接触界面,说明总体上两者之间并非断层接触关系。峨眉山玄武岩与茅口组灰岩的平行不整合接触关系是由于峨眉山地幔柱作用导致地壳大幅抬升成陆,茅口组灰岩顶部遭受剥蚀后被溢流玄武岩所覆盖的结果。不整合界面上普遍发育的角砾状灰岩、底砾岩、红土(古土壤)层、黏土岩等就是这一地质事实的遗迹。隆升之后的快速沉降以及地幔柱与岩石圈作用的复杂性,可能在局部地区存在海相沉积和连续的生物地层的现象,但不足以否定峨眉山玄武岩喷发前地壳曾经整体抬升。因此,峨眉山玄武岩与茅口组灰岩之间的平行不整合接触关系支持了峨眉山地幔柱动力学模型。     

扬子地块北缘西乡群孙家河组火山岩形成时代及元素地球化学研究

西乡群孙家河组为一套低绿片岩相浅变质火山-沉积岩系,主要由基性-中基性-酸性火山岩和凝灰岩、沉凝灰岩、泥岩、硅质岩组成,火山岩岩石类型包括玄武岩、安山岩、英安岩和流纹岩.LA-ICPMS锆石U-Pb定年揭示流纹岩形成时代为832.9±4.9 Ma,辉石玄武岩的形成时代为845.0±17 Ma,两者在误差范围内一致,属新元古代同期岩浆作用产物.     

鄂西地区二叠系孤峰组—大隆组沉积演化及其页岩气地质意义

鄂西地区二叠系发育孤峰组、吴家坪组和大隆组三套黑色岩系,为页岩气探勘新主力层系,其沉积背景、沉积环境及时空分布却不尽一致.本次在前人的研究基础上,通过野外剖面和最新的钻井资料综合分析,对该地区二叠系孤峰组—大隆组沉积演化进行了深入解剖,并通过岩相古地理图约束了富有机质页岩的空间分布特征,旨在为鄂西地区二叠系页岩气地质调查和选区评价提供基础资料.研究认为,鄂西地区孤峰组主要发育盆地相碳质硅质泥岩,局部地区发育外缓坡相富有机质泥质灰岩;吴家坪组炭山湾段主要发育潮坪相泥质粉砂岩夹煤层,并在利川地区发育陆棚相的碳质硅质泥岩;吴家坪组灰岩段主要为内缓坡相的生屑泥晶灰岩.大隆组主要发育盆地相碳质硅质泥岩,其次为外缓坡相富有机质泥质灰岩,利川见天坝可见发育内缓坡边缘点礁.综合前人对各层位研究的页岩气参数认为,鄂西地区孤峰组和大隆组具有有机质含量高(＞2％)、厚度大(＞20 m)、脆性矿物含量高(＞60％)等形成页岩气的基本地质条件,深水盆地相为有利相带;吴家坪组炭山湾段潮坪相的黑色泥岩较薄(＜10 m),连续性差,但利川地区吴家坪组炭山湾段深水陆棚相黑色泥岩厚度较大(～30 m),为潜在的页岩气勘探区域.     

峨眉山玄武岩与茅口组灰岩的接触关系:对峨眉山地幔柱动力学模型的指示意义

本文较为系统地整理、归纳了峨眉山大火成岩省(Emeishan large igneous province,ELIP)的区域地质调查资料,证实了峨眉山玄武岩与茅口组灰岩之间广泛发育平行不整合(喷发不整合)接触界面,说明总体上两者之间并非断层接触关系。峨眉山玄武岩与茅口组灰岩的平行不整合接触关系是由于峨眉山地幔柱作用导致地壳大幅抬升成陆,茅口组灰岩顶部遭受剥蚀后被溢流玄武岩所覆盖的结果。不整合界面上普遍发育的角砾状灰岩、底砾岩、红土(古土壤)层、黏土岩等就是这一地质事实的遗迹。隆升之后的快速沉降以及地幔柱与岩石圈作用的复杂性,可能在局部地区存在海相沉积和连续的生物地层的现象,但不足以否定峨眉山玄武岩喷发前地壳曾经整体抬升。因此,峨眉山玄武岩与茅口组灰岩之间的平行不整合接触关系支持了峨眉山地幔柱动力学模型。