北祁连永登石灰沟奥陶纪硅质岩地球化学特征及大地构造意义

北祁连造山带位于华北板块西南缘，是中一南祁连微板块与华北板块碰撞形成的加里东造山带。永登石灰沟位于北祁连东段，跨奥陶纪岛弧构造带。永登石灰沟一带奥陶系主要分布中堡群，其主要为中基性火山岩、火山碎屑岩夹硅质岩、大理岩、板岩及变质砂岩。硅质岩的沉积地球化学研究表明，与岛弧火山岩共生的硅质岩为生物成因，形成于大陆边缘盆地的构造背景。但硅质岩稀土元素特征反映其受陆源影响不明显，为远离陆源的深水盆地沉积。推测北祁连奥陶纪处于多岛洋的构造背景，北祁连奥陶纪存在宽阔、多岛的古洋盆。     

北祁连肃南一带奥陶纪硅质岩沉积地球化学特征及其多岛洋构造意义

北祁连造山带位于华北板块西南缘, 是柴达木微板块与华北板块碰撞形成的加里东造山带.北祁连肃南百泉门—边马沟位于北祁连西段, 跨奥陶纪弧后盆地、岛弧、海沟俯冲杂岩等构造带和百泉门—九个泉、大岔大坂、边马沟3个蛇绿岩带.北祁连肃南一带奥陶系主要分布阴沟组地层, 主要为中基性火山岩、火山碎屑岩夹硅质岩、大理岩、变质泥岩(板岩或片岩) 及砂岩.硅质岩的沉积地球化学研究表明, 边马沟与大洋俯冲蛇绿杂岩共生的硅质岩、大岔大坂与岛弧蛇绿岩共生的硅质岩及九个泉、百泉门与弧后蛇绿岩共生的硅质岩均形成于大陆边缘盆地的构造背景, 但硅质岩稀土元素特征反映其受陆源影响不明显, 为远离陆源的深水盆地沉积.推测北祁连奥陶纪处于多岛洋的构造背景, 北祁连奥陶纪存在宽阔、多岛的古洋盆.      

早古生代北秦岭—北祁连结合部构造格局的地层及构造岩浆事件约束

通过对位于华北、北秦岭、北祁连交界部位的武威-贺兰山-礼泉地区奥陶纪地层格架进行对比分析,初步认为奥陶纪时,北祁连洋、北秦岭洋和华北西南海盆相通.早-中奥陶世,自鄂尔多斯碳酸盐台地-鄂尔多斯西南缘-北祁连走廊台地边缘-北祁连火山沉积盆地,存在一个基本连续,由陆缘相至盆地相的沉积格架.对构造岩浆事件的对比研究表明,北秦岭西段的关子镇蛇绿岩中的火山岩具N-MORB特点,武山高家河蛇绿岩中火山岩具E-MORB特征,它们均形成于洋中脊环境,是早古生代商丹洋盆西延的证据.对北祁连东端的早古生代地质体初步确认有:具有N-MORB特征的赤沙火山岩系;形成于弧后环境的红土堡基性火山岩系和形成于岛弧环境的陈家河酸性火山岩系,显示了北祁连东端保存有早古生代洋盆及俯冲构造演化的地质记录.岩石学、地球化学及同位素年代学数据揭示北秦岭西端和北祁连东端均发育450～391Ma俯冲碰撞型花岗质岩浆侵入事件及408～415Ma碰撞变质事件,表明北秦岭和北祁连经历了相似的洋陆转化过程.因此,北秦岭和北祁连造山带在新元古代末-早古生代可能为同一洋盆演化的产物,经历了大体相当的构造-热事件的改造,两者可能在统一的构造动力学机制下经历了相似的构造演化,形成了大体相当的古构造格局.对比研究认为,东秦岭商丹断裂带向西可能与武山-唐藏断裂带相对应;北秦岭的二郎坪群向西可能与北祁连的葫芦河群相对应;北秦岭的秦岭群可能与北祁连的陇山群相对应.     

祁连山东部早古生代地层和沉积—构造演化

笔者报道了在祁连山东部开展早古生代地层和沉积－构造演化研究所获得的最新成果。在生物地层学方面，对祁连山东部寒武纪地层和动物群特征进行了系统的论述，对北祁连山奥陶纪等时地层格架，有关岩石地层单位的含义，时限及分布特征作了补诶修订。在沉积学方面，着重分析了祁连山东早古生代各种沉积相及环境，特别是晚寒武世大陆裂谷发育中，晚期的火山－沉积环境，在上述基础上，运用板块构造理论提出补连山东部早古生代沉积－构造     

祁连山东部早古生代地层和沉积－构造演化

笔者报道了在祁连山东部开展早古生代地层和沉积一构造演化研究所获得的最新成果．在生物地层学方面，对祁连山东部寒武纪地层和动物群特征进行了系统的论述，对北祁连山奥陶纪等时地层格架、有关岩石地层单位的含义、时限及分布特征作了补充和修订。在沉积学方面，着重分析了祁连山东部早古生代各种沉积相及环境，特别是晚寒武世大陆裂谷发育中、晚期的火山一沉积环境．在上述基础上，运用板块构造理论提出祁连山东部早古生代沉积－构造演化的新认识．同时，该文亦描述了拉鸡山晚寒武世的４个三叶虫新属．     

柴北缘托莫尔日特滩间山群碎屑岩组的沉积环境与构造背景分析SCIEI北大核心CSCD

柴北缘构造带断续出露的寒武-奥陶纪滩间山群火山-沉积岩系是早古生代时期原特提斯洋俯冲造山作用的产物,也是中国西部块状硫化物和造山型金矿床的重要含矿岩系。前人已对滩间山群火山岩组开展了大量的地球化学和同位素年代学研究,而碎屑岩组的沉积序列和沉积相研究相对薄弱。我们在柴北缘托莫尔日特地区地质填图过程中,对该地区的滩间山群碎屑岩组开展了系统的沉积组合序列和沉积相研究。托莫尔日特地区滩间山群碎屑岩组是由富含火山碎屑物质的含砾砂岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、沉凝灰岩、硅质凝灰岩、硅质岩及少量砾岩共同组成。可分为下岩性段和上岩性段,其中下岩性段为一套形成于海底扇外扇环境以沉凝灰岩为主的沉积组合;上岩性段包含海底扇内扇、中扇和外扇沉积,且以中扇环境的沉积为主。垂向上,它们呈现出粒度向上逐渐变细特征;空间上,具有向北西方向火山物质成分逐渐增多、砾岩和砂岩厚度变薄且砾岩消失的变化特征。砂岩主要为岩屑长石杂砂岩,其中岩屑主要是安山岩和少量玄武岩、英安岩、凝灰岩;长石主要为斜长石;石英碎屑相对缺失。砾岩中砾石以安山岩和硅质岩为主,并含有少量灰岩和凝灰岩砾石。底冲刷面、正粒序、平行层理和波纹层理等沉积构造普遍发育,呈现出典型的浊流沉积特征;同时在局部露头见有滑塌构造和波痕。区域上,这套沉积组合序列位于寒武-奥陶纪岛弧火山岩的南侧;古水流分析显示,它们的碎屑物质主要来自于其北东方向。这些结果表明,柴北缘构造带东段的滩间山群碎屑岩组是一套成熟度极低且与寒武-奥陶纪岛弧火山活动密切相关的沉积组合。     

南祁连拉脊山口增生楔的结构与组成特征

造山带内增生楔/增生杂岩结构与组成的精细研究可为古洋盆演化和古板块构造格局重建提供最直接证据。北祁连构造带发育多条增生杂岩带,记录了阿拉善和中祁连地块之间原特提斯洋的俯冲和闭合过程,然而南祁连构造带大地构造演化长期存在争议。地质填图结果表明,南祁连构造带拉脊山口地区存在一套强烈片理化的玄武岩、灰黑色和红色硅质岩、砂岩和泥岩组合,它们与一套呈现"块体裹夹于基质"结构特征的混杂岩共同构成了增生杂岩,发育双重逆冲构造、逆冲断层、无根褶皱、紧闭褶皱和透入性面理。该增生杂岩与蛇绿岩之间为断层接触,并位于断层下盘。混杂岩是由斜长花岗岩(561Ma)、斜长岩(507Ma)、辉绿岩、玄武岩、硅质岩和砂岩等外来或原地岩块与浊流成因的细碎屑岩基质共同组成;基质和砂岩块体均发育同沉积构造,呈现出滑塌堆积典型特征。空间上,拉脊山口增生杂岩与上覆蛇绿岩被断层所分割且共同仰冲于中祁连南缘青石坡组浊积岩之上,具有与东侧昂思多地区增生杂岩和蛇绿岩相似的岩石组成、构造变形和时空结构特征。它们与南侧的岛弧带共同构成了南祁连构造带寒武纪-早奥陶世沟-弧体系,指示了寒武纪-早奥陶世时期南祁连洋盆向南俯冲。     

北祁连石灰沟奥陶纪碳酸盐岩—硅质岩形成的构造环境

北祁连造山带石灰沟奥陶纪硅质岩与碱性玄武岩、熔结凝灰岩、火山碎屑岩、泥岩、杂砂岩、砂屑灰岩、生物碎屑灰岩及生物礁共同构成了一个相对完整的海山组合序列。其中硅质岩中含有早—中奥陶世牙行刺化石,泥岩和砂岩中含有中—晚奥陶世三叶虫和笔石化石。硅质岩地球化学特征研究表明其源区为其形成提供了丰富的碎屑物质来源,从而表现为LREE富集,Eu^*_CN负异常特征; 这些硅质岩形成于陆缘环境,并非深海或洋中脊环境。     

海南儋州-屯昌地区二叠纪地层的发现及其意义

在海南岛中部儋州-屯昌地区前人划归石炭系地层中采获放射虫等古生物化石,新厘定出一套二叠系地层。其下部为一套滨浅相碎屑岩,局部夹碳酸盐岩、变质基性火山岩;上部为一套深水沉积岩系夹硅质岩,局部夹变质基性火山岩。与海南岛西部、西南部一带出露的二叠世地层比较,岩性组合特征、沉积类型、沉积相、生物富集程度和属种组分及所处沉积构造背景均存在显著差异。该套地层的确定,对研究海南岛二叠纪地层的沉积相,重塑古地理环境,以及研究古特提东延及构造演化等问题具重要意义。     

柴北缘赛坝沟增生杂岩组成与变形特征

柴北缘构造带由高压-超高压变质岩、蛇绿岩、增生杂岩、火山-岩浆弧及前寒武纪中-高级变质岩共同构成。该构造带内的"滩间山群"岩石组合与构造属性复杂,其岩性包括中基性火山岩、碎屑沉积岩以及超基性岩和中酸性侵入岩,普遍遭受低绿片岩相变质作用和强烈构造变形。结合区域资料和地质填图结果,综合分析认为该构造带东段赛坝沟地区的"滩间山群"由火山-岩浆弧、增生杂岩、蛇绿岩三个不同构造单元岩石组成。其中增生杂岩主要是一套深海-半深海沉积组合,夹玄武岩、灰岩、硅质岩等块体,自南而北总体呈现出来自洋壳、海山和海沟环境的大洋板块地层的岩石组合特征,同时呈现与日本西南部增生杂岩极为相似的岩石组合类型。该套组合构造变形强烈,主要表现为2期构造变形。其中第一期构造变形(D1)主要表现为双冲构造和同斜紧闭褶皱,断层和褶皱轴面主体倾向为NE,形成于大洋俯冲阶段;第二期构造变形(D2)主要表现为不对称褶皱和S-C组构,可能是晚期柴达木与祁连地块发生陆-陆碰撞过程中形成的,形成时间为440～400Ma。空间上,该增生杂岩与出露于其北侧的蛇绿岩、火山-岩浆弧共同构成了相对完整的沟-弧系统,指示了寒武-奥陶纪时期,柴北缘地区曾发生古洋盆向北俯冲造山作用。     

Sedimentary geochemistry of chert from the Middle-Upper Ordovician in Shihuigou area, North Qilian orogenic belt and its tectonic implication

The North Qilian orogenic belt is an elongate tectonic unit that lies between the North China plate to the north and the Middle Qilian microplate to the south, and is formed by a collision of the two plates in the Caledonian. The Shihuigou Section from Yongdeng County, Gansu Province, is in the eastern sector of the North Qilian Mountains, spanning the Ordovician island-arc zones. The Zhongpu Group is distributed in the Shihuigou area and composed of medium-basic volcanic rocks and volcanic clastic rocks interspersed with cherts, limestones, slates, and metamorphic sandstones. The geochemistry of chert from the Zhongpu Group reveals that all cherts coexisting with island-arc volcanic rocks formed in a continental margin basin environment. Research results of the rare earth elements reveal that these cherts formed in a relatively deep-water basin with no significant terrestrial interference. Therefore, it is inferred that the North Qilian orogenic belt was previously an archipelagic ocean in the Ordovician. Translated from Geological Review, 2006, 52(2): 184–189 [译自: 地质论评]     

从弧后盆地到前陆盆地——北祁连造山带奥陶纪—泥盆纪的沉积盆地与构造演化

北祁连加里东期造山带是在新元古代Rodinia联合大陆(Pangea-850)基础上裂解,经由寒武纪裂谷盆地、奥陶纪初期成熟洋盆、奥陶纪中晚期北祁连活动大陆边缘、志留纪—早、中泥盆世碰撞造山而形成的。奥陶纪中、晚期,北祁连、走廊地区中、上奥陶统发育洋壳-岛弧-弧后火山岩,形成典型的沟-弧-盆体系的沉积。志留纪—早、中泥盆世是北祁连-走廊沉积盆地的转换时期。除天祝、古浪、景泰及肃南等局部地区发育下志留统钙碱性系列火山岩以外,全区志留系均以碎屑岩沉积为主。志留系底部多见一套砾岩层。下—中志留统为典型复理石相的浊流沉积。上志留统变为滨浅海相磨拉石沉积。早、中泥盆世雪山群为典型的陆相粗碎屑磨拉石沉积。从空间分布上看,志留系—泥盆系在走廊—北祁连地区也有自北向南厚度加大、粒度变粗的特征,古流以由南向北、来自造山带的古流为特征。北祁连-河西走廊奥陶纪弧后盆地火山岩—志留系复理石-海相磨拉石—中、下泥盆统陆相磨拉石的充填序列以及空间分布特点,反映为典型的弧后盆地向前陆盆地转化的沉积序列。     

北祁连山俯冲杂岩带的构造演化

北祁连位位于华北克拉西部阿拉善地块与中祁连－柴达木泛地块之间是我国最具特色的大陆造山带之一。带内发育有震旦纪－中寒武世的裂谷火山岩，晚寒武世－奥陶纪蛇绿岩，中晚奥陶世岛弧火山岩，晚奥陶世弧后拉张盆地火山－沉积岩，志留纪残余海盆相复理石和泥盆纪山间磨粒石等，中间夹两条变质和变形特征不同的加里东期俯冲杂岩带；南带为深层俯冲，北带为浅层俯冲杂岩；这两条杂岩石可能形成于同一俯冲带的不同深度，俯冲杂岩带中岩     

滑塌堆积在逆冲构造中的作用——以宁夏牛首山中奥陶统米钵山组为例

宁夏中南部发育的中奥陶统米钵山组中普遍发育着滑塌堆积。综合米钵山组内滑塌堆积的沉积及后期的变形特征,我们认为滑塌堆积在逆冲变形中起着重要的作用,在逆冲构造中滑脱层的发育往往和岩性有关,滑塌堆积也是一种重要而潜在的滑脱层,不仅由于大尺度上其显著的横向不均匀性,中小尺度上其内部也表现出不均一性,因此它的存在使得应力得以在该层集中,变形因此也主要发生在该层中,从而产生滑脱层,而滑塌堆积的围岩变形则很微弱。结合宁夏中宁中南部地区强烈的逆冲推覆作用,我们认为中奥陶统中的滑塌堆积是该区逆冲推覆构造的重要滑脱层,这些滑脱层控制着该地区下古生界的变形。由于这种构造作用的叠加,先前的那些外来岩块逐渐“细粒化”,逆冲作用使得滑脱堆积中的砾石变形成为构造透镜体,这解决了该地区长期存在的有关这些砾石或透镜体是外来体还是本地的争论。我们的研究表明,在宁夏地区中奥陶统中大部分以外来体为主,但也有一定的本地岩层因构造作用成为透镜体,因此在不同地区应该仔细分析。由于牛首山地区逆冲构造比较发育,滑塌堆积转化成广义上的混杂堆积,而同样有滑塌堆积产出的贺兰山地区由于远离祁连山造山带,滑塌堆积得以保存,其中的砾石基本上没有变形。宁夏地区中奥陶统中的滑塌堆积从区域上为我们提供了一个区别滑塌堆积与混杂堆积的例子。     

中祁连北缘奥陶纪岩浆弧地层

奥陶纪是祁连山加里东期构造带俯冲-碰撞格局奠定时期。通过区域填图和沉积环境分析及岩石地球化学研究,系统分析了沉积及岩浆作用过程, 认为在肃北县野牛台地区的晚奥陶世地层是中祁连地块西段北缘岩浆弧的组成部分。该地层为一套浅变质的基性-中性火山岩、碎屑岩及少量含化石灰岩组合,由下部海相安静深水还原环境向上部近岸水下河道-滨岸过渡,上部夹有冲积扇-河流相沉积,物源区为近源的岩浆弧和古老结晶基底,反映出自下向上水体变浅、盆地收缩的进积序列。其中的火山岩自下向上由基性向中性转变、由岛弧拉斑-钠质碱性玄武岩向钾质碱性玄武岩过渡,反映出与挤压构造环境相关的成熟岩浆弧火山岩组合特点。晚奥陶世岩浆弧地层、侵入岩与其北的同期构造蛇绿混杂岩带的相伴产出,暗示北祁连西段该时期洋壳在北部向北俯冲的同时,南部还向南俯冲并形成汇聚大陆边缘。     

对北祁连造山带前寒武纪基底物性、火山岩的 源区性质及找矿问题的分析和综述

[摘 要]本文主要在先前一些研究者对北祁连山加里东造山带的构造、海相火山岩和块状硫化矿床研究所获成果和认识的基础上,重点从造山带的前寒武纪基底的物性特征,来分析和讨论所见不同时代地层中的变火山岩类的物源区及形成机制,进而提出一些区域找矿思路。所得结论主要包括:(1) 北祁连山加里东造山的真正基底应是从阿拉善或华北地块分裂出来的一套绿岩类型火山沉积建造,并以古元古宙的北大河群和龙首山群为代表;(2)北祁连造山带的基底从克拉通向大陆裂谷构造体制转换大致发生在早-中元古宙的分界时限(约1777Ma),并普遍以一套大陆裂谷型双峰式火山岩组合为典型特征;(3)不同时代或不同构造体制下形成的火山岩,各有其不同的物源区和成岩模式。具体说,在元古宙 绿岩类型的火山岩的源区可能是克拉通早期由原始玄武质下地壳转变来榴辉岩或基性麻粒岩相,进入大陆裂谷构造体阶段,便转换为一种幔-壳双层岩源区模型,而晚期的次火山岩类的源岩明显是已经过先期大量改造或改变了中上地壳物质作为物源;(4) 按大陆裂谷成矿体系并结合以往一些区域调查资料,提出托莱山西段的小龙口-九个青羊地段可能是个与海相火山岩有关的块状硫化物矿床潜在远景找矿地段。     

北祁连造山带中—西段陆壳残块群的构造—地层特征

北祁连造山带是一条多旋回的造山带,其最大特点是早古生代岩系中镶嵌有众多大小不一的由前震旦系变质岩系所组成的陆壳残块群,它们源于晋宁期末,统一的巨型华北古大陆早古生代初的裂解。寒武 奥陶纪西段演化为裂谷系,陆壳残块群组成裂谷系的正性隆起构造单元;中段发育微洋盆沟弧盆体系,在南缘的陆壳残块群处于奥陶纪活动大陆边缘张裂带上,并构成被晚期弧后盆地及裂谷分开后的陆壳基底部位,少数陆壳残块为沟弧盆体系中的孤岛隆起。它们不是由中祁连推覆来的飞来峰或是外来移置的滑覆体,而是由统一的巨型华北古大陆西南缘古阿拉善地块于早古生代初裂解后向洋或裂谷演化过程中残留其中的大小不一的陆壳残块。北祁连早奥陶世海域与现在加拿大北部巴芬湾及伊丽莎白女王群岛的构造格局相似。