长江三角洲地区TZK3孔碎屑锆石U-Pb年龄及其物源意义

以TZK3孔的磁性地层学为基础,结合沉积物的岩性、结构构造及锆石年龄谱系特征,探讨沉积物的物质来源及长江贯通的时限。古地磁结果表明:96.7 m、263.3 m、603.75 m分别对应B/M界线、M/G界线、晚上新世/早上新世的界线（3.58 Ma）。锆石年龄谱系数据显示,TZK3孔的U-Pb锆石年龄主要分为5组:100~300 Ma,400~500 Ma,700~850 Ma,1800~2000 Ma,2400~2600 Ma。其中3.7 Ma的锆石年龄谱相对简单,以白垩纪（100~150 Ma）为主,物质主要来自于长江中下游的火山盆地,为近源沉积。TZK3孔3.04 Ma以来,锆石年龄谱变得复杂且主峰相对较多,表明物源区更广且加入了远源的成分。3.04 Ma的锆石年龄谱中开始出现峨眉山玄武岩年龄段（251~260 Ma）的锆石,表明在此时期长江上游的物质就已到达了长江三角洲地区,即长江贯通的时限为3.04~3.7 Ma。      

长江三角洲北翼泰州地区早更新世地层序列的厘定

以泰州地区TZK10孔沉积物的岩石地层、磁性地层学为基础,重新厘定了该地区第四纪以来的年代地层框架。研究结果显示,下更新统和中更新统的界线位于84.45 m,第四系与新近系的界线位于205.23 m,根据沉积速率外推获得该钻孔的底界年龄约为3.4 Ma。通过钻孔间的岩石地层及磁性地层对比,将启东组上段修订为启东组,启东组下段修订为海门组的上段,海门组的上段和中段合并为海门组的中段。结合已有的钻孔资料,总结了长江三角洲北翼早更新世地层的特征,沉积物以细颗粒的黏土为主,局部段为砂砾层,早更新世研究区经历了河流冲积平原—冲洪积平原—泛滥平原的演化过程;埋藏深度为160～200 m的砂砾层可作为区域上海门组中段的标志层,沉积时代为1.77～1.9 Ma。     

岩芯沉积物化学元素及重矿物含量变化对腾格里地区碎屑物源的指示

腾格里地区地处青藏高原与戈壁阿尔泰山之间的山间盆地的西南隅,该地区的沉积物对构造及气候变化非常敏感。BJ14钻孔位于腾格里沙漠腹地白碱湖一带,钻孔岩芯长度为104 m,覆盖了整个第四纪以来的沉积。分别采用高分辨率的X射线衍射(XRD)及X射线荧光光谱(XRF)岩芯扫描技术系统地分析了第四纪BJ14钻孔岩芯沉积物中的重矿物及化学元素组成,并通过部分样品的重矿物镜下鉴定检验了利用XRD获得的重矿物分析结果。结果显示,沉积物中多种化学元素(如Si、Al、Cl和S)的相对强度同步变化,且与多种重矿物(如锆石、金红石、白钛石、石榴石、绿帘石、电气石)的含量在约1.8 Ma、1.2~0.6 Ma时段同步变化。这种变化与根据碎屑锆石U-Pb年龄谱获得的源区变化信息基本一致,共同指示在约1.8 Ma、1.2~0.6 Ma时段腾格里地区源自青藏高原东北缘的碎屑物质增加。同时,腾格里地区的ZTR指数在1.8 Ma及0.7 Ma前后明显降低,指示腾格里碎屑物源区在该时段构造活动加强。因此,腾格里地区钻孔岩芯沉积物物源的变化敏感地响应了青藏高原在第四纪期间的阶段性隆升。     

河北平原廊固凹陷ACX03孔晚上新世以来地层与沉积*

基于河北平原廊固凹陷东北部ACX03孔(深300.0 m)浅部¹⁴C年龄和磁性地层,建立钻孔第四纪地层格架,依据ACX03孔岩心沉积物、测井曲线和微体古生物特征划分沉积层段并分析沉积环境。研究结果表明: ACX03孔B/M(布容/松山)、M/G(松山/高斯)极性界线分别位于83.8 m、220.2 m,孔底年龄约3.2 Ma,划分13个沉积层段。上新统(220.2~300.0 m)为河道、河漫滩夹湖泊沉积,下更新统(85.2~220.2 m)为河道、湖泊、河漫滩沉积,中更新统(61.5~85.2 m)为分支河道夹河漫滩及河间洼地—湖沼沉积,上更新统(23.2~61.5 m)为河漫滩、分支河道沉积,全新统(0~23.2 m)为泛滥平原、河曲—牛轭湖沉积。对比ACX03孔与邻近钻孔第四纪地层认为,河北平原廊坊—固安一带早更新世差异性沉降最强,之后一直到全新世越来越弱。     

天津南部平原区3.6 Ma以来沉积环境演化——以沧县隆起ZKQ1孔为例

沧县隆起是渤海湾盆地的重要构造单元之一,对该区地层长尺度的沉积环境演化分析可为盆地演化、水工环地质勘查以及区域古地理研究等提供基础资料。本文通过对沧县隆起上的ZKQ1孔岩芯详细的沉积特征研究和综合测井、测年（AMS¹⁴C、OSL、古地磁）等研究工作,结果表明：①B/M界线位于62.80 m;M/G界线位于130.60 m;钻孔底界年龄不早于3.6 Ma;上更新统、全新统底界分别位于50.30 m、13.10 m。②沧县隆起3.6 Ma以来的沉积环境演化为晚上新世（<3.6—2.58 Ma）由泛滥平原→湖相三角洲→曲流河演变;早更新世以泛滥平原为主,夹湖沼和分支河道;中更新世存在沉积间断;晚更新世—全新世表现为三期河海交互作用沉积演化时期。     

江汉平原沉积物重矿物特征及其对三峡贯通的指示

江汉平原是长江穿过三峡区的第一个大型卸载盆地, 其沉积物必然反映长江流经的物源区的物源特征.通过对盆地中心周老孔第四纪岩心的重砂样品中0.125~0.063mm粒级的重矿物含量变化、ATi、GZi、ZTR指数和重矿物组合分析, 发现从钻孔岩心深度110m开始向上, 水动力条件加强, 沉积速率加快, 重矿物的数量特征发生明显突变, 特征矿物的组合与现代长江相同.表明在周老孔岩心深度110m (古地磁年龄1.1Ma左右) 位置处, 长江三峡开始贯通, 江汉平原开始接纳长江带来的三峡上游的物质.      

距今40~30Ma时期青藏高原北缘酒西盆地沉积物重矿物分析和构造意义

活动造山带地区形成的沉积物包含极其丰富的构造信息。位于青藏高原北缘阿尔金断裂和北祁连断裂交汇处的酒西盆地在早新生代时期受到强烈的构造活动,于盆地内形成了巨厚的早新生代沉积物,全面记录了盆地周边的构造运动和隆升过程。对酒西盆地火烧沟剖面和红柳峡剖面早新生代沉积物重矿物分析表明,40~30Ma沉积物中重矿物组合、形态和特征指数ATi、GZi及ZTR具明显的规律性变化,自下而上划分为4个不同阶段:①不稳定矿物阶段(骟马城段,40.2~37.9Ma),②较稳定矿物阶段(乔家段,37.9~35.3Ma),③不稳定矿物阶段(红柳峡段,35.3~33.4Ma),④极不稳定矿物阶段(白杨河组,33.4~30Ma)。结合大量沉积学特征可清楚表明,酒西盆地在40~30Ma期间经历了4个阶段:①构造活动阶段(40.2~37.9Ma),②构造稳定阶段(37.9~35.3Ma),③逆冲走滑阶段(35.3~33.4Ma),④强烈逆冲阶段(33.4~30Ma)。     

长江三角洲北翼YBK1孔第四纪地层年代学研究

第四纪钻孔岩芯时间标尺的建立是分析平原覆盖区第四纪环境演变过程的重要基础。通过分析江苏扬州市施桥镇运河大桥东侧YBK1孔岩芯中总厚度95.50 m的第四纪沉积物的岩性、颜色、物质组成、沉积结构和接触界面形态等特征,并对地层进行详细分层基础上,综合采用AMS14C、光释光、宇生核素埋藏和古地磁等年代测试,建立了YBK1孔的第四纪地层年代标尺。结合地层的结构、构造、标志层等的标志,确定YBK1孔第四纪沉积物下覆地层为白垩系浦口组红色粉砂岩,第四纪地层自上而下可分为4套地层,从老到新分别为:中更新世晚期的启东组上段,发育时代为0.1~0.3 Ma,厚度30.20 m,以河床相砂砾层为主,成分较杂;晚更新世早期的昆山组下段,发育时代为0.1~0.045 Ma,厚度仅1.80 m,以残留的河床相砂砾为主;晚更新世晚期的滆湖组中段,发育时代为0.045~0.01 Ma,厚度仅3.40 m,以海滨形成的灰色粉细砂和灰黄色砂砾层为特征,晚更新世晚期的上段及下段均未见残留;全新世如东组沉积厚度较大,达55.10 m,可进一步分为上、中、下三段,分界年龄约为2.5 Ka和7.5 Ka。该区的全新世以滨海、河口、河漫滩沉积物为主,其厚度突然增大与全新世时期的河床改道密切相关。从YBK1孔的岩性特征分析,研究区域缺失早更新世及中更新世早期沉积物,中更新世晚期至晚更新世时期受河流侵蚀作用影响,以少量残留粗颗粒河床相沉积物为特征;全新世时期,因河流改道,地表水动力条件减弱,沉积了较厚的全新世沉积物。      

渤海海峡BHS01孔沉积物磁性地层学研究

磁性地层学研究是建立渤海地区第四纪沉积序列地层年代框架的主要技术手段之一。通过对渤海海峡地区BHS01孔(孔深121.3 m)进行详细的磁性地层学研究,结果表明:BHS01孔岩心记录了布容(Brunhes)正极性时至松山(Matuyama)负极性时底部,包括贾拉米洛(Jaramillo)和奥尔都维(Olduvai)正极性亚时。早、中更新世界线即布容(Brunhes)正极性时/松山(Matuyama)负极性时界限(B/M)深度位于该钻孔的46.4 m处。根据沉积速率,推测钻孔底部121.3 m处的年龄约2.25 Ma。综合沉积物的岩性、磁性及沉积速率变化特征,将BHS01孔沉积物记录的区域沉积过程自下而上划分为3个阶段:阶段Ⅰ(2.25～1.46 Ma)以河流相沉积为主;阶段Ⅱ(1.46～0.78 Ma)为稳定的湖泊相沉积;阶段Ⅲ(0.78～0 Ma)发育海陆交互相沉积。这一研究为该钻孔提供了可靠的年代标尺,为渤海海峡及邻区第四纪地层的划分对比和沉积演化过程提供了新的依据。     

长江镇江段第四纪沉积物重矿物特征及其指示意义

选取长江下游世业洲的第四纪钻孔资料,研究了重矿物的垂向分布特征,以此探讨长江镇江段第四纪以来的沉积类型以及物源演变。结果显示,该区自中更新世开始接受沉积,依次形成河床相、边滩相、漫滩相、河口三角洲相。重矿物自下而上分为2个组合段,分别对应更新世和全新世。更新世地层以角闪石、蓝晶石、石榴石等作为特征矿物,且不稳定矿物含量高于稳定矿物,表明沉积物以近源居多;全新世特征矿物为辉石和钛铁矿,稳定矿物含量高于不稳定矿物,重矿物种类与现代长江中上游类似,表明此阶段沉积物以远源物质为主。     

江汉平原主要河流沉积物重矿物特征与物源区岩性的响应

通过对江汉平原主要河流沉积物的重矿物组合、特征矿物以及能够反映沉积物稳定状况、物源及成熟度的重矿物特征指数(ATi,GZi和ZTR)进行对比分析,发现在江汉平原范围内,长江和汉江及其长江主要支流的沉积物中重矿物特征具有显著的差异。长江的重矿物组合模型为：  锆石+绿帘石+辉石+绿泥石+金属矿物,特征矿物是锆石和辉石;   汉江的重矿物组合模型为：  绿帘石+角闪石+石榴石+绿泥石+金属矿物,特征矿物是角闪石、石榴石;   另外,清江、漳河、沮水和玛瑙河的重矿物组合及特征矿物也都完全不同。而且各水系的沉积物的重矿物特征与其源区的岩性分布显示出极好的相关性。研究表明在江汉平原利用重矿物特征及组合模型来进行物源示踪的方法开展水系演化研究是可行的。     

长江水系沉积物碎屑矿物组成及其示踪意义

长江碎屑矿物组成研究表明,轻矿物以石英、长石和岩屑为主,不同支流轻矿物组成特征不同,成熟度指数平均是2.0,一般干流高于支流,成熟度随沉积物搬运距离增加而增大。QFL及QtFL三角图解显示长江沉积物主要来自再旋回造山带物源区,流域风化剥蚀速度较快,不同支流物质汇入干流,使得干流轻矿物组成复杂多变而难以和支流区别。重矿物含量从长江上游至下游呈递减趋势,其主要组合是磁铁矿-普通角闪石-普通辉石-石榴子石-绿帘石-褐铁矿-钛铁矿。红柱石和磷灰石是金沙江沉积物的特征矿物组合;蓝晶石是岷江流域的特征矿物;涪江的特征矿物是榍石;汉江的特征矿物组合是磷灰石、紫苏辉石和硅镁石;锆石是湘江的特征矿物。不同流域的特征矿物指示其源岩性质。上游的雅砻江、大渡河以及岷江等支流沉积物对中、下游干流沉积物的贡献较弱。涪陵以上长江流域风化作用强烈,母岩主要是沉积岩类(碎屑岩、泥岩);其下流域沉积物中近源弱风化物质明显增加,其源岩类型体现为岩浆岩和变质岩类;而金沙江攀枝花地区及湘江、沅江沉积物则更多来自流域内广泛分布的大片变质岩类。     

莺歌海盆地东北部邻区7条主要入海河流重砂矿物特征及其地质意义

海南岛西部（琼西）是莺歌海盆地东北部的主要物质来源之一。本文对琼西7条主要河流入海口的现代河砂进行了重矿物含量、重矿物组合以及相关特征指数等分析,发现其重矿物含量、磨圆度、组合以及相关重矿物指数从北到南明显不同,反映出碎屑物质搬运距离和源区岩性也明显不同。北部珠碧江重矿物以钛铁矿、电气石、锆石、绿帘石和透闪石为主,磨圆度较差,反映物源主要为近距离的酸性至基性-超基性岩浆岩和变质岩;昌化江重矿物以钛铁矿、磁铁矿、锆石和榍石为主,磨圆比较好,物源可能主要为远距离的酸性和基性岩浆岩;中部北黎河和通天河重矿物以钛铁矿、电气石、锆石、石榴石和透闪石为主,基本没有磨圆,物源主要来自近源区,为未经远距离搬运的变质岩、酸性岩浆岩和基性火山岩;感恩河重矿物以磨圆度差的锆石、钛铁矿、榍石、电气石和褐铁矿等稳定-极稳定重矿物为主,反映源区主要为近距离搬运的岩浆岩;南部望楼河和宁远河重矿物以钛铁矿、磁铁矿、褐铁矿和绿帘石等稳定-不稳定矿物为主,反映的母岩主要为酸性岩浆岩、变质岩和中-基性岩浆岩。这些主要河流入海口的重矿物特征存在明显差异,这与其发源地、流经区域以及流经区域所发育的岩石类型相一致。通过研究琼西地区从北到南不同流域的重矿物组合体系,有助于开展莺歌海盆地源汇对比分析,建立不同区域油气储层碎屑物质来源的识别标志,对该盆地天然气储层物源识别具有重要的地质意义。     

Heavy Mineral Placer Sand Deposits of Kontiagarh Area,Ganjam District,Orissa, India

The Kontiagarh placer deposit in the Ganjam district, Orissa, India extends in northeast direction having a width of 700–1000 m. A total of 187 samples were collected meterwise from 55 bore holes in a grid pattern from beach, frontal, intermediate and back dunes covering an area of approximately 1 km². Light minerals decrease in size from the beach to the back dunes, whereas the size distribution of heavy minerals in the beach and dunes is more or less uniform. The average heavy mineral content in the beach and dunes vary from 9.38% to 24.20%. The heavy minerals are ilmenite, garnet, sillimanite, rutile, monazite, and zircon with trace amounts of magnetite, hornblende, diopside, sphene, tourmaline, and epidote. Heavy minerals are mostly less than 350 µm in size, with a peak distribution in the range between 180 and 125 µm. Ilmenite shows exsolution intergrowth with hematite. Mineral chemistry of ilmenite, hematite, leucoxene, magnetite, monazite and sillimanite are examined by EPMA. Leucoxene is lower in Fe and higher in Ti, Al, Cr and V than ilmenite. The litho‐units of the Precambrian Eastern Ghats Mobile Belt, comprising primarily khondalite, charnockite, calc‐silicate granulite and gneiss, are the source of heavy minerals for this deposit. The bulk sample has 7.30% ilmenite, 5.24% sillimanite, 9.16% garnet, 0.18% rutile, 0.14% monazite, 0.06% zircon and 0.52% other heavy minerals. The deposit has good potential for economic exploitation of ilmenite, rutile, sillimanite, monazite, zircon and garnet.     

Distribution of heavy minerals in Nizampatnam-Lankavanidibba coastal sands,Andhra Pradesh,East Coast of India

Heavy mineral analysis was carried out for the beach and fore dune sediments along 60 transects of Nizampatnam-Lankavanidibba coastal area. The heavy mineral assemblage in this area with decreasing abundance of opaques (Ilmenite + magnetite, 47.67%), pyriboles (20.35%), garnets (3.66%), epidote (3.23%) and with less than 3.0% concentration of sillimanite, zircon, staurolite, kyanite, apatite, spinel, monazite, biotite, topaz, leucoxene and chlorite. The heavy mineral concentrations are high in the finer fractions i.e., +120 and +230 (ASTM) than the coarse fraction (+60) of sand. In the seven sectors, heavy mineral assemblage is same but their concentrations are different. The sectors nearer to the river mouth contain high concentration of high specific gravity heavy minerals (ilmenite and magnetite) than sectors away from the river mouth. The redistribution of heavy minerals is controlled by creek dynamics, longshore currents, size and specific gravity of the heavy minerals.     

矿物——成矿与找矿

单颗粒矿物微量元素激光原位定量分析测试数据的大量积累和研究,使矿物成为矿床地球化学研究和矿床勘查的重要示踪剂。本文重点选择磁铁矿、磷灰石、石榴子石、榍石、锆石、绿泥石和绿帘石等的原位分析研究所获得的认识,介绍单颗粒矿物成分组合及变化在矿床类型划分、成矿年龄测定、氧逸度、成矿过程与物质来源、找矿与勘探等方面的应用。不同矿床类型中普遍存在的矿物,如磁铁矿、磷灰石等的微量元素含量及组合差异,提供了矿床类型识别的标志。单颗粒矿物,特别是矿石矿物和密切共生矿物如锡石、铌钽铁矿、赤铁矿、石榴子石、方解石等的原位定年,使成矿年龄的直接准确测定成为现实。矿物中变价元素,如Fe、V、Mn、Ce、Eu含量和/或比值的变化,指示了成矿过程氧逸度及其变化特点。从矿物核部向震荡环带与边部的微量元素含量或同位素组成的变化,示踪了成矿过程中流体来源或性质的变化。斑岩和矽卡岩矿床中与成矿作用关系密切的蚀变矿物,如绿泥石、绿帘石的形成温度、特征微量元素比值,如Ti/Sr、Ti/Co、V/Ni、Mg/Sr等,与距矿床中心距离呈线性函数关系,可定量预测距矿床中心的距离,使以绿泥石、绿帘石为代表的找矿指示矿物研究迅速发展。     

哈尔滨荒山岩芯重矿物特征对松花江第四纪水系演化的指示

松花江水系演化研究对于理解该区域的构造-气候-地貌演化具有重要意义,但其研究相对较为薄弱,特别是对于第四纪松花江中上游流向是否存在反转,一直存在争论,也没有确切的证据。河流沉积物是河流地质过程的产物,是研究水系演化的重要地质档案。对哈尔滨荒山岩芯(深度101.11 m,底界年龄1.68~1.70 Ma)沉积物进行了古地磁、磁化率和重矿物分析,结果表明:岩芯62.3 m(0.94 Ma)深度的上、下地层的磁化率和重矿物特征存在明显不同。62.3 m以下地层的磁化率极低(甚至为0),且重矿物特征和依兰方向的河流相近;而62.3 m以上地层的磁化率突然增大,并呈现出周期性的高低变化,重矿物特征与松原方向的现代河流相似。磁化率和重矿物组合特征反映的沉积物物源变化指示了松花江中上游水系的反转。早更新世早期,松花江肇源-依兰段的水流从依兰方向向西注入松嫩湖盆;早更新世中晚期,佳依分水岭不断抬升,三江平原和松嫩平原不断下降,导致分水岭两侧河流溯源侵蚀加剧;在0.94 Ma B.P.,佳依分水岭被切穿,松花江水流发生反转,自西向东流经佳依峡谷进入三江平原。     

中国大陆科学钻探主孔0～4500米变质岩石锆石中保存的超高压矿物包体

中国大陆科学钻探主孔0-4500米的岩心主要由榴辉岩、斜长角闪岩、副片麻岩、正片麻岩以及少量的超基性岩所组成。岩相学研究结果表明,榴辉岩的围岩普遍经历了强烈角闪岩相退变质作用的改造,峰期超高压变质的矿物组合已完全被后期退变质过程中角闪岩相矿物组合所替代。采用激光拉曼技术,配备电子探针和阴极发光测试,发现主孔224件岩心中有121件(包括榴辉岩、斜长角闪岩、副片麻岩和正片麻岩)样品的锆石中普遍隐藏以柯石英为代表的超高压矿物包体,且不同岩石类型锆石中所保存的超高压矿物包体组合存在明显差异。(含多硅白云母)金红石石英榴辉岩锆石中保存的典型超高压包体矿物组合为柯石英 石榴石、柯石英 石榴石 绿辉石 金红石和柯石英 多硅白云母 磷灰石。黑云绿帘斜长角闪岩锆石中保存的超高压矿物组合为柯石英 石榴石 绿辉石、柯石英 石榴石 多硅白云母和柯石英 绿辉石 金红石,与榴辉岩所保存的超高压矿物组合十分相似,表明该类斜长角闪岩是由超高压榴辉岩在构造折返过程中退变质而成。在副片麻岩类岩石,如石榴绿帘黑云二长片麻岩锆石中,代表性的超高压包体矿物组合为柯石英 多硅白云母和柯石英 石榴石等;而在石榴黑云角闪钠长片麻岩锆石中,则保存柯石英 硬玉 石榴石 磷灰石、柯石英 硬玉 多硅白云母 磷灰石和柯石英 石榴石 磷灰石等超高压矿物包体。在正片麻岩锆石中,标志性的超高压矿物包体为柯石英、柯石英 多硅白云母、柯石英 蓝晶石 磷灰石和柯石英 蓝晶石 榍石等。此外,在南苏鲁东海至临沭一带的地表露头以及一系列卫星孔岩心的锆石中,也普遍发现以柯石英为代表的标志性超高压矿物包体,表明在南苏鲁地区由榴辉岩及其围岩的原岩所组成的巨量陆壳物质(方圆>5000km2,厚度超过4.5km)曾整体发生深俯冲,并经历了超高压变质作用。该项研究对于重塑苏鲁-大别超高压变质带俯冲-折返的动力学模式有着重要的科学意义。