喀木斯特区晚古生代沉积相及弧缘盆地演化

新疆北部准噶尔喀木斯特区在晚古生代是一发育在介于大陆—大洋过渡性质地壳为基底的边缘盆地。以下泥盆统和下石炭统为主的上古生界 ,以岛弧造山带为主要物源区的碎屑岩为主要组成岩石 ,碎屑岩主要视粒度差别划分为 A— E五类 ,依组分再分成亚相 ;碳酸盐岩或硅质岩依成分划分为 G相 ;熔岩火山碎屑岩划为 V相。较大范围内两个或两个以上岩相组成斜坡—海底峡谷、海底扇、盆地平原三个相组合。区内岩相特征和沉积相演化综合表明 :下泥盆统由下而上沉积环境从斜坡上部过渡为下部 ,沉积序列为退积型 ;下石炭统沉积环境由外扇—盆地平原 ,中扇下部 ,中扇上部再过渡为中扇下部 ,沉积序列为进积退积型。弧缘盆地演化经历了孕育期、发展期、成熟期和退缩期四个阶段     

新疆克拉麦里造山带下石炭统地层系统及其沉积构造背景

新疆克拉麦里造山带位于准噶尔与西伯利亚板块之间.下石炭统是该造山带的重要组成部分,前人将其作为一个地层层序,自下而上划分为黑山头组、姜巴斯套组和那林卡拉组.运用造山带地层学研究其下石炭统地层系统,识别出西伯利亚板块南缘岛弧盆地层序(黑山头组)、弧前大陆边缘盆地层序(卡姆斯特组)、洋盆层序(放射虫硅质岩和蛇绿混杂岩),以及准噶尔板块北缘岛弧盆地层序(塔木岗组和松喀尔苏组)和弧前大陆边缘盆地层序(东古鲁巴斯套组和姜巴斯套组).根据克拉麦里造山带两侧均存在岛弧盆地层序,推论克拉麦里洋盆曾在早石炭世向两侧发生俯冲.     

北疆沙尔布尔提山地区早泥盆-早石炭世沉积相、物源演变及其意义

准噶尔西北部沙尔布尔提山地区下泥盆统到下石炭统的沉积可划分为滨海相和海岸平原相。其中下泥盆统和布克赛尔组底部的乌图布拉克亚组为滨海碎屑岩相,曼格尔亚组为滨海碎屑岩和碳酸盐岩相,芒克鲁亚组为滨海碳酸盐岩相。中泥盆统呼吉尔斯特组为海岸平原相。上泥盆统洪古勒楞组底部为海岸平原相,向中部过渡为滨海碳酸盐岩相,顶部为滨海碎屑岩相。下石炭统黑山头组为滨海碎屑岩相。下泥盆统和下石炭统的古流向总体从北向南,显示研究区以北地区为物源区,即成吉斯-塔尔巴哈台褶皱带。结合沉积相的研究成果,本区可能属成吉斯-塔尔巴哈台褶皱带以南的晚古生代陆缘区。物源演变趋势分析揭示早泥盆世成吉斯-塔尔巴哈台带中的早古生代岛弧发生隆起,为乌图布拉克亚组提供成熟度很低的碎屑物质。随着岛弧被剥蚀殆尽,中、晚泥盆世呼吉尔斯特组和洪古勒楞组沉积时转而接受岩屑型再旋回造山带的物源供应,而早石炭世的物源则为过渡型再旋回造山带区。这种物源变化反映了成吉斯-塔尔巴哈台褶皱带的建造特征和隆起过程。     

东准噶尔石炭系巴塔玛依内山组火山岩全岩Sm-Nd等时线年龄及其构造意义

东准噶尔地区石炭系巴塔玛依内山组火山岩分布广泛,规模巨大,目前对其形成时代及构造背景的认识还存在着较大的争议。以火山岩中的玄武岩、玄武安山岩为研究对象,进行了岩石学、岩石地球化学和Sm-Nd同位素地球化学方面的研究。结果表明,该套火山岩属高钾钙碱性火山岩系,微量元素和稀土元素特征相似,(143Nd/144Nd)i变化幅度小,εNd(t)和T2DM近乎相同,具同源岩浆演化特征和良好的封闭条件。利用Sm-Nd等时线定年方法获得的玄武岩全岩等时线年龄为(319.7±5.9)Ma,(143Nd/144Nd)i=0.512414±0.000006,MSWD=0.34,与区域地质构造背景和已有化石证据基本吻合,代表了火山岩的形成时代。准噶尔地区晚古生代区域构造背景复杂。位于西伯利亚板块和哈萨克斯坦-准噶尔板块之间的古亚洲洋存在双向俯冲消减过程。南向俯冲带位于扎河坝-克拉玛依一线,俯冲作用至少延续至(319.7±5.9)Ma。持续的南向俯冲造就了东准噶尔地区扎河坝下泥盆统托让格库都克组火山岩代表的岛弧和卡拉麦里蛇绿岩代表的卡拉麦里不成熟弧后盆地的形成。东准噶尔地区石炭系巴塔玛依内山组火山岩就是该过程中不成熟弧后盆地的产物,成岩过程可能是:古亚洲洋持续南向俯冲,导致卡拉麦里地区幔源物质大量上隆并引起弧后扩张,并在消减沉积物和(或)俯冲洋壳脱水产生的流体作用下发生部分熔融,形成的玄武质岩浆不断底侵至壳幔边界,引起少量主体由古生代残余洋壳和岛弧体系组成的年轻下地壳物质部分熔融生成岩浆,并发生相互较完全的混合,而后随着混合岩浆的不断聚集和构造伸展作用的进一步持续,岩浆沿构造薄弱带快速上升至地表,喷发成岩。319.7~311 Ma左右的中亚造山带持续南向增生导致了卡拉麦里弧盆北侧古亚洲洋的消亡,并最终迫使卡拉麦里弧盆北向俯冲消减而闭合。     

东秦岭二郎坪弧后盆地双向式俯冲特征

二郎坪弧后盆地是北秦岭早生古代活动大陆边缘沟－弧－盆系统的重要组成部分,现今二郎坪岩群是古弧后盆地的物质残存,记录了盆地演化方式和过程,沉积建造和岩浆作用研究发同,在二郎坪弧后盆地南北两侧各发育一套活动型陆缘沉积体系和一系列府冲型花岗岩,变形构造解析反映出主造山期早期沿弧后盆地两侧各形成一套韧性推覆构造系,并具对冲型几何学样式,为俯冲带典型构造,综合分析表明,弧后盆地在造山早期分别俯冲于南部秦岭古岛弧和北部宽坪古陆之下,具双向式俯冲特征。     

西昆仑造山带中带提热艾力组沉积环境 及物源区构造背景

西昆仑造山带中带上石炭统提热艾力组为一套浅变质碎屑岩沉积,四周被三叠纪岩浆岩所包围,研究其沉积环境及物源特征对揭示该区构造背景具有重要的意义。通过野外详细的剖面测制、沉积相标志的观察,结合室内岩矿鉴定和地球化学等综合分析,揭示该套碎屑岩具典型的鲍马序列结构特征,岩性成分成熟度低,主要为一套近物源的斜坡重力流沉积,其物源区较为复杂,主要为切割岩浆弧、过渡岩浆弧和再旋回造山带,源区构造环境为大陆岛弧及活动大陆边缘,表现出活动大陆边缘弧后盆地的沉积特点。     

西藏察隅地区中侏罗世马里组：兼论“春节桥组”的时代

西藏察隅地区的中侏罗统马里组,原划为下泥盆统春节桥组。通过岩石地层层序、岩石组合、沉积地球化学、重矿物特征、与下估地层的接触关系等调查,以及巴通期双壳类化石化组合的新发现,认为均与同一构造带洛隆地区的中侏罗统马里组相同。因此,下泥盆统春节桥组应该废弃。马里组是怒江洋盆地晚三叠世一早侏罗世闭合时,澜沧江弧与三村弧发生强烈磁撞造山,在三村弧后拉张的前隅盆地或山间盆地中沉积的一套中侏罗世红色磨拉石建造。     

新疆阿拉山口西上泥盆统他乌组硅质岩沉积地球化学及构造背景

阿拉山口西位于新疆准噶尔盆地西缘阿拉套山东端及山前一带,分布上泥盆统托斯库尔他乌组地层,岩性主要为中厚—巨厚层硅质岩夹硅质板岩.通过对他乌组硅质岩常量元素、稀土元素及微量元素的综合研究,认为他乌组岩性组合相对单一,沉积构造现象较少;他乌组硅质岩多数属于生物成因,亦有少量的热液活动参与;推测其形成时的主体大地构造环境为接近大陆边缘盆地向大洋盆地过渡的环境.     

西准噶尔中古生代复理石相遗迹化石及其古环境意义

西准噶尔复理石相遗迹化石主要分布于上泥盆统-下石炭统塔尔巴哈台组以及石炭系的包古图组、太勒古拉组和哈拉阿拉特组中, 典型遗迹属包括Phycosiphon, Nereites, Megagrapton, Glockerichnus, Cochlichnus, Lophoctenium, Gordia, Chondrites, Zoophycos, Scolicia, Thalassinoides.这些遗迹化石构成具有典型深水Nereites遗迹相特征的Phycosiphon-Nereites遗迹化石组合和Megagrapton-Glockerichnus-Cochlichnus遗迹化石组合.包古图组和太勒古拉组属于海底扇中下扇扇缘-盆地平原环境; 哈拉阿拉特组和塔尔巴哈台组则属于海底扇中下扇扇叶环境.西准噶尔复理石相遗迹化石分布与鲍马序列的厚度密切相关, 在毫米-厘米级鲍马序列中, 遗迹化石属种单调且保存较差, 可见单一属的Phycosiphon或Nereites; 而在厘米-分米级鲍马序列中, 可见不同直径大小和形态上具有过渡的Phycosiphon和Nereites, 可能代表同种造迹生物不同个体发育阶段的生物遗迹.海底扇不同亚环境单个鲍马序列的厚度决定了底栖生物是否有足够的时间形成较为成熟的群落(包括一系列幼年和成年个体).      

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.     

新疆西准噶尔早石炭世沉积地层的物源及构造环境

沉积物的地球化学和碎屑锆石特征在沉积岩物源分析及构造背景的研究中具有较为重要的作用.对克拉玛依后山地区早石炭世包古图组和太勒古拉组碎屑岩样品(共42个)进行了岩石学和地球化学研究,结果显示,这套碎屑岩的主量元素SiO₂含量为54.64%~73.14%,Al₂O₃含量相对较高(11.89%~19.36%),(TFe₂O₃+MgO)含量比较高(3.97%~9.99%),反映岩石化学成熟度偏低.岩石稀土元素含量变化较大,在83×10-6~252×10-6之间变化,无Ce异常,Eu呈微弱负异常,具有低的∑REE等特征,与大洋岛弧型砂岩相似.采自这2个组的碎屑锆石U-Pb定年结果表明,包古图组有340 Ma和440 Ma两个主峰值,主要来源于石炭纪、志留纪的源岩;太勒古拉组碎屑锆石主峰值为325 Ma,其年龄与地层年龄很接近,推测其主要来源于同沉积石炭纪岩石.根据主、微量及稀土元素等多个构造环境判别图解的综合分析,结果表明早石炭世包古图组和太勒古拉组沉积物的物源特征及沉积构造背景较为相似,主要为大洋岛弧-大陆岛弧环境下的中酸性火山岩,夹有少量基性火山岩.      

内蒙古伊敏地区下石炭统红水泉组砂岩物源分析及其构造意义

碎屑沉积物成份与源区构造环境、构造背景及源区岩石性质密切相关。通过对伊敏地区红水泉组砂岩样品进行砂岩碎屑颗粒成分统计、地球化学特征及碎屑锆石LA--ICP --MS U--Pb 年代学等物源分析方法,确定红水泉组砂岩为长石岩屑砂岩,物源区构造背景主要为大陆岛弧环境,其物源类型为切割型岛弧。红水泉组砂岩中最年轻的碎屑锆石年龄为338 ± 3 Ma,该年龄值表明红水泉组形成的时代为早石炭世密西西比中期的韦宪阶或之后。903 ～ 1 676 Ma 的分散元古界锆石年龄和～ 780 Ma 新元古代锆石年龄峰值,可能反映南蒙古微板块基底年龄信息。～ 500 Ma 和～ 380 Ma 的年龄峰值指示源区可能经历了多期岩浆事件: ～ 500 Ma 的岩浆锆石物源可能来自额尔古纳与兴安地块闭合相关的后造山花岗岩, ～ 500 Ma 的变质锆石可能来自变质基底, ～ 380 Ma 的物源可能反映额尔古纳-兴安地块与松嫩地块至少在晚泥盆世开始碰撞拼贴,并导致该区存在一个晚泥盆世-早石炭世的岩浆弧。     

准噶尔盆地东北缘卡拉麦里组物源区特征:碎屑岩地球化学及锆石U-Pb年代学的制约

准噶尔盆地东北缘广泛发育泥盆纪卡拉麦里组,其形成时代与构造背景一直备受争议.对卡拉麦里组碎屑岩开展岩石学、地球化学和同位素年代学研究,结果显示:卡拉麦里组形成于斜坡-半深海沉积环境,具浊积岩特征.砂岩样品SiO₂含量高,Al₂O₃/SiO₂比值低,K₂O/Na₂O比值高,REE配分曲线总体表现为右倾,ΣLREE/ΣHREE=4.81~8.03,δEu=0.59~0.80,Eu具有弱负异常,构造环境判别图解揭示卡拉麦里组砂岩物源区构造背景为被动大陆边缘.砂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定表明,锆石年龄分为2期,主要为393~524 Ma,其次是823~3 077 Ma,表明卡拉麦里组物源区地质体时代主要为早古生代和前寒武纪,分别对应于准噶尔盆地周缘早古生代造山带和前寒武纪结晶基底.综合分析认为,卡拉麦里组形成时代为早-中泥盆世,沉积于准噶尔地块东北缘被动陆缘一侧.中泥盆世开始,卡拉麦里古生代洋盆持续向北俯冲消减,形成了野马泉岛弧及其弧前沉积体系,最终闭合于早石炭世之前.      

Provenance and tectonic setting of Late Carboniferous clastic rocks in West Junggar,Xinjiang, China: A case from the Hala-alat Mountains

The Late Carboniferous palaeo-tectonic setting of the West Junggar region is comprised of arcs alternating with basins. Geochemical analysis of the sedimentary rocks associated with these arc-related basins was conducted to better constrain the provenance and tectonic setting.Major and trace element geochemistry data of Late Carboniferous mudstones and sandstones in the Hala-alat Mountains suggest that these sedimentary rocks and their source areas are characterized by the following four features: (1) sediments experienced a simple recycling process; (2) a low degree weathering conditions in the source areas; (3) compositional immature of the sedimentary rocks; (4) dominated by intermediate to felsic provenance, with a few intermediate to mafic sediments. Integrated with the palaeo-flow data and previous authors’ works, a fore-arc basin model is proposed for the tectonic setting of the sedimentary rocks. The Sawur arc is the primary provenance and supplies the major intermediate to felsic detrital fragments. The Bozchekul-Chingiz arc and Kexia oceanic island arc are the other two secondary sources.     

Variability over time in the sources of South Portuguese Zone turbidites: evidence of denudation of different crustal blocks during the assembly of Pangaea

This study combines geochemical and geochronological data in order to decipher the provenance of Carboniferous turbidites from the South Portuguese Zone (SW Iberia). Major and trace elements of 25 samples of graywackes and mudstones from the Mértola (Visean), Mira (Serpukhovian), and Brejeira (Moscovian) Formations were analyzed, and 363 U-Pb ages were obtained on detrital zircons from five samples of graywackes from the Mira and Brejeira Formations using LA-ICPMS. The results indicate that turbiditic sedimentation during the Carboniferous was marked by variability in the sources, involving the denudation of different crustal blocks and a break in synorogenic volcanism. The Visean is characterized by the accumulation of immature turbidites (Mértola Formation and the base of the Mira Formation) inherited from a terrane with intermediate to mafic source rocks. These source rocks were probably formed in relation to Devonian magmatic arcs poorly influenced by sedimentary recycling, as indicated by the almost total absence of pre-Devonian zircons typical of the Gondwana and/or Laurussia basements. The presence of Carboniferous grains in Visean turbidites indicates that volcanism was active at this time. Later, Serpukhovian to Moscovian turbiditic sedimentation (Mira and Brejeira Formations) included sedimentary detritus derived from felsic mature source rocks situated far from active magmatism. The abundance of Precambrian and Paleozoic zircons reveals strong recycling of the Gondwana and/or Laurussia basements. A peri-Gondwanan provenance is indicated by zircon populations with Neoproterozoic (Cadomian-Avalonian and Pan-African zircon-forming events), Paleoproterozoic, and Archean ages. The presence of late Ordovician and Silurian detrital zircons in Brejeira turbidites, which have no correspondence in the Gondwana basement of SW Iberia, indicates Laurussia as their most probable source.     

东准噶尔南缘两套泥盆纪火山岩地球化学特征对比及其地质意义

东准噶尔一直以来都是研究新疆北部古生代洋陆格局和构造演化热点地区之一.前人对东准噶尔南缘火山岩的研究较为薄弱, 关注点多在石炭纪火山岩源区及构造属性上, 对泥盆纪火山岩构造背景和岩浆演化过程缺乏认识.对卡拉麦里蛇绿岩北侧的泥盆系北塔山组和乌鲁巴斯套组火山岩的岩石学、地球化学和年代学特征进行了详细研究, 结果表明:卡拉麦里北塔山组火山岩形成于早泥盆世晚期-中泥盆世早期(404 Ma), 具中-高钾、中钛、中铁和低铝的特征, 微量元素显示其富集LREE、LILE和亏损Nb、Ta, 推测其形成于洋壳俯冲的陆缘弧环境, 源区为受过俯冲沉积物熔体和流体交代的亏损地幔楔; 而莫钦乌拉中泥盆统乌鲁巴斯套组火山岩具贫碱、低钾、低钛、高铝等特征, 显示为典型的岛弧火山岩特征, 同位素和微量元素特征显示其来源于俯冲消减板片流体交代的亏损地幔楔.综合两套火山岩的差异特征和区域地质背景, 推测中泥盆纪卡拉麦里洋北向俯冲经历了由陆缘弧到岛弧的转变过程.      

准噶尔盆地东部双井子地区上石炭统泥岩地球化学特征及其地质意义

准噶尔盆地东部石钱滩凹陷石炭系巴塔玛依内山组火山岩之后发育一套连续稳定的碎屑岩沉积。笔者等通过XRD、主微量元素分析等手段针对其中的细粒沉积岩开展元素地球化学研究,其结果对恢复准东地区晚石炭世源区风化特征、古气候、判断其源岩性质及源区构造背景具有重要意义。研究表明,巴山组—石钱滩组泥岩具有低石英含量特点,其中巴山组泥岩黏土含量稍高,而石钱滩组泥岩中长石含量高,两者黏土成份均为蒙脱石（>99%）,反映了干燥、寒冷的气候特征且沉积介质长期为碱性;CIA结果显示巴山组—石钱滩组时期经历了中等—弱化学风化作用,并具有干湿交替气候变化特征;主微量元素及相关判别图解显示巴山组—石钱滩组泥岩的源岩多以偏中性的长英质火山岩为主,少量中基性及少量偏酸性的火山岩物源,并且多数为未分异的弧;泥岩的地球化学特征反映了沉积物源区构造背景主要为大陆岛弧背景,结合石钱滩组碎屑锆石峰值年龄及主要物源区分析认为,野马泉地体与其南部的准噶尔地体东北缘于335 Ma左右开始由俯冲转变为碰撞造山。     

准噶尔盆地东北缘早石炭世南明水组沉积环境及构造背景分析

准噶尔盆地东北缘发育的下石炭统南明水组沉积岩是对晚古生代北疆地区洋壳俯冲消减作用的沉积响应。本次研究在南明水组地层中发现丰富的遗迹化石:Scalarituba, Planolites,Cosmorhaphe,Spirophycus和Helminthoida。岩性组合特征和遗迹化石所代表的遗迹相,反映了南明水组的主要沉积相类型为扇三角洲前缘、浅海、深海-半深海,从下往上为一个由浅变深再变浅的不对称的完整层序。南明水组的岩性、层序演化以及砂、泥岩地球化学特征表明,该套地层发育的构造背景为弧后盆地。早石炭世准噶尔盆地东部存在的洋壳俯冲消减作用是研究区弧后盆地发育的动力机制。     

Provenance and origins of a Late Paleozoic accretionary complex within the Khangai–Khentei belt in the Central Asian Orogenic Belt,central Mongolia

We have investigated the petrography, geochemistry, and detrital zircon U–Pb LA-ICPMS dating of sandstone from the Gorkhi Formation of the Khangai–Khentei belt in the Ulaanbaatar area, central Mongolia. These data are used to constrain the provenance and source rock composition of the accretionary complex, which is linked to subduction of the Paleo-Asian Ocean within the Central Asian Orogenic Belt during the Middle Devonian to Early Carboniferous. Field and microscopic observations of the modal composition of sandstone and constituent mineral chemistry indicate that the sandstone of the Gorkhi Formation is feldspathic arenite, enriched in saussuritized plagioclase. Geochemical data show that most of the sandstone and shale were derived from a continental margin to continental island arc setting, with plutonic rocks being the source rocks. Detrital zircon ²⁰⁶Pb/²³⁸U ages of two sandstones yields age peaks of 322 ± 3 and 346 ± 3 Ma. The zircon ²⁰⁶Pb/²³⁸U age of a quartz–pumpellyite vein that cuts sandstone has a weighted mean age of 339 ± 3 Ma. Based on these zircon ages, we infer that the depositional age of sandstone within the Gorkhi Formation ranges from 320 to 340 Ma (i.e., Early Carboniferous). The provenance and depositional age of the Gorkhi Formation suggest that the evolution of the accretionary complex was influenced by the intrusion and erosion of plutonic rocks during the Early Carboniferous. We also suggest that spatial and temporal changes in the provenance of the accretionary complex in the Khangai–Khentei belt, which developed aound the southern continental margin of the Siberian Craton in relation to island arc activity, were influenced by northward subduction of the Paleo-Asian Ocean plate.