深时源-汇系统古地理重建方法评述

源-汇系统根据侵蚀、搬运及沉积作用的显著程度可划分为物源区、过渡区和沉积区,根据研究的时间尺度可划分为现代系统、第四纪系统和深时系统。洋陆边缘源-汇系统根据地貌单元的空间配置可划分为"陡—短—深"、"宽—深"及"宽—浅"3种空间分布类型,这3种类型在沉积体积分布及沉积记录保存潜力上存在差异。完整的源-汇系统古地理重建包括沉积区古地理重建和物源区古地理重建。深时尺度下沉积区古地理重建方法随着岩相古地理、构造古地理、生物古地理及层序地层学的发展已趋完善,而物源区古地理重建则更具挑战性,尤其是在物源区遭受侵蚀而不复存在的情况下更具难度。在源-汇分析方法体系中,物源区古流域水系形态、面积范围、地貌地势等古地理要素可通过构造要素分析、碎屑矿物分析、沉积体积回填、地貌学参数比例关系、古水力学参数比例关系和河流沉积通量模型等方法获得。总之,深时源-汇系统古地理重建能够通过盆地沉积记录揭示出物源区古地理演化特征,为沉积盆地充填过程提供沉积供给的信息,对能源矿产勘探和深时古环境研究具有重要意义。     

南华北盆地晚石炭世—早二叠世层序地层学及古地理研究

南华北盆地晚石炭世—早二叠世主要为陆表海充填沉积。通过层序界面识别和层序地层划分,建立层序地层格架,将研究区晚石炭世—早二叠世地层划分为1个Ⅱ级陆表海充填层序,3个Ⅲ级层序(Sq1—Sq3),分别对应晚石炭世巴什基尔-格舍尔期、早二叠世紫松期和隆林期,同时对3个层序的特征及演化进行了分析。根据层序地层学研究对Sq1~Sq3进行古地理重建,发现陆表海充填总体上为海退序列,物源主要来自北缘阴山隆起;同时也证实了海侵转换面的存在,全球海平面上升和板缘构造运动共同塑造了南华北盆地晚石炭世—早二叠世特殊的古地理演化过程。     

滇西南澜沧江带热水塘下二叠统沉积特征及构造古地理意义

热水塘下二叠统位于滇西南澜沧江带西区，为一套弧前深水斜坡盆地环境的碎屑浊流、等深流沉积组合，其物源主要来自东侧的大陆火山岛弧。它们和更东的龙洞河组，形成澜沧江带海西期“弧前－火山弧－弧后”的构造古地理格局，表明思茅地块西侧在晚石炭世－早二叠世为活动大陆边缘，标志着滇西南古特提斯洋板块自西向东的俯冲作用。     

内蒙兴安地区的板块构造问题

本文通过早二叠世岩相、生物群落、岩石化学、古地磁资料的综合研究分析,认为内蒙—兴安亚区的古地理,早二叠世早期,在乌兰浩特—林东—林西—线存在—火山弧。火山弧对沉积物和生物群落均有一定的控制作用,古地势为东低西高。早二叠世晚期,亚区东部迅速抬升,西部以海盆沉积为主,古地势为东高西低。同时根据海洋底栖、浮游生物的不同时混生现象,确定了板块分隔、对接、碰撞时期。     

黔南桂北晚二叠世火山碎屑来源、沉积水深及大地构造环境

本文研究的黔南桂北地区属南盘江盆地的一部分。该区晚二叠世具有浅水孤立碳酸盐台地和深水海槽相间的古地理格局。由海槽中沉积的火山碎屑岩系的沉积特征、碎屑组分模式及地球化学等方面的资料综合分析得知,该区晚二叠世是属于主要受古特提斯板块俯冲影响的弧后边缘海环境,火山碎屑物质直接来源于区内多源、频繁发生的海底火山喷发。 根据沉积的、生物的、化学的及物理的资料推断,该区晚二叠世海槽古水深可能为300—500m,不会超过1000m。     

东昆仑造山带海西—印支期东昆南前陆盆地构造岩相古地理

地层相态的恢复对于研究非史密斯地层区沉积盆地的演化过程有着非常重要的意义。在1∶ 2 5万野外地质填图基础上作出了东昆仑造山带东段东昆南前陆盆地晚二叠世至中三叠世构造岩相古地理图 ,该系列图揭示了东昆南前陆盆地在 5个发展阶段中的岩相分布特征和空间上的古地理展布范围 ,即晚二叠世早期东昆南前陆盆地发育的初始阶段、晚二叠世晚期前陆盆地的扩展至短期萎缩阶段、早三叠世早期前陆盆地的再次扩展阶段、早三叠世晚期盆地发育的高峰阶段和中二叠世前陆盆地的萎缩至消亡阶段。东昆南前陆盆地的演化过程在一定程度上反映了构造对沉积的控制作用     

南盘江盆地中北部三叠纪深水盆地古水流方向研究

南盘江盆地位于中国广西、贵州、云南三省毗邻地区,为晚二叠世-三叠纪期间演化的海相沉积盆地,建立在晚二叠世开始的裂谷系统基础之上,进入三叠纪中期,盆地范围进一步扩展、海水深度进一步加深,盆地内部主要沉积了一套深水复理石,晚三叠世沉积环境为前陆盆地,在盆地北部沉积有碎屑岩和碳酸盐岩建造。针对南盘江盆地中北部深水复理石沉积,测量了鲍马序列C段中的小型斜层理、爬升层理、包卷层理轴面倒向、槽模等反映古水流方向的沉积构造的产状,通过野外和室内复平面校正、古流向玫瑰花图的绘制,对研究区三叠纪古流向进行了系统研究,共获得49组古流向测量数据,通过古流向分析并结合沉积环境演化特征,对南盘江盆地物源区进行了讨论。研究结果认为中三叠世期间盆地南部广南、底圩、八达、富宁一线物源区来自南部的越北古陆;盆地东部的巴马、龙川、望谟一线物源区来自于东部及北东的江南古陆;盆地北部物源区位于盆地西北部和北部的扬子台地内部;盆地的沉积中心位于册亨以南、潞城以北地区;隆林县城和西林县城之间、阳圩和剥隘之间存在古隆起。晚三叠世期间盆地北部古流向发生明显变化,应与构造体制的变化密切相关。     

西藏措勤地区石炭纪—早二叠世古地理演化

措勤地区在泥盆纪浅海碳酸盐台地的背景基础上,在石炭纪—早二叠世发育了一套陆源碎屑为主的海相沉积,古地理呈北部以陆棚海为主、南部发育斜坡-深海相的特征。早石炭世永珠组陆棚浅海限于北部的甲龙到阿布勒一带,其南侧至格嘎一措勤一线发育较宽的斜坡相沉积,晚石炭世时发生海侵,并随着冰期气候的盛行在边缘斜坡海环境内沉积了多套冰海砾岩,随着冰期气候的结束和海退,早二叠世昂杰组陆棚海沉积范围向南扩展到格嘎-达雄南部,陆棚海地边缘发育了生物礁或生物滩。古地理演化反映了研究区在早石炭世受南北向拉张的构造背景下形成了不同于泥盆纪碳酸盐台地的陆棚海—斜坡—深海盆地的古地理格局,晚石炭世拉张达到鼎盛,其后的早二叠世主要发育了稳定陆棚海沉积。     

一张相图引发的奇迹——论活动论构造—古地理

构造-古地理在地学基础研究与能源矿产勘查中具有重要的指导意义,国内外学者与勘探家进行了长期卓有成效的探索。本文以四川盆地东北部二叠、三叠系礁滩天然气勘探为例,探讨了沉积相图在油气勘探发现中的重要作用,以及活动论思想在相图编制中的指导意义。结果表明,40余年对四川盆地晚二叠世-早三叠世沉积相的研究,引发了长兴组生物礁、飞仙关组鲕滩天然气勘探的突破与普光、龙岗、元坝等大气田的持续发现,相图的创新与发展带来了油气田大发现的奇迹;将盆地与周缘造山带相结合,探索晚二叠世-早三叠世的原型盆地,表明四川盆地内部及周缘在该时期内构造-古地理环境发生了巨大变迁,台地边缘是礁、滩发育的有利场所,台地内凹陷则是烃源岩分布的有利地区;对沉积盆地的复位与复原有助于矿产资源的预测。新一轮活动论"构造-古地理"研究将基于海量地质调查与油、气、煤勘探等资料,大数据时代下的活动论古地理重建必将带来地学的进步与资源勘查的系列发现。     

松辽盆地西斜坡中—晚二叠世古沉积环境演化及油气地质意义

大兴安岭南部—松辽盆地西斜坡晚二叠世古沉积环境一直以来备受争议,关于该地区中—晚二叠世古环境演化方面的研究也鲜见报道。本文采用元素地球化学和有机地球化学相结合的研究方法,对松辽盆地西斜坡蒙科地1井中—晚二叠世古沉积环境演化特征进行综合研究。结果表明,中二叠世为明显的海相沉积,沉积水体相对较深,期间可能存在多次干热—暖湿波动,其中中二叠世ZSI晚期—ZSII早期较为明显,水体性质体现为咸水—微咸水—半咸水,水体还原性—偏氧化性—还原性,气候干热—温湿—干热。晚二叠世早期为微咸水—半咸水海相沉积,至晚二叠世晚期转变为淡水—微咸水海陆过渡相沉积,期间存在两次明显的气候环境波动,与中二叠世哲斯组沉积中期气候环境变化相似,表现为水体变浅、咸度降低、还原性减弱,气候由干热转向温湿。晚二叠世以来气候逐渐向温暖湿热转变,水体逐渐变浅,可能与二叠纪—三叠纪之交气候变暖有关。至三叠纪、侏罗纪时期,区域处于构造抬升阶段,沉积环境由海陆过渡相环境转变为陆相沉积。结合TOC、古生产力指标分析得出,中二叠世ZSI晚期—ZSII2早期、晚二叠世LXI晚期、晚二叠世LXII中期、晚二叠世LXIII沉积期偏湿润的气候条件和低咸度、弱还原—偏氧化性的沉积水体环境,是形成厚度较大、富有机质烃源岩的有利的气候环境条件。     

内蒙古狼山地区晚第四纪泥石流发育特征及其构造意义

内蒙古狼山山前断裂活动强烈,致使泥石流灾害发育,研究狼山山前泥石流的发育特征对深入了解晚第四纪以来狼山的构造抬升具有重要意义。通过对狼山山前泥石流堆积特征和地貌特征的调查,发现研究区内泥石流沉积物颗粒粗大,分选磨圆均较差,胶结及风化程度随年代的变老而变强,山前堆积台地从老到新由上到下呈阶梯状排列。利用光释光(OSL)对厘定的4期古泥石流堆积进行测年,4期泥石流分别形成于113.33±12.31ka BP、65.33±6.71ka BP、34.67±3.52ka BP、5.00±0.57ka BP,进而计算出4期构造活跃期狼山中段的平均下切速率分别为0.44m/ka、0.93m/ka、1.11m/ka、2.8m/ka。水流下切速率的增加来源于构造隆升的驱动,由此表明狼山晚第四纪以来可能处于一个加速隆升的阶段;113.33ka以来水流下切速率的空间分布揭示了狼山中段存在隆升速率由西高东低向东高西低转换的特点。本研究对重建晚第四纪阴山西段隆升过程和河套盆地古地理格局具有重要意义。     

End-signature of deep-marine basin-fill, as a structurally confined low-gradient clastic system: the Middle Eocene Guaso system, South-central Spanish Pyrenees

The ca 300 m thick Guaso system is the youngest part of the ca 4 km thick deep-marine fill of the Middle Eocene Ainsa basin, Spanish Pyrenees. It is overlain by 150 to 200 m of fine-grained slope, prodelta and deltaic sediments. The ca 25 discrete deep-marine sandbodies within the Ainsa basin accumulated over ca 10 Myr, making eustasy the most likely control for coarse sand deposition (probably the ca 400 kyr Milankovitch mode). The first-order control on basin-scale accommodation, however, was tectonically-driven subsidence. Previously, the Guaso sandbodies were interpreted as linked to deep erosional, canyon-like features, but here it is argued that they are laterally extensive sandbodies, built by lateral-switching of 3 to 10 m deep erosional channels, and confined only by basin structure during deposition. The Guaso system represents the end of deep-marine deposition in a structurally-confined, delta-fed, low-gradient clastic system. The critical end-signature of deep-marine deposition was a phase of differential tectonic uplift above the underlying (Boltaña) thrust creating a narrower and shallower basin morphology, thus allowing sedimentation to create a low-gradient clastic system. Then, the next eustatic sea-level fall was insufficient to permit the cutting of canyons or deeply-incised slope channels, as had been the case earlier when the topographic relief between shelf and basin was at least several hundred metres greater. Such low-gradient clastic systems may characterize the end-signature for the infill of other shallowing-up deep-marine basins where a tectonic driver on subsidence is removed and/or differential uplift/subsidence leads to reduced sea floor gradients, leaving eustasy and sediment flux as the principal control on sediment supply.     

祁连山北缘酒西盆地新生代沉积通量变化对周缘山体构造隆升-风化剥蚀历史的响应

酒西盆地是青藏高原东北缘的一个内陆沉积盆地,发育了巨厚且连续的中-新生代地层,详细记录了盆地及周缘山地的构造、环境演变历史。本文在利用平衡剖面法恢复不同时期酒西盆地原始盆地边界基础上,通过盆地天然露头控制剖面和钻井资料的地层厚度,恢复了酒西盆地新生代各组沉积等厚图。根据不同时期盆地大小和沉积等厚图的计算,获得了酒西盆地新生代不同时期的沉积通量。结合前人对该区构造与古气候研究成果,认为古近纪持续干旱的气候条件下从火烧沟组(40.2~33.4 Ma)到白杨河组(30.9~23.8 Ma)盆地沉积通量增加主要由青藏高原持续挤压使祁连山快速构造隆升导致风化剥蚀量增加所致;中新世早期(疏勒河组弓形山段,23~14 Ma)虽然气候相对温暖,但此时祁连山构造带相对稳定,控制了物源区祁连山风化剥蚀量相对前期减小,使盆地沉积通量相对减小;中新世中期(疏勒河组胳塘沟段,14~8.3 Ma)盆地沉积通量增大可能是气候和构造共同作用的结果;中新世晚期以来(<8.3 Ma,疏勒河组牛胳套段-玉门组)盆地沉积通量呈阶段性大幅陡增,主要由祁连山晚新生代以来阶段性急剧构造隆升导致风化剥蚀量猛增所致。     

准噶尔盆地隆起区石炭系顶面不整合及其意义及其意义

石炭系风化壳是准噶尔盆地火山岩油气储集层的主要类型,物性明显好于同时代原生型火山岩。通过对陆梁隆起滴西地区的铸体薄片与岩心观测,发现风化淋滤对火山岩储集性能的改造主要体现在孔隙上,对裂缝的改造作用不明显。由于火山岩形成的构造环境与古地貌存在差异,不同的海拔高度决定了其接受风化时间的长短。准噶尔盆地内石炭系不整合上覆地层时代存在明显差异,下二叠统至白垩系均有分布。最长风化时长在东部隆起约为150Ma,在陆梁隆起约为100Ma,在西部隆起约为55Ma;而3处隆起最少则仅缺失部分上石炭统-下二叠统。风化时长的长短与火山岩孔隙度的大小呈近波峰状对应关系,火山岩孔隙度初始随风化时长的增大(至约30Ma)逐渐增大,在到达峰值(对应风化时长约40Ma)后随时长的增大(55～100Ma)逐渐减小。最大的孔隙度均出现在火山角砾岩和玄武岩中,安山岩的孔隙度次之,而凝灰岩的孔隙度最小。     

Control factors on turbidite sedimentation in a deep-sea trench setting. – The example of the Schlieren Flysch (Upper Maastrichtian-Lower Eocene,Central Switzerland)

Abstract

Deep-sea turbidite sedimentation in convergent margin settings generally is controlled by tectonic uplift, climate and eustatic sea-level variations. The rate of tectonic uplift governs the relief of the source area and the position of the base level (coinciding with sea-level), climate influences the rate and style of weathering and continental runoff and eustatic seal-level additionally shifts the base level, functioning with the concurrently working tectonic movements. Thus, these factors primarly determine the availability of sediment (yield and nature of material and the site of intermittent storage) at the basin margin which is unlocked periodically to flow downslope to the basin.

This paper attempts to decipher quantitatively the importance of the individual factors in the Late Maastrichtian to Early Eocene Schieren Flysch Croup. The flysch was deposited in a moderately converging remnant oceanic trench basin. Mean parameters are calculated on the basis of formations and the duration of nannofossil zones comprised in. For transposing these zone into absolute age intervals the problem of inconsistent durations in current time scales had to be solved by a best-fit approach. Frequencies and periodicities of turbidite events, decompacted and compacted sedimentation rates (the latter are considered as apparent denudation rates) are calculated to reveal the dynamics of sedimentation. Climatic evidence is deduced from clay mineralogy. Changing uplift rates in the drainage area are indirectly interpreted from back-stripped tectonic subsisdence rates in the basin.

The obtained data point to an immediate control of sub-duction-Iinked tectonic uplift in the bordering drainage and shelf area on turbidite sedimentation, as frequency and thickness of the turbidite events are closely correlated with the increasing tectonic subsisdence in the basin (assumed to match the rate of subduction and underplating). This general trend is modified by the temporary migration of the oceanic hinge zone towards the trench causing periodically the starvation of outer portions of the basin at the transition from Early to Late Paleocene and Late Paleocene to Eocene. Regional climatic trends additionnaly rule the turbidite facies development and apparent denudation rates. In the upper part of Early Eocene series high rate mud dominated sediments correlate with warm/humid conditions and in Late Paleocene deposits low rate sandy sediments coincide with cool ones. During the Late Paleocene period the global 2nd-order sea-level lowering probably may be responsible for the by-passing of the shelf by the coarse grained sediments.     

黔北—渝南地区中二叠世早期梁山组的岩相古地理特征和铝土矿成矿效应

研究区位于扬子陆块上扬子区,中二叠世早期地层梁山组产有丰富的沉积矿产,其中铝土矿具有良好的勘探开发前景。为了揭示区内中二叠世早期铝土矿的形成、分布与岩相古地理的关系,对区内梁山组的沉积特征、展布规律和含矿性进行了研究,编制了中二叠世早期梁山组岩相古地理图,提出了区内铝土矿障壁后泻湖成矿的模式。结果表明,区内古地理格局具有北高南低、南海北陆的特点,鲁甸—威宁—贵阳—都匀一线为障壁沉积体系,北部为障壁后泻湖沉积体系,南部为正常浅海沉积体系,大致可划分为隆起、滨湖、浅湖、半深湖—深湖、障壁砂坝、内陆棚和外陆棚7个沉积亚相,铝土矿矿床全部分布于北部泻湖半深湖—深湖相区内,岩相古地理控矿作用明显。     

“黔中隆起”和贵州晚古生代古地理演化及其对铝土矿的控矿作用*

早古生代的区域隆升形成的古地貌和晚古生代海平面变化明显控制了贵州晚古生代古地理与古地貌的演化,“黔中隆起”表现尤为明显。然而对“黔中隆起”的形成时间及演化存在较大争议,限制了对贵州铝土矿的沉积古地理与古地理演化史的认识。通过野外踏勘、资料收集和整理,建立了贵州晚寒武世至二叠纪数个重要地质历史时期的古地理图,对“黔中”隆起的形成时间、演化等进行了再认识,揭示其与贵州铝土矿成矿的耦合关系。寒武纪至早志留世早—中期,“黔中隆起”北缘缺失与之相关的古陆边缘相沉积,黔中地区大规模的隆起时间应以下志留统韩家店组潮坪相沉积的出现作为开始。在“黔中隆起”的显著影响下,黔中和遵义地区经历长期而强烈的风化剥蚀,于早石炭世分别形成喀斯特洼地和漏斗、峡谷地貌,为九架炉组含铝岩系的形成提供了物质条件和成矿场所,并在晚古生代冰盖消长带来的海平面和气候变化的影响下,通过强烈的淋滤作用形成铝土矿。黔北务正道地区经历了长期的风化剥蚀后,在海平面高频变化下形成有利于下二叠统大竹园组铝土矿形成的滨岸湿地环境和洼地地貌。贵州早二叠世的铝土矿与晚古生代冰期具有更明显的耦合关系。     

西藏中南部雄马—措麦以南地区早、中二叠世地层及其意义

在西藏中南部雄马—措麦以南地区前人所定的属于中—晚侏罗世达雄群中采获了古生物化石，地层时代重新厘定为早—中二叠世。早二叠世早期拉嘎组中赋含重力滑塌块体和冰川漂砾，早二叠世晚期昂杰组碎屑岩中夹大量火山岩，中二叠世下拉组含大量火山岩碎屑等，与冈底斯—腾冲地层区广泛出露的早—中二叠世地层比较，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地质背景等诸方面均存在显著差异。该套地层的确定，对研究西藏早、中二叠世地层沉积相，重塑古地理环境，以及研究青藏高原和邻区特提斯构造发展阶段的地层演化、盆地构造背景等都有重要意义。     

‘Qianzhong Uplift’ and evolution of the Late Paleozoic palaeogeography and its control on formation of bauxite in Guizhou Province

The Early Paleozoic regional uplift(e.g.,the Qianzhong Uplift)and sea-level changes had obviously controlled the evolution of the Late Paleozoic palaeogeography and paleogeomorphology in Guizhou Province. However,the formation time and evolution of the Qianzhong Uplift is still in debate,which limits the understanding of the Permo-Carboniferous paleogeographic and paleogeomorphologic evolution that formed bauxite in Guizhou. In this paper,based on field surveys and data collection,we established the palaeogeography of several important geological periods from the Late Cambrian to Permian in Guizhou,and re-recognized the formation time and evolution of the Qianzhong Uplift,and revealed the coupling relationship between the Qianzhong Uplift and Guizhou bauxite formation. During the Cambrian to early-middle Early Silurian,the continent-marine transitional facies were missed in the northern margin of the Qianzhong Uplift,central Guizhou Province,such as Bijie,Jinsha and Zunyi. The large-scale uplift of the central Guizhou Province should begin with the tidal flat deposits of the Hanchiatien Formation in the Early Silurian. Because of the Qianzhong Uplift,the central Guizhou and Zunyi areas experienced long-lasting and intense weathering and erosion,forming karst depressions,funnels,and canyons in the Early Carboniferous. The karst landform provided material conditions and location for the formation of bauxite deposits in the Early Carboniferous. The bauxite ore formed under intense chemical wreathing and leaching induced by the glacio-eustasy and paleoclimate fluctuations. The early long-lasting and intense weathering and erosion occurred in the northern Guizhou along with the Permo-Carboniferous glacio-eustasy,had leaded to the formation of coastal wetland and depressions,which were favorable places for the Early Permian bauxite formation. The Early Permian bauxite ores in Guizhou Province have an obvious coupling relationship with the Late Paleozoic Ice Age.     

中亚造山带北山下—中二叠统物源分析及古地理意义

甘蒙北山地区位于中亚造山带中段南端,该区广泛出露的海相二叠系是中亚造山带最年轻的海相沉积之一,是解析古亚洲洋晚期演化的理想载体。然而,北山地区的物源学数据分布不均衡、缺少统计对比,直接限制了学界对古亚洲洋古地理结构的探讨。本文在贯穿北山地区中部至南部的8条剖面中获得了681个碎屑锆石U-Pb年龄和192个Hf同位素数据;在等时地层对比的基础上,统计计算了北山地区已发表的下—中二叠统碎屑锆石数据,重建了区域古地理面貌。早—中二叠世,红石山洋向南俯冲至旱山地块之下,形成了黑鹰山弧和弧后裂谷盆地。该盆地北侧的物源分别来自于旱山地块的前寒武纪基底(926～775 Ma)和奥陶纪—志留纪岩体(485～421 Ma),而南侧的物源主要来自于马鬃山隆起。马鬃山隆起是早古生代红柳河—洗肠井洋闭合的产物,主要由奥陶纪—泥盆纪岩体(470～367 Ma)组成,包括早古生代马鬃山岛弧和双鹰山地块的大部分地区。北山南部发育柳园裂谷盆地,盆地南北两侧的碎屑物质分别主要来自于石炭纪—二叠纪火山岩(322～270 Ma)和马鬃山隆起的早古生代岩体,这两种碎屑物质在盆地中心交汇。本文古地理重建结果表明：红石山洋可代表...