北祁连造山带志留纪岩相古地理研究

奥陶纪—泥盆纪时期,受加里东构造活动的影响,北祁连洋盆经历了俯冲消亡至造山的复杂转换。其中,志留纪是记录了盆山转换的重要大地构造过渡阶段,然而北祁连造山带在该时期的盆地性质一直存在争议。本文对北祁连地区志留系沉积地层开展了详细的野外地质调查及室内测试分析,通过岩性、沉积构造和古生物化石组合等方面的研究,共识别出潮坪相、浅海陆棚相及半深海相三种沉积相类型。此外,基于前人的研究成果和本研究的新资料,编制了全新的北祁连地区志留纪沉积构造格架、沉积盆地类型及空间配置关系图。在此基础上,通过区域地层对比,以及岩相古地理编图研究,重建了北祁连造山带志留纪沉积盆地充填序列,并采用造山带岩相古地理编图方法编制了全新的研究区志留纪岩相古地理图。     

造山带岩相古地理研究与实践--以甘肃省奥陶纪为例

造山带古地理的恢复与重建难度较大且尚无研究方法体系可循。选择地处复杂中央造山带的甘肃省奥陶纪为例,结合前人研究资料首次编制了早、中晚奥陶世的沉积构造格架及沉积盆地类型图,分析了它们之间的空间配置关系。在“构造控盆、盆控相”的思路控制下,以沉积岩性、结构-构造、古生物组合等为基础,以优势相原则,共划分出滨浅海相、浅海陆棚相、开阔台地相、台地边缘浅滩相、潮坪相以及半深海(含斜坡相)-深海相等7类沉积相类型,采用“在同一板块、构造背景下形成的沉积盆地内及空间连续配置的沉积盆地之间采用瓦尔特相律对古地理进行合理的恢复;对不同的板块及构造背景下形成的沉积盆地或者是空间不连续配置的沉积盆地之间,古地理单元的恢复则按现今出露地层所反应出的沉积环境忠实地表现,古地理单元之间可以不遵循瓦尔特相律”的方法恢复与重建了研究区的古地理面貌,编制了相应的古地理图。为造山带岩相古地理的研究提供了一种编图思路,具理论和实践意义。     

北祁连山及其邻区古生代以来的大地构造演化初探

北祁连山出露有中寒武世中晚期和早中奥陶世两期蛇绿岩。同位素年龄分别为335.5 Ma和440-460 Ma的两期高压变质带赋存于中寒武统和下中奥陶统中。大量地质记录揭示北祁连山是介于阿拉善地块和中祁连地块间的一个早古生代缝合带。北祁连山及其邻区古生代以来大地构造演化是复杂的。中寒武世早期统一的中国古陆经陆内裂谷作用发生裂解,于中寒武世中晚期形成北祁连洋。到晚寒武世洋盆转化成残留海盆。早奥陶世北祁连地区再次拉张,遭受第二次大洋化,到中奥陶世形成具沟弧盆体系的成熟大洋。晚奥陶世洋盆转化成残留海盆。于晚奥陶世末碰撞成山,志留纪在新生褶皱山系前形成前陆盆地,盆地底部的下志留统下部层位的磨拉斯可视为碰撞造山的标志。到泥盆纪进入碰撞期后造山阶段,泥盆纪磨拉斯则作为碰撞期后造山作用的标志。北祁连山及其邻区经历了石炭-三叠纪上叠盆地发展阶段,到侏罗纪进入陆内造山阶段。陆内造山作用的主要特征是山脉抬升、盆地沉降,形成盆-岭构造。这个作用一直持续到现在。笔者还对碰撞作用和造山作用的类型进行了讨论。认为软碰撞(soft collision)引起洋盆闭合,但不造山,硬碰撞(rigid collision)使残留海盆闭合并形成新生褶皱山系。在北祁连可以辨认出碰撞造山、碰撞期后造山及陆内造山这3种类型各具特征的造山作用。     

造山带中古海山残片的识别——以拉脊山缝合带青沙山和东沟地质填图为例

造山带内海山/洋岛残片的识别是确定古缝合带和古洋盆存在的直接地质证据。祁连造山带被普遍认为是原特提斯洋盆俯冲和闭合的产物,然而南祁连地区是否存在古洋盆长期存在争议。通过对拉脊山关键地段早古生代岩石开展大比例尺地质填图和室内综合研究,在青沙山和东沟地区识别出连续的由洋岛型枕状玄武岩、火山碎屑岩、泥岩、凝灰岩和灰岩组成的火山-沉积组合序列,它们分别呈构造窗和构造残片产出,是拉脊山增生杂岩的重要组成部分,代表中寒武世—早奥陶世原特提斯洋内海山残片。这些海山残片的识别不仅表明拉脊山地区存在早古生代洋盆和缝合带,同时为造山带古洋盆构造演化研究提供了新思路。     

青藏高原晚三叠世构造-古地理综述

遵循刘宝珺院士提出的“构造控盆、盆地控相”指导思想，在系统厘定地层格架和构造单元划分基础上，确定青藏高原巨型造山带晚三叠世构造-古地理从北往南依次发育：羌塘-三江多岛海、班公湖-双湖-怒江洋、冈底斯-喜马拉雅多岛海和若干次级构造-古地理单元。班公湖-双湖-怒江洋是分隔冈瓦纳大陆和欧亚大陆的特提斯大洋，南羌塘地块是漂浮在特提斯大洋中的块体。本次重点对北羌塘前陆盆地和北喜马拉雅被动大陆边缘盆地的沉积相带展布和古地理进行了研究。造成两个盆地沉积序列及古气候差别的主要因素是构造地质事件。构造事件决定了盆地性质，盆地性质又控制了沉积相带的空间展布。北喜马拉雅盆地位于冈瓦纳构造域，晚三叠世盆地基底南浅北深，继承了古生代构造离散型被动大陆边缘沉积，印支造山作用不发育；北羌塘盆地位于泛华夏构造域，晚三叠世发育印支挤压造山作用及其前陆盆地沉积记录。盆地分析研究表明，北羌塘南部江爱达日那和热觉茶卡等地下三叠统康鲁组底部均发现灰紫色中厚层复成分砾岩、含砾粗砂岩、细砂岩组成向上变细的海侵型地层结构，沉积相为滨岸三角洲；上三叠统土门格拉群沉积相为含煤盆地边缘三角洲。从沉积相展布型式和北东向古水流方向分析，三叠纪北羌塘沉积盆地的物源主要来自羌塘中部双湖造山剥蚀区或“中央隆起带”。     

北祁连西段肃南地区下志留统肮脏沟组河流相的发现及其大地构造意义

北祁连地区位于中国中央造山带中段,具有典型造山带的特征。区内志留系肮脏沟组沉积环境存在较大争议,以致对其沉积期古地理格局的认识就存在很大差异。本研究选取志留系肮脏沟组发育齐全的肃南地区老虎沟剖面为研究对象,通过野外剖面实测、室内薄片鉴定和碎屑岩粒度分析等方法对老虎沟剖面肮脏沟组沉积充填序列、沉积构造和沉积相类型进行了细致分析。北祁连肃南地区老虎沟剖面志留系肮脏沟组发育大套的砾岩、砂砾岩和含砾砂岩,沉积构造以大型槽状交错层理、板状交错层理、平行层理和底冲刷构造为主,其中砂岩碎屑的成分和结构成熟度都较低;砂岩段的滚动组分含量较高,纵向剖面上显示为向上远离物源区,粒度变细的演化序列。沉积特征指示北祁连肃南地区老虎沟剖面志留系肮脏沟组的沉积相为辫状河流相,并非前人认为的造山俯冲阶段或者弧陆碰撞阶段的深水海相沉积,而是已经发生陆—陆碰撞形成的陆相沉积。此时北祁连东部地区还未发生陆—陆碰撞,由此可知北祁连在早志留世碰撞为"西早东晚"的不规则点式碰撞。本研究有助于深化对北祁连造山带志留纪的古地理格局和其大地构造背景的认识。     

北祁连-河西走廊志留纪和泥盆纪古地理及其对同造山过程的沉积响应

北祁连-河西走廊志留系包括下志留统鹿角沟砾岩和肮脏沟组、中志留统泉脑沟山组和上志留统旱峡组，泥盆系包括中、下泥盆统老君山组和上泥盆统沙流水组。鹿角沟砾岩为水下冲积扇沉积，断续分布于北祁连西段。肮脏沟组在北祁连-河西走廊分布广泛，主要为半深海碎屑复理石沉积。泉脑沟山组和旱峡组分布于北祁连和河西走廊西段，前者以浅海相砂泥岩和泥灰岩为主，后者以滨海潮坪-浅海碎屑岩沉积为主。老君山组分布于古祁连山山前和山间盆地，为粗碎屑磨拉石沉积。沙流水组分布于河西走廊东段，为湖相沉积。区域古地理分析表明，北祁连-河西走廊志留纪-泥盆纪的古地理主要受北祁连加里东-早海西期不规则造山作用控制。鹿角沟砾岩标志着弧-陆碰撞最早发生于早志留世早期。早志留世北祁连-河西走廊由弧后残余盆地向前陆盆地转化。中、晚志留世北祁连东段剧烈造山并与阿拉善古陆的连接，前陆盆地限于北祁连-河西走廊西段。志留纪末期为北祁连的主造山期，泥盆纪形成高峻的古祁连山。早、中泥盆世形成山前和山间盆地的粗碎屑磨拉石沉积。晚泥盆世造山带西段造山作用剧烈，形成剥蚀区。东段造山作用微弱，山地被剥蚀，山前形成湖泊相的晚泥盆世沉积。     

北祁连西段肃南地区下志留统肮脏沟组河流相的发现及其大地构造意义

北祁连地区位于中国中央造山带中段,具有典型造山带的特征。区内志留系肮脏沟组沉积环境存在较大争议,以致对其沉积期古地理格局的认识就存在很大差异。本研究选取志留系肮脏沟组发育齐全的肃南地区老虎沟剖面为研究对象,通过野外剖面实测、室内薄片鉴定和碎屑岩粒度分析等方法对老虎沟剖面肮脏沟组沉积充填序列、沉积构造和沉积相类型进行了细致分析。北祁连肃南地区老虎沟剖面志留系肮脏沟组发育大套的砾岩、砂砾岩和含砾砂岩,沉积构造以大型槽状交错层理、板状交错层理、平行层理和底冲刷构造为主,其中砂岩碎屑的成分和结构成熟度都较低;砂岩段的滚动组分含量较高,纵向剖面上显示为向上远离物源区,粒度变细的演化序列。沉积特征指示北祁连肃南地区老虎沟剖面志留系肮脏沟组的沉积相为辫状河流相,并非前人认为的造山俯冲阶段或者弧陆碰撞阶段的深水海相沉积,而是已经发生陆—陆碰撞形成的陆相沉积。此时北祁连东部地区还未发生陆—陆碰撞,由此可知北祁连在早志留世碰撞为“西早东晚”的不规则点式碰撞。本研究有助于深化对北祁连造山带志留纪的古地理格局和其大地构造背景的认识。     

北祁连造山带晚奥陶世-泥盆纪构造演化: 碎屑锆石年代学证据

北祁连造山带晚奥陶世-泥盆纪处于同造山的构造背景.上奥陶统-泥盆系沿造山带不对称分布.上奥陶统-泥盆系碎屑锆石年代学特征显示, 造山带东段武威一带上奥陶统底部沉积物主要来自北祁连岛弧, 南部中祁连地块和北部华北板块的沉积物在上奥陶统上部才出现, 根据同沉积锆石年龄将中祁连地块和华北板块在东段初始碰撞的时间限定在470~450 Ma之间; 中祁连地块和华北板块的物质在造山带西段肃南一带被保存在下志留统, 地层中也有大量来自早古生代北祁连岛弧和同碰撞花岗岩的物质, 暗示造山带西段的碰撞时间在早志留世.而造山带东段下志留统中却仅有来自中祁连地块和华北板块的物质, 缺乏代表北祁连岛弧的早古生代碎屑锆石年龄, 对比上奥陶统-下志留统岩相分布和碎屑锆石年代学特征, 北祁连造山带的碰撞具有"东早西晚"的"斜向碰撞、不规则边缘碰撞"的特征, 而这种碰撞方式导致中祁连地块在造山带东段仰冲到北祁连岛弧之上, 阻止北祁连岛弧为盆地提供沉积物; 泥盆纪早期, 北祁连岛弧年龄在东段下、中泥盆统中重新出现, 结合志留系和泥盆系在造山带东、西两段的分布和变形特征推断, 泥盆纪早期北祁连造山带具有"东强西弱"的不均一隆升特征, 这种差异隆升特征是由"东早西晚"的"斜向碰撞、不规则边缘碰撞"引起的, 它导致了北祁连岛弧在造山带东段被重新剥露出地表, 同时来自早期中、上志留统以及同碰撞花岗岩的物质也被汇入盆地.河西走廊盆地性质经历了弧后盆地-弧后残留洋盆-前陆盆地的转换过程.      

祁连-柴达木-东昆仑新元古-中生代沉积盆地演化

祁连-柴达木-东昆仑处于中央造山带的中西部, 经历了复杂的构造演化史.将祁连-柴达木-东昆仑地区划分为19个地层分区, 在总结各地层分区沉积盆地特征基础上, 讨论了祁连-柴达木-东昆仑地区的构造-沉积演化史: 新元古代-早古生代, 随着北祁连洋、赛什腾-锡铁山洋、东昆仑洋开始张裂, 研究区为陆缘裂谷、洋盆沉积; 早古生代末3个洋盆陆续消减闭合, 开始造山阶段的前陆盆地和碰撞造山后的陆缘裂陷沉积; 寒武纪-早-中三叠世, 东昆仑阿尼玛卿洋经历了拉张-俯冲-闭合, 之后全区进入陆内断陷、坳陷盆地阶段.研究区各地层分区的沉积盆地特征很好地记录了北祁连洋、赛什腾-锡铁山洋、东昆仑洋的开合及陆内造山等构造过程, 为重大构造事件提供了重要的沉积学证据.      

华北板块西南缘义马盆地中侏罗世沉积相及古地理

义马盆地位于华北板块西南缘,是河南省境内唯一可采的中生代煤田,位置特殊。为了揭示其中侏罗世阿林期-巴柔期的沉积相及其古地理演化特征,运用矿物岩石学、地球化学、沉积学及岩相古地理等方法,以义马盆地中侏罗世含煤岩系为例,进行地层划分及沉积相和古地理研究。研究结果表明,研究区中侏罗世含煤岩系属阿林期-巴柔期,该时期主要发育冲积扇、辫状河、三角洲、湖泊等4种沉积相。利用单因素分析多因素综合作图法,以成煤期为节点,定量恢复了阿林期-巴柔期的古地理特征,从成煤期前到成煤期后,各优势古地理单元变化明显,具有冲积扇-三角洲-湖泊的变化规律,整体上是一个退积过程。     

新疆阿舍勒-冲乎尔地区泥盆纪相动力学研究

阿舍勒－冲乎尔火山沉积盆地是一个以火山岩并伴有陆源和内源沉积物的堆积场所，即该区泥盆纪地层是以事件作用的产物为其主要成分特点，显然，对其古地理的恢复，相的划分采用传统的相序分析方法是不合适的。作者认为要阐明该区泥盆纪的古地理面貌，必须在区域地层研究基础上，综合分析各种标志和沉积物的特点，寻求它们的物理成因和地质成因解。     

甘肃兰州-民和盆地中铺地区下白垩统河口群沉积特征及其盆地分析意义*

甘肃兰州-民和盆地是中国西部典型的陆内断陷沉积盆地,该盆地发育的下白垩统河口群是一套以红褐色为主的碎屑岩地层。依据野外调查,以盆地分析方法为手段,从地层、沉积相、物源和古水流等方面入手对盆地东南部的中铺地区河口群进行了沉积环境的系统分析。通过对研究区内河口群沉积相、沉积构造和沉积序列的研究,认为整套地层垂向上发育有冲积扇相-辫状河相-曲流河相沉积,并进一步划分出若干微相;同时结合该地区的物源和古水流分析认为,早白垩世研究区内的物源主要来自南部的祁连山多旋回造山带;盆地内的下白垩统河口群在不同地区呈现出不同特点,并以此建立了兰州-民和盆地早白垩世古地理格局及盆地演化模式。     

云南兰坪盆地三叠纪沉积作用与古地理演化

根据岩石沉积类型、物源供给、成因机制和沉积序列 ,结合区域地质特征 ,将兰坪盆地三叠系划分为陆相火山泥石流、河流相、三角洲相、潮坪相、浅海陆棚相、碳酸盐台地相和深水盆地相7种主要沉积类型。通过对沉积相的详细分析 ,恢复其古地理格架和面貌 ,探讨岩相古地理的变迁历史 ,从而表明三叠纪早期到晚期 ,其古地理经历了陆相环境→碎屑海盆→碳酸盐海盆到碎屑海盆的转换 ,即两次海侵 海退旋回。早期的海域分布范围较小 ,晚期的海域分布范围较宽 ,并成为统一的海盆。     

松辽盆地北部徐家围子地区登娄库组下部沉积相分析

松辽盆地北部徐家围子地区登娄库组下部沉积时期,盆地处于断陷向坳陷转化的过渡期。本文综合分析岩芯、粒度分析和测井特征等,探讨了徐家围子地区登娄库组下部沉积相类型和储层砂体的分布规律。结果表明,本区目的层段主要发育辫状河相、辫状三角洲相和湖相3种沉积相、6种沉积亚相,以及13种沉积微相;在平面上,以湖泊为中心,辫状河、辫状三角洲环绕四周的格局。辫状河道及辫状三角洲的厚层砂砾岩为有利储集体,湖相暗色泥岩可作为源岩和盖层,二者可以构成较好的油气生储盖组合。     

辽西义县盆地义县组底部沉积相与沉积环境分析

辽西义县盆地下白垩统义县组底部发育有马神庙、老公沟两个沉积层。马神庙沉积层从下至上可以划分出6个沉积亚层,其下部复成分砾岩沉积层为干旱气候条件下形成的洪（冲）积扇底部沉积相、洪（冲）积扇上的山洪冲槽充填相;中部为复成分砾岩夹凝灰质沉积层;顶部被中基性的火山岩覆盖。老公沟沉积层下部是以泥质粉砂岩为主的滨浅湖相、洪（冲）积扇向湖盆过渡的季节性河流作用形成的粗砂岩—含砾粗砂岩沉积相;顶部为一套滨浅湖相的膨润土化粉砂岩—膨润土—碳酸盐岩沉积岩石组合。义县盆地演化初期气候干旱,盆地边缘地势起伏较大,盆地边缘形成洪（冲）积扇、扇面上发育洪槽充填沉积作用,洪（冲）积扇向湖盆过渡区存在季节性河流;老公沟顶部湖泊相沉积指示受区域季节性变化的半干旱、频繁火山作用影响下,湖盆水深频繁波动的古地理、古气候的沉积特征。义县组底部沉积相表现了该盆地边缘向中心横向上的洪（冲）扇、季节性河流和湖泊沉积的三相发育的古地理特征。     

中扬子地区晚震旦世-早寒武世沉积特征及岩相古地理

中扬子地区指青峰-湘广断裂带以南,湘黔桂海盆以北,鄂西恩施-龙山一线以东的湖北省和湖南省的大部分地区。根据中扬子地区上震旦统-下寒武统十余条代表性剖面的沉积特征及其横向展布规律,应用等时面优势相成图方法编制了晚震旦世的陡山沱期、灯影期,早寒武世的筇竹寺期、沧浪铺早期、沧浪铺晚期、龙王庙期共6幅岩相古地理图。中扬子地区上震旦统发育了从碳酸盐潮坪、开阔台地、浅滩、台地边缘、斜坡到台地前缘盆地等沉积,下寒武统下部主要为细碎屑岩和碳酸盐岩组成的混合型浅海陆棚沉积,上部变成碳酸盐潮坪、开阔台地、台缘斜坡和台缘盆地沉积。晚震旦世岩相古地理格局由碳酸盐台地(鄂中台地)和南边的台缘盆地组成。由于地壳差异性升降运动,晚震旦世陡山沱期岩相古地理格局发生了急剧变化。早寒武世早-中期岩相古地理格局由鄂中古陆、围绕古陆的碳酸盐潮坪、陆棚及南边的陆棚边缘盆地组成。早寒武世中-晚期岩相古地理格局由碳酸盐潮坪、开阔台地、台缘斜坡和台缘盆地组成,该地区主体进入碳酸盐台地演化阶段。     

湘西-黔东地区早寒武世沉积序列及铅锌成矿制约

湘西-黔东地区下寒武统发育完整,是一套从黑色岩系到碳酸盐岩的沉积序列,代表早寒武世复杂的古地理变迁。纵向上,下寒武统组成一个二级层序,可以进一步划分为5个三级层序,构成总体向上变浅的沉积相序列,同时反映了缓坡型碳酸盐岩台地的生长发育过程,铅锌矿赋存于第四层序高水位体系域中;空间上从北西至南东发育从局限台地、浅滩和微生物(藻)丘相、陆棚相等沉积。岩相古地理对层控铅锌矿具有明显的控制作用,主要分布于台地边缘藻丘和浅滩相与局限台地潮下过渡部位。研究表明牛蹄塘组黑色碳质页岩是铅锌矿源层,清虚洞组灰岩是主要容矿层,其中浊积岩、藻丘体、砾(粒)屑灰岩构成一个完整的铅锌控矿序列。