华北地台本溪组,太原组火山事件沉积特征及时空分布规律

作者对华北地台24个煤田及煤矿区进行了详细的研究,在本溪组及太原组中共发现6期12次火山事件层。这些火山事件沉积遍及全区,主要为凝灰岩、沉凝灰岩及凝灰质沉积岩,它们在时空分布上有一定规律。火山碎屑可能来自华北地台以北及以南若干不同的火山源,而岩浆可能来自下地壳。      

苏鲁造山带地壳上地幔结构层析成像研究

扬子与华北板块在三叠纪的俯冲碰撞形成了著名的苏鲁超高压造山带,其板块碰撞接触关系一直是热点问题.利用国家台网中心64个省台记录的1 079个近震事件的10 922个P波到时和251个远震事件的11 931个P波到时数据,采用远近震联合反演的层析成像方法对苏鲁地区进行了地壳上地幔速度结构反演.结果显示,研究区内两个低速异常区分别对应山东半岛西部的华北板块地幔上隆区和壳幔相互作用强烈的长江中下游成矿带地区.在地幔300 km深度之下出现的高速异常体可能代表了早中生代扬子与华北板块碰撞之前俯冲拆沉的古特提斯洋板块.传统观点的扬子板块岩石圈向北俯冲不明显,华北板块表现为向东南俯冲的高速特征.华北板块俯冲以苏鲁造山带中部的北纬35°为界,分为南北两种俯冲样式.北部俯冲不明显,华北板块停滞在郯庐断裂带以西;南部则表现华北板块向东南陡倾俯冲到苏鲁造山带之下.      

华北克拉通北缘浅成低温热液矿床:时空分布和构造环境

华北克拉通北缘是一条近东西向的浅成低温热液成矿带，总结该成矿带金／银矿床的地质地球化学特征，初步确定矿床产于克拉通基底之上的中生代火山盆地，并集中分布于辽吉地块、燕山山脉和太行山北端，断裂构造和火山机构控制了矿床定位；矿床和成矿岩浆岩的同位素年龄集中在170Ma～100Ma；成矿流体以大气水为主，混有岩浆热液；成矿物质主要来自前寒武纪变质基底，并有盖层物质混入。讨论表明，本成矿带不可能是太平洋板块、古亚洲洋板块或蒙古-鄂霍茨克板块俯冲的直接产物，而是西伯利亚与华北古板块碰撞所致，成矿岩浆-流体系统可能起源于同碰撞期的陆内俯冲，成岩成矿作用爆发于碰撞构造演化的挤压-伸展转变体制。     

扬子地区晋宁期板块构造的探讨

扬子地区在晋宁造山期(1.05—0.85 Ga)发生过板块俯冲活动,其活动模式为青康滇古大洋板块向东南扬子古大陆板块俯冲,浙赣粤古大洋板块向西北的扬子古大陆板块俯冲。两个不平行的古大洋板块相对俯冲所产生的合应力,造成扬子古大陆板块朝北北东向移动,而与华北古大陆板块发生碰撞。     

鄂尔多斯盆地南缘赵老峪剖面奥陶系凝灰岩 锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系赵老峪组的时代一直是依据古生物化石组合确定的,但基于笔石带其时代为晚奥陶世,而依据牙形石组合则为中奥陶世或者中奥陶世晚期,存在明显的差异,缺少高质量同位素年龄的约束。本文选择富平赵老峪剖面赵老峪组凝灰岩夹层进行精确的SHRIMP锆石U-Pb同位素测年,获得了453.2±6.9 Ma年龄结果,将此前认为的中、晚奥陶世沉积严格地确定为晚奥陶世。结合区域地质资料讨论,认为鄂尔多斯南缘上奥陶统凝灰岩层的形成与古秦岭洋壳向北的俯冲有关,可能记录了与这个过程伴生的火山喷发事件。该同位素年龄表明这里的奥陶纪地层在华北克拉通是最年轻的,故它不仅准确地确定了地层的形成时代,而且对华北克拉通早古生代地质演化史的认识有着重要的意义。     

大巴山西段上奥陶统-下志留统五峰组-龙马溪组斑脱岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

扬子板块北缘大巴山地区上奥陶统-下志留统地层中斑脱岩较发育。笔者对大巴山西段陕西紫阳麻柳和四川万源皮窝乡上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组剖面的斑脱岩进行采样,开展了高精度锆石U-Pb测年,首次在该地区获得了445.1±3.5Ma和446.1±7.2Ma的锆石U-Pb年龄,限定了五峰组-龙马溪组地层沉积年龄,为扬子板块北缘大巴山地区奥陶系-志留系界线附近火山喷发事件、地层年代学研究提供了依据。本文所获得的年龄数据与秦岭-大别山造山带奥陶纪岩浆弧形成时间同步,略晚于华北克拉通西南缘奥陶系斑脱岩(449.0~465.8Ma),其火山活动可能与古秦岭洋壳向北的俯冲有关,火山凝灰质可能源自沿古秦岭洋盆北缘的火山弧喷发。中奥陶世晚期至早志留世早期,多幕次的高频火山喷发事件影响了当时海洋化学条件、碳循环波动、气候变冷和生物辐射脉动,造成了晚奥陶世末期的冰川启动和生物集群绝灭。     

鄂尔多斯盆地西、南缘奥陶纪地质事件群耦合作用

北祁连造山带和北秦岭造山带在早古生代经历了相似的洋陆转化过程,于奥陶纪时发育了汇聚板块边缘的沟-弧-盆体系,分别形成了北西向展布的北祁连造山带走廊南山北缘早古生代岛弧及弧后盆地和东西向展布的北秦岭造山带早古生代岛弧及弧后盆地。期间,秦岭-祁连洋的俯冲造山作用和鄂尔多斯盆地西南缘沉积类型和内陆湖盆的发展演化之间存在有机的联系,构成了盆-山耦合体系,引发一系列构造事件、火山喷发事件和多种类型的事件沉积等。它们之间存在着一系列成因机制上的联系,有着共同的宏观背景。鄂尔多斯盆地西、南缘在几乎相同时期存在一次构造背景的转变,由被动大陆边缘转化为主动大陆边缘,并诱发了多期火山喷发事件,在盆地西南缘奥陶系形成多套斑脱岩夹层,这些斑脱岩可能为同时期或者稍后的钾盐矿(包括含钾卤水)的形成提供了重要物源。同时,鄂尔多斯盆地南缘由浅水碳酸盐台地陷落为深水斜坡,在盆地西、南缘奥陶系有规律的集中发育重力流沉积(海底扇、浊积岩等)、滑塌沉积和震积岩等事件沉积。从形成机制上,华南板块向北俯冲触发了火山活动和地震,火山喷发在奥陶系集中沉积了多套凝灰岩夹层,地震活动导致同时期大套重力流沉积,并触发相对深水区沉积物向深水区移动,使得重力流沉积转化为浊流沉积,形成了具有良好储层的浊积岩。统计表明,上述事件发育的时间与秦岭地区构造活动相对最活跃的时期基本一致。因此这些分布稳定的凝灰岩薄层和中奥陶世集中有规律分布的重力流沉积砂体为华南板块向华北本快俯冲背景下形成的,它们之间存在耦合关系。     

冀北三叠系二马营组凝灰岩夹层的发现及其地质意义

冀北三叠系二马营组分布于下板城—平泉一带,主要为一套河流相红色砂泥岩组合,时代原定为中三叠世。通过1∶5万区域地质调查,首次在二马营组上部发现凝灰岩夹层,并进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得其206Pb/238U年龄加权平均值为234.2±2.6Ma(MSWD=3.2),综合古生物化石、后期脉岩、地层接触关系等依据,将二马营组沉积时限重新厘定为中—晚三叠世。结合区域地质资料,认为冀北三叠系二马营组凝灰岩夹层的形成可能与西伯利亚板块与华北板块碰撞造山有关,该凝灰岩层作为有效的地质事件标志层,记录了当时构造背景下华北陆块北缘的一次火山活动。     

白云鄂博洋板块地质与成矿作用初探

提出全球规模最大的白云鄂博稀土矿受亚洲洋向华北克拉通北缘俯冲的洋板块地质演化控制.探讨了白云鄂博地区亚洲洋洋板块地质构造发育过程、亚洲洋向华北克拉通北缘俯冲过程中相继发育的新元古代,早、晚古生代俯冲增生杂岩带的地质构造特征.探讨了白云鄂博稀土矿成因,认为稀土矿成矿碳酸岩岩浆产在华北克拉通北缘的所谓特殊的远端弧后构造环境（far backarc settings）,也有人称为远离弧后背景或者变形的大陆边缘环境（deformed continental margins）,不在大洋俯冲过程中发育的岩浆弧环境中.相对于大陆边缘弧,远端弧后构造环境位于向克拉通或向弧后更远的位置,它是控制白云鄂博深部成矿物质向浅部地表运移聚集成大型矿床、矿集区的关键储运空间.远端弧后构造环境远离大洋汇聚带或俯冲带向大陆或向弧后位置的克拉通边缘上,即在华北克拉通北缘岩石圈与亚洲洋造山带的岩石圈分界上的伸展构造中,受大规模岩石圈不连续系统或深切岩石圈的断裂带系统控制.成矿碳酸岩岩浆可能来自携带大量铁与REE的亚洲洋洋壳沉积物,于晚元古-早古生代向华北克拉通俯冲消减到华北克拉通陆下岩石圈地幔SCLM深循环过程中,在深切华北克拉通边缘的岩石圈的不连续构造系统中出溶形成岩浆碳酸岩及其携带的REE矿床.      

内蒙古大青山晚古生代煤系中火山事件层的物质来源及地层意义

在内蒙古大青山晚古生代煤系地层中发现了９层以上火山事件层，主要由凝灰熔岩、火山角砾岩、熔结凝灰岩、凝灰岩、沉凝灰岩及各种凝灰质沉积岩组成。通过剖面层序分析和岩石学、岩石化学、稀土元素和同位素比值研究，可将本区火山事件层划分为９个喷发旋回；根据火山事件层的分布，本区煤层可与山西大同同时代的煤层相对比；这一研究结果为大区域煤层对比提供了重要的科学依据。根据本区的研究工作并与内蒙海槽火山活动资料相对照，本区火山碎屑物质来自内蒙海槽钙碱性岛弧型火山活动的观点得到证实，也为华北板块与古亚洲洋板块之间的封闭机理，提供了新的资料。     

华北地台北缘东段晚太古——早元古宙地质特征

华北古陆自晚太古晚期开始与西伯利亚古陆发生分离,早元古宙形成了古蒙古洋板块,在古华北板块北缘出现了古老的弧沟系,其中海沟俯冲带构成了优地斜,在古俯冲带上盘古大陆壳出现了火山岛弧带,此时华北地台北缘有着与现代太平洋型大陆边缘特点相似的构造格局。本文仅对华北地台北缘东段优地斜、火山岛弧带的地质特征讨论如下。     

唐山—秦皇岛地区晚石炭世的皱纹珊瑚

研究区位于华北板块的东北部 ,晚石炭世为海陆交互相沉积。海相灰岩层中产有大量珊瑚、竹蜓 、腕足类及双壳类化石。共描述皱纹珊瑚 7属 15种 ,其中新种 11个 ,1个未定种。珊瑚化石组合中 ,小型单体珊瑚、中大型单体珊瑚和群体珊瑚共同繁育 ,种属分异度高 ,且地方性种数量大 ,表现为热带 -亚热带生物区系的特点 ,说明华北板块晚石炭世古地理位置应位于古赤道附近的热带 -亚热带 ,为古特提斯洋中的古板块之一     

秦岭复理石的古地理与板块运动

秦岭发育一条近东西走向的复理石带,其沉积时限约为古生代末至中生代初。下述证据表明,这些复理石是扬子板块北侧活动大陆边缘的产物:(1)该复理石带位于华北板块与扬子板块的缝合线以南;(2)岩相及古生物特征表明,与复理石整合接触的下伏地层为扬子型;(3)由北向南的古水流资料表明,复理石带北侧曾存在提供碎屑的物源区,那里现存的一系列活化基底块体可能即为古老岛陆的残余;(4)复理石中夹有若干层火山碎屑岩,暗示了那些岛陆与向南的板块俯冲有关。需要强调的是,秦岭现今构造倒向是向南逆冲及推覆的结果。这一现象可用板块俯冲方向倒转(Plate flip)解释,即,中三叠世以前,扬子板块以北的古特提洋壳向南俯冲,形成活动大陆边缘,中三叠世以后,洋壳消减殆尽,大洋彼岸的华北板块与扬子板块对撞,并逆冲至后者之上,形成秦岭。     

内蒙古四子王旗黑脑包岩体年代学与地球化学特征及其构造演化

内蒙古四子王旗黑脑包岩体位于华北板块北缘早古生代增生造山带,主要由花岗闪长岩和花岗斑岩组成。对花岗闪长岩进行La-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得四子王旗黑脑包侵入岩体的2个侵位年龄为407.4±4.7 Ma和268.0±2.7 Ma,分别代表洋陆俯冲事件以及陆陆碰撞事件年龄。岩石地球化学数据显示,四子王旗黑脑包岩体属钙碱性系列,逐步向低钾拉斑系列靠近,并且亏损高场强元素。同位素地质年龄及地球化学数据表明,样品具有同碰撞花岗岩特征。结合区域大地构造背景认为,四子王旗黑脑包地区主要构造背景为西伯利亚板块与华北板块之间俯冲、碰撞和对接过程,属古亚洲洋构造域,而后期的构造演化还有待进一步研究。     

扬子地台东南缘上奥陶统五峰组斑脱岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

扬子板块东南缘思南地区上奥陶统顶部—下志留统底部地层中普遍发育一层斑脱岩。选取思南县罗湾沱上奥陶统五峰组剖面进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得其年龄加权平均值为449±11Ma,限定了该区域奥陶系—志留系地层沉积年龄,为扬子板块东南缘思南地区奥陶系—志留系界线附近的火山喷发事件、地层年代学研究提供了较可靠的证据。449±11Ma的年龄与扬子板块北西大巴山一带的年龄数据高度吻合,但略晚于华北克拉通西南缘奥陶系顶部斑脱岩的年龄(449.0～465.8Ma)。其所代表的火山活动可能与华夏板块向扬子板块俯冲有关。晚奥陶世—早志留世晚期,多期次的火山喷发事件影响了当时的海洋化学条件、生态圈环境,造成中—晚奥陶世以来的生物灭绝事件及冰川启动。     

辽西地区晚古生代火山事件沉积地球化学特征及物源区分析

这年来,在华北板块北缘许多地区晚古生代地层中先后发现多层火山事件沉积,而火碎屑物质的物源区方向一直为地介所关注。通过对辽宁西部南樯矿区晚石炭世－早二叠世火山事件沉积与兴蒙槽区同期火山岩岩石化学及地球化学资料分析和研究,并采用多种判别图解进行了对比。     

内蒙狼山地区中生代构造演化及年代学特征

通过U-Pb、Ar-Ar同位素定年,对狼山中生代不同时期构造运动演化进行年代学厘定,可分为3期:1)中三叠世:随着古亚洲洋的闭合,西伯利亚板块向南与华北板块挤压碰撞,在狼山地区形成了挤压造山和相伴随的大量中酸性岩浆侵入,同期或者后期,狼山地区发育了韧性剪切作用。2)中—晚侏罗世:狼山地区发育有NE向的走滑断层和韧性剪切带,与中国东部地区NE向构造格局形成具有同时性,这可能与鄂尔多斯地块中—晚侏罗世时的逆时针旋转和古太平洋板块向西俯冲的远程效应有关。3)晚侏罗—早白垩世:狼山地区广泛发育了一套由NW向SE的逆冲推覆构造,将结晶基底推覆于白垩纪地层之上。这可能受到蒙古—鄂霍茨克海闭合后,西伯利亚板块向南与华北板块碰撞影响,从而导致了狼山地区NW—SE向的地壳挤压缩短。     

辽北法库韧性剪切带变形及其区域构造意义

晚古生代—早中生代古亚洲洋板块俯冲华北板块在辽北法库地区形成大型产状近水平的韧性剪切带。剪切带发展伴随着多期幔源及壳源的岩浆侵入,侵入岩在韧性剪切作用下发生韧性变形,记录了韧性剪切带变形历史。详细的野外地质调查结合岩石的宏观变形、显微构造及石英c轴组构特征分析,揭示了法库韧性剪切带内五龙山杂岩、高丽沟杂岩、早期十间房超单元变形处于上盘向北的剪切作用之下,晚期十间房超单元岩石变形指示构造运动转变为上盘向南剪切。LA-ICP-MS锆石U-Pb分析结果显示高丽沟杂岩变形时间为264.7±3.6 Ma(MSWD=1.3),早期十间房超单变形时间为253.9±4.3 Ma(MSWD=3.3),晚期十间房超单元244.0±3.0 Ma(MSWD=1.9)。岩石地球化学特征表明早期十间房超单元及小房申岩体中部分岩石来源于部分熔融的岩石圈地幔。结合前人研究成果,我们认为华北板块北缘东段(辽北地区)晚二叠世(264.7~253.9 Ma)处于古亚洲洋板块俯冲华北板块作用之下;晚二叠世至早三叠世(253.9~244.0 Ma)构造体制转变为碰撞后伸展且逐渐停止,244.0±3.0 Ma碰撞后伸展逐渐结束;构造体制转变并逐渐结束的过程是壳幔共同作用的结果,暗示了古亚洲洋板块的俯冲板片断离、重力失衡,这标志着辽北地区古亚洲洋构造域演化结束。     

皖浙赣相邻区中生代以来构造活动及古应力场特征

皖浙赣相邻区位于中国东南大陆边缘,中生代以来经历多期强烈构造作用,是研究中生代以来构造运动的理想区域。本文以皖浙赣相邻区中生代以来的脆性断层为研究对象,通过系统的野外构造观测和运动学研究,在区内划分出了4期主要断裂构造,确定了各期断裂的运动学特征,恢复了古构造应力场。第一期构造大致发生于早侏罗世-中侏罗世末,应力场为近南北向挤压,可能与华南板块与华北板块碰撞最后阶段的挤压作用相关,第二期构造出现在早白垩世,应力场为近北东-南西向挤压,可能与太平洋板块向南-南西俯冲有关,第三期构造大致发生在晚白垩世末,应力场为北西-南东向挤压,与太平洋板块向欧亚大陆的北西向正向俯冲有关,第四期构造应力场为东西向挤压,可能与太平洋板块弧后扩张产生的向西侧向挤压及印度板块俯冲碰撞产生的向东挤出共同作用有关。     

陕西富平地区中奥陶统等深流沉积的特征及其地质意义

陕西富平赵老峪地区中奥陶统赵老峪组发育一套与深水碳酸盐岩重力流沉积、放射虫硅质岩、火山凝灰岩伴生的等深流沉积。根据岩性特征可以将该等深流沉积划分为砾屑等深积岩、砂屑等深积岩、粉屑等深积岩和灰泥等深积岩4种类型,识别出较完整的、由单一灰泥或粉屑或砂屑等深积岩叠置组成的4种等深积岩层序。等深流的流向从东北向西南方向,说明中奥陶世富平地区可能是秦岭北侧弧后盆地伸进浅水台地的一个北东向的深海前槽。富平赵老峪地区下奥陶统马家沟组和华北地块其他地区一样都发育浅水台地相碳酸盐岩,中奥陶统突变为深水斜坡-盆地边缘相的碳酸盐岩重力流及等深流沉积,而同期华北地块主体隆升为陆,反映了在扬子板块向华北板块俯冲的背景下,秦岭北侧早古生代弧后盆地北测的陷落下沉作用。