鄂尔多斯盆地南部延长组富铀凝灰岩地球化学特征及形成机制

本文系统地研究了鄂尔多斯盆地南部延长组凝灰岩元素和同位素地球化学特征。结果表明:凝灰岩主量元素具有高K、高Al、Si中等至高、低Na的特征;REE总体特征为轻稀土富集、重稀土亏损,∑REE在48.57～402.12μg/g之间变化,Eu呈现出负异常,在0.34～0.82内变化,δCe范围在0.80～2.08之间;微量元素中U含量在3.12～144μg/g之间,Ba、U、Th、Hf和Ce呈明显正异常,Nb、P、Ti和Rb呈现负异常。详细的分析表明:U的富集和一些微量元素如Ta、Dy、Lu等相关,Th与∑REE存在明显的正相关性,这些变化可能和盆地中铀矿的富集有关;凝灰岩的硫同位素总体呈现深源特征。根据以上的研究对凝灰岩的形成原因及形成环境进行了探讨。鄂尔多斯盆地南部延长组凝灰岩来源于秦岭造山带火山作用,其中的铀元素富集是由于砂岩型铀矿中铀向凝灰岩迁移而被还原所致。本研究对盆地砂岩型铀矿的铀运移和富集机理认识具有一定指导意义。     

羌塘盆地中生代构造属性

通过对羌塘盆地南北两侧构造带地质特征、构造演化历程及盆地内部中生代地层充填特征的分析,探讨了羌塘盆地中生代构造属性及地球动力学机制。研究表明:羌塘盆地经历了早、中三叠世前陆盆地,晚三叠世早、中期被动陆缘盆地,晚三叠世晚期—侏罗纪羌北前陆盆地和羌南陆被动陆缘裂陷—坳陷盆地及早白垩世前陆盆地等地质演化历程;盆地南北边界构造带复杂而有序的地球动力学环境和构造演化,决定了羌塘盆地中生代为一复杂的多旋回叠合盆地。     

藏北羌塘盆地查桑地区构造格局与演化

通过对近年新获得的各种地球物理和地质等资料的综合研究认为, 羌塘西部隆起查桑段不是一个简单的、长期隆升的古隆起, 而是总体由两三个东西向展布的大型南倾构造块体叠覆而成. 此结构和地球物理特征, 仅限于双湖-绒马之间, 不具区域意义. 其形成主要与该区东、西两侧中生代即发育近南北向转换断层、并与后期持续活动密切相关. 该段挤压、叠覆和隆升始于早白垩世羌塘盆地反转期, 与班公湖-丁青洋关闭相邻地块会聚直接有关; 始新世以来, 印度板块碰撞继续向北推挤, 该区的挤压、叠覆又得到进一步的发展和改造.     

藏北羌塘盆地西部查桑地区结构及构造特征

通过对近年新获得的航磁、重力、大地电磁测深和地质等资料的综合研究揭示,羌塘西部隆起查桑段具有明显的南北分带、东西分块和垂向分层的结构、构造特征。该区总体由两(东部)、三(西部)个东西向展布的大型南倾构造块体推覆叠置而成,其间又被数条近南北向断裂分割为若干个断块。各块带出露地层时代、结构构造和地球物理场特征有较大差别。在查桑段及邻区,地壳中上部有两个低阻层,所在的深度分别为15±5km和约40km之下。壳内上部低阻层主要分布在查桑段及其以南,为各块体总体向北运动和逆掩叠覆之底部主拆离推覆面,该区各南倾大断裂均向下收敛并交会到该层。下部低阻层的展布超出了查桑段,向北已达北羌塘坳陷,其影响的范围可能更为广阔。此南北分带、多块叠置的结构和复杂多变的地球物理场特征,仅孤零零地出现在双湖—绒马之间,不具区域意义。其形成与该区东、西两侧中生代始存在的近南北向转换断层和晚古生代可能曾发育有裂谷之背景密切相关。该区段挤压变形和叠覆隆升,始于早白垩世羌塘盆地反转期;始新世以来,印度板块碰撞遂继续向北推挤,又得到进一步的发展、加强及改造。     

鄂尔多斯盆地二叠系烃源岩地球化学特征与沉积环境的关系

鄂尔多斯盆地二叠系烃源岩是盆地重要潜在的生烃岩系,以钻井岩心地球化学分析资料为主,对泥岩、泥质碳酸盐岩的微量元素、稀土元素和有机质地球化学特征进行了系统分析,其中微量元素含量与同类岩石的克拉克值相比,差别较大。轻稀土富集程度较高,重稀土相对较低,Ce/Ce*具有较明显的正异常,反映出烃源岩沉积环境总体为还原环境。研究认为,半深湖—深湖相带沉积的灰黑色泥岩类烃源岩还原程度强,有机质丰度高,有机质能被及时埋藏;河流—沼泽相沉积环境沉积的灰色—绿灰色泥岩类烃源岩有机质丰度较低。还原程度强、具一定深度水体的沉积相带是原始有机质沉积的良好场所,有机质能沉积并及时保存下来;而气候条件相对干燥、降水少、陆源碎屑物补充不足或较长时间处于氧化环境条件下沉积的泥质碳酸盐岩类岩石,有机质丰度明显偏差。     

有机质在铀成矿过程中作用的实验模拟研究

沉积型铀矿的形成与有机质存在密切联系。实验模拟研究表明:芳香有机酸在弱酸到弱碱性条件下很容易和铀酰根离子发生配位反应,它能通过羧基上的氧原子以多种配位形式和铀形成配位键。此结果验证了前人的一些结论,并直观地展现了有机质的主要官能团与铀离子在溶液中的一些迁移形式。模拟实验结果也显示了烃类在水热条件下对铀成矿的还原作用,它能将六价铀还原成四价铀而沉淀下来。     

新疆焉耆盆地早侏罗世八道湾期原始沉积边界探讨

新疆焉耆盆地是一中、新生代盆地,通过对盆地下侏罗统八道湾组野外调研及地层岩石化学特征分析,笔者认为其物源区位于盆地北部,碎屑由北向南搬运,在北部为粗碎屑堆积,南部为细碎屑堆积;盆地北部为辫状河相沉积,南部为滨浅湖相沉积;最新完成的磷灰石裂变径迹数据显示西、南、北缘山体隆升较晚;在盆地周缘山体上,现今仍残留有侏罗纪地层;这都显示盆地原始沉积边界比现今盆地要广。通过以上分析及与库车盆地对比发现,两者于八道湾期是相连通的,为塔里木大型盆地的一部分。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩漂白现象与天然气逸散的关系

漂白砂岩是证明油气是否曾经存在及其逸散规模的重要证据,对其研究具有重要的理论和实际意义.鄂尔多斯盆地东北部漂白现象主要分布在中生代地层中.通过对延安组漂白砂岩的岩石学特征、主量元素、稀土元素及微量元素分析研究以及与邻近砂岩的对比,初步确定该区漂白砂岩形成于酸性还原环境.岩石学特征主要表现为以自生高岭石胶结为主,含铁矿物边部颜色较中心浅;主量分析结果证实漂白砂岩的Al2O3含量较高,Fe3 /Fe2 比值较低,其总铁含量明显低于白色微红砂岩;稀土元素分析结果显示,漂白砂岩ΣREE较其他砂岩低,且显示Eu亏损和Ce相对富集;微量元素结果显示漂白砂岩Co含量相对较高,Sr相对亏损,Zr和Hf相对较富,与绿色蚀变砂岩值接近,略低于砂岩矿石.同时,盆地北部油砂样品地球化学特征表明,油砂是盆地中部气田石炭—二叠系的较高成熟度的煤成气逸散到地表形成的.砂岩中碳酸盐胶结物C,O同位素值较轻,分别为-11.729‰～-10.210‰和-14.104‰～-12.481‰,指示碳酸盐成因与有机质有关.综合研究表明,鄂尔多斯盆地北东部中生界砂岩漂白现象指示了天然气的逸散作用,其为上古生界天然气还原作用的结果.     

鄂尔多斯盆地中晚三叠世两种不同类型边缘层序构成及对构造活动响应

中晚三叠世(延长期)鄂尔多斯盆地发育两种不同构造类型的盆地边缘,其中西南缘为强烈逆冲导致的挠曲沉降背景下发育的前陆盆地,北中部为稳定沉降的克拉通内盆地.中上三叠统延长组可划分为四4个区域性的三级层序,它们均由微角度不整合或区域性冲刷面所分隔,内部自下而上由低位体系域、湖进体系域和高位体系域构成,但盆地西南缘和北中部的层序构成在沉积样式上存在明显差异:西南缘由于逆冲造山而发育巨厚的砾岩带和不整合,北中部稳定沉降的克拉通则发育加积的河流相砂、砾岩和平行不整合.西南缘的沉积构成反映了从逆冲挠曲沉降到回弹上隆的演化过程,层序界面的形成与回弹隆起、剥蚀和冲断作用有关.前陆盆地的层序地层格架和体系域的配置受褶皱冲断带活动控制,其层序序列反映了中晚三叠世造山带向前陆盆地不断逆冲的过程.北中部的层序演化反映克拉通缓坡背景下的河流-三角洲沉积序列,由底部的粗碎屑辫状河沉积、中部的曲流河沉积和顶部的细碎屑河漫滩沉积构成,受湖平面升降变化控制.在缓坡背景下的低位体系域沉积期,由于可容纳空间有限,大量的河流沉积物只能通过侧向迁移、侵蚀和搬运,在冲积平原上形成砂体的侧向复合加积,构成特定的侵蚀不整合边界.     

吕梁山新生代隆升的裂变径迹证据及其隆升机制探讨

从中生代大沉积盆地的一部分到现今南北向巨型山系且不同时代地质体平面上共存是吕梁山差异隆升、剥蚀的结果。为研究吕梁山隆升过程,在山体北、中、南地貌及地层突变部位进行了详细野外调查和基于磷灰石裂变径迹的热年代学研究。区域剥蚀厚度差异及"径迹年龄-高程"关系都表明地壳均衡隆升并非吕梁山隆升主导机制,受控于逆冲断裂的东-西向差异剥蚀及裂变径迹退火的空间变化规律共同证实南北向断裂的双向逆冲才是吕梁山差异隆升的动因。依据山体不同部位的裂变径迹年龄,可将吕梁山新生代隆升过程细分为(58±3)Ma、(40±3)Ma、(30±3)Ma、(23±3)Ma和(10±3)Ma五个阶段:吕梁山新生代隆升起始于(58±3)Ma;此后,宁武断裂于(40±3)Ma启动,开启了差异隆升的序幕并奠定了吕梁山北段东部之主体格局;西部晋西挠褶带与吕梁断隆的差异剥蚀形成时间各不相同,北部不晚于(30±3)Ma,中段主要为(23±3)Ma,南段于(10±3)Ma得到进一步加强并形成明显的地势差。