中天山南缘乌瓦门早志留世安第斯型安山岩的发现及意义

安山岩是俯冲相关构造环境的特征岩石;对安山岩的研究,可以获得俯冲作用发生时代和俯冲过程的相关信息.报道了中天山地块南缘乌瓦门地区早志留世安山岩的年代学和地球化学特征,探讨了其岩石成因和构造属性,为南天山洋及中天山陆块南缘构造演化提供制约.研究表明,乌瓦门安山岩具有安山结构,组成矿物为普通辉石、钙质角闪石、斜长石和钾钠长石,为高钾钙碱性粗面安山岩;全岩SiO₂=56.23%~59.28%,K₂O=2.70%~3.37%,Na₂O=3.32%~4.11%.其锆石U-Pb年龄为430 Ma,形成于早志留世晚期.微量元素组成上,富集轻稀土、亏损重稀土,（La/Yb）_N=18.5~20.9;Eu负异常不明显,δEu=0.82~0.88;富集Ba、Th、U,亏损Nb、Ta、Ti;初始87Sr/86Sr比值为0.706 2~0.707 5,ε_Nd（t）=+2.96~+3.01;这些数据揭示乌瓦门安山岩为安第斯型陆弧岩石,起源于被俯冲带相关流体交代的地幔楔,并在上升过程中受到了古老地壳的改造.早志留世晚期,南天山洋向中天山陆块下俯冲,构成成熟的洋-陆俯冲体系;中天山陆块南缘为活动大陆边缘,发育典型的安第斯型陆弧岩石组合.      

中国北方石炭系—二叠系油气地质调查与勘探进展

近10年来,中国北方(天山-兴蒙构造带)以石炭系—二叠系为目的层的油气基础地质调查在地层划分对比、层序地层、沉积充填与沉积体系、构造改造等基础地质领域,以及石炭系—二叠系烃源岩评价等石油地质领域取得了一系列新认识。天山-兴蒙构造带发育石炭纪—二叠纪与中生代2期叠合盆地,其中中生代盆地群是在未变质的石炭系—二叠系之上发育的上叠盆地。盆地内部及周缘地质体均发现了石炭系—二叠系良好烃源岩。准噶尔、三塘湖、吐哈、银额等盆地以石炭系—二叠系为目的层的油气调查与勘探不断取得新的发现与突破,二连、松辽等盆地相继获得了石炭系—二叠系油气赋存信息。中国北方石炭系—二叠系具有良好的油气地质条件与资源前景,有望成为油气勘探的战略接替新领域。     

中国—吉尔吉斯斯坦天山构造格架与演化

中国—吉尔吉斯斯坦天山地处中亚天山造山带中段,地质构造复杂,矿产资源丰富。在前人资料基础上,基于区域构造-岩石组合的分布发育及时空属性特征,统一将研究区划分为哈萨克斯坦和塔里木两大板块,二者由南天山晚古生代缝合带所焊接。其中,进一步划分为5个二级单元,18个三级单元。研究认为,研究区内北、中、南天山构造格架连续,在800 Ma(相当于南华纪下限)前后都完成了大陆块体的拼合,成为全球新元古代罗迪尼亚超大陆的组成部分。此后经历了大致相同的构造演化史,从中二叠世开始全区转化成陆内盆山构造格局,新生代印度大陆同欧亚大陆碰撞使这一陆内盆山构造格局不断臻于完善。     

天山-兴蒙造山带主要钼矿床Re-Os定年和地质意义

天山-兴蒙钼矿带是中亚成矿域的重要组成部分,该成矿带主要呈近东西向分布;本文通过对天山-兴蒙钼矿带4个典型矿床Re-Os同位素精确定年,结合前人区域动力学背景的研究,揭示天山-兴蒙造山带钼矿床的成矿作用主要与岩浆侵入形成的花岗岩热液作用有关,并识别出兴蒙造山带3期岩浆活动、钼成矿作用和构造热事件;Re-Os定年结果揭示出晚古生代铜-钼矿床与俯冲-增生作用有关,三叠纪钼的成矿形成于西伯利亚板块与塔里木-华北克拉通碰撞背景下,而侏罗纪-早白垩世的钼成矿作用与古太平洋板块西向俯冲作用有关。     

中新生代南北天山差异性抬升历史的磷灰石裂变径迹证据

堆积于天山山前坳陷内部的巨厚新生代地层不仅记录所在沉积区的热历史信息,还记录了物源区的信息。本文选择天山南北两侧山前坳陷中3条地质剖面进行了大量的磷灰石裂变径迹测试和部分样品的热历史模拟分析,来揭示上新世以来天山在南北方向上隆升过程的差异性。采样剖面的选取较前人更加靠近前陆盆地方向,样品所在地层年代更新。结果显示,东秋里塔格背斜剖面中的样品记录了中天山、南天山和背斜区分别在55~65Ma、20~25Ma和5Ma经历了构造隆升。玛纳斯背斜剖面中的样品记录了北天山的三次构造隆升事件分别发生于55~65Ma、20~25Ma和5Ma,其中距今5Ma为玛纳斯背斜带起始隆升的时代。结合前人在相同区域的研究成果,分析得出天山的不同部分经历了不同的构造演化历史,自150Ma以来经历了三期差异性隆升。中生代时期(150~125Ma)表现为山体整体抬升,中生代晚期-新生代早期(100~50Ma)北天山明显早于南天山开始构造隆升,新生代以来(~50Ma)的构造运动以向前陆盆地方向扩展为特征,而隆升起始时间南北差异变小。虽然在南北方向上天山山体隆起时间上存在明显的差异,但是中新生代以来山体物源区的剥蚀速率大体相同。因此,隆升起始时间与隆升量之间并不存在必然的定量关系。天山的不同块体具有不同的构造演化历史的事实提示在研究大范围构造隆升作用时,应将构造作用作为一个过程来对待。变形在传递的过程中,在时间和空间上存在一定的滞后现象。     

俯冲带碳酸盐化对深部碳循环的启示:以中国西南天山碳酸盐化云母片岩为例

俯冲带可将地球表层碳输送至深部地幔,同时也记录着俯冲板片来源碳质流体的迁移沉淀机制,对地球深部碳循环具有重大影响。近年来,俯冲带脱碳机制的研究表明流体溶解脱碳作用是冷的大洋俯冲板片释放COH流体的重要方式,而上覆板块(尤其地幔楔)则被认为是缓冲这些COH流体的重要场所,甚至是俯冲带CO_2的唯一"归宿"。事实上,俯冲带岩石本身的固碳能力却受到了忽视,而对俯冲带岩石捕获和固存CO_2(carbon capture and storage,CCS)能力的评估对全球碳通量的估算尤为重要。本文以中国西南天山高压-超高压变质带中碳酸盐化云母片岩为例,探讨俯冲带岩石的碳酸盐化对深部碳循环的影响。西南天山长阿吾子一带的碳酸盐化云母片岩记录了俯冲板片起源的碳质流体对俯冲带云母片岩的交代作用,地球化学特征表明蛇纹岩释放的富水流体溶解俯冲洋壳中的碳酸盐可能是产生COH流体的重要机制。基于碳质流体对多硅白云母(Si(a.p.f.u.)=3.58～3.73)的交代及相对高压的碳酸盐矿物(主要为白云石和菱镁矿)与金红石的共生,结合区域上碳酸盐化云母片岩与高压碳酸盐化蛇纹岩(HP-ophidolomite)的伴生,我们认为云母片岩的碳酸盐化作用可能发生在俯冲板片峰期稍后的高压折返阶段。俯冲带云母片岩的固碳作用表明除了上覆板块,俯冲带岩石本身对于碳质流体也具有很好的吸收能力。初步估算表明俯冲带云母片岩的碳酸盐化每年可固存至少2.46～6.68Mt/yr,约占俯冲板片每年进碳量的4%～17%。     

伊犁盆地尼勒克地区中二叠世陆相地层碎屑物源分析及其对西天山构造演化过程的约束

西天山在二叠纪时期的大地构造环境有岛弧成因和大陆裂谷成因两种不同的观点,伊犁盆地尼勒克地区中二叠统陆相红层的研究是解决上述争议的关键之一。该段地层自下而上是一套由冲洪积扇相、河流相、浅湖相和半深湖相组成的湖侵序列。本文综合该套地层的古水流、砾岩砾石成分与砂岩碎屑组分、重矿物组合、碎屑岩地球化学以及石榴子石化学特征等方面的研究,认为尼勒克盆地中二叠统陆相红层的物源复杂多样,包括超镁铁质-镁铁质岩、安山岩、英安岩、流纹岩、矽卡岩、片麻岩、灰岩和碎屑岩等不同岩石类型,记录了西天山造山带的构造剥蚀与再沉积过程。结合下二叠统乌郎组双峰式火山岩以及区域性角度不整合等资料的综合分析,本研究认为尼勒克地区中二叠世盆地形成于造山后伸展的大地构造背景。     

新疆西南天山阿万达金矿区赋矿围岩物源及形成时代:碎屑锆石U-Pb年代学制约

阿万达金矿位于西南天山造山带内。此次研究在简要总结其矿床地质特征基础上,对与阿万达金矿成矿密切相关的阿克苏群中硅质片岩围岩分别进行了岩石地球化学分析和LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年研究,以期对围岩的沉积环境、物源及形成时代进行讨论。岩石地球化学分析结果显示,阿万达金矿赋矿围岩中硅质片岩的原岩可能为一套成熟度较低的泥岩或砂岩,物源主要为石英岩质沉积物,沉积环境可能处于活动大陆弧内的沉积盆地内。U-Pb定年结果显示,其碎屑锆石定年数据主要形成了加权平均年龄值为405 Ma或406 Ma的年龄峰,其谐和年龄最小峰值即405 Ma可以作为其最大沉积年龄。因此笔者认为阿克苏群中硅质片岩的沉积时代并不是前人所定的长城纪,而是不老于早泥盆世。另外,这一地层的物源组成具有多样性,～405 Ma碎屑锆石占主体,可能与哈尔克山北缘火山弧内的早泥盆世岩浆活动有关;～745Ma的碎屑锆石的出现,表明其物源有少部分来自新元古代岩石;极少数～2.50 Ga的碎屑锆石的出现,反映了华北地台对本地层有物源上的贡献。     

一种节理围岩巷道开挖物理模型试验方法及其应用

物理模型试验是研究矿山巷道开挖稳定性问题的重要方法,特别是对于深部节理岩体相似模型的制作,难度高,周期长,工艺复杂。为解决这一技术难题,提出了一套节理围岩巷道开挖的物理模型试验方法,依托金川矿区典型的菱块状围岩巷道进行了试验,详细介绍了模型搭建和开挖过程,并将模型试验与现场调查结果进行了对比,主要得到以下几点结论:(1)提出了一种浇-砌混合搭建方法,在模型内圈采用砌块堆砌的方式,外圈选择浇筑的方式,既能体现出节理围岩的结构特征,又能提高试验效率;(2)自主研制了一种巷道开挖装置,通过螺旋牵引拉出预埋模具的方式完成开挖,巷道成型好,扰动小;(3)以金川矿区巷道为原型进行的物理模型试验,真实还原了工程中巷道的变形破坏特征,证明了该方法的科学性、实用性和高效性,为类似模型试验的设计和制作提供了技术参考。     

新疆尾亚—天湖地区花岗岩类剥蚀程度估算及对区域找矿的启示

尾亚—天湖地区位于新疆中亚造山带东南部的中天山地块内,晚古生代—中生代岩浆活动强烈,产出了战略性关键矿产尾亚钒铁磁铁矿。在详细岩相学观察的基础上,对尾亚、天湖和沙泉子南岩体中的角闪石和黑云母进行了电子探针(EMPA)测试分析,限定了3个岩体结晶的温压条件、氧逸度、含水量和含铁指数等要素,为解析中天山地块的岩浆-成矿物化条件及其区域找矿勘查工作提供参考。测试结果表明,该区花岗岩类中的角闪石富镁、钙、钠,贫钾,属于钙角闪石族;黑云母有高镁、钛、铝、钾和低硅、钠的特征为镁质黑云母。角闪石和黑云母的化学成分揭示其寄主岩浆为钙碱性造山带岩系,具有壳幔混源的特征,推测可能是板块俯冲背景下由地幔楔与大陆地壳物质混熔形成。根据角闪石-黑云母矿物温压计,估算出沙泉子南石英闪长岩的结晶温度为651~753 ℃,压力为31~79 MPa,尾亚二长花岗岩和钾长花岗岩的结晶温度为762~833 ℃,压力为85~215 MPa,天湖花岗闪长岩的结晶温度为668~812 ℃,压力为31~117 MPa。3个岩体岩浆结晶时的氧逸度lgf(O₂)范围为-15.7~-9.4,而且在角闪石结晶时岩浆具有较高的含水量。综合分析,认为该区的花岗岩类具有高温、低压、高氧逸度、富水和高含铁指数的特点,有利于Fe等成矿元素在流体中富集,具有良好的铁矿成矿条件。进一步利用角闪石-黑云母压力计,计算了花岗岩类岩体的侵位深度,从而估算出岩体的剥蚀程度处于2.2~5.5 km,且区域的隆升剥蚀量差异明显;结合现有的矿产地表展布特征,推测天湖岩体一带深部仍具有较好的铁矿找矿潜力。