川南地区二叠系沉积环境及其演化特征——以四川古蔺芭蕉村剖面为例

以四川古蔺芭蕉村二叠系剖面为研究对象,在野外沉积特征详细观测的基础上,利用岩石薄片鉴定、全岩X衍射分析、元素地球化学与碳、氧、锶同位素分析,对其地层、沉积环境与演化特征进行研究,为四川盆地二叠系沉积特征研究与天然气勘探提供基础资料。研究表明,四川古蔺芭蕉村地区从中二叠世的梁山—栖霞组沉积时期开始海侵,栖霞组由下向上水体先变深又变浅,呈缺氧—贫氧环境;茅口组底部又一次海侵,以继承栖霞组沉积环境为特征,在茅口组一段水体最深,向上逐渐变浅,呈缺氧—贫氧特征;龙潭组沉积水体最浅,氧化环境为主,局部呈还原环境;长兴组底部沉积水体最深,整体呈缺氧—贫氧特征,其碳酸盐岩沉积的海平面相对中二叠统应较浅。宏观上,四川盆地中二叠统栖霞组、茅口组由东向西为碳酸盐岩缓坡逐渐向台地演化。茅口组三段发育大型的溶蚀孔洞和后期溶蚀缝洞,推测该区茅口组有可能形成岩溶缝洞型储层。长兴组的底部发育水体较深的台盆次相沉积,环台洼或台盆可能是礁滩发育的有利区。见大量的沥青质充填,考虑到川南地区二叠系发育富有机质的碳酸盐岩与黑色页岩及煤层,认为该区二叠系具备形成古油藏的可能。     

青藏高原及邻区新生代火山岩Sr-Nd-Pb同位素特征

笔者在综合分析最近十多年来的Sr、Nd、Pb同位素资料基础上,重点研究了青藏高原及邻区新生代火山岩岩浆源区在时空上的变化规律。结果表明：①冈底斯中段火山岩的岩浆源区逐渐从普通地幔向EMⅡ方向演化;西段晚期火山岩源区的演化方向为俯冲带壳幔混合源→造山带上地壳源→下地壳源。②西羌塘岩浆源区主要为不具富集或亏损的幔源物质;囊谦盆地、大理海东火山岩源区较深,为大洋型软流圈地幔 消减组分混合源;藏北羊湖、雄鹰台—鲸鱼湖、西昆仑以及北羌塘巴毛穷宗火山岩的岩浆源区为EMⅡ;鱼鳞山超钾质火山岩为经历了大陆地壳物质强烈交代作用的EMⅡ型岩浆源区;西秦岭火山岩源于亏损地幔,腾冲新生代火山岩源区为受到地壳物质交代的EMⅡ。③西羌塘、可可西里、西昆仑和腾冲新生代火山岩具两种演化趋势——鱼鳞山、普鲁、雄鹰台—鲸鱼湖岩区和腾冲火山群向EMⅡ方向演化,而泉水沟、黑石北湖、阿什库勒则分别沿0Ma的地幔—上地壳混合线方向演化。④青藏高原及邻区新生代火山岩至少存在4种不同的岩浆源区。     

青藏高原中部中生代OIB型玄武岩的识别:年代学、地球化学及其构造环境

目前对青藏高中部的蛇绿岩类型、形成环境及其深部地幔源区特征还缺乏很好的约束。在区域地质调查基础上,本文展示了青藏高原中部龙木错—双湖缝合带嘎错玄武岩、班公湖—怒江缝合带多玛、塔仁本玄武岩及那曲盆地西侧中生代玄武岩的单斜辉石Ar-Ar测年、锆石SHRIMP定年和地球化学及Sr,Nd,Pb同位素数据,以约束形成这些玄武岩的时代、构造环境和地幔源区特征。目前的数据表明:1羌塘双湖嘎错枕状玄武岩单斜辉石的中温坪年龄为232.5±2.4Ma,可能指示嘎错玄武岩浆活动发生于中三叠世晚期,班公湖—怒江缝合带多玛枕状玄武岩、塔仁本玄武岩浆活动时代大约在早白垩世中晚期(110Ma左右);2在这些蛇绿混杂岩带中的玄武岩显示OIB而不是MORB型地球化学特征,双湖嘎错玄武岩的地球化学特征介于峨眉山高Ti玄武岩与夏威夷碱性玄武岩之间;中晚三叠世那曲嘎加组玄武岩的地球化学特征非常类似于夏威夷碱性玄武岩;班公湖—怒江缝合带内的早白垩世多玛玄武岩和塔仁本玄武岩的地球化学特征在很大程度上可比于夏威夷碱性玄武岩;3双湖嘎错OIB型玄武岩可能形成于以增生楔为基底的裂谷环境而不是以洋壳为基底的大洋板内环境,那曲嘎加组OIB型玄武岩很可能形成于以弧内—弧前沉积物为基底的陆棚—陆坡环境下的裂谷背景,塔仁本和多玛OIB型玄武岩形成于以洋壳为基底的洋岛环境,这表明班公湖—怒江洋壳在大约110Ma时尚未彻底消亡,可能暗示班公湖—怒江洋盆的关闭时间明显晚于晚侏罗世—早白垩世早期闭合的早期认识;4地球化学指标显示青藏高原中部中生代玄武岩未受到地壳物质或很少受到陆下岩石圈物质改造,一些相对新鲜样品的Nd,Pb组成似乎可以用来代表其地幔源区的成分特点,其高206Pb/204Pb比值(>18.5)指示羌塘双湖中晚三叠世嘎错玄武岩、班公湖—怒江缝合带早白垩世洋岛玄武岩所代表的中生代特提斯地幔很可能不具“Dupal”异常。然而,由于研究程度的限制和缺乏更多的可靠数据,这种观察还需要进一步确认。     

冈底斯中北部晚侏罗世-早白垩世地球动力学环境：火山岩约束

利用新近完成的1：25万区域地质调查资料和笔者分析数据,初步研究了西藏冈底斯带晚侏罗世-早白垩世火山岩的分布特点及地层古生物、同位素年代学约束的火山活动时代以及冈底斯中北部火山岩的性质、构造环境、岩石成因和俯冲极性.冈底斯带晚侏罗世-早白垩世火山岩主要分布于南冈底斯、中冈底斯、北冈底斯和班公湖-怒江缝合带南缘,基本同期开始于早白垩世（大约120～130 Ma）并可能延续到晚白垩世,以冈底斯中北部地区规模最大为特征.已有数据显示中冈底斯则弄群火山岩包括部分中钾钙碱性系列的中基性岩石和占优势的高钾钙碱性系列的中酸性火山岩,不同于传统岛弧火山岩,但与中安第斯厚地壳背景下的岛弧火山岩相似,北冈底斯主要为与传统岛弧火山岩相似的中钾钙碱性系列火山岩.中冈底斯则弄群中基性火山岩很可能与来自消减沉积物和/或蚀变玄武质洋壳的含水流体引起上覆地幔楔物质的部分熔融有关,并在岩浆上升过程中经历了明显的分离结晶作用和中上部地壳物质的同化混染（即AFC过程）,长英质火山岩很可能主要与地壳重熔有关,但并不能完全排除镁铁质岩浆的分离结晶作用.目前冈底斯中北部晚侏罗世-早白垩世火山岩地球化学数据揭示的成分变化、地壳厚度、与俯冲带的距离以及冈底斯带同期火山岩的分布特点暗示冈底斯中北部火山岩很可能与班公湖-怒江特提斯洋壳向南的俯冲作用有关.     

特提斯喜马拉雅二叠纪-白垩纪中-基性火山岩研究进展

介绍了特提斯喜马拉雅带中—基性火山岩的研究进展，报道了新近在该带中部地区二叠系到白垩系地层中发现的11个层位的中—基性火山岩，讨论了在特提斯喜马拉雅火山岩研究中存在的一些问题及其在反演印度大陆北缘大地构造属性方面的意义。据目前已有的研究成果，认为特提斯喜马拉雅带的二叠纪火山活动可能与新特提斯洋的开启有成生联系，中生代火山事件则主要与印度大陆北缘不同时期的伸展活动有关。新近发现的中—基性火山岩的科学意义体现在3个方面：查明印度大陆北缘二叠纪—白垩纪长达225Ma时间跨度范围内的大地构造属性；了解印度大陆北缘构造活动的时空演化规律，重建特提斯的构造演化格架，为全球对比提供依据。     

两类埃达克岩(Adakite)的判别

埃达克岩是目前地学界的研究热点 ,普遍认为具有两种成因类型。在大量分析已经发表的两类埃达克岩资料的基础上 ,发现通过 Sr/Y- w (Y)散点图、Sr- Y× 10 - Zr三角图、Y/Yb- Sr/Y- L a/Yb三角图能够判别 , 类埃达克岩。     

藏南过铝花岗岩中电气石的矿物化学特征及成因意义

讨论了藏南过铝花岗岩中电气石的地质产状、矿物学和矿物化学特征。结果表明:(1)在以氧原子数为24.5计算的化学式中,电气石的(Fe+Mg)/Mg比值在2.32~5.37之间,指示花岗岩和伟晶岩中的电气石均为黑电气石系列,而且属镁电气石—铁电气石系列中的较富铁电气石的成员;(2)电气石的FeO/(FeO+MgO)值高达0.70~0.89,与贫Li花岗岩接近,Al-Al50Fe50-Al50Mg50图解和Fe-Mg-Ca图解投点均位于贫Li花岗岩区,属于贫Li花岗岩有关的电气石;(3)TiO2-MnO/CaO-MgO/FeO三元图解可判定属于第Ⅰ类,即MgO和FeO含量同步消长,且较贫Mg富Fe,而MnO和TiO2含量为异步消长,这与电气石的FeO/(FeO+MgO)值所反映的性质相同;(4)地质产状、矿物学及矿物化学揭示的成因信息表明藏南过铝花岗岩中的电气石为酸性侵入体岩浆期后热液成因。     

西藏申扎地区下二叠统昂杰组C-O同位素地球化学特征

根据岩石地层及生物地层研究,西藏申扎地区下二叠统昂杰组可分为下段的砂质灰岩、微晶灰岩、生物碎屑灰岩段和上段的灰黑色薄层状泥岩、页岩夹钙质粉细砂岩段,时代为早二叠世亚丁斯克期—空谷期。系统采集了24件昂杰组灰岩段C-O同位素样品,测试结果表明,昂杰组样品δ13C最大值为6.312‰,最小值为4.032‰,平均值为5.794‰;δ18O最大值为-1.785‰,最小值为-7.476‰,平均值为-4.494‰。无机碳同位素的变化存在一次缓慢的正向偏移,这与早二叠世中晚期冈瓦纳北缘冰川作用及陆生植物大规模繁衍有很大的相关性。     

扬子陆块北缘上两地区二长花岗岩成因：锆石U-Pb年代学、Hf同位素及地球化学制约

本文通过对扬子陆块北缘上两地区二长花岗岩年代学、Hf同位素及地球化学研究,限定其形成时代、物质来源以及所处的大地构造环境。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明上两地区二长花岗岩形成于新元古代早期,年龄为909±5Ma。锆石Hf同位素显示二长花岗岩的ε_(Hf)(t)既有正值也有负值,在-6~+3.4之间,变化较大。tDM2变化于1570~2156Ma,平均值为1802Ma,当ε_(Hf)(t)为最小负值-6.0时,tDM2为2156Ma。表明其物源主要是约1800Ma新生地壳的部分熔融,混染了部分古老地壳。地球化学显示,二长花岗岩的SiO_2含量较高,平均值达75.46%,均属亚碱性系列,且均为铝质过饱和(A/CNK=0.93~1.29);轻稀土富集,微量元素原始地幔蛛网图中显示富集大离子亲石元素(LILE)、具有明显的Nb、Ta负异常,并具有与上部陆壳非常相似的蛛网图曲线,在花岗岩的构造环境判别图解中落入弧花岗岩区,其应是扬子陆块北缘大陆边缘弧岩浆的产物。