水城-紫云-南丹裂陷盆地晚古生代硅质沉积物地球化学特征及其地质意义

水城-紫云-南丹裂陷盆地位于右江盆地北缘,晚古生代该盆地内广泛分布包括硅质岩在内的碳酸盐岩台盆相沉积,其沉积组合及地球化学特征不同于大陆架型以及增生杂岩中硅质岩。对盆地内硅质沉积物的地球化学特征研究表明,南丹上泥盆统榴江组底部和河池中下二叠统四大寨组硅质沉积物多为基性火山喷发相关的火山热液成因,其具有较低的Al/(Al+Fe+Mn)值和Al2O3/TiO2值,紫云中下二叠统四大寨组硅质沉积物的Al/(Al+Fe+Mn)值和Al2O3/TiO2值分别为0.62±0.16和11.70±4.30,为含有火山碎屑的非热液成因,其他硅质沉积物多为正常海相沉积。晚泥盆世—早石炭世盆地内硅质沉积物多与泥岩和灰岩共生,硅质沉积物常具有中等Ce负异常(多在0.60～0.85之间)以及较高的Y/Ho值(多在30～45之间),除去SiO2稀释作用的影响后,其具有较低的稀土元素含量(∑REE+Y含量相当于PAAS组成的3倍以下)。而伴随着盆地的裂陷和扩张,到早中二叠世,盆地内硅质沉积物多与深灰色厚层灰岩共生,硅质沉积物常具有明显的Ce负异常(0.06～0.61)以及与开阔洋盆海水相似的Y/Ho值(40～92),除去SiO2稀释作用的影响后,其具有较高的稀土元素含量(∑REE+Y含量相当于PAAS组成的2倍以上)。     

晚古生代—中三叠世右江盆地的格局和转换

晚古生代—中三叠世右江盆地是在夷平的南华加里东造山带基础上再生裂陷的大陆边缘盆地,该盆地的形成与金沙江—哀牢山古特提斯洋盆关系密切,是一个具有台地与台间海槽相间结构的大陆边缘裂谷盆地。右江盆地自早泥盆世埃姆斯晚期开始裂陷,到石炭纪盆地与越北地块之间出现一个与古特提斯洋相关的局限小洋盆或深海盆。至二叠纪,该洋盆开始向西南俯冲于越北地块之下,形成活动大陆边缘。早三叠世晚期以后,随着该洋盆的闭合和碰撞造山,在凭祥、那坡等地出现同碰撞型的火山活动,右江盆地也于中三叠世转变为以复理石为特征的前陆盆地。因此右江盆地经历了裂谷盆地(早泥盆世晚期—晚泥盆世)、被动大陆边缘(早石炭世—早三叠世)、前陆盆地(中三叠世)的构造演化阶段。     

右江盆地上二叠统-中三叠统凝灰岩年龄及其地质意义

右江盆地上二叠统-中三叠统地层中常含有多层凝灰岩, 对采自广西河池九圩及田林利周罗楼组和百逢组底部的4件凝灰岩样品进行锆石原位LA-ICPMS方法U-Pb同位素定年, 结果显示凝灰岩的形成年龄分别为252.8±1.8 Ma、253.0±2.4 Ma、247.2±1.5 Ma和239.3±2.7 Ma, 指示晚二叠世末期到中三叠世Bithynian期华南地块西南缘存在多期火山活动, 其可能与华南西南缘陆块的裂解与汇聚有关.凝灰岩中继承或捕虏锆石年龄(260~270 Ma)记录了中晚二叠世峨眉山大火成岩省岩浆活动或华南西南缘岛弧火山活动事件.凝灰岩的岩相学研究表明, 中三叠世特别是Bithynian期之后右江盆地由伸展型向挤压型转换, 盆地进入快速坳陷期.      

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.      

北祁连民乐二道沟口中—下泥盆统老君山组砂岩化学组分特征及其地质意义

祁连山泥盆系包括中—下泥盆统老君山组和上泥盆统沙流水组。老君山组广泛分布在古祁连山的山前和山间盆地,主要为冲积扇粗碎屑沉积。碎屑岩中的碎屑组分和地球化学特征直接反映物源区和沉积盆地的构造环境。民乐二道沟口老君山组的碎屑岩化学组分特征指标为：K2O/Na2O值为0.13～8.13,Al2O3/ SiO2值为0.15～0.28,LREE/HREE值为3.49～8.71,Eu/Eu*值为0.63～0.91,(Gd/Yb)N值为1.13～1.56,化学蚀变常数(CIA)为50～87。各项化学参数分布范围较广泛,结合多种物源判别图分析可以知道：该套碎屑物质主要来自南侧造山带并接受了盆地北侧的大陆区碎屑来源,具有前陆盆地的二元物源特征;早—中泥盆世北祁连处于前陆盆地晚期磨拉石阶段。     

广西泥盆系弗拉斯-法门期之交的事件沉积及其对小行星碰撞引起的大海啸的启示

广西泥盆系弗拉斯．法门阶事件界线附近广泛分布一套事件沉积．该事件沉积具有等时性、成因相关性、分区性和广布性．事件沉积绝大部分位于下triangularis带,分布于台间海槽相区和台地边缘斜坡相区．事件沉积以重力流沉积为特色,在横县六景、象州罗秀、巴漆等台地边缘斜坡相区F-F事件沉积为碎屑流沉积的粗砾岩或砾屑灰岩;台间海槽相区的桂林杨堤和白沙、德保都安、武宣南峒和三利、象州香田和马鞍山、崇左那艺、上林云攀等地F-F事件沉积为浊积岩;台间海槽相区的南丹芒场、罗富和南丹-天峨公路F-F事件沉积为块状砂屑灰岩．这些事件沉积可以和比利时的Hony剖面、美国内华达的Devils Gate剖面、摩洛哥的Atrous剖面、俄罗斯的南乌拉尔、西伯利亚东北部的Fore—Kolyma、波兰．摩拉维亚盆地南部（Holy Cross山脉,Cracow和Bmo地区）法门阶底部的浊积岩和角砾岩对比．如此广泛的全球性分布的等时性的事件沉积可以和巨大的外星体坠入到海洋中引起的全球性海啸相联系．     

泌阳凹陷古近纪含碱岩系地球化学特征对成碱作用的指示意义

位于南襄盆地东部的泌阳凹陷为南断北超型断陷盆地,其古近纪核桃园组发育有世界上已知的最老沉积碱矿之一,即安棚碱矿.该含碱岩系包括细碎屑岩、泥质白云岩和层状碱矿层,其中碱矿层以重碳钠盐为主,含少量天然碱、芒硝和石盐.核桃园组三段上部-核二段含碱岩系中,白云质泥岩、泥质白云岩和碱矿层在Al2O3,TiO2,Na2O,MgO＋CaO和LOI含量上具有明显差别.Na2O/（MgO＋CaO）可用以指示Na碳酸盐相对于Mg-Ca碳酸盐的富集程度,据此可将泥质白云岩可分为〈0.6和〉0.6的两组.前者Na2O/（MgO＋CaO）与Al2O3＋TiO2含量呈正相关,随碎屑物质的减少倾向于形成纯的Mg-Ca碳酸盐岩,反映湖水蒸发量≤补给量,指示较潮湿气候;而后者中Na2O/（MgO＋CaO）与Al2O3＋TiO2含量呈反相关,随碎屑物质的减少向成碱方向发展,反映湖水蒸发量〉补给量,指示较干旱气候.以Al作为标准,从泥质白云岩到碱矿层,随Na2O/（MgO＋CaO）比值增大,Zr,Ti,La,K,Rb和Ba在碱矿层中明显相对富集,且PAAS（后太古宙平均页岩）标准化的Eu正异常也显著增强.结合碱矿层的高B含量及硅硼钠石的报道和区域伸展性构造背景的认识,该地球化学特征指示有深源热液流体通过边界深大断裂进入盆地而参与成碱过程.     

广西丹池盆地F-F界线事件沉积及成因分析

广西丹池(南丹-河池)盆地内部在上泥盆统弗拉斯阶与法门阶分界线上普遍发育事件沉积作用,自台地边缘到台内裂陷槽盆地事件沉积分为碎屑流、颗粒流和浊流,沉积岩石分别为砾屑灰岩、含砾砂屑灰岩、递变层砂屑灰岩等.该事件沉积具有等时性、成因相关性和广布性.事件沉积绝大部分位于linguiformis带和triangularis带之间.这些事件沉积可以和广西横县六景、桂林杨堤、德保都安、武宣南峒、象州香田、崇左那艺、上林云攀以及比利时的Hony剖面、美国内华达的Devils Gate剖面、摩洛哥的Atrous剖面、南乌拉尔、俄罗斯西伯利亚东北部的Fore-Kolyma、波兰-摩拉维亚盆地南部(Holy Cross 山脉, Cracow 和Brno 地区)法门阶底部的浊积岩和角砾岩对比.如此广泛的全球性分布的等时性的事件沉积可以和巨大的外行星撞击地球而引起的全球性海啸相联系.     

滇东南八布早二叠世含火山岩屑砂岩指示古特提斯洋俯冲

滇东南八布基性/超基性岩体被认为代表洋壳残片,与越北Song Hien构造带内的蛇绿岩体共同构成八布-Song Hien古特提斯缝合带的重要岩石记录,是认识华南西南缘古特提斯构造演化的重要窗口.环绕八布基性/超基性岩体分布大面积碎屑岩系,内夹有硅质岩序列,长期以来被认为是三叠纪浊流沉积,但缺少确切的古生物化石和放射性年代学证据.为确定这套碎屑岩的沉积时代和物质来源,对紧邻八布岩体的龙林西含火山岩屑砂砾岩进行LA-ICPMS碎屑锆石U-Pb同位素和微量元素分析.结果显示,碎屑锆石年龄谱与华南西南缘的二叠系-三叠系年龄谱明显不同,但与Song Hien构造带晚二叠世砂岩和哀牢山带绿春二叠纪砂岩年龄谱相似.最年轻锆石年龄组约为285Ma,在微量元素组成上与弧/造山型岩浆结晶锆石一致,对应于安山质-流纹质火山岩屑,指示早二叠世火山岩浆活动.结合碎屑锆石年龄谱的对比分析和八布村东硅质岩序列的新发现,结果表明八布碎屑岩的沉积时代应为早二叠世,而非中三叠世,其早二叠世火山岩源区与八布-Song Hien古特提斯洋俯冲有关.      

砂岩的主量元素特征与盆地物源分析

一定的砂岩地球化学特征对应于特定的源区和构造环境,利用主量元素图解可以进行盆地物源分析。在前人大量研究的基础上,笔者选择性收集了不同构造背景的569个主量元素数据,共分为70套平均值,根据来源文献划分出克拉通内部、陆缘弧、碰撞造山带、大陆岛弧和大洋岛弧5种源区和构造环境。综合分析砂岩主量元素之间的相关性,利用整体及不同源区构造背景下元素间相关系数,得到5个主元素氧化物组合:SiO2、Al2O3 FeOT、K2O Na2O、MnO TiO2和MgO CaO;且建立了应用于5种源区判别的(Al2O3 FeOT)/(Na2O K2O)—SiO2/(MnO TiO2)/100—MgO CaO三角图解。对收集的数据进行判别方程分析得到与SiO2、CaO、MgO、FeOT、K2O、MnO、Al2O3、Na2O和TiO2相关的判别方程F1和F2,并进行F1-F2双变量物源构造环境图解判别。根据主元素对砂岩碎屑组分的反映,利用主元素摩尔含量分析石英、长石和基性岩屑矿物在砂岩中的含量,进而对源区进行约束。所建立的Qel—Fel—Lel图解既反映了主量元素对砂岩物源和构造背景的判别,也近似地表现出相应环境下砂岩的碎屑组成。