Time scale of an early to mid-Paleozoic orogenic cycle of the long-lived Central Asian Orogenic Belt, Inner Mongolia of China: Implications for continental growth

We present a detailed, new time scale for an orogenic cycle (oceanic accretion–subduction–collision) that provides significant insights into Paleozoic continental growth processes in the southeastern segment of the long-lived Central Asian Orogenic Belt (CAOB). The most prominent tectonic feature in Inner Mongolia is the association of paired orogens. A southern orogen forms a typical arc-trench complex, in which a supra-subduction zone ophiolite records successive phases during its life cycle: birth (ca. 497–477 Ma), when the ocean floor of the ophiolite was formed; (2) youth (ca. 473–470 Ma), characterized by mantle wedge magmatism; (3) shortly after maturity (ca. 461–450 Ma), high-Mg adakite and adakite were produced by slab melting and subsequent interaction of the melt with the mantle wedge; (4) death, caused by subduction of a ridge crest (ca. 451–434 Ma) and by ridge collision with the ophiolite (ca. 428–423 Ma). The evolution of the magmatic arc exhibits three major coherent phases: arc volcanism (ca. 488–444 Ma); adakite plutonism (ca. 448–438 Ma) and collision (ca. 419–415 Ma) of the arc with a passive continental margin. The northern orogen, a product of ridge-trench interaction, evolved progressively from coeval generation of near-trench plutons (ca. 498–461 Ma) and juvenile arc crust (ca. 484–469 Ma), to ridge subduction (ca. 440–434 Ma), microcontinent accretion (ca. 430–420 Ma), and finally to forearc formation. The paired orogens followed a consistent progression from ocean floor subduction/arc formation (ca. 500–438 Ma), ridge subduction (ca. 451–434 Ma) to microcontinent accretion/collision (ca. 430–415 Ma); ridge subduction records the turning point that transformed oceanic lithosphere into continental crust. The recognition of this orogenic cycle followed by Permian–early Triassic terminal collision of the CAOB provides compelling evidence for episodic continental growth.     

遗迹化石在层序地层学研究中的应用

以济阳坳陷古近系沙河街组和塔里木盆地志留系为例,探讨了遗迹化石与层序地层学的关系,表现在3个方面:1)层序界面的识别层序界面位置发育有特征性的受基底控制的遗迹相,且界面上下遗迹组合类型发生变化;2)准层序界面的识别较深水环境中,界面上下生物扰动强度明显差异,界面之下扰动强度较大,扰动指数可达到3,而界面之上几乎没有生物扰动,且在同一准层序内部,由下至上,扰动强度逐渐增大;3)旋回层序的识别:在潮控滨线环境中,单个准层序内部,由下至上,高能环境的Skolithos遗迹组合逐渐变为中低能环境的Planolites-Palaeophycus遗迹组合和低能环境的Cochlichnus-Planolites遗迹组合,由下至上呈现旋回性变化特征。     

X射线衍射数据分析系统评价

以贵州省高灰、高污染组分煤中矿物质的分析为例,应用Bruker AXS D8 Advance衍射仪测得煤中矿物相的X射线衍射图谱,分别应用数据分析系统EVA 12.0、X’Pert HighScore 2.0和MDI Jade 5.0对矿物物相组成的原始测试数据进行定性分析,通过对比分析过程和结果的差异比较了三款软件系统之间的异同和优劣。     

碱消解-高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测定生物样品中的甲基汞和乙基汞

建立了碱消解-高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用系统测定生物样品中甲基汞(MeHg)与乙基汞(EtHg)的分析方法。为提高灵敏度,选用微流量的PFA雾化器,在优化的检测条件下,MeHg及EtHg检出限可达到0.036μg/L和0.03μg/L;线性范围达到4个数量级,两条工作曲线线性相关系数为1。对1.78μg/L MeHg、1.65μg/L EtHg的混合标准溶液重复测定7次,色谱峰面积的相对标准偏差(RSD)分别为1.79%和1.44%。对标准物质BCR 464(金枪鱼)的分析结果表明,测定值与标准值基本吻合,但略低于标准值;甲基汞和乙基汞的加标回收率分别为85.9%和84.5%。高效液相色谱与质谱联用技术的高灵敏度和低检出限能够满足生物样品中汞形态定量分析的要求。     

西藏驱龙超大型斑岩铜矿床:地质、蚀变与成矿

驱龙超大型矿床是一个产于后碰撞伸展环境下、与大洋俯冲无关的新型斑岩铜矿。文章通过对驱龙铜矿床地质、蚀变与矿化的详细研究,建立了驱龙中新世岩浆演化序列,初步查明了岩浆浅成侵位的构造控制要素,厘定了主要的围岩蚀变类型及空间展布规律,查明了引起各期蚀变事件的地质记录及矿化的空间分布规律,并探讨了成矿物质沉淀的机制,初步建立了该矿床的成矿模型。研究表明,驱龙铜矿中新世斑岩是闪长质深部岩浆房不断演化的产物,花岗闪长岩中新发现的、结晶时间为22.2Ma左右的闪长质包体可近似代表深部岩浆房组分,依次产出的花岗闪长岩、呈岩株或岩枝产出的P斑岩、X斑岩及最晚期的闪长玢岩(15.7±0.2)Ma,均为深部岩浆房连续演化的产物,岩浆持续6Ma左右。岩浆演化过程中角闪石、斜长石不断的结晶分异,导致了岩石常量元素、稀土元素及微量元素组成的规律性变化,斑岩埃达克质的特征也因岩浆演化过程中角闪石等矿物的不断结晶分异而引起。X斑岩中锆石的Hf同位素特征表明,岩石可能形成于新生下地壳的部分熔融。大面积产出的花岗闪长岩为驱龙铜矿最主要的含矿围岩,容纳了驱龙矿床70%以上的矿体,主要由斜长石、钾长石和石英组成,具花岗结构-似斑状结构,近EW向产出,其浅成就位可能受背斜控制,其后的各期斑岩均沿该侵位中心上侵,而冈底斯地壳中新世的快速抬升与剥蚀是导致含矿斑岩浅成侵位的根本原因;矿区内的SN向裂隙带既不控岩,也不控矿。浅成侵位的斑岩及深部岩浆房均发生了流体出溶。发生了大量流体出溶的深部岩浆房,是矿区早期蚀变流体的主要来源,显微晶洞构造及单向固结结构(UST)是流体出溶的地质记录。蚀变主要有3种类型,分别为早期的钾硅酸盐化、青磐岩化以及晚期的长石分解。钾硅酸盐化可分为2个阶段,即蚀变矿物以次生钾长石为主的早期钾硅酸盐化和以次生黑云母为主的晚期钾硅酸盐化。青磐岩化因产出的岩石类型不同,蚀变矿物组合具有明显差异性:产于叶巴组地层中的青磐岩化相对较强,蚀变矿物以绿帘石为主;产于花岗闪长岩中的青磐岩化相对较弱,蚀变矿物以绿泥石为主。晚期长石分解蚀变以破坏长石类矿物为特征,蚀变矿物主要为绢云母-绿泥石-粘土等。石英和硬石膏贯穿于上述各种蚀变中。空间上,钾硅酸盐化位于斑岩体及其周围地区,青磐岩化位于钾硅酸岩化外侧。后期形成的长石分解蚀变强烈叠加了早期钾硅酸盐化,介于钾硅酸盐化带与青磐岩化带之间。与早期钾长石化有关的脉体主要为不规则石英-钾长石脉,与晚期黑云母化有关的脉体主要为不规则至板状的石英-硬石膏脉、黑云母脉,与青磐岩化有关的脉体主要为板状的绿帘石-石英脉,与晚期长石分解蚀变有关的脉体主要为板状黄铜矿-黄铁矿脉及黄铁矿脉;在早期钾硅酸盐蚀变与晚期长石分解蚀变转换阶段,发育一组板状的石英-硫化物脉。早期不规则的脉体形成于斑岩结晶早期、矿区裂隙小规模发育阶段;晚期的板状脉体形成于斑岩弱固结或固结之后、矿区大规模连通裂隙发育阶段。驱龙矿区的铜矿化分布较为均一,主体产于花岗闪长岩中,其中,铜矿化主体形成于黑云母化蚀变阶段,转变阶段及长石分解阶段也有大量铜的形成;钼主要形成于转换阶段,长石分解蚀变阶段也有产出。黑云母化阶段,铜的沉淀与角闪石黑云母化、斜长石钾长石化过程中Ca2 的大量释放有关;转换阶段,铜钼矿化可能与压力和(或)温度骤降有关;晚期铜矿化与长石矿化蚀变阶段,斜长石绿泥石化、黑云母绿帘石化过程中Ca2 及Fe2 的释放有关。     

青海南部熔积岩的发现:对寻找VMS型矿床的重要启示

熔积岩指的是侵入、混合到未固结或弱固结的湿沉积物中的熔浆分解、原位形成的一类特殊岩石。正确地认识该类岩石,有利于增进人们对岩浆-水(沉积物)相互作用过程的理解,恢复古环境。在青海南部沱沱河地区发现了一套角砾为撕片状、锯齿状及浑圆状的安山岩,胶结物为铁硅质组合的特殊熔积岩。研究表明,该熔积岩的角砾为岩浆遇水后快速淬火、裂解的产物,铁硅质组合为海底喷气沉积形成的含铁建造;且安山岩与含铁建造发生混合时,含铁建造尚未固结。该套熔积岩的发现,改变了长期以来对开心岭铁矿为火山热液交代安山岩而形成的认识,对于在矿区寻找VMS型矿床、区域内寻找海底热水喷流沉积型矿床具有重要的启示意义。     

西藏驱龙斑岩铜钼矿床中UST石英的发现:初始岩浆流体的直接记录

单向固结结构(UST)是浅成侵位的岩浆出溶过程中形成的一种特殊结构,一般由梳状石英与细晶(斑岩)岩交互生长而成,少数产于斑岩与围岩接触部位,其内的原生包裹体被认为是初始流体出溶的可靠记录.作者在西藏驱龙铜矿床中首次发现了具有单向固结结构的石英.研究表明,驱龙UST石英存在于后期侵位的二长花岗斑岩与花岗闪长岩的接触部位,部分为高温β石英;UST石英中原生包裹体的成分主要为高盐度液相,除石盐子矿物外,还含有硬石膏等其他子矿物.阴极发光及显微测温结果表明,初始流体的出溶发生在高温(t≥573℃)、高压(P≥150～200 MPa)条件下,出溶的流体为高温、高盐度[w(NaCkeq)为44.5%～58%]流体,同时还具有较高的氧逸度.因形成压力较高,判断UST石英不可能由较浅侵位的二长花岗斑岩岩枝冷凝出溶而形成,从而推测驱龙铜矿床深部存在着孕育成矿斑岩的大型岩基.     

秦岭造山带的印支运动及印支期成矿作用

秦岭碰撞造山经历了长期的板块构造的俯冲-碰撞的构造演化,于印支期最终完成对接拼合,形成了统一的中国大陆,并由此转入陆内变形。众多Au、Mo多金属矿床的同位素年龄资料表明,印支期是秦岭的重要成矿期,其成矿作用明显受到构造演化的控制,反映特定的地球动力学背景和作用过程。秦岭印支期成矿作用不仅是中国东部中生代成矿作用的先导和开始,奠定了中国东部中生代成矿大爆发的基础,而且为碰撞期和碰撞期后构造体制快速转换的研究提供了依据。重视秦岭以及中国印支期成矿作用的研究,对正确认识秦岭成矿带的区域成矿规律、造山带演化的深部动力学过程,建立符合中国和东亚实际的印支期成矿理论体系具有重要科学意义。     

冀北—辽西早白垩世沉积有机质特征与古气候环境演变

本文对冀北—辽西地区早白垩世沉积盆地富有机质沉积岩进行了初步有机地球化学分析研究。结果显示,冀北—辽西沉积盆沉积有机质特征在时间和空间上存在很大差异,代表白垩系早期沉积的滦平盆地大北沟组有机质丰度低,这不仅显示其所代表的沉积相带不利于有机质的聚集,也反映了当时生物不够繁盛;大店子组时期沉积相带发生了变化,有机质类型随着发生了变化,丰度有所增高,但总体上显示环境条件不利于生物的发育和繁盛。到了桥头组和义县组沉积岩有机质丰度大幅升高,表明生物界非常繁盛,古气候环境有利于有机质的大量生成和堆积,总体上反映了温湿的气候条件;但同时也存在较为频繁或交替性寒冷气候波动,具体的古气候环境状态尚需进一步深入研究。     

藏南白垩系黑-红层沉积岩有机质组成分布特征

对藏南江孜县床得剖面白垩系黑层和红层沉积岩进行的有机地球化学研究表明,黑层有机碳含量高于红层5～10倍,红层和黑层饱和烃主峰碳数分别为nC25和nC23;黑层和红层沉积有机质的母质来源都以水生植物和菌藻类等低等生物为主,陆源有机质的输入非常有限;但饱和烃的分布和主峰碳数的差异可能反映了有机母源物质在种群方面的差异,而这种差异可能主要是水体温度存在差异造成的,即红层发育时期水体温度可能高于黑层沉积时期.而在高温度条件下,水生生物和陆生植物的生长发育受到限制,造成原始有机质产率和有机质沉积保存量低可能是红层沉积岩形成的主要原因.