一种严格受控于环境和时间的特殊碳酸盐岩——臼齿构造碳酸盐岩

臼齿构造碳酸盐岩是一种具有类似于大象臼齿特征的特殊碳酸盐岩，其微亮晶脉由纯净的、基本等粒的方解石（或白云岩）构成，而基质物质则由细粒的、富泥质的灰岩组成。通过对中朝板块东部吉辽徐淮地区前寒武纪臼齿构造碳酸盐岩研究，结合国外研究资料，臼齿构造碳酸盐岩具有特定的生存时限，目前只在前寒武纪（主要发育在中、新元古代）地层中发现。研究表明，臼齿构造碳酸盐岩发育在缓坡型台地，宿主岩性以富含泥质的粉屑灰岩、泥晶灰岩为主，位于潮汐流、风暴流影响范围内，为浅潮下和环潮坪环境，潮上带与深缓坡均不发育，具有鲜明的环境和相指示意义。由于缺乏现代相似沉积物，臼齿构造碳酸盐岩的成因还是一个谜，需要进一步研究和探索。      

中朝板块新元古代微亮晶(臼齿构造)碳酸盐事件、层序地层和建系研究

通过对中朝板块燕山、吉辽和徐淮地区新元古代地层的沉积学、旋回地层学、锶同位素地层学以及(臼齿构造)碳酸盐岩事件和海平面变化研究,特别是IGCP447项目的全球性综合调查和对比研究,提出了增建北华系的地层划分和对比方案:以南华系底界(730±10Ma)也就是全球性成冰系的底界为北华系的顶界,而北华系底界应该对应于青白口系顶界(850Ma),即以钓鱼台组底界作为青白口系与北华系的界线。辽宁大连金石滩剖面可以作为北华系界线层型剖面的候选剖面。     

微亮晶（臼齿）碳酸盐成因及其在元古宙地球演化中的意义

本文应用多种技术方法,对微亮晶碳酸盐岩的成岩作用及其成因从宏观至微观进行了分析。根据岩石矿物学、地球化学和有机地球化学等研究证明,它是早期成岩过程中,在超高压的大气 CO_2,水平急剧下降的转折期,快速石化作用形成的具等粒结构μm级的微亮晶方解石集合体。MT 碳酸盐岩微亮晶成岩作用有两种类型:一是主要发生在海底沉积软泥中,在其底基质软泥中经差异压实作用形成褶皱肠状及复杂形的 MT 构造;二是直接在海水中或重力流搬运过程中形成的微亮晶球粒(核)。简言之,MT 碳酸盐岩石是在地球早期浅海环境下,由于微生物自养作用形成的地球化学成因产物。微亮晶碳酸盐岩是约束古大气圈和古海洋环境变化的最灵敏标志。通过详测 MT 丰度值和编制地球古大气圈 CO_2水平演化模式等,在前寒武纪发现有太古宙末期、早元古宙末期、中元古宙中期和新元古宙早-中期四个 MT 碳酸盐岩发育高峰值期,证明全球古大气圈 CO_2水平发生过四次不连续性、跳跃式下降周期,直到晚新元古宙未,全球雪球事件的发生,导致了 MT 碳酸盐岩的消失。其后,才进入显生宙的 CO_2低水平状态。MT 碳酸盐岩具有重要的油气资源远景,应予以重视。     

吉林南部通化二道江剖面新元古界万隆组臼齿构造及其沉积特征

吉林南部通化二道江剖面新元古界万隆组广泛发育缓坡碳酸盐岩沉积,其中发育的一种特殊的碳酸盐岩——臼齿碳酸盐岩,近年来引起了中国乃至世界各国地质学家的重视。通过对野外露头的详细观察和描述、室内薄片观察、扫描电镜、能谱分析等测试手段,揭示了二道江剖面万隆组的地层、岩石、臼齿构造(MT)及沉积岩相和沉积环境特征。臼齿构造是特指那些发育在前寒武纪细粒碳酸盐岩中有清晰边界、粒度在0·01mm左右的由等轴或多边形的微亮晶方解石组成的集合体,其形态可分为条带状构造、瘤状构造及棱角碎块状构造。臼齿构造的形成严格受沉积岩相和沉积环境的控制。万隆组由下而上可分为3段第1段下部为发育臼齿构造的纹层状泥晶灰岩、砂屑灰岩及风暴砾屑灰岩,为中—深缓坡沉积环境的产物;上部由浅缓坡相的泥灰岩、钙质页岩、砂屑灰岩与叠层石灰岩组成;第2段为厚层泥晶灰岩和粉屑泥晶灰岩、瘤状灰岩组成的深缓坡相沉积;第3段本剖面未出露。万隆组形成于缓坡沉积环境,其中浅缓坡相可分为4种岩相组合,中缓坡相可分为11种岩相组合,深缓坡相有6种岩相组合。     

克拉玛依油田八区八道湾组测井层序地层学研究

通过对克拉玛依油田八区下侏罗统八道湾组层序地层学总体特征,特别是测井层序的分析,并与邻区进行对比研究,识别出了3个三级层序界面,将八道湾组划分为2个层序、5个体系域,分别对应5个砂层组;同时简要论述了各体系域的特征,完成了八道湾组的地层层序划分。     

扬子克拉通北缘中元古界神农架群沉积特征

神农架群(约1400—1000 Ma)发育于扬子克拉通北缘鄂西北地区,自下而上发育有下亚群(大岩坪组、马槽园组、乱石沟组、大窝坑组和矿石山组)、中亚群(台子组、野马河组、温水河组和石槽河组)及上亚群(送子园组和瓦岗溪组)。每亚群均由相对较深水相碎屑岩和浅水碳酸盐岩组成。一系列岩石组合特征、宏微观沉积组构和沉积构造等表明,神农架群发育环潮坪相藻碳酸盐岩、浅海相碎屑岩、台缘浅滩颗粒碳酸盐岩和台缘斜坡砾屑碳酸盐岩等4类沉积组合,形成于远端变陡型缓坡型碳酸盐岩台地背景。环潮坪沉积分布最广,遍布于所有碳酸盐岩地层,不同类型叠层石发育,构成向上变浅沉积序列;进积作用强烈,干裂构造、蒸发岩等常见;沉积相带由浅潮下、潮坪及潮上带组成。浅海碎屑岩沉积组合主要见于台子组及大岩坪组,由砂岩、粉砂岩与泥岩组成,石英砂岩分选和磨圆较好,自生海绿石常见,平行层理、水平—波状层理发育,泥岩中自生黄铁矿发育,总体经历了滨岸浅滩—浅海陆棚—碎屑潮坪—局限台地等的高频变化。台缘浅滩颗粒碳酸盐岩以鲕粒白云岩、砾屑白云岩(及内碎屑白云岩)和斜歪锥、柱状叠层石为特征,主要见于乱石沟组、野马河组;大窝坑组及石槽河组以鲕粒和砂—砾屑白云岩及藻碎屑(团块或凝块石)为特征;大中型板状交错层理、递变—平行层理和冲刷—侵蚀构造普遍,表明浅潮下带强水动力条件环境。台缘斜坡砾屑碳酸盐岩发育在大岩坪组中上部及马槽园组,由滑塌堆积的透镜状、巨厚层状巨—粗—细砾岩和砂岩组成,砾岩成分以白云岩等为主,可见大型交错层理、波痕和侵蚀—冲刷等沉积构造。对神农架群沉积序列、沉积特征及沉积演化过程的研究,为扬子克拉通中元古代晚期的盆地演化与重建、沉积充填过程及地层—沉积对比研究提供了基础资料及依据。     

扬子克拉通北缘中元古界神农架群台子组沉积特征

有关扬子克拉通北缘神农架地区中元古界神农架群台子组沉积环境的认识一直存有分歧,文中基于野外和室内的综合研究讨论了台子组的沉积环境。台子组底部为蛋青色砂砾岩,下部为灰色、肉粉色细粉晶白云岩,中部为灰绿色、浅灰色石英中—细砂岩、粉砂岩与深灰色粉砂岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩组合,上部则是粉砂岩—泥岩韵律。同时,台子组石英砂岩中以发育块状层理和平行层理为主,粉砂岩和泥岩则发育丰富的水平层理和透镜状层理。砂岩粒度概率累计曲线显示斜率较大,跳跃组分为主,悬浮组分含量低,无滚动组分,其中跳跃组分又以二段或多段式为特征。上述沉积指相标志和粒度分析均表明,台子组形成于滨岸与潮坪沉积环境,同时纵向沉积序列上,碎屑岩沉积物粒度表现为粗—细—粗—细演化特征,沉积相由下部到上部呈现滨岸相—碳酸盐岩缓坡台地相—潟湖相—潮坪相—潟湖相的演替规律,总体上构成由退积—进积—退积—进积的沉积序列。     

扬子西缘洋岛型与岛弧型火山岩岩石成因与构造意义:从板内裂谷到洋-陆俯冲

扬子西缘晚中元古代—早新元古代岩浆岩对扬子陆块构造演化以及Rodinia超大陆的汇聚和裂解至关重要。本文获得扬子西缘会理群天宝山组玄武质凝灰岩和盐边群渔门组角闪安山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为(1 035±15) Ma和(884±9) Ma。天宝山组玄武质凝灰岩属于碱性玄武岩系列,富集大离子亲石元素和高场强元素,具有正的ε_Nd(t)值(4.6),表现出与洋岛玄武岩相似的地球化学特征。天宝山组火山岩来自以石榴子石和尖晶石为稳定区的地幔橄榄岩1%~5%的部分熔融。渔门组角闪安山岩属于钙碱性岛弧玄武岩系列,以富集大离子亲石元素和轻稀土,亏损高场强元素为特征,具有明显的Nb、Ta、Ti负异常,ε_Nd(t)值为1.1~2.8。渔门组火山岩来自以石榴子石和尖晶石为稳定区的地幔橄榄岩5%~15%的部分熔融。构造背景判别图解指示天宝山组玄武质凝灰岩形成于被动大陆边缘板内裂谷盆地,而渔门组角闪安山岩形成于活动大陆边缘岛弧环境。根据本文获得的年代学及地球化学数据,笔者认为扬子西缘与大陆裂谷相关的天宝山组火山岩和与板块俯冲有关的渔门组火山岩,记录了新元古代早期构造动力学背景由板内裂谷转为洋-陆俯冲的变化。     

渝东北陡山沱组碳酸锰微生物岩沉积环境初探

沉积型碳酸锰矿床多被认为沉积于水体较深、局限且较还原的沉积环境,特别是黑色页岩型碳酸锰矿床。在扬子北缘城口地区,埃迪卡拉系陡山沱组顶部黑色页岩中也发育碳酸锰沉积,黑色页岩及锰矿石Ce元素异常被认为是指示沉积环境的关键证据,但缺乏系统的沉积学证据,其沉积环境还存在争议。本次研究通过野外剖面、钻井岩心观察和室内薄片观察,详细描述了城口地区陡山沱组碳酸锰岩石的沉积结构、构造特征,对其展开了详细的沉积学研究,确定了其沉积环境并建立了沉积模式。研究表明,城口锰矿是典型的微生物岩沉积,菱锰矿以层状构造为主,内部发育叠层石、核形石、树形石以及凝块石。其中,核形石菱锰矿常黏结生长,菱锰矿微观特征记录了凝块状、球粒状、丝状、管状、纤维状以及放射状等微生物岩微结构。关键钻孔岩心沉积记录显示,研究区陡山沱组菱锰矿与胶磷矿交互沉积,菱锰矿中发育各种微生物岩旋回沉积,少见正粒序层理,内部偶有记录代表水动力变强的内碎屑层,而胶磷矿以强水动力内碎屑沉积为特征,常发育于菱锰矿上部,显示含锰岩系—含磷岩系旋回沉积特征,揭示陡山沱组末期城口地区沉积水体逐渐变浅的特征。结合区域陡山沱组地层沉积特征,认为扬子北缘城口地区陡山沱组1段为缺失盖帽的无障壁海岸沉积,陡山沱组2段是具有混积特征的碳酸盐岩缓坡沉积,微生物岩型菱锰矿主要发育于浅缓坡下部障积丘礁沉积环境。值得注意的是,研究区陡山沱组末期障积丘礁的发育是加速该区域沉积体系由缓坡向台地演化的重要盆地演化动力学因素。     

神农架地区中元古界混合沉积特征及其发育模式

神农架地区中元古界主要发育碳酸盐岩沉积,局部夹少量陆源碎屑岩。乱石沟组、大窝坑组、矿石山组及台子组位于中元古界中部,混合沉积较为发育,其混合沉积类型及其主控因素尚缺乏系统研究,对陆源碎屑来源及台子组石英砂岩形成环境仍存在较大争议。根据岩石类型和沉积构造组合对神农架地区乱石沟组—台子组沉积相进行分析,并结合岩石薄片及阴极发光分析结果对混合沉积类型、陆源组分特征及来源进行研究,以明确中元古代神农架地区沉积背景及其沉积演化历史。岩石薄片及阴极发光分析表明,神农架地区乱石沟组—台子组陆源碎屑主要来自由大量花岗岩、少量变质岩和沉积岩构成的古陆。乱石沟组—台子组岩石组合特征及混积岩类型存在较大差异,沉积环境、海平面变化及构造活动是控制混积岩分布及混合沉积类型的主要因素。乱石沟组及大窝坑组沉积早—中期,神农架地区毗邻古陆,扬子北缘构造活动相对稳定,地形平缓且水深较浅,以广泛发育“相混合”式混合沉积为特征;大窝坑组沉积晚期及矿石山组沉积早期,扬子北缘开始进入强烈拉张时期并导致相对海平面上升,神农架地区与古陆拉分形成相对独立的碳酸盐台地,以发育缺乏陆源碎屑砂的清水碳酸盐沉积为特征;矿石山组沉积晚期及台子组沉积时期,扬子北缘的持续拉张导致神农架地区进入较深水环境,早期滨岸沉积物崩塌形成重力流搬运至神农顶一带,形成“间断式”混合沉积。乱石沟组—台子组沉积时期处于中元古代重要的构造演化阶段,台子组沉积之后,神农架地区彻底与古陆分隔,不再发育“相混合”式混合沉积,乱石沟组—台子组沉积时期为扬子台地北缘由窄大洋向开阔洋盆演化的重要时期。