内蒙古东乌旗地区中下泥盆统泥鳅河组沉积相研究

发育于内蒙古东乌旗地区的泥鳅河组,属于早中泥盆世沉积,厚度约1000m,主要发育泥岩、粉砂岩和灰岩沉积,粉砂岩中常常发育大量腕足类和珊瑚生物化石。首次在本区发现风暴沉积和Beaconites遗迹化石:风暴沉积由下至上包括粒序层理段、平行层理段、丘状交错层理段和浪成波纹层理段4个层段;Beaconites遗迹化石具管壁和内部水平"V"字型的回填纹构造。通过对岩相、生物化石、风暴沉积和Beaconites遗迹化石的研究显示,东乌旗地区泥鳅河组为浅海相沉积。     

中国北方晚中生代陆相盆地红-黑岩系耦合产出对砂岩型铀矿成矿环境的制约

为研究中国北方陆相盆地红层-黑色岩系对砂岩型铀成矿的制约,文章研究了国内外红-黑岩系与砂岩型铀矿赋存岩层的时空关系,筛选了10万余m岩心钻探资料,选择准噶尔、鄂尔多斯和松辽盆地这3个典型产铀盆地,通过编制盆地钻孔柱状图、典型地区连井剖面图及关键岩层的地球化学测试等方法,对红-黑岩系和砂岩型铀矿的赋存岩层进行了垂向、横向上综合分析与对比。研究发现:北方陆相盆地自西向东铀矿赋存地层的时代由中侏罗世过渡到晚白垩世;晚中生代至少存在6次大规模的富氧红层沉积事件:Ⅰ中侏罗世—晚侏罗世早期(BathonianOxfordian),Ⅱ早白垩世早中期(Berriasian-Barremian),Ⅲ早白垩世中期(Barremian),Ⅳ晚白垩世早期(Cenomanian),Ⅴ晚白垩世中期(Coniacian)和Ⅵ晚白垩世晚期(Campanian)。其中第Ⅰ、Ⅴ和Ⅵ期红层之下沉积了时代相近的黑色层,与之构成"红-黑岩系"的沉积结构,是北方砂岩型铀成矿的3个重要层位。典型盆地内地球化学表明,红层与黑色层的B、Sr和Cu元素含量及Fe~(2+)/Fe~(3+)、B/Ga、Sr/Cu和FeO/MnO比值具有明显的差异,结合黑色岩层中草莓状黄铁矿、碳屑、油斑和红层中碳酸盐岩的发育,认为红层为相对较强氧化环境,黑色层为相对较还原环境。连井剖面资料显示红层、黑色层与砂岩型铀矿空间关系密切,铀矿多产于红层与黑色层之间过渡带上,呈板状矿体赋存于灰色、绿灰色砂岩和细砂岩中。一般红层与黑色层垂向距离超过500 m不利于成矿。晚中生代陆相盆地内耦合产出的黑色岩系和红色岩系是古沉积环境由还原向氧化转变形成的垂向分带,前者为铀矿物质沉淀提供了"障",后者为表生流体溶解铀矿提供了"场"。文章初步提出了红-黑岩系垂向环境变化制约着北方陆相盆地砂岩型铀大规模成矿作用的新认识。这些认识不仅对砂岩型铀矿成矿环境、成矿规律及成矿模式研究具有重要意义,更对目前正在开展的砂岩型铀矿勘查工作具有实践指导意义。     

内蒙古满都胡地区塔尔巴格特组沉积相及地球化学特征

运用岩性一岩相和地球化学方法对东乌旗满都胡地区中晚泥盆世塔尔巴格特组碎屑岩进行了研究,探讨了其碎屑岩岩相、物源区及地球化学特征,将区内塔尔巴格特组划分为2种沉积相、5种沉积亚相。地球化学分析结果表明：塔尔巴格特组砂岩和泥岩具高SiO2、K20和A12O3／（Na2O＋CaO）值,低CaO含量特征,其碎屑物质来源于相对稳定的大陆源区;稀土元素配分曲线具轻稀土富集,重稀土比较平坦,轻重稀土分留明显,砂岩（La／Yb）N=6．66～11．15,平均值为9．01,泥岩（La／Yb）N=4．7～7．39,平均值为6．14,并伴有明显的Eu负异常。在La-Th—Sc、Th—Sc—Zr／10构造环境判别图解中,多数落入被动大陆边缘区域;主量元素构造判别图中也显示具有被动大陆边缘和活动大陆边缘的特征。结合区域分析,笔者认为塔尔巴椿特组碎届岩形成干被动大陆边缘环境。     

内蒙古东乌旗莫合尔图石炭纪闪长岩的发现:来自锆石U-Pb年代学的证据

大地构造位置隶属乌里雅思太活动大陆边缘的内蒙古东乌旗地区,是中亚造山带的重要组成部分,其内发育有大量的岩浆岩,侵入岩时代以二叠纪及晚中生代为主,鲜有早期岩体的报道。对该区莫合尔图一带的闪长岩进行锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb同位素测定,结果显示,24个测点的年龄值比较集中,加权平均值为(337.1±1.9)Ma(MSWD=1.3),所测锆石具岩浆锆石的特征,表明岩体应形成于石炭纪。结合区域地质资料,认为东乌旗地区可能存在时限为337~310 Ma的构造-热事件。     

内蒙古东乌旗早二叠世超镁铁岩的发现及其构造意义

为研究东乌旗晚古生代地幔性质和造山演化特征,对在东乌旗西部首次发现的超镁铁岩—辉闪橄榄岩进行系统的岩相学和元素地球化学研究。东乌旗辉闪橄榄岩主要由橄榄石、角闪石、斜方辉石及少量斜长石、单斜辉石组成,SiO_2含量介于42.84%~43.96%、MgO(24.10%~26.10%)、Na_2O+K_2O(1.52%~2.32%,小于3.5%),低m/f(3.03~3.54)比值和高FeO~T(12.67%~14.33%)的含量、高Mg~#(76.42~79.20),属铁质超镁铁岩和拉斑玄武岩系列。岩石稀土总量较高(∑REE=39.57×10~(-6)~83.32×10~(-6)),轻稀土(LREE)相对于重稀土(HREE)明显富集[(La/Yb)_N=4.04~7.66],Eu异常不明显(δEu=0.90~0.95),稀土元素球粒陨石标准化配分模式表现为轻稀土相对富集的右倾型。岩石富集大离子亲石元素(LILE)Cs、Rb、Ba、Sr、K等,相对亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta,具明显的Nb、Ta、Ti负异常,而又有别于强烈Nb、Ta亏损的岛弧岩浆岩;相容元素Cr(769×10~(-6)~2480×10~(-6))、Ni(454×10~(-6)~901×10~(-6))含量较高;低Th/U(2.54~3.03)、Nb/U(3.40~12.85)比值和高La/Nb(2.60~3.63)、Ba/Nb(43.11~72.52)、Zr/Y(5.45~7.83)比值。综上,结合区域最新研究成果,我们认为辉闪橄榄岩来源于受俯冲流体交代的尖晶石相地幔橄榄岩部分熔融,上升过程中受地壳物质不同程度的混染,形成于早二叠世板内伸展构造体制,与古亚洲洋闭合之后板内非造山作用有关。这一认识填补了早二叠世幔源岩浆事件和非造山阶段超镁铁质岩石记录的空白。     

松辽盆地西缘早白垩世伸展事件：流纹岩锆石U Pb年龄、地球化学研究

为研究松辽盆地西缘大兴安岭早白垩世火山岩的构造属性,对研究区内流纹岩开展锆石U-Pb测年和地球化学测定。锆石U-Pb定年结果显示,流纹岩形成于131.6±0.6~123.9±1.7Ma,属早白垩世。主量元素分析表明,流纹岩具高硅(SiO_2=69.08%~79.58%)、富碱(K_2O+Na_2O=5.93%~9.76%,平均为8.14),富钾(K_2O/Na_2O大于1.0,平均为2.14)、贫钙镁(平均CaO为0.60、MgO为0.27)和高FeOT/MgO(平均为6.77)比值的特征,属过铝质(A/CNK=1.35~1.78)高钾钙碱性—钾玄武岩系列岩石。据微量元素地球化学特征将其划分为两组:Ⅰ组流纹岩稀土元素总量较高(∑REE介于149.04×10~(-6)~213.18×10~(-6)之间,平均为172.35×10~(-6)),轻稀土元素(LREE)富集、轻重稀土元素分馏较强[(La/Yb)_N=4.89~11.87,平均为7.75)],中等—弱负铕异常(δEu=0.54~0.88,平均为0.70),配分曲线右倾模式,强烈富集大离子亲石元素(LILE)Rb,Ba,Th,K和亏损高场强元素(HFSE)_Nb,Ta,P和Ti;Ⅱ组流纹岩以稀土总量(∑REE平均为142.60×10~(-6))相对较低,具相对较强的负铕异常(δEu=0.05~0.46,平均为0.27),配分曲线相对较平缓以及Ba,Sr,P,Ti元素的强烈亏损与Ⅰ组流纹岩相区别,两组流纹岩地球化学成分相关性较好,二者均有低的Sr(206×10~(-6))和高Yb(大于2)含量,具壳源和造山后花岗岩的特征。结合最新资料及本文研究成果,初步认为研究区流纹岩为地壳部分熔融的产物,之后经历强烈的矿物分离结晶作用,与蒙古—鄂霍次克造山后伸展作用有关。     

松辽盆地新生代构造演化对砂岩型铀矿成矿的控制作用——来自磷灰石裂变径迹的证据

本文针对松辽盆地北部隆起区的4个钻孔13件样品系统展开了磷灰石裂变径迹测试，揭示了松辽盆地新生代构造演化对砂岩型铀矿床的限制作用。13件磷灰石裂变径迹测试结果表明，松辽盆地北部晚白垩世以来的构造演化过程主要经历了3期快速隆升事件：①晚白垩世—始新世(71~48 Ma)，期间以8~56 m/Ma的平均速率隆升，盆地北部整体呈抬升状态；②早渐新世—中新世(36~18 Ma)，期间以24~49 m/Ma的平均速率隆升，盆地北部呈差异性抬升过程,第二期抬升事件隆升强度和持续时间较第一期抬升事件略低；③中新世 至今(18~0 Ma)，期间以2~19 m/Ma的平均速率隆升，盆地北部缓慢抬升，构造活动较弱，三期构造抬升事件与太平洋板块俯冲速率和方向转向密切相关。结合前人低温热年代学数据，针对南部地区钱家店铀矿床成矿年代学成果研究发现，新生代以来的构造抬升事件伴生其后均成藏有砂岩型铀矿，砂岩型铀成矿与新生代构造密切相关，尤其与中新世末次隆升事件紧密相关，成矿过程延续至今。     

内蒙古阿巴嘎旗中元古代片麻状花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及大地构造意义

在内蒙古阿巴嘎旗南部新发现一处面积约为9.2km2的片麻状正长花岗岩体,采用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年法获得该岩体的同位素年龄为1377±10Ma～1385±14Ma,属中元古代。它是继苏尼特左旗南部锡林浩特微地块的中元古代花岗岩发现后又一处中元古代片麻状正长花岗岩体。片麻状正长花岗岩具条纹状-弱片麻状构造,矿物组成为石英(25%～30%)、微斜长石(30%～40%)、条纹长石(15%～20%)、斜长石5%～10%以及少量黑云母(约5%)。其地球化学成分显示高SiO_2(76.05%～78.16%)、高碱(K_2O+Na_2O=6.69%～8.04%)和较高的K_2O/Na_2O比值(1.01～2.48),低TiO_2(0.17%～0.23%)、A1_2O_3(10.99%～11.97%)、MgO(0.08%～0.44%)和CaO(0.15%～0.37%),铝饱和指数A/CNK值均大于1.1,里特曼指数主体小于1.8,属于过铝质和钙质系列;并且它们具有稀土元素总量高,轻稀土富集而重稀土亏损的特征,显示强烈负铕异常(δEu=0.44～0.53)和高的10000Ga/Al比值(均值为4.43)。上述岩相学、地球化学组成均显示A型花岗岩的特点,暗示其形成于伸展环境。片麻状正长花岗岩锆石ε_(Hf)(t)值主体介于+0.5～+4.6,两阶段模式年龄t2DM为1.88～2.10Ga,表明岩浆可能来源于古元古代新增生地壳的部分熔融。阿巴嘎旗与苏尼特左旗中元古代岩体的发现为锡林浩特微地块的存在提供了直接证据。区域对比显示中亚造山带中的阿拉善微地块、中天山微地块、库鲁克塔格微地块和锡林浩特微地块上均具有～1.4Ga岩浆事件产物,可能是全球哥伦比亚超大陆裂解事件(1.5～1.3Ga)的岩浆响应。     

准噶尔盆地侏罗纪含铀岩系的层序划分与对比

为对比分析准噶尔盆地侏罗纪含铀岩系的特征,在盆地北部、东部、南部筛选了3个钻透中下侏罗统西山窑组(J_2x)和八道湾组(J_1b)的钻孔,以岩性组合、沉积特征和测井曲线为基础,结合层序地层学原理和前人研究成果,对其含铀岩系进行了划分与对比。选择12个铀矿化异常孔编制了层序沉积连井模式图,讨论了层序充填及演化特征。结果表明:盆地不同位置地层层序差异较大,北缘从侏罗系下统三工河组到侏罗系上统齐古组(J_1s—J_3q)发育了3个三级层序和7个体系域。盆地东缘从侏罗系下统八道湾组到上统齐古组(J_1b—J_3q),发育了5个三级层序和12个体系域,整体经历了一个较为完整的湖侵过程,4个次级的湖侵湖退使湖平面达到最高位。南缘从侏罗系中统西山窑组到上统齐古组(J_2x—J_3q)发育了3个三级层序和7个体系域,经历一次构造隆升作用造成了大规模湖退事件和一次完整的湖侵事件。八道湾期至齐古期至少经历了两次完整的湖退、湖侵事件,整体上经历了一个先退积、后进积、再退积的过程。头屯河期湖退过程中形成的扇三角洲、辫状河砂体是主要的铀储层,也标志着一次重要的构造隆升事件。研究区岩相主要有辫状河、辫状河三角洲、湖泊、湖泊三角洲和扇三角洲5种沉积相类型和10种沉积亚相,含铀岩系亚相主要有辫状河道、扇三角洲平原、湖泊三角洲平原。西山窑组(J_2x)含煤建造上下发育2个区域性平行不整合面,界面之下发育大规模湖泊三角洲相的粘土层圈闭了上下两侧的砂体,是寻找砂岩型铀富集的有利区带。这些认识,不仅提高了准噶尔盆地侏罗系层序地层的对比划分的精度,而且对盆地控铀要素和形成环境研究及全面开展铀矿找矿工作意义重大。     

内蒙古狼山地区乌花辉长岩的年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成:对地幔源区特征和岩石成因的约束

内蒙古狼山地区乌花辉长岩体主要由橄榄辉长岩和角闪辉长岩组成,其锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果表明,岩体形成于(319.8±1.8)~(325.4±1.6) Ma,属于早石炭世末期岩浆活动的产物。地球化学特征上,乌花辉长岩属低钾钙碱性玄武岩系列,具有较高的Mg^#(多在76.70~80.35之间)、Al₂O₃(13.55%~25.13%)和较低的TiO₂(0.18%~1.35%)。稀土总含量较低(∑REE= 8.92×10^-6~40.10×10^-6),稀土元素分馏程度不高,呈现出轻稀土元素(LREE)略微富集、重稀土元素(HREE)相对亏损((La/Yb)_N = 1.74~3.06)的特点,Eu呈明显的正异常(δEu=1.156~3.86)。岩石富集Pb和K、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,明显亏损Nb、Ta、Zr、Hf、Th等高场强元素,较低的Zr含量(4.38×10^-6~26.6×10^-6)和Zr/Y比值(1.08~2.35),呈现出典型的俯冲-消减带弧火山岩的地球化学特征。Sr-Nd-Hf同位素研究表明,乌花辉长岩岩浆源区为富集地幔,在侵位过程中受到的地壳混染程度较弱。结合区域地质背景,认为乌花辉长岩为俯冲-消减构造体制下由俯冲带流体交代富集地幔部分熔融而成,代表了俯冲相对早期阶段的产物,指示华北板块北缘西段在早石炭世晚期开始进入到安第斯型活动大陆边缘阶段,并可能结束于早二叠世之前。