思茅和呵叻盆地钾盐矿研究新进展和新认识

思茅盆地与呵叻盆地属于同一大地构造带。二者的含钾盐建造在区域分布、沉积特征、成盐层位、析盐矿物组合特征及物质来源等方面具有良好的可比性,是中国海相找钾实现突破的重要潜在区之一。尽管目前对两地钾盐矿的成矿认识取得了许多进展,但对于二者的关系和成矿模式及规律等还存在着较大争议。为了下一步更好地建立思茅盆地钾盐矿的成矿规律和实现深部找钾的突破,本文从构造背景、地层年代、古气候环境和物质来源等方面对最近一些重要进展和认识做了梳理,现已确定:(1)思茅陆块与印度支那陆块在中生代可能为统一的整体,思茅与呵叻盆地基本位于副热带高压带内,在晚三叠世、中—晚侏罗世和晚白垩世具有较好的成盐成钾构造和古气候条件;(2)思茅和呵叻盆地在含钾盐及其下伏地层沉积期间可能具有相似的潜在物源区,包括扬子、松潘—甘孜、可可西里、义敦、北羌塘和南羌塘陆块等;(3)思茅与呵叻盆地钾盐矿的成钾物质主要来自陆源水体,同时也有海水和深部热液补给;(4)思茅和呵叻盆地含钾盐地层的年代部分重叠,但不完全吻合;(5)勐野井钾盐矿与呵叻钾盐矿可能系非同期矿床。综合构造和气候等证据,推测思茅盆地在约85.0 Ma这一呵叻钾盐矿成矿的时段就可能具有了重要的成钾潜力。     

羌塘地块中生代时期的漂移演化及其成钾条件

通过研究地块的古纬度,可以为我们认识该地块在地质历史时期的古地理位置和南北向漂移演化提供定量约束。本文通过收集、整理、评判中生代时期羌塘地块已发表的古地磁数据,建立了该地块在中生代时期的漂移演化历史。羌塘地块在中—晚三叠世期间,可能发生大规模快速北向漂移,并与羌塘北部的构造单元体发生碰撞;中侏罗世时期位于北半球21.4°N,晚侏罗世期间已北向到达31.8°N。中晚侏罗纪期间,羌塘地块古纬度值逐步升高,发生约1154±223km(△λ=10.4°±2.1°)的北向漂移。白垩世期间羌塘地块相对稳定,在古纬度30°N左右。综合上述羌塘地块的漂移演化历史,结合其它地质证据,如古气候、构造和从古地理位置等,中晚侏罗世夏里组时期羌塘地块具备较好的成钾条件。     

印度与欧亚大陆碰撞时限的古地磁研究进展与问题

古地磁学在限定印度—欧亚板块碰撞时限的研究中扮演着重要的角色。然而受磁倾角浅化、地球磁场长期变以及重磁化等诸多因素影响,不同时期获得的古地磁数据质量参差不齐,造成其限定的印度—欧亚大陆碰撞时限从65到20多百万年不等。本文针对这一现状,通过对拉萨陆块和特提斯喜马拉雅已有的晚白垩世—古近纪古地磁数据开展严格的可靠性评判,共筛选出10条有效数据（其中拉萨陆块9条、特提斯喜马拉雅1条）,获得以下认识：① 拉萨陆块晚白垩世期间基本稳定在10°~16°N,在始新世晚期—渐新世早期位于21.8+2.5/-2.3°N;② 特提斯喜马拉雅在晚白垩世中期位于约34.2+4.4/-5.0°S,并与印度板块有基本一致的古纬度;③ 对于用来限定碰撞时限的晚白垩世晚期—始新世早期的古地磁结果,经评判分析,认为至少到目前为止,在明确磁倾角浅化及浅化程度、地球磁场长期变是否被平均掉和剩磁的原生性及重磁化程度等问题之前,还缺乏真正有效的古地磁数据。因此,总体来说,现有的古地磁数据在限定拉萨陆块与特提斯喜马拉雅碰撞时限的精确度方面,还有很大的提升空间,亟待针对存在争议的岩石地层单元开展更详细的磁学和非磁学相结合的综合研究进行验证,并在更多地区获得高质量的古地磁数据（尤其是晚白垩世晚期—古近纪）。此外,考虑到两个陆块呈近东西向的巨型狭长条带,其地质时期的展布方向会显著影响东、西部的古纬度,今后的相关古地磁研究应尽量分东、西部不同区域开展。     

Sedimentary Conditions of Evaporites in the Late Jurassic Xiali Formation, Qiangtang Basin: Evidence from Geochemistry Records

The Qiangtang Basin (QB), located in the central Tibetan Plateau, is a Jurassic marine basin and one of the most important prospective salt resource belts in China. In recent decades, many outcrops of gypsiferous?bed have been found in the Jurassic marine strata in the basin. Salt springs with abnormally high sodium (Na+) contents had been identified in the Late Jurassic Xiali Formation (Fm.) in the basin in the last years. However, to date, no potash or halite deposits have been identified in the QB. Gypsum outcrops and salt springs are very important?signs in the investigation of halite and potash deposits. Therefore, the Xiali Fm. is?a potentially valuable layer to evaluate for the possible presence of halite and potash deposits in the basin. However,?few studies?have explored the formation?conditions of evaporites in the unit. Here, we present detailed geochemical records from the Yanshiping section related to the study of the formation?conditions of evaporites in the Xiali Fm. of the QB. Climate proxies based on the obviously increased anion concentrations of SO42? and Cl? and the significant correlation?coefficients of Ca2+-SO42? (R = 0.985) and Na+-Cl? (R = 0.8974) reveal that the upper member of the Xiali Fm. (the upper Xiali Fm.) formed under an arid climate and evolved into the sulfate phase or early chloride phase. Provenance proxies based on the obviously increased K+ and Na+ ion concentrations and the significant correlation?coefficient of Na+-Cl? (R = 0.8974) suggest that the upper Xiali Fm. featured optimal provenance conditions for the possible formation of halite deposits. The regression and the semi-closed tidal?flat environment in the upper Xiali Fm. were favorable for the formation of potash and halite deposits. The low Mg2+ /Ca2+ values (mean value = 1.82) and significant Na+-Cl? correlation?coefficient (R = 0.8974) also suggest that the upper Xiali Fm. is the layer most likely to contain potential halite deposits. In addition, the macroscopic correlations of tectonism, provenance, paleoclimate, saliferous strata and sedimentary?environment between the QB and the adjoining Amu Darya Basin in Central Asia reveal that the two basins shared similar geologic settings that were favorable for the formation of evaporites during the Late Jurassic. Therefore, the upper Xiali Fm. is a valuable layer to explore for halite deposit and may be potentially valuable in the future exploration for potash deposits in the QB.     

青藏高原东北部沉积物磁倾角浅化之成因探究

磁倾角是古纬度的记录者,对许多构造活动有着很好的揭示作用.但在青藏高原,沉积物的磁倾角往往要比火山岩或欧亚极预测的值要小,这很大程度上制约了对该地区构造演化历史的了解.本文应用E/I统计分析法对青藏高原东北部几个典型山间盆地的已有古地磁数据进行分析,发现该地区沉积物中普遍存在的10°～ 20°磁倾角浅化可以通过该法矫正,揭示出该地区的磁倾角浅化可能是由于沉积物在沉积过程中或沉积后的压实作用造成;同时也表明该地区在晚新生代以来南北向缩短量并不是十分显著,至少是在古地磁研究的误差范围以内.     

中国西部壳幔结构与动力学过程及其对资源环境的制约:"羚羊计划"研究进展

为系统、深入地研究中国西部盆(盆地)、山(山脉)、原(高原)的壳幔结构与深部动力学过程,2003年我们提出并领导实施了“羚羊计划”(ANTILOPE-Array Network of Tibetan International Lithospheric Observation and Probe Experiments),在青藏高原先后完成了羚羊-I(ANTILOPE-I)到羚羊-IV(ANTILOPE-IV)4条二维宽频带台阵剖面,而在青藏高原东西构造结则实施了羚羊-V和羚羊-VI两个三维宽频带台阵探测。另外,我们将前期在准噶尔盆地、天山造山带、塔里木盆地、阿尔金造山带和柴达木盆地开展的九条综合地球物理观测剖面也纳入羚羊计划的总体框架中来。 通过“羚羊计划”的实施,我们在中国西部(包括西北部的环青藏高原盆山体系以及西南部的青藏高原)取得了大量的、高质量的、综合的第一手观测数据,获得了中国西部盆、山、原精细的壳幔结构,系统地揭示了中国西部盆山原的深部地球动力学过程。主要结论总结如下:确定了准噶尔盆地基底的结构与属性,优化了盆地的基底构造格架;建立了天山造山带“层间插入削减”新的陆内造山模式,揭示了印欧碰撞在天山岩石圈缩短44%的去向以及由洋-陆俯冲到陆-陆碰撞俯冲的转换机制;揭示了塔里木盆地、阿尔金造山带和柴达木盆地的盆山接触关系;获得了塔里木盆地顺时针旋转的深部几何学、运动学和动力学证据;确定了青藏高原之下印度板块与欧亚板块的碰撞边界;发现目前的青藏高原由南部的印度板块、北部的欧亚板块和夹持于二者之间的巨型破碎区——西藏“板块”构成,首次确定了各自的岩石圈底边界;修正了高原变形的两个端员模型;建立了深部构造对地表地形的制约关系;系统地揭示了印度板块沿喜马拉雅造山带俯冲的水平距离与俯冲角度的变化规律与控制因素。 “羚羊计划”以其巨大的观测网络与综合地球物理探测技术,采用地球物理学、地质学、地球化学等不同学科相结合的分析方法,揭示了印度板块俯冲、西藏巨型破碎区发育、塔里木板块顺时针旋转、西部水汽通道提前关闭、中国西北部干旱、沙漠化提前这一深部结构、动力学过程及其对地表地形、油气资源和环境变化的制约关系,推动了青藏高原地球系统科学理论的发展。     

山东胶莱盆地五莲地区早白垩世红层古地磁研究及其构造意义

胶东半岛中生代以来的旋转变形对限定郯庐断裂的剪切走滑活动具有重要意义,然而目前对胶莱盆地中生代旋转变形与否及其幅度仍存在很大争议。本文选择胶莱盆地南部五莲地区早白垩世莱阳群龙旺庄组红层开展系统古地磁学研究,共采集11个采点82个定向古地磁岩芯样品。岩石磁学实验结果表明,样品的载磁矿物主要为赤铁矿,部分样品同时含有少量磁黄铁矿和磁铁矿;系统热退磁实验共分离出8个采点58个样品的稳定特征剩磁方向,并认为其可能代表岩石沉积时期的原生剩磁方向。8个采点的特征剩磁方向平均值为Ds=169. 5°、Is=33.2°、ks=40.9、α95 =8.8。相对于稳定东亚极,五莲地区发生了显著的（22.8°±8.8°）逆时针旋转变形。结合前人在胶莱盆地白垩纪沉积岩中获得的古地磁结果,指示胶莱盆地晚白垩世以来可能经历了整体的逆时针（10°~20°）旋转变形,而沿五莲断裂带向南西方向的逆时针旋转变形幅度增大,表明受郯庐断裂带左行走滑的影响增强。此外,沿郯庐断裂带不同部位在不同时期发生了不同方式和幅度的旋转变形,其不仅受郯庐断裂带左行剪切活动影响,还与断裂带周缘不同地体的性质及其所处的大地构造背景有关。     

羌塘盆地磁倾角浅化校正及其在构造上的应用——中侏罗纪以来约1 000 km的南北向缩短

古地磁磁倾角是古纬度的记录者,能真实反映块体在地质时期的古纬度,对块体构造活动有着很好的揭示作用。但最近众多的研究表明,沉积物所记录的磁倾角结果,往往存在浅化现象。因此,如何精确确定古地磁磁倾角方向,是研究块体南北向构造活动的关键。本文围绕古地磁研究相对薄弱的青藏高原腹地羌塘块体,针对雁石坪地区侏罗纪沉积地层开展了精细的古地磁研究,确定了雁石坪群沉积岩地层中灰岩和碎屑岩的剩磁方向(碎屑岩雀莫错组D_s=339.0°,I_s=24.4°,α₉₅=18.3°,灰岩布曲组D_s=336.9°,I_s=30.9°,α₉₅=7.8°),通过运用"E/I"统计方法对所获得的古地磁结果进行校正,发现雁石坪地区侏罗纪沉积岩由同沉积期间或沉积后的压实作用所造成的磁倾角浅化约5.7°～8.5°。该结果表明,羌塘块体在中侏罗世雀莫错组和布曲组期间存在约278 km北向漂移。校正后的古地磁结果,与同期的相邻块体塔里木极对比,揭示出磁倾角具有额外10.9°～14.6° 的浅化,可能指示了自中侏罗世以来,羌塘块体相对塔里木块体有约1 000 km的北向漂移和缩短。     

柴达木盆地西部中更新世气候转型期的古水温:来自SG-1钻孔石盐流体包裹体的证据

中更新世气候转型事件(MPT)是全球性冷气候事件,在柴达木盆地也有记录,但关于该事件形成时的古温度数据较少。石盐原生流体包裹体形成于浅水环境,其均一温度可直接反映晶体形成时的卤水温度,是恢复古温度常用的指标之一。本文选择柴达木盆地西部钻孔SG-1中1.22~0.88 Ma期间的石盐晶体进行流体包裹体均一温度测试,共获得390个石盐流体包裹体数据。其均一温度最高为50 ℃,最低为6.8 ℃,90%以上温差值在10 ℃以内,且石盐流体包裹体大小与温度没有明显线性相关关系,这说明SG-1钻孔石盐流体包裹体被捕获后没有受到后期热液的改造。均一温度数据反映了石盐沉积时的古水温特征。石盐晶体主要在暖季析出,原生流体包裹体恢复的古水温可能是暖季节的温度。均一温度的最高值可能受到热液和气候的共同作用。MPT时期,石盐流体包裹体均一温度(中位值T_h,med)接近于现代盆地7月份大气温度的平均值,高于盆地的全年温度及MPT时期的全球气温,与MPT时期地中海的海水表面温度相当,均一温度的平均值(T_h,avg)高于以上温度。SG-1钻孔记录的柴达木盆地MPT事件最冷期出现在约1.165~1.0 Ma。