天山北缘河流阶地形成及构造变形定量分析

新生代以来,北天山山前发育了3排冲断褶皱带。新生代晚期一系列河流普遍穿过这3排冲断褶皱带并发育了三级河流阶地。在最新构造活动的影响下,河流阶地普遍发生变形,遭受抬升。利用光释光及14C年代学方法确定了塔西河三级阶地的形成年龄,并实际测量了三级阶地的高程。结果表明吐谷鲁背斜的构造抬升速率在32．85-28．75 ka问为9．50-12．57 mm／a,12-13 ka间为9．67-14．5 mm／a,全新世则增至10．79-23．44mm／a,天山基底的平均隆升速率达到3．39-3．86mm／a。通过对天山最高一级夷平面、野外实测侏罗纪地层高程及天山发育的煤层的相对隆升速率的研究则表明天山自24 Ma以来平均的隆升速率约为0．085-0．146 mm／a。结合对北天山其他主要河流阶地的观察及研究可以看出自晚更新世一全新世以来,天山北缘的最新构造活动具有不断加快的特征。     

北天山四棵树岩体地球化学特征及地质意义

四棵树岩体侵入于北天山蛇绿混杂岩带巴音沟蛇绿岩,属"钉合岩体"。通过对四棵树岩体进行详细的地球化学分析,该岩体主要组成为闪长岩、花岗闪长岩及二长花岗岩,SiO2含量为63.3%~68.9%,富碱,铁、镁、钙,钛含量较低,贫磷,具有偏铝质I型花岗岩特征。相对富集轻稀土而亏损重稀土,具明显铕负异常(δEu=0.4~0.7),富集大离子亲石元素K,Rb,Ba及Th,亏损高场强元素Nb,Ta,Zr及Hf。四棵树岩体可能来源于由洋壳和岛弧建造组成的年轻地壳,结合区域地质背景,认为该岩体形成的构造背景为后碰撞构造环境。     

准噶尔—北天山盆山过渡带断裂系统发育特征及地质意义

准噶尔—北天山盆山过渡带自古生代以来经历了多期构造运动的叠加改造,断裂系统错综复杂,相互叠加,改造着褶皱构造的形态,控制着油气成藏过程。目前对盆山过渡带断裂体系的展布特征、发育规模和复杂程度缺少系统研究。本文综合运用野外踏勘、地震资料解释,结合断层像素长度、分形维数等定量分析方法,对研究区断裂系统发育特征和差异性进行了系统分析。研究认为：1）盆山过渡带断裂整体呈NWW向展布;以挤压构造样式为主,其次为走滑构造样式,反映研究区整体受控于压扭应力背景;北天山内部断裂构造样式、发育数量及规模多于山前带,反映了北天山内部地质构造和应力场的复杂性。2）盆山过渡带断裂发育具有很好的分形分维特征,山前带断裂分形维数值为1.207,北天山内部断裂分形维数值为1.485,表明北天山内部断裂构造发育和复杂程度明显高于山前带。3）盆山过渡带断裂的发育程度和复杂变形程度整体表现为由南向北、由东向西逐渐减弱,南北方向的差异与地层能干性及构造应力在传递过程中不断损耗,逐渐减弱有关;东西方向的差异与区域走滑断裂的调节和逆冲推覆过程中主应力面并非保持水平而是向东发生倾斜有关。研究成果对了解研究区应力场分布和指导山前带...     

北天山温泉群的地质特征、时代和构造意义

北天山温泉群长期以来被认为是古元古代的变质岩。最新的野外调查和锆石SHRIMP U-Pb 测年结果表明,温泉群可 以划分为三个岩石构造单元：（1）前早新元古代变质火山岩和变质沉积岩,主要包括斜长角闪岩、云母片岩、石英片岩、 黑云母片麻岩、大理岩等;（2）早新元古代混合岩和正片麻岩;（3）早古生代未变质变形的辉长岩和闪长岩。上述三种岩 石组合类型均被后期二云母花岗岩（脉）所侵入。温泉县以南的混合岩和花岗片麻岩中锆石的SHRIMP U-Pb 年龄分别为 926±12 Ma 和907±11 Ma,与天山地区出露的新元古代花岗岩类的时代基本一致。结合前人对花岗片麻岩Nd 同位素组成 的研究,花岗片麻岩应为古老地壳物质部分熔融的产物,而同期的混合岩化作用则是新元古代地壳加厚和部分熔融的直接 地质证据。辉长岩和闪长岩侵入到温泉群花岗片麻岩和斜长角闪岩中,其中闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb 年龄为452±7 Ma, 并含有1.1 Ga 和1.4 Ga 的继承锆石。根据前人的研究成果,本区早古生代辉长岩和闪长岩具有岛弧岩浆岩的地球化学特征, 可能与准噶尔-巴尔喀什洋的俯冲作用有关,这一俯冲增生作用最终导致伊犁北部与哈萨克斯坦陆块在志留纪拼贴造山, 并使温泉群前寒武纪变质岩与侵入岩发生变质变形作用。     

北天山构造演化中3阶段地应力变化及对某地下工程岩爆灾害分布的影响

北天山复杂的地质构造及多期演化使地应力方向和数值多变。在极高地应力区的深埋花岗岩施工中发生了较大范围的岩爆,影响地下工程施工安全。通过对地质构造发育和不同方向结构面配套分析,将北天山构造演化过程中地应力分为3个阶段,最大主应力由NE向、NW向转为近NS向。不同深度和不同时期地层岩体记忆残留了3个不同阶段地应力信息。采用水压致裂等方法在地面钻孔和洞内测试,结果显示最大主应力数值随深度不是线性增加,是在600～1 200 m深度呈接近45 MPa局部峰值。研究发现,地应力测试结果与钻孔饼状岩心和洞内中-强岩爆不是发生在埋深最大位置,而是发生于该峰值段深度上的花岗岩体中。说明了地质构造控制作用及3阶段地应力叠加作用的影响。     

北天山西部温泉岩群变质岩地球化学特征及其地质意义

北天山西部温泉岩群是一套经历多期次变形、变质作用的中深变质岩系.温泉岩群中斜长角闪片麻岩及方解大理岩的尼格里值al满足alk+c＞al＞alk,t＜0,属正常系列岩石;泥质-长英质变质岩的尼格里值al＞alk+c,t＞O,SiO2含量61.79％～74.93％,A12O3含量 13.49％～17.94％,FeO含量1....     

准噶尔盆地渐新世安集海河组类胡萝卜素的发现及古环境意义

作为一类天然色素,类胡萝卜素在自然界中广泛分布。在沉积记录中,类胡萝卜素多以结构稳定的衍生物形式赋存。部分具有芳香基的结构的组分与光合硫细菌的活动有关,因而这些特定生物来源的组分为恢复古水体环境提供了一个重要的依据。通常光合硫细菌多生存在缺氧且富硫的透光层,地质记录中的芳香基类胡萝卜素往往反映了古水体中发育硫化透光带。类胡萝卜素衍生物的组合差异与硫细菌群落的相关性为古水深、微生物优势群落以及营养元素利用与循环等方面的研究提供了线索和证据。因此,类胡萝卜素衍生物在油源对比、生命起源、生物灭绝事件以及大洋缺氧事件等诸多地质过程的研究中起到至关重要的指示作用。本文主要通过探讨准噶尔盆地南缘安集海河组有机质中的类胡萝卜素的结构,分析其成因类型和特定来源,阐释古环境与古气候演化,进而恢复与重建渐新世时期准噶尔盆地南缘古湖泊的水体条件与微生物群落。从结果来看,准噶尔盆地安集海组中发育绿硫细菌来源的绿硫菌烷、异海绵烷等芳香基类胡萝卜素,可以推测这一时期湖泊水体存在硫化透光带现象;同时以叶黄素为来源的叶黄烷指示了蓝细菌是古湖泊中生物群落的重要组成部分。古湖泊发育硫化透光带往往与水体分层有关,而准噶尔盆...     

天山东段“北天山洋”构造涵义及演化模式再认识

准噶尔-吐哈地块与伊犁-中天山地块之间分布着多条时代和类型各不相同的古生代蛇绿混杂岩带,前人一般将这些蛇绿混杂岩统一视为北天山洋盆的纪录,并由此推断该洋盆的时代跨度至少始自寒武纪并一直持续到晚石炭世甚至二叠纪。本文基于近几年在东天山地区地质调查工作的新成果,通过新界定的以康古尔塔格-大草滩蛇绿混杂岩带为代表的北天山洋两侧志留纪—泥盆纪活动大陆边缘物源性质和生物古地理对比,对北天山洋的构造属性和演化过程进行了重新厘定。研究揭示,志留纪—早泥盆世,北天山洋两侧的准噶尔-吐哈地块和伊犁-中天山地块分属于不同的物源体系和生物古地理区系,指示该洋盆具有显著的构造古地理分隔意义。至中泥盆世,北天山洋两侧隶属同一生物大区的珊瑚动物群指示该洋盆已演化至残余洋盆阶段;晚泥盆世晚期—早石炭世,天山地区广泛分布的陆相磨拉石-火山岩建造与下伏岩系之间的区域性角度不整合关系以及南北两侧物源的相互贯通说明东天山段的北天山洋已完全闭合,南北陆块的碰撞缝合应发生在此前的晚泥盆世早期(~370 Ma)。 石炭纪—早二叠世,可能受南部南天山洋北向俯冲及板片后撤作用影响,在前期已经碰撞拼合形成的统一准噶尔- 吐哈-中天山地块之上,沿康古尔-雅山一带重新裂解出具不成熟洋壳的康古尔弧后有限洋盆。该有限洋盆存续至 早二叠世早期(~290 Ma)最终闭合,其与北天山洋盆是两个不同阶段不同性质的洋盆体系。     

新疆南天山泥盆纪钙碱性侵入岩的形成时代、地球化学特征及构造意义

南天山位于中亚造山带南部,塔里木盆地北缘。长期以来,有关其在古生代时期的演化规律、南天山古洋盆的俯冲方式、俯冲作用规模、持续时间及闭合时限等科学问题研究都是地学界的热点。本研究报道了出露于南天山造山带南缘(塔里木克拉通北缘)的咔拉吾勒及欧西达坂古生代钙碱性侵入岩的锆石U-Pb-Hf同位素及地球化学数据,其中咔拉吾勒细粒闪长岩、欧西达坂花岗闪长岩及钾长花岗岩的年龄分别为413.2±5.5Ma、407.3±5.1Ma及409.3±5.2Ma,都形成于早泥盆世。结合前人对研究区欧西达坂石英闪长岩的年代学(418.4±2.2Ma)及地球化学数据,确定了泥盆纪时期南天山南缘发育一套钙碱性的闪长岩-石英闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩的岩石组合,各岩体表现出相近的时空分布及地球化学特征,判断各岩石应为同源岩浆结晶分异的产物。欧西达坂花岗闪长岩的锆石Lu-Hf同位素数据显示出较大范围的176Hf/177Hf比值(0.282185~0.282901)、εHf(t)值(-12.0~12.9)及t DM2模式年龄(573~2149Ma),体现出新老地壳物质混染的特征,指示其母岩浆为混合岩浆。结合各岩石富集大离子亲石元素(LILE)(如:Rb、Ba、Th、Sr),亏损高场强元素(HFSE)(如:Nb、Ta、Zr、Hf)及低Nb/Ta比值等特征,本研究推断该岩石组合为弧岩浆岩系列,其母岩浆可能产生于俯冲消减构造环境下新生玄武质岩浆与老陆壳重熔酸性岩浆的混合,并经历了一定的结晶分异而成岩。进一步的综合分析表明,南天山南缘古生代中期一系列岩浆活动的时代至少从晚奥陶世一直持续到晚石炭世-早二叠世,而南天山古洋盆至少于奥陶纪期间向北(伊犁-中天山地块)发生单向俯冲。晚奥陶世-泥盆纪期间,其东、西两段的俯冲极性或有所不同,西段或为持续的北向俯冲,东部地区为向南北双向俯冲,塔里木北缘在该侧转变为活动大陆边缘。本研究旨在为南天山造山带古生代期间的构造演化提供一定的约束条件。     

北京平谷山前河流阶地发育序列、形成时代及地质意义

河流阶地是研究河流演化、构造运动的良好载体, 虽然北京地区第四纪地质研究程度较高, 但北京东部地区对河流阶地的相关研究资料较少。本文以北京平谷燕山山前发育的泃河、黄松峪石河、将军关石河为研究对象, 通过野外地质调查、光释光测年技术（OSL）详细划分了上述河流阶地的发育序列, 在此基础上讨论了部分河流阶地的形成时代、阶地成因及河流阶地对燕山隆升的响应等地质问题, 认为泃河南岸发育有3级阶地, 北岸发育2级阶地;黄松峪石河最多发育有6级阶地;将军关石河发育有5级阶地。将军关石河至晚形成于中更新世晚期（161. 7±7. 7 ka BP）, 黄松峪石河至晚形成于晚更新世早期（121. 2±5. 4~100. 3±4. 1 ka BP）, 泃河至晚形成于晚更新世中期（79. 4±3. 3~70. 8±3. 4 ka BP）。泃河、黄松峪石河、将军关石河各级阶地的形成受到了古气候变化和燕山隆升的双重影响, 平谷地区燕山在中更新世晚期以来, 一直处于隆升的状态, 晚更新世早期时隆升速率达到最大, 可达0. 24~0. 34 mm/a, 晚更新世中期时隆升速率降低, 0. 18~0. 24 mm/a。以上成果对研究北京东部河流阶地发育特征、形成时代具有重要参考价值, 也为中更新世晚期以来燕山的隆升提供了新的证据。     

北天山上石炭统奇尔古斯套组中发现早二叠世珊瑚化石

新近于北天山艾维尔沟北原划为上石炭统的奇尔古斯套组火山岩系所夹灰岩中,采到了结节脊板杯珊瑚Cy-athocariniatuberculataSoshkina,其时代属于早二叠世,表明该区奇尔古斯套组的一部分应属下二叠统。另外,于头屯河原划为上石炭统的奇尔古斯套组火山-碎屑岩系所含灰岩砾石中,采到伊万诺夫格鲁特珊瑚GrootiaivanoviDubrolyubova,时代属于晚石炭世,与达拉阶(即莫斯科阶)相当,故地层时代应晚于晚石炭世达拉期,根据区域对比推测该地层的一部分也应属于下二叠统。艾维尔沟一带早二叠世珊瑚化石的发现,表明北天山石炭纪强烈的拉张事件可以持续到早二叠世。     

汉江上游I级河流阶的形成及对东亚季风 变化的响应

对郧县—白河段汉江Ⅰ级河流阶地上风成黄土的沉积学、理化性质、地球化学和年代学进行了系统研究。结果表明,汉江Ⅰ河流阶的形成不晚于25 ka BP;黄土具有马兰黄土(L1)→过渡黄土(Lt)→古土壤(S0)→全新世黄土(L0)→表土(TS)的地层序列,与渭河谷地的黄土地层序列完全可比;25~11.5 ka BP,冬季风强盛,气候冷干,从11.5 ka BP开始,冬季风逐渐减弱,气候开始向暖湿方向逐步转化,从8.5 ka BP开始,夏季风达到了末次冰期结束后的鼎盛时期,3.1 ka BP前后,东亚季风格局发生变化,夏季风减弱,重新进入一个相对干冷的时期,而人类活动对地表的影响形成了表土;汉江上游谷地黄土记录的末次冰期后季风逐渐加强、中全新世季风强盛、随后季风衰退和气候变干的夏季风演变模式与渭河谷地黄土的记录高度一致,与邻区石笋和泥炭记录的季风变化趋势也有良好的可比性,但与石笋/泥炭记录的夏季风强盛期的起始时间(9.3~4.2 ka BP)并不完全一致。     

天山北部上石炭统前峡组火山岩地球化学特征及构造意义

上石炭统前峡组火山岩位于早石炭世巴音沟蛇绿岩北侧,为一套以火山碎屑岩为主夹熔岩和陆源碎屑岩建造.岩石及地球化学特征显示,该组火山岩是以安山岩为主的玄武岩+玄武安山岩+安山岩+英安岩组合,里特曼指数介于1.20～3.43,属钙碱性系列.稀土总量(ΣREE)为69.53×10-6～111.32×10-6,(Ce/Y)N=1.12～2.25,(La/Yb)N=1.86～5.39,δEu=0.79～1.21,为轻稀土略富集、Eu亏损不明显的火山岩类型.岩石显著富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th,亏损高场强元素Nb、Ta、Hf、Ti、Y,其中Nb含量绝大多数介于1.89×10-6～2.65×10-6,与大洋地壳Nb含量平均值2.2×10-6接近.锶初始比值为0.70425～0.70428,与岛弧区玄武岩的0.70437接近,这些特征均与俯冲带大陆岛弧火山岩一致.与之伴生的滨浅海-半深海相沉积地层和南部早石炭世巴音沟蛇绿岩的存在,表明前峡组火山岩是巴音沟蛇绿岩所代表的早石炭世洋壳在晚石炭世时期向北俯冲消减的产物.     

新疆吐拉苏盆地京希-伊尔曼德金矿地质和地球化学特征研究

京希-伊尔曼德金矿位于新疆北天山吐拉苏盆地的西北缘,赋存于泥盆纪-早石炭世火山-沉积地层底部的凝灰岩、凝灰质砂岩中,围岩经历了绢云母化、黄铁矿化、多期硅化和角砾化、碳酸盐化和重晶石化,金矿化与硅化围岩紧密伴生。矿体呈透镜状、层状和似层状,产状与围岩基本一致,主要由热液角砾岩型矿石组成,其热液演化期由四个阶段组成:I:硅化及绢云母化——在围岩凝灰岩和凝灰质砂岩中形成大量浸染状石英、绢云母和少量黄铁矿;II:角砾化及硅化——形成含金热液角砾岩a,角砾为早期蚀变围岩,胶结物为烟灰色玉髓状石英、黄铁矿、毒砂和少量金矿物;III:角砾化及硅化——形成含金热液角砾岩b,角砾为热液角砾岩a和蚀变围岩,胶结物为细粒石英、黄铁矿、毒砂和少量金矿物;IV:方解石-重晶石阶段——形成大量粗大的方解石-重晶石脉。京希-伊尔曼德金矿成矿流体本身富集V、Cr、Ni、Cu、Sb,且其中的Mn、Co、Zn、Bi以及大离子亲石元素LILE主要来自火山岩围岩。从成矿早期到晚期,成矿流体轻稀土元素逐渐富集、氧化性增强。水-岩体系氢、氧同位素组成模拟计算表明,京希-伊尔曼德金矿成矿流体主要为与区内火山岩再平衡的岩浆水,其中金浓度为1×10-6～2×10-6,形成该矿需要约1×108～0.5×108t岩浆热液,蚀变围岩和矿石中黄铁矿富集轻稀土元素。角砾化作用及其伴随的氧逸度升高是导致金沉淀的主要机制。     

六盘山东麓泾河上游河流阶地的形成年代及新构造运动意义

六盘山是研究青藏高原东北缘隆升与构造变形的关键部位,其东麓泾河河流阶地是第四纪以来六盘山构造隆升的地貌载体。通过对泾河上游河流阶地的剖面实测,厘定了河流阶地的级序,泾河上游主要发育5级河流阶地T5-T1,不同地段阶地的形态类型不同,柳树沟T5、T4和T3为堆积阶地,T2和T1为基座阶地,高家山均为侵蚀或基座阶地;利用光释光(OSL)、电子自旋共振(ESR)测年并与黄土-古土壤序列进行对比,建立了河流阶地的年代格架,T5-T1年代分别为541 ka B.P.、477 ka B.P.、279 ka B.P.、60 ka B.P.和8 ka B.P。阶地的形态类型、形成年代与气候阶段的对应关系研究表明,泾河上游河流阶地以构造隆升驱动为主,气候变化影响为辅;541~279 ka B.P.期间柳树沟地区为堆积区,堆积速率为0.31 m/ka,而高家山为构造隆升区,河流下切速率为0.37 m/ka,堆积速率与侵蚀速率基本一致,说明T5、T4和T3阶面上较厚的砾石层是六盘山隆升的相关沉积;279 ka B.P.时期由于六盘山快速隆升驱使山前柳树沟地区由堆积区转为侵蚀区,河流侵蚀作用加强造成T2、T1平均下切速率增大为1.13 m/ka,这次地貌转换事件是在青藏高原扩展隆升的背景下六盘山向东挤出隆升的结果。研究结果为青藏高原东北缘以面积和体积扩张的观点提供了新的依据。     

新疆天山北坡山区流域水文特征分析

以天山北坡的乌鲁木齐河、玛纳斯河和奎屯河作为典型流域,以出山口水文站多年序列水文气象实测资料作为分析样本,基于定性和定量相结合的研究方法,利用多种水文统计模型,全面分析典型流域近50年的流域水文综合特征、判断径流年内/年际变化特征及变化趋势,为深入了解天山北坡内陆河径流的多年变化过程和规律提供科学参考。研究结果表明,天山北坡典型流域在近50年水文特征及其变化趋势上具有较大的相似性:径流年内分配不均匀,集中度高;年际变化较稳定、Cv值逐步增大、多年平均径流量的距平变化幅度偏大,特别是1990年后各流域Cv值增大与径流变化增大趋势较明显。     

新疆西天山博罗科努成矿带岩浆岩时空分布、构造演化与成矿响应

博罗科努成矿带位于新疆西天山北缘,近年来找矿成果突出。在充分收集前人研究成果的基础上,初步总结了博罗科努带岩浆岩时空分布特点及其年龄资料,重点分析了与成矿关系密切的晚古生代岩浆作用的性质。博罗科努带地质历史与北天山洋的演化密切相关,前寒武纪统一基底形成,北天山洋打开。寒武纪为被动陆缘环境,北天山持续扩张。奥陶纪北天山洋向伊犁地块之下俯冲,该带进入大陆弧演化阶段。泥盆纪—晚石炭世早期为俯冲高峰期,引发了一系列钙碱性的岩浆活动;早二叠世该带已进入陆相环境,但北天山洋残余洋盆的俯冲持续到中二叠世;晚二叠世全面进入陆内演化阶段,区域构造应力性质由挤压变为伸展。伴随洋-陆构造演化,形成了莱历斯高尔和阿希两大矿集区,分别对应2套成矿系统：与侵入岩浆活动有关的矽卡岩-斑岩-热液脉型铁、铜、钼、金、锑、铅、锌成矿系统和与次火山热液活动有关的浅成低温热液-斑岩型金、铅、锌、铜成矿系统。     

新疆西天山博罗科努成矿带岩浆岩时空分布、 构造演化与成矿响应

博罗科努成矿带位于新疆西天山北缘,近年来找矿成果突出.在充分收集前人研究成果的基础上,初步总结了博罗科努带岩浆岩时空分布特点及其年龄资料,重点分析了与成矿关系密切的晚古生代岩浆作用的性质.博罗科努带地质历史与北天山洋的演化密切相关,前寒武纪统一基底形成,北天山洋打开.寒武纪为被动陆缘环境,北天山持续扩张.奥陶纪北天山洋向伊犁地块之下俯冲,该带进入大陆弧演化阶段.泥盆纪—晚石炭世早期为俯冲高峰期,引发了一系列钙碱性的岩浆活动;早二叠世该带已进入陆相环境,但北天山洋残余洋盆的俯冲持续到中二叠世;晚二叠世全面进入陆内演化阶段,区域构造应力性质由挤压变为伸展.伴随洋-陆构造演化,形成了莱历斯高尔和阿希两大矿集区,分别对应2套成矿系统:与侵入岩浆活动有关的矽卡岩-斑岩-热液脉型铁、铜、钼、金、锑、铅、锌成矿系统和与次火山热液活动有关的浅成低温热液-斑岩型金、铅、锌、铜成矿系统.     

长江第一弯河段阶地特征及年代学研究

通过DEM及野外调查,提取和分析长江第一弯河流阶地的空间位置及分布特征,认为在河流弯曲及宽阔河段阶地的保存范围大于其他河段;根据阶地序列年代学研究提出,长江第一弯河段T₁和T₂堆积阶地分别形成于9~12 ka和15~20 ka,这两级最新阶地分别形成于不同的气候背景。T₂开始堆积于末次冰盛期（LGM）,下切于15 ka前后;而T₁堆积于全新世初期的大暖期,下切于9 ka前后。而且,两级阶地均存在向断裂方向的上翘,河谷摆向断裂上升盘的相反一侧;河流下切速率也向着断裂方向增大。因此,河流阶地的形成应该受到构造因素的控制,而气候作用对河流下切有明显的影响。