新疆库鲁克塔格地区新元古代南华纪与震旦纪冰期划分与研究

库鲁克塔格地区以发育南华纪和震旦纪冰川沉积驰名中外,从1928年瑞典地质学家诺林发现后,多年来中外地质学者在该地区进行了冰碛专题研究工作,并划分了三个冰期。2003至2006年,通过艾日斯克斯达坂幅、恰克马克铁什幅、金龙沟幅1∶5万区域地质调查,重新确认库鲁克塔格地区南华纪和震旦纪冰川沉积为四个冰期和三个间冰期。     

塔里木北缘库鲁克塔格地区南华纪花岗质火山-侵入杂岩岩石成因及地质意义

位于亚洲中部的塔里木克拉通是中国三大古老克拉通之一,经历了新元古时期罗迪尼亚(Rodinia)大陆聚合和裂解。然而,关于塔里木在该时期的构造演化仍然存在较多争议。本文对塔里木北缘库鲁克塔格地区南华系地层中流纹岩及伴生的正长花岗岩开展岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究,结果表明:正长花岗岩与流纹岩是一套具有"时、空、源"一致的花岗质火山-侵入杂岩组合,锆石U-Pb年龄分别为735±10 Ma和738.9±5.4 Ma,同为新元古代南华纪岩浆作用的产物。它们具有高硅(69.85%~73.87%)、低铁(2.36%~2.96%)、贫镁(0.16%~0.75%)和富碱(Na₂O+K₂O=7.51%~9.05%)的特征,属碱性系列、过铝质岩石。富集K、Rb、Th等大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损Nb、Ta、Ba、Sr、P和Ti等。具A₂型花岗岩的特点,是俯冲挤压向减压伸展构造转换背景下岩浆活动的产物。锆石Hf同位素组成较均一, ε_Hf(t)值大多为-17.4~-10.6之间,其二阶段模式年龄T_DM2为2732~2321 Ma,表明岩浆来源于太古宙-元古宙古老结晶基底。结合前人研究表明,大约在735 Ma塔里木北缘开始进入减压伸展的拉张环境,之后可能发生了Rodinia超大陆的裂解。     

黔东南地区南华纪锰矿地质地球化学特征

通过黔东南地区南华纪锰矿成矿地质背景及沉积矿物特征、微量元素及C、O同位素地球化学特征的研究,认为黔东南地区南华系锰矿成矿物质主要来源地壳深部,主要与火山作用及喷气作用有关,沉积成锰盆地受同生深大断裂带的控制,成锰早期构造与热液活动强烈,矿石矿物有热水成矿的痕迹,矿体下部纹层状锰矿有热水成矿的特征,但根据含锰岩系微量元素比值、C、O同位素地球化学特征,分析认为区内锰矿沉积成矿作用以化学及生物化学为主。     

辽宁南华纪岩相古地理特征

辽宁南华纪地层主要分布于辽东半岛,零星见于辽北铁岭地区.南华纪沉积期由陆源碎屑岩沉积底垫始,至形成稳定的碳酸盐岩台地止,构成了一个完整的海侵-海退旋回.通过对南华纪岩相古地理特征的较深入研究,根据其岩性组合、沉积构造、指相化石等特征划分出6个沉积相,即滨岸相、浅海陆棚相、开阔台地相、局限台地相和河流-冲积扇相.     

新疆东天山雅满苏镇北一带南华纪冰碛岩地质特征及意义

近年东天山开展的1∶25万区域地质调查工作在雅满苏镇北新发现一套冰碛岩,经填图及剖面调查研究,查明该套冰碛岩不整合于一套浅变质碎屑岩之上,与寒武—石炭纪大洋残片混杂产出,冰碛岩中有典型的冰川条痕石、马鞍石、压扭石等。经区域对比,该套冰碛岩组合与库鲁克塔格地区上南华统阿勒通沟组(Nh2a)可对比,下伏的浅变质碎屑岩与下南华统照壁山组(Nh1zh)可对比,初步确定其时代为南华纪。新发现的冰碛岩位于中天山地块北缘,为中天山地块与库鲁克塔格地块同属为塔里木微板块提供了新的证据。     

新疆库鲁克塔格地区新元古代南华纪—震旦纪火山岩地球化学特征研究意义

新疆塔里木板块库鲁克塔格地区南华纪、震旦纪地层发育十分完整,久已中外驰名,受到前寒武纪研究界的瞩目.通过对库鲁克塔格东段西水泉地区、中库鲁克塔格兴地北地区、西库鲁克塔格西山口地区的岩石化学、微量元素、稀土样品数据采集和收集,研究库鲁克塔格群火山岩地球化学特征,讨论新元古代塔里木板块裂解形成发展到平合过程.     

新疆库鲁克塔格兴地塔格群中石榴石的矿物学特征研究

通过电子探针测试和X射线粉晶衍射分析,对新疆库鲁克塔格兴地塔格群中红色石榴石样品的矿物学特征进行了研究。电子探针测试结果显示,不同变质期次形成的石榴石,铁铝榴石端员组分均由核部到边部逐渐增加,锰铝榴石均由核部向边缘逐渐减少,镁铝榴石由核部到边部逐渐增加,钙质系列石榴石总含量很低且变化稳定。研究表明,兴地塔格群石榴石由核部至边缘生长温度整体上升,形成压力基本稳定,石榴石形成环境的变质程度逐渐提高。根据X射线粉晶衍射数据计算出石榴石的晶胞参数较理论值大,是由Ca2+、Mn2+两种大半径离子对Fe2+的置换数目多于小半径Mg2+对Fe2+的置换引起的。     

新疆库鲁克塔格地区兴地Ⅱ号镁铁-超镁铁质岩体的地球化学特征与岩石成因

兴地Ⅱ号镁铁-超镁铁质岩体位于塔里木盆地东北缘的库鲁克塔格地区,形态为不规则的漏斗状岩盆,出露面积约10km²。岩石类型主要有方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、(含长)单辉橄榄岩、橄榄辉石岩、方辉辉石岩、二辉辉石岩、单辉辉石岩、橄榄辉长苏长岩、辉长苏长岩、橄榄辉长岩、辉长岩等,岩石类型属拉斑玄武岩系列。岩体的稀土元素含量低(∑REE=10.73×10^-6~77.44×10^-6),富集轻稀土元素(La/Yb)_N=4.06~7.73和大离子亲石元素(Cs、Rb、Sr、Ba),亏损高场强元素尤其是Nb、Ta、Ti、P等,δEu为0.90~2.46多数岩石显示出正铕异常。岩相学及地球化学特征表明,岩浆运移过程中主要发生了橄榄石、斜方辉石、单斜辉石的分离结晶作用以及斜长石的聚集/堆晶。原生岩浆为富镁拉斑玄武岩,岩浆源区为富集型岩石圈地幔,岩浆上升侵位过程中局部遭受了陆壳的同化混染。兴地Ⅱ号岩体与金川岩体具有很多的相似之处,而且兴地Ⅱ号岩体已见有铜镍矿化。因此,兴地Ⅱ号岩体具有很好的找矿前景。     

新疆且干布拉克超大型蛭石矿床的成因与成矿模式

新疆尉犁县且干布拉克超基性杂岩体位于塔里木北缘隆起带库鲁克塔格前寒武纪地块中西段,兴地塔格断裂带附近。该蛭石矿床是继南非Palabora、美国Libby和俄罗斯Kovdorsk蛭石矿之后的第4个超大型蛭石矿床。根据野外地质观察和室内薄片鉴定结果,结合该区已有的岩石地球化学和矿床学资料,并通过与国外同类型矿床进行详细对比,从含矿杂岩体的岩石组合、矿体发育特征和矿物共生组合等不同层面探讨了该杂岩体的演化过程和矿床成因,并建立了相关成岩成矿模型。结果表明,且干布拉克杂岩体是裂谷背景下,富集岩石圈地幔低程度部分熔融岩浆经岩浆分异和不混熔作用并以橄榄岩-黑云母透辉岩-碳酸岩等岩相依次侵入的产物,蛭石矿床中的金云母是岩浆晚期高温富碱质热液交代超基性岩的产物,云母类矿物在剥蚀到近地表后,在大气降水作用下发生表生风化最终形成蛭石矿床。矿床的形成过程复杂,经历了从地幔交代、超大陆裂解、岩浆分异、热液蚀变到表生风化作用等五大地质过程。这一模式的建立将为进一步寻找和深入研究该类矿床提供理论依据和实践指导。     

塔里木盆地西南部南华纪裂谷体系的发现及意义

通过系统的地震资料解释,首次在塔西南地区发现南华纪裂谷体系。该裂谷平面上呈NW-SE走向的长条状,长约450km,宽约70~110km。剖面上为一箕状盆地,西南边界为一大型正断层,是裂谷沉积的同沉积断层,裂谷沉积向西南逐渐加厚,向东北逐渐减薄,沉积中心靠近裂谷的西南边界,构成一大型半地堑构造。其中,南华系是一套典型的生长地层,是裂谷沉积的主体;震旦系为裂谷晚期-后裂谷期沉积。塔西南南华纪裂谷是罗迪尼亚超大陆裂解过程中形成的,其油气勘探价值非常值得期待。     

新疆兴地Ⅱ号铜镍矿床辉长岩SIMS锆石U-Pb年龄和地质意义

兴地Ⅱ号铜镍矿床为岩浆多期次分异、侵位形成的基性-超基性杂岩体;本文通过对兴地辉长岩进行SIMS锆石U-Pb精确测年,获得²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为737±2 Ma,该数据表明兴地Ⅱ号杂岩体形成于南华纪,并非形成于中元古代。塔里木北缘广泛发育的碳酸岩、基性-超基性岩和双峰式火山岩,为Rodinia 超大陆长期的和持续的裂解产物。     

新疆的南华系及我国南华系的几个地质问题--纪念恩师王曰伦先生诞辰一百周年

新疆的南华系广泛发育在库鲁克塔格、柯坪、西天山及塔里木西南部地区,以库鲁克塔格地区层序最为完整.本文作者对该区晚元古界的冰期划分提出了新的认识,认为该区新元古界共有四次冰川活动(共可划分为4个冰期和3个间冰期).其中南华系有三次冰川活动(三个冰期和两个间冰期)的沉积,自下而上为贝义西冰期(第一冰期)、照壁山间冰期(第一间冰期)、阿勒通沟冰期(第二冰期)、"黄羊沟间冰期(第二间冰期)"和特瑞爱肯冰期(第三冰期);另外属于震旦纪的还有,扎摩克提组、育肯沟组、水泉组(第三间冰期),汉格尔乔克冰期(第四冰期).作者认为我国南华系的时限应大体为680~850 Ma.在我国北方亦有南华纪的地层存在,如辽东的桥头组、长岭子组、营城子组等及山东东部的辅子夼组、马山组等,但迄今尚未发现有可靠的冰成岩的报道.华北地区的罗圈组、正目观组、红铁沟组的冰碛层均属于震旦纪末罗圈冰期的冰川活动,与汉格尔乔克冰期相当,并不相当于华南南华纪晚期的南沱冰期.     

新疆库鲁克塔格成矿带主要矿床类型及成矿系列划分

库鲁克塔格是新疆前寒武纪出露较全的地区,然而该区区域成矿规律研究程度非常低.通过对研究区已有资料进行总结分析,系统阐述研究区矿床类型,并对其成矿系列进行划分.研究区从太古代到早古生代形成了7个主要的岩浆构造演化阶段:古太古代陆核形成阶段(3.3~3.0 Ga)、新太古代-古元古代陆壳增生改造阶段(2.6~2.3 Ga)、古元古代中晚期陆壳改造阶段(2.1~1.8 Ga)、中元古代晚期-新元古代早期造山运动阶段(1.1~0.86 Ga)、新元古代中期后碰撞伸展阶段(830~800 Ma)、新元古代中晚期陆内裂解阶段(770~600 Ma)和早古生代造陆运动阶段.成矿作用主要发生在古元古代、新元古代及早古生代.依据各构造演化阶段、含矿建造特征及矿床成因特征,将库鲁克塔格成矿作用类型总结为以下6个主要成矿系列,即形成于古元古代陆壳增生改造环境下的Fe-P-Cu-Au系列、新元古代俯冲碰撞环境下的Cu-Au系列、新元古代后碰撞环境下的Cu-Mo-Au-Fe-P-REE系列、新元古代裂解环境下的Cu-Ni系列、早古生代沉积盆地中Ag-V-Mo-Au-U-P系列和早古生代俯冲岛弧环境下的Cu-Au系列.      

南华冰期的底界讨论:来自沉积学与同位素年代学证据

目前国内对于我国新元古代南华系划分的分歧很大,主要原因之一在于对板溪群及其相当层位地层的构造属性及其上限年龄的认识存在较大差异,为此,在详细的沉积学调查的基础上,对湘黔桂地区典型丹州群和下江群(与板溪群相当)有关剖面上顶部地层沉凝灰岩开展了锆石年代学研究.沉积学调查表明,板溪期沉积地层与上覆南华冰期沉积地层之间的转换界面清晰,界面上下岩性、结构、构造、沉积相特征迥异,显示板溪群和上覆南华纪冰期沉积期间存在明显的沉积—构造转换过程.而板溪晚期沉凝灰岩的锆石U-Pb同位素年代学研究则表明,板溪群及其相当层位的上限年龄均趋向于720 Ma,这与Sturtian冰期的启动年龄718 Ma接近.因此,基于沉积盆地演化的阶段性、全球性重要古气候演化的区域可对比性以及同位素年代学分析,将南华冰期启动年龄设定为720 Ma是恰当的,将我国南华系底界置于江口冰期沉积层系之底也是合理的,这为我国南华系底界GSSP的选定提供了重要的年代学和沉积学约束.     

新疆库鲁克塔格斜长角闪岩岩石地球化学特征及其地质意义

库鲁克塔格地区位于塔里木盆地东北缘,在片麻岩中出露较多斜长角闪岩类包体,其走向大致与片麻理的方向一致。通过岩石化学、稀土元素地球化学和Ｓｍ－Ｎｄ同位素研究,确定该斜长角闪岩的原岩为基性火山岩,并形成于两种构造环境。北部托格地区斜长角闪岩球粒陨石标准化配分曲线呈近平坦型〔（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ＝０．６６—４．２３,一般在０．９１—１．６９之间;δＥｕ＝０．８２—１．１５,平均值为１．０２〕,与洋脊玄武岩类非常相似;南部阔克苏地区斜长角闪岩的球粒陨石标准化配分曲线显示出ＬＲＥＥ明显富集〔（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ＝２．７１—１０．８４;δＥｕ＝０．８１—１．０７,平均值为０．９５〕,具有类似现代岛弧或弧后盆地火山岩特有的稀土元素组成特征。它们的原岩岩浆来自长期亏损的地幔,基本未受到大陆地壳物质混染。     

伊犁科古琴山地区南华系沉积特征研究

西天山伊犁科古琴山地区出露较完整新元古代南华纪地层,自下而上为库鲁铁列克提组、吐拉苏组和别西巴斯套组,可划为两个冰期和一个间冰期沉积.下冰碛地层库鲁铁列克提组为一套冰碛砾岩、含砾凝灰岩组合.上冰碛地层别西巴斯套组岩性主要为冰碛砾岩、含砾凝灰质岩屑砂岩.两冰碛地层间间冰期沉积吐拉苏组主要为一套粉砂岩、细砂岩和凝灰岩沉积.通过岩相学分析,认为研究区南华系整体处于浅海陆棚环境,伴有冰川作用和火山活动.可划出冰川沉积相、海相和火山喷发相3种沉积相,其中冰川沉积相又可细划为基底冰碛岩亚相、冰前滨海亚相和冰筏海洋亚相.海相主要划为浅海碎屑沉积亚相和浅海碳酸盐岩亚相.     

南华盆地新元古代成冰纪成锰作用及其成矿背景

南华盆地成冰系大塘坡组锰矿是我国最重要的锰矿产地之一,它形成于成冰纪Sturtian冰川事件之后,其成矿背景及形成机理一直是研究的重点。在系统总结Sturtian冰川事件起始与结束时间、南华裂谷盆地结构演化及古气候演变等重大地质事件的最新研究进展的基础上,综合分析了南华盆地大型沉积型锰矿成矿作用过程与这些重大地质事件之间的联系。揭示了南华盆地Sturtian冰期的启动和结束与全球其他地区基本一致,分别发生在~717 Ma和~660 Ma之前。同时,对南华系大塘坡锰矿成矿时代进行了约束,大约形成于~660 Ma之前。在新元古代中期Rodinia超大陆裂解作用的影响下,南华裂谷盆地内部发育一系列由同沉积断层控制的地垒—地堑次级盆地。沿同沉积断层运移的热液流体为大塘坡锰矿的形成提供了大量的成矿物质,并对大塘坡锰矿的发育具有明显的控制作用。化学蚀变指数（CIA）、锂同位素（δ7Li）及锇同位素组成（187Os/188Os）等风化指标显示,南华盆地Sturtian冰期晚期至间冰期大塘坡期早期的气候为寒冷干燥,随后转为温暖湿润并很快变为寒冷干燥。至大塘坡中晚期,气候逐渐由寒冷干燥恢复至温暖湿润,并一直保持至大塘坡晚期。整体来看,Sturtian冰期结束后,南华盆地表层海水逐渐氧化,深部沉积水体出现局部间歇式氧化环境,裂陷阶段热液和陆源输入的Mn2+被氧化为MnO2发生沉淀,并在底部伴随着有机质的埋藏及早期成岩作用而最终形成菱锰矿。     

南华盆地新元古代成冰纪成锰作用及其成矿背景

南华盆地成冰系大塘坡组锰矿是我国最重要的锰矿产出层位之一,它形成于成冰纪Sturtian冰川事件之后,其成矿背景及形成机理一直是研究的重点。在系统总结Sturtian冰川事件起始与结束时间、南华裂谷盆地结构演化及古气候演变等重大地质事件的最新研究进展的基础上,综合分析了南华盆地大型沉积型锰矿成矿作用过程与这些重大地质事件之间的联系。揭示了南华盆地Sturtian冰期的启动和结束与全球其他地区基本一致,分别发生在～717 Ma和～660 Ma之前。同时,对南华系大塘坡锰矿成矿时代进行了约束,大约形成于～660 Ma之前。在新元古代中期Rodinia超大陆裂解作用的影响下,南华裂谷盆地内部发育一系列由同沉积断层控制的地垒—地堑次级盆地。沿同沉积断层运移的热液流体为大塘坡锰矿的形成提供了大量的成矿物质,并控制着大塘坡锰矿的发育分布。化学蚀变指数(CIA)、锂同位素(δ~7Li)及锇同位素组成[n(~(187)Os)/n(~(188)Os)]等风化指标显示,南华盆地Sturtian冰期晚期至间冰期大塘坡期早期的气候为寒冷干燥,随后转为温暖湿润并很快变为寒冷干燥。至大塘坡中晚期,气候逐渐由寒冷干燥恢复至温暖湿润,并一直保持至大塘坡晚期。整体来看,Sturtian冰期结束后,南华盆地表层海水逐渐氧化,深部沉积水体出现局部间歇式氧化环境,裂陷阶段热液和陆源输入的Mn~(2+)被氧化为MnO_2发生沉淀,并在底部伴随着有机质的埋藏及早期成岩作用而最终形成菱锰矿。     

古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿系统与成矿模式——以黔湘渝毗邻区南华纪“大塘坡式”锰矿为例

黔湘渝毗邻区"大塘坡式"锰矿床形成于南华纪裂谷盆地中,矿床主要分布于裂谷盆地中的次级断陷沉积盆地中心,受古断裂控制。矿物成分主要是菱锰矿和钙菱锰矿,具有低δ13C值(-7‰～-10‰)、高δ34S值(+40‰～+63‰)的特征。含锰岩系中,碳质页岩的Mn/Cr比值在40左右。结合菱锰矿体及相邻岩层中普遍发育由古天然气泄漏沉积形成的气泡状构造、底辟构造、渗漏管构造、帐篷构造、泥火山构造及相关的软沉积变形纹理等特征,提出该地区南华纪"大塘坡式"锰矿床是古天然气渗漏沉积成矿成因,并建立了古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿系统与成矿模式。