甘肃北山泥盆系三个井组的沉积特征及大地构造环境——构造体制转换时期的沉积响应

北山地区泥盆纪是古亚洲洋由板块体制向板内体制转变的关键时期,晚古生代旱山微大陆与塔里木板块发生碰撞造山作用,两个板块拼接在一起,形成统一大陆。沿红柳河—牛圈子—洗肠井一带形成古生代蛇绿岩,在蛇绿岩带南部为平头山推覆构造。作为这次碰撞的沉积响应,在墩墩山一带形成厚度巨大,横向变化极大的三个井组。通过对三个井组岩性特征和沉积建造的分析研究,认为三个井组整体属于磨拉石建造,其沉积盆地性质为周缘前陆盆地;岩性显示快速堆积的特征,物源区主要为北部逆冲推覆带;垂向层序由下向上表现为粗—细—粗的序列,代表了一个完整的前陆盆地沉降 —沉积构造旋回。结合前人的锆石U-Pb测年结果,三个井组的沉积时间应始于晚志留世,而早于晚泥盆世,由此表明北山地区晚古生代的造山作用始于晚志留世,至晚泥盆世,已经完成板块拼接。     

甘肃北山三个井组碎屑岩地质、地球化学特征及其沉积构造背景

为查明甘肃北山地区三个井组沉积岩的物质来源和形成背景,通过对该地层砾岩和粗砂岩进行野外观察和镜下鉴定,分析细砂岩和泥岩的地球化学特征,认为三个井组沉积岩物质成分复杂,分选磨圆中等,具有快速堆积的特征;沉积物质主要来源于火山岛弧和活动大陆边缘遭受剥蚀的造山带,沉积区具有周缘前陆盆地的特征。     

甘肃北山地区泥盆系三个井组碎屑锆石年龄及其地质意义

北山地区构造演化的关键时期是洋-陆转化发生时期,红柳园地区泥盆系三个井组是造山作用形成的前陆盆地磨拉石建造,其沉积过程反映了造山带的隆升过程。通过对三个井组3个样品共计162个数据点LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄的研究认为,三个井组锆石主要为岩浆锆石,也有少量变质锆石,锆石年龄在157~2 610Ma之间,分布范围很宽,但主要集中在350~600Ma这一年龄区间内,共95个数据,占所有统计数据的66%,最小的具有重复性的年龄为(365±7)Ma。结合前人资料,认为三个井组的主要沉积时间在420~365Ma之间,时代为晚志留世-晚泥盆世,其物源主要为北部的造山带及逆冲推覆体;三个井组反映的古生代造山作用应始于晚志留世,延续到晚泥盆世,但板块俯冲效应可能延续到早石炭世。     

内蒙古北山造山带三个井组地球化学特征、同位素年龄及其构造环境

北山造山带中段白云山蛇绿岩带南部出露的三个井组火山-沉积地层,主要由枕状玄武岩与气孔杏仁状玄武岩组成,空间上与凝灰质碎屑岩、薄层粘土质硅质岩及厚层状碳酸盐岩整合接触。获得三个井组玄武岩年龄加权平均值为396.6±3.3 Ma,为早泥盆世。岩石地球化学研究表明,玄武岩主量元素特征显示其主体属于亚碱性系列拉斑玄武岩;稀土元素球粒陨石标准化配分曲线主体呈现轻稀土元素富集的右倾型,稀土元素总量为35.88×10~(-6)～129.41×10~(-6),LREE/HREE值为1.62～3.84,(La/Yb)_N值为1.02～3.42。结合区域上大面积发育的S型、A型花岗岩共同构成双峰式岩浆组合特征,推断三个井组处于造山后伸展的构造环境。结合前人资料及区域对比推断,北山地区北山洋闭合于早泥盆世之前。锆石Lu-Hf同位素研究表明,三个井组玄武岩ε_(Hf)(t)为(+4.67～+8.02),t_(DM1)=692～826 Ma,结合微量元素Dy/Yb值(1.77～2.13),推断三个井组玄武岩是新元古代地幔源区的亏损尖晶石相地幔橄榄岩向石榴子石相地幔橄榄岩过渡的较高程度部分熔融的产物。     

甘肃北山地区中侏罗世含煤岩系沉积和构造特征

甘肃西部北山地区位于阴山-天山东西复杂构造带西段,是中生代以来在东西复杂构造带中发展起来的一个相对坳陷带,由北坳陷和南坳陷及其间的隆起组成,区域地层及构造线均呈近东西向。     

甘肃北山红柳园地区泥盆系三个井组和墩墩山群 LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及其意义

对甘肃北山红柳园地区三个井组下部玄武岩和墩墩山群安山质火山岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定,三个井组火山岩形成于420Ma±15Ma,相当于晚志留世;墩墩山群火山岩形成于367Ma±10Ma,相当于晚泥盆世。测年结果表明,晚志留世北山古生代洋盆已经俯冲消亡,并开始碰撞造山,而晚泥盆世墩墩山群火山岩则是北山早古生代洋盆碰撞造山后裂谷拉伸作用的产物,标志北山及相邻地区晚泥盆世进入到新的构造演化阶段 ——晚古生代板内伸展阶段。     

甘肃北山红柳园地区泥盆系三个井组和墩墩山群LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及其意义

对甘肃北山红柳园地区三个井组下部玄武岩和墩墩山群安山质火山岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定,三个井组火山岩形成于420Ma±15Ma,相当于晚志留世;墩墩山群火山岩形成于367Ma±10Ma,相当于晚泥盆世。测年结果表明,晚志留世北山古生代洋盆已经俯冲消亡,并开始碰撞造山,而晚泥盆世墩墩山群火山岩则是北山早古生代洋盆碰撞造山后裂谷拉伸作用的产物,标志北山及相邻地区晚泥盆世进入到新的构造演化阶段——晚古生代板内伸展阶段。     

甘肃北山北部红石山地区泥盆系雀儿山群火山岩地球化学特征及构造环境分析

位于北山北部红石山地区雀儿山群的火山岩主要为一套中酸性火山岩,以安山岩、英安岩和流纹岩为主,属钙碱-碱性系列。地球化学研究表明:火山岩SiO2含量较高(62.29%~75.74%),MgO含量较低(<2.15%),全碱含量较高(Na2O+K2O为6.24%~9.2%),且K2O/Na2O<1。轻稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)呈现较强富集[(La/Yb)N=2.94~6.36],轻稀土内部出现较强分馏[(La/Sm)N=1.94~3.33],并且具有相当明显的Eu负异常(0.50~0.90);在微量元素方面,大离子亲石元素(LILE)相对高场强元素(HFSE)富集,具有明显的Nb、Ta、P、Ti相对亏损和Ba、Th、Zr、Ce、Sm相对富集。上述特征表明该火山岩形成于洋壳俯冲作用下的岛弧环境,可能与哈萨克斯坦板块和塔里木板块之间的古洋壳俯冲消减有直接的成因联系,在俯冲过程中洋壳含水流体引起上覆地幔物质的部分熔融,并在岩浆上升中经历了一定的分离结晶作用和上地壳物质的同化混染。     

甘肃北山地区花岗岩类地球化学特征及大地构造意义

本文利用常量元素,稀土元素和锶,钕同位素等研究了甘肃北山地区晋宁,加里东和海西期花岗岩类的地球化学特点。由老到新,岩石中ＳｉＯ２呈逐渐增加,Ａｌ２Ｏ３呈逐步递减的趋势。岩石属钙碱性系列,且Ｋ２Ｏ,ＬＩＬＥ和ＬＲＥＥ相对富集,Ｓｒ,Ｐ,Ｔｉ,Ｙ和Ｙｂ含量相对较低。     

甘肃北山地区花岗岩类地球化学特征及大地构造意义

本文利用常量元素、稀土元素和锶、钕同位素等研究了甘肃北山地区晋宁、加里东和海西期花岗岩类的地球化学特点。由老到新,岩石中SiO2呈逐渐增加、Al2O3呈逐步递减的趋势。岩石属钙碱性系列,且K2O、LILE和LREE相对富集,Sr、PTi、Y和Yb含量相对较低。微量元素和同位素地球化学特征显示：晋宁期花岗岩为老地壳部分熔融的产物（S型）,加里东期主要由源自上地幔的岩浆分离结晶而成（I型）,海西期则以较成熟地壳部分熔融而形成的S型花岗岩为主,有些具M（？）型性质。它们的成岩环境表现为同构造碰撞和火山弧型,暗示了华北同塔里木、哈萨克斯坦地块间由汇聚到进一步碰撞、焊接的大地构造演化过程。     

湘西下寒武统牛蹄塘组地球化学特征及其对沉积-构造环境的响应

为深入探讨湘西地区下寒武统牛蹄塘组黑色岩系沉积-构造环境,对三岔剖面黑色岩系进行了详细采样测试,并重点分析了主量、微量及稀土元素地球化学特征。研究结果表明,牛蹄塘组黑色岩系不仅有机碳含量高,而且相比于北美页岩更富集V、Ni、Cr等微量元素。δ~(13)C_(org)及微量元素判别指标V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、δU、Ce/La、Ce_(anom)等特征的变化均反映牛蹄塘组沉积期水体属缺氧还原的浅水环境,且Mo/TOC与U_(EF)-Mo_(EF)协同模式表明沉积区当时为一局限海盆环境。稀土元素(REE)中轻稀土相对重稀土富集,且北美页岩标准化分布模式呈近水平略微左倾状,结合元素比值特征和La/YbCe/Yb、La/Yb-ΣREE图解,牛蹄塘组黑色岩系的母岩以长英质岩石为主,但沉积过程也受到海底热液作用影响。同时,根据δCe、δEu的特征与K_2O/Na_2O-SiO_2图解,认为沉积区在早寒武世为被动大陆边缘构造背景。     

甘肃北山大石山A型花岗岩体的地球化学特征及构造意义

甘肃北山大石山岩体主要由角闪花岗岩和二长花岗岩组成,岩石的化学成分特点为过铝质(Al_2O_3含量为 12.18%～13.37%)、富硅(SiO_2含量为74.22%～78.38%)、偏碱(Na_2O+K_2O 为7.60%～8.50%),FeO~T/MgO 值高,CaO 和 MgO 含量低(分别为0.01%～0.99%和0.05%～1.15%),富含 Y、Nb 等高场强元素(HFSE)以及 F、Sr、 Ba 和 REE(∑REE=102.3×10~(-6)～120.02×10~(-6))低。这些特点与本区的 I 型和 S 型花岗岩有明显差别,是一种典型的 A_2型花岗岩。大石山岩体 Rb-Sr 等时线年龄为273 Ma,表明北山地区在海西晚期即进入造山后拉张裂解环境。     

甘肃北山地区基本构造格局和成矿系列特征

甘肃北山地区并不存在具分割洋-陆板块构造意义的缝合带或蛇绿岩带,主体由东天山和塔里木两大古陆系统构成。两大古陆系统的碰撞拼合带或界线大体位于方山口—黑山—碱泉子一线,以北归属东天山古陆系统,以南归属于塔里木古陆系统。按其内的地层时代、沉积建造、岩浆作用、地壳结构等特征,可将东天山古陆系统从北往南划分为北山岛弧带、北山（白山）晚古生代弧后盆地裂陷（谷）带和北山中央古陆断隆带3个Ⅱ级结构单元,空间上三者构成一个从岛弧—弧后盆地—前陆基底带的洋-陆过渡性的地壳结构。南侧的塔里木古陆系统则经历了初始陆核向成熟陆壳发展演化的地史过程,按不同地段的地壳结构和构造作用特征将其划分为（从北往南）塔里木古陆陆缘早古生代裂陷带、红柳园-大奇山-天仓古生代多旋回裂谷带和塔里木前陆基底带3个Ⅱ级构造单元。在此基础上,根据相关的成矿响应特征综述了不同构造单元的成矿系列。     

甘肃北山地区基本构造格局和成矿系列特征

甘肃北山地区并不存在具分割洋-陆板块构造意义的缝合带或蛇绿岩带,主体由东天山和塔里木两大古陆系统构成。两大古陆系统的碰撞拼合带或界线大体位于方山口—黑山—碱泉子一线,以北归属东天山古陆系统,以南归属于塔里木古陆系统。按其内的地层时代、沉积建造、岩浆作用、地壳结构等特征,可将东天山古陆系统从北往南划分为北山岛弧带、北山(白山)晚古生代弧后盆地裂陷（谷）带和北山中央古陆断隆带3个Ⅱ级结构单元,空间上三者构成一个从岛弧—弧后盆地—前陆基底带的洋-陆过渡性的地壳结构。南侧的塔里木古陆系统则经历了初始陆核向成熟陆壳发展演化的地史过程,按不同地段的地壳结构和构造作用特征将其划分为（从北往南）塔里木古陆陆缘早古生代裂陷带、红柳园-大奇山-天仓古生代多旋回裂谷带和塔里木前陆基底带3个Ⅱ级构造单元。在此基础上,根据相关的成矿响应特征综述了不同构造单元的成矿系列。     

北山造山带大地构造相及构造演化

根据1:25万马鬃山幅区调填图资料,从造山带不同构造单元的火山-沉积建造、岩浆岩序列演化、变质变形特征及时空配位关系研究入手,应用大地构造相划分理论,根据北山多旋回复合造山带的特点,识别出15种大地构造相,并探讨了北山古生代构造格局与构造演化模式.     

甘肃北山南带沙枣园复式岩体年代学、地球化学特征及其构造意义

北山南带沙枣园复式岩体由中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩、中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩4个岩相单元组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩和中粒黑云母二长花岗岩侵位于晚二叠世(252.1±1.9Ma、252.2±2.1Ma和248.8±3.5Ma),为海西晚期的产物;而中粗粒黑云母正长花岗岩侵位于早三叠世(246.4±2.0Ma),为印支早期的产物。该花岗质岩石均具有稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏大,轻稀土富集且分异明显,而重稀土亏损且分异不显著特征。中细粒黑云母花岗闪长岩和细粒黑云母石英闪长岩具有较高的SiO₂、Al₂O₃和Na₂O含量,以及较低的MgO含量,强烈富集Sr而亏损Yb和Y,具轻微的铕异常(δEu=0.75～1.16),表现出典型的埃达克岩特征;中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩总体富硅(SiO₂)、富钾(K₂O)、富碱(K     

北山地区月牙山-洗肠井蛇绿岩的地球化学特征及形成环境

位于北山中带的月牙山-洗肠井蛇绿岩带是北山地区出露最好的蛇绿岩带之一,枕状玄武岩和堆晶辉长岩表现出轻稀土元素亏损-平坦的分配模式,(La/Yb)N=0.47～1.62,类似N-MORB;而相对于N-MORB则又富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,与典型岛弧火山岩相似;即基性岩类同时具有类似岛弧火山岩和洋中脊...