造山带沉积盆地构造原型恢复

沉积盆地是造山带中最为重要的构造单元之一,其中分布有丰富的矿产资源.这些盆地的构造原型恢复可为造山带的构造演化、板块构造重建和区域找矿提供重要依据.盆地充填物的组成(包括矿床)、时代、物源区及充填序列是进行造山带古沉积盆地构造原型恢复的基础.通过沉积相、砂岩/砾岩碎屑组成、碎屑时代、构造环境、碎屑重矿物、细碎屑岩的地球化学组成、古水流、生物组合等方面对盆地充填物形成的沉积环境、沉积物源区、形成时代和盆地基底属性进行综合研究,借助对现代沉积盆地的研究结果和沉积盆地的构造分类原则,恢复造山带内古沉积盆地的构造原型.     

草海盆地填积相沉积特征

暂时性片流沿着一定坡面或溪沟,将近源的碎屑物质搬运到岩溶洼地所形成的堆积物,我们称为填积相沉积。过去,许多著作对冲积环境中的河流沉积,冲积扇沉积作过精辟地论述,而岩溶地区的这类山间片状流水所形成的沉积物,还很少研究或报道。近年我队新生代地质小组在开展草海盆地演化的研究工作中,发现了这一类型沉积物,它具有自身的一系列特征,了解这些特征,将为研究喀斯特地区的古地理、古环境,以及古砂矿的探寻,是很有必要的。本文拟以草海盆地晚上新世五里岗组为例,着重论述填积相的分布特点、沉积特征和形成条件。谬误之处,敬请指正。     

颍河下游洪泛沉积物磁组构特征与古水流研究

通过对颍河下游6个采样点的磁组构研究,初步推断了该地区洪泛沉积物的古环境及其意义。洪泛沉积物的形成受控于沉积作用且与颍河的沉积动力有关,而磁组构特征通常记录了沉积物沉积动力的古环境、古气候信息,洪泛沉积物磁组构的椭球体三大主轴方向及相关参数与沉积物磁性颗粒的空间排列分布方式相关。对颍河下游2个洪泛沉积物样品的光释光测年结果得出沉积年龄为3500年左右,与华北平原最近的一次古洪水年龄较为一致。在得到该套洪泛沉积物的沉积年龄基础上,进一步对颍河下游6个磁组构采样点的研究发现沉积时期的水动力方向,并与现代颍河水流方向进行对比。结果表明,洪泛沉积时期的水动力方向与现代河流方向存在一定范围的角度偏转,但总体差别不大,角度偏差不超过37°,并通过测得的角度偏差对比模拟了古沉积时期的古水流路径。     

川东北地区侏罗系沉积特征及其物源构造属性

盆地沉积物源分析是认识盆山演化的重要途径.采用地层层序及沉积格局、古流向测量及砂岩碎屑颗粒组成特征分析等综合方法研究了川东北地区侏罗系的沉积特征,编制了沉积厚度等值线图,统计了古流向及砂岩碎屑颗粒组成特征,分析了物源区构造环境.     

风暴沉积,风暴岩的研究现状

本文是在阅读大量国内外最新有关古代和现代风暴沉积及风暴作用(包括现代台风作用)的论文(资料)和著作的基础上,运用现代沉积学理论及现代气象学与气候学理论,就以下几个方面作了总结和分析评述:1.有关概念:2.现代风暴沉积研究:3.古代风暴沉积研究:动力地层学分级研究法;地质时期风暴岩的分布和风暴作用范围:风暴作用的深度范围:有关HCS(丘状层理)的几个问题;古风暴沉积中风暴强度的研究方法:4.风暴岩研究的古地理意义:极源性研究;古水流方向的确定;盆地边缘轮廓的确定和古纬度的研究.     

鄂尔多斯盆地志丹群沉积时期的古沙漠盆地体系

笔者基于一个完整的沙漠盆地内，各种地理景观、沉积环境与沉积作用、沉积类型间有机的密切联系，提出并使用沙漠盆地体系和沙漠盆地沉积体系的概念，结合将今论古的原理，在大量实际资料的分析、研究基础上，首次确定了在志丹群洛河组和罗汉洞组上段的沉积期间，有两期不同的古沙漠盆地体系和古沙漠盆地沉积体系的存在。根据各种沉积类型和剖面结构的古环境和古地理意义，对它们的次级环境和沉积体系进行了划分和讨论，重塑了这两期古沙漠盆地体系的古地理环境．依据保存的条件和地表的出露，笔者识别与恢复出洛河期古沙漠盆地体系从现盆地南部向北依次是砾模环境、丘外过渡环境和沙丘环境，而岩漠环境一般是不易被保存的，罗汉洞晚期的古沙漠盆地体系仅保存有沙丘环境和位于其南、北两侧的丘外过渡环境，而岩漠环境和现盆地市部的砾漠环境未被保存，现盆地北部的砾漠环境可能是未出露。对各种环境中的沉积类型和特征、剖面结构等均作了详尽地叙述和讨论。最后，并指出古沙漠相或古风成相的研究在沉积学的理论上和国民经济实践中的重要意义。     

JYZ11A钻孔记录的居延泽演化历史

我国内陆干旱区在末次冰期(含深海氧同位素第3阶段)是否存在古大湖近年来持续存在争论.居延泽是黑河的尾闾湖之一,位于我国典型干旱区,是开展这项研究的理想区域.依据居延泽盆地最低处的JYZ11A钻孔(全孔长61.13m,本文侧重上部27m岩芯),使用石英光释光测年获得3个可靠释光年龄并据此建立年代框架.全孔10cm间距测量沉积物粒度,钻孔上部16.7m以2cm间距测量低频磁化率,本文侧重分析JYZ11A钻孔上部10m的指标记录.综合岩性地层、沉积物粒度分布特征和粒度、磁化率指标记录,并与前人已有研究进行对比,本研究发现末次冰期时居延泽盆地主要堆积棕色冲洪积物和风沙沉积物,早全新世为风沙沉积,中全新世出现浅灰色湖相沉积与风沙交替沉积,而稳定湖泊只在约3ka时才逐渐形成,可能存在多次湖面波动并留下古湖岸堤.因此,居延泽盆地在末次冰期包括深海氧同位素第3阶段晚期并不存在稳定大湖.居延泽早全新世干涸、中晚全新世湖泊较稳定发育的全新世成湖模式与季风区湖泊演化模式明显不同,而与许多中亚干旱区的湖泊、风成沉积等古环境记录相似,它们可能共同指示了一种有别于中国季风区的全新世区域湿度演化模式.     

动态古地貌再造: Badlands软件在盆地分析中的应用*

近几年来的研究发现,当存在较强的构造活动时,古地理特征变化将会加快,而常规方法很难对这一构造活动过程中的古地理和古地貌进行有效的恢复和研究。Basin and Landscape Dynamics(Badlands)软件正是基于前人的研究工作而开发的一款数值模拟软件,用于模拟各种空间和时间尺度的地貌演化。它可用于研究地表演化过程、预测侵蚀和沉积速率并评估沉积物通量,从而实现对古地理和古地貌进行更为精细化的研究。笔者介绍了Badlands软件的基本原理和方法,并将此方法应用于东海陆架盆地南部中生代地貌及地质演化过程的研究: 首先利用研究区域内现有的地震剖面、测井、平衡剖面等资料获得中生代早期的古地形;再通过恢复的古地形构建数值模型,并加载降雨量、岩石侵蚀性、海平面变化、动力地形调整和地壳弹性层厚度等相关参数进行模拟研究,以分析强烈的构造运动对盆地地貌演化的影响;最后对比模拟结果与已知的中生代的地貌特征和沉积分布,并据此进一步分析中生代盆地演化过程中的沉积物分布规律以及三维古地理和古地貌演化特征。该方法可以为沉积盆地充填过程分析和能源矿产勘探提供有益的思路。     

动态古地貌再造:Badlands软件在盆地分析中的应用

近几年来的研究发现,当存在较强的构造活动时,古地理特征变化将会加快,而常规方法很难对这一构造活动过程中的古地理和古地貌进行有效的恢复和研究。Basin and Landscape Dynamics (Badlands)软件正是基于前人的研究工作而开发的一款数值模拟软件,用于模拟各种空间和时间尺度的地貌演化。它可用于研究地表演化过程、预测侵蚀和沉积速率并评估沉积物通量,从而实现对古地理和古地貌进行更为精细化的研究。笔者介绍了Badlands软件的基本原理和方法,并将此方法应用于东海陆架盆地南部中生代地貌及地质演化过程的研究:首先利用研究区域内现有的地震剖面、测井、平衡剖面等资料获得中生代早期的古地形;再通过恢复的古地形构建数值模型,并加载降雨量、岩石侵蚀性、海平面变化、动力地形调整和地壳弹性层厚度等相关参数进行模拟研究,以分析强烈的构造运动对盆地地貌演化的影响;最后对比模拟结果与已知的中生代的地貌特征和沉积分布,并据此进一步分析中生代盆地演化过程中的沉积物分布规律以及三维古地理和古地貌演化特征。该方法可以为沉积盆地充填过程分析和能源矿产勘探提供有益的思路。     

亚洲特提斯域岩相古地理与油气聚集地质特征

亚洲特提斯域油气在地理上主要分布于西亚段南带,其次为西亚段北带、东南亚段中带,再次为中亚段。对古、中、新特提斯域的岩相古地理特征作了分析研究,并编制了相关的岩相古地理图。认为油气分布在盆地类型上主要与前陆盆地、克拉通边缘盆地相关,盆地形态主要与台地、环形坳陷、线形坳陷等沉积—构造环境相关,其成烃物质的沉积-构造环境多位于古赤道与45°古纬度之间。提出盆地保存是盆地油气评价的先决条件。指出了亚洲特提斯域南带、中带和北带的油气勘探新领域。     

青藏高原风火山盆地地层含矿性及矿床成因研究

通过对盆地形成过程的研究,认为风火山盆地经历了基底、古地貌盆地、沉积盆地及构造盆地4个阶段,在晚白垩世沉积形成.地层含矿性特征表明,晚白垩世风火山群砂岩夹灰岩组和砂岩组地层是含矿地层,其中砂岩夹灰岩组是主要含矿地层,与铜矿成矿关系密切.矿床成因分析认为,盆地附近的隆起区作为蚀源区,其晚三叠世地层及其他浅成侵入岩等,为沉积盆地提供了沉积物,也为盆地地层沉积提供了铜质来源.在砂岩夹灰岩组和砂岩组地层中,还原、碱性环境下沉积形成的灰绿色碎屑岩形成了矿源层,经过后期的活化、迁移、富集,形成了沉积一改造型层控铜矿床.     

沉积盆地的构造地层分析——以中国构造活动盆地研究为例

结合盆地形成演化过程中各种构造作用与盆地沉积充填和改造过程的成因分析,是揭示内陆构造活动盆地沉积体系域时空配置和生储盖发育分布的重要基础。各级构造不整合面的发育分布决定着盆地规模等时地层格架的基本样式。盆地构造演化的阶段性、旋回性及多期的构造变革对盆内多旋回的沉积-剥蚀过程的叠加和原型盆地的叠合等可产生深刻的影响。阐明不同构造幕同沉积构造活动和古构造格架与沉积物分散过程和构造古地貌变化的成因关系,是建立盆地沉积充填模式的关键。构造坡折带对特定的沉积相带或体系域的发育具有明显的制约作用,往往构成盆内重要的油气成藏区带。中国西部大型叠合盆地内古隆起的形成演化和隆、坳格局的变迁可导致复杂的层序结构和不整合分布样式,对地层或构造地层圈闭的形成分布具有重要的控制作用。     

陆相断陷盆地的构造层序地层分析

陆相盆地层序地层构型是构造运动、古气候、古湖平面变化与沉积物补给等动力学要素对沉积基准面控制的综合效应。其中,构造运动对盆地层序界面形成与层序内部充填起至关重要的作用。因此,陆相盆地层序地层研究须以构造层序地层为主线,即通过构造对层序形成与演化的控制分析解释层序地层构型,预测其内部充填特征。经研究,断陷盆地构造运动对层序地层的控制主要表现在:(1)断裂活动通过控制基底升降运动直接制约着盆地沉积物堆积的可容纳空间的变化及至层序地层构型;(2)构造转换带或调节带控制盆地主体物源补给方向和沉积体系分布;(3)断裂活动及其塑造的古地貌控制着沉积体系与砂体分布特征。     

昌宁-孟连结合带弄巴地区泥盆系、石炭系的时代及沉积环境:放射虫、碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素约束

造山带中远洋深水沉积物是恢复古大洋的重要依据之一,昌宁-孟连古特提斯结合带存在大量海相沉积物,但是否存在大洋盆地相的远洋沉积还不清楚.对弄巴地区被认为最可能是洋盆相沉积的石炭系岩片和海相泥盆系岩片进行了岩石学、放射虫时代、碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究.石炭系岩片放射虫硅质岩中鉴定出放射虫6属8种,时代为早石炭世早-中期.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,泥盆系岩片岩屑石英杂砂岩碎屑锆石年龄范围为387~3 266 Ma,最年轻一组年龄为387~413 Ma;石炭系岩片中与放射虫硅质岩共生的基性凝灰岩碎屑锆石年龄为341~3 403 Ma,最年轻一组年龄为341~354 Ma.综合锆石年龄和化石资料,限定泥盆系岩片原始沉积时代为早-中泥盆世,石炭系岩片时代为早石炭世早-中期.碎屑锆石U-Pb年龄谱特征和Hf同位素组成指示泥盆系岩片和石炭系岩片具有相似的物质源区,主要来源于亲冈瓦纳的陆壳,少量来自于古生代特提斯域新生岛弧.早-中泥盆世地层岩片原始沉积于亲冈瓦纳的大陆斜坡环境;早石炭世地层岩片原始沉积于亲冈瓦纳的大陆斜坡至古特提斯洋盆边缘环境,不是远洋深水的大洋盆地环境.寻找以远洋深水沉积物为代表的大洋盆地相沉积并开展研究是当前昌宁-孟连古特提斯研究的重要方向之一.      

鄂尔多斯盆地纸坊组微量元素地球化学特征及沉积环境指示意义

沉积岩中的微量元素对沉积环境的水介质变化有着较高的敏感度,是研究沉积物沉积时的古气候、古环境的有效手段。鄂尔多斯盆地纸坊组是三叠系具有油气显示的新层系,其古气候及古水体环境对于恢复该时期盆地沉积格局、重建古地理及成藏研究具有重要意义。采用ICP-MS对鄂尔多斯盆地纸坊组剖面及岩芯21件泥岩及粉砂岩样品进行了微量元素测试,选择对沉积环境介质较为敏感的锶（Sr）、钡（Ba）、钍（Th）、铀（U）、钒（V）、镍（Ni）、钴（Co）等元素作为判别指标,并结合沉积学标志及孢粉分析,对鄂尔多斯盆地纸坊组沉积环境及古气候特征进行研究。结果表明:通过Li、Sr、Ni、Ga含量及Sr/Ba值判别研究区为淡水-微咸水沉积环境;U/Th值分布在0.09~0.38,δU值分布在0.43~1.07,V/（V+Ni）值分布在0.69~0.89,V/Cr值分布在0.87~5.57、Ni/Co值分布在1.21~2.93,指示水体分层不强的氧化-弱还原过渡环境;纸坊组水体深度平均深度小于30 m,大型"汇水"湖泊尚未形成;Sr/Cu比值在0.85~16.7之间,大部分小于10,仅个别值大于10,表明纸坊组古气候已由和尚沟组干热气候趋于温暖气候。     

柴达木盆地西部中生界原型盆地及其演化

柴达木中生界盆地形成时间及其盆地原型研究存在很大争议,主要原因在于对盆地内有无三叠系陆相沉积及其与上覆下侏罗统地层接触关系和中生界原型盆地形成的构造背景等问题认识不清.区域地质调查在盆地西部月牙山北发现中、上三叠统陆相地层与上覆下侏罗统地层整合接触,在此基础上,结合地表露头、古流分析及地震解释资料研究认为:柴达木中生界盆地起始于中三叠世.中生代在古阿拉巴斯套山与古昆仑山间发育一个大的近东西向展布的活动型山间盆地,盆地经历了中-晚三叠世、早-中侏罗世和晚侏罗世-白垩纪三个演化阶段,分别对应发育了中-晚三叠世坳陷型盆地、早-中侏罗世断陷型盆地和晚侏罗世-白垩纪坳陷型盆地三种原型盆地类型.中-晚三叠世盆地分布比较局限,沉积以氧化环境下的红色碎屑岩建造为主,不具生烃能力;早-中侏罗世盆地范围扩大,沉积物以暗色含煤建造为主,主要分布于现今的阿尔金山地区及其山前地带,沉积中心在阿尔金山地区.晚侏罗世-白垩纪阿尔金山快速隆升,成为主要物源区,开始分割塔里木和柴达木盆地沉积,沉积物为红色磨拉石建造.该研究对于准确评价柴达木盆地生烃潜力及合理进行勘探部署具有重要意义.     

塔里木盆地早白垩世沉积相特征与古地理

根据大量的钻井和露头资料,对塔里木盆地早白垩世沉积相特征和古地理进行了研究。塔里木盆地下白垩统主要发育冲积扇-扇三角洲、辫状河三角洲、氧化宽浅湖泊等3种沉积体系,包括陆相冲（洪）积扇、扇三角洲、辫状河三角洲、滨浅湖等沉积相,分布于下白垩统不同层位。塔里木盆地早白垩世主要包括塔东北和塔西南两大沉积区,总体为干旱氧化的内陆拗陷分割盆地。在塔东北沉积大区,早白垩世早期卡普沙良群沉积物受周缘4大物源区控制,为多物源的氧化宽浅湖盆环境,古地势呈“南高北低、东高西低”,盆地边缘以冲（洪）积扇、扇三角洲、辫状河三角洲相为主,盆地内部为滨浅湖亚相。早白垩世晚期巴什基奇克组沉积时期,塔里木盆地周缘进入一个新的构造活动期,古气候更加炎热干旱,氧化宽浅湖盆消失。在塔东北沉积大区,盆地受周缘4个主要物源区影响,以广泛分布的冲积扇-辫状河三角洲沉积体系占主体,盆地内部普遍为辫状河三角洲前缘-滨浅湖亚相沉积。在塔西南沉积大区,早白垩世克孜勒苏群沉积时期古地势呈“东高西低”,受北部喀什北山前和西南部古昆仑山2个物源区的控制,沉积物沿古昆仑山前呈狭长的条带状分布,沉积厚度自西向东减薄,主要是一套冲积扇-扇三角洲相和滨浅湖亚相沉积。     

深时源-汇系统古地理重建方法评述

源-汇系统根据侵蚀、搬运及沉积作用的显著程度可划分为物源区、过渡区和沉积区,根据研究的时间尺度可划分为现代系统、第四纪系统和深时系统。洋陆边缘源-汇系统根据地貌单元的空间配置可划分为"陡—短—深"、"宽—深"及"宽—浅"3种空间分布类型,这3种类型在沉积体积分布及沉积记录保存潜力上存在差异。完整的源-汇系统古地理重建包括沉积区古地理重建和物源区古地理重建。深时尺度下沉积区古地理重建方法随着岩相古地理、构造古地理、生物古地理及层序地层学的发展已趋完善,而物源区古地理重建则更具挑战性,尤其是在物源区遭受侵蚀而不复存在的情况下更具难度。在源-汇分析方法体系中,物源区古流域水系形态、面积范围、地貌地势等古地理要素可通过构造要素分析、碎屑矿物分析、沉积体积回填、地貌学参数比例关系、古水力学参数比例关系和河流沉积通量模型等方法获得。总之,深时源-汇系统古地理重建能够通过盆地沉积记录揭示出物源区古地理演化特征,为沉积盆地充填过程提供沉积供给的信息,对能源矿产勘探和深时古环境研究具有重要意义。     

弧陆碰撞背景下沉积物轴向与横向搬运转换*

板块俯冲碰撞拼合带是盆山相互作用最为强烈的地区,发育有弧前、弧间及弧后多种类型的盆地,沉积物的剥蚀搬运作用极为活跃。证据显示,沉积物搬运充填过程在构造—古地理控制型盆地中具有一定的演变规律,伴随盆地演化,沉积物轴向搬运与横向搬运呈此消彼长的互动关系。南海南北两侧均发育了大型板块俯冲拼合带及相关的沉积盆地,在盆地发育早期沉积物沿盆地长轴方向分别形成昆莺琼古河和巽他古河,以轴向搬运的方式分别把越南中部及马来半岛沉积物由西向东输送到南海,形成大型三角洲及前三角洲深水扇沉积,河流发育位置均在板块拼合转折地段。在盆地发育的成熟阶段,沉积物以横向搬运的方式进入盆地,与轴向搬运沉积物形成混合堆积。轴向搬运是洋陆碰撞拼合盆地中一种重要的沉积物搬运途径,主要受盆地形成时的构造古地理控制。     

用于沉积盆地分析的古环境图

盆地分析是著名的沉积学家P.E.波特(Potter)与F.J.裴蒂庄(Pettijohn)等在前人研究基础上将沉积盆地研究的原理和方法系统化而发展起来的一门沉积学分支学科[6]。这一学科的近代发展趋势则不局限于对盆地内沉积充填的研究,而是与构造研究愈来愈紧密地结合。其基本思想是将沉积盆地作为一个整体,全面分析盆地的地层格架和构造格架、沉积环境以及煤和石油等沉积矿产的分布规律[3][4]。在研究中注意各项地质特征的演化,并通过分析和类比建立各种类型盆地的沉积模式,为矿产资源预测和评价提供依据。盆地分析如同地质学的大多数领域一样,首先是以充分的野外地质观察为基础,并在进一步综合分析的基础上用一整套图件综合反映研究成果,如地层厚度图、岩相图、沉积断面图、沉积物分散类型和古流向图等。