燕辽裂陷槽中元古代古地震与古地理

位于中朝板块北部的燕辽裂陷槽是中元古代板内裂解的产物。中元古代的伸展裂解构造诱发强地震。中元古代长城系（1800-1400 Ma）的串岭沟组、高于庄组及蓟县系的雾迷山组（1200 Ma）中保留有丰富的地震灾变事件记录：各种软沉积物液化变形,如液化砂岩脉; 碳酸盐岩中的泥亮晶脉、灰岩墙、液化角砾岩、水塑性变形、各种卷曲构造、环形层、层内粒序断层以及碳酸盐岩成岩初期的脆性变形。这些地震成因的变形构造与同沉积断裂相伴生。依据地震记录,中朝板块北部地区中元古代经历两次板内裂解,即1800-1400 Ma之间与1200 Ma,200 Ma的裂解导致燕辽裂陷槽的最终形成。燕辽裂陷槽中元古代的古地理格局与两次板内裂解相联系,古海盆的范围、盆地的边界、岩相带均受同时期断裂-地震控制。燕辽裂陷槽的古地理环境是一个深部物质活跃、断裂火山活动剧烈和地震频繁的构造带。     

华北克拉通北缘燕辽裂陷槽中-新元古代地层年代学研究进展

作为国内中-新元古界的标准剖面,燕辽裂陷槽蓟县剖面的地层年代学研究历史悠久,一直是备受关注的基础地质问题.蓟县剖面第一个准确可靠的同位素年龄来自于陆松年和李惠民(1991)获得的大红峪组火山岩锆石U-Pb年龄(1625±6 Ma,TIMS),之后很长一段时间,地层年代研究并未获得真正意义上的突破.直到2007年,随着可作为关键测年对象的碎屑岩-碳酸盐岩地层中凝灰岩(斑脱岩)夹层被逐渐识别出来,才开始迎来燕辽裂陷槽中-新元古代地层年代及相关古生物、古环境、古地理研究的新热潮,主要进展包括:(1)常州沟组作为长城群的第一个组,其底界年龄~1650 Ma,比以往认识的1800 Ma要年轻150 Ma;(2)精确标定蓟县群(自下而上包括高于庄组、杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组)的时限1600~1400 Ma,与国际地层表的盖层系相对应;(3)下马岭组时限为1400~1320 Ma,而不是原来划归的新元古代青白口纪早期(1000~900 Ma).与此同时,仍存在几个亟待解决的重要问题:(1)中元古代早期"长城系"(1800~1600 Ma)年代地层序列的厘定及其标准剖面的建立,包括"长城系""、长城群"术语的取舍问题,因为存在年代地层术语"长城系"和岩石地层术语"长城群"重名的问题;(2)中元古代中晚期(1400~1000 Ma)"待建系"地层的确定,其纪级年代地层单位的建立和标准剖面的建立;(3)青白口系地层的厘定和标准剖面的建立,迄今为止华北克拉通仍未获得可靠的同位素年龄约束青白口纪(1000~800 Ma)地层.     

华北燕山裂陷槽中元古代的深水沉积

对燕山沉降带中元古代的沉积相，有关学者大多定位于以滨海－浅海相为主体。根据在冀北地区的研究，于中元古代团山子组、高于庄组、杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组中发现大量深水沉积，主要有硅质页岩、含锰页岩、深水浊积岩及各种碳酸盐岩溶解相的系列沉积等。这对于深入研究燕山裂陷槽发展演化具有重要意义。     

新太古代花岗片麻岩中麻粒岩包体磷灰石U-Pb定年对燕辽裂陷槽中元古代长城群底界年龄的制约

近年来,燕辽裂陷槽中-新元古界年代学研究进展突出,最重要的进展之一是长城群底界年龄的确定,目前基本可以比较准确地将其定为1650 Ma.本文报道了支持此认识的新证据——下伏于长城群常州沟组之下的新太古代片麻岩中的麻粒岩包体的磷灰石U-Pb年龄.通过高精度ID-TIMS定年方法,对天津蓟县下营镇常州村附近长城群常州沟组不整合覆盖的新太古代遵化杂岩中的麻粒岩中磷灰石进行了U-Pb定年,获得了制约"长城群"底界的年龄:207Pb/206Pb表面年龄加权平均值为1666±16 Ma(MSWD=1.8,n=11),不一致线上交点年龄1667±23 Ma(MSWD=1.7,n=11),二者在误差范围内完全一致.该测年成果再一次有力制约了燕辽裂陷槽长城群的底界年龄为1650 Ma.     

华北地块北缘中元古界几个重要不整合面的地质特征及构造意义

华北地块北缘中元古代沉积层序中出现多个沉积间断和不整合面。此次研究对其中5个不整合面进行了野外考察,分析了它们的地质特征和空间分布,认为它们与不同的地质过程有关。大红峪组底部不整合面是早期裂谷盆地演化为被动大陆边缘的记录,属于裂解不整合面性质;高于庄组底部和杨庄组底部的不整合面是海平面变化造成被动大陆边缘内部高地沉积间断和海岸超覆沉积的结果;铁岭组顶部不整合面可能与弧后环境发生挤压抬升有关;下马岭组沉积后的抬升可能是相邻大陆地块碰撞作用的产物。华北地块北缘中元古代层序中不整合面的形成与Columbia和Rodinia超大陆的形成和裂解过程密切相关。     

燕山中、新元古代裂陷槽构造旋回层序研究──兼论裂陷槽构造旋回概念及级序的划分

本文依据裂陷槽构造控制及演化规律的原则提出了裂陷槽构造旋回层序的概念，并同时给出了相应的三级划分方案。应用裂陷槽构造旋回层序的概念研讨了燕山地区中、新元古代裂陷槽构造旋回层序的发育特征。燕山裂陷槽发育４个构造阶段旋回层序，即裂张断陷、裂张均衡、均衡负载和盖层构造阶段旋回层序，其中又有序叠加了１８个构造期和８２个构造幕旋回层序。前一类层序主要受控于导致裂陷槽形成、发育的区域构造；后两类构造旋回层序受裂陷槽构造演化及所驱动的构造海平面双重控制。     

准噶尔盆地西北缘克-百地区不整合面及其动力学条件

不整合及其性质和强度的确定对理解克拉玛依至百口泉地区构造变形历史和油气聚集规律具有重要意义。根据地震资料研究显示,该区二叠纪至中生代地层中存在多个不整合面,且多为构造运动的反映。其中对克-百地区构造形成具有重要影响的有四期,其一发生在中二叠统下乌尔禾组沉积后,主要表现为冲断掀斜运动,使其前的二叠纪沉积向南东方向掀斜抬升,遭受剥蚀;其二发生在三叠纪末期,对克百断裂上盘大侏罗沟断层至百口泉段的构造有重要影响;其三发生在中侏罗世末,该期构造运动在克百断裂带及其上盘表现最为清楚,以冲断为主,局部地区有褶皱现象;其四发生在早白垩世末期,表现为掀斜运动,褶皱和断裂作用相对较弱。克-百地区不同时期、不同构造部位变形的差异性与构造动力条件密切相关。     

中朝板块中、新元古界年代地层柱与构造环境新思考

中国北方燕辽裂陷槽位于中朝板块北部,是巨厚中、新元古界的沉积区。中、新元古界包括长城系(1800～1600Ma)、蓟县系(1400～1000Ma)和青白口系(1000～800Ma)。上述划分是中国地质学家长期研究的共识,由全国地层委员会发布,中国地质调查局在全国地质调查填图中施行[1]。青白口系自下而上包括下马岭组、龙山组、景儿峪组,由于在下马岭组的斑脱岩中获得了锆石SHRIMPU-Pb年龄1368Ma±12Ma,从而对1000Ma作为青白口系底界的年龄乃至中国中、新元古界地质年表提出了挑战。中国地质学家必须面对新的下马岭组年龄值,拼弃传统思维,重新排定北方中、新元古界年代地层柱中各系、组的界线年龄。本文建议:长城系为1800～1600Ma;蓟县系为1600～1400Ma;新建西山系为1400～1200Ma;1200～1000Ma是一个待命名的系;新的青白口系为1000～800Ma,包括龙山组及景儿峪组。由于下马岭组中的斑脱岩反映了岛弧构造环境,从而可重塑中朝板块北部下马岭组及整个中元古界(指1800～1200Ma)为沟-弧-盆板块体系的弧后扩张盆地,即传统概念中的燕辽裂陷槽是弧后扩张的产物。沟-弧-盆板块体系可以系统地解释燕辽裂陷槽的动力学成因、各种地震灾变事件、火山活动、层控矿床等形成的地质背景。     

华北克拉通北缘Columbia超大陆裂解事件:来自燕辽裂陷槽中部长城系碱性火山岩的地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素证据

本文报导了华北克拉通北缘燕辽裂陷槽中部长城系大红峪组、团山子组碱性玄武质岩和侵入串岭沟组基性岩脉的岩石学、地球化学以及锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素特征。结合区域地质资料与前人研究成果,对这些碱性玄武岩与基性岩脉的时代问题、岩浆岩起源和源区类型以及岩浆作用的动力学背景进行了讨论。研究表明大红峪组碱性玄武岩和串岭沟组基性岩脉分别形成于1624±9Ma和1620±9Ma,二者在误差范围内一致;这些基性岩浆岩普遍具有高的Zr含量(94×10-6~196×10-6)、富集轻稀土((La/Yb)N=10.63~21.97)及大离子亲石元素,大多数样品无明显的Eu异常,微量元素组成与OIB相似。锆石Hf同位素显示弱亏损特征,εHf(t)值为-0.6~3.8。燕辽裂陷槽中部长城系碱性岩的原始岩浆可能起源于同一软流圈地幔源区的低程度部分熔融(2%~3%),且有岩石圈地幔物质加入。岩浆受地壳混染的程度低,经历了强烈的结晶分异作用。研究进一步表明,燕辽裂陷槽中部长城系碱性岩从1635Ma(团山子组)开始喷发,1625Ma达到峰期,大红峪组地层沉积时间晚于1635Ma。联系该阶段全球各大陆情况,华北地区该期的碱性岩岩浆事件应与哥伦比亚超大陆裂解有关。     

阿萨巴斯卡不整合面铀矿床勘查模式的发展

本文报道了“Ｕｒａｎｅｒｚ勘探和采矿公司”目前用于对阿萨巴斯卡盆地更深部的不整合面铀矿床的勘探技术和成矿的成因模式。     

燕辽坳拉槽古—中元古代裂谷盆地演化及其对锰矿沉积的控制作用*

燕辽坳拉槽中元古界高于庄组桑树鞍亚组底部为锰富集层段,虽然对于锰质来源、锰矿成因及形成环境存在认识分歧,但多数学者均认为高于庄组锰矿的形成与燕辽坳拉槽的盆地裂谷背景有着密不可分的联系。在搜集前人锰矿勘查资料的基础上,重点对典型锰矿床——迁西秦家峪锰矿进行了矿床地质特征、矿石类型及元素地球化学分析,结果显示其锰质主要来源于海底热液。通过分析主要锰矿点分布与燕辽裂谷盆地主要断裂之间的关系,发现在裂谷盆地内北东向主断裂与北西向传递断裂的交汇处,或被断裂所围限的闭塞、深水滞流环境,是高于庄组锰矿形成的最有利部位,矿层厚度大,品位相对较高。该研究表明燕辽坳拉槽裂谷盆地结构对高于庄组锰矿的形成具有重要的控制作用,且同沉积断裂作为热液活动的通道,为成锰盆地提供了主要的矿质来源。     

Evolution of Yanliao aulacogen in the Paleo-Mesoproterozoic and its control on manganese deposit

It is found that the bottom of Sangshu'an subgroup,which belongs to the Mesoproterozoic Gaoyuzhuang Formation located at the Yanliao aulacogen,is rich in manganese. Although there are still different viewpoints on the origin of manganese and the formation environment of manganese deposits,most scholars believe that the manganese is closely related with the extensive rifting background of the Yanliao aulacogen. In this paper,based on the analysis of exploration data on many manganese ores,the Qinjiayu manganese deposit located at Qianxi belonging to the Yanliao aulacogen,is selected. The manganese ore characteristics,ore types,and element geochemistry are analyzed. The results show that manganese mainly comes from submarine hydrothermal fluids. By analyzing the relationship between the distribution of main manganese deposits and the tectonic faults in the Yanliao aulacogen,it is found that the manganese ore of Gaoyuzhuang formation mainly concentrates at the intersections of the northeast-trending main fault and the northwest-trending transverse fault,and the relatively blocked,deep-water stagnant environment surrounded by faults,where the ore layers are thick and show a relatively high grade. It shows that the structure of the Yanliao aulacogen plays an important role in controlling the formation of Gaoyuzhuang manganese deposits. The syn-depositional faults act as channels for hydrothermal activity,providing a major source of minerals for the manganese-forming basins.     

汾渭裂谷系与造山带耦合关系及其形成机制研究

试图运用盆山耦合等地学理论,对汾渭裂谷系进行初步的定量半定量研究。认为在区域拉张应力场作用下,汾渭裂谷系为盆山耦合形成,其形成模型为“伸展造山,断陷沉盆,后推成台”;运用盆内沉积与造山带剥蚀量互补法、地震剖面拟合法、裂变径迹法等计算方法对其进行计算的结果表明,铲式断裂一侧造山带隆升与盆地下沉呈完全镜像对称关系。同时对大同一带新生代玄武岩特征进行了分析,认为软流圈上涌是该带玄武岩喷发的根源,并通过对该区地震层析和大地电磁测深的剖析,推断汾渭裂谷系主体形成机制应为被动机制,而其北部的桑干河断陷形成机制则为主动机制。此外,对汾渭裂谷系的地热资源及地震震中分布规律等进行了探讨。     

桂西右江裂谷的伸展作用和伸展不整合

桂西地区普遍发育的下—中三叠统浊积岩系与古生界碳酸盐岩系之间的所谓“不整合接触关系”是一个重要的又有争议的地质问题。通过对这类接触关系的深入细致调查和分析,笔者发现它是由中二叠世末开始持续大规模拉张的右江裂谷因拉张伸展运动使局部层位缺失所致,为伸展不整合。右江裂谷的伸展作用始于泥盆纪初,在中二叠世末至中三叠世最为强烈,于三叠纪晚期裂谷抬升成陆时才结束,其特点为发生的空间规模大、持续时间长,由此形成的古潜山构造在后期构造发展及成矿作用中具有重要意义。     

晋北地区中元古代岩墙群的地球化学特征和大地构造背景

晋北地区发育大规模的中元古代北北西向岩墙群，未变形和未变质，是华北克拉通前寒武纪构造演化研究的最显著标志，根据本区岩墙群的岩石学和地球化学研究，这些岩墙群的岩石属于板内大陆裂谷玄武岩系列，形成于大陆裂谷拉张的构造环境，与东侧的燕辽－中条拗拉槽内的火山岩岩石化学对比分析，本区岩墙群的基性岩浆可能来自拗拉槽深部，这些基性岩浆从拗拉槽的深部向北西方向侵位于晋北地区先存的构造裂隙中形成了基性岩墙群。     

Distribution of Palaeozoic tectonic superimposed unconformities in the Tarim Basin,NW China: significance for the evolution of palaeogeomorphology and sedimentary response

Seismic and drilling well data were used to examine the occurrence of multiple stratigraphic unconformities in the Tarim Basin, NW China. The Early Cambrian, the Late Ordovician and the late Middle Devonian unconformities constitute three important tectonic sequence boundaries within the Palaeozoic succession. In the Tazhong, Tabei, Tadong uplifts and the southwestern Tarim palaeo‐uplift, unconformities obviously belong to superimposed unconformities. A superimposed unconformity is formed by superimposition of unconformities of multiple periods. Areas where superimposed unconformities develop are shown as composite belts of multiple tectonic unconformities, and as higher uplift areas of palaeo‐uplifts in palaeogeomorphologic units. The contact relationship of unconformities in the lower uplift areas is indicative of truncation‐overlap. A slope belt is located below the uplift areas, and the main and secondary unconformities are characterized by local onlap reflection on seismic profiles. The regional dynamics controlled the palaeotectonic setting of the Palaeozoic rocks in the Tarim Basin and the origin and evolution of the basin constrained deposition. From the Sinian to the Cambrian, the Tarim landmass and its surrounding areas belonged to an extensional tectonic setting. Since the Late Ordovician, the neighbouring north Kunlun Ocean and Altyn Ocean was transformed from a spreading ocean basin to a closed compressional setting. The maximum compression was attained in the Late Ordovician. The formation of a tectonic palaeogeomorphologic evolution succession from a cratonic margin aulacogen depression to a peripheral foreland basin in the Early Caledonian cycle controlled the deposition of platform, platform margin, and deep‐water basin. Tectonic uplift during the Late Ordovician resulted in a shallower basin which was followed by substantial erosion. Subsequently, a cratonic depression and peripheral or back‐arc foreland basin began their development in the Silurian to Early–Middle Devonian interval. In this period, the Tabei Uplift, the Northern Depression and the southern Tarim palaeo‐uplift showed obvious control on depositional systems, including onshore slope, shelf and deep‐water basin. The southern Tarim Plate was in a continuous continental compressional setting after collision, whereas the southern Tianshan Ocean began to close in the Early Ordovician and was completely closed by the Middle Devonian. At the same time, further compression from peripheral tectonic units in the eastern and southern parts of the Tarim Basin led to the expansion of palaeo‐uplift in the Late Devonian–Early Carboniferous interval, and the connection of the Tabei Uplift and Tadong Uplift, thus controlling onshore, fluvial delta, clastic coast, lagoon‐bay and shallow marine deposition. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

阿拉善地块中元古代诺尔公群的构造变形特征

阿拉善地块作为华北板块的重要组成部分及关键的构造单元,经历了不同时期构造热事件的叠加作用。本文选取阿拉善地块巴音诺尔公地区出露的中元古代诺尔公群进行研究,总结了这些前寒武纪岩石的几何学、运动学及显微构造特征,并对其构造格架、变形期次进行了初步划分。研究表明,中元古代诺尔公群内部至少存在两期变形,早期变形表现为原始层理的片理化过程,形成了区域走向近NE-SW向的片理;而晚期变形则表现为顺片理走向的右行走滑剪切作用。结合前人已有研究成果及年代学资料,认为中元古代诺尔公群的内部变形主要受到石炭纪-二叠纪查干础鲁弧后盆地向阿拉善微陆块之下俯冲作用的控制,俯冲作用造成了NW-SE向的挤压,从而发生了早期片理化,而随后顺俯冲带走向的走滑作用则调节了挤压造成的缩短。     

华北克拉通燕辽裂谷长城纪碱性岩锆石U-Pb年代厘定和Hf-O同位素特征

基性的碱性岩通常形成于伸展环境,具有富碱和不相容元素富集等地球化学特征,它们来源于深部富集地幔,是探索地幔交代和深部地球动力学的"岩石探针"。华北克拉通北缘燕辽裂谷内发育团山子组和大红峪组钾质火山岩以及侵入串岭沟组的钠质岩脉,它们共同组成了长城纪碱性岩系列。本文利用SHRIMP锆石U-Pb同位素方法对平谷-蓟县地区钾质火山岩进行年代学测试,获得误差范围内一致的年龄：1613±11Ma、1634±18Ma（团山子组）和1605±19Ma、1630±10Ma（大红峪组）,说明钾质火山岩喷发的持续时间短,且与侵入串岭沟组的钠质岩脉同期（~1625Ma）。钾质火山岩和钠质岩脉的锆石Hf-O同位素组成相似：εHf（t）=-2~+4（正态分布峰值+0.6）,δ18O=4.5‰~7.7‰明显高于正常地幔锆石的值,钾质火山岩和钠质岩脉的母岩浆源自相同的富集地幔,源区受到高δ18O物质的交代作用而富含钾质矿物,如角闪石或金云母。华北克拉通中-新元古代岩浆事件是伸展环境的产物,其锆石Hf同位素组成在~1.32Ga发生突变,由富集到亏损,暗示岩石圈地幔经历强烈的交代改造作用,可能成为检验地幔柱或者板块深俯冲驱动超大陆裂解机制的窗口。     

华南新元古代裂谷系沉积超覆作用及其开启年龄新证据

黔东南1:5万高武幅、宰便幅区域地质调查结果表明,新元古界下江群是一套沉积超覆于中元古界四堡群之上的裂谷系楔状地层,其底部甲路组沉积底砾岩高角度(不整合)沉积超覆于四堡群复理石浊积岩之上,或沉积超覆于侵入四堡群之中的摩天岭花岗岩之上。取自该地区沉积超覆面之下摩天岭花岗岩样品的TIMS锆石U-Pb同位素年龄为825.0±2.4Ma,表明该地区新元古代裂谷系开始接受沉积的时间应该晚于825±2.4Ma;而取自沉积超覆面之上甲路组底部同沉积基性火山岩样品的TIMS锆石U-Pb同位素年龄为814±13Ma,这一年龄大致代表了该地区新元古代沉积超覆的开启时间,且与目前已获得的华南其它地区新元古代裂谷系沉积超覆的开启时间(820 Ma)十分接近。本项研究成果支持华南裂谷系沉积超覆的开启时间为820Ma左右的观点。     

塔里木盆地塔中低凸起地层水化学特征对不整合的响应

对塔中低凸起地层水化学特征与不整合之间关系的研究结果表明,地层水化学特征对不整合具有很好的响应。在遭受强烈抬升和剥蚀、之间形成不整合的奥陶系和志留系,以及紧靠不整合面附近的石炭系CⅢ油组,其地层水具有矿化度、Cl-含量、K Na 含量和r(Cl-Na)/rMg值相对较小,而HCO3-含量、rNa/rCl值和rSO42-×100/rCl值相对较大的特点,反映出地质历史时期大气降水的影响。在志留系与石炭系之间以及志留系与奥陶系之间的不整合面附近,地层水的矿化度、r(Cl-Na)/rMg值和B3 含量变小,而rNa/rCl值和rSO24-×100/rCl值变大,具有典型的遭受大气淋滤的地层水化学基本特征。