江汉平原沉积物中含钛普通辉石对长江演化的示踪

江汉平原是长江穿过三峡地区后的第一个大型卸载盆地,其沉积物是采取“从源到汇”物质追踪思路进行三峡贯通和长江演化示踪研究的理想载体,含钛普通辉石是长江上游(攀西地区)广泛分布的特征矿物,可以作为长江三峡贯通研究的示踪矿物.通过对位于盆地沉积中心的周老孔岩心沉积物及长江和汉江现代沉积物中重矿物(粒级为0.063～0.125...     

周老镇钻孔砾石层重矿物特征及地质意义

利用江汉平原周老镇钻孔的岩心样品,分析研究了钻孔岩心沉积物10层砾石层中填充物的重矿物组分及分布特征。结果显示周老镇钻孔10个砾石层自下而上可以分为3个矿物段。对比3个阶段稳定重矿物、非稳定重矿物的变化特征:阶段Ⅰ、阶段Ⅱ,沉积物主要以近源物质为主,含有少量的远源物质;而阶段Ⅲ,沉积物主要以远源物质为主,含有少量的近源物质。结合周老镇钻孔岩性及钻孔砾石含量和江汉平原第四系岩相剖面特征,判断在阶段Ⅲ,深度112.30～109.05m(1.17～1.12MaB.P.)处,钻孔沉积环境发生了重大改变,江汉平原水系发生重要调整,长江三峡贯通形成。     

江汉平原沉积物重矿物特征及其对三峡贯通的指示

江汉平原是长江穿过三峡区的第一个大型卸载盆地, 其沉积物必然反映长江流经的物源区的物源特征.通过对盆地中心周老孔第四纪岩心的重砂样品中0.125~0.063mm粒级的重矿物含量变化、ATi、GZi、ZTR指数和重矿物组合分析, 发现从钻孔岩心深度110m开始向上, 水动力条件加强, 沉积速率加快, 重矿物的数量特征发生明显突变, 特征矿物的组合与现代长江相同.表明在周老孔岩心深度110m (古地磁年龄1.1Ma左右) 位置处, 长江三峡开始贯通, 江汉平原开始接纳长江带来的三峡上游的物质.      

北大巴山碱质基性—超基性潜火山杂岩的辉石矿物研究

北大巴山碱质基性-超基性潜火山杂岩中有7种岩石含有新鲜的单斜辉石,它们分属于透辉石、普通辉石及霓辉石。单斜辉石可划分为5种成因类型:(1)斑晶、微斑晶及微晶;(2)深源捕虏晶;(3)半同源捕虏晶;(4)异源捕虏晶;(5)地幔型捕虏晶,本文涉及前4类辉石。单斜辉石的研究表明:(1)7种含辉石的岩石为同源岩浆结晶分异作用的产物,源岩浆为碱性-过碱性幔源岩浆。(2)初始岩浆形成于77km以下深度,上升过程中岩浆曾在3个不同深度储积。(3)岩浆上升至近地表处,在冷凝固结前曾有多次潜火山隐爆活动发生。(4)霓辉石捕虏晶的出现代表区内存在另一种碱基性岩浆活动。(5)辉石成分指示碱质基性-超基性次火山杂岩形成于陆边板内裂陷带。     

苏北盆地XH-1钻孔晚新生代沉积记录特征及其与长江贯通时间的关联

对XH-1钻孔沉积物、长江和淮河下游现代沉积物的磁化率与粒度组分相关性进行了对比研究,结果表明,整个XH-1钻孔沉积物磁化率与粒度组分的相关性出现了4次显著变化,其中的第Ⅰ深度段(350—247m)和第Ⅲ深度段(234—57m)的相关性变化分别与淮河下游和长江下游现代沉积物的记录相一致;第Ⅱ深度段(247—234m)的相关性变化处于上下相邻两段的过渡变化之中;而第Ⅳ深度段(57—0m)的相关性变化处于一种不定式的波动之中。从影响磁化率变化的主要因素和苏北盆地自身的地质背景来看,XH-1钻孔沉积物磁化率与粒度组分相关性的变化情况在很大程度上反映了沉积物物质来源的不同,而造成物源差异的主要原因为长江三峡的贯通,及其贯通后对钻孔所在区域水系调整、变迁的影响。古地磁测试结果表明,XH-1钻孔沉积物磁化率与粒度组分相关性变化特征所揭示出的长江三峡贯通时间约在2.32MaBP。     

峨眉山玄武岩作为长江上游特征源岩对三峡贯通的指示

峨眉山玄武岩作为长江上游攀西地区广泛分布的岩类,具有形成环境独特、出露面积大、岩石易鉴定的特点,可作为长江三峡贯通物源示踪研究的指示标志.通过对长江中上游阶地和江汉平原周老孔第四纪岩心沉积物中的玄武岩砾石和岩屑(1~2 mm)进行研究发现,峨眉山玄武岩砾石在长江上游很常见,在三峡以下很少;玄武岩岩屑在长江上游沉积物中非常普遍,而且在周老孔岩心沉积物中的很多层位都有出现.对玄武岩岩屑基质中的斜长石做了微量元素微区原位分析(LA-ICP-MS),分析表明,在周老孔中含峨眉山玄武岩岩屑的岩心层位最大深度为156 m,该层位古地磁年龄约为1.7 Ma,此时长江已经形成且三峡已经贯通.      

江汉平原主要河流沉积物重矿物特征与物源区岩性的响应

通过对江汉平原主要河流沉积物的重矿物组合、特征矿物以及能够反映沉积物稳定状况、物源及成熟度的重矿物特征指数(ATi,GZi和ZTR)进行对比分析,发现在江汉平原范围内,长江和汉江及其长江主要支流的沉积物中重矿物特征具有显著的差异。长江的重矿物组合模型为：  锆石+绿帘石+辉石+绿泥石+金属矿物,特征矿物是锆石和辉石;   汉江的重矿物组合模型为：  绿帘石+角闪石+石榴石+绿泥石+金属矿物,特征矿物是角闪石、石榴石;   另外,清江、漳河、沮水和玛瑙河的重矿物组合及特征矿物也都完全不同。而且各水系的沉积物的重矿物特征与其源区的岩性分布显示出极好的相关性。研究表明在江汉平原利用重矿物特征及组合模型来进行物源示踪的方法开展水系演化研究是可行的。     

江西安远超基性岩筒幔源巨晶和包体辉石中的结构水

江西安远县路迳产出的超基性岩筒,是幔源岩浆岩的一个特殊类型,命名为金伯利质煌斑岩。岩筒的Rb- Sr等时线年龄37Ma。该岩筒中含有幔源单斜辉石巨晶和辉石岩、尖晶石橄榄岩、石榴石辉石岩包体,这些巨晶和包体来自上地幔不同深度。本文应用傅立叶变换红外光谱研究了该岩筒中巨晶单斜辉石和3种包体中辉石的含水性,探讨辉石含水量与其成分及来源深度的关系。单斜辉石以3607～3630cm_(-1)和3522～3542cm_(-1)两组吸收谱带为主,斜方辉石存在3410     

西准噶尔白碱滩二辉橄榄岩中两种辉石的出溶结构及其地质意义

克拉玛依白碱滩尖晶石二辉橄榄岩主要由橄榄石、单斜辉石、斜方辉石和尖晶石组成,橄榄石和斜方辉石均发生程度不等的蛇纹石化。单斜辉石一般很新鲜。单斜辉石和斜方辉石均发育出溶结构,出溶条纹或者平直或者发生舒缓的弯曲变形(即便是在发生弯曲的情况下也是完全平行的)。透辉石-普通辉石出溶体一般呈针状(直径一般为1μm,长度>150μm),顽火辉石出溶条纹直径一般为1～3μm(长度>300μm)。斜方辉石主晶属于顽火辉石-易变辉石,单斜辉石主晶为透辉石(成分很均一)。地质温度压力估算表明,白碱滩二辉橄榄岩中辉石出溶结构发生的温度为700℃～1000℃、压力为2.0～2.7GPa,它们代表辉石出溶结构形成的最低PT条件。白碱滩二辉橄榄岩至少经历了三个演化阶段:原始辉石与尖晶石和橄榄石平衡共生(阶段Ⅰ,>94km);随着地幔上隆,原始辉石结构不稳定,分解并形成出溶结构(阶段Ⅱ,700℃～1000℃),斜方辉石开始分解的深度为94km,单斜辉石开始分解的深度为78km;之后,蛇绿岩经历的侵位事件导致辉石发生塑性变形(阶段Ⅲ)。蛇绿岩侵位之前,地幔岩曾发生了>50km的隆升,而且,在隆升过程中地幔岩没有发生明显部分熔融(地幔岩因此没有经历明显的岩浆抽提过程)。     

物源—河流过程—化学风化对松花江水系沉积物重矿物组成的影响

松花江水系作为我国七大水系之一,对其沉积物组成的深入探究对揭示源区控制因素和沉积物的搬运—沉积过程具有重要意义。重矿物蕴含着源岩母岩的重要信息,是解开由源到汇过程和物源示踪的重要工具。为了评估物源、河流过程和化学风化对重矿物组成的影响,我们从松花江水系干流和支流的边滩以及阶地共取32个样品,进行分粒级(<63μm、63~125μm和125~250μm)的重矿物分析。结果表明,松花江水系源区母岩信息在嫩江各支流(诺敏河最为典型)的重矿物组成中得到很好的反映,但在嫩江干流中没有得到反映,这表明物源对重矿物组成的控制受到河流过程的影响。松花江水系的重矿物组成以角闪石、绿帘石、钛铁矿和榍石为主。河流沉积物的重矿物组成主要富集在63~125μm组分,同一河流的不同河段的重矿物组成存在显著差异(巴兰河尤为典型),表明了河流搬运—沉积过程对重矿物组成起到重要控制。哈尔滨松花江T2阶地沉积物(弱风化)的重矿物组成基本保留了现代河流砂特征,讷谟尔河T1阶地沉积物(中等风化)的重矿物受到一定程度的改造,而受到严重化学风化影响的通河松花江T3阶地的重矿物组成已遭受严重破坏,不稳定矿物(角闪石和辉石)以及蕴含的母岩信息已完全消失,表明了重矿物组成明显受到沉积物化学风化程度的影响。由于源—汇过程中重矿物的混合和由此导致的稀释作用,使得沉积物携带的物源信息经过长距离搬运之后逐渐变得模糊。因此,我们认为,在进行河流重矿物源—汇过程研究中,宽粒度分析窗口和足够多的样品数量需要考虑以充分获取源区完整的重矿物组成信息。同时,在利用河流阶地重矿物组成进行源—汇联系和古水系演化研究时,需要首先评估阶地沉积物的化学风化程度。     

江汉平原沉积环境演化及对三峡贯通的指示

选取江汉平原孔深400.59m的新沟钻孔,通过对其40Ma以来的沉积物进行岩性描述及粒度特征的研究,探讨了此岩芯剖面沉积环境的演变过程。结果表明,该岩芯垂直剖面沉积物颗粒基本构成是以砂、粉砂、粘土为主,沉积环境变化频繁。根据粒度参数特征所反映的沉积环境意义,划分出4个沉积阶段: 3.93～3.66MaB.P.(深度400.59～375.03m)为深湖相沉积环境,   3.66～2.17MaB.P.(深度 375.03～.195.90m)为河湖相沉积环境,   2.17～1.77MaB.P.(深度195.90～147.08m)为浅湖相沉积环境,   1.77MaB.P.～0.11kaB.P.(深度147.08～0m)为河湖相交替频繁的沉积环境;  从而揭示了江汉平原新沟钻孔4.0Ma以来的沉积环境的演变过程。对比江汉平原新沟孔和周老孔的磁学参数及磁性矿物特征的研究结果,发现在新沟孔深度109.15～98.82m间江汉平原水系曾发生过重要调整,江汉平原的沉积环境和物质成分均发生了重大改变。该层位可能就是长江三峡贯通的层位,其贯通时间新沟孔古地磁年龄约为1.0MaB.P.左右。     

Provenances of Cenozoic sediments in the Jianghan Basin and implications for the formation of the Three Gorges

ABSTRACT

The formation of the Three Gorges (TG), the most important capture point along the Yangtze River, has been debated since the last century. Most of hypotheses on its formation are based on the timing of unconformities detected in the sedimentary basins along the riverbed. These unconformities may mark periods of tectonic activity and enhanced hydrodynamic condition. Herein, we detail the Cenozoic sedimentary provenance of the Jianghan Basin through LA-ICP-MS zircon U-Pb geochronology and heavy mineral analyses. The obtained data suggest that during Palaeocene-Oligocene time, the Jianghan Basin was supplied by sediments from the nearby mountain belts. However, the occurrence of zircons with ages <32 Ma above the unconformity at ~24.6 Ma indicates a provenance from Cenozoic igneous rocks which are exposed only in the Qiangtang Block and the Songpan-Ganzi Orogen. We propose therefore that the TG formed between the late Oligocene and the early Miocene and that the ~24.6 Ma unconformity in the Jianghan Basin represents the best dating of the TG formation.     

江汉平原周老孔中碎屑锆石LA-ICPMS定年及物源示踪

碎屑锆石物源示踪是当今国际上研究大河演化的重要手段。通过对湖北省监利县周老镇钻孔中砂样Gsh6(86.76～88.58m)和Gsh10(126.22～128.42m)的碎屑锆石原位U Pb年龄进行分析,并与周围可能源区的岩石年龄进行对比,发现Gsh6的U-Pb年龄主要可以分为11个年龄峰值： >3.0Ga,2490～2386Ma,2006～1784Ma,838～723Ma,654～625Ma,453～415Ma,257Ma,235Ma,212Ma,166Ma 和<17Ma。Gsh10中碎屑锆石年龄表现出8个年龄峰值： >3.0Ga,2543～2273Ma,1979～1535Ma,835～723Ma,638Ma,451～423Ma,235Ma和212Ma。Gsh6比Gsh10多的3个年龄峰值表明长江流域面积逐渐扩大,其中257Ma的年龄峰值的出现表明峨眉山玄武岩已成为长江的源区,14.8±0.4Ma和16.5±0.3Ma锆石的出现,预示着长江源头已到达青藏高原。分析认为,Gsh6 样沉积时（大约800kaB.P.）,长江三峡已经贯通。
     

基于因子分析的江汉盆地第四纪沉积物源讨论

选择江汉盆地中心位置的ZL钻孔,利用ICP-MS方法,对钻孔岩心微量元素组成进行了R因子分析,研究了新近纪以来江汉盆地沉积物物源的变化。结果表明：2.77~2.68 Ma B.P.期间,江汉盆地沉积物微量元素组成表达了一种近源为主的沉积过程;2.68~2.23 Ma B.P.期间,江汉盆地碎屑沉积受长英质类物源供给影响较为明显;2.23~1.25 Ma B.P.时期及1.25 Ma B.P.以来的沉积物微量元素特征都表现出受铁镁质岩体影响的特征,推测这一阶段有较大面积基性岩体分布的长江上游流域可能已经成为江汉盆地的物源供给者。     

湖北宜昌第四纪沉积物中铁质重矿物特征对三峡贯通的指示*

长江三峡的演化问题一直是地学界争论的焦点和热点。近年来,不少学者通过锆石、石榴子石、角闪石等重矿物的同位素和微量元素组成来判断长江物源,取得了较好的成果,但将单颗粒铁质重矿物作为物源指示矿物并应用于三峡贯通方面研究较少。因此作者运用电子探针、扫描电镜和能谱仪对湖北宜昌地区第四纪沉积物中的铁质重矿物进行化学特征和形貌分析,并与可能的物源区样品进行对比,来分析物源演化过程及判定三峡贯通时间。研究结果显示,宜昌地区第四纪沉积铁质重矿物的主要源岩为位于三峡以西的攀枝花钒钛磁铁矿、峨眉山玄武岩和位于三峡以东的黄陵花岗岩,在善溪窑组沉积结束以后,宜昌地区第四纪沉积物的物源发生了明显改变,出现来自三峡以西的物质,表明长江三峡此时发生了贯通。结合ESR测年数据和前人研究结果可知,长江三峡的贯通发生在0.75—0.73Ma B.P.。     

江汉盆地沉积物微量元素特征与长江上游水系拓展

江汉盆地是长江出三峡后第一个大型卸载区,近2.77 Ma以来堆积了近300 m的碎屑沉积物,主要由河流相和湖沼相组成,形成了多个沉积旋回。选择江汉盆地中心位置的ZL钻孔,利用ICP-MS方法,展开微量元素组成分析,研究了新近纪以来江汉盆地沉积物物源的变化。结果表明,上新世以来微量元素化学组成的离散程度逐渐减小,且趋近上部陆壳平均值,可能反映了物源供应区范围的扩展过程。1.25 Ma B.P.以来,多种微量元素含量及Th/Sc、Co/Th、La/Sc、Cr/Cu等比值变化很小,显示长江可能形成于1.25 Ma B.P.以后。