山东及邻区晚石炭世—早二叠世火山事件沉积及地层对比

作者对山东及邻区本溪组及太原组进行了详细的室内外研究,共发现了6期10次火山事件沉积,它们在时空分布上有一定规律。火山碎屑可能来自华北地台以北及以南两个不同的火山源,而火山源的岩浆可能来自下地壳。在前人的生物地层研究基础上,以遍布全区的火山事件层作为大区域等时地层对比标志,并结合最大海侵事件层,对研究区内本溪组及太原组地层提出了新的对比方案。     

黔南独山地区晚石炭世—早二叠世早期沉积特征及层序地层研究

晚石炭世—早二叠世早期黔南地区发育一套巨厚层碳酸盐岩沉积,具有分布面积广、地层发育完整、剖面连续性好、沉积环境多样、岩性组合丰富等特点,是研究碳酸盐岩沉积特征及层序地层的理想场所。本文以黔南独山地区甲刀寨剖面为基干,以数条相邻剖面为辅助。运用沉积学及露头层序地层学的有关理论和研究方法对黔南地区露头实测资料进行沉积特征分析、层序划分及对比,认为黔南地区晚石炭世—早二叠世早期主要为碳酸盐局限台地、开阔台地、台地边缘-斜坡、台盆相沉积,而独山地区仅发育局限台地、开阔台地相沉积,整体表现为北北东"台"、南南西"盆"的格局。层序充填特征表现为:早期层序充填主要受控于三级海平面变化;晚期构造运动相对加强,构造活动和三级海平面变化共同控制层序格架内的沉积充填,表现在台地内沉积的填平补齐。     

黔南晚二叠世深水相地层及双壳类动物群

根据生态环境和沉积环境的差异 ,黔南晚二叠世生物群和地层可分出两种类型 :“浅海台地型”和“次深海裂陷槽型”,后者为深水型。简述了深水相地层的特征 ,据地层内所含化石确证了地层时代 ;据所含菊石、遗迹化石及围岩的沉积特点和类型 ,证实研究区晚二叠世时为深水环境 ;较系统地研究了黔南晚二叠世深水相双壳类动物群 ,它们的特征为薄壳、壳体较小、个体数量多、壳表以光滑和同心饰为主。化石中以 Claraia,H unanopecten最为发育 ,建立了 H u-nanopecten exilis-Claraia primitiva组合 ,并与国内同期的双壳类组合进行了比较。     

新疆塔里木盆地哈拉奇地区晚石炭世—早二叠世哈拉奇组的建立

哈拉奇组为新疆阿合奇县开展1∶5万区域地质矿产调查工作时建立的岩石地层单位,分布在新疆阿合奇县哈拉奇地区北部,主要为一套深水碳酸盐沉积,与该区南部属碳酸盐台地沉积的康克林组在岩性、岩石组合及古生物组合上形成明显的差别。通过对该组重力流成因的生物屑砾屑灰岩中古生物化石的研究,确定其带为Triticites带和Pseudoschwagerina带,进而确定该组地质时代为晚石炭世—早二叠世,与南区康克林组为同时异相沉积。哈拉奇组的建立完善了该地区上石炭统—下二叠统的地层系统,确定了该地区晚石炭世—早二叠世台地边缘斜坡相的存在,对塔西北地区晚石炭世—早二叠世岩相古地理研究具有重要意义。     

新疆塔里木盆地哈拉奇地区晚石炭世—早二叠世哈拉奇组的建立

哈拉奇组为新疆阿合奇县开展1∶5万区域地质矿产调查工作时建立的岩石地层单位,分布在新疆阿合奇县哈拉奇地区北部,主要为一套深水碳酸盐沉积,与该区南部属碳酸盐台地沉积的康克林组在岩性、岩石组合及古生物组合上形成明显的差别。通过对该组重力流成因的生物屑砾屑灰岩中古生物化石的研究,确定其 带为Triticites带和Pseudoschwagerina带,进而确定该组地质时代为晚石炭世—早二叠世,与南区康克林组为同时异相沉积。哈拉奇组的建立完善了该地区上石炭统—下二叠统的地层系统,确定了该地区晚石炭世—早二叠世台地边缘斜坡相的存在,对塔西北地区晚石炭世—早二叠世岩相古地理研究具有重要意义。     

四川盆地北部晚二叠世-早三叠世碳酸盐岩斜坡相带沉积特征

四川盆地东北部宣汉县樊哙以东地区晚二叠世-早三叠世飞仙关期碳酸盐岩台地相-海槽相剖面均出露地表。分隔台地相和海槽相的碳酸盐岩斜坡相的鸡唱剖面距台地边缘相剖面不足１ｋｍ。根据地面露头碳酸盐岩斜坡相带的特征,可在四川盆地北部环开江-梁平海槽的地震反射剖面上有效地识别出碳酸盐岩斜坡相,并划分出浅水、深水碳酸盐沉积区。斜坡相具有明显的倾斜反射,海槽相区大隆组及飞仙关组底部泥岩的强振幅反射在斜坡下部向台地上超并消失。深水相区上二叠统地震波双程反射时间都小于１００ｍｓ且明显短于飞仙关组,而台地相区上二叠统双程反射时间多大于１５０ｍｓ,且与上覆飞仙关组地震波反射时间相近或略长。碳酸盐岩斜坡相倾斜反射的特征表明环海槽的碳酸盐岩斜坡开始发育于晚二叠世中期,并随海侵向碳酸盐岩台地方向迁移,在晚二叠世末期海侵达到顶峰时形成最陡峭的斜坡。飞仙关期斜坡随海平面缓慢下降而逐渐向海槽方向迁移并变缓。晚二叠世末期海槽南端梁平地区斜坡坡度在３°左右,向北东、北西方向变陡,宣汉地区约２０°,苍溪、仪陇地区最高达４０°以上,海槽呈向北逐渐加深的箕形。根据晚二叠世末期斜坡倾斜反射高度计算,开江-梁平海槽的水深在３５０～４５０ｍ左右。苍溪、仪陇及梁平地区飞仙关组斜坡进积明显,宣汉地区的斜坡以加积为主。目前钻遇的最厚鲕滩储集层位于宣汉加积斜坡附近的台地边缘,单井的鲕粒白云岩储集层厚度超过３００ｍ。     

晚石炭世及早二叠世部分常见复体四射珊瑚骨骼微细构造及其分类意义

本文通过对晚石炭世及早二叠世几种常见复体四射珊瑚的骨骼,尤其是隔壁的电镜研究、划分出了4种重要的隔壁微细构造类型,并指出了这些微细构造类型的地层分布规律及其在分类中的意义。     

天山及邻区石炭纪——早二叠世裂谷火山岩岩石成因

中国西北部天山石炭纪-早二叠世裂谷火山作用代表了一个新近被认可的大火成岩省,其分布范围至少有170万 km2.该火山岩系主要由玄武质熔岩组成,其次有中性和酸性熔岩及火山碎屑岩.它们是地幔柱活动的产物,该地幔柱的组分为:εNd(t) ≈+5,87Sr/86Sr(t) ≈ 0.704和La/Nb ≈ 0.9.根据岩石地球化学数据,石炭纪-早二叠世基性熔岩可以划分为高Ti/Y(HT, Ti/Y>500)和低Ti/Y(LT, Ti/Y<500)两个岩浆类型.LT熔岩又可进一步划分为LT1、LT2、LT3和LT4等4个亚类.LT1、LT2(天山中段和甘肃北山)、LT4(天山西段、新疆北山和准噶尔)和LT3、HT(塔里木)熔岩的化学演化系受控于橄榄石(ol)+单斜辉石(cpx)结晶分离作用;而天山东段的的LT4熔岩的化学变异则是经受了辉长岩质结晶分离作用.元素和同位素数据表明,天山及邻区石炭纪–早二叠世裂谷基性熔岩并不是单一母岩浆结晶分离的产物.遭受地壳混染的LT3和LT4熔岩的Sr-Nd同位素变化特点与其地幔柱源熔体上升喷发所通过的岩石圈的性质有关.古老(前寒武纪)岩石圈的卷入,导致天山西段的石炭纪LT4熔岩和柯坪裂谷的早二叠世LT3熔岩具有低-负εNd(t)值(-2.91～+6.1)和中等-高87Sr/86Sr(t)值(0.703 6～0.708 1);相反,天山东段和准噶尔的石炭纪LT4熔岩是以高εNd(t)值(+4.2～+9.7)和低87Sr/86Sr(t)值(0.703 5～0.704 4)为特征,这乃是与其遭受了含有早古生代-泥盆纪弧-盆系火山岩的上地壳的混染有关,或者是与其岩石圈地幔源区遭受前石炭纪消减富集有关.天山及邻区石炭纪-早二叠世裂谷基性熔岩中观察到的地球化学变异与AFC作用一致.天山及邻区石炭纪-早二叠世裂谷火山岩显示时间上和空间上的岩石地球化学变化.石炭纪时,未遭受混染的石炭纪LT1熔岩和受到轻微混染的石炭纪LT2熔岩喷发于天山中段裂谷,而遭受强烈混染的石炭纪LT4熔岩则喷发于天山中段裂谷四周的区域之中.石炭纪LT1和LT2熔岩是地幔柱的石榴子石稳定区较高程度部分熔融(10%～30%)产物;而石炭纪LT4熔岩则是温度较低的地幔柱的尖晶石-石榴子石过渡带较低程度部分熔融(<10%)产物.早二叠世时,未遭受混染的早二叠世HT、LT1熔岩和受到轻微混染的早二叠世LT3熔岩喷发于塔里木裂谷和北山裂谷,而遭受强烈混染的早二叠世LT4熔岩则喷发于北部博格达-哈尔里克裂谷区.     

兴蒙—新疆北部及邻区早石炭世古生物地理区系

中国兴蒙—新疆北部及邻区早石炭世地层十分发育，动植物化石丰富。根据生物群综合分析，将该研究区归入哈萨克斯坦—西伯利亚域和特提斯域，并进一步划分为３个省，８个亚省。西伯利业省以管孔贝大量发育为特征，缺少大长身贝类，珊瑚不甚发育，植物少见，为安加拉植物群；哈萨克斯坦—蒙古—兴安省以管孔贝类和大长身贝类共同发育为突出特征，珊瑚较发育，但分区特征不明显，并有大量异珊瑚类，植物为安加拉植物群；塔里木北缘—西秦岭省以南方型生物群大量发育为主要特征，大长身贝类最为发育，缺少管孔贝类，珊瑚数量十分丰富，并有假乌拉珊瑚大量发育，植物以华夏植物群为主。早石炭世古生物地理分区与板块关系密切，晚泥盆世末，西伯利亚板块南移，与哈萨克斯坦板块汇聚，到早石炭世早、中期，两大板块基本上处于相近似的古生物地理环境，与此同时，塔里木板块逐渐北移，与哈萨克斯坦板块海水相通，致使哈萨克斯坦板块广大海域出现南、北动物群混生现象。早石炭世末，三大板块海域相连，除各地沉积和构造古地理环境尚有差异外，中石炭世开始，腕足类，类及珊瑚等动物群均显示出明显的一致性。     

西藏申扎永珠乡晚石炭世和早二叠世的腕足动物化石

申扎地区石炭二叠系发育良好,化石丰富。本文描述的化石采自上下两个层位,下部化石少,以石燕贝类为主, 其组合特征反映了石炭纪腕足类的特点与改则县玛米雪山地区上石炭统所产相似;上部化石丰富,以石燕贝类的Spiriferella和Syrin-gothyris的出现为特征,共生还有长身贝类的Chonetinella,Echinauris,Tylo-pecta等。这个化石组合与西藏其他地区相同时代的化石组合不同。特别是Syringothy-ris在下二叠统的发现具有重要意义。     

青藏高原及邻区晚更新世—全新世冰川活动的年代学及影响因素

山岳冰川发育是否同步于北半球冰期,西风与季风对山岳冰川发育的控制作用是青藏高原及周边山地的冰川年代学研究的关键.近年来就地宇宙成因核素和光释光测年技术的快速发展为山岳冰川发育规律研究提供了大量的数据支持.本文综合分析了近年来在青藏高原和周边山地获得的冰川年代学数据,发现该地区山岳冰川发育与北半球冰期不同步,冰川发育贯穿于整个MIS 3阶段.在MIS 2阶段冰川活动峰期明显滞后于北半球末次冰期冰盛期.但是,山岳冰川对Heinrich Event 1和Younger Dryas两次快速气候波动事件有显著响应.这可能说明了西风作为纽带可以将北大西洋气候变化与青藏高原联系起来,同时,来自南方的季风对高原冰川的发育也有着重要的控制作用.造山带地区的冰川进退与高原抬升、地貌及气候之间是一个复杂的耦合系统.     

四川省若尔盖县巴西—吉求地区晚三叠世遗迹化石及遗迹相

四川若尔盖巴西—求吉地区晚三叠世首次发现了丰富的遗迹化石,经鉴定有２２个遗迹属、３４个遗迹种。根据不同遗迹属在不同层位中的相对丰度,建立了４个遗迹组合：（１）Ｈｅｌｍｉｎｔｈｏｐ ｓｉｓ—Ｐｈｙｃｏｓｉｐｈｏｎ组合;（２）Ｄｅｎｄｒｏｔｉｃｈｎｉｕｍ—Ｎｅｏｎｅｒｅｉｔｅｓ组合;（３）Ｐａｌｅｏｄｉｃｔｙｏｎ组合;（４）Ｔａｅｎｉｄｉ ｕｍ—Ｃｏｓｍｏｒｈａｐｈｅ组合。上述遗迹组合大致相当于Ｓｅｉｌａｃｈｅｒ的Ｚｏｐｈｙｃｏｓ遗迹相和Ｎｅｒｅｉｔｅｓ遗迹相。依据遗迹化石进行了沉积环境分析,认为该区晚三叠世的沉积环境经历了大陆斜坡中下部—大陆斜坡下部—深海盆地的演变。     

新疆塔里木盆地哈拉奇地区晚石炭世—早二叠世哈拉奇组的建立简

哈拉奇组为新疆阿合奇县开展1∶5万区域地质矿产调查工作时建立的岩石地层单位,分布在新疆阿合奇县哈拉奇地区北部,主要为一套深水碳酸盐沉积,与该区南部属碳酸盐台地沉积的康克林组在岩性、岩石组合及古生物组合上形成明显的差别。通过对该组重力流成因的生物屑砾屑灰岩中古生物化石的研究,确定其 带为Triticites带和Pseudoschwagerina带,进而确定该组地质时代为晚石炭世—早二叠世,与南区康克林组为同时异相沉积。哈拉奇组的建立完善了该地区上石炭统—下二叠统的地层系统,确定了该地区晚石炭世—早二叠世台地边缘斜坡相的存在,对塔西北地区晚石炭世—早二叠世岩相古地理研究具有重要意义。     

内蒙东部及邻区晚石炭世—二叠纪构造古地理环境及演变

建立构造地层等时格架和不同构造地理单元地层的沉积相变序列,研究化石群落古生态学、生物建造发育和大地构造对环境的制约,将内蒙东部及邻区晚石炭世-二叠纪构造古地理环境及演变分为三个阶段。古亚洲洋阶段(晚石炭世—早二叠世)、兴-蒙海槽阶段(中二叠世)和兴-蒙张裂海槽阶段(晚二叠世)。区内该时期构造古地理环境始终受两条构造线控制,从南到北呈现三分性。索伦山-西拉沐伦断裂以南属华北板块,查干敖包-阿荣旗断裂以北属西伯利亚板块,两大板块之间先期为宽阔海洋,后期变窄成海槽,并夹有多个中间地块,如贺根山地块、索伦山地块、黄岗梁地块和佳木斯地块等。各地块在不同时期相互愈合并增生到板块边缘。林西地区晚二叠世晚期生物礁和海相化石的发现,马达屯期大规模火山喷发,及暴露在内蒙巴林右旗与吉林九台县的P\T角度不整合,均证明兴-蒙海槽在晚二叠世末期最终闭合,并区域褶皱隆起。     

黔东北及邻区早震旦世成锰期岩相古地理及菱锰矿矿床

笔者应用层序地层学及事件地层学的理论和方法,结合近10年来在黔东北及邻区发现的一些新类型菱锰矿矿床地质成果,重新对黔东北及邻区下震旦统进行高分辨率层序地层划分和对比,在此基础上编制了新一代岩相古地理图,并建立了相应的沉积相模式。根据已经发现和探明的菱锰矿矿床的区域分布规律与成矿条件,指出了该区大中型或中小型矿床的沉积环境分布范围,圈出了隐伏区一些聚锰盆地的大致位置,为今后找矿勘探工作提出了优选靶区。     

华北地台西缘晚石炭世-早二叠世早期海水进退及其与聚煤作用的关系

从古元古代至晚古生代,华北地台西缘经历了坳拉槽、槽后坳和坳陷发育阶段。笔者在大区域地层对比及详细的沉积环境分析基础上,对晚古生代海水进退与聚煤作用关系作了较深入研究。结果表明：晚石炭世晚期至早二叠世早期华北地台西缘主要为潮坪和三角洲沉积发育区,在空间上沉积环境具有东西有别南北分带的特点;西部由泻湖潮坪沉积环境逐渐过渡为河控泻湖三角洲和受潮汐影响的河控滨海三角洲沉积环境;东部为潮坪沉积环境,东侧边缘还出现近山滨海平原沉积环境。研究区在晚石炭世早期-早二叠世早期发生过4次2级海水进退,其中第三、第四次海侵全区发育。早二叠世早期初的第三次2级海侵是最大的一次。最大海侵前夕晚石炭世晚期末是大区域发育厚-巨厚煤层的最好时期。泻湖三角洲平原和陆源碎屑潮上泥炭坪及泥炭沼泽是最佳的聚煤场所。     

青藏高原杂多地区晚二叠世—早三叠世陆相火山岩的地球化学特征

在北羌塘盆地东部杂多县特龙赛等地首次厘定出晚二叠世—早三叠世火山岩。该火山岩形成于陆相环境，由４个爆发－溢流相火山韵律组成一个完整的火山旋回。这些火山岩主要由强蚀变杏仁状橄榄玄武岩、岩屑晶屑凝灰岩、杏仁状安山岩等组成，ＴｉＯ２含量（１．３３％～１．７６％）与峨眉山低Ｔｉ玄武岩相当，ＭｇＯ含量较低（２．２３％～７．５２％，平均为５．０２％），富集轻稀土元素（ＬＲＥＥ／ＨＲＥＥ＝４．１６～１３．４４，平均为６．５），无明显的Ｅｕ异常（δＥｕ＝０．８５～１．０２，平均０．９６），Ｎｂ、Ｔａ轻度负异常，地球化学特征与大陆拉斑玄武岩相似。各种微量元素判别图解显示这些火山岩形成于大陆拉张带或陆内裂谷区。结合区域研究成果，晚古生代时整个羌塘地区很可能处于一种伸展背景。     

内蒙古西部额济纳旗及邻区石炭系—二叠系烃源岩干酪根C同位素的特征和影响因素

许多研究者认为,烃源岩干酪根C同位素组成主要受干酪根类型的影响,可以作为评价烃源岩类型、沉积环境和进行油气源对比的重要指标,并得到广泛应用。对额济纳旗及邻区典型剖面石炭系—二叠系烃源岩有机碳(TOC)的丰度、地球化学特征、热演化特征和干酪根C同位素分布的研究表明,研究区石炭系—二叠系烃源岩为浅海陆棚相沉积环境形成的泥质岩,TOC含量中等,以Ⅱ类干酪根为主,烃源岩演化进入成熟-过成熟阶段,干酪根C同位素具有显著偏重的特点。并且干酪根C同位素组成明显与热演化程度和有机碳丰度有关,随着烃源岩演化程度的不断提高,重碳同位素不断富集,在成熟—过成熟阶段,对C同位素的影响可达4‰~6‰。随着TOC含量的增加,干酪根C同位素显著偏轻,影响值可达4‰以上。由于研究区烃源岩已进入成熟—过成熟阶段,干酪根C同位素的分布在演化过程中已经发生较大变化,干酪根类型的影响相对降低或已不显著,不能再作为评价烃源岩干酪根类型的指标。     

内蒙古西部额济纳旗及邻区石炭系—二叠系烃源岩干酪根C同位素的特征和影响因素

许多研究者认为,烃源岩干酪根C同位素组成主要受干酪根类型的影响,可以作为评价烃源岩类型、沉积环境和进行油气源对比的重要指标,并得到广泛应用。对额济纳旗及邻区典型剖面石炭系—二叠系烃源岩有机碳(TOC)的丰度、地球化学特征、热演化特征和干酪根C同位素分布的研究表明,研究区石炭系—二叠系烃源岩为浅海陆棚相沉积环境形成的泥质岩,TOC含量中等,以Ⅱ类干酪根为主,烃源岩演化进入成熟-过成熟阶段,干酪根C同位素具有显著偏重的特点。并且干酪根C同位素组成明显与热演化程度和有机碳丰度有关,随着烃源岩演化程度的不断提高,重碳同位素不断富集,在成熟—过成熟阶段,对C同位素的影响可达4‰~6‰。随着TOC含量的增加,干酪根C同位素显著偏轻,影响值可达4‰以上。由于研究区烃源岩已进入成熟—过成熟阶段,干酪根C同位素的分布在演化过程中已经发生较大变化,干酪根类型的影响相对降低或已不显著,不能再作为评价烃源岩干酪根类型的指标。     

内蒙古西部额济纳旗及邻区石炭系—二叠系烃源岩化特征及影响因素

通过对额济纳旗及其邻区石炭系—二叠系烃源岩演化程度的平面展布和纵向分布特征的研究,结合对华力西中晚期—喜马拉雅期侵入岩露头分布和构造活动特征的分析,认为华力西晚期、燕山期侵入岩与构造活动对区内石炭系—二叠系烃源岩的演化程度影响较大,印支期侵入岩和构造活动仅对部分地区烃源岩成熟度有影响,喜马拉雅期构造活动对区内烃源岩演化程度无影响。区内石炭系—二叠系系阿木山组（干泉组）和下—中二叠统菊石滩组烃源岩过成熟主要受华力西晚期侵入岩和构造活动的影响,上二叠统哈尔苏海组烃源岩演化程度受燕山期侵入岩和构造活动的影响。明确了不同期次侵入岩和构造活动对石炭系—二叠系烃源岩演化程度影响的平面展布特征。综合研究认为,区内石炭系—二叠系烃源岩不存在区域变质,成熟度总体为成熟—高成熟,部分剖面（井）烃源岩演化程度较高（达到过成熟）,是由侵入岩的热接触变质和构造活动的动力变质造成的。石炭系—二叠系沉积之后,岩浆活动和构造活动相对较弱的地区石炭系—二叠系烃源岩演化程度适中,为成熟—高成熟。