浙江安吉上奥陶统钾质斑脱岩特征

在浙江安吉杭垓地区的上奥陶统黄泥岗组和长坞组分别发现42层和5层钾质斑脱岩夹层,对其中部分斑脱岩开展的X衍射分析显示,其主要成分为石英、伊利石、蒙脱石、高岭石和极少量钠长石;该套斑脱岩具有高钾特征,为钾玄岩系列;稀土元素成分分析显示具有高∑REE含量,轻、重稀土分异明显,具较强负铕异常,球粒陨石标准化稀土配分曲线具有右倾的特征;富集Rb、Th、U、K,亏损Ba、Sr、P等。SHRIMP锆石U-Pb测年值为453±4~444.7±3.3 Ma。成因地球化学分析显示,这些斑脱岩主要形成于板内构造环境,为晚奥陶世凯迪期广西运动构造—岩浆事件的产物。     

鄂尔多斯盆地南缘赵老峪剖面奥陶系凝灰岩 锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系赵老峪组的时代一直是依据古生物化石组合确定的,但基于笔石带其时代为晚奥陶世,而依据牙形石组合则为中奥陶世或者中奥陶世晚期,存在明显的差异,缺少高质量同位素年龄的约束。本文选择富平赵老峪剖面赵老峪组凝灰岩夹层进行精确的SHRIMP锆石U-Pb同位素测年,获得了453.2±6.9 Ma年龄结果,将此前认为的中、晚奥陶世沉积严格地确定为晚奥陶世。结合区域地质资料讨论,认为鄂尔多斯南缘上奥陶统凝灰岩层的形成与古秦岭洋壳向北的俯冲有关,可能记录了与这个过程伴生的火山喷发事件。该同位素年龄表明这里的奥陶纪地层在华北克拉通是最年轻的,故它不仅准确地确定了地层的形成时代,而且对华北克拉通早古生代地质演化史的认识有着重要的意义。     

鄂尔多斯盆地西南缘奥陶纪火山活动记录:来自陕甘地区平凉组钾质斑脱岩地球化学和锆石年代学的信息

鄂尔多斯盆地西南缘多个奥陶系剖面中出露多层粘土岩。研究表明,这些粘土岩层多为钾质斑脱岩,是火山喷发的凝灰质物质在海相环境下沉积、蚀变的产物,其研究对鄂尔多斯盆地奥陶系年代地层格架的重新厘定和周缘火山-岩浆活动事件的确定具有重要意义。本文报道了鄂尔多斯盆地西南缘陕西泾阳西陵沟剖面和甘肃平凉银洞官庄剖面奥陶系平凉组钾质斑脱岩的地球化学特征和锆石U-Pb年龄。主量元素表明其源岩为中酸性岩浆,且所有样品K2O含量大于Na2O含量,显示了富钾质特征;Nb-Zr图解中样品大多落在高钾、亚碱性岩浆范围内。利用在风化过程中不活动元素对钾质斑脱岩的原岩进行了恢复,结果表明其原始岩浆为高钾亚碱性流纹英安岩和粗面安山岩。微量元素特征显示多数样品具有典型的岛弧火山岩的特征。分别对上述二个剖面的4个和2个钾质斑脱岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得了变化于449±3Ma~457±3Ma范围的6组谐和年龄,据此将平凉组的沉积时代厘定为晚奥陶世桑比期-凯迪期(Sandbian-Katian)。根据钾质斑脱岩区域分布判断其源于南部北秦岭地区或/和西南部北祁连地区的火山喷发。     

遵义松林下寒武统钾质斑脱岩SHRIMP U-Pb锆石年龄及其地质意义

遵义松林地区广泛出露前寒武系及寒武系,是国际上研究前寒武纪-寒武纪过渡时期生物演化、古环境变迁及成矿事件的重要窗口之一.     

天津蓟县铁岭组新剖面钾质斑脱岩锆石U-Pb测年及Hf同位素研究

天津蓟县西北的大喻山铁岭组剖面钾质斑脱岩夹层锆石U-Pb年龄(1439±14Ma)是约束"蓟县剖面"年代格架的重要锚点,但该剖面露头已遭到严重破坏。最近,笔者在蓟县东北、目前已禁止开采的大五尖采石场发现了铁岭组新剖面,并在其二段近底部再次确认多层钾质斑脱岩,测得其中两层LA-ICPMS锆石U-Pb年龄(1445±12Ma以及1442±10Ma);采自原大喻山剖面该组二段近底部斑脱岩夹层的样品,也获得其LA-ICPMS锆石U-Pb年龄(1439±11Ma)。以上三个年龄值在误差范围内一致,与之前在原大喻山剖面及河北平泉刘家沟剖面该组二段近底部斑脱岩夹层所获的SHRIMP锆石U-Pb年龄(1439±14Ma及1437±21 Ma)也完全可比。与此同时,本文对以上3个样品锆石还开展了锆石原位Hf同位素研究。其结果显示,176Hf/177Hf值变化范围为0. 281703～0. 281880,εHf(t)=-6. 7～-0. 2,两阶段模式年龄为2200～2603Ma,高斯分布峰值为～2360Ma。这表明,铁岭组钾质斑脱岩的物源主要来自于新太古代-古元古代早期地壳物质的部分熔融。本研究为蓟县剖面乃至燕山地区铁岭组高精度年代约束及地层格架厘定等,提供了更多年代学佐证,进一步夯实了整个蓟县剖面作为华北克拉通中-新元古界标准剖面的科学性和代表性;同时,对华北中元古界钾质斑脱岩夹层的锆石首次开展Lu-Hf同位素研究,为探讨这一特殊类型沉积岩的源岩及相关研究提供了新思路;新发现剖面也为未来继续围绕铁岭组的各项研究,提供了一处露头良好、年代框架扎实可靠、可长期观测的新平台。     

鄂尔多斯盆地东部紫金山岩体SHRIMP测年地质意义

通过对鄂尔多斯盆地东部晋西挠褶带紫金山碱性杂岩体的地质特征、岩石学特征、岩石地球化学、稀土元素地球化学分析及U-Pb同位素SHRIMP测年等研究发现:该碱性杂岩体作为鄂尔多斯盆地东部燕山期岩浆侵入热力作用的代表,具有富碱、较富铁、贫镁,钙,SiO2不饱和或极不饱和,属碱性-过碱性系列.地球化学特征显示富碱、铁、贫镁;稀土元素含量高,无铕异常;岩浆侵入表现出明显的方向和多阶段性,可侵入二叠纪-三叠纪地层中.盆地东部火成岩同位素测年数据表明岩浆-热力作用高峰期在110Ma～150 Ma.测试样品中有21组锆石样品年龄介于125 Ma～132 Ma之间,说明主期岩浆活动热力事件时代为早白垩世,是盆地形成演化的中晚期发生构造转换(深部的隆升)相对应,与华北地区较普遍的早白垩世构造热事件一致.早白垩世强烈的构造热力变动导致该盆地东翼大面积的抬升隆起、吕粱软流圈上涌和晋西挠褶带的形成.SHRIMP测年还发现,除主期125 Ma～132 Ma岩浆热力事件外,有捕获的早期岩浆锆石反映的热力活动事件,构造演化分析显示多阶段热力作用特点.     

四川盆地及周缘五峰组-龙马溪组钾质斑脱岩特征及其地质意义

四川盆地及周缘五峰组-龙马溪组黑色页岩地层中斑脱岩广泛分布,蕴含着丰富的地球化学信息。开展相关矿物学（XRD）、主量元素（XRF）,以及微量元素（ICP-MS）等分析,结合野外露头观察,对四川盆地及周缘五峰组-龙马溪组黑色页岩地层中斑脱岩进行了分析。研究结果表明：1）斑脱岩主要由伊利石、斜长石、石英等矿物组成;2）主量元素以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O 为主,其中K₂O/Na₂O介于15.54～270之间;3）微量元素富集Th、U、Pb、Zr、Hf、Ta等高场强元素（HFSE）和Rb、Cs、Ba等大离子亲石元素,亏损La、Ce、Sr、Sm、Eu等元素;4）稀土元素∑REE介于19.58×10^-6～383.88×10^-6之间,平均值为105.43×10^-6,LREE/ HREE介于0.74～12.67之间,平均值为3.93,总体表现为轻稀土（LREE）富集,而重稀土（HREE）亏损,轻、重稀土元素分异明显,Eu表现出一定的负异常,而Ce未出现明显异常。综合分析认为：1）四川盆地及周缘五峰组-龙马溪组斑脱岩具有高钾低钠的特点,与钾质斑脱岩特征相符,且五峰组与龙马溪组斑脱岩特征相似,火山灰物质来源相近;2）原岩构造环境主要为岛弧环境,同时也存在板内环境,火山灰主要来源于北部秦岭地区;3）火山灰可以提高海洋表层初级生产力,为优质页岩有机质形成提供物质基础。     

赣南地区早南华世钾质斑脱岩的发现及其大地构造意义

赣南地区(华夏陆块西缘)早南华世上施组中含多层乳白色、黄绿色凝灰质黏土岩。化学成分分析结果显示富K2O,属钾质斑脱岩;微量元素分析结果显示其源岩为中酸性岩体,源于火山岛弧构造环境。应用LA-ICP-MS对其中的锆石进行U-Pb测年,得到(756.0±7.5)、(774.3±8.5)、(774.1±8.8)Ma 3组谐合年龄。锆石Hf同位素分析显示εHf(t)为-20.1～5.8(正值较少且多出现在774 Ma),其t_(DM2)为130 6～3 030 Ma,表明早期岩浆(774 Ma)具有少量的地幔物质贡献,而晚期岩浆(756 Ma)几乎完全是壳源物质局部熔融的结果。综合构造背景及时限性,认为774～756 Ma间华夏内部还存在洋壳俯冲形成的火山弧岩浆活动,进一步证实扬子与华夏在早南华世还未发生碰撞拼贴。     

华南埃迪卡拉系底部钾质斑脱岩的岩石地球化学特征及其地质意义

我国华南扬子地台不同地区（湖北宜昌、安徽休宁）埃迪卡拉系底部的盖帽碳酸盐岩中均保存有浅色粘土岩层。岩石薄片和扫描电镜观察,以及X射线衍射分析表明,这些粘土岩层以伊利石和伊/蒙混层矿物为主,同时含有港湾状熔蚀石英、高温透长石及岩浆锆石等斑晶矿物。X荧光光谱仪和ICP-MS等离子质谱仪等地球化学元素分析表明,这些粘土岩层具有相似的元素组成和配分模式,以高K₂O、低TiO₂,富含Nb、Ta、Zr、Hf、Th、Y等亲石元素为特征,Al₂O₃/TiO₂、Zr/Hf 和Ti/Th 值均指示了酸性火山灰的性质,同时稀土元素配分模式与花岗岩较为相似。岩石学和地球化学特征表明,这些浅色粘土岩层是火山喷发事件形成的钾质斑脱岩。通过两处剖面的对比,可以将安徽休宁地区的钾质斑脱岩年龄限制在大约635Ma左右。岩浆判别图指示了这些钾质斑脱岩的原始岩浆为高钾亚碱性流纹英安岩;依据微量元素特征和构造环境判别图,初步认为原始岩浆形成于大陆弧环境。这些钾质斑脱岩在区域上的分布,表明我国扬子地台埃迪卡拉纪早期发生了广泛的火山活动,“雪球地球”事件的结束可能是导致这期以钾质斑脱岩为代表的火山喷发事件的诱因。     

南大巴山东段上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组钾质斑脱岩锆石U- Pb年龄及其构造意义

奥陶系-志留系之交的钾质斑脱岩分布范围广,发育层位多,是研究该时期地层年代学、事件地层对比、生物大灭绝和冰期事件及源区构造背景分析的理想对象。本文对南大巴山东段鄂渝交界上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组地层中的斑脱岩开展了锆石U-Pb测年,栗子坪剖面(LZP)黑色泥岩中钾质斑脱岩获得了447.9±2.9Ma年龄,燕子剖面(YZ)黑色硅质岩中钾质斑脱岩年龄为450.9±1.6Ma,间接地限定和约束了地层的沉积年龄。岩石地球化学特征显示,燕子剖面斑脱岩SiO_2为53.61%～56.34%,而栗子坪剖面SiO_2为35.56%～43.81%,其低值可能与高铁含量和高烧失量有关;K_2O含量为5.61%～5.47%,且K_2ONa_2O,属钾质斑脱岩。燕子剖面和栗子坪剖面钾质斑脱岩稀土元素含量变化较大,前者ΣREE为46.48×10~(-6)～73.70×10~(-6),平均值63.08×10~(-6),后者ΣREE介于113.34×10~(-6)～356.98×10~(-6)之间,平均值164.08×10~(-6),LREE/HREE和La_N/Yb_N均显示轻、重稀土元素分异不太明显,轻稀土轻微富集的特点;两者均具有明显的Eu负异常,Ba、U、Nb和Ti微量元素分异明显,前者微量元素明显亏损Nb、Ta和Ti(TNT异常)。原岩恢复结果表明LZP钾质斑脱岩的原始岩浆为过碱性粗面安山岩,YZ钾质斑脱岩为高钾碱性流纹岩,表明两者可能属不同期次或不同来源的岩浆岩。构造背景判别图解显示,LZP样品主要落入板内花岗岩内;YZ样品落在火山弧花岗岩/同碰撞花岗岩内。结合大巴山区域地质构造背景,笔者认为～450.9Ma钾质斑脱岩可能与古秦岭洋壳向北的俯冲有关,其火山凝灰质可能源自沿古秦岭洋盆北缘的火山弧喷发;～447.9Ma钾质斑脱岩与板内拉张有关,火山物质可能主要以板内火山喷发为主。     

陕西金粟山中奥陶统生物扰动构造与古环境分析

首次在鄂尔多斯盆地南缘陕西金粟山中奥陶统峰峰组八陡段与金粟山组第一段发现遗迹化石及其生物扰动构造.该地区中奥陶统含大量无法鉴定遗迹属种的生物扰动构造并产丰富的叠层石.分析、概括了生物扰动构造的分布及其特征, 采用生物扰动构造半定量分析方法并结合叠层石及沉积学研究对各组段古环境进行了解释, 进而认为: 中奥陶世自峰峰组八陡段到金粟山组第一段沉积期, 本区经历了3次由叠层石发育的潮坪环境到开阔台地浅海低能环境的古地理演变, 即海平面发生了3次较大的升降过程.      

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组沉积环境模式

中奥陶统马家沟组是鄂尔多斯盆地的主要天然气储集层之一。奥陶纪由于西边贺兰裂谷和南面秦岭裂谷发生扩张裂离,在盆地西缘和南缘产生裂谷肩翘升,形成 L 形隆起带。在均衡补偿作用下,隆起带东侧伴生一西缓东陡不对称的(内)陆架盆地。研究建立的东西向穿越(内)陆架盆地中心的沉积模式表明:当高海平面时期,L形隆起带沉没于海平面之下,(内)陆架盆地海水环境正常,气候湿润,石灰岩沉积遍及整个盆地;包括隆起带上,仅(内)陆架盆地风暴浪基面之下中心位置有少量灰质白云岩和白云岩沉积。低海平面时期,气候干旱,L 形隆起带接近或有时出露海平面之上,(内)陆架盆地海水补给主要来自东方,(内)陆架盆地处于半局限和局限环境,盆地中心沉积了硬石膏岩和白云岩,盆缘硬石膏岩白云岩坪为白云岩沉积区。极低海平面时期,气候极为干旱,L 形隆起带成为剥蚀区,(内)陆架盆地仅能从东面获得少量已浓缩的海水补给,盆地海水中 CaSO_4和 NaC1高度浓缩,盆地中心沉积石盐岩,盆缘白云岩硬石膏岩坪则沉积硬石膏岩,夹石盐岩和白云岩。L 形隆起带以西毗邻贺兰海槽陡斜坡带,发育各类重力流碳酸盐岩沉积环境,海槽内沉积碳酸盐和硅质碎屑混积型浊积岩。L 形隆起带以南,即渭北隆起地区,整个马家沟期发育为末端变陡的缓坡沉积环境。     

鄂尔多斯盆地西南缘上奥陶统平凉组碎屑岩锆石U-Pb年龄及物源分析

运用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学分析方法,探讨分析了鄂尔多斯地块西南缘奥陶系平凉组沉积期的物源环境。结果表明:①平凉组凝灰质砂岩中的碎屑锆石U-Pb年龄大致包含3组:第一组为早古生代的407~477Ma,峰值为454Ma,占总体的72.5%;第二组为中—新元古代的588~1548Ma,峰值为962Ma,占总体的22.5%;第三组为古元古代的1612~2496Ma,占总体的5%。②集中在407~477Ma年龄组分指示其物源主要来自于祁连—北秦岭岛弧杂岩带,588~1548Ma和1612~2496Ma的年龄组分反映的物源主要来自于北秦岭造山带,祁连造山带和华北板块基底。③锆石年龄谱综合分析,平凉组碎屑沉积物质来源复杂,具有明显的多源性,指示晚奥陶世平凉期的沉积环境应属于祁连—北秦岭岛弧杂岩带与鄂尔多斯地块西南缘之间的局限残留边缘海盆地。     

鄂尔多斯盆地西南缘上奥陶统平凉组岩石特征及沉积环境

为研究鄂尔多斯盆地西南缘上奥陶统平凉组岩石特征及沉积环境,基于沉积学相关理论和方法,根据野外露头、古生物及粒度分析等资料,对研究区岩石特征、沉积相及主控因素开展了研究。结果表明：①研究区平凉组可划分3种岩相和2种岩相组合。②通过综合研究岩性、古生物、沉积构造及粒度参数等资料,确定平凉组沉积环境为深水斜坡。③沉积相为海底扇,在此基础上可划分为中扇和下扇2个亚相,近端朵叶和远端朵叶2个微相。④海底扇的主控因素为相对海平面升降、构造运动和物源供给。     

鄂尔多斯盆地南缘岐山剖面中奥陶统平凉组沉积环境分析

鄂尔多斯盆地南缘岐山剖面平凉组以碎屑岩和碳酸盐岩混积为特征,根据岩性特征可将平凉组分为七段。其中碎屑岩约占80%,主要分布在平一、三、五、七段;碳酸盐岩约占20%,主要分布在平二、四、六段。研究表明,岐山剖面平凉组属于大陆斜坡环境,是一套多旋回沉积,其中一-二段、三-四段、五-六段分别构成一个海进海退旋回,属于上斜坡-下斜坡交互沉积环境,第七段单独构成一个海进旋回。至唐陵组初期,海水开始退去。     

鄂尔多斯盆地南部岐山地区上奥陶统平凉组深水沉积特征及古地理分析

岐山地区上奥陶统平凉组是一套颜色较深的泥岩、粉砂岩、泥质灰岩,夹有薄层斑脱岩的沉积岩系,与上覆和下伏地层在岩石类型、沉积环境和形成的构造背景方面都有明显的差别。研究平凉组的沉积特征,分析其形成环境和构造背景,对于揭示鄂尔多斯盆地晚奥陶世的古地理、古气候、古构造都具有重要的理论意义。通过剖面测制和镜下鉴定,对平凉组的地层学、岩石学和沉积相进行了精细研究。结果表明,平凉组按照岩石组合学特征可以分为3个旋回。第一旋回以泥岩和砂岩为主,灰岩相对较少,沉积作用以浊流沉积和砂质等深流、泥质等深流沉积为主;第二旋回泥岩和灰岩所占比例大致相等,沉积作用为泥质等深流和灰质等深流沉积;第三旋回以砂泥岩为主,少量灰岩,属于砂质等深流为主,少量灰质等深流,浊流沉积不发育。平凉组沉积作用及沉积特征表明,晚奥陶世,华北陆块南缘发生大规模裂陷,结束陆表海沉积,盆地的南部边缘形成大陆斜坡。     

鄂尔多斯盆地东南部宜川—黄龙地区奥陶系风化壳储层发育特征

综合利用地震、测井和岩心等资料,对鄂尔多斯盆地东南部宜川—黄龙地区奥陶系碳酸盐岩储层进行了分析,认为该区具岩溶储层标志特征。岩心分析测试表明:该区风化壳储层岩石类型为含膏白云岩及次生灰岩;储集空间为白云岩溶蚀孔洞、次生灰岩相对孤立溶孔和裂缝;储层整体较为致密,孔隙度为0.30%~11.54%,平均值为3.90%,渗透率为(0.002~15.450)×10~(-3)μm~2,平均值为0.710×10~(-3)μm~2。储层形成受顺层岩溶作用影响,综合古地貌、沉积相、裂缝等条件认为,宜川古潜台西侧区域为古地貌较高部位,顺层岩溶储层较为发育,是后期勘探开发的有利区。     

羌塘地块南部晚白垩世火山岩离子探针测年及其对红层时代的约束

羌塘地块南部广泛出露陆相红层,1:25万区域地质调查将大部分红层划归为中新统康托组,但缺乏可靠的年代学依据。野外观测发现火山岩与红层之间存在喷发不整合接触关系,室内从火山岩选出很多岩浆锆石;应用离子探针U-Pb同位素测年方法精确测定岩浆锆石年龄,能够为研究火山喷发期次和红层形成时代提供重要依据。对羌塘地块南部红层内部粗面安山岩夹层—比洛错火山岩和扎加藏布北侧红层上覆安山岩,挑选岩浆锆石进行高精度的离子探针U-Pb同位素测年,发现比洛错粗面安山岩锆石206Pb/238U同位素年龄为(83.3±1.3)Ma,扎加藏布北侧安山岩锆石206Pb/238U同位素年龄为(75.65±0.82)Ma。这些年龄良好地揭示了晚白垩世不同期次的火山喷发时代,同时为红层形成时代和红层盆地演化提供了重要的年代学约束。根据比洛错和扎加藏布北侧火山岩的锆石U-Pb同位素测年资料,将羌塘盆地南部红层时代归属上白垩统阿布山组,这对分析羌塘地块南部油气地质构造保存条件和构造地貌演化具有重要意义。