辽宁大连地区中—新元古界砂岩盐风化穴的发现及意义

<正>1研究目的辽宁大连地区位于华北克拉通的东北缘(Zhao Guochun et al., 2012),这里中—新元古代地层发育,自下而上分别为永宁群、细河群、五行山群和金县群,其中永宁群和细河群是一套碎屑岩沉积组合,永宁群包含永宁组,细河群包含钓鱼台组、南芬组、桥头组。曾有学者针对该套碎屑岩组合开展过岩石学、层序地层学、古气候学以及物源分析等研究工作,     

塔里木西南中-新元古界研究进展

本文总结了近年来塔里木西南地区前寒武系研究成果,重新建立了塔里木西南地区中-新元古界年代地层格架.结合岩石组合、地球化学特征概括了主要地层单元的沉积环境.研究表明,塔里木西南中元古界包含喀拉喀什群和桑株塔格群,沉积年龄分别为~1.52 Ga和1.4~1.5 Ga;原归属于长城系的塞拉加兹塔格群解体为两部分,下部为~890 Ma的大火成岩省,上部为850~840 Ma的火山沉积岩系.原划分为古元古界的埃连卡特群重新厘定为新元古界青白口系(~800 Ma).新元古代中晚期的沉积包括丝路群(<800~830 Ma)和恰克马克力克群(~750 Ma).其中恰克马克力克群中两次冰期大致可与塔里木北缘贝义西冰期和特瑞爱肯冰期进行对比.综合年代学、地球化学、碎屑锆石年龄谱、岩石组合以及岩石变质变形特征,塔里木西南地体在~1.9 Ga汇聚到Columbia超大陆之上,之后从~1785到~1117 Ma一直处于裂解、拉张构造背景.~1.0 Ga时,塔里木西南地体汇聚到澳大利亚北缘.几乎同时,大洋沿着塔里木西南地体北缘俯冲,大约850 Ma时形成了弧后盆地,在盆地中沉积了以碳酸盐岩为主夹少量火山碎屑岩的塞拉加兹塔格群;~800 Ma时弧后盆地关闭,在塞拉加兹塔格群的基础上形成了前陆盆地,沉积了埃连卡特群;最终在750 Ma以后,前陆盆地关闭,塔里木形成了统一的基底.而后被动大陆边缘和裂谷盆地开始发育,形成新元古代中期到寒武纪未变质和未变形的地层单元.     

辽西-冀北地区中-新元古界储层油气特征及运聚史分析

利用显微观察、包裹体岩相学等手段,研究了辽西-冀北地区中-新元古界储集层有机质的赋存状态、油气包裹体特征和期次.结合区域构造演化史,初步分析了油气的运移和聚集历史.研究表明,辽西-冀北坳陷中-新元古界储集层同时存在液体原油、稠油和固体沥青三种有机质,储层的各种成岩矿物内发育大量的、类型各异的油气包裹体,表明它有多期油气的活动过程.据包裹体的产状和光学特征判定,储层早期活动的油气为成熟度较低的重、稠油,以自生自储为主;中-晚期活动的油气成熟度较高,成藏规模较大,油气主要沿构造运动的裂隙运移.     

鲁山地区中-新元古界汝阳群和洛峪群微生物席及其矿物显微构造特征

微生物成因沉积构造（Microbially Induced Sedimentary Structures, MISS） 是底栖微生物群及其生命活动与沉积物相互 作用形成的沉积构造,是微生物群生命活动的重要产物,多出现在陆源碎屑岩中,也是微生物群落在碎屑沉积中最重要的 地质记录。该类构造在前寒武纪的广布性和显生宙的局限分布性,对于研究地球表层环境的演变具有重要意义。通过对鲁 山地区野外露头发育的MISS的详细观察和描述,依据其成因和形态观察,将其分为微生物席生长构造（Mat growth feature）、 微生物席破坏构造（Mat destruction feature） 和微生物席腐烂构造（Mat decay feature） 三种类型,包括瘤状突起、不规则侧 向生长脊、多边形网状生长脊、多边形脱水裂痕、纺锤状脱水裂痕、不规则网状脱水裂痕、次圆状网状脱水裂痕、砂火山 构造等8个主要形态构造。根据宏观形态、镜下特征等,分析讨论了MISS的形态构造、成分、成因、沉积环境等。对含有 MISS石英砂岩的镜下石英颗粒及其矿物组分特征的研究发现,宏观上形态各异的MISS的镜下特征差别不大,并且在MISS 形成过程中生物物理沉积和生物化学沉积共同起着作用,同时也发现微生物群落可能多生长在中等水动力、沉积物为细粒 的环境中。     

华北地台南缘苏-鲁-皖地区中-新元古界的重新划分与对比

近些年来,燕山地区青白口系下马岭组斑脱岩锆石SHRIMP法U-Pb测年获1366~1380 Ma,下马岭组的时代已属中元古代。华北地台南缘苏-鲁-皖地区与下马岭组相当的地层当属徐淮群上部史家组至望山组,也有属中元古代的可能。淮北地区出露大面积的基性岩墙群,并侵入于徐淮群中,辉绿岩单颗粒锆石SHRIMP法U-Pb年龄为976土24~1038土26 Ma,徐淮群的时代显然老于该年龄。据此,苏-鲁-皖地区“青白口系至震旦系”的地层格架应重新进行划分与对比。结合宏观藻类化石Chuaria-Tawuia组合与蠕形类化石Pararenicola-Paleolina组合等资料,笔者将本区原“青白口系至震旦系”的地层重新划分为中元界长城系-蓟县系的徐淮群下部,金州系的徐淮群上部,新元古界下部的淮南群和新元古界上部的南华系。本区凤台组冰碛岩与劳伦古陆西缘750 Ma的拉皮坦群冰碛层似可对比;与五岗集组相当的陕西罗圈组上段泥质岩Rb-Sr年龄为722 Ma;凤台组冰碛层出现古磁极倒转,与扬子地台也有磁极倒转的古城组冰碛层大体相当,围干组-凤台组-五岗集组分别可与扬子地台的莲沱组-古城组-大塘坡组对比,其时代应划归南华纪为宜。据此,笔者全面调整了苏-鲁-皖区中-新元古界的划分与对比,并首次将华北地台南缘的冰碛层划归南华系下部,实现了华北地台与扬子地台南华系的直接对比与衔接,初步解决了华北地台与扬子地台南华系-震旦系长期悬而未决的重大地层对比问题,为重新建立我国以蓟县剖面为代表的中-新元古界地层格架提供了坚实的地层基础,此建议无疑具有重要的地层学意义和地质年代学意义。另外,该区新元古界亦可与劳伦古陆加拿大新元古界麦肯齐山超群-铜旋回和拉皮坦群冰碛层对比,进一步表明华北地台与劳伦古陆曾处在Rodinia超大陆范围内的可能。     

辽西阜新夏家沟地区新元古界殷屯组发现的意义

在对辽西夏家沟地区出露的中元古界长城系、蓟县系岩石地层单位进行考察时,在中元古界长城系串岭沟组之上,发现了新元古界北方南华系下统殷屯组冰碛杂砾岩地体,该地体与中元古界长城系串岭沟组呈角度不整合接触.该项发现填补了辽西地区新元古代时期陆相岩石地层单位沉积的一项空白,对于讨论辽西地区新元古代地壳的演化历史增添了新的内容,具有重要的地质意义.     

辽西建昌地区中—新元古界原生油气藏成藏条件分析

辽宁西部建昌地区为一残留型构造盆地,中—新元古界中发育以下马岭组、铁岭组、洪水庄组为主要生油层的烃源岩系。有机质地化指标测定表明洪水庄组泥页岩、铁岭组页岩和下马岭组泥页岩大部分达到好-优烃源岩标准,配合在海相及海陆过渡相时期发育的碳酸盐岩储层和砂岩储层,在断裂和不整合面疏通的情况下具有较好的生储盖组合。中生代经历了印支运动和燕山运动强烈的推覆构造作用,发育多种类型构造圈闭。结合油源对比分析,表明中—新元古界发育古生古储型油气藏,提出了相应的成藏模式。     

塔里木盆地西北缘新元古界层序地层划分及区域对比意义

进行塔里木盆地新元古界层序划分及区域对比,有助于盆地形成早期环境演化研究与深部油气勘探。本文以塔里木盆地西北缘为例,通过新元古界沉积特征详尽剖析,划分了地层序列,进一步结合前人成果,对盆地周缘新元古界层序地层进行了区域对比。结果表明,受塔里木新元古代裂谷盆地演化的“裂陷—裂拗转换—拗陷”三个阶段控制,盆地西北缘新元古界可划分为三个二级层序：层序Sq1形成于成冰纪早期裂陷阶段,由成冰系东巧恩布拉克组和牧羊滩组构成,分布于孤立的小型地垒-地堑盆地,主要发育冰川及浅水陆棚沉积;层序Sq2形成于成冰纪晚期—埃迪卡拉纪早期裂—拗转换阶段,由成冰系尤尔美那克组与埃迪卡拉系苏盖特布拉克组构成,因盆地连通性加强而分布范围增大,发育冰川、潮坪及浅水陆棚沉积;层序Sq3形成于埃迪卡拉纪晚期拗陷阶段,由埃迪卡拉系奇格布拉克组构成,地层向隆起上超且分布范围广,发育碳酸盐岩台地沉积。根据塔里木盆地新元古代沉积-构造演化背景及年代地层格架,盆地西北缘阿克苏地区新元古界三分的层序充填样式可与盆地东北缘库鲁克塔格地区、西南缘叶城地区对比,其中Sq1层序及Sq2层序底部冰川杂砾岩分别与全球成冰纪Sturtian和Mar...     

蓟县中元古界下马岭组地层中菱铁矿的发现及其意义

蓟县剖面中元古界下马岭组地层下部黑色岩系中发现丰富的铁质结核,经X射线粉晶衍射、显微镜下观察、能谱分析等方法鉴定,确定铁质结核主要由菱铁矿构成.这些菱铁矿可能具有经济意义.另外,野外和室内研究表明,无论是铁质结核还是黑色岩系本身,都匮乏硫化物.这一发现说明中元古代下马岭期的燕辽海盆水体贫氧、富铁、贫硫,不是硫化的海洋.     

陕西洛南石门─潘河断裂以南地区的中元古界

据对洛南石门-潘河断裂以南地区中元古界叠层石组合特征,及其与国内外相应层位的对比研究,笔者认为该断裂南北两地区的中元古界地层完全可以对比．因此,石门-潘河断裂不具备地层区划界线的价值．     

内蒙古赤峰召庙花岗岩表面的冰川壶穴、泄水槽、盐风化穴和剥离面理

在内蒙古赤峰市巴林左旗林东镇以南约20 km的召庙, 出露一片面积约20 km2的花岗岩, 称为召庙花岗岩体。该岩体被至少2组垂直节理及与地面起伏一致的剥离面理切割成大小不等的弧形岩块, 构成高于周围地表300~400 m的花岗岩山区。在多条花岗岩山脊上保存有大小不等的壶穴, 山脊两侧则发育从上到下紧密排列的泄水槽, 而泄水槽则被剥离面理横向切割, 沿剥离面理的露头线发育大小不等的风化穴。通过详细的野外调查, 认为花岗岩山脊上的壶穴不是风蚀和风化所致, 而是晚更新世冰盖上的冰川融水下泄冲刷形成的; 山脊两侧的泄水槽也是冰川融水下泄冲刷的结果; 剥离面理是第四纪冰川发育导致地表之下岩石温度变化的热变应力所致, 可用于恢复第四纪冰川作用时期的基岩古地貌; 盐风化穴是第四纪冰川退缩后本区重要的物理风化类型, 优先沿着剥离面理发育。本区3种微型地貌景观和大型的剥离面理共生组合记录了更新世以来召庙花岗岩山区的地貌演化史。     

Origin of Tafoni in the Late Cretaceous Aeolian Sandstones,Danxiashan UNESCO Global Geopark,South China

Tafoni occur generally in granular rocks around the world, but their origin remains controversial. In this study,the roles of lithology, micro–climate, and organism in tafoni development are investigated in the Danxiashan UNESCO Global Geopark of South China. The Jinshiyan Temple and Luyitang sites along the Jinjiang River are chosen to conduct tafoni morphometry, bedrock petrography, and micro–climate analyses. The research methods used in this study include field observations and measurements, Voronoi diagrams, polarizing microscopic and scanning electron microscopic(SEM)image analysis, and meteorological detection. The tafoni are mostly 2–10 cm in length and elliptical in shape. The Late Cretaceous Jinshiyan sandstones are characterized by a grain–to–grain contact fabric and moderate sorting with a high proportion of soluble grains and cements. The Voronoi diagrams developed through the Arc GIS software are largely consistent with the tafoni openings. Moreover, owing to exposure to solar insolation, the external temperature values are higher than the internal ones, while the external relative humidity values are lower than the internal ones. Therefore, the permeable Jinshiyan sandstones are fundamental for tafoni development, while the abundant moisture from the Jinjiang River and frequent rains is favorable for salt weathering in tandem with biological activities. At last, a five–stage development model is proposed for the tafoni progression in the study area.     

辽东半岛南部中新元古界地层的重新厘定

近年来,燕山地区原青白口系下马岭组的年代学研究取得了突破性进展(其年龄为1368±12Ma,1370±11Ha,1366±9Ma);在研究区金州大和尚山侵入于“桥头组”辉绿岩也获得新元古代锆石U-Pb年龄(904±15Ma-l125±38Ma)。这些年代数据使我们认为对于辽南地区前人所划“震旦系”地层的划分与对比应进行重新考虑。本文以岩石地层和旋回地层为实际材料,生物地层和事件地层以及年代地层为手段,从长岭子组能否作为标志层入手,对辽南地区中-新元古界进行了系统研究,否定了长岭子组在地层对比中的标志层意义,首次提出葛屯组才是金县地区-b复县地区进行地层对比的标志,并将复县地区的五行山群置于金县群之上,从而将辽南地区“震旦系”由老到新重新厘定为中元古界旅大群、革镇堡群和金县群与新元古界永宁群、细河群和五行山群。以碎屑岩为主要特征的岩石组合与海底火山喷发事件,将辽东半岛南部旅大群与蓟县剖面长城系进行了对比;以碳酸盐岩为主要特征并含丰富的叠层石Paraconophyton-Conophyton-Baicalia-Chihsienia等组合的革镇堡群与蓟县剖面蓟县系对比;富含叠层石Linella-Gymnosolen-Katavia-Cuijiatunia-Xingmineunella组合的金县群可与下马岭组对比,从而将金县群首次置于中元古界上部。含宏观藻类化石Chuaria。Tawuia-Longfengshania组合和蠕形类化石Pararenicola-Paleolina组合的永宁群-细河群-五行山群与加拿大新元古界小达尔群-含铜白云岩对比,永宁群-五行山群的时代应为新元古代早期。据此,笔者全面调整了徐淮胶辽吉中-新元古界的地层划分与对比,为在我国建立中-新元古界系一级的地层单元打下良好的基础,具有重要的地层学和年代学意义。同时,由于对该区中-新元古界重新进行了划分与对比,确认了大连上升是中元古界与新元古界的分界面,并大体相当于北美格林威尔运动在华北地块上的响应,为探讨燕山地区与徐淮胶辽吉中-新元古代的沉积特征,海水进退归程,构造运动以及重建Rodinia超大陆提供了地层资料,具有重要的古地理学和古构造学理论意义。     

中国不同气候带盐风化作用的地貌特征

盐风化作用是地球表面普遍存在的一种物理风化作用,由于盐类的周期性结晶作用而造成地表岩石和建筑材料的破坏,形成诸如风化穴或蜂窝石构造等地貌景观。盐风化作用也是差异风化的主要表现形式之一。然而,到目前为止盐风化作用在中国地学界仍然被严重忽视,以至于盐风化作用造成的地貌景观常常被地学研究者和科普人士误读为海浪冲蚀、流水侵蚀、风蚀作用等。经过近十年的野外观察与探讨,笔者等对盐风化的形成机理和表现形式有了深入的理解。本文以中国境内东部海岸带、华北半干旱区、西北干旱区和东南湿热气候带基岩露头为例,系统地分析了盐风化作用的机理及其在不同气候带的表现形式。盐风化的必要条件是:适当的可溶性盐类(如Na_2SO_4、NaCl等)供应、周期性的干湿交替和温度变化。盐风化作用主要在发育可渗性孔隙的砂砾岩类和富含微裂隙的花岗岩类之露头表面表现明显,可以形成特征显著的盐风化穴。盐风化作用形成的地貌景观在东部海岸带和西北干旱区表现尤为明显,常常形成蜂窝石构造和大型风化穴,与风蚀作用的痕迹明显有别;而在华北半干旱区和南方湿热气候带虽然受到降雨等其他因素的影响而常常遭受改造、叠加甚或清除,但在某些露头区仍然保留有重要的识别标志,形成大型风化穴以及小型蜂窝石构造。笔者等强调:地表各种地貌景观形成过程中都有盐风化作用的贡献,而建筑物和景观保护也必须考虑到盐风化作用的影响。建议地学同仁重视盐风化作用的普遍性和重要性,在相关教材中补充更新盐风化的概念,并以科普的方式通过多种媒体纠正过去的错误认识。     

辽东大连金石滩新元古代碳酸盐岩臼齿构造形态及其沉积环境指示意义

辽东大连金石滩新元古代兴民村组上部灰岩段发育了一系列形态复杂多样的臼齿构造(Molar-tooth struc-ture,简称MT)。通过野外及室内综合研究鉴别出条带状、短直杆状、蠕虫状、细丝状、圆斑状(气泡状、瘤状)和碎屑状6种主要类型,其中以条带状最为发育。MT发育段主要由含砂屑或粉屑灰岩、泥晶灰岩、纹层状泥晶灰岩和含泥泥晶灰岩的韵律组成,系多个向上沉积动力减弱、水体变浅的潮下-潮间带沉积旋回序列。兴民村组MT发育的沉积环境具有一定水深和频繁波动的水动力特点,MT形态受宿主岩石性质的影响和控制。MT主要发育在浅潮下带-潮间带下部沉积微相。不同形态的MT及其组合分别宿主于不同的沉积岩相或沉积韵律,表现了MT形态的指相意义。     

米仓山构造带下寒武统筇竹寺组砂岩球状风化特征及成因机制

球状风化发育类型广泛,并且与人们的生产生活息息相关,但是人们对球状风化的研究却相对较少.为进一步研究其发育特征和形成机制,笔者通过薄片鉴定、扫描电镜、X-射线衍射、主量及微量元素分析等实验手段对米仓山构造带下寒武统筇竹寺组砂岩球状风化发育特征及成因机制开展了系统研究.研究表明,米仓山构造带下寒武统筇竹寺组砂岩的球状风化...     

四川省沐川地区石英砂岩特征及利用途径探讨

四川省沐川地区石英砂岩储量巨大,开采技术条件好。通过采集沐川地区矿区坑道的原矿样品和精选厂的工业品,开展地球化学、薄片鉴定和导流能力实验等测试分析,研究了沐川地区石英砂岩的特征并探讨其开发利用途径。结果显示: 矿石主要为中粒岩屑石英砂岩,矿物成分以石英和硅质岩屑等陆源碎屑为主,含少量黏土杂基和石英胶结物等填隙物; 40/70目工业级石英砂样品在闭合压力28 MPa条件下的破碎率为9.05%,在70 MPa 闭合压力下的导流能力为1.12 µm2·cm,满足四川盆地页岩气井主裂缝的导流能力要求。沐川地区石英砂岩的矿石产品有磷化工、玻璃制品、铸造用型砂以及压裂支撑剂4种应用途径,建议加强石英砂岩压裂支撑剂用途的评价,综合开发利用石英砂岩矿资源,保障服务于支撑剂产业的砂源本地化。     

沧东地区中生界砂岩储层特征及影响因素

基于钻井、录井、岩芯、铸体薄片和物性分析等资料,对沧东地区中生界J_(1-2)~上储层特征及其影响因素进行分析。结果表明,研究区中生界J_(1-2)~上储层的岩石类型有岩屑砂岩和长石砂岩2类,砂岩的成分成熟度和结构成熟度偏低。储层孔隙度平均值为18.7%,平均渗透率为62.2×10~(-3)μm~2,属于中孔中渗至中孔低渗型砂岩储层,储集物性好。在此基础上,对储层物性的影响因素进行分析,其中构造破碎作用和溶解作用是储层次生孔隙形成的重要因素,大断层上升盘底部及溶解作用强烈有利于有机酸流体进入的部位是寻找中生界有利储集体的方向。研究成果对下一步的勘探部署具有指导意义。     

华北、华南、塔里木三大陆块中-新元古代岩浆岩的特征及其地质对比意义

我国三个主要的古老陆块（华北、华南和塔里木陆块）都发育中-新元古代岩浆岩。根据大量的同位素年代学资料,华北陆块中-新元古代岩浆事件可以分为7个阶段,其中1.78Ga和1.32Ga两期影响范围较大,可以构成大火成岩省。华北陆块中-新元古代的岩浆岩均形成于大陆地壳伸展的构造背景,意味着华北并未介入Rodinia超大陆的聚合过程。华南陆块中-新元古代岩浆事件可以分为8个阶段,从1.78Ga到1.5Ga的四期岩浆事件形成于大陆地壳伸展的构造背景,1.4Ga左右的一期岩浆-构造事件分布局限,可能形成于局部的构造拼合背景。1.0Ga左右的岩浆事件,在华南陆块的不同部位表现形式不同,意味着发生过不同地块的拼合。从0.95Ga到0.82Ga的岩浆事件主要分布在江南造山带和扬子地块北缘,这一阶段的岩浆事件导致扬子地块和华夏地块拼接成一体,形成华南陆块。之后从0.78Ga到0.72Ga的岩浆事件几乎遍布华南陆块,反映了陆块形成后的伸展过程。塔里木陆块中-新元古代的岩浆事件可以分为8个阶段,1.78Ga和1.5Ga的岩浆事件仅在局部有反映,它们形成于拉伸的构造背景。1.4Ga的岩浆事件在塔里木陆块的北缘和西南缘表现形式不同,北缘钙碱性岩浆岩形成于大陆弧构造背景,而西南缘A2型花岗岩则形成于拉伸的构造背景。0.96~0.88Ga期间,塔里木东南缘和北缘的花岗岩以I型和S型为特点,形成于活动大陆边缘,而在塔里木陆块的西南缘该时期则形成了塞拉加兹塔格群中双峰式火山岩,形成于陆内裂谷环境。0.88~0.82Ga期间,在北缘的库鲁克塔格地区形成了与俯冲增生相关的岩浆岩组合,而在东南缘则形成了与拉张构造环境有关的双峰式火山岩。塔里木陆块不同部位,不同阶段岩浆岩组合的差异意味着塔里木陆块原来并不是一个统一的陆块,很可能是在不同时期由不同块体拼合而成的。华北、华南和塔里木三个陆块中-新元古代岩浆岩的差异演化,揭示了它们各自形成陆块的过程和方式及相互关系。

     

辽东大连新元古代臼齿碳酸盐岩地球化学特征及其地质意义

臼齿构造碳酸盐岩是全球各大陆中、新元古代时期普遍发育的、具有特殊成因意义的碳酸盐岩类型,到目前为止,已在全球20多个地区近50多个中、新元古代地层剖面中被发现。百余年来,有关MT的研究越来越深入,进展显著。从前期和前人较少关注的有关MT与宿主岩石的关系,尤其是从MT与宿主岩石地球化学特征的关系及其所揭示的地质意义出发,通过薄片、电子探针、背散射、阴极发光等测试手段及C、O、Sr同位素的系统测试,对辽东地区新元古代南关岭组、营城子组及兴民村组MT及其宿主岩石的成分、结构、微观组构等特征进行了深入研究。研究证明,MT是原生或早期成岩的产物,由原生海水埋藏成岩和海水直接成岩形成;MT与宿主岩石具有相似的地球化学特征,具有同生或准同生的特点,形成于温暖的正常海水环境,并于Sturtian冰期前终止发育。锶、碳同位素同全球中、新元古代碳锶同位素理论曲线类比表明,大连新元古代南关岭组和营城子组的形成时限为760~950 Ma,兴民村组形成时限为720~800 Ma,与胶辽徐淮地区新古代地层具有良好可对比性。