鄂尔多斯盆地与沁水盆地中生代晚期地温场对比研究

鄂尔多斯盆地和沁水盆地都为大型的沉积盆地，中间以吕梁隆起相隔开。本文通过镜质体反射率、磷灰石裂变径迹、包体测温等古地温研究方法确定了鄂尔多斯盆地和沁水盆地中生代晚期的古地温梯度和古大地热流，鄂尔多斯盆地为３.３～４.３℃/１００ｍ及８１～９５ｍＷ/ｍ２，沁水盆地为６.１℃/１００ｍ及１０６ｍＷ/ｍ２。沁水盆地和鄂尔多斯盆地古地温梯度和大地热流值都较高且沁水盆地高于鄂尔多斯盆地说明中生代晚期存在一次构造热事件，构造热事件发生在晚侏罗世-早白垩世。这次构造热事件提高了气源岩的热演化程度，加速了天然气的形成。     

沁水盆地地层剥蚀量研究

沁水盆地自晚三叠世以来不断抬升,遭受了多次剥蚀,但其累积剥蚀量一直悬而未决,不利于盆地模拟和资源评价。本文在沁水盆地沉积-构造演化史、热演化史研究的基础上,根据野外露头和钻井资料,以镜质体反射率反演方法为主,辅以声波时差法和构造剖面法,较为准确地确定了沁水盆地中新生代以来的累积地层剥蚀量。研究表明,沁水盆地石炭-二叠系煤层在燕山运动时期遭受最高地温,其后回返抬升并伴有地温梯度下降。参照济阳坳陷连续沉积剖面建立了镜质体反射率与深度的关系,经地温梯度校正后,计算出了沁水盆地石炭-二叠系最大埋深,从而得到其此后抬升过程中的累积剥蚀量,经与声波时差法、构造剖面法计算结果对比,三者计算结果较为符合。研究结果表明,晚三叠世以来沁水盆地累积地层剥蚀量在1400～3300m之间,其中盆地中部剥蚀量较少,一般小于2500m,盆地边缘剥蚀量较大,可达3000m以上。主要剥蚀时期为晚白垩世至新近纪,地层剥蚀量可达2000m以上;其次为晚三叠世至早侏罗世,地层剥蚀量一般小于1000m。     

沁水盆地地层剥蚀量研究

[摘 要]沁水盆地自晚三叠世以来不断抬升,遭受了多次剥蚀,但其累积剥蚀量一直悬而未决,对盆地模拟和资源评价产生了不良影响。本文在沁水盆地沉积-构造演化史、热演化史研究的基础上,根据野外露头和钻井资料,以镜质体反射率反演方法为主,辅以声波时差法和构造剖面法,较为准确地确定了沁水盆地中新生代以来的累积地层剥蚀量。研究表明,沁水盆地石炭-二叠系煤层在燕山运动时期遭受最高地温,其后回返抬升并伴有地温梯度下降。参照济阳坳陷连续沉积剖面建立了镜质体反射率与深度关系,经地温梯度校正后,计算出了沁水盆地石炭-二叠系最大埋深,从而得到其此后抬升过程中的累积剥蚀量,经与声波时差法、构造剖面法计算结果对比,三者计算结果较为符合。研究结果表明,晚三叠世以来沁水盆地累积地层剥蚀量在1400～3300m之间,其中盆地中部剥蚀量较少,一般小于2500m,盆地边缘剥蚀量较大,可达3000m以上。主要剥蚀时期为晚白垩世至新近纪,地层剥蚀量可达2000m以上;其次为晚三叠世至早侏罗世,地层剥蚀量一般小于1000m。     

运用磷灰石裂变径迹分析鄂尔多斯盆地周缘中新生代沉降隆升史

通过对鄂尔多斯盆地磷灰石裂变径迹资料深入分析与反演模拟,定性半定量地研究了该区相关岩石组合的地热演化史.结果表明,晚侏罗世晚白垩世早期(160～90 Ma)盆地具东升西降的特点,东部以约25 m/Ma的速率隆升,造成1500～2000 m的剥蚀量;晚白垩世末至始新世早期(90～23 Ma),盆地具整体隆升特点,盆地南部和西部隆升幅度达1500～2000 m,盆地东部表现为弹性回返,隆升缓慢,幅度小于500 m;中新世早期以来(23 Ma至今),全盆快速隆升,周边隆升速率达45～108 m/Ma,造成1000～2500 m的剥蚀量.对盆地内砂岩型铀矿年龄资料对比分析表明,后生铀成矿作用过程基本上都发生在盆缘相对快速隆升阶段.     

中新世以来吕梁山及邻区构造——沉积演化

裂变径迹研究显示中新世早期(23±3Ma)现今吕梁山及周缘地区发生了一次整体性快速隆升。中新世晚期(约8Ma前),吕梁山前、鄂尔多斯盆地及东部宁武—沁水盆地结束了长期剥蚀历史,开始广泛接受新生代沉积。沉积物的垂向叠置关系及横向展布特征显示:8.35～6.7Ma为吕梁山快速差异隆升期,在山前(东西两侧)堆积了冲积扇相芦子沟组砾岩层,暗示了吕梁山已经地貌上成山;与此同时地势相对平坦且摆脱地表水流影响的鄂尔多斯盆地广泛堆积了风尘堆积—红黏土(保德组)。中新世晚期—早更新世早期(6.7～1.8Ma),吕梁山西部山前及鄂尔多斯地区整体缓慢隆升,堆积了新近纪保德组上部、静乐组红黏土及早更新世午城组黄土—古土壤序列。受西部六盘山快速抬升作用影响,鄂尔多斯西部抬升速率略高于东部,于早更新世中期(1.8～1.4Ma)形成现今西高东低的地势格局和南北向晋陕谷地,进而黄河及其支流顺流而下。中更新世以来,鄂尔多斯地区沉积与抬升并重,最终形成现今黄土高原。吕梁山以东的沁水盆地中新世演化史与西部相似,上新世起盆地开始断陷,汾河地堑开始形成。断陷一直持续到早更新世,自下而上依次沉积了下土河组、小白组、大沟组、木瓜组湖相地层,盆地边缘则持续抬升堆积了静乐组和午城组风成堆积。中更新世以来,断陷结束,盆地整体抬升。     

侯马—运城盆地沉积特征及其对构造运动、气候变化及河流演化的响应

侯马-运城盆地为晚新生代以来强烈下沉的盆地,现今却大面积遭受剥蚀,有悖于构造下沉接受沉积的常理。为探究其原因,在对侯马-运城盆地及邻区20多个黄土剖面进行野外测量及年代对比的基础上,选择运城盐湖北缘进行连续钻探,开展钻孔岩芯的粒度、磁化率、色度、烧失量及微量元素环境替代性指标分析,并进行光释光及磁性地层学综合定年,同时与前人在侯马-运城盆地的近50个钻孔进行了对比。结果表明,盐湖钻孔200 m岩芯代表了大约距今0.7 Ma以来的沉积。55~200 m深度（约距今0.2~0.7 Ma）岩芯反映受气候旋回影响为主的宽阔河湖沉积环境,指示侯马-运城盆地曾与邻近的渭河盆地、三门盆地连成浩瀚的汾渭古湖;55 m深度以上（约0.2 Ma以后）突然转为以河流相为主的沉积环境,这是由于三门峡谷河流溯源侵蚀贯通三门盆地,导致湖水下泄,使盆地发生大面积湖退,从长期沉积转向广泛剥蚀,并被S₂以来黄土/古土壤披盖。研究区盆岭空间分布分析揭示,早期北东东向隆起-凹陷被晚期北北东向隆起-凹陷叠加,隆起叠加处构成较强抬升区（峨嵋台地等）,披盖不同时期的黄土或古土壤;凹陷叠加区则构成强烈沉降区,如运城盐湖因强烈下沉而封闭和咸化。其构造叠加可能与鄂尔多斯地块运动方式有关。距今约8 Ma前,青藏地块向东北方向与鄂尔多斯地块发生强烈碰撞,在来自青藏高原深部地幔流的配合下,可能使鄂尔多斯地块向东北方向移动,一方面使北东东向汾渭盆地进一步拉张;另一方面与华北克拉通构成右旋力偶,拉裂成北北东雁行排列的山西地堑系。两者于侯马-运城盆地叠加,形成隆起与凹陷的叠加构造地貌格局。     

华山新生代隆升-剥蚀历史的裂变径迹热年代学分析

综合分析前人的热年代学数据发现华山地区自晚白垩世以来至少经历了三次快速隆升阶段，在120—57Ma间华山经历了缓慢隆升过程，约57Ma以来华山开始相对渭河地堑的快速隆升。其中，57—42Ma间、32—22Ma间和约8Ma以来均为相对快速隆升阶段，视隆升速度约为0．18～0．23mm／a；而42—32Ma问和22～8Ma间则为相对缓慢隆升过程，视隆升速度约为0．01mm／a。约57Ma以来华山的隆升—剥蚀量约为8．5km，平均隆升速度约为0．15mm／a；约32Ma以来的总隆升幅度约为4．5～5．1km，平均视隆升速度约为0．14～0．16mm／a。晚中生代以来华山的隆升过程实际上反映的是东秦岭的隆升过程，与区域地貌结构和周缘断陷盆地的演化过程有密切的成因联系，它表明东秦岭地区的三级等高峰顶面是120—57Ma、42—32Ma和22～8Ma间山脉缓慢隆升—剥蚀的结果，同时反映57—55Ma是渭河盆地开始快速裂陷和秦岭北麓正断层开始强烈活动的时间。     

鄂尔多斯盆地西南部三叠纪末抬升剥蚀事件及热年代学记录

三叠纪末期大型鄂尔多斯盆地遭受了中生代成盆以来首次较大规模的抬升剥蚀,显著改造了中晚三叠世延长期盆地面貌,并控制了侏罗纪早期沉积格局和油藏分布,对盆地演化及矿产资源分布产生了重要影响。本文利用地质及大量钻井资料揭示了该期构造事件对盆地的剥蚀改造特征,盆地及周邻地区磷灰石裂变径迹年代学记录并约束了此次构造抬升的时限与过程;综合周邻区域构造研究成果,探讨了其发育的动力学背景。结果表明,鄂尔多斯盆地三叠纪末期的剥蚀具西南强、东北弱的特点,西南部大范围内延长组地层残缺不全,剥蚀量最大可达1000余米;前侏罗纪沉积古地貌总体呈西南高、北东低的特点;其抬升时间始于205～190Ma,西南部稍早于盆地腹部,抬升速率大于1℃/Myr,可持续至中侏罗世(约160Ma)。该期抬升剥蚀事件范围可涉及至盆地西南缘更广阔的区域,与同期秦岭造山带内出现的快速抬升冷却事件具有较好的时空耦合关系,是对秦岭造山带区域构造环境转变的响应和纪录。该研究丰富和发展了三叠纪末期构造事件在华北克拉通的影响,对该区油气、煤炭资源的进一步勘探和评价提供了新的思路,具有一定的现实意义。     

晚新生代天山北缘构造变形定量研究

晚新生代以来,由于印藏板块陆—陆碰撞,天山山脉重新活动并隆升剥蚀。确定天山隆升变形时间和规模对研究大陆岩石圈变形以及构造活动、气候和剥蚀关系具有重要意义。本文通过生长地层和磁性地层研究,结合天山北缘地震剖面的构造解析,确定了天山北缘三排平行于天山山脉的褶皱带形成时间,并对三排褶皱带的变形量进行平衡恢复,其中三排褶皱中第一排的构造缩短量约为2.9 km(缩短率为15.1％),构造形成时间约为6 Ma,其缩短速率为0.4 mm/a;第二排构造缩短量约为5.9km(缩短率为23.7％),构造形成时间约为2 Ma,缩短速率为2.9mm/a;第三排构造缩短量约为4.3 km(缩短率为15.7％),构造形成时间约为1Ma,缩短速率为4.3mm/a;结果表明晚新生代以来天山构造活动强度可能在加大。     

大别造山带与毗邻沉积盆地间剥蚀沉积关系的裂变径迹热史模拟定量对比

通过利用裂变径迹热史模拟来探讨山盆之间剥蚀沉积关系为定量对比山盆之间剥蚀沉积关系提供了一种可能的途径。其原理主要是通过裂变径迹热史曲线,求取造山带区域平均剥露速率,再将其与毗邻盆地沉积速率对比,进而判断山盆之间剥蚀沉积比例关系。通过计算可以得到大别造山带65~25 Ma区域体积平均剥露速率为1189.67 km3/Ma(当古地温梯度为25℃/km时)、1487.08 km3/Ma(当古地温梯度为20℃/km时)。其剥蚀速率至少占到了毗邻盆地古近纪平均总沉积速率的一半以上。其原理主要是通过裂变径迹热史曲线,求取造山带区域平均剥露速率,再将其与毗邻盆地沉积速率对比,进而判断山盆之间剥蚀沉积比例关系。     

鄂尔多斯盆地东北部构造热演化史的磷灰石裂变径迹分析

运用磷灰石裂变径迹(AFT)分析的构造热年代学研究方法,系统探讨鄂尔多斯盆地东北部不同区段中新生代以来的热演化历史,为盆地东北部石油和天然气等多种沉积能源矿产的勘探预测提供新的约束条件。模拟结果表明:盆地东北部经历了250~150 Ma缓慢埋藏增温过程,平均增温速率为0.9℃/Ma;150~120 Ma为快速增温阶段,平均增温速率高达2.1℃/Ma,地层温度达到最高,且均大于130℃。之后不同区段经历差异降温过程:北缘露头区经历了120~65 Ma快速降温,平均冷却速率约1.3℃/Ma;65~10 Ma缓慢降温,平均冷却速率约为0.4℃/Ma。南缘露头区及盆地沉降区则经历了120~30 Ma缓慢降温,平均冷却速率约为0.9℃/Ma;30~10 Ma快速降温,平均冷却速率约为1.5℃/Ma。10 Ma以来,盆地东北部整体抬升冷却,平均冷却速率约6.5℃/Ma。分析结果认为燕山中期构造热事件之最高热增温作用的关键时刻为(120±10)Ma,促成鄂尔多斯盆地东北部主要烃源岩层系的成熟生烃和大规模油气成藏。在后期的差异抬升冷却过程中,北缘露头区在65 Ma±通过了110℃等温面,南缘露头区及盆地的沉降区在30 Ma±通过了110℃等温面,有利于相邻地区原生油气藏的积聚和保存,古近纪晚期(30 Ma)尤其是新近纪晚期近10 Ma以来的强烈构造抬升作用有可能是引发原生油气藏调整—改造和次生成藏的关键因素。     

Latest Triassic to Early Jurassic Thrusting and Exhumation in the Southern Ordos Basin,North China: Evidence from LA‐ICP‐MS‐based Apatite Fission Track Thermochronology

The contractional structures in the southern Ordos Basin recorded critical evidence for the interaction between Ordos Basin and Qinling Orogenic Collage. In this study, we performed apatite fission track(AFT) thermochronology to unravel the timing of thrusting and exhumation for the Laolongshan-Shengrenqiao Fault(LSF) in the southern Ordos Basin. The AFT ages from opposite sides of the LSF reveal a significant latest Triassic to Early Jurassic time-temperature discontinuity across this structure. Thermal modeling reveals at the latest Triassic to Early Jurassic, a ~50°C difference in temperature between opposite sides of the LSF currently exposed at the surface. This discontinuity is best interpreted by an episode of thrusting and exhumation of the LSF with ~1.7 km of net vertical displacement during the latest Triassic to Early Jurassic. These results, when combined with earlier thermochronological studies, stratigraphic contact relationship and tectono-sedimentary evolution, suggest that the southern Ordos Basin experienced coeval intense tectonic contraction and developed a north-vergent fold-and-thrust belt. Moreover, the southern Ordos Basin experienced a multi-stage differential exhumation during Mesozoic, including the latest Triassic to Early Jurassic and Late Jurassic to earliest Cretaceous thrust-driven exhumation as well as the Late Cretaceous overall exhumation. Specifically, the two thrust-driven exhumation events were related to tectonic stress propagation derived from the latest Triassic to Early Jurassic continued compression from Qinling Orogenic Collage and the Late Jurassic to earliest Cretaceous intracontinental orogeny of Qinling Orogenic Collage, respectively. By contrast, the Late Cretaceous overall exhumation event was related to the collision of an exotic terrain with the eastern margin of continental China at ~100 Ma.     

鄂尔多斯盆地东南南召地区中生代以来的构造演化研究——来自低温热年代学的证据

有关鄂尔多斯三叠纪原型盆地的东南向展布情况不是非常明确,之前有研究表明其东南缘可能位于南召地区,对该区构造演化过程开展研究,可为鄂尔多斯三叠纪原型盆地研究提供重要信息。因此,为了研究南召地区中生代以来的构造演化史及其与鄂尔多斯盆地之间的关系,本文对研究区3条野外剖面上3件三叠系样品开展锆石、磷灰石裂变径迹研究。其锆石裂变径迹年龄为270±15~181±8Ma,与地层年龄相近或大于地层年龄,不能很好地反映地层经历的构造改造时限,可能更多地代表了物源区的信息。磷灰石裂变径迹年龄为57±3~47±5Ma,结合裂变径迹年龄和热史模拟,本文认为南召地区自三叠纪以来经历了4期较大规模的构造改造,早期是三叠纪末遭受了秦岭造山带强烈逆冲推覆对本区的影响;中期是中晚侏罗世到晚白垩世初;晚期是晚白垩世;末期是喜马拉雅期,4期构造改造均与秦岭造山带的构造演化息息相关。此外,通过与鄂尔多斯盆地周缘地区展开对比,发现二者构造演化过程具有相似的时限性,从构造演化的角度支持南召地区属于鄂尔多斯原型盆地的观点。     

鄂尔多斯盆地南缘中晚三叠世物源演变及其地质意义*

针对鄂尔多斯盆地南缘中晚三叠世物源构成转化及盆山耦合机制不清的问题,选取了铜川地区金锁关剖面和周至柳叶河剖面的延长组砂岩为研究对象,运用岩石学、碎屑锆石U-Pb年代学、地球化学的方法,探讨鄂尔多斯盆地南部延长组的物源构成和变化,并探寻其构造耦合机制。结果表明,金锁关剖面上三叠统碎屑锆石可分为5个年龄段,分别是237-330 Ma、390-480 Ma、870-1230 Ma、1740-1980 Ma、2070-2732 Ma,中三叠统碎屑锆石共具有4个年龄段,分别是240-290 Ma、1760-1840 Ma、2250-2300 Ma、2350-2700 Ma;盆地南端柳叶河地区上三叠统碎屑锆石共具有5个年龄段,分别是244-310 Ma、360-600 Ma、800-1300 Ma、1700-2100 Ma和2450-2550 Ma。通过物源对比发现,中三叠世鄂尔多斯盆地南缘的物源来自于华北克拉通、兴蒙造山带和阿拉善地区,晚三叠世沉积砂体的物源来自华北克拉通、阿拉善、兴蒙造山带、西秦岭、北秦岭以及祁连造山带,且岩石学特征和源区构造背景的转变均支持这一认识。这种物源的转变,与中三叠世盆地南部秦岭造山带的活化以及盆地样式的转变有关。     

鄂尔多斯盆地东北部直罗组内碎屑锆石和铀矿物赋存形式简析及其对铀源的指示

鄂尔多斯盆地作为中国重要的多种能源共生的大型盆地,发育了大量的砂岩型铀矿床。本次工作选择盆地东北部纳岭沟铀矿床作为研究对象,在直罗组含矿段附近采取5个砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb定年,并针对含矿样品进行电子探针分析。该地区直罗组含矿段碎屑锆石U-Pb年龄集中分布于5个阶段:(2479±11)Ma~(2460±19)Ma、(2300~1950)Ma、(1896±21)Ma~(1820±32)Ma、(316~266)Ma及165 Ma。同时,本文整理了鄂尔多斯盆地北部造山带内古老变质基底、孔兹岩带和晚古生代侵入岩时代,并发现在直罗组内获得的碎屑锆石年龄与北部造山带内地质体所记录的年龄相一致。结合前人地球化学及古地理研究,本次工作推断纳岭沟地区直罗组砂岩沉积物最终来自于鄂尔多斯盆地北部造山带。纳岭沟铀矿床内铀矿赋存形式主要为存在于碎屑颗粒内部、黏土矿物周边、黄铁矿周边和炭屑裂隙内部。结合野外地质体放射性异常测量,本次工作认为铀源主要来自于沉积成岩阶段含铀碎屑颗粒的预富集和后期高放射性异常地质体通过含铀含氧水向盆地内部的迁移。     

鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组碎屑锆石U-Pb定年及其物源意义

由于构造位置的特殊性和勘探开发工作的局限性,鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组6段的物源分析一直存在较大的分歧。本文选取鄂尔多斯盆地西南部里78井、庄33井、演40井以及汭水河地区上三叠统长6段砂岩为研究对象,运用LA-ICP-MS U-Pb方法对样品中的碎屑锆石进行了年代学研究。结果表明,4个样品都存在250~350 Ma、400~660 Ma、920~1200 Ma、1750~1950 Ma和2200~2600 Ma 5个基本相近的年龄区间,与之对应的峰值年龄主要集中在284~330 Ma、430~460 Ma、950~1000 Ma、1850~1915 Ma以及2250~2450Ma。通过与邻区碎屑锆石年龄分布特征对比并结合重矿物资料,对研究区长6段物源的方向、母岩时代及岩性进行了系统全面的分析,认为研究区物源具有多方向、多时期、多岩石类型的特点,主要来自于盆地西南缘、南缘分布的北秦岭西段、北祁连东段及西秦岭的加里东期岩浆岩、晋宁期岩体和位于盆地东北部的古元古代孔兹岩系,盆地西北缘阿拉善地块的华力西期岩浆岩、鄂尔多斯地块东南部的变质基底也提供了部分物源。这一研究结果将有助于进行原盆沉积环境的恢复和指导下一步油气勘探的部署。     

鄂尔多斯盆地东北部差异隆升过程裂变径迹分析

基于磷灰石裂变径迹(AFT)的分析方法,探讨鄂尔多斯盆地东北缘差异隆升过程及其隆升强度,为鄂尔多斯盆地东北缘(晋西挠摺带府谷—吴堡区段)构造演化历史及其与多种能源矿产耦合关系提供新的认识。不同构造单元及其不同层系样品的AFT分析表明:研究区北段府谷—兴县地区构造抬升相对较早,且经历了白垩纪晚期(86~56Ma)和古近纪(44~37 Ma)两次隆升过程,平均隆升速率分别为24.5 m/Ma和41.8 m/Ma;研究区中段紫金山地区抬升相对较晚,主控构造事件发生在晚白垩世末期—古近纪早期(68~56 Ma)和古近纪中晚期(35 Ma),平均隆升速率分别为48.8 m/Ma和49.2 m/Ma;研究区南段临县—吴堡地区抬升最晚(35~21 Ma),平均隆升速率为73.9 m/Ma。因此,鄂尔多斯盆地东北缘晚白垩世以来的差异隆升过程具有北段抬升早、中段抬升相对较晚和南段抬升更晚的特点,南北区段统一的强烈构造抬升活动主要发生在古近纪以来的晚近时期,且构造隆升强度由南向北逐渐减弱。结合已有的成矿(藏)年代学资料分析表明,鄂尔多斯盆地东北缘关键构造事件及其隆升强度与多种矿产耦合成矿(藏)事件关系密切,构造事件与成藏(矿)事件呈现出显著的协同耦合特点。     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界碎屑锆石U-Pb年龄及其构造意义

通过对鄂尔多斯盆地西南部晚古生代山西组1段和下石盒子组8段碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb测年分析,结合周缘地层年龄结构和地质历史事件,进而追寻盆地沉积物物源,推断盆地与造山带的盆山耦合过程。研究表明105个岩浆成因的碎屑锆石可分为4个年龄组段:(1)260~340 Ma,占总数的21.9%,推断物源主要来自北秦岭和西秦岭构造带;(2)370~470 Ma,占总数的24.8%,反映物源主要来自北秦岭、西秦岭构造带和北祁连造山带;(3)1600~2000 Ma,占总数的32.4%,指示物源来自北秦岭造山带、北祁造山带和华北板块;(4)2300~2600 Ma,占总数的15.2%,物源分别来自华北板块基底结晶岩系、北祁连构造带、北秦岭构造带和西秦岭构造带。研究区总体上具有来自北秦岭造山带、西秦岭造山带、北祁连造山带、兴蒙造山带及华北板块基底五个物源区,其中兴蒙造山带、北秦岭造山带和北祁连造山带为主要物源区。古生代碎屑锆石年龄证实了鄂尔多斯盆地西南部奥陶纪被动大陆边缘形成,志留纪—泥盆纪转化为陆-陆碰撞造山带,石炭纪—二叠纪逐渐由造山带转化为沉积盆地。     

鄂尔多斯盆地南部延长组长7段凝灰岩形成时代、物质来源及其意义

鄂尔多斯盆地南部延长组长7段优质烃源岩以含众多凝灰岩夹层为显著特点,其中长7段底部长7₃层凝灰岩最为发育。凝灰岩的形成时代及火山物质来源,对探讨延长期湖盆优质烃源岩形成、富烃凹陷发育及周邻同期构造-岩浆事件等均具有重要的意义。本文以盆地南部铜川何家坊剖面长7₃层凝灰岩夹层为重点研究对象,利用岩石薄片、扫描电镜及主微量元素等方法,明确了该区凝灰岩岩石学和地球化学特征;同时对凝灰岩夹层及其间的砂岩层开展了锆石U-Pb定年。结果表明该区凝灰岩蚀变强烈,但仍具凝灰岩结构及中酸性火山岩特点;获得的两个凝灰岩样品主组分加权平均年龄分别是（226.5±1.6）Ma（n=24）和（229.7±2.2）Ma（n=21）,同期砂岩碎屑锆石最年轻组分为235~243 Ma（n=7,加权平均年龄239.3 Ma）。结合前人研究成果,综合认为长7₃层凝灰岩形成年龄约在230 Ma±,代表了长7期开始的时间,也是延长期湖盆进入鼎盛发育和盆地坳陷型富烃凹陷形成的时期。依据延长期凝灰岩特征,盆地腹地及秦岭造山带构造-岩浆活动事件,指出延长组长7期凝灰岩的火山物质主要来自秦岭造山带,与勉略洋壳向南秦岭板块下俯冲形成的岛弧火山等联系密切,并将秦岭造山带与延长期湖盆之间的耦合响应过程划分为3个阶段。本文对重新认识鄂尔多斯盆地发育演化过程及长7期湖盆属性具有重要的指示意义。     

秦岭造山带与鄂尔多斯盆地印支期构造事件年代学对比

秦岭和鄂尔多斯盆地相互毗邻,秦岭的造山作用和鄂尔多斯盆地内陆湖盆的发展演化之间存在有机的联系,构成了山—盆耦合体系。印支构造活动具有多旋回演化的特征,它是秦岭全面造山的关键时期,可划分230~238Ma、210~224 Ma和198~206 Ma三个重要构造演化阶段,其中中期构造活动留下的地质记录最丰富。本次研究采用LA-ICP-MS锆石原位U-Pb年龄分析技术,获得了延长组长7中上部和底部凝灰岩的年龄分别为221.8±2.0 Ma和228.2±2.0 Ma,通过对鄂尔多斯盆地三叠系延长组凝灰岩年龄的界定、分析,推算延长组顶底不整合面的年龄分别为199.6 Ma和237 Ma。长7中上部和长6厚层重力流砂体的形成时间为215~224 Ma。提出延长组底部和顶部的两个沉积间断面分别对应于秦岭造山带印支早期和晚期构造活动开始或结束阶段,并在盆地内识别出了中期构造事件,该事件造成盆地快速沉降,大面积分布的长7油层组底部凝灰岩和长7油层组中上部—长6油层组中下部的厚层深水重力流砂岩是该期构造活动的直接产物。因此印支构造活动在鄂尔多斯盆地形成了两个构造层序界面和两套沉积事件地层。此外,文章总结了中期事件在鄂尔多斯盆地的八大沉积耦合效应。