长江中下游地区新华夏构造体系的“米字型”结构特征

构造体系由强变形构造带和弱变形地域共同构成,这些构造带和变形带可以用结构面的形式表达。构造体系结构面的分布分析,更加适用于变形规律研究,便于追索构造应力场及其演化。以长江中下游地质结构与导矿-控矿要素研究为基础,总结了新华夏构造体系结构面的“米字型”分布特征。新华夏系“米字型”构造,由NNE 25°方向挤压断裂和褶皱带、NNW 345°方向(大义山式)张扭断裂、NEE 75°方向(泰山式)压扭构造和NWW 300°方向(长江式)的横张构造组成。其演化分先后三个阶段;NNW 345°方向—NEE 75°方向的共轭剪切构造阶段、NNE 25°方向挤压构造阶段和NWW 300°方向的张性剪切构造阶段。新华夏构造体系的“米字型”构造样式的识别,为研究构造体系的应力-应变成因、探讨构造体系的形成演化以及浅部构造和深部构造相关性研究提供了重要的地质构造基础。在其它类型的构造体系中,结构面也具有“米字型”分布特征。     

新华夏构造体系结构面“米字型”分布与演化的数学模拟研究

构造体系由多方向、多应力-应变性质和多重次序的结构构造组成,这些结构面在构造应力场中有较为固定的分布型式。经过区域成矿带、矿田、矿床等不同层次地质研究,揭示了新华夏构造体系的共轭剪切、挤压和引张三种类型结构面,它们在平面上组成“米字型”构造。通过应力-应变有限元法模拟,将“米字型”构造分为三个形成阶段:第一期共轭构造阶段,发育NNW 345°方向(大义山式)张扭断裂和NEE 75°方向(泰山式)压扭构造;第二期挤压构造阶段,产生NNE 25°方向挤压断裂和褶皱;第三期横张构造阶段,产生NWW 300°方向(长江式)的横张断裂,给出了有利于控矿成矿的应力-应变场特征,为地质找矿指明了方向。三个阶段相比,构造带内主干拉应力以第一期NNW向构造带内为最大,第三期NWW向“长江式”构造带次之,第二期NNE向和第一期NEE向构造带内拉应力微弱,拉应力总体呈现出时间由老到新从最高下降至微弱之后再回升的趋势;最大主压应力从第一期NEE向构造带为中等,演进到第二期NNE向构造带为最大,第三期NWW向“长江式”构造带和NNW向构造带为最小,表现出时间由老到新,先增强至最高值再下降至最小的趋势。     

内蒙古赤峰柴胡栏子金矿及周边地区构造形迹的“米字型”分布及其控矿特征

柴胡栏子金矿位于中国东部大兴安岭北北东向构造带与华北地块北缘近东西向构造带的交汇部位。该交汇区经历了多期构造-岩浆活动,产出了柴胡栏子、莲花山、红花沟等多个大-中型金矿床。航磁和遥感资料解译结果表明,矿田内发育北北西向、北西西向、北北东向和北东东向共4个方向的构造形迹,呈现“米字型”结构的展布特点,分别控制了晚古生代岩浆岩(脉岩)和主要金矿床的展布。在柴胡栏子金矿区,4个方向的构造形迹也组成了“米字型”结构,控制了矿体(矿化带)和化探异常的展布。矿田和矿区级别的构造形迹均呈现“米字型”分布特点,是新华夏构造体系分级控岩控矿规律的具体表现。上述认识为矿床成因研究和矿田成矿预测提供了重要的依据。     

陆相层序的“非常规”体系域构成:层序地层学的一个重要进展*

在层序地层学的Exxon时代,在强调陆上不整合面形成层序界面的概念体系中,科学家们总结认为,陆相层序形成在基准面上升期间,以一个从聚合的河道相砂岩到孤立的河道相砂岩组成的向上变细的沉积序列为特征,这代表了一个重要的概念进步;但是,运用海相层序地层的“体系域”名称,如海侵体系域和高水位体系域等,来划分和解释陆相层序的时候,又产生了若干的概念体系不协调。基于此,产生了陆相层序体系域构成的“非常规”体系域概念,成为陆相层序研究的第2个概念进步。更为重要的是,与海相地层一样,主要的沉积作用发生在基准面上升期间,但是,在基准面下降期间也可能产生相应的沉积,从而进一步说明了陆相地层复杂的堆积作用和响应机制,也表明了陆相层序更多的变化性。陆相层序的上述特征成为近年来关注的焦点之一。追逐这些概念变化和进步,将有益于深入理解陆相层序复杂的形成过程而具有重要的科学意义,同时也代表了层序地层学研究的一个重要进展。     

准噶尔盆地东部中二叠统平地泉组具“斑状”结构热水喷流沉积岩的成因及地质意义*

准噶尔盆地东部中二叠统平地泉组(相当于芦草沟组)发育一套陆内裂谷背景下的湖泊相砂岩、泥岩、灰岩、白云岩、凝灰岩互层以及它们的过渡岩石,是区内最主要的烃源岩和储集层。近年来,在帐北断褶带、石树沟凹陷和吉木萨尔凹陷中二叠统平地泉组暗色泥岩、泥晶白云岩中发现了一类特殊的沉积岩,该类岩石发育类似火山岩的斑状结构。“斑晶”主要为粗晶白云石、方解石、黄铁矿及方沸石等,在岩心标本上呈“树枝状”或“雪花状”散布于基质中;基质则主要由泥晶白云石或泥质沉积物构成,富含有机质,发育水平层理及小型变形层理等。岩石学和矿物学分析表明,“斑晶”往往为粗晶方解石或白云石的集合体,也常见黄铁矿、方沸石与碳酸盐矿物共生,“斑晶”方解石发育环带,而白云石未见明显环带。电子探针分析表明“斑晶”方解石具有低镁、低铁及锶分布不均匀的特点,而“斑晶”白云石(FeO含量介于7.272%~11.086%之间)与“基质”泥晶白云石(FeO含量为1.027%)相比具有明显富铁的特点。流体包裹体分析表明“斑晶”方解石均一温度平均为180.68,℃,“斑晶”白云石均一温度平均为320.95,℃。这种特殊 “斑状”白云岩和“斑状”泥质岩很可能是湖底热液喷流作用的结果。当湖水沿深大断裂下渗至地下深处,与围岩发生物质交换并被加热后再沿断裂返回地表喷涌而出,热液流体携带的离子达到过饱和后就会析出方解石、白云石及黄铁矿等集合体,随热液的喷涌作用上升并破碎散落于湖底细粒沉积物内。“斑状”白云岩的发现对新疆北部中二叠统热水喷流沉积作用及该区油气的成因研究具有重要的意义。     

地表“矿物膜”半导体矿物光电子调控微生物群落结构演化特性研究

矿物-微生物交互作用广泛参与地球表层系统物质循环与能量流动过程,深刻地影响着一系列重要的地表生物地球化学进程。近年来地表半导体矿物的相关研究,为矿物-微生物交互作用提供了崭新研究方向,揭示地表“日光-半导体矿物-微生物”系统电子传递过程及其环境效应,是地质微生物学交叉领域研究的核心科学问题之一。本研究从地表不同生境“矿物膜”出发,以光电化学技术证实喀斯特、红壤、岩石漆“矿物膜”在1 000 min长时间循环实验中平均光电流值约为5.4、3.4、3.2 μA/cm²,证实“矿物膜”良好日光响应特性且铁锰氧化物矿物在其中发挥核心作用。基于笔者前期研究所发现的“矿物膜”电活性菌富集且与半导体矿物分布呈正相关性这一现象,本文进一步构建模拟光电子红壤细菌群落系统,20天后细菌群落α多样性显著提升,研究证实细菌群落具有模拟光电子响应活性,且电极与溶液群落均具有演化方向性;16S rRNA测序分析表明模拟光电子作用下Shewanella、Pseudomonas、Streptococcus、Lactobacillus、Acinetobacter等电活性菌显著富集。综上,本文研究结果间接证实地表半导体矿物光电子可有效调控微生物群落结构并促进电活性菌在“矿物膜”中富集。