鄂尔多斯地块西南缘千河水系变迁与新构造运动

鄂尔多斯地块西南缘新构造运动活跃,其河流阶地发育过程和水系演化历史蕴藏了丰富的新构造运动信息。发育于鄂尔多斯西南缘的千河水系两岸不对称分布5级河流阶地,通过野外调查和钻探揭露,厘清了阶地结构和发育特征,利用电子自旋共振(ESR)测年、光释光(OSL)测年和黄土地层对比定年,分析了阶地形成的时代和下切速率,结合区域地质背景,探讨千河阶地发育和水系变迁的动力背景。研究结果表明,千河干流T5~T1阶地分别形成于1.176 Ma、0.766 Ma、0.504 Ma、0.131 Ma和0.04 Ma,各级阶地对应的下切速率分别为76.6 mm/ka、88.3 mm/ka、111.3 mm/ka、149.6 mm/ka和115 mm/ka。通过研究认为,早更新世—晚更新世中期,千河流域区构造运动逐渐加强,晚更新世晚期以后,构造运动逐渐趋缓。河流演化受断裂构造控制,但不同时期构造应力场对千河水系的影响有差别,使千河向不同方向迁移。构造应力场的变化受控于鄂尔多斯地块所处大地构造位置,很可能是青藏高原构造系和西太平洋构造系晚新生代以来在鄂尔多斯西南缘共同作用的结果。     

鄂尔多斯南缘构造带现今地块运动模式

依据研究区内断裂体系及GPS地体运动矢量数据,将鄂尔多斯南缘构造带分割成AK共11个断块群,将差异性GPS数据转化为断块之间的细部相对运动,给研究地块细部运动差异提供一种全新的研究思路与研究模式。鄂尔多斯南缘中东部现今构造应力场整体为挤压应力环境。在渭河盆地西部,从西南方向中秦岭动力楔传递而来的挤压应力峰点在武功咸阳口镇一带形成应力主轴,应力主轴两侧楔形地块普遍存在侧向挤出逃逸,逃逸使GPS运动矢量偏离区域主应力方向。渭河盆地东部则存在左行走滑,显示出豫西断隆的阻隔碰撞作用。鄂尔多斯南缘现今地块相对运动规律符合"三头碰撞"模式,四川地块、鄂尔多斯地块、豫西断隆三个地块的"三头碰撞"形成高应力区,"头间逃逸带"形成走滑带和相对低应力区。本次提出地体之间的"多头碰撞"和"头间逃逸"构造模式有一定的普遍性,研究清楚地块之间哪里是"头"接触点、哪里是"头间逃逸带",可以成为研究大中地块周围震源机制分布规律的有效途径。     

扬子地块西南缘大面积低温成矿时代

中国西南地区(川、滇、黔、桂、湘)发育有世界上很典型的低温成矿域,其面积之大(约90万km2)、包含的矿种之多(Au、Hg、Sb、As、P、Pb-Zn、U、Ni-Mo-PGE、重晶石、冰州石和分散元素等)、矿床组成和组合之复杂,在全球十分鲜见。扬子地块西南缘是中国西南大面积低温成矿域的重要组成部分。近年来,作者采用Rb-Sr、Sm-Nd、Ar-Ar等多种同位素定年方法,对扬子地块西南缘产出的磷矿、金矿、锑矿等低温矿床的成矿时代进行了较系统的研究。文章总结了这些研究成果,并结合前人的资料,初步拟定出该区存在三期大规模低温成矿作用,它们分别相当于晚元古代—早古生代(晚震旦世—早寒武世)、晚加里东期(晚志留世—早泥盆地)和燕山期(晚侏罗世—中白垩世)。该区的磷矿、重晶石矿和黑色页岩中的镍钼铂矿主要形成于晚元古代—早古生代,同位素年龄主要为585～540Ma;赋存于前寒武纪浅变质碎屑岩中的金-锑-钨矿床主要形成于晚加里东期,同位素年龄主要为435～380Ma;产于寒武系以后地层中的锑矿床主要是在中燕山期成矿,同位素年龄主要为160～140Ma;而该区的卡林型金矿和汞矿主要在燕山中晚期大规模成矿,同位素年龄主要为170～80Ma。     

鄂尔多斯盆地西南缘铜城一带碱性岩地质特征及找矿前景浅析

鄂尔多斯盆地西南缘铜城一带的碱性岩地学界主要是对岩体的时空分布、岩石学和岩石地球化学特征、形成时代及其与油气成藏关系等方面进行了研究。本次研究根据国内对含钾岩石的某些研究成果,通过对碱性岩资料的收集、分析,发现碱性岩具有较高的w（Al₂O₃）（18. 40%～20. 00%）、w（K₂O）（9. 69%～10. 2%）和较低的w（SiO₂）（45. 42%～55. 61%）、w（Na2O）（0. 38%～1. 53%）、w（MgO）（0. 27%～0. 53%）等,岩石整体表现出富钾、铝、钙,贫硅、镁等的强碱性硅不饱和的特征。岩石的K₂O含量与《矿产资源工业要求手册》中关于含钾岩石制取钾肥一般工业指标及中国富钾正长岩中K₂O含量相当,从理论上认为该碱性岩具有非水溶性钾矿资源的找矿前景。     

鄂尔多斯盆地西南缘中生代中晚期构造体制转化过程及其动力学背景

逆冲推覆构造对含油气盆地有效圈闭形成、源储体系配置影响明显,且其形成时限及演化过程对油气勘探意义重要.鄂尔多斯盆地西南缘中生代中晚期曾发生过强烈的逆冲推覆作用,但其构造体制转化过程一直缺乏年代学的约束.热年代学是揭示构造带隆升剥露和相邻盆地演化过程的有效手段.本文通过对祁连山东缘钻井基岩的磷灰石裂变径迹分析,结合鄂尔多...     

鄂尔多斯地块西南缘中元古代玄武安山岩地球化学特征及其构造意义

铁马河玄武安山岩位于鄂尔多斯地块西南缘,沿六盘山东麓断裂带出露。岩石发育气孔和杏仁状构造,具有斑状结构—间隐结构,斑晶主要为长条状斜长石和少量蚀变暗色矿物。岩石地球化学呈现富Na2O、FeOT、Al2O3,贫MgO、TiO2、K2O的特点,稀土配分曲线为右倾轻稀土富集型,LREE/ HREE=6. 50~7. 01,(La/Yb)N为5. 62~7. 14,富集Ba、Th、U、K等大离子亲石元素,Nb、Sr和Ti相对亏损,δEu= 0. 69~0. 91。样品n（87Sr)/n(86Sr)i为0. 70587~0. 70934,εNd(t)介于-6. 9 ~ -4. 8之间,TDM为2562~2730 Ma,Nb/Ta（6. 60~8. 25）低于大陆地壳的平均值,指示了受俯冲流体改造的古老富集地幔参与了岩浆形成。SHRIMP锆石U- Pb定年结果显示铁马河玄武安山岩形成于中元古代早期（~1740 Ma）,其形成与研究区中元古代早期陆内伸展作用引起的古老岩石圈地幔减压熔融有关,是华北克拉通陆内裂谷发育过程在鄂尔多斯地块西南缘的体现。     

鄂尔多斯地块西南缘中元古代玄武安山岩地球化学特征及其构造意义

铁马河玄武安山岩位于鄂尔多斯地块西南缘,沿六盘山东麓断裂带出露。岩石发育气孔和杏仁状构造,具有斑状结构—间隐结构,斑晶主要为长条状斜长石和少量蚀变暗色矿物。岩石地球化学呈现富Na₂O、Fe O^T、Al₂O₃,贫Mg O、TiO₂、K₂O的特点,稀土配分曲线为右倾轻稀土富集型,LREE/HREE=6.50～7.01,(La/Yb)_N为5.620.69～0.91。样品[n(⁸⁷Sr)/n(⁸⁶Sr)]_i为～7.14,富集Ba、Th、U、K等大离子亲石元素,Nb、Sr和Ti相对亏损,δEu=0.70587～0.70934,ε_Nd(t)介于-6.9-4.8,T_DM为2562～2730～Ma,Nb/Ta(6.60～8.25)低于大陆地壳的平均值,指示了受俯冲流体改造的古老富集地幔参与了岩浆形成。SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示铁马河...     

鄂尔多斯盆地西南缘早白垩世地层孢粉组合及地层意义

正鄂尔多斯盆地是中国大陆形成最早、演化历史最长的一个沉积盆地,也是我国重要的煤炭、石油、天然气矿产地。近年来,随着国家对清洁能源的需求,加大了对该盆地的砂岩型铀矿的找矿工作,但长期以来对鄂尔多斯盆地西南缘铀矿目的层白垩系志丹群的古生物化石、古环境研究相当缺乏,而对于白垩纪孢粉研究更为少见,仅在1988～1992年有过几例孢粉研究(张子福,1988,1989,1992),     

鄂尔多斯盆地西南缘上三叠统延长组物源与沉积体系特征

以鄂尔多斯盆地西南缘延长组为例,通过对野外露头沉积特征、骨架颗粒、重矿物组合等分析,讨论了研究区物源与沉积体系特征。研究表明:早期沉积物源主要来自盆地西南方向,南部也有贡献。中、晚期沉积物源除来自西南方向和南部物源外,还受到来自盆地北东方向次要物源的影响。延长组长8之上与之下物源性质发生明显变化。延长组长8砂岩的岩屑以变质岩为主,少量沉积岩和火成岩;而延长组长6砂岩岩屑则以沉积岩为主,少量变质岩和火成岩,这表明长6沉积期盆地周缘、特别是盆地西缘抬升加剧,地层的剥蚀更强烈,致使大量较年轻的地层被剥蚀并加入源区母岩中。鄂尔多斯盆地延长期湖盆为北西—南东向展布,西南区主要发育辫状河和辫状河三角洲沉积体系,东北区主要发育曲流河三角洲沉积体系,在深湖区发育浊积扇沉积体系。     

重磁资料在鄂尔多斯盆地西南缘基底研究中的应用

为了研究鄂尔多斯盆地西南缘基底特征,利用2016年在该地区获取的1∶5万高精度航磁资料和已有的1∶20万重力资料,推断了地壳断裂1条、基底断裂11条及中央古隆起的南部范围。采用重磁联合反演,大致了解了区内基底和盖层的埋深和厚度。应用欧拉反褶积和场源参数成像,分别用重力数据和航磁数据提取了区内奥陶系顶面的埋深信息和基底的埋深信息。研究表明:利用高精度航磁资料结合重力资料能够相对有效地识别基底特征。     

鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿赋矿地层及矿化特征

通过对鄂尔多斯盆地西南缘泾源-华亭一带的地质调查和资料综合分析,笔者重点研究了该区砂岩型铀矿的成矿地质背景、含矿层及铀矿化的基本特征,认为下白垩统六盘山群是区内的主要赋矿层位,可分为上、下两个含矿层;铀矿化与有机质、黄铁矿、黄铜矿等含量关系密切,铀以沥青铀矿或残余铀黑、硅钙铀矿、钙(铜)铀云母等矿物形式为主,部分呈分散吸附状,与Cu、 Pb、 Mn、V、 Ni、 Co等呈正相关关系。这些特征显示,研究区具有较好的砂岩型铀矿找矿前景,值得进一步开展工作。     

鄂尔多斯盆地西南缘早志留世酸性凝灰岩的确定及其构造意义

在鄂尔多斯盆地西南缘六盘山断裂带内的两处灰绿色“岩脉”实际上是流纹质岩屑晶屑凝灰岩,对其进行的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年给出了最年轻的主峰年龄443 Ma和加权平均年龄441 Ma,说明这套地层形成于早志留世,这是在鄂尔多斯盆地西南缘地区初次识别出的下志留统地层。流纹质岩屑晶屑凝灰岩具有弧后盆地岩浆岩的地球化学特征,应该形成于北祁连洋盆东段向北俯冲诱发的弧后环境,推断火山碎屑应该来自陇山构造带内同时代的酸性火山作用。综合区域地质资料分析认为,流纹质岩屑晶屑凝灰岩在当时沉积于近南北向延伸的深海槽之中,该深海槽东西两侧在晚奥陶世—早志留世呈现出来完全不同的构造活动性。海槽西侧陇山地区强烈伸展并发育大规模岩浆活动;东侧鄂尔多斯地块抬升剥蚀,基本缺失上奥陶统—志留系。西部陇山地区强烈的构造活动几乎没有影响到东部的鄂尔多斯地块,海槽两侧呈现出来几乎完全不同的沉积—构造格局。中—新生代六盘山断裂带的斜向走滑活动使该流纹质岩屑晶屑凝灰岩抬升并以脉状形态出露地表。

     

鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿“源—汇”系统研究

文章以鄂尔多斯盆地西南缘为例,将“源”到“汇”的研究思路应用到砂岩型铀矿成矿作用研究中来,提出将含铀物质从风化剥蚀到汇流、富集的整个物理化学过程看成一个完整“源—汇”系统,以此来探讨砂岩型铀矿的富集机理和成矿规律。鄂尔多期盆地西南缘下白垩统的铀源岩主要为北部、西南部的沉积岩、花岗岩,混杂了少量长英质岩和中性火成岩。沉积期富铀沉积岩和西南部富铀蚀源区为成矿提供了铀源条件,沉积期铀的预富集为铀成矿奠定了部分物质基础;盆缘古隆起区和下切沟壑古地貌单元是铀成矿时期的两种主要汇流通道,含氧含铀水在重力的驱使下沿着古隆起区和下切沟壑向盆内渗透性好的砂岩迁移流动,形成后生氧化蚀变,在氧化带前锋线附近,受有机质、黄铁矿等还原性物质作用富集成矿。砂岩型铀矿“源—汇”系统研究有助于对铀成矿规律的研究和总结,为鄂尔多斯盆地西南缘下一步铀矿地质勘查提供一定的理论依据。     

晚中生代—新生代构造体制转换与鄂尔多斯盆地改造

鄂尔多斯盆地是叠加在华北古生代克拉通台地之上的中生代大型陆内盆地。晚中生代—新生代是鄂尔多斯盆地重要的改造阶段,区域构造体制经历了重大转换,在盆地周缘形成不同方向和不同样式的构造带。其中发生在中、晚侏罗世时期的燕山运动主幕,对鄂尔多斯盆地的定型和发展具有划时代意义,这期构造变动导致鄂尔多斯盆地周缘挤压逆冲构造带的形成。早白垩世时期,对区域构造应力体制转换的响应,鄂尔多斯盆地处于弱引张构造环境,引张构造变形主要集中在盆地西南缘地带,六盘山古地堑发育。新生代时期,构造变形主要发生在鄂尔多斯盆地周缘,形成一系列地堑盆地。晚中新世或上新世以来的新构造运动时期,受到青藏高原快速隆升和向东构造挤出作用的影响,鄂尔多斯盆地西南缘六盘山褶皱带快速崛起,而在盆地的其他周边地带则发生引张变形和地块差异性升降。最后,笔者论述了不同构造应力体制下盆地的改造作用,讨论了鄂尔多斯盆地研究中的一些基础地质构造问题。     

鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区砂岩型铀矿元素地球化学特征及地质意义

通过分析鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区下白垩统洛河组含铀砂岩的主、微量元素特征,初步探讨了该区砂岩型铀成矿条件及成矿规律。研究结果表明,研究区下白垩统洛河组铀矿石主要为沥青铀矿(UO₂),含铀砂岩可能来自古老沉积地体或克拉通/再旋回造山带的石英岩沉积物源区。含铀砂岩富集轻稀土(LREE),亏损重稀土(HREE),且具明显的Eu负异常,一致的稀土元素特征表明该区成矿围岩具有统一的物源、沉积环境和构造背景。含铀砂岩的V/Cr、Ni/Co、U/Th、V/(V+Ni)比值特征说明,该区铀矿化主要发育于弱氧化—弱还原的过渡环境;其δEu和δCe值均随U含量的增加而增大,反映U元素的富集成矿经历了由氧化向还原环境转化的过程,砂体颜色由浅红色褪色蚀变为灰白色。含铀砂岩中Th、Sc、Co、Mo含量与U含量呈正相关关系,认为Th、Sc、Co、Mo可作为研究区洛河组砂岩型铀矿富集的指示元素。研究区砂岩型铀矿的形成与深部向上逸散的还原性油气流体作用关系密切,油气流体的侵入增加了砂体的还原容量,有利于含铀含氧水中铀离子在氧化—还原过渡带发生沉积富集,形成洛河组大面积的铀异常。     

鄂尔多斯盆地西南缘下-中侏罗统碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义

改造盆地主要发育时期原始沉积边界的厘定具有重要的油气地质和区域构造意义。物源分析是厘定盆地原始沉积边界的重要内容和有效手段。对鄂尔多斯盆地西南缘邻区下-中侏罗统砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄谱的研究,为厘定盆地西南沉积边界提供了新的依据。盆地西南缘六盘山地区上流水和炭山剖面的下-中侏罗统延安组砂岩碎屑锆石年龄谱较为相似,而与靖远地区红会四矿剖面同期地层的碎屑锆石年龄谱相差较大。将这三区碎屑锆石的年龄谱与周邻构造单元结晶岩体的年龄对比表明,早-中侏罗世期间靖远地区沉积物来源于西南侧的祁连造山带,而六盘山地区沉积物来源于西北侧阿拉善地块和北侧的华北克拉通北缘。对物源、地层厚度、岩性、煤层特征等差异的综合研究认为,这两个地区在早-中侏罗世期间属不同沉积域,鄂尔多斯盆地的西南沉积边界为海原断裂带。     

鄂尔多斯盆地周边断裂运动学分析与晚中生代构造应力体制转换

基于对鄂尔多斯盆地西南缘构造带、中央断裂、东缘边界带和东北部地区的断裂几何特征、运动学及其活动期次的野外观察和测量,并根据断层面上滑动矢量的叠加关系和区域构造演化历史,确定了鄂尔多斯盆地周边地带晚中生代构造主应力方向、应力体制及其转换序列,提出了4阶段构造演化模式和引张-挤压交替转换过程。早中侏罗世,盆地处于引张应力环境,引张方向为N-S至NNE-SSW向。中侏罗世晚期至晚侏罗世,构造应力场转换为挤压体制,盆地周缘遭受近W-E、NW-SE、NE-SW等多向挤压应力作用。早白垩世,盆地构造应力场转换为引张应力体制,引张应力方向为近W-E、NW-SE和NE-SW向。早白垩世晚期至晚白垩世,盆地应力体制再次发生转换,从前期的引张应力体制转换为NW-SE向挤压应力体制。晚中生代构造应力体制转换和应力场方向变化不仅记录了不同板块之间汇聚产生的远程效应,同时记录了盆地深部构造-热活动事件,并对盆地原型进行了一定的改造。     

青藏高原东北缘牛首山-罗山断裂带新生代构造变形与演化

牛首山-罗山断裂带分隔了青藏高原东北缘和鄂尔多斯地块两大构造单元,是青藏高原东北缘最外缘的一条断裂带。通过断裂带内详细的构造变形测量,结合区域构造分析与筛分,获得新生代4期构造应力场。通过年代学的初步研究,提出牛首山-罗山断裂带新生代构造演化序列,即：始新世末-渐新世近N S向挤压逆冲变形、中新世晚期-上新世NWSE向挤压与左行走滑活动、上新世末-中更新世NNESSW向挤压与右行走滑活动、晚更新世以来近E W向挤压与伸展构造。其中强烈的构造变形起始于中新世晚期,表明青藏高原东北缘的边界扩展在中新世晚期已经到达该断裂带。研究结果表明,牛首山-罗山断裂带在不同阶段的构造演化过程与印度欧亚大陆碰撞及青藏高原隆升过程密切相关,同时记录了青藏高原东北缘向外侧扩展和鄂尔多斯地块新生代构造转换的构造过程。     

鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿含矿目的层——洛河组砂岩的沉积物源特征

鄂尔多斯盆地西南缘洛河组砂岩中见有较好的铀矿化现象,具有较大的铀成矿潜力。文章针对盆地西南缘洛河组砂岩开展了碎屑锆石U-Pb定年及重矿物组合分析,并综合探讨了盆地西南缘洛河组沉积物源特征。研究表明：区内洛河组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄主要分布在460～95 Ma、1 133～982 Ma、2 114～1 483 Ma、2 719～2 230 Ma四个年龄区间,以锆石+赤褐铁矿+磷灰石为主的重矿物组合表示沉积物源可能以中酸性岩浆岩为主。通过与周缘岩体年龄进行对比分析,认为研究区洛河组物源主体来源于盆地北侧华北克拉通北缘地区显生宙、古元古代以及新太古代中酸性岩浆岩及变质岩,同时存在西北侧阿拉善地块与兴蒙造山带的小部分贡献。     

帕米尔弧形构造带东北缘晚新生代构造活动的沉积与重矿物变化响应

帕米尔弧形构造带东北缘晚新生代沉积特征的研究对于理解帕米尔构造带弧形扩展机制具有重要意义。本文通过对帕米尔弧形构造带东北缘的晚新生代沉积地层的沉积特征对比研究和重矿物采样与组份分析,建立了帕米尔弧形构造带东北缘地区的晚新生代沉积联合柱状对比图和重矿物组份变化曲线。研究结果表明,晚新生代沉积与重矿物变化主要记录了帕米尔弧形构造带东北缘的两期构造活动。第一期构造活动发生在安居安组沉积时期,帕米尔弧形构造带东北缘的和什拉甫剖面、英科1井表现为粗碎屑沉积和对应的不稳定重矿物爆发,而南部的甫沙2井中则并未观察到,这一事件可能反映了喀什-叶城走滑系统在和什拉甫剖面附近的中新世构造启动。第二期构造活动发生在阿图什组沉积期间,帕米尔弧形构造带东北缘全区域出现了一套粗碎屑沉积和对应的不稳定重矿物爆发,反映了帕米尔弧形构造带东北缘在上新世以来大规模向北楔入塔里木盆地内部的构造过程。