Late Carboniferous–Early Permian Volcanic Event Deposits and Stratigraphie Correlation in Shandong Province and Its Adjacent Regions

Abstract Deposits of 10 volcanic events of 6 stages have been discovered by the authors after detailed field and lab studies of the Benxi and Taiyuan Formations in Shandong Province and its adjacent regions. They show certain temporal–spatial distribution characteristics. Volcanic fragments were probably derived from two different volcanic sources north and south of the North China Platform, while the magma of the two volcanic sources was probably derived from the lower crust. A new stratigraphie correlation scheme is put forward for the Benxi and Taiyuan Formations in this region on the basis of previous biostratigraphic work with the regionally widespread volcanic event layers as the marker bed for the isochronous stratigraphie correlation on a super–regional scale and in conjunction with the maximum transgressive event layers.     

华北地台本溪组,太原组火山事件沉积特征及时空分布规律

作者对华北地台24个煤田及煤矿区进行了详细的研究,在本溪组及太原组中共发现6期12次火山事件层。这些火山事件沉积遍及全区,主要为凝灰岩、沉凝灰岩及凝灰质沉积岩,它们在时空分布上有一定规律。火山碎屑可能来自华北地台以北及以南若干不同的火山源,而岩浆可能来自下地壳。      

鄂尔多斯盆地西缘二叠系事件地层及其地球化学特征

通过钻井岩心的观察及镜下岩矿鉴定,同时依据地球化学和沉积学特征,把区内发育的事件地层分为两类:火山事件层和海退事件层,其中太原组火山事件层和海退事件层各1层,山西组火山事件层1层,石盒子组火山事件层3层。所体现的常量、微量和稀土元素质量分数及岩石学特征具明显的差异。研究事件地层获得的成果,可以为区域地层划分和对比提供更加准确的依据。      

Volcanic Event Layers-A Marker Bed of Correlation of Coal Measures

Upper Carboniferous-Lower Permian volcanic event deposits from two cross sections in Nanpiao, Liaoning Province, and the Daqing Mountains, Inner Mongolia, were examined by systematic rock and mineral identification, differential thermal analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and trace element and rare earth element quantitative analysis. According to the results, twelve sequences of volcanic event deposits have been distinguished from bottom to top, including 34-39 volcanic event layers. As these layers each have their own distinctive petrological, mineralogical and geochemical characteristics and were derived from the same source, they provide new evidence for further ascertaining the distribution characteristics of volcanic event deposits on the northern margin of the North China plate and carrying out the stratigraphic correlation using volcanic event layers as marker beds.     

辽西石炭纪地层及沉积特征新认识

通过对辽西石炭纪含煤地层的详细研究，发现辽西石炭系不仅有太原组而且有较厚的本溪组，在地层及沉积特征方面与内蒙古大青山煤田的石炭系十分相似。两煤田均形成于近山滨海平原的古地理环境而非前人认为的山前冲积平原。作者在杨家仗子煤田７＃煤顶板发现的沉凝灰岩层可以与华北地台东部太原组中部遍布全区的火山事件层对比     

华北板块北缘晚古生代火山事件沉积的全序列及其主要特征

本文对辽宁南票及内蒙古大青山区上石炭－下二叠统地层中火山事件沉积进行了系统的岩矿鉴定，差热，X光，电镜测试及微量稀土元素定量分析，两剖面自下而上共划分出12期火山事件沉积序列，包括了34－39层火山事件沉积层，由于各层均具有特定的岩石矿物及地球化学特征，为进一步查明华北板块北缘火山事件沉积的展布规律，并利用火山事件层作为标志层进行地层对比，提供了新的依据。     

鄂尔多斯盆地下古生界储层气气源探讨

鄂尔多斯盆地下古生界天然气勘探的制约因素是有效烃源岩的问题。笔者通过对鄂尔多斯盆地早古生代的沉积构造演化、沉积环境、生烃潜力、本溪组砂体展布特征与中央大气田藕合关系、上古生界天然气向下穿层运移条件、地球化学等方面的综合分析，指出中央大气田的气源主要来自上古生界的煤系地层及本溪组和太原组中的海相烃源岩，并在此基础上指出下古生界天然气勘探的方针和下一步有利勘探选区。     

本溪组-岩石地层和年代地层与穿时性

本溪组指中国北方奥陶系灰岩不整合面之上、石炭-二叠纪含煤岩系之下,由碎屑岩夹灰岩或灰岩凸镜体所组成的一套海陆交互相地层。随着研究的深入,特别是地层学理论的发展及认识的不同,对本溪组岩石地层和年代地层的划分形成了多种争议。本文按地层多重划分的观点和方法认为组是一个岩石地层的自然实体,并有区别于相邻自然实体单位的岩石内容和反映其发育的某一特定过程。为此,建议以层型剖面(本溪市新洞沟与蚂蚁村沟间的牛毛岭)为准,将本溪组岩石地层单位定义到《全国地层多重划分对比研究》的成果上来。即奥陶系灰岩顶部不整合面之上、下蚂蚁沟灰岩底界之下的一套碎屑岩层。从该灰岩层(即华北各地下部第一层灰岩)始,到最上部一层灰岩顶界(如山西太原的东大窑灰岩、河南禹州L8灰岩)为上覆太原组。该组下部产G、F两层铝土页岩,称为湖田段;上部为紫色-杂色富碳岩系(夹一薄煤层或碳质页岩)称为新洞沟段。本溪组的地质时代或年代地层,依据各地所产化石及上覆太原组第一层灰岩(即顶界)所产化石,不同地区时限不同,在吉南-辽东地区为大塘阶-德呜阶;在晋冀鲁为罗苏阶-滑石板阶;而在河南禹州其顶界进入逍遥阶(或小独山阶)-阿瑟尔阶;明显地反映出岩石地层单位穿时的普遍性规律。     

核测井的特殊功能及其资料在区域地质调查和地层学研究中的应用——地层学研究方法的增新

简介酸性火山事件岩层的产状特征，及其在地层学和地质调查中的意义。着重介绍此类岩层中放射性元素和K含量较高的特点，论述它在自然伽马测井和放射性测量中，具有独到的功能。目前用昂贵的岩矿测试方法，已发现很多火山事件岩层，可能有些尚未被发现。因经费所限，无法进一步研究，用现有的大量核测井资料进行研究，所需经费很少。尤其是对哑地层和用古生物地层学方法，研究划分和对比，长期存在争议的地层，用等时标志层及其核测井资料，进行微细高分辨岩层对比，解决上述问题，指导地质调查和地层学研究。最后略述当前火成岩和超高压变质岩地层研究中核测井的应用。     

辽宁本溪连山关地区辽河群浪子山组、里尔峪组形成时代及其地质意义

辽宁省本溪连山关地区出露大面积的古元古代辽河群地层,在朱家沟典型剖面浪子山组中识别出2层斜长角闪岩,镜下观察其原岩为玄武岩;在连山关及河栏镇里尔峪组中识别出一套酸性火山岩。对浪子山组2件斜长角闪岩样品、里尔峪组2件流纹岩样品测定LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄。阴极发光图像显示,样品D020锆石内部结构整体发黑、条痕状吸收程度不等,Th/U值较低,为变质锆石,其1934±45Ma代表了浪子山组的变质年龄。其余3个样品阴极发光图像显示典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U值,为岩浆锆石。1952±38Ma代表了浪子山组的形成时代,2177±34Ma和2208±12Ma代表了里尔峪组的形成时代。结合前人资料,将辽河群形成时代限制在2.20~1.95Ga,其形成时代持续了250Ma左右。野外接触关系及火山岩年代学特征从另一个方面揭露了辽河群总体为一套无序、局部有序的构造地层,各岩组间不存在上下关系,浪子山组已经不适合置于里尔峪组之下。     

安徽省华北型石炭—二叠纪地层多重划分与对比

安徽省华北型石炭—二叠纪地层的划分与对比一直存在着不同的观点。在《中国地层指南及中国地层指南说明书》（2001）思想框架下,采用多重地层分类原则,对区内岩石地层、生物地层、年代地层和层序地层进行划分对比研究。岩石地层可划分为本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和孙家沟组,其中山西组和上石盒子组为主要含煤地层;在生物地层方面,建立2个组合带和5个植物组合带;区内石炭纪地层仅发育上石炭统,二叠纪地层齐全;区内石炭二叠系含煤地层划分为6个三级层序。通过多重地层划分与对比,突出了不同地层单位的属性特征,优化了区域等时地层格架,有助于煤炭资源的预测与评价。     

晋中冀西太原组中段火山事件层岩矿地化特征及其意义

在岩矿鉴定的基础上,对晋中冀西太原组中段普遍发育的一层火山事件层做了岩石化学、稀土元素和微量元素分析。岩石化学、REE配分模式、REE七组分图解、微量元素蛛网图极好的共性特征及微量元素幂函数定律的应用,证明该火山事件层是同源同期岛弧型钙碱性火山喷发产物,并以该火山事件层作为标志层对晋中冀西太原组地层进行了大区域对比。     

浙江白垩纪火山岩的地层划分及钕同位素特征

浙江晚中生代火山岩系的划分和对比一直存在不同认识。根据近年来获得的新资料,结合前人的研究成果,对有关浙江白垩纪火山岩的地层划分和对比提出浙江白垩纪火山岩Nd同位素组成主要变化规律为:不同大地构造单元(浙西扬子地块和浙东华夏地块)的火山岩Nd同位素组成差异较大,显示出古老变质基底岩石对火山岩Nd同位素组成的制约;建德群下部劳村组和黄尖组以及磨石山群下部的大爽组、高坞组、西山头组火山岩εNd值变化不大,而与上部的寿昌组以及九里坪组火山岩εNd值有明显的不同,表明两个旋回火山岩物质来源有一定差异;火山岩的εNd值随时代变新有增大的趋势。Nd同位素示踪信息也就有可能作为火山地层划分和对比的重要依据之一。     

渤海湾盆地济阳坳陷北部石炭系—二叠系残留地层沉积*

渤海湾盆地济阳坳陷北部石炭系—二叠系残留地层为近年来该地区油气勘探的重点领域。为明确古潜山储集层沉积相带与砂体展布规律,在地层划分对比的基础上,依据测井曲线、沉积构造、岩性特征及沉积序列等资料,对济阳坳陷北部石炭系—二叠系古潜山区沉积特征进行了系统研究。结果发现: (1)古潜山区石炭系—二叠系残留地层厚度变化很大,石千峰组被剥蚀殆尽; (2)石炭纪—二叠纪研究区经历了海陆交互相→海陆过渡相→河流相的演化过程, 其中本溪组及太原组沉积时期研究区发育潟湖、潮坪及障壁岛相,山西组沉积时期发育三角洲相,以三角洲平原亚相为主,可识别出分流河道、分流河道间、天然堤及泥炭沼泽等微相,而上、下石盒子组沉积时期以辫状河沉积为主,可进一步划分为心滩、河床滞留沉积及泛滥平原微相; (3)受沉积环境演化的控制,本溪组—太原组的砂体呈斑块状展布,山西组和上、下石盒子组的砂体呈近北东—南西向条带状展布。对济阳坳陷北部潜山区沉积相与砂体展布规律的研究,为该古潜山区的油气勘探提供了关键地质依据。     

陆相渐新统划分中的问题及新进展

近年来国际上关于始新世－渐新世界线的研究取得了重大进展，其同位素年龄被确认为３４Ｍａ，北美哺乳动物年代表已据此重新厘定。通过对哺乳动物群的分析和对比，论证了我国原认为是早渐新世的乌兰戈楚期和呼尔井期的时代应改归晚始新世，原认为是中渐新世的三达河期的时代应为早渐新世。在亚洲始新世－渐新世的界线不是在乌兰戈楚期之末，而是在呼尔井期与三达河期之间。     

藏南早白垩世火山岩屑砂岩对印度大陆北缘火山事件的约束

藏南古错地区早白垩世以出现一套火山岩屑砂岩为特征。通过系统的岩石学、地球化学及物源区综合分析表明,砂岩中的火山岩岩屑来源于同期的印度大陆北缘的板内火山作用。侏罗纪晚期,砂岩物源来自于稳定的被动大陆边缘,早白垩世Barremian期砂岩物源来自于被动大陆边缘和火山弧的双重供应,随地层变新火山物质的输入逐渐增加,至Albian早期达到顶峰。随后,火山物质输入终止,砂岩基本消失,取而代之的是一套黑色页岩。古错砂岩物源区的变化反映了印度大陆北缘在早白垩世存在一次强烈的板内火山作用,可能与印度大陆与澳大利亚大陆、南极大陆的裂解有关。     

Rb–Sr and Sm–Nd isotopic compositions of the Rooiberg Group, South Africa: early Bushveld-related volcanism

The Rooiberg Group is a 6-km-thick sequence of mostly volcanic rocks, which represent the first phase of magmatic activity associated with the Bushveld Complex. These strata include, in ascending stratigraphic order, the Dullstroom, Damwal, Kwaggasnek, and Schrikkloof Formations. Units of the lower Dullstroom Formation range from basalts to andesites and comprise two compositional suites: high Ti and low Ti. Compositional data indicate that melts represented by the overlying, more siliceous volcanic rocks, which include dacites and rhyolites, were derived from low Ti melts by fractional crystallization and assimilation of crustal material (AFC processes).

Rb–Sr isotopic data (28 samples) for units of the Dullstroom and Damwal Formations loosely constrain a crystallization age of 2071+94/−65 Ma (these errors and those below: 95% confidence limits), which agrees with previously reported age data. These data suggest an initial value for ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr of 0.70655+0.00087/−0.00051 for the Rooiberg Group. In contrast, Rb–Sr isotopic compositions of six samples of the Kwaggasnek Formation indicate post-crystallization alteration, which was probably associated with the Lebowa Granite Suite of the Bushveld Complex. Sm–Nd isotopic data (29 samples) for volcanic units of the Rooiberg Group provide a poorly constrained age of 1837+360/−320 Ma with an initial value for ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd of 0.50976+0.00026/−0.00035. These Rb–Sr and Sm–Nd isotopic compositions are similar to those indicated for melts that crystallized to form the Rustenburg Layered Suite (RLS) of the Bushveld Complex. Extruded and intruded melts probably were derived from the same or similar sources and may have resided in the same magma chambers before emplacement.     

长白山天池及邻区次生火山灾害类型、分布及其与火山地质的关系

基于对长白山天池及邻区火山地质和次生火山灾害的编图结果,从岩性、断裂、地形地貌和水系等方面,分析火山喷出物的地质特征与这些火山物质所导致的次生火山灾害之间的相关性。研究表明,崩塌发生在柱状节理发育的硬质岩中,多期火山喷发以及伴生的地震活动剥蚀掏空坚硬岩层间的松散堆积体,使岩体失稳发生崩塌,局部陡崖地貌在地震影响下亦会发生崩塌灾害。软质岩和松散堆积体受流水侵蚀,河谷下切,河流两岸斜坡前缘形成开阔的滑动空间,火山地震引起山体变形,斜坡岩体结构遭到破坏发生滑坡灾害。火山先期喷出的碎屑物和崩塌滑坡产生的碎石是火山泥石流的重要物质来源,火山喷发或强地震引发的洪水灾害以及地形地貌对火山泥石流的形成、搬运和分布范围起关键性作用。     

大兴安岭北段龙江盆地中生代火山岩 激光全熔40Ar/39Ar测年

现龙江组与光华组作为大兴安岭北段龙江盆地中的主要地层单元,二者的时代与含义仍存有争议.通过对二者的建组剖面进行野外调查,采用最新的激光全熔40Ar/39Ar测年对剖面及周边的7件火山岩样品进行了精细的定年研究,结果显示,现龙江工组年龄为125.1Ma±1.5Ma～117.0Ma±9.0Ma;光华组为125.4Ma±1.8Ma～121.6Ma±1.4Ma;甘河组为123.1Ma±1.1Ma～82.0Ma±4.0Ma.本区晚白垩世火山岩信息揭示龙江盆地可能发育大兴安岭北段晚白垩世孤山镇期火山岩.野外地质调查结果表明,现龙江组和光华组具有基本相同的火山喷发旋回,结合2个岩组相同的年龄结果,建议合并现龙江组与光华组,恢复为原龙江组,而不再使用从原龙江组上部划分出的光华组.从火山-沉积地层出露特征分析,龙江盆地与其北部的大杨树盆地具有一定的相似性,2个盆地具有相同的地质演化历史,表明龙江盆地可能是潜在的油气调查新区.     

西秦岭台乌龙一带晚三叠世华日组火山机构及演化

西秦岭地区的构造演化是许多地质学家普遍关注的问题。三叠纪以来西秦岭发生了复杂的俯冲碰撞造山作用,这一时期发育的火山岩,便是这一地质事件的重要记录。本文选取西秦岭甘青交界处台乌龙一带华日组火山岩为研究对象,运用"火山旋回—火山构造—火山地层—岩性岩相"的火山岩区填图方法,在华日组火山岩中识别出喷溢相、爆发相、侵出相、喷发—沉积相、火山通道相和次火山岩相等6个岩相;台乌龙层状火山机构、色日欠破火山机构等11个火山机构;两个组合样式(台乌龙—年支北串珠式组合、下毛娘北—色日欠镶嵌式组合);划分出1个火山喷发旋回,3个亚旋回。较合理地建立起地层层序、岩相相序和演化模式。华日组火山岩的出现标志着西秦岭地区在晚三叠世已进入陆相演化阶段。