前寒武系地层古生物学研究的学者——恭贺邢裕盛教授八十华诞及从事地质工作五十七周年

邢裕盛教授是我国著名前寒武纪地层古生物学家,是我国前寒武纪微古植物和古藻类学研究的奠基人之一.他是一位野外勤奋工作、实验室严谨治学的科学家.邢裕盛教授长期从事前寒武纪微古植物及生物地层研究,为国际上最早研究前寒武纪微古植物的少数专家之一.自1962年以来开拓了中国前寒武纪微古植物研究领域,发现和确定了一些前寒武纪后生动物和后生植物化石门类,建立了中国晚前寒武纪各时代微古植物组合序列,探讨了地球早期生物演化进程,同时在全国晚前寒武纪地层划分和地层对比中解决了一些重大地层问题,为我国晚前寒武纪地层与国际对比提供了重要依据.     

从关键地质事件看华南的前寒武系划分

2004年的《国际地层表》与以往“国际地层表”的最大不同是对前寒武系的划分原则,即:以保存在地质记录中的地球系统巨变中的关键地质事件作为划分地层单位的界线,并据之建立“自然的”前寒武纪地质年表。在这一思想指导下,本文以川滇赣三省为重点,重新审视华南的前寒武系资料,分中太古—新太古代、跃迁期、古元古—中元古代和新元古代四大阶段阐述了关键地质事件并讨论了其在大陆岩石圈形成和演化中的构造意义。这四大阶段的主要构造面貌分别是:片麻岩基底和绿岩带盆地,古陆壳的形成与裂解,第一个超级大陆即哥伦比亚(或称努纳)超大陆的形成与离散,板块构造体制下罗迪尼亚超大陆的汇聚与离散,反映了大陆岩石圈的形成和由低级向高级的演化,因而每一阶段都有不同于前一阶段的沉积建造、火成岩类型及组合、变质作用、构造样式、构造线方向、变形方式和成矿作用。基于这些事件介绍了前寒武系的分布,列述了若干条相对连续的地质剖面上所见的这四大阶段的代表性地层序列及其对比方案。文章认为“参考方案”对前寒武系研究有推动和导向作用,并探讨了地层研究具体操作中关于事件的内容、事件与过程、现存地质记录的残破不全等问题。     

前寒武系对东秦岭-大别山钼成矿带成钼作用的贡献

对东秦岭-大别山钼成矿带25个铝矿床成矿母岩外接触带的地层及围岩观察统计,可清楚表明,所有钼矿床的赋矿层位均为前寒武纪老地层.成矿母岩侵入寒武系及以后地层中均形不成工业矿床.前寒武系不同的围岩岩性对钼矿床成矿作用的影响也不尽相同.主要反映在:1.地幔分异熔浆上侵时易于捕获前寒武系有用组分钼,而成其主要矿源层;2.成矿母岩的围岩岩性对矿床主要矿种组合有重要制约作用;3.围岩的物理力学性质,尤其是围岩的抗压抗剪强度(即岩石的破裂程度)对钼矿富集起关键作用.围岩容矿裂隙的发育程度决定了矿石的品位,从而控制着矿床的规模.东秦岭-大别山钼成矿带进一步寻找钼矿资源应以前寒武系(尤其是元古代老地层)作为找矿首选区域,特别是元古界岩石组合中的火山岩系列、大理岩及片岩系列构成的成矿有利围岩的地区.     

上扬子区(四川盆地)寒武系的含盐性与地质背景

据记载,分布于上扬子区寒武系的石膏岩仅有零星资料。如今,大量蒸发岩如溶蚀角砾岩、硬石膏、石盐岩及富钾卤水等已被发现。沉积相经历了从盆地相、台地相到蒸发岩相的演化过程。在中、下寒武统中找到海退沉积序列。古构造-古地理背景是蒸发岩沉积的重要控矿条件之一。周边板块运动及塑性基底的褶皱,导致台缘隆起及台内坳陷的形成。岩相古地理图展示从碳酸盐、硫酸盐到氯化物盐类的"泪滴式"沉积相带。蒸发岩沉积于台缘隆起及礁生长进入堰塞潟湖至盐湖阶段。在稳定坳陷区沉积盆地中蒸发岩系发育;石盐岩较厚,其溴氯比值为0.2-0.4;古气候炎热、干燥;在蒸发岩体周围有沉积(封层)水及溶滤水,其含钾(K+)量为0.10-4.76g/L;水文地球化学比值(如钾氯比值、钾盐比值及钾溴比值等)指示含钾异常;盐湖浓缩卤水达到氯化物盐类沉积阶段及相应的构造封闭程度;含盐地质标志广泛分布等等。鉴于上述,估计该区可能具备钾盐成矿条件。然而目的层埋藏太深,因此笔者建议,应在浅埋部位进行有效的成矿预测,为普查指出远景区。     

寒武系古流体地球化学特征及其对页岩气保存的指示意义 ——以中扬子地区寒武系页岩气发现井宜地2井为例

保存条件是中扬子地区页岩气富集的关键因素之一，宜地2井是中扬子寒武系页岩气发现井，通过对该井全井段岩芯裂缝古流体的地球化学分析，探讨了寒武系古流体成因和对水井沱组页岩气保存条件的指示意义。结果认为：① 覃家庙组膏岩层之上方解石脉缺少Fe2+、Mn2+，且δ13C和δ18O值较围岩偏负，指示其形成于氧化的环境，石牌组方解石脉δ13C偏负，黄铁矿脉δ34S值与膏盐相似，表明其成因与TSR密切相关；水井沱组脉体δ13C和δ18O与围岩相似，形成于封闭的环境。② 方解石脉包裹体群SO42-、Ca2+、Mg2+含量整体上由覃家庙组向上向下分别递减，钠氯系数以水井沱组最低，整体上向上升高，表明覃家庙组是高盐度卤水的主要来源，水井沱组受外来流体影响弱；包裹体水溶液δD和δ18O也指示娄山关组、石牌组方解石脉成因分别与大气水、TSR相关。③ 古流体地球化学研究表明宜昌地区页岩气保存条件整体较好，页岩气散失的主要通道是垂直裂缝，页岩气保存条件好与膏盐盖层发育、后期构造破坏弱、脉体对裂缝的及时封闭以及白垩系盖层等因素密切相关。     

中天山卡瓦布拉克杂岩带中闪长岩的锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

卡瓦布拉克杂岩带出露于中天山地块东段卡瓦布拉克—阿克塔格地区,沿卡瓦布拉克断裂呈东西向展布。笔者选择构成该杂岩带的中—基性岩石主体闪长岩,开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素研究。结果表明:闪长岩中锆石呈自形—半自形,发育典型的岩浆锆石振荡生长环带,Th/U值较高(均大于0.40),且Th、U含量呈现较好的正相关关系,为典型的岩浆成因锆石;这些锆石的206Pb/238 U年龄加权平均值为(375±1)Ma,MSWD=0.081,属晚泥盆世,可代表其结晶年龄;锆石具有较均一的Hf同位素组成,初始比值为0.282 655~0.282 747、εHf(t)值为4.0~7.2,其对应的亏损地幔模式年龄为714~842Ma。结合区域地质资料认为,卡瓦布拉克杂岩带中的闪长岩由亏损岩石圈地幔发生部分熔融而形成。     

中祁连山东段皋兰岩群地质时代的微古植物新证据

厘定中祁连地块褶皱基底的时代，对探讨中祁连地块构造属性以及研究祁连造山带构造演化有重要意义。长期以来，由于缺乏化石依据，加上同位素年龄测定受该区岩浆事件扰动的影响，中祁连东段褶皱基底皋兰岩群地质时代厘定始终悬而未决，本次1：25万兰州市幅区域地质调查，采获大量蓟县纪微古植物化石，并获得Sm—Nd等时线年龄1180Ma。作者根据皋兰岩群岩石组合、同位素年龄、微古植物化石等方面的特征，结合区域地层对比，将皋兰岩群地层时代厘定为中元古代。     

兴梅地区前泥盆纪地层中发现丰富微古植物化石的地质意义

粤东北的梅县、兴宁、蕉岭一带前泥盆纪地层出露较广,自下而上划分为楼子坝组、南岩组、黄连组和林田组.除南岩组外,其余各地层单位均含丰富的微古植物化石,划分为Leiopsophosphaera(光球藻)-Trachysphaeridium(粗面球形藻)-Laminarites(片藻)和Leiopsophosphaera(光球藻)-Micrhystridium(微刺藻)-Reticulum(粗网球藻)两个组合,并认为该地区可能存在元古代地层.     

五台山腹地早前寒武纪变质岩中白云母的初步研究

五台山早前寒武纪变质岩中的白云母属二八面体的2M型多型变体,其中五台群中的白云母为富含绿鳞石分子的普通白云母,滹沱群为多硅白云母。通过对这些白云母化学成分和b_0值测定,确定五台群变质条件属中低压相系,滹沱群属中高压相系。五台群绿片岩相的变质压力为0.3—0.5 GPa,滹沱群为0.5—0.6 GPa。基于白云母成分和b_0值的研究,对划分变质级别、变质类型;确定变质作用期次;进行地层对比和构造分析等方面是可行的。     

东天山前寒武纪基底若干问题的讨论

东天山前寒武纪基底由星星峡群和卡瓦布拉克群组成。通过其物质组成、同位素年龄资料并与邻区－库鲁克塔格和甘肃北山前寒武纪基底对比，提出东天山前寒武纪基底是由已变质的深成岩侵入体（包括奥长花岗岩等）和表壳岩组成，与库鲁克塔格和甘肃北山前寒武纪基底有着显著差别，绝不是同一地质环境的产物。年龄数据显示它有晚太古代和早元古代的成分，其岩石组合反映具有早前寒武纪结晶基底特征，应暂将其置于一个单独的大地构造单元，建议将星星峡群和卡瓦布拉克群暂分别称为星星峡杂岩和卡瓦布拉克岩群。     

云开隆起低压麻粒岩相变质作用时代的重要发现

首次报道云开隆起低压麻粒岩９５０Ｍａ左右的变质作用年龄，结合麻粒岩的岩相学以及区域地质特征，指出晋宁期云开地区处于拉张的构造环境。     

西倾山隆起带龙家沟组的厘定及其沉积特征

通过大比例尺区域地质调研,对西倾山地区的一套粗碎屑岩地层,依据植物化石及含煤线等特征,厘定为下侏罗统龙家沟组(Jlj);根据岩石、岩性组合、沉积构造及沉积环境等特征的研究,认为该套地层为晚印支期西秦岭褶皱成山后,山间断陷盆地中由曲流河所形成的产物;近年来发现,该套地层中有金矿产出。客观地认识和识别该套地层,对拓宽该区金矿勘查,具有现实意义。     

前寒武纪变质岩中古断裂构造及其研究意义

古断裂是指在变质岩区与谱质岩层变形和南作用同时发生的,在盖层沉积之前形成的断裂,其与断屋有关的断层岩石在后期骏马理新固结成岩。它是前寒武纪变夺内一种重要的构造现象。通过研究,概括总结了古断裂的特点及识别古断裂构造的各种标志,同时探讨了古断理解构造性质。古断裂构造的研究,无乡下对提高前寒武纪地质发展史的认识及对成矿分析和成矿预测具有重要的意义。     

江南隆起上的下古生界缺失带──华南加里东前陆褶冲带的标志

华南的主造山事件发生在加里东期。由于中生代同一方向薄皮冲断作用的叠加和改造，早古生代的碰撞构造格局已不清楚。江南隆起核部存在一下古生界缺失带，它平行隆起走向线状分布，空间上分开了西北的扬子型地层和东南的江南型地层区，晚古生代浅海碳酸盐平缓超覆其上。由于早古生代时江南隆起位于扬子陆块东南的大陆斜坡部位，当时曾普遍接受沉积，上述线状地层缺失带应属造山变形产物，可能标示着加里东期造山带的前陆褶冲带的位置。     

阿尔泰造山带变质岩系时代问题的讨论

针对目前阿尔泰地区变质岩系时代划分中年龄数据应用的一些问题,提出如下认识:富蕴县城西的石榴石片麻岩中锆石UPb上交点年龄2349±226Ma(2σ),初步确证了该区古元古代大陆地壳岩石的存在;克木齐群和富蕴群变质岩全岩SmNd等时线年龄代表其母岩形成时代。变质岩系和显生宙花岗岩类的Nd模式年龄,以及各种类型岩石中长石Pb二阶段模式t1年龄仅指出存在前寒武纪大陆地壳的可能性,没有真正的年龄意义,不能作为划分地层时代的依据。阿尔泰造山带是否存在1400Ma和700～900Ma的变质岩系岩石,至今仍缺乏可靠年龄数据的佐证     

秦岭大别碰撞造山带根部结晶基底隆升的变质岩石学证迹

秦岭大别碰撞造山带中隆升最高的结晶基底便是大别杂岩，在超高压变质岩和某些高级变质岩中均发现典型的近等温减压（ＩＴＤ）型的退变质结构，多呈后成合晶或冠状体的形式取代或包绕原生矿物晶粒（主晶），显示退变质不平衡反应的过程．然而超高压变质岩与大别杂岩中的高级变质岩，变质地温梯度截然不同，暗示它们形成的构造条件极不相同，超高压变质岩早期由岩石圈深处（１２０ｋｍ±）折返到下地壳与那里的高级变质岩构造混合，平行并置，而后才一起隆升．退变质不平衡结构与寄主岩的面理无关，说明这种近等温的减压退变质作用发生于后造山时期近绝热条件下的隆升体制，近绝热隆升的热源可能是中生代以来大别山地区岩石圈减薄所引起     

阴山东段先寒武变质岩的Rb-Sr年代

采自阴山东段先寒武变质岩的全岩样品给出四个等时线年龄。下部集宁群为2497±124Ma;上部乌拉山群为2367±127Ma;上部二道洼群给出两个年龄:2067±39Ma和325±16Ma。据此认为,2.5Ga前发生了麻粒岩化;2.35Ga前发生混合岩化;2.0Ga和0.33Ga前有变质事件叠加。     

胶南隆起北缘中段左行正滑韧性剪切带研究

在详细的野外地质填图的基础上,通过各种尺度的构造研究和系统的应变测量,确定了胶南隆起北缘中段的大型左行正滑韧性剪切带的存在及其延展范围,并提出了确定韧性剪切带边界的构造几何学准则。研究了该韧性剪切带的几何学和运动学特征及变形机制,估算了其剪切位移量(大于7557m)及形成时的差异应力(σ_1-σ_3=94.6～114.4MPa)。该韧性剪切带可以作为胶南隆起的北部边界,但不是重要的板块碰撞边界。