鄂尔多斯盆地早白垩世构造热事件形成动力学背景及其对油气等多种矿产成藏（矿）期的控制作用

华北克拉通中西部中生代晚期早白垩世是否存在岩石圈减薄是地学界普遍关注的重大地质问题。本文在作者多年来对鄂尔多斯盆地构造热演化史研究的基础上,充分收集了近年来前人研究的成果及进展,对鄂尔多斯盆地现今地温场、地壳结构、构造热事件、深部热岩石圈厚度、早白垩世火成岩活动期次、构造热事件形成机理及构造热事件与多种矿产成藏成矿关系方面进行探讨。鄂尔多斯盆地现今地温梯度及大地热流中等,属中温型盆地,现今地温场受现今地壳、岩石圈厚度较厚控制。通过对构造背景、古地温恢复、火成岩活动及热岩石圈厚度恢复等资料分析发现早白垩世太行山以西的山西地块及鄂尔多斯盆地处于拉张背景,早白垩世地温梯度高,存在古地温异常及热事件。早白垩世鄂尔多斯盆地热岩石圈厚度明显较现今岩石圈厚度薄,表明华北克拉通中生代晚期以来岩石圈减薄的西界可推到鄂尔多斯盆地。华北克拉通中西部鄂尔多斯盆地周缘、华北克拉通中部山西地块、华北克拉通中西部南缘早白垩世火成岩形成时间相同,岩浆侵入和喷出的时代主要集中在138～108Ma,反映在燕山晚期早白垩世华北克拉通中西部存在一期较为强烈的热事件。火成岩地球化学分析表明火成岩来源为地幔,反映岩石圈处于拉张背景。早白垩世热事件发生的时间与华北克拉通岩石圈减薄的峰期年龄相一致,表明华北克拉通岩石圈减薄作用在华北克拉通中西部广泛存在。早白垩世构造热事件发生的根本原因在于鄂尔多斯盆地岩石圈深部热活动增强,深部软流圈物质上涌,岩石圈厚度减薄。通过对油气、煤、铀等金属矿产成矿(藏)时代与热事件的对应关系分析发现鄂尔多斯盆地油气、煤、铀矿产及华北克拉通中西部金属矿产的形成受控于早白垩世构造热事件及岩石圈拉张减薄的深部热背景,主要成藏(矿)期均为早白垩世,成藏、成矿具有爆发式及同时性特点。     

盆地岩石圈结构与油气成藏及分布

本文综述了大陆岩石圈研究现状和克拉通盆地、裂谷盆地和前陆盆地的岩石圈结构特征,指出在古裂谷、褶皱带或区域性深断裂等陆壳构造薄弱带上发育起来的多期叠合盆地,具有很好的含油气前景。大型含油气盆地往往存在地幔上隆、地壳减薄和地壳内低速层,盆地基底沉降与盖层沉积厚度较大。适度的后期构造活动改造和岩浆活动有利于沉积盆地内油气生成与保存。     

粤北晚古生代盆地压实流体的性状

盆地构造演化、流体系统、矿化作用是当代矿床学研究的新课题。盆地演化过程中,压实流体系统温度场、动力场和地球化学场可以通过地质研究和数字模拟来重塑。粤北晚古生代沉积盆地存在三种类型的矿化流体。大宝山型流体与岩浆热动力作用有关,形成海底火山热液沉积多金属矿床;凡口型流体与深部建造的循环热液有关,形成中低温海底热泉喷溢沉积铅锌银汞矿床;红岩型流体与盆地成岩压实水有关,形成低温单一黄铁矿矿床。粤北晚古生代盆地沉积物主要由透水性较好的粗碎屑物质和碳酸盐组成,沉积建造厚度较薄,数字模拟结果表明,盆地压实流体系统难以形成较高的地热储和流体势,不可能形成自身的突发喷溢。但在同生断裂作用引导下,流体在沉积层的特殊部位汇聚形成红岩型低温黄铁矿矿床。     

豫西中新生代地球动力学探讨

以隆断区和断陷盆地地壳厚度的显著差异,隆断区与盆地分界的深大断裂（边缘断裂,与地幔斜坡对应）隆断区和盆地的岩浆作用及现代地热活动,盆地沉降历史四个地质特征为依据,作者认为本区盆岭构造形成的动力学机制是,中新生代上地幔起伏和下地壳不均匀岩浆熔融并由此产生的岩浆作用和热能,重力地质作用等引起的物质膨胀和岩浆侧向上侵入,岩浆冷凝和体积收缩导致同沉积断层运动,形成本区盆岭构造。     

班韦卢地块和伊鲁米德带区域地质及构造演化特征

"变质克拉通"作用为稳定克拉通的被动边缘受到陆内碰撞作用的影响而发生变质作用和岩浆作用。班韦卢地块位于赞比亚东北部,被认为是坦桑尼亚克拉通或刚果克拉通的变质克拉通边缘,伊鲁米德带位于班韦卢地块的东南部,为其元古宙变质克拉通边缘。本文通过对两者的基底、地层和岩浆岩特征的系统整理研究,发现元古宙变质基底从北向南随变质作用的增强,由片岩类渐变为片麻岩类,这可能是由于两者构造层位的不同和遭受变质克拉通作用的期次不同共同造成或其中之一造成的。穆瓦超群大规模沉积作用年龄为1800Ma左右,姆波洛科索群沉积碎屑主要来源于盆地南部的变质基底,锆石年龄显示含少量太古宙地壳组分。多期次的岩浆岩具有相似的地球化学性质,其来源可能为太古宙地壳的局部熔融作用。根据地层和岩浆岩特征,可以将构造演化分为3个阶段:班韦卢地块和伊鲁米德带"变质克拉通"阶段(≥1880Ma)、稳定沉积阶段(1880Ma~1050Ma)和伊鲁米德带"变质克拉通"阶段(≤1050Ma),不同阶段地幔岩浆加入量较少,但可作为热源导致太古宙地壳多次熔融而形成元古宙地质体。     

米仓山地区构造演化

米仓山地区构造变形序列和构造沉积、岩浆、变质同步事件记录了五大构造发展阶段演化历史。克拉通结晶基底的形成与古裂陷开合构造有关，褶皱基底形成于扬子古板块活动大陆边缘环境，澄江期基性超基性、碱性、中酸性侵入岩序列发育良好，与古大陆裂谷活动有关，克拉通沉积盖层形成于被动大陆边缘，中新生代构造格局为大型推覆—滑脱构造。     

秦岭西成矿集区构造演化与铅锌成矿关系

通过对西成矿化集中区地质资料的综合分析,将矿集区铅锌成矿作用划分为加里东准备期、海西早期成矿期、海西晚期富集期和印支期改造叠加;不同阶段形成的矿床类型不同,矿床的形成、分布与构造具有一定的密切关系。晚古生代早期(D)的拉张断陷作用和中生代(T3)陆内造山作用对矿集区金属成矿产生了关键性的作用,前一事件形成了热水沉积盆地,进行了海底热水喷流沉积成矿作用;后一事件则在本区产生强烈广泛的构造-岩浆活动,是本区的改造和再造铅锌矿床阶段。     

巴西巴伊亚圣弗朗西斯科克拉通北部地质构造背景、矿床类型及其成矿作用

通过建立描述成矿作用特征的构造和时间框架,探讨圣弗朗西斯科克拉通北部矿床的成因。许多太古宙的矿化作用发生在克拉通形成以前。铬铁矿、镍、金和祖母绿矿床是古元古代造山旋回形成的,那时克拉通合并到大西洋古陆。在中—新元古代,即罗迪尼亚(Rodinia)超级大陆的裂解期间,有拉张事件发生,其与磷矿和铀矿有关。金伯利岩金刚石矿化和金矿化是巴西利亚(Brasiliano)造山旋回形成的,其与西冈瓦纳大陆拼合同期。在寒武纪,该区存在长期和均一的地应力记录。同位素和磁性系统的重置,影响了在520Ma时候的依列斯(Irecê)盆地的新元古代沉积作用。这种重置归因于巴西利亚造山旋回结束时区域尺度流体的迁移和矿化作用。     

粤北盆地流体系统及其矿化特征

盆地构造演化流体系统矿化作用是当代矿床学研究的新课题。盆地演化过程 ,压实流体系统温度场、动力场和地球化学场可以通过地质研究和数字模拟来重塑。粤北晚古生代沉积盆地存在 3种类型的矿化流体。大宝山型流体与岩浆热动力作用有关 ,形成海底火山热液沉积多金属矿床 ;凡口型流体与深部建造的循环热液有关 ,形成中低温海底热泉喷溢沉积铅锌银汞矿床 ;红岩型流体与盆地成岩压实水有关 ,形成低温单一黄铁矿矿床。红岩地区盆地压实流体系统在盆缘古隆起地段形成红岩型黄铁矿矿带的同时 ,还形成特征的白云岩化作用。白云岩产状和组构、白云石“亮边”和“雾心”特征及地球化学特征表明 ,红岩型诸矿床的成因与盆地沉积物压实过程形成的流体有关     

贵州南部志留纪沉积盆地分析

贵州南部志留纪沉积盆地是一个地台型克拉通盆地。它由石牛栏期的海侵序列及韩家店期的海退序列所组成,第一阶段的海侵序列乃与太康运动使地壳抬升后的地壳下沉所致,第二阶段的海退序列与加里东运动形成的地壳上升有关。     

克拉通盆地的成因

构造沉降曲线表明,伊利诺斯、密执安和威利斯顿(Williston)盆地都由裂谷作用过程中初始断裂控制的机械沉降和随后的热沉降而形成。伊利诺斯盆地的热沉降约开始于525Ma,密执安盆地约520~460Ma,威利斯顿盆地约530~500Ma。在伊利诺斯盆地,与阿勒格尼—海西造山运动对应的前陆挠曲沉降造成了该盆地的第二个沉降幕(中密西西比世至早二叠世)。由于年代明确的二叠纪黄长煌斑岩的侵入,推断伊利诺斯盆地在二叠纪有过再生的裂谷作用,这些侵入岩通常与裂谷作用有关。这些克拉通盆地的形成过程仍有争议。过去的研究者提出,地壳底部的地幔相变、火成侵入后(地壳)均衡的非补偿剩余质量的机械沉降、地幔羽侵入地壳或区域热变质事件是盆地产生的原因。北美、欧洲、非洲和南美的克拉通盆地具有相同的形成时代(约550~500Ma)、沉积物堆积史、沉积充填体积随时间的变化以及区际不整合的时代也是相同的。它们相同的形成时代说明克拉通盆地的产生与晚前寒武纪超级大陆的解体相对应。在与超级大陆解体相应的伸展构造作用期间,该超级大陆象热透镜一样使下地壳和上地幔发生部分熔融并继之以非造山花岗岩的侵位。非造山花岗岩及其它部分熔融侵入岩的侵入使大陆岩石圈变弱。这样就造成了一个局部的区域伸展带,并使这些非造山花岗岩     

胶北地体地壳演化：玲珑黑云母花岗岩继承锆石U-Pb年龄、微量元素和Hf同位素证据

胶北地体晚侏罗世下地壳重熔的玲珑黑云母花岗岩大面积出露,其中残留有大量继承锆石,记录了多期热事件,为复杂的地壳演化过程提供了重要线索。论文通过分析玲珑黑云母花岗岩中继承锆石的U-Pb年龄、微量元素和Hf同位素组成,探讨了胶北地体的地壳演化历史。结果显示胶北地体前寒武纪经历了~2.9Ga和~2.7Ga两期主要的地壳生长事件,~2.5Ga和2.2~1.8Ga两期地壳重熔改造事件,~2.5Ga和1.95~1.8Ga两期变质事件。~2.9Ga的岩浆作用形成于岛弧环境,~2.7Ga岩浆活动与下地壳基性物质的部分熔融有关,~2.5Ga发生的岩浆和变质事件与地幔柱底侵作用有关,并有同时期的表壳岩组合-胶东岩群形成。~2.1Ga地壳处于拉张状态,伴有与裂谷活动有关的双峰式岩浆作用,荆山群和粉子山群开始沉积,而后1.95~1.8Ga发生碰撞造山运动,胶北所有早前寒武纪岩石单元卷入此次事件,并发生变质作用。自此之后,直至二叠纪末,胶北处于岩浆活动的沉寂期,但于~1.7Ga和~1.0Ga发生沉积作用,形成芝罘群和蓬莱群。二叠纪末扬子板块向北俯冲于华北克拉通之下,并于三叠纪与华北克拉通发生陆陆碰撞作用,致使扬子板块北缘新元古代花岗岩发生超高压变质,形成苏鲁超高压变质带,之后超高压变质岩发生折返。玲珑黑云母花岗岩复杂的继承锆石组成可能表征了前寒武纪岩石卷入陆-陆碰撞事件而发生再循环作用。     

沉积盆地火成构造研究综述

岩浆活动在沉积盆地中是非常广泛的.随着油气勘探领域的扩展,对沉积盆地火成岩及相关构造的研究愈加重要.沉积盆地火成构造是指在沉积盆地中由岩浆侵入或喷发作用形成的岩浆和围岩及上覆层变形构造的总和.当前,利用三维地震数据研究岩席的几何学与侵位机制取得了重要进展,开启了沉积盆地火成构造研究的新时代.三维地震分析是沉积盆地火成构...     

克拉通边缘岩石圈金属再富集与金-钼-稀土元素成矿作用

克拉通是大规模成矿的重要构造环境,其边缘产出了众多世界级规模的金、钼、稀土元素矿床。然而,克拉通如何控制巨型矿床的形成与分布尚不十分清楚。文章基于作者和前人的研究成果,探讨了扬子和华北克拉通岩石圈早期金属富集与后期金属活化问题。在全球范围,多数克拉通在其形成之后长期保持稳定,但部分克拉通(如华北、扬子)在克拉通化之后又经历了早期(元古代)增生与晚期(中生代—新生代)改造。在克拉通化及其之后,处于克拉通边缘的大洋岩石圈或克拉通块体间的有限洋盆发生板片俯冲,释放出含金属组分(REE、Cu、Au)的富CO2流体,交代亏损的大陆岩石圈地幔(SCLM),并使之发生交代和金属再富集。俯冲诱发的弧岩浆在大陆下地壳底侵可形成新生下地壳,伴随着少量硫化物的堆积而发生金属(Au、Cu)再富集。由于克拉通相对稳定,新生下地壳在进变质脱水过程中仍能保存部分金属,释放的(含Au)变质流体很可能被封存或固结在地壳的某个部位。在克拉通破坏改造期,软流圈上涌改变克拉通SCLM热结构并诱发其部分熔融,产生富REE的碳酸岩熔体和富水的基性岩浆(如煌斑岩)。前者在浅部地壳侵位并出溶成矿流体,形成碳酸岩型REE矿床;后者在深部地壳脱挥发分(H2O+CO2),诱发新生下地壳重熔和含Au硫化物(和/或含Au流体囊)活化,形成富Au岩浆系统或流体系统。这些深地壳熔/流体沿克拉通边界或岩石圈不连续运移至上部地壳,岩浆系统直接出溶成矿流体,形成以斑岩体为中心的斑岩型Au矿,含Au富CO2流体流沿断裂网络系统活动并沉淀金属,形成石英脉型和蚀变岩型Au矿。伴随克拉通破坏改造,克拉通边界断裂或基底断裂重新活化,并诱发古老下地壳熔融,产生含Mo岩浆系统。这个理论框架不同于已有的造山带成矿理论模式,它解释了克拉通边缘异常富集Au、Mo、REE矿床及其成矿规律,可用于类似克拉通地区的成矿预测。     

从变质作用观看板块构造何时在华北克拉通开始

了解板块构造在地球上何时和怎样开始的是地球科学领域还没有解决的重要问题之一。作为板块运动的最终结果,大陆碰撞造山带是识别地球历史演化中板块构造机制起主导作用的重要标志。大陆碰撞带变质作用一般以顺时针p-T轨迹演化为特征,尤其伴有峰期变质之后的等温减压过程。这样,具有峰后等温减压过程的顺时针p-T轨迹是识别地球早期的板块构造作用的重要标志之一。作为世界上最古老的克拉通陆块之一,华北克拉通基底岩石变质作用p-T演化在过去几年已得到广泛深入的研究,使得该克拉通可能成为应用大规模变质作用p-T轨迹途径来探讨构造环境和构造演化过程的最佳场所。构造上,华北克拉通可划分为三个小的陆块(东部陆块、阴山陆块和鄂尔多斯陆块)和三个古元古代活动带(华北中部碰撞带、孔兹岩带和胶—辽—吉带)。东部陆块和阴山陆块新太古代基底岩石变质作用具有等压冷却型逆时针p-T演化轨迹特征,反映变质作用热源与大量地幔岩浆底板垫托或侵位有关。尽管理论上这样大规模的地幔岩浆可形成在大陆岩浆弧、地幔柱或大陆裂谷环境,只有地幔柱模式才能合理地解释东部陆块和阴山陆块新太古代基底岩石时空分布、岩石组合和构造特征。这样,地幔柱可能是主导东部陆块和阴山陆块新太古代地壳形成和演化的主要构造机制,而板块构造在晚太古宙并不是其主要的构造机制。古元古代孔兹岩带和华北中部碰撞带基底岩石变质作用均具有等温减压型顺时针p-T演化特征,反映两造山带都经历地壳加厚和随后的隆升剥蚀构造过程。这样的构造过程是板块构造体制下的碰撞造山带的典型标志。古元古代胶—辽—吉带可进一步划分为南部带和北部带,其中南部带基底岩石具有逆时针p-T演化特征,而北部带基地岩石具有顺时针p-T演化特征,也反映板块构造机制下的产物。现代规模的板块构造在华北克拉通上的启动时间可以由三个活动带中最老的与板块俯冲有关的新生地壳形成时间来大致标定。目前,华北克拉通内部三个活动带中可识别出来的最老的与板块俯冲有关的新生地壳是华北中部碰撞带2·56Ga五台花岗岩,它们的形成可能大致标志着现代样式的板块构造在华北克拉通大规模作用的开始。     

津巴布韦太古宙克拉通金矿化年龄综述

文章通过系统梳理津巴布韦克拉通成矿年代学研究成果,结合野外观测工作、赋矿岩体间接年龄测定以及热液矿物的同位素年龄测定,总结了其区内典型地区如Harare-Shamva绿岩带、Midlands绿岩带、Mutare绿岩带及Limpopo活动带北缘的金矿化时限分布特征,提出主金矿化年龄分布范围为2 660 Ma—2 610 Ma,接近于新太古代地壳块体稳定克拉通化阶段末期,属同构造期或后构造期成矿;另一期矿化作用时限为2 420 Ma—2 380 Ma,与后克拉通化作用中大岩墙的侵位、区域性应力转换拉伸以及再活化作用引起的广泛的岩浆作用有关。两期矿化作用事件可与其它地区典型克拉通相类比。     

克拉通盆地的演化与成因

对北美古生代克拉通盆地(伊利诺斯盆地,密执安盆地,威利斯顿盆地)构造沉降史的分析表明,它们是由最初的断裂控制、机械沉降、下沉以及随之而来的热沉降作用形成的。热沉降作用在伊利诺斯盆地始于约525～510Ma,密执安盆地约520～410Ma,威利斯顿盆地约530～500Ma。在伊利诺斯盆地,第二期沉降幕(穿越早二叠纪的中晚密西西比期)是随阿伯拉契亚和奥希托褶皱带中的阿莱干尼—海西期造山作用所发生的弯曲前陆沉降形成的。由于时代准确的二叠纪黄长煌斑岩侵入体的产出,推断在伊利诺期盆地存在二叠纪裂谷系,这些部分熔融的火成岩石与纯剪切形成的裂谷系有关。在地壳基底之上的盆地形成作用以及由均衡欠补偿所引起的机械沉降作用导致了火成岩侵入、地幔羽侵入至地壳或区域热变质事件。北美、欧洲、非洲和南美的古生代和中生代克拉通盆地不仅形成时代相同(550～500Ma至220～200Ma),而且有相近的沉积物堆积史、沉积物堆积的暂时体积变化、平行相演化及跨区域不整合时代。它们的形成时代一致,表明它们属于同一成因过程。超大陆的行为可以看作是一个热透镜,它引起了下地壳和上地幔的部分熔融,作为超大陆解体过程中的一部分,这一部分熔融后来在拉张构造时期由纯剪切作用侵入至非造山花岗质地壳。非造山花岗岩及其它部分熔融的侵入作用削弱了大陆岩石圈,从而形成一个固定的区域扩张带。克拉通盆地几乎同时     

南秦岭Pb,Zn,Ag,Cu,Hg,Sb,菱铁矿成矿系列

以泥盆系占优势的南秦岭成矿带中存在有重要的Ｐｂ－Ｚｎ－Ａｇ，Ａｕ，Ｈｇ－Ｓｂ及Ｃｕ矿床。它们形成中晚古生带扬子地块北部被动大陆边缘的沉积盆地演化与造山期中，成矿系列显示出时间与空间的演化特征，构在了一个热水沉积成矿系列，成矿发生于一个热旋回中，各种矿化有相似的物源，每一种地质事件都有特定的金属富集及富集在型和大型矿床是该地区构造－岩浆变质变形作用的最终产物。     

前陆盆地研究的回顾与展望

前陆盆地是指位于克拉通边缘，外侧为活动造山带的沉积盆地，其成因主要与克拉通边缘的被动下弯和造山带一侧的构造负荷作用有关，盆地在形成演化、构造变形和沉积特征方面表现出独特的特征，并与造山带的演化密切相关，目前国内外这类盆地在油 气方面已显示出巨大的潜力，成为石油地质学家和构造地质学家关注的热点。     

山西临县紫金山碱性杂岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究

山西临县紫金山碱性杂岩体位于华北克拉通内鄂尔多斯盆地东缘,为汾河富碱侵入岩带中最典型的碱性岩体。岩体主要岩石类型为二长岩、辉石正长岩、霓霞钛辉岩、暗霞正长岩、霞石正长岩、假白榴石斑岩和粗面斑岩。依据SHRIMP锆石U-Pb定年结果,结合前人的测年数据,确定岩体形成于138.7~125.0 Ma,系早白垩世碱性岩浆事件的产物。该套岩石高钾、富碱、贫钙和镁,属于碱性岩石系列。稀土元素总量高,轻、重稀土元素分馏明显,Eu异常不显著。微量元素富集LREE和Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素,亏损HREE和Th、U、Nb、Ta、Ti等高场强元素。同位素分析结果显示全岩ISr为0.704 228~0.706 313,εNd(t)变化于-12.3~-0.5之间。锆石的εHf(t)为-20.2~-16.4,二阶段模式年龄tDM2为2.22~2.46 Ga。推测紫金山碱性杂岩体形成于华北克拉通中生代构造体制转折后的伸展背景下,因构造体制转换产生的强大应力作用导致吕梁地区软流圈多次上涌,随后软流圈、岩石圈地幔和下地壳物质部分熔融产生的岩浆发生多次不同比例的混合,所形成的各期混合岩浆分批上侵定位在地壳浅部环境,从而形成紫金山碱性杂岩体。汾河富碱侵入岩带形成时间集中于138.7~125.0 Ma,是华北克拉通中西部岩石圈破坏事件的岩浆活动证据,其与华北克拉通东部地区几乎同时发生岩石圈减薄作用。因构造体制转换产生强大应力作用导致构造薄弱地区软流圈上涌,进而引起大规模的壳-幔岩浆相互作用,可能为华北克拉通中西部地区中生代破坏的主要原因,并且由北至南壳幔岩浆相互作用中幔源岩浆逐渐减少。