鲁西隆起区晚中生代地层碎屑石榴石分析及物源区构造演化示踪

以鲁西淄博、临朐、平邑、蒙阴盆地为重点研究区,通过盆地中生界砂岩中碎屑石榴石的成分分析,探讨鲁西隆起及周边地区中生代构造演化历史。研究表明,鲁西盆地砂岩中石榴石成分在早中侏罗世和中晚侏罗世期间出现变化,暗示着物源的转变,早中侏罗世时期主要物源是鲁西隆起,中晚侏罗世时期转变为胶东地区和鲁西隆起。侏罗纪时期石榴石的物源转变显示,苏鲁苏鲁造山带可能在中晚侏罗世时期已经抬升至地表。白垩纪鲁西盆地物源主要为胶东地区,鲁西隆起的物源贡献较小,但是青山组中段和王氏组中段物源略有波动。白垩纪鲁西盆地石榴石物源显示,控制鲁西盆地沉积的主要是苏鲁造山带,古地理格架显示东高西低的特征,盆地物源的波动暗示鲁西隆起可能在早白垩世中晚期和晚白垩世中期经历过抬升。     

鲁西隆起晚中生代盆地重矿物组合分析及其构造响应

本文以鲁西隆起区盆地及周边盆地砂岩中碎屑重矿物为研究对象,通过重矿物的稳定性分析,以及通过不同源区重矿物组合的差异,探讨了鲁西隆起及周边地区晚中生代以来的物源及构造演化过程。研究结果显示,鲁西盆地中生代早期早中侏罗纪时期主要源区为鲁西隆起,中晚侏罗纪时期主要物源为胶东地区和鲁西隆起,而早白垩世时期主要物源为胶东地区,其次才是鲁西隆起。晚白垩世沂沭断裂带盆地物源主要是鲁西隆起和胶东地区,鲁西隆起贡献量大于胶东地区。重矿物的稳定性也折射出源区构造演化历史。早-中侏罗世至中-晚侏罗世,鲁西盆地重矿物物源由鲁西隆起向胶东地区的显著转变,暗示着苏鲁造山带自三叠纪形成之后,经折返抬升,至晚侏罗世之前已经到达地表。重矿物的含量变化显示,早白垩世中期和晚白垩世中期鲁西盆地内沉积了大量的鲁西变质岩矿物组合,并且不稳定重矿物含量急剧增加,我们推测鲁西在早白垩世晚期、晚白垩世中期存在两次构造抬升。     

济阳盆地南缘古近系碎屑高压变质矿物的发现及其构造古地理含义

针对华北济阳盆地南缘、鲁西隆起北麓的博兴洼陷新生代沉积,通过矿物分离、显微鉴定、探针分析与计算,发现古近系孔店组和沙河街组第四段中存在确凿的碎屑蓝闪石、冻蓝闪石、多硅白云母等高压矿物.结合同层位碎屑重矿物组合与区域碰撞造山带物源的对比分析,说明上述高压矿物源于胶东地区的苏鲁造山带,而其源岩是否与俯冲洋壳的折返有关值得进一步研究.对碎屑蓝闪石等高压矿物物源进一步的讨论说明,它们极可能直接来源于苏鲁造山带,但不排除博兴洼陷同时期也接受了来自鲁西地区的剥露物质(含再旋回物源).因此,鲁西隆起-苏鲁造山带晚中生代-古近纪早期具有明显的东高西低的古地理特点,而自古近纪始新世中期45Ma左右(相当于沙河街组四段顶界年龄)古地势开始逆转.换句话说,45Ma以后鲁西隆起基本阻隔了直接来自苏鲁造山带的物源.     

鲁西隆起北侧博兴洼陷新生界碎屑重矿物的物源示踪分析

利用碎屑重矿物对鲁西隆起北侧博兴洼陷的新生界沉积岩开展了碎屑物源示踪分析。通过研究区重矿物聚类分析、源区岩石类型分析并结合薄片和探针分析结果,发现研究区源岩类型多样,既有以绿帘石为代表的亲鲁西变质岩,也有以富含石榴石为代表的亲苏鲁变质岩,同时也有火山岩和沉积岩;从古近纪沙河街组三段沉积期开始源岩中亲苏鲁变质岩不断减少,亲鲁西变质岩和基性火成岩不断增加,至新近纪明化镇组沉积期洼陷内几乎无富含石榴石类型源岩,表明博兴洼陷自古近纪以来一直存在来自鲁西、胶东(超高压带)的物源记录,从古近纪沙河街组三段沉积期开始,胶东的物源供给逐渐减少,而到明化镇组沉积时由于鲁西的快速隆升,胶东与博兴洼陷的物源联系被切断。     

鲁西隆起和济阳坳陷新生代隆坳耦合关系

为探讨鲁西隆起的抬升史,研究鲁西隆起和济阳坳陷之间的隆-坳演化关系,进一步揭示渤海湾盆地的演化特征,主要利用裂变径迹分析和裂变径迹t-T模拟方法建立了新生代鲁西隆起的抬升史和济阳坳陷的沉降史。鲁西隆起三期抬升史分别为62～53Ma、44～37Ma和23～20Ma,济阳坳陷在65～46Ma和46～38Ma期间为快速构造沉降期,构造沉降量大,23Ma左右坳陷抬升。对比研究表明,新生代鲁西隆起的抬升与济阳坳陷沉降之间存在隆-坳耦合关系。鲁西隆起的抬升控制了济阳坳陷烃源岩的形成、油气运移时间和油气分布由南向北迁移,并为济阳坳陷古潜山油藏提供了有效的储集空间。研究还认为,鲁西隆起与济阳坳陷的隆坳耦合关系是渤海湾盆地及周边山系盆山耦合事件的一个组成部分。     

渭河盆地始新世-渐新世沉积物源变化的钻探样品Sr和Nd同位素证据

始新世暖期和始新世-渐新世降温阶段（EOT）在地球气候系统演化中具有代表性,对认识现代全球变暖过程和机制有参考价值。渭河盆地堆积了始新世以来连续的河湖相沉积序列,对其进行沉积物源示踪研究有助于重建渭河流域地貌演化、沉积过程和气候环境变化。本研究对渭河盆地新生代沉积中心固市凹陷荔参1井（钻探井深6535 m）下部的始新世红河组（6527~5529 m）和渐新世白鹿塬组（5315~4759 m）样品进行了Sr和Nd同位素分析,探索古近纪渭河盆地的物源变化过程。结果显示,红河组样品Sr和Nd同位素平均值分别是⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.716127和ε_Nd=-13.5,白鹿塬组Sr和Nd同位素平均值分别是⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.720461和ε_Nd=-12.4。分粒级（< 2 μm,2~64 μm和>64 μm）Sr和Nd同位素测试结果表明,粒度效应对渭河盆地始新世-渐新世沉积物硅酸盐矿物的Sr同位素值影响较大,而对Nd同位素影响较小,表明硅酸盐矿物Nd同位素值可作为渭河盆地沉积物物源的指示。结合潜在源区Sr和Nd同位素分布特征,发现渭河盆地始新世和渐新世沉积物主要来自于秦岭造山带和鄂尔多斯地块的贡献,其物源变化与构造抬升和气候演变密切相关。渭河盆地始新世和渐新世沉积物传输和堆积过程与晚新生代相似,具有相对稳定的两端元物源,为利用红河组和白鹿塬组沉积序列重建古气候古环境奠定了良好的基础。

     

云南宁蒗新生代盆地的形成与演化

宁蒗盆地地处扬子古陆块的活动边缘,在构造上亦属吸纳和调节印度-欧亚大陆碰撞应力应变的构造转化带。为了研究云南宁蒗地区新生代盆地形成、演化与区域构造的关系及盆地类型,通过对宁蒗地区开展的数幅1∶5万区域地质调查,分析了宁蒗盆地内部及相邻地区的构造格架特征,认为盆地的形成及演化均受控于断裂;通过对宁蒗新生代盆地的沉积建造、控盆构造的时空演化及区域地质背景的研究,认为宁蒗盆地是比较典型的走滑拉分盆地,其演化经历了3个阶段古新世末至始新世初盆地拉分打开阶段、始新世初至始新世末拉分盆地沉积阶段、始新世末至中新世盆地改造阶段。     

西宁和贵德盆地新生代沉积物重矿物变化对构造活动的响应

位于青藏高原东北缘的西宁、贵德盆地的新生代沉积序列较完整的记录了盆地周围物源区构造变形过程。重矿物是碎屑物质的重要组成部分,是最直观、有效揭示源区母岩、构造-沉积过程的重要手段。通过重矿物的系统分析,结合沉积-构造变形,揭示出始新世-上新世末西宁-贵得盆地及其源区经历了几个构造活动阶段:古新世-始新世早期的隆升阶段、始新世中期-渐新世晚期的构造稳定阶段、渐新世末-中新世初的构造隆升阶段、中中新世构造稳定阶段和晚中新世以来的强烈隆升阶段。并结合特征矿物（绿泥石）及古水流分析,推断古近纪西宁-贵德盆地是东昆仑山前一个统一盆地。中新世早期青藏高原的扩张导致了拉脊山开始隆起,使原型盆地解体;约8.5 Ma以来拉脊山强烈隆升,两侧盆地逐渐转变为山间盆地。这为正确理解青藏高原东北缘盆山格局的形成和演化提供了重要依据。     

中新生代天山隆升及其南北盆地分异与沉积环境演化

明确中生代以来天山隆升的时间顺序、隆升范围,及其与南北两侧盆地的沉积环境演化之间的关系,是天山两侧准噶尔盆地、吐哈盆地与塔里木等盆地原型恢复研究的重要需求。通过分析天山南北主要盆地类型、沉积充填、古气候变化,物源属性、边缘相带迁移反映的物源区远近变化与古水流特征,以及大量磷灰石裂变径迹测年数据认为,中新生代天山主要存在晚三叠世-早侏罗世、晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世-始新世、中新世-第四纪的四期阶段隆升。在此基础上,编制了早侏罗世早期-第四纪的天山隆升范围及其南北盆地的沉积环境演化图,表明天山的四阶段隆升控制了北疆与南疆盆地由早、中侏罗世统一泛湖盆至晚侏罗-早白垩世盆地开始分异,再到新近纪以来彻底分割成独立盆地的沉积演化过程。同时,明确了天山南北两侧各盆地储层、烃源岩及盖层的重要形成期与天山隆升的关系,对有效拓展油气勘探范围有所启示。     

渤海湾盆地东营凹陷博兴洼陷沙四段断层活动性研究

研究区在构造上处于渤海湾盆地东营凹陷的西南部,南抵鲁西隆起,东部和北部分别为东营凹陷的牛庄和利津洼陷,西与惠民凹陷相接.区内发育有三条主要断层,分别是位于洼陷西北部靠的NNE向高青平南断层、位于洼陷东部的NW向石村断层以及位于盆地南部近EW向博兴断层.它们对于该区的构造演化、地层发育及油气聚集起了至关重要的作用.     

青藏高原始新世构造岩相古地理

在前人研究成果的基础上,分析青藏高原始新世残留盆地的构造背景、岩石地层序列和青藏高原始新世期间的构造岩相古地理特征。松潘-甘孜和冈底斯带为大面积构造隆起蚀源区,塔里木东部、柴达木、羌塘、可可西里地区主体表现为大面积的构造压陷湖盆-冲泛平原沉积,高原西部和南部为新特提斯海。从构造岩相古地理演化的角度揭示青藏高原始新世构造隆升与沉积响应的耦合关系,划分出2个强隆升期,分别是强隆升期Ⅰ(55-51Ma)和强隆升期Ⅱ(45-34Ma)。     

柴西北地区碎屑锆石裂变径迹年龄记录的阿尔金山早新生代隆升事件

阿尔金山新生代隆升历史一直倍受关注,大量热年代学数据显示,渐新世(40~30 Ma)以来发生阶段性隆升,而新生代初期隆升的热年代学记录极少。柴达木盆地西北地区(柴西北地区)新生界碎屑锆石裂变径迹年龄研究表明,其物源区单一且在新生代早期古新世中晚始新世(65~50 Ma)发生快速隆升剥露,为该区提供陆源碎屑。前人通过物源分析发现,柴西北时期的碎屑物主要来源于阿尔金山。同时,该区路乐河组下干柴沟组沉积地层残余厚度及沉积相特征表明,此时(65~50 Ma)阿尔金山存在一次短暂抬升,但幅度较小,与盆地高差不大,使柴西地区地形东高西低、北高南低。结合前人研究成果,本研究锆石裂变径迹热年代学数据以及沉积学指标所记录的阿尔金山东段65~50 Ma构造隆升事件,是对新生代印度欧亚板块碰撞的最初响应,也为青藏高原新生代隆升具有南北同步性提供了新的证据。     

鲁西隆起北侧博兴洼陷古近系泥岩地球化学特征及其构造意义

对博兴洼陷始新统和渐新统所取的20件泥岩样品的地球化学特征分析表明:始新统与渐新统样品稀土元素分布模式与上地壳稀土元素分布模式一致。稀土特征元素之间的比值显示始新统和渐新统沉积物源岩虽都来自后太古代,但存在着明显的差异性。根据源岩属性判别图解可以看出始新统源岩主体为长英质火山岩,渐新统则为长英质和基性岩的火山岩混合物源。多方面对比认为:始新统和渐新统沉积物源存在较大的差异性,表明始新世与渐新世之间可能存在较为明显的沉积物源改造,从一个新的视角揭示了鲁西隆起与邻近盆地在始新世与渐新世之间所发生的构造分异事件,而这次构造分异也造成了邻近盆地内始新统与渐新统之间油气藏成藏要素的差异。     

保山地体新元古代——早古生代沉积岩碎屑锆石年代学及其构造意义

滇西潞西地区位于青藏高原东南缘,大地构造位置上属于保山地体。由于新生代强烈的陆内变形作用,保山地体与青藏高原腹地体的对应关系难以确定。野外观察及LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,潞西新元古代—早古生代地层(震旦系—寒武系蒲满哨群及下奥陶统大矿山组)大部分碎屑锆石Th/U0.1,说明其大多为岩浆成因。U-Pb年龄跨度较大,太古宙—早古生代都有分布,且具有明显的562Ma、892Ma及2265Ma年龄峰,以及较弱的1680Ma和2550Ma年龄峰。保山地体潞西地区沉积岩碎屑锆石年龄分布特征与特提斯喜马拉雅、南羌塘沉积地层碎屑锆石年龄分布特征相似,说明其具有相同的物源——冈瓦纳大陆北部的印度大陆。在新元古代晚期—早古生代,保山地体位于印度大陆北缘,与南羌塘、喜马拉雅地体相邻。伴随着俯冲相关的增生造山过程,保山地体形成相应的新元古代末期—早古生代沉积地层。     

郯庐断裂带对鲁西隆升过程的影响:磷灰石裂变径迹证据

郯庐断裂带(TLFZ)是一条贯穿华北的NNE向巨型断裂带。新生代以来,在郯庐断裂带的两侧及其内部发生了显著的伸展构造变形,形成了泰安-莱芜-蒙阴NW向断陷盆地群,并使鲁西块体发生了急剧的陆内伸展隆升。本文在前人研究的基础上,分别在鲁西沂山、徂徕山和蒙山三处进行了大量的样品采集,总计完成了25个样品的测试,获得了一系列新的磷灰石裂变径迹(AFT)年代学结果。结合前人已发表的裂变径迹结果,对鲁西地区新生代与伸展变形有关的剥露-隆升作用的时空分布特征、隆升剥露模式及隆升幅度进行分析,并揭示郯庐断裂带在鲁西新生代热隆升过程中的影响。主要认识有:1)新生代以来,鲁西主要经历了始新世-早渐新世和新近纪以来两期快速剥露-隆升阶段。2)始新世-早渐新世主要表现为幕式差异性快速剥露-隆升,鲁西南受NW向断层控制形成向北、向东的掀斜抬升作用,鲁西北受NE向断裂控制,形成向北、向西的掀斜抬升作用。新近纪以来,进入相对低速区域性剥露-隆升阶段。3)AFT模拟显示,与始新世-早渐新世的幕式快速剥露-隆升相比,中新世以来,鲁西剥露-隆升速率相对减小,但剥蚀量剥露-抬升量较大。故鲁西整体抬升于中新世以来。4)结合前人研究成果,新生代以来,鲁西宏观上受郯庐断裂带伸展活动影响,越靠近郯庐断裂带剥蚀量越大,局部受NW或NE向断裂控制。     

Provenance of the Upper Cretaceous to Eocene Gosau Group around and beneath the Vienna Basin (Austria and Slovakia)

Chemistry of detrital garnets, chrome spinels and tourmalines of 30 selected samples in combination with the general heavy mineral distribution from 523 sandstone samples of the Upper Cretaceous to Eocene Gosau Group of the eastern part of the Eastern Alps and the western West Carpathians result in an advanced picture of sedimentary provenance and palaeogeographic evolution of that area. Garnets from Coniacian to Campanian sediments are partly derived from a metamorphic sole remnant of Neotethys ophiolites to the south. Tectonically high ophiolitic nappes, later on completely eroded, supplied mainly the paleogeographically southern Grünbach and Glinzendorf Gosau basins with ultramafic detritus, represented by chrome spinels of a mixed harzburgite/lherzolite composition, whereas no direct indications for a northern ophiolitic source, the Penninic accretionary wedge to the north of the Gosau basins, could be found. In the younger part of the Gosau basins fill, from the Maastrichtian to the Eocene, only almandine-rich garnets could be observed suggesting a southern provenance from low-grade metamorphic metapelites of exhuming Austroalpine metamorphic complexes. Ophiolite detritus is reduced in the Maastrichtian and disappears in the Paleogene.