祁连山中段白垩纪以来阶段性构造抬升过程的磷灰石裂变径迹证据

祁连山作为青藏高原的东北边界,是研究青藏高原隆升和扩展的重要区域,利用磷灰石裂变径迹分析反映的祁连山地区白垩纪以来阶段性隆升和扩展新认识对理解青藏高原的隆升过程有重要的意义。分别采自南祁连陆块、疏勒南山—拉脊山缝合带、中祁连陆块和北祁连缝合带22个样品的磷灰石裂变径迹年龄介于(124±11)Ma与(13±2)Ma之间,平均径迹长度介于(13.6±2.3)μm和(10.3±1.8)μm之间。时间-温度反演模拟结果表明祁连山地区至少经历了3个重要构造活动阶段:1)白垩纪早期((129±14)~(115±17)Ma)祁连山隆升,南祁连陆块和疏勒南山—拉脊山缝合带的冷却速率及剥蚀速率均较大,并且祁连山南部可能率先抬升而初步构成高原的东北边界;2)白垩纪中晚期—中新世((115±17)~(25±7)Ma)祁连山构造平静,南祁连陆块和疏勒南山—拉脊山缝合带冷却速率及剥蚀速率均较低;3)中新世以来祁连山由南向北逐渐扩展,构造活动强烈而最终形成盆-山构造地貌格局。祁连山白垩纪早期的快速冷却过程可能是受拉萨地块和羌塘地块碰撞的影响;中新世以来向北扩展则主要是受印度—欧亚板块碰撞的影响。     

华北克拉通的组成及其变质演化

华北克拉通早前寒武纪变质基底主要由五套不同类型的变质岩系组成。克拉通在形成过程中经历了多期构造活动、多期岩浆侵位、多期变质作用以及不同程度的混合岩化和深熔作用,岩石已遭受多次不同地质作用的叠加改造,因此华北克拉通具有复杂的演化历史。从太古宙到古元古代末的克拉通形成,华北克拉通主要经历了五期区域变质作用。鞍山地区的古—中太古代经历了角闪岩相变质作用改造,尚未获得变质年龄数据。但在TTG岩系中已获得3 560 Ma和3 000~3 300 Ma早期的变质年龄。河南鲁山太华杂岩的中太古代斜长角闪岩中获得2 776~2 792 Ma和2 671~2 651 Ma两期变质作用年龄信息,代表了新太古代早期的变质作用。新太古代麻粒岩-TTG岩系和新太古代花岗-绿岩系都经历了新太古代晚期—古元古代初的变质作用改造。在古元古代阶段,在华北克拉通北缘在1 965~1 900 Ma期间发生了中低压/高压麻粒岩相变质,局部发生超高温变质,这期变质作用与陆块间的俯冲碰撞及其后的地幔上涌有关。在古元古代晚期(1 890~1 800 Ma)在华北克拉通的中部及东部的胶—辽—吉带发生了高压麻粒岩相-角闪岩相的区域变质,代表了陆块间的碰撞拼合过程。不同变质岩系类型经历的变质作用反映了不同的构造背景。太古宙晚期大量的TTG岩系及呈面状分布的中/低压麻粒岩主要出露在华北克拉通的中北部,普遍具有逆时针的p-T轨迹,反映了地幔柱底板垫托的构造环境。新太古代的花岗-绿岩系在新太古代晚期—古元古代早期经历的变质作用多为顺时针的p-T演化轨迹,反映其发生可能与弧后+地幔柱联合作用的构造背景。古元古代晚期的两期变质作用多表现为高压麻粒岩相的顺时针p-T演化轨迹,反映了不同陆块(地块)之间碰撞拼合的过程,意味着类似显生宙的板块构造体制已经出现。     

塔里木盆地库车坳陷中生界构造古地理分析

运用区域地面地质、地震、钻测井等资料的综合分析,对库车坳陷中生界的盆地结构、构造样式、中生界各层序原始地层厚度和沉积相分布、古隆起形态、区域构造演化等方面进行研究,重建了库车坳陷中生代盆地构造古地理,并对盆地原型成因进行分析。库车坳陷残留中生界总体上为北厚南薄、北剥南超的地质结构,北部强烈角度不整合在南天山海西期褶皱带,南部微角度不整合面在寒武-奥陶系之上,南部边缘沿着温宿-西秋-牙哈古隆起有基底断裂活动。北部单斜带为冲积扇和辫状河三角洲,克拉苏构造带为深湖,南部沿着古隆起带为缓坡三角洲、浅湖。库车坳陷中生代原型盆地位于南天山海西期造山带和塔里木克拉通边缘过渡带之上,地壳均衡可能是盆地沉降的主要动力。南缘古隆起带在南天山洋扩张期为塔里木克拉通台地与被动大陆边缘的台地边缘,南天山洋闭合期为前陆隆起带,发育基底断裂和断块差异活动,在中生代有继承性活动,晚新生代新天山挤压隆升使古隆起带发生挤压变形,成为新天山逆冲变形造山楔的前锋。     

构造物理模拟和PIV有限应变分析对构造裂缝预测的启示

油气储层中构造裂缝发育与有限应变状态关系密切,为了探索有限应变分析与构造裂缝预测的新技术方法,此次研究设计完成了一组单侧挤压收敛模型的物理模拟实验,并引入粒子图像测速(PIV,Particle Image Velocimetry)技术对实验过程进行了定量化分析。实验模型在垂向上为含粘性层的多层结构,实验结果形成了一个肉眼可见的箱状褶皱。通过PIV技术可以获取实验模型变形演化过程中各阶段的位移场数据,计算出各阶段的增量应变,实现从初始状态到褶皱形成之后整个变形过程的有限应变分析,探讨构造裂缝成因机制和分布规律,进行定量化裂缝预测。挤压变形过程初期,应变分布范围很广,有限应变较弱(约4%~8%),在挤压方向上的线应变表现为弱压应变,在垂向上的线应变表现为弱张应变,这种现象是褶皱和断层产生前平行层缩短和层增厚的纯剪变形结果,也是区域型张裂缝和剪裂缝形成的主要机制。褶皱和断层即将发育之时至发育之后,应变局限在断层发育的剪切带及附近区域,有限应变表现为较强(达20%)的剪切应变和剪切张应变,是断层面附近简单剪切变形作用的结果,也是局部型剪裂缝和张剪裂缝形成的主要机制。     

滇东北毛坪铅锌矿床的成矿时代:闪锌矿Rb-Sr定年

毛坪铅锌矿床是滇东北地区代表性矿床之一,目前尚缺乏精确的成矿年代学数据。该文对选自块状铅锌矿石的4件闪锌矿单矿物样品进行了Rb-Sr同位素定年,获得等时线年龄为321.7±5.8 Ma(MSWD=1.5),表明毛坪铅锌矿床的主成矿作用发生于石炭纪。此外,闪锌矿~(87)Sr/~(86)Sr初始值为0.712166±0.000017,低于大陆地壳~(87)Sr/~(86)Sr平均值(0.719)且高于地幔Sr初始值(0.707),暗示成矿物质主要来源于大陆地壳并混有少量地幔物质。综合前人研究成果,作者认为毛坪铅锌矿属后生矿床,与晚二叠世峨眉山大火成岩省玄武岩浆活动无成因联系,类似于典型的MVT矿床,且滇东北地区可能发育多期铅锌矿化作用。     

祁连山及邻区第四纪地层区划与沉积序列

在前人资料和野外勘查的基础上对祁连山及邻区贵德盆地、循化—化隆盆地、同仁盆地、西宁盆地、门源盆地、临夏盆地、兰州盆地、定西盆地、天水盆地、肃北盆地、酒泉盆地、玉门盆地、张掖盆地、武威盆地、哈拉湖盆地、苏里盆地、木里盆地、民和盆地、共和盆地、青海湖盆地及柴达木等20余个盆地的第四纪地层进行了研究。以祁连山第四纪构造地貌演化、盆地沉积序列、古生物及古气候特征为地层分区依据,对祁连山及邻区第四纪地层进行了地层分区,并对部分地层名称做了厘定或统一。祁连山及邻区第四纪沉积特征总体为东部(主要为陇中地区)黄土分布广泛,堆积了世界上最厚的黄土地层;北部(河西走廊地区)冲洪积扇堆积及风沙发育;南部(柴北盆地)以冲洪积-湖积为主,晚更新世以来发育风成沙及黄土;共和盆地由湖泊转向冲积扇和风沙沉积;青海湖盆延续至今;中西部高山及山间盆地冰碛、冰水堆积以及河流阶地堆积发育。根据上述特征及划分原则,将祁连山及邻区第四纪地层区划分为:兰州—西宁地层区,贵德地层区,酒泉—张掖地层区,柴北地层区,共和地层区,青海湖地层区及肃北—门源地层区。     

昭通示范区黄金坝气田五峰—龙马溪组页岩气储层地质特征

昭通国家级页岩气示范区黄金坝气田是继礁石坝和长宁—威远之后中国又一个在页岩气勘探、开发领域实现重大突破的地区,为了系统地展示黄金坝气田页岩气资源富集的储层条件,为未来的勘探工作提供参考,以五峰—龙马溪组页岩气储层为研究对象,从区域地质条件、储层岩石学、物性和地球化学4个方面对该页岩气储层进行了综合研究。结果表明稳定的区域构造和良好的顶底板条件是黄金坝地区页岩气资源富集的关键,良好的保存条件使储层维持了较高的压力(压力系数1);较高的孔隙度(平均4%)和TOC含量(目的层2%)提供了良好的储集空间,使储层具有较高的含气量(1.35~3.48 cm3/g,平均2.50 cm3/g);天然气地球化学数据表明,区内天然气主要成分为CH4(97%),其次还含有少量的C2H6、C3H8和CO2;天然气同位素数据表明烃类C同位素组成发生了倒转,表明储层具有良好的封闭性。但储层孔隙系统较为复杂,且非均质性极强,从而导致渗透率较低,在储层改造施工过程中应予以充分考虑。总体上,黄金坝气田具有较好的开发前景,生产测试表明,区内直井压裂产量为0.5×104~3.5×104m3/d/井,水平井压裂产量可达12×104~40×104m3/d/井。     

沿雅鲁藏布江缝合带东坡、日喀则等蛇绿岩体磁异常特征及其找矿标志

航空磁测△T图上清楚显示出沿雅鲁藏布江缝合带具有南北两条航磁异常,地质研究确认沿雅鲁藏布江缝合带的蛇绿岩体呈带状东西向延续近2000 km,但已知主要含铬蛇绿岩体分布于雅鲁藏布江南岸。在罗布莎和泽当地表观测到断续分布着含铬蛇绿岩体,地质研究程度较高,岩体规模不大。向西地表有出露日喀则岩体,再西段有当穷、普兰、东坡等规模巨大的岩体。航空磁测图上显示出日喀则、东坡、普兰、当穷等岩体与清晰的航磁异常对应。对上述岩体进行的地面磁测准确地确定了已知岩体与航磁异常的关系,位于雅鲁藏布江东段的罗布莎与泽当岩体属于其南部强航磁异常北缘的负异常范围内的小岩体。西部沿江含铬蛇绿岩体是断续分布的,呈短条带状或较大的三度体;地面磁测异常突出反映出地表岩体磁铁矿分布的不均匀性,在岩体边缘(包括近岩体围岩)的蛇纹石化较强,磁异常亦较强,并由此较准确地圈定出岩体范围。航磁异常反映出岩体内部有相对富积的磁性矿物和磁性体,它们可能来自深部含Fe O、Fe2O3等矿物在岩浆上涌到上地壳由于蛇纹石化而生成了Fe3O4,当温度低于480℃时形成较强的磁性。反演计算了磁性体位于3~5 km深度上,虽然蛇绿岩体及其围岩中存在的磁铁矿非直接来源于地幔物质,但含铬蛇绿岩体的岩浆物质是生成磁铁矿的主要物质贡献者。由此将航磁和地面磁测异常与大地电磁法、反射地震等方法结合可以给出岩体深部结构的地球物理特征,这有利于圈定找矿的远景地段。     

湘南—桂东北地区寒武—奥陶纪沉积岩碎屑锆石U-Pb年代学特征及其地质意义

本文利用LA-ICP-MS分析技术,对湘南—桂东北地区寒武纪和奥陶纪沉积岩进行了碎屑锆石U-Pb年代学研究。获得有效年龄数据239组,年龄值变化范围较大(3146~474 Ma),主要集中分布于2633~2473 Ma(峰值2500Ma),1880~1521 Ma(峰值1650 Ma),1146~911 Ma(峰值970 Ma),896~720 Ma(峰值800 Ma)和682~474 Ma(峰值520 Ma)5个时间段。4件样品均记录了古太古代—中太古代年龄信息,同时以1146~911 Ma和896~720 Ma两个时间段年龄最集中,反映全球Grenville造山事件和全球Rodinia超大陆裂解事件对研究区影响显著。此外,本次还获得大量泛非期(520 Ma左右)锆石年龄,认为全球泛非事件对华夏地块及其邻区影响显著,反映华夏地块与冈瓦纳大陆可能有一定亲缘性。结合前人资料,认为研究区位于华夏地块和扬子地块西南段碰撞拼合带,研究区地层同时接受两地块物质沉积,物源主要来自华夏地块。     

贵州沿河萤石矿稀土元素地球化学特征及成因探讨

为了研究沿河县萤石矿成因,主要针对研究区内具代表性的水田坝和丰水岭两个矿床地质特征进行研究,并运用等离子质谱(ICP-MS)对稀土元素进行了系统分析。研究结果表明,围岩的稀土总量、轻稀土和重稀土的含量远高于萤石矿石,但是萤石的稀土配分型式与围岩相似。根据Moller等(1976)的Tb/Ca_Tb/La关系图,结合矿体特征和区地质背景研究,认为该区萤石矿为热水(热卤水)再造沉积岩(或矿床)。