大陆盆地的聚敛-闭合过程研究:以塔里木盆地为例

印度与欧亚大陆第三纪以来碰撞汇聚,造成亚洲大陆内部强烈缩短变形。塔里木盆地如何发生相应的变形调节和应变分解,成为中亚板内构造的重要问题。塔里木陆块新生代以来被板内造山带及走滑断裂系环绕,盆地内部以刚性为特征,未发生强烈构造变形。区域大断裂与塔里木盆地的冲断、走滑构造边界共同作用,形成盆地边缘复杂的构造系。其新生代构造变形主要集中于盆地的构造边界上,4条构造边界显示差异性的运动特征和构造交切关系。盆地边缘构造带叠加并向盆内扩展,造成盆地总体上水平缩短,并发生应变分解。盆地内部发生沉积-构造分异,发育前陆盆地、前缘隆起、复合前陆盆地、拉分盆地等单元。其中,盆地西北缘及西南缘发生陆内俯冲,形成前陆盆地及前陆冲断带,对盆内构造演化有重要影响。区域构造研究表明,塔里木盆地新生代主要发生了4期区域构造变形,第三纪以来还发生顺时针旋转。大陆盆地构造边界上的运动组合、盆内不均匀阻挡和滑脱拆离,造成其变形扩展方式的差异,并影响盆内单元构造演化。因此,塔里木盆地是认识大陆盆地聚敛与闭合过程的天然实验室。     

恒山西段石榴石角闪岩和麻粒岩的变质作用、PT轨迹及构造意义

恒山西段广泛发育石榴石角闪岩和麻粒岩包体,石榴石斑晶的生长环带都完好地保留,甚至晚期的麻粒岩相变质条件也未使其破坏,显示了快速的构造过程和有限的热松弛。石榴石核心保存了早期高压角闪岩相的矿物组合和矿物化学特征,变质作用条件为６００—６５０℃和大约１１ ＧＰａ。随后,石榴石麻粒岩的变质温度和压力继续上升,达到高压麻粒岩相,大约为８１０℃和１２５ ＧＰａ。两类岩石变质作用的晚期都经历了特殊的减压升温过程,显示典型的顺时针ＰＴ 轨迹。因此可以推断,恒山西段在太古宙末或早元古代很可能经历了某种形式的大陆俯冲或碰撞过程,并且随后发育逆冲和一系列壳内变形剪切等。     

慢速-超慢速扩张洋中脊热液活动及其机理

海底热液系统是地球热量平衡的重要组成,也是地球化学循环和成矿作用发生的主要场所,与洋中脊系统在空间上具有很强的联系。慢速-超慢速扩张洋中脊中确认的活跃热液喷口数量约占全球总数量的三分之一,查明热液发育位置及发育岩性与岩浆-构造活动的耦合关系,对于研究海底热液活动演化过程和海底找矿具有很好的指示意义。本文将全球慢速-超慢速扩张洋中脊中已确认的活跃热液活动进行统计分类,其中受岩浆活动控制的热液活动有29处,而受构造活动控制的热液活动有15处,相对于快速-中速扩张洋中脊显示出较强的构造相关性。研究发现,岩浆作用控制下的热液活动集中在洋中脊轴部中央裂谷内,而构造主控型热液活动常发育在非转换不连续间断和拆离断层系统内。随着大洋核杂岩成熟,热液活动位置向着离轴方向迁移,并且热液类型由高温"黑烟囱"型向低温弥散流型转变。     

松辽盆地北部徐家围子断陷营城组大型破火山口的发现

破火山口的形成是火山物质喷发量最大、破坏力最强的一种火山作用现象,因此,探寻破火山口存在的证据是明晰松辽盆地北部徐家围子断陷下白垩统营城组火山喷发规律和叠置关系的关键。徐家围子断陷营城组地层中徐东破火山口呈一个长轴约17km,短轴约10km的椭圆形、塌陷深度近3km的大型破火山口,其天窗式塌陷是下方岩浆房的不对称形态或岩浆房的不对称抽空导致。徐东破火山口内被厚层流纹质凝灰岩和熔岩填充,剖面上显示一对发育完整的正、逆断层,指示徐东破火山口经历了完整的沉降、塌陷、火山喷发过程。徐东破火山口形成于大陆裂谷背景下,是岩石圈减薄,大规模岩浆作用的产物。受区域NNW向构造格架控制,形成破火山口南北延伸的椭圆形态。     

华北克拉通大青山地区古元古代晚期钾长伟晶岩脉SHRIMP锆石U-Pb定年和Hf同位素组成

报道了华北克拉通大青山地区哈德门沟钾长伟晶岩脉的锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素组成。钾长伟晶岩脉广泛分布,不定向切割早期地质体。部分钾长石具出溶结构,利用三元长石温度计获得其形成温度为750～800℃。锆石粒度粗大,大多呈等轴状,锆石的阴极发图像中部具板状环带或扇形结构,边部出现振荡环带。SHRIMP锆石U-Pb定年,数据点位于谐和线上,207Pb/206Pb年龄加权平均值为1841Ma±9Ma(MSWD=1.5)。锆石的εHf(t)和tDM1(Hf)分别为-10.4～-6.6和2498～2648Ma。结合其它资料,可得出如下结论:①大青山地区至少在1.84Ga已进入伸展体制;②钾长伟晶岩脉形成于高温条件;③钾长伟晶岩脉的物质来自该区早前寒武纪变质基底。     

侏罗系烃源岩发育有利环境及条件探讨——古地理古环境编图研究

烃源岩是油气勘探的物质基础,研究其形成环境对油气勘探与开发具有极其重要的意义。为了研究侏罗系烃源岩在全球范围内的分布特征及其发育的有利条件,首先依据古地磁方法以160Ma为时间节点,对全球古板块进行再造。在此基础上,辅以地理信息系统(ARCGIS)技术,并结合前人的区域地质的研究成果,在全球板块图上叠加了侏罗系岩相古地理和烃源岩分布等元素,编制了侏罗纪全球尺度的古地理、古岩相及烃源岩分布图件。同时,统计了全球含油气盆地的侏罗系烃源岩数据531个,其中具有明确干酪根类型的数据252个,且类型主要为Ⅱ型海相浮游生物,Ⅰ和Ⅲ型干酪根发育相对较少。从中得出:沉积环境、干酪根类型、气候、海平面、上升流及构造运动等因素综合控制了烃源岩的形成和保存,其中上升流对烃源岩的形成起着尤为重要的作用。侏罗纪时期泛大陆大规模裂解,新特提斯洋和中大西洋洋脊逐渐扩张,火山活动强烈。在此构造背景下,全球大范围为温带和热带,气候温暖湿润,且暖流区海水温度适宜,上升流将底层营养物质带到浅层,有利于海洋生物生存繁殖,为烃源岩形成提供了丰富的生烃母质;海平面上升以及大规模海泛事件则为烃源岩的保存提供了有利条件。因此,新特提斯域周缘和中大西洋两岸暖流区海水温度较适宜,是烃源岩的主要发育区;浅海台地相碳酸盐岩、被动大陆边缘和裂谷相泥页岩以及陆内深湖相泥页岩是其发育的优势沉积岩相,且绝大部分烃源岩分布于波斯湾、墨西哥湾、北海、中亚以及西西伯利亚等地区。     

五台山古元古代巨型叠层石的结构特征及成因意义

山西省五台山地区的古元古代滹沱群地层中发育大量各种形态和大小的叠层石,最近在东冶亚群地层中发现体量巨大的叠层石。本文在对其进行形态学分析、显微结构分析、地质剖面实测以及生长环境特征分析研究后认为,这一宏观上的穹窿形叠层石是由柱状叠层石组成的生物岩礁,柱体在底质基础上放射状生长,其表面圆形、长条形的凸起为叠层石柱体顶部横断面及斜切面形态。通过标本切片,镜下观察到组成柱体并充填柱间的均为泥晶方解石,并发现纤细的丝状微生物遗迹,这些丝状体相互交织构成暗层的重要组分。叠层石体量巨大,需要较长时间内相对稳定的深水环境;泥晶方解石结晶较好,指示水动力条件相对较弱、沉积速率较快的温暖浅海环境,可能形成于潮下带。     

早期碰撞造山带的构造样式及其板块构造演化意义：以华北克拉通五台山花岗岩—绿岩区为例

早期碰撞造山带的研究是探索板块构造早期体制的前缘领域。五台山地貌高差巨大（达2437m）、山体雄伟、地质露头连续完整,是我国早前寒武纪地质研究的经典地区和认识大陆克拉通早期地壳演化的窗口,已成为世界早前寒武纪碰撞造山带的典型实例。围绕五台山构造样式的深入研究,对于揭示早期板块构造演化及中浅地壳构造层次具有重要的地质意义。 大量的野外地质调查及构造横剖面研究表明,五台山东冶亚群为华北克拉通的早期沉积盖层,它以开阔复式向形为特征,不整合于造山杂岩及其前陆冲断带和前陆盆地之上。区域变质相的分布及豆村亚群主期褶皱枢纽指示,五台山花岗岩—绿岩区向西南掀斜,出露了新太古代碰撞造山带不同构造单元（造山杂岩及前陆冲断带和前陆盆地）中浅层次上连续而完整的构造剖面。前陆冲断带以沉积岩系大规模平卧褶皱和逆断层、蛇绿岩混杂带和基底构造活化为特征。造山杂岩发育低角度逆断层和复杂叠加褶皱,伴随不同时期花岗岩类的侵位。从浅部层次向深部,绿岩带复式褶皱逐渐被与TTG杂岩构造叠置的表壳岩构造岩片取代,构造面理由陡立趋于平缓。与世界其他花岗岩—绿岩区相比,五台山区完好保留了造山带挤压构造及其前陆盆地沉积,指示早期碰撞造山过程的强烈构造缩短和大规模地壳隆升作用,是研究早期板块碰撞造山过程的重要例证。     

蛇纹岩化对洋中脊超基性岩热液硫化物成矿的影响:来自青藏高原德尔尼铜矿床的启示

洋中脊超基性岩热液成矿系统通常与洋底核杂岩构造有关,多发育大型矿床,具有巨大的资源前景。然而,受大洋调查取样手段的限制,超基性岩蛇纹岩化对成矿的影响仍需进一步研究。德尔尼铜矿床是地质历史上该类矿床的典型案例,对于理解其成矿模式,以及大洋硫化物勘探具有指导意义。本文选取德尔尼铜矿床块状硫化物样品进行黄铁矿的S同位素分析,结果表明其δ³⁴S值主要分布在-0.4‰～+6.3‰。结合前人研究发现,形成于深部网脉状、条带状矿石中的δ³⁴S值为负值,而经历表层喷流和破碎作用的块状和角砾状矿石中的δ³⁴S值为正值,二者呈对称分布,这主要是由于还原条件下岩浆排气产生的SO_2和H_2S动态平衡并逐渐沉淀S^2-,表明蛇纹岩化提供的还原环境对热液系统演化产生了重要影响。然而,磁黄铁矿和矿床Ni的分布指示成矿物质中超基性岩的贡献较小,主要物质来源是洋中脊深部的基性岩浆,通过热液循环将物质运移至海底并喷流成矿。对比现今超基性岩赋矿的高温热液硫化物矿床,德尔尼铜矿床形成温度更低,代表了超基性岩赋矿热液硫化物中的中温端元,表明在距离拆离面一定距离(约2～4km)的位置也可能形成大型的热液硫化物矿床,这对于现今洋中脊热液硫化物勘探具有一定的指导意义。