沾化凹陷新近系沉积岩地球化学特征及其物源指示意义

采用ICP-MS详细研究了沾化凹陷新近系馆陶组(Ng)和明化镇组(Nm)沉积岩的微量元素地球化学特征.结果显示:样品稀土元素(REE)质量分数相对较高,w(ΣREE)介于106.4×10-6～390.9×10-6间,馆陶组和明化镇组的平均值分别为198.83×10-6,203.18×10-6,高于大陆上地壳(UCC)和后太古宙页岩(PAAS)的平均值;稀土元素配分曲线显示LREE富集、HREE平坦和中等负Eu异常[δ(Eu)介于0.66～0.83,平均值为0.75]的典型后太古宙沉积岩特征.样品过渡族元素Cr、Co、Ni质量分数较低,与UCC相近,稍低于PAAS;高场强元素Zr、Hf、Nb、Ta、Th质量分数则相对比它们在UCC和PAAS中的质量分数高.泥岩样品的REE、Nb、Ta、Th质量分数明显高于粉砂岩和细砂岩,表明黏土矿物的吸附作用对这些元素的富集有重要的控制作用;但稀土元素的配分模式和特征参数,以及不活动元素之间的比值[如w(La)/w(Co),w(Co)/w(Th),w(Cr)/w(Th),w(Zr)/w(Hf)]并不受粒度效应的影响.微量元素地球化学特征指示沾化凹陷新近系馆陶组和明化镇组沉积岩的源岩以中酸性的长英质岩石为主,可能主要来自盆地东部的胶东隆起区,而南部鲁西隆起区广泛出露的太古宇岩石对盆地供应的碎屑量较小;物源供应的变化表明馆陶组上段沉积时期,东营水系和车沾水系开始衰退,而垦青水系仍较发育.     

东昆仑西段—阿尔金地区区域地层划分及地层时空格架建立

东昆仑西段—阿尔金地区处于北西向、北东向和近东西向构造的结合部位,地质构造作用极为复杂,成矿作用十分有利。依据新近完成的1∶5万区域地质矿产调查成果资料,通过区域构造与沉积建造的分析研究,提出该地区区域地层划分方案,厘定和建立了地层单位时空格架,为成矿带成矿地质背景研究提供新资料。     

西域陆块的建立及其地质意义

综合地质学、地球化学、地球物理学及深部构造等方面的资料,对“西域陆块”双重基底-结晶基底（Ar3Pt1）与褶皱基底（Pt2-3）、盖层（NhZ）,上下冰碛层,陆块边界等方面进行了初步探讨。西域陆块由塔里木、柴达木、中天山、敦煌、中-北祁连山、阿拉善等微陆块组成．它既不同于华北陆块（北型）,也有别于扬子陆块（南型）。但又具有华北与扬子陆块的某些特征,早古生代期间发育北西西向沟孤盆构造系以及中新生代与青藏高原隆升相伴产生的大型复合坳陷含油气盆地。暗示其很可能是中国西北部一个独立的构造单元。     

西昆仑麻扎达坂辉绿岩墙的成因:来自年代学和地球化学证据

西昆仑造山带显生宙以来经历了原特提斯洋和古特提斯洋两个重要的演化阶段.目前对古特提斯洋构造过程的认识仍然存在较大争议.通过对麻扎达坂辉绿岩墙进行详细的野外地质、岩石学、锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究,结果表明,辉绿岩锆石U-Pb谐和年龄为287±4.6 Ma,代表了辉绿岩浆的结晶年龄,表明该辉绿岩墙为早二叠世岩浆活动的产物.辉绿岩的SiO₂含量为48.29%~50.21%,低Mg#值（0.36~0.39）,属亚碱性拉斑系列玄武岩.辉绿岩富集LREE、LILE（如Rb、Ba、Sr）,亏损Nb-Ta、P等高场强元素,总体表现出类似岛弧火山岩的地球化学特征.同时,麻扎达坂辉绿岩锆石Hf同位素组成（ε_Hf（t）=4.00~13.71,平均值为7.61,T_DM1（Hf）=0.76~0.38 Ga）说明其不是来源于类似N-MORB的亏损地幔源区.区域地质研究表明,西昆仑及以北塔里木克拉通在早二叠世处于伸展构造背景,不存在同期的俯冲消减事件,倾向于认为麻扎达坂辉绿岩墙是在造山后伸展背景下,早期俯冲流体交代的岩石圈地幔部分熔融形成的原始岩浆经过一定程度的分异结晶沿区域性断裂侵位形成的,而与塔里木地幔柱不具有地球动力学上的联系.      

祁漫塔格阿确墩地区花岗岩岩石成因:来自锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素的制约

祁漫塔格阿确墩地区花岗岩的形成背景对东昆仑加里东期碰撞-伸展过程具有重要制约意义.阿确墩地区泥盆纪侵入岩主要由花岗闪长岩和英云闪长岩组成,锆石U-Pb定年结果显示,花岗闪长岩和英云闪长岩形成年龄分别为385±5 Ma和393±5 Ma,为中泥盆世岩浆活动的产物.花岗闪长岩的SiO₂含量为63.56%~66.57%,Mg#为0.31~0.35,K₂O/Na₂O比值为0.49~0.66,铝饱和指数A/CNK值为0.95~1.02,富集Rb、Ba和LREE,亏损Nb-Ta、Sr、P和Ti等元素,具有明显Eu负异常（δEu=0.38~0.98）.相对于花岗闪长岩,英云闪长岩具有较高的SiO₂含量（67.93%~70.76%）,K₂O/Na₂O值近于1（0.70~1.04）,Mg#为0.22~0.33,铝饱和指数A/CNK值介于0.99~1.02,在稀土和微量元素标准化图解上,富集LREE和LILEs（Rb、Ba）,亏损HFSEs（Nb-Ta、P和Ti）元素,但表现出更为明显的LREE/HREE分异、弱的铕负异常或无异常（δEu=0.80~1.06）,并具有较为宽泛的锆石Hf同位素组成（ε_Hf（t）=+1.91~+15.63,T_DM2（Hf）=0.53~1.28 Ga）.区域地质研究表明,祁漫塔格地区在中泥盆世期间处于后碰撞伸展环境,阿确墩地区花岗质岩石为俯冲板片折返机制下,诱发的幔源基性岩浆同化混染古老地壳物质部分熔融形成,花岗闪长岩和英云闪长岩熔融压力条件随时间变化表明,中泥盆世期间区域仍然处于地壳厚度持续减薄的过程.      

西昆仑下石炭统乌鲁阿特组火山岩地球化学特征及地质意义

西昆仑下石炭统乌鲁阿特组为一套火山-沉积岩系,主要由灰绿色枕状玄武岩、浅灰白色流纹岩组成,空间上与厚层碳酸盐岩及薄层大理岩相伴产出。地球化学特征表明:玄武岩Si O2含量集中在52.10%~54.42%,Na2O/K2O1,Ti O2为0.50%~2.03%,Mg#介于52~70之间,与拉班玄武岩的平均值较为相似。玄武岩ΣREE=14.46×10-6~91.83×10-6,LREE/HREE为1.12~2.55,(La/Yb)N为0.46~1.69,稀土元素球粒陨石标准化图解呈现出较为平坦的曲线,类似于E-BABB,而明显不同于N-MORB和OIB。微量元素中有明显的Rb负异常,可能与岩浆过程中下地壳的混染作用有关。流纹岩主体为钙碱性系列,稀土元素总量较高,介于73.46×10-6~316.80×10-6之间,(La/Yb)N为1.30~11.99,(La/Sm)N为1.15~4.07,稀土元素配分曲线有较明显的右倾趋势,轻稀土分馏较强。稀土、微量元素配分曲线类似于地壳特征。玄武岩与流纹岩表现出不同的稀土微量元素特征,并缺乏连续演化的趋势,暗示二者有不同的来源和成因。微量元素图解及区域地质特征指示乌鲁阿特组形成于弧后拉张的伸展环境。岩石成因特征研究表明,玄武岩由亏损地幔尖晶石二辉橄榄岩5%~10%部分熔融形成,并在底侵上升途中受到下地壳物质微弱的混染贡献。地幔物质上升,所携带的热量累积并加热下地壳,下地壳基性物质部分熔融从而形成流纹岩。综合认为,西昆仑北带在早石炭世处于一个伸展拉张环境(可能为弧后盆地),乌鲁阿特组火山岩正是此次构造事件的岩浆产物。     

西昆仑慕士塔格岩体的LA ICP MS锆石U Pb定年:对古特提斯碰撞时限的制约

慕士塔格岩体是西昆仑造山带出露面积最大的侵入体,主要由黑云母二长花岗岩、似斑状黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩组成,其中发育大量的暗色微细粒包体和基性岩浆条带。根据锆石的阴极发光图像以及Th、U、REE元素等特征,所测试的锆石均为典型的岩浆结晶锆石,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,测得岩体东西部分的加权平均206Pb/238U年龄分别为229.6±0.8Ma(MSWD=0.44)、232.8±1.5Ma(MSWD=0.21),两者在误差范围内一致,综合获得该岩体年龄为231.4±0.7Ma(MSWD=1.5),属于中三叠世晚期。根据岩石学、锆石内部结构及其REE元素特征,结合前人地球化学资料,该岩体应为壳幔岩浆混合成因。结合区域地质资料,慕士塔格岩体应是从挤压的主碰撞期向伸展后碰撞期转换的产物,表明古特提斯主碰撞作用发生在中三叠世晚期之前,之后开始进入古特提斯后碰撞阶段。     

南兴安岭晚中生代中酸性火山岩的岩石成因

南兴安岭地区的晚中生代中酸性火山岩的元素-同位素地球化学分析结果显示,区域上存在同期的两类中酸性火山岩组合。第一类火山岩以满克头鄂博组的安山-英安岩和流纹岩组合为代表,其SiO2为60．0-74．9％,MgO变化在0．36- 2．04％之间,具有LREE略富集的REE配分模式(Ce／YbCN=2．6-3．0)和富集Rb、Ba、K和不同程度的Nb-Ta、Ti-P-Sr亏损的微量元素特征;在Sr-Nd同位素组成上类似于同期的玄武安山岩(87Sr／86Sr(i)=0．70522-0．70709;εNd(t)=-1．5- -0．4),而且在空间上与玄武岩共生,为玄武质岩浆高度分异或同化混染作用(AFC)的产物。第二类以玛尼吐组英安岩为代表,以富Al2O3(15．87-16．36％)、Na2O(4．63-4．79％,K2O／Na2O<0．4)、高Sr(709-832μg/g)、低Y(6．9-10．4μg／g) 和低HREE(如Yb=0．37-0．51μg／g),具有与现代俯冲带adakite岩石相似的特征;在Sr-Nd同位素组成上,它们较同期或近期玄武安山岩更低Sr和高Nd同位素比值(87Sr／86Sr(i)=0．70409-0．70425;εNd(t)= 0．9- 2．1),为造山带下地壳镁铁质岩石的部分熔融产物,其低Y和HREE以及高Sr的特点说明残留源区中有石榴子石存在,而斜长石为主要熔融相进入熔体。在熔融动力学方面,同期的玄武岩浆底侵提供大量的热源导致下地壳镁铁质岩石的部分熔融作用。南兴安岭地区晚中生代不同成因类型中酸性火山岩为造山带伸展背景下岩石圈地幔起源的玄武岩浆底侵作用和深部岩浆房分异的结果。     

沾化凹陷新近系沉积物的C、O、Sr、Nd同位素组成变化对古环境变迁的记录

沾化凹陷新近系馆陶组(Ng)广泛发育了一陆相螺化石层.来自螺化石层上下沉积层位的馆陶组和明化镇组(Nm)泥灰岩的C、O、Sr、Nd同位素的分析结果显示,螺化石层所在Ng4段泥灰岩具有比其上下部泥灰岩较低的δ13C值和较高的δ18O值,而螺化石埋藏层位的泥灰岩具有相对较低的δ13C和87Sr/86Sr值以及相对较高的δ18O值.143Nd/144Nd比值在剖面上的变化不明显,反映Ng、Nm沉积时期凹陷具有稳定的物源区;而C、O、Sr同位素组成的系统变化则指示了古沉积环境的变化.其中Ng4段沉积时期气候相对干热,Ng3、Nm1 2段沉积时期气候相对湿热;螺化石层泥灰岩所表现出的低87Sr/86Sr值和螺化石壳体相对高的δ13C和δ18O值可能代表了区域上一次重要的气候干热化事件,该时期大气降水明显减少,湖泊蒸发量较大,使得盆地的水体盐度增加,水体中87Sr/86Sr降低和δ18O值增加,同时水体营养生物和河流输入的营养物质减少,致使田螺最终死亡.随后环境气候相对湿热,生物生产力提高和碎屑物质供应的增加使得87Sr/86Sr值和δ13C值增加,大气降水补给导致沉积介质的δ18O值降低.