地球圈层之间相互作用对白垩纪大洋缺氧与富氧过程的制约

白垩纪诸多地质事件中,以黑色页岩为特征的大洋缺氧事件和以红层为特征的大洋富氧环境尤其引人关注。本文探讨了白垩纪大洋从缺氧到富氧转化的过程与机制,认为上述沉积事件是地球圈层之间相互作用的结果。白垩纪岩石圈剧烈的岩浆活动,是缺氧、富氧事件发生的源动力,水圈、大气圈、生物圈的共同作用是沉积事件发生的结果。具体过程为:白垩纪大规模的火山喷发,改变了海陆面积的对比,并引起地球内部大量热能释放和大气中CO_2气体浓度的升高,最终导致大气温度的升高。海水温度的升高和CO_2浓度的增加导致海洋环境中溶解O_2的降低,缺氧事件随之而产生。同时,海底岩浆喷发在海底产生大量的富含铁元素的基性和超基性岩石,通过海底风化和热液活动,铁元素从岩石圈进入水圈。海水中的铁元素是海洋浮游植物宝贵的营养盐类,其含量的增加可激发浮游植物的大规模繁盛,而这一生命过程可以吸收海水中大量的CO_2,并且产生等量的O_2。随着海水中O_2浓度的不断升高,以富含Fe3+的红色沉积物为特征的海洋富氧环境出现。藏南和深海钻探、大洋钻探典型剖面的数据证实大洋缺氧和富氧发生的韵律性,即缺氧事件之后往往伴随富氧环境的出现。研究认为,白垩纪大洋缺氧和富氧事件是同一原因导致的不同结果,地球圈层相互作用是其根本制约因素。由岩浆活动引起的缺氧事件和同样由其造成的富氧环境,其机制存在明显的差异,前者以物理、化学过程为主,后者除此之外还演绎了更为复杂的生物-海洋地球化学过程。     

康定杂岩成因和构造意义——来自Hf同位素的证据

康定杂岩位于扬子地块西缘,通过对四川康定—冕宁—攀枝花—云南元谋地区出露的康定杂岩中基性、中性、酸性岩岩石学、锆石Lu-Hf同位素等多方面系统研究,确定这套岩石形成于岛弧环境。分析表明:康定杂岩中镁铁质侵入体锆石εHf(t)变化范围-4.2~+11.0,Hf模式年龄742~2386 Ma;长英质侵入体锆石εHf(t)变化范围-4.9~+9.4,Hf模式年龄为967~2707 Ma;暗示康定杂岩体复杂的构造成因。锆石Hf同位素分析表明其岩浆锆石具有与扬子地块西缘同时代镁铁质/长英质侵入体相似的Hf同位素组成,暗示其相似的岩浆起源。研究表明,康定杂岩为大洋俯冲背景下的产物,镁铁质侵入体来源于较为亏损地幔源区,长英质侵入体为新生陆壳与古老地壳物质相互作用形成的产物。锆石Hf同位素数据表明,康定侵入体杂岩中锆石Hf-全岩Nd解耦,为"锆石效应"与少量地壳物质加入共同作用结果。结合岩石学、地层学、构造及地球化学证据综合表明,新元古代时期,扬子地块可能位于Gondwana超大陆的边缘,而不是澳大利亚与北美Laurentia古陆之间的连接部分。     

青藏高原碰撞—隆升阶段班戈县恐弄拉地区古近纪盆地演化特征浅析

新生代,青藏高原进入陆内造山及其后的整体隆升阶段,据此形成一系列山间断陷盆地,此时期盆地充填古新—始新统牛堡组沉积,即早中期为冲积扇—河流相沉积环境;中期为湖泊三角洲相沉积环境;中—晚期为淡水湖泊相沉积;晚期为陆内盐湖相沉积。通过对牛堡组沉积相的分析,可以提供剥蚀区与沉积区的空间分布情况,间接反映研究区的古地理面貌,故而进一步探讨古近纪盆地演化历程,即由初陷期半封闭型河湖盆,向深陷期开放型湖盆,至收缩期封闭型湖盆的演化过程。同时也从侧面反映构造演化的发展及沉积盆地响应过程与古气候的耦合关系。     

西藏首例云英岩型钨矿——甲岗雪山W-Mo多金属矿床地质特征研究

甲岗雪山W-Mo多金属矿床位于西藏自治区申扎县境内,地处冈底斯北部,成矿时代为中新世。矿床与矿区内的二长花岗岩体时空关系紧密,矿区内的围岩蚀变普遍见云英岩化,并且云英岩化强烈的地方多伴随强烈的钨钼矿化;矿体的类型以云英岩型为主,还有少量石英脉型,矿石又多呈细脉状或浸染状赋存于云英岩或云英岩化二长花岗岩体内部,证实了矿床的成因类型为云英岩型。依据野外见到的矿物共生组合、脉体穿切关系等,可将成矿期划分为硅酸盐-氧化物阶段和硫化物阶段。流体包裹体研究表明,甲岗雪山W-Mo多金属矿床主成矿期的成矿流体为中-高温、中-低盐度的流体,从主成矿期的硅酸盐-氧化物阶段演化到硫化物阶段,成矿流体的温度下降明显,盐度也有所下降。     

油气沿不同时期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失的地质条件及其识别方法

为了研究含油气盆地断裂发育区油气分布规律,在确定油气沿活动期和静止期断裂穿过泥岩盖层发生渗滤散失机理的基础上,针对油气沿活动期和静止期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失的地质条件及识别方法进行了研究。研究结果表明：油气沿活动期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失所需的地质条件是活动期断裂在盖层内上下连接分布,作为油气穿过泥岩盖层的输导通道;油气沿静止期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失所需的地质条件是下伏储层油气剩余压力大于断层岩排替压力。通过比较泥岩盖层断接厚度与油气沿活动期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失所需最小断接厚度的相对大小和下伏储层剩余压力与断层岩排替压力的相对大小,分别建立了油气是否沿活动期断裂和静止期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失的识别方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造天然气能否通过活动期和静止期NP5 2断裂穿过东二段泥岩盖层渗滤散失的识别。结果表明：在断裂活动期,仅在L2和L8测线处天然气可以沿着NP5 2断裂穿过东二段泥岩盖层渗滤散失,其余测线处(L1、L3、L4、L5、L6、L7、L9)则不能;但是在断裂静止期,天然气不能沿NP5 2断裂穿过东二段泥岩盖层渗滤散失,与目前南堡5号构造东二段泥岩盖层之下已发现的天然气分布相吻合,表明这2种方法分别用于识别油气是否通过静止期断裂和活动期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失是可行的。     

Redefining the Age of the Cenozoic Shanwang Formation in Shanwang Basin

<正>Objective The Shanwang Basin is a small Cenozoic sedimentary basin located in Linqu county,Shandong province.The Shanwang Formation,especially the diatomaceous shale member,contains diverse and finely preserved flora and fauna fossils(Fig.1).Previous paleontological study and radiometric dating show that it was formed in the Miocene.However,on the precise age of the formation,there are such different opinions as Late Miocene,Middle     

Geochemistry, Geochronology and Lu-Hf Isotopes of Peraluminous Granitic Porphyry from the Walegen Au Deposit, West Qinling Terrane

Walegen Au deposit is closely correlated with granitic intrusions of Triassic age, which are composed of granite and quartz porphyries. Both granite porphyry and quartz porphyry consist of quartz, feldspar and muscovite as primary minerals. Weakly peraluminous granite porphyry(A/CNK=1.10–1.15) is enriched in LREE, depleted in HREE with Nb-Ta-Ti anomalies, and displays subduction-related geochemistry. Quartz porphyry is strongly peraluminous(A/CNK=1.64–2.81) with highly evolved components, characterized by lower TiO_2, REE contents, Mg~#, K/Rb, Nb/Ta, Zr/Hf ratios and higher Rb/Sr ratios than the granite porphyry. REE patterns of quartz porphyry exhibit lanthanide tetrad effect, resulting from mineral fractionation or participation of fluids with enriched F and Cl. LAICP-MS zircon U-Pb dating indicates quartz porphyry formed at 233±3 Ma. The ages of relict zircons from Triassic magmatic rocks match well with the detrital zircons from regional area. In addition, ε_(Hf)(t) values of Triassic magmatic zircons from the granite and quartz porphyries are -14.2 to -9.1(with an exception of +4.1) and -10.8 to -8.6 respectively, indicating a crustal-dominant source. Regionally, numerous Middle Triassic granitoids were previously reported to be formed under the consumption of Paleotethyan Ocean. These facts indicate that the granitic porphyries from Walegen Au deposit may have been formed in the processes of the closing of Paleotethyan Ocean, which could correlate with the arc-related magmatism in the Kunlun orogen to the west and the Qinling orogen to the east.     

多重分形方法在铀矿化探数据处理中的应用

化探勘查数据的分布规律十分复杂,具有多重分形的特征,可用分形理论研究符合化探数据的分布规律。针对不同类型铀矿床的化探特征,选取分形理论中的部分方法进行研究并与传统方法对比。用含量-面积法处理某碳硅泥岩型铀矿区的水系沉积物数据,可以缩小异常区范围而且不遗漏矿点,减少勘查工作量;用分形趋势面法处理某砂岩型铀矿区的活性炭测氡数据,能够有效地强化弱异常信息,提升找矿效果。     

都庞岭环斑花岗岩的形成时代、成因及其地质意义

以往将位于湘南、桂东北的都庞岭花岗岩基分为西体、中体和东体三部分。野外观察和岩相学研究表明,都庞岭中体和东体主要由黑云母正长花岗岩、黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩组成,岩石具斑状结构,部分钾长石斑晶呈椭球状至球状,具斜长石环边,构成环斑结构。采用锆石SHRIMP U-Pb法获得都庞岭中体和东体中环斑花岗岩的侵位年龄分别为226.6±6.9 Ma和209.7±3.1 Ma,均属于晚三叠世,相当于印支晚期。都庞岭环斑花岗岩富硅、碱,贫钛、磷、镁和钙,其Rb、Cs、Th、U、REE、Pb、Y含量和Rb/Sr、Rb/Ba比值较高,而Sr、Ba含量和Zr/Hf比值(8.16~25.01)较低,具强烈的Eu负异常(δEu=0.02~0.13),10000×Ga/Al比值(2.64~4.38,平均3.15)高,显示A型花岗岩的地球化学特征。与华南印支早期S型花岗岩相比,都庞岭环斑花岗岩的εNd(t)值(-8.0~-8.3)明显偏高(前者低于-10),而tDM2值(1624~1645 Ma)则明显偏低(前者1800 Ma),表明它们可能直接源于地壳物质的部分熔融,但成岩过程中有地幔物质的参与。都庞岭环斑花岗岩的发现及其时代的确定,揭示了晚三叠世华南东部处于大陆裂解或造山后伸展的构造环境。结合华南东部沉积/岩石大地构造分析,认为华南早中生代构造体制的转换发生在中、晚三叠世,而非前人所认为的发生在中、晚侏罗世;同时,环斑花岗岩的出现,指示了华南中生代大规模成矿作用的来临,晚三叠世是华南中生代大规模成矿的第一个高峰期。     

贺兰山北段牛头沟金矿床成矿流体和成矿物质来源:来自H-O-S-Pb同位素的证据

贺兰山北段牛头沟金矿床为华北克拉通西北缘新发现的金矿床,包括构造破碎带蚀变岩型和石英脉型两种矿化类型,后者可进一步细分为低缓石英脉型和陡窄石英脉型2个亚类。矿区所有矿体均赋存在古元古界贺兰山群变质杂岩和混合花岗岩内,受主干断裂F_1及其上盘次级断裂体系控制。综合本文及前人研究成果表明,破碎带蚀变岩型石英流体包裹体以纯液相水溶液包裹体为主,而低缓石英脉型和陡窄石英脉型石英流体包裹体则以气液两相水溶液包裹体为主,不同矿化类型成矿流体均为中低温(160~210℃)、中低盐度(6%~12%NaCl_(eq))的H_2O-NaCl流体。对矿区内3种矿化类型石英流体包裹体和硫化物分别开展的H-O和S-Pb同位素研究显示:破碎带蚀变岩型和陡窄石英脉型流体包裹体δD_(H2O)组成相近,分别为-75.2‰~-89.3‰和-87.0‰~-93.8‰,而低缓石英脉型流体包裹体则具有较高的δD_(H2O)值(-45.7‰~-67.7‰);流体包裹体δ~(18)O_(H2O)值则由破碎带蚀变岩型(3.7‰~4.4‰)→低缓石英脉型(1.9‰~3.3‰)→陡窄石英脉型(0.5‰~0.9‰)依次降低。破碎带蚀变岩型和陡窄石英脉型δ~(34)S组成均为正值,分别为1.3‰~6.9‰和2.2‰~5.8‰,而低缓石英脉型则具有较低的δ~(34)S值(-5.1‰~-2.6‰)。低缓石英脉型金矿具有明显不同的δD_(H2O)和δ~(34)S组成,可能与含矿断裂性质及其距离导矿构造F_1断裂较远等因素所共同导致的成矿流体氧逸度升高有关。3种矿化类型对应的矿石均表现出明显富集Th放射成因Pb的特点,~(206)Pb/~(204)Pb(16.467~17.994)和~(207)Pb/~(204)Pb(15.382~15.582)组成相对均一,而~(208)Pb/~(204)Pb变化较大(37.413~42.345)。总体上,石英流体包裹体H-O同位素组成表明成矿流体均为岩浆水和大气降水形成的混合流体,其大气降水比例自破碎带蚀变岩型→低缓石英脉型→陡窄石英脉型依次升高;矿石S-Pb同位素指示成矿物质为深部岩浆和具有高Th/U比的基底围岩双重来源。结合区域构造–岩浆演化,笔者将牛头沟金矿床成矿过程概括为晚古生代裂陷盆地形成阶段、中晚侏罗世区域挤压推覆阶段和晚侏罗世至早白垩世岩浆热液活动阶段等3个阶段。