新特提斯洋俯冲起始的地质记录:土耳其南部蛇绿岩和变质底板

在现行板块构造理论的框架下,板块的初始俯冲是岩浆活动和构造运动发生转变的重要过程,亦是理解板块运动的关键节点。在俯冲起始过程中,主要存在四个方面的地质记录,分别为一系列地球化学成分多样的岩浆活动、SSZ型蛇绿岩、变质底板和玻安岩及其对应的铬铁矿床。特提斯造山带作为公认的研究板块构造理论尤其是初始俯冲的关键场所,一直备受地学界的重视。而土耳其南部构造带作为特提斯造山带的重要组成部分,亦是确定亚欧板块和阿拉伯板块之间缝合线存在的重要标志。该南部构造带是研究新特提斯洋俯冲起始的理想场所,上述关于俯冲初始的四个地质记录均保存良好,且有如下方面的重要特点:1)不同地区的镁铁质岩石甚至同一地区的镁铁质岩石具有不同的地球化学特征,从似洋中脊玄武岩,到过渡型岩石类型和玻安质岩石均有发育; 2)大部分蛇绿岩具有完整的序列,各单元及变质底板岩石中普遍发育侵入的基性岩脉,产状多变,是多期岩浆事件的产物; 3)蛇绿岩下部通常发育一套角闪岩相变质底板,且其年龄与蛇绿岩的形成年龄基本一致; 4)蛇绿岩中普遍发育铬铁矿床,以高Cr型为主,部分蛇绿岩中还赋存高Al-高Cr的过渡型铬铁矿,均被认为是幔源岩浆与地幔橄榄岩反应的产物。因而,这些地质体完整记录了新特提斯洋形成-俯冲-消减的演化过程。     

塔里木溢流玄武岩火山通道的三维结构及其热成因气体释放

塔里木上奥陶统-志留系沉积地层中广泛发育早二叠世溢流玄武岩的火山通道相岩床-岩墙网络。三维地震数据解释结果显示,这些火山通道以平行围岩地层的岩床和斜切围岩地层的"碟状岩床"为主要特征。在玄武岩喷发过程中,火山通道岩浆的热量可以导致沉积围岩发生热接触变质并将沉积围岩中的有机质转化为"热成因气体"。在塔北英买2井区火山通道烘烤沉积围岩模型基础上,利用有限元热模拟方法确定了该区早二叠世玄武岩喷发时火山通道热烘烤影响范围随时间的变化。基于沉积围岩有机质丰度估算,该区热烘烤成因甲烷释放量可达11.3Gt(即113亿吨)。如果整个塔里木溢流玄武岩省具有与英买2地区相同的释放强度,则塔里木溢流玄武岩省活动期间释放的甲烷总量可达7062.5Gt,必然导致非常显著的环境效应。同时,玄武岩火山通道岩浆引起的热接触变质作用对已存在的油藏具有明显的破坏作用,塔里木盆地古生界总量约8~10Gt的油藏破坏和大量沥青的形成可能与此有关。     

黑龙江东部延兴盆地下白垩统城子河组沉积时期古环境恢复

为恢复延兴盆地城子河组的古环境,对研究区zk6井钻井岩芯系统取样进行地球化学特征分析,结果显示下部含煤岩段Sr/Ba比值为0.20~0.75,平均值为0.41,上部湖泊泥岩段Sr/Ba比值为0.12~0.36,平均值为0.21,反映城子河组整体以淡水沉积为主,且下部含煤岩段较上部湖泊泥岩段盐度高。城子河组所有样品V/（V+Ni）比值为0.72~0.84,Cu/Zn比值为0.10~0.55,Th/U比值为0.28~3.60,δEu值为0.4~0.84,Ce_anom值为-0.04~0.09,表明城子河组沉积时期水体为还原环境;下部含煤岩段Sr/Cu比值为5.87~24.12,平均值为11.21,B元素含量为232.60×10-6~721.00×10-6,平均值为425.75×10-6。上部湖泊泥岩段Sr/Cu比值为3.56~10.50,平均值为6.00,B元素含量为23.69×10-6~119.00×10-6,平均值为78.36×10-6,结合Rb/Sr及孢粉化石分析,表明城子河组下部含煤岩段气候干旱,湖泊泥岩段气候湿润,总体上气候自下而上具有由干旱向湿润变化的规律。     

内蒙古阿拉善右旗大山口地区黑云母花岗岩地球化学特征及成因

内蒙古自治区阿拉善右旗大山口地区发育有大面积侵入岩,主要为华力西中晚期和印支期酸性侵入岩体及各类脉岩。本次运用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法获得黑云母花岗岩的成岩年龄为229.5±5.6 Ma,属晚三叠世,大山口黑云母花岗岩SiO_2含量68.89%～71.04%,相对富钾贫钠;A/NKC介于0.89～1.05,强烈富集强不相容元素,亏损高场强元素Na、Ta、Ti、P,Eu异常不明显,HREE呈近平坦型分布。通过黑云母花岗岩的成因研究和构造环境判别分析,认为大山口黑云母花岗岩为加厚的中下地壳物质拆沉进入地幔加热并发生部分熔融,且熔体可能与地幔基性熔体发生一定程度的混合作用后上升形成的花岗岩,形成于晚三叠世后碰撞伸展垮塌的构造环境。     

黑龙江省勃利盆地东部坳陷下白垩统穆棱组古环境恢复

勃利盆地东部坳陷下白垩统穆棱组暗色泥岩发育,通过对勃利盆地Zk2钻井岩芯观察及对暗色泥岩样品进行稀土、微量元素含量变化的分析,恢复了穆棱组沉积时期的古环境。结果显示:研究区穆棱组沉积相以三角洲平原、三角洲前缘和半深湖沉积亚相为主,穆棱组沉积初期气候特征以温暖湿润为主,中期气候变为半湿半干,盐度增加但仍是淡水沉积环境,穆棱组中晚期气候由干旱炎热气候逐步变为温暖湿润气候。穆棱组沉积时期气候总体呈温暖湿润-半湿半干-温暖湿润变化的规律。     

微山湖流域高氟地下水的成因分析

依据2006—2016年间采集的区内475件地下水无机分析数据以及钻探岩心易溶盐测试数据,详细研究了微山湖流域高氟地下水的分布特征和富集机制。结果表明:微山湖流域高氟地下水的分布有明显的东西分区特征,湖西冲积、湖积平原区有大范围的高氟地下水,在深度0—40 m的浅层孔隙地下水中,氟含量以1~2 mg/L为主,仅现代黄河影响带地下水氟含量小于1 mg/L,金乡、单县、嘉祥局部超过3 mg/L,最大值9.5 mg/L;在深度150—400 m的深层孔隙地下水中,氟含量以1~1.5 mg/L为主,菏泽—单县条带氟含量超过2 mg/L,最大值3.5 mg/L。微山湖东冲积、洪积平原浅层孔隙地下水、深层岩溶地下水氟含量均小于1 mg/L。湖西冲积、湖积平原沉积物中可溶性氟含量随深度增加而降低。微山湖流域湖西高氟地下水形成受物质来源、淋滤和蒸发浓缩等三方面因素共同控制,CaF_2的溶解平衡是控制地下水F–含量的重要因素。     

Advances and Issues in Luminescence Dating of Loess Deposits in Arid Central Asia

High-resolution loess deposits are widely distributed in Arid Central Asia (ACA) and provide important records associated with dust transportation, paleoenvironmental and paleoclimatic evolution. The chronology is the foundation of the research into loess deposits as an environmental archive. In recent decades, the gradually developed optical dating method has been increasingly matured and become an important approach to establishing the loess-paleosol sequences. Here, we summarized and discussed previous work on loess chronology mainly based on optical dating approach in ACA. The following understandings have been listed: ① In comparison with optical dating method, the suitable material for ¹⁴C dating is uncommon in ACA. However, the dating range of luminescence dating is more extensive, and the dating materials are accessible. Thus, the optical dating is widely applicable in the establishment of loess framework in this area. ② Until now, the quartz Single Aliquot Regeneration (SAR) method can be applied to the establishment of loess-paleosol sequence since last glacial period. But several issues remain unaddressed. For example, the Optically Stimulated Luminescence (OSL) signal sensitivity of quartz grains are low in some areas. Furthermore, the results of OSL dating of different grain sizes within a single sample are inconsistent in some areas. The solution of these problems still requires more methodological research. ③ The post-IR IRSL (pIRIR) and multiple elevated temperature stimulation (MET-pIRIR) protoCols of feldspar have basically overcome the anomalous fading issue in the traditional IRSL dating process. In ACA, the framework since MIS 7 can be established with K-feldspar luminescence dating method. Compared with quartz luminescence characteristics, the K-feldspar luminescence signals are more sensitive and exhibit a high saturation level. In specific applications, it is necessary to establish the age frame according to the luminescence sensitivity, the age of samples or other factors.     

白银厂酸性火山岩地球化学特征及成因分析

甘肃白银厂矿田是我国著名的火山成因块状硫化物矿床产地,赋矿岩石主要为酸性火山岩(石英角斑岩和石英角斑凝灰岩)。文章通过对白银厂矿区酸性火山岩的岩相学和岩石地球化学特征研究,结果表明:1)岩石发生了低绿片岩相的变质作用,镜下可见明显的绢云母化、绿泥石化等蚀变作用,造成了岩石K、Ca、Na、Rb等活泼元素的迁移;2)岩石具有高硅、低钛、弱铝、贫镁,亏损高场强元素Nb、Ta,以及明显的Sr、P、Ti、Eu的负异常和Th、U、Pb正异常特征,表明本区酸性火山岩可能为下地壳基性岩重熔的产物,源区存在斜长石、磷灰石以及钛铁矿等矿物的残留,并且岩浆在演化过程中经历过围岩的混染与弱的分离结晶作用;3)结合北祁连的区域构造演化、岩浆活动以及本区火山岩的年代学资料,认为该酸性火山岩可能处于由岛弧向弧后盆地过渡的环境中。