微亮晶（臼齿）碳酸盐成因及其在元古宙地球演化中的意义

本文应用多种技术方法,对微亮晶碳酸盐岩的成岩作用及其成因从宏观至微观进行了分析。根据岩石矿物学、地球化学和有机地球化学等研究证明,它是早期成岩过程中,在超高压的大气 CO_2,水平急剧下降的转折期,快速石化作用形成的具等粒结构μm级的微亮晶方解石集合体。MT 碳酸盐岩微亮晶成岩作用有两种类型:一是主要发生在海底沉积软泥中,在其底基质软泥中经差异压实作用形成褶皱肠状及复杂形的 MT 构造;二是直接在海水中或重力流搬运过程中形成的微亮晶球粒(核)。简言之,MT 碳酸盐岩石是在地球早期浅海环境下,由于微生物自养作用形成的地球化学成因产物。微亮晶碳酸盐岩是约束古大气圈和古海洋环境变化的最灵敏标志。通过详测 MT 丰度值和编制地球古大气圈 CO_2水平演化模式等,在前寒武纪发现有太古宙末期、早元古宙末期、中元古宙中期和新元古宙早-中期四个 MT 碳酸盐岩发育高峰值期,证明全球古大气圈 CO_2水平发生过四次不连续性、跳跃式下降周期,直到晚新元古宙未,全球雪球事件的发生,导致了 MT 碳酸盐岩的消失。其后,才进入显生宙的 CO_2低水平状态。MT 碳酸盐岩具有重要的油气资源远景,应予以重视。     

吉林南部通化二道江剖面新元古界万隆组臼齿构造及其沉积特征

吉林南部通化二道江剖面新元古界万隆组广泛发育缓坡碳酸盐岩沉积,其中发育的一种特殊的碳酸盐岩——臼齿碳酸盐岩,近年来引起了中国乃至世界各国地质学家的重视。通过对野外露头的详细观察和描述、室内薄片观察、扫描电镜、能谱分析等测试手段,揭示了二道江剖面万隆组的地层、岩石、臼齿构造(MT)及沉积岩相和沉积环境特征。臼齿构造是特指那些发育在前寒武纪细粒碳酸盐岩中有清晰边界、粒度在0·01mm左右的由等轴或多边形的微亮晶方解石组成的集合体,其形态可分为条带状构造、瘤状构造及棱角碎块状构造。臼齿构造的形成严格受沉积岩相和沉积环境的控制。万隆组由下而上可分为3段第1段下部为发育臼齿构造的纹层状泥晶灰岩、砂屑灰岩及风暴砾屑灰岩,为中—深缓坡沉积环境的产物;上部由浅缓坡相的泥灰岩、钙质页岩、砂屑灰岩与叠层石灰岩组成;第2段为厚层泥晶灰岩和粉屑泥晶灰岩、瘤状灰岩组成的深缓坡相沉积;第3段本剖面未出露。万隆组形成于缓坡沉积环境,其中浅缓坡相可分为4种岩相组合,中缓坡相可分为11种岩相组合,深缓坡相有6种岩相组合。     

扬子克拉通北缘中元古界神农架群沉积特征

神农架群(约1400—1000 Ma)发育于扬子克拉通北缘鄂西北地区,自下而上发育有下亚群(大岩坪组、马槽园组、乱石沟组、大窝坑组和矿石山组)、中亚群(台子组、野马河组、温水河组和石槽河组)及上亚群(送子园组和瓦岗溪组)。每亚群均由相对较深水相碎屑岩和浅水碳酸盐岩组成。一系列岩石组合特征、宏微观沉积组构和沉积构造等表明,神农架群发育环潮坪相藻碳酸盐岩、浅海相碎屑岩、台缘浅滩颗粒碳酸盐岩和台缘斜坡砾屑碳酸盐岩等4类沉积组合,形成于远端变陡型缓坡型碳酸盐岩台地背景。环潮坪沉积分布最广,遍布于所有碳酸盐岩地层,不同类型叠层石发育,构成向上变浅沉积序列;进积作用强烈,干裂构造、蒸发岩等常见;沉积相带由浅潮下、潮坪及潮上带组成。浅海碎屑岩沉积组合主要见于台子组及大岩坪组,由砂岩、粉砂岩与泥岩组成,石英砂岩分选和磨圆较好,自生海绿石常见,平行层理、水平—波状层理发育,泥岩中自生黄铁矿发育,总体经历了滨岸浅滩—浅海陆棚—碎屑潮坪—局限台地等的高频变化。台缘浅滩颗粒碳酸盐岩以鲕粒白云岩、砾屑白云岩(及内碎屑白云岩)和斜歪锥、柱状叠层石为特征,主要见于乱石沟组、野马河组;大窝坑组及石槽河组以鲕粒和砂—砾屑白云岩及藻碎屑(团块或凝块石)为特征;大中型板状交错层理、递变—平行层理和冲刷—侵蚀构造普遍,表明浅潮下带强水动力条件环境。台缘斜坡砾屑碳酸盐岩发育在大岩坪组中上部及马槽园组,由滑塌堆积的透镜状、巨厚层状巨—粗—细砾岩和砂岩组成,砾岩成分以白云岩等为主,可见大型交错层理、波痕和侵蚀—冲刷等沉积构造。对神农架群沉积序列、沉积特征及沉积演化过程的研究,为扬子克拉通中元古代晚期的盆地演化与重建、沉积充填过程及地层—沉积对比研究提供了基础资料及依据。     

扬子克拉通北缘中元古界神农架群台子组沉积特征

有关扬子克拉通北缘神农架地区中元古界神农架群台子组沉积环境的认识一直存有分歧,文中基于野外和室内的综合研究讨论了台子组的沉积环境。台子组底部为蛋青色砂砾岩,下部为灰色、肉粉色细粉晶白云岩,中部为灰绿色、浅灰色石英中—细砂岩、粉砂岩与深灰色粉砂岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩组合,上部则是粉砂岩—泥岩韵律。同时,台子组石英砂岩中以发育块状层理和平行层理为主,粉砂岩和泥岩则发育丰富的水平层理和透镜状层理。砂岩粒度概率累计曲线显示斜率较大,跳跃组分为主,悬浮组分含量低,无滚动组分,其中跳跃组分又以二段或多段式为特征。上述沉积指相标志和粒度分析均表明,台子组形成于滨岸与潮坪沉积环境,同时纵向沉积序列上,碎屑岩沉积物粒度表现为粗—细—粗—细演化特征,沉积相由下部到上部呈现滨岸相—碳酸盐岩缓坡台地相—潟湖相—潮坪相—潟湖相的演替规律,总体上构成由退积—进积—退积—进积的沉积序列。     

扬子克拉通拉伸系莲沱组年代框架与沉积过程

扬子克拉通保存的独特拉伸纪晚期碎屑岩建造为研究新元古代中期演化提供了绝佳素材,内部丰富的凝灰岩夹层和同位素年龄也为扬子克拉通新元古代中期演化提供有效的年代学约束。然而扬子克拉通拉伸系莲沱组内部演化缺少年代学约束,制约了拉伸纪晚期扬子克拉通的沉积演化研究。本研究通过野外地质调查,采用LA-ICP-MS技术获取莲沱组底界(神农架)凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄为763.1±6.2 Ma,莲沱组下部陆相地层中获得(鹤峰)的凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄761.8±7.1 Ma,莲沱组中下部海陆过渡段获得通山(764.1±3.5 Ma)、长阳(751.5±6.3 Ma)、神农架(752.1±6.5 Ma)三组凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄。莲沱组顶部海相地层获得729.6±9.2 Ma(皖南休宁组)、722.4±4.5 Ma(神农架)凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄,以及城口龙潭河组凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄(712.4±6.4 Ma)。这些凝灰岩锆石年龄数据和地层序列表明：820～770 Ma扬子克拉通普遍处于暴露剥蚀环境,770～750 Ma开始沉积陆相-海陆过渡相莲沱组,750 Ma之后扬子克拉通过渡到海...     

扬子克拉通西北缘成冰系冰川沉积特征和地层格架

扬子克拉通西北缘成冰系沉积学研究相对较少,大巴山城口地区更为薄弱,特别是成冰系木座组/明月组和代安河组是否存在冰川沉积缺乏详细的沉积学解释,制约了对扬子克拉通成冰纪沉积演化过程的理解,也不利于该时期地层格架的厘定和区域对比。本文选择城口地区四个典型成冰系剖面开展精细地层学和沉积学解剖,识别出了发育冰川擦痕砾石、坠石和冰下软沉积变形等冰川沉积标志,证明代安河组和木座组/明月组为冰川成因,并划分出陆相冰川、冰缘和海相冰川等沉积相类型。进而依据岩石组合、沉积特征、上下地层结构、地化指标(如化学蚀变指数等)和碎屑锆石U-Pb年龄等特征将代安河组二分,一段对比古城组,二段对比大塘坡组,木座组/明月组对比南沱组。在此基础上开展了区域对比,重新厘定扬子克拉通西北缘成冰系的地层格架,认为其可与相邻神农架以及扬子克拉通东南缘对比。恢复了城口—神农架地区成冰系沉积演化过程：斯图特冰期发育着由冰海至陆地再至冰海的冰川进退旋回,随后间冰期的广泛海侵形成了碳质粉砂质泥岩为代表的潟湖环境;随着全球气温再次下降引发马雷诺冰期,经历了多次从冰海近缘至冰海远缘的冰川沉积动态演化过程,并伴随有冰盖打开最终至成冰纪结束。研...     

吉辽地区新元古代臼齿碳酸盐岩岩相的若干岩石学特征研究

通过研究吉辽地区新元古代地层中一种特殊的沉积构造--臼齿(简称MT)构造,揭示了它的时空分布范围、分类和含该沉积构造岩石的宏观和微观特征,并对该种构造的形成环境进行了简要讨论.吉林辽宁地区的臼齿构造主要发育在新元古代地层中,按其成因可分为原地和异地两类.其中原地MT主要分布在泥晶灰岩、粉屑泥晶灰岩、泥灰岩或泥岩中,按其形态可分为丝状,条带状和瘤状3个亚类,13种微相类型.异地MT主要发育在砂屑灰岩、钙质粉砂岩或粉砂质泥岩中.臼齿碳酸盐岩的岩石学特征指示其形成并发育于稳定克拉通浅海潮下环境,特别是中-深缓坡上部向上变浅旋回的底部.     

中国北方埃迪卡拉纪冰碛岩及冰川作用

中国北方从东到西绵延3000 km范围上的华北克拉通、塔里木克拉通及其中间微地块上都保存有埃迪卡拉纪冰川沉积记录,但有关它的年代学、冰川规模、古地理重建和大地构造背景等存有争论。本文基于中国北方埃迪卡拉纪冰碛岩空间分布、地层与沉积层序,沉积环境与沉积相等,结合以往国内外文献,系统分析了埃迪卡拉纪冰川上述有关问题。研究揭示,埃迪卡拉纪时期,国内外应存在年轻于(Gaskiers)580 Ma的冰期;中国北方埃迪卡拉纪冰川时限约562.5～551 Ma,堆积了冰下、冰缘和冰前沉积相(物),构成垂向上(由下至上)从冰下至冰前与海相冰碛物沉积层序,符合大陆冰川(盖)沉积响应样式;此外,国内外埃迪卡拉纪冰碛岩及冰川剥蚀地貌均十分发育;部分冰碛岩之上还可见盖帽白云岩,并呈现与成冰纪盖帽白云岩类似的沉积构造,但彼此碳同位素剖面却不尽相同;本研究推测,埃迪卡拉纪时期,原特提斯洋及周缘大陆(群)可能普遍存在至少是洲际性大陆冰盖,甚至是全球性的冰期。研究认为,埃迪卡拉纪时期的亚洲陆块群应与冈瓦纳大陆缺乏构造亲缘性的若干重要证据。本文研究结果在埃迪卡拉纪大陆及其古地理重建和大地构造背景恢复方面具有重要科学意义...     

一种严格受控于环境和时间的特殊碳酸盐岩——臼齿构造碳酸盐岩

臼齿构造碳酸盐岩是一种具有类似于大象臼齿特征的特殊碳酸盐岩，其微亮晶脉由纯净的、基本等粒的方解石（或白云岩）构成，而基质物质则由细粒的、富泥质的灰岩组成。通过对中朝板块东部吉辽徐淮地区前寒武纪臼齿构造碳酸盐岩研究，结合国外研究资料，臼齿构造碳酸盐岩具有特定的生存时限，目前只在前寒武纪（主要发育在中、新元古代）地层中发现。研究表明，臼齿构造碳酸盐岩发育在缓坡型台地，宿主岩性以富含泥质的粉屑灰岩、泥晶灰岩为主，位于潮汐流、风暴流影响范围内，为浅潮下和环潮坪环境，潮上带与深缓坡均不发育，具有鲜明的环境和相指示意义。由于缺乏现代相似沉积物，臼齿构造碳酸盐岩的成因还是一个谜，需要进一步研究和探索。      

华北东北部晚中生代陆相地层、生物群及其年代学研究

华北东北部晚中生代陆相地层十分发育,从下至上为九龙山组、髫髻山组、土城子组、张家口组、大北沟组、义县组和九佛堂组。它们主要的岩石组合为陆相火山岩熔岩、火山碎屑岩和间夹的河流-湖泊相沉积岩。九龙山组、髫髻山组（165-154 Ma）火山沉积岩系中发育以带毛恐龙（近鸟龙）、哺乳动物、翼龙和昆虫类等为代表的燕辽生物群（J2-J3）,晚侏罗世末期土城子组时期(154-139Ma)该生物群大多数生物属种消亡,并在早白垩世早期（张家口组、大北沟组、义县组和九佛堂组）(144-120Ma)萌生新的生物群-热河生物群（K1）,以恐龙、哺乳类、被子植物、鱼类和昆虫等为特征。中侏罗世-早白垩世燕辽生物群和热河生物群表现了明显的演化关系,响应着古环境变化与重大地质事件发生的复杂地球表层圈层作用。