塔里木块体北部泥盆—石炭纪陆缘构造演化:盆地充填序列与物源体系约束

陆缘洋-陆转换或盆-山转换复杂多变,沉积作用活跃,但迄今认识有限。文中基于对陆块和造山带地层格架的梳理和建立,选择塔里木块体北缘与南天山之间两条较完整的泥盆—石炭系典型剖面开展盆地与沉积序列研究。泥盆纪—早石炭世维宪早期发育碱性玄武岩、放射虫硅质岩和浊积岩,而早石炭世维宪晚期—晚石炭世发育序列清晰的中厚层状碳酸盐岩、碎屑岩及其混合沉积组合,指示洋-陆转换已经发生。进一步重点分析了其中砂岩碎屑重矿物样品19个、碎屑锆石同位素年代学(U-Pb及Hf)样品12个,结合砂岩骨架组分特征综合解析了物源体系与构造演变机制。研究表明,泥盆纪—早石炭世维宪早期,塔里木块体北缘东部发育不稳定和差异显著的碎屑组合,并具有接近地层年龄的碎屑锆石,指示了由南向北相对近距离的源汇体系、活动陆缘和混杂沉积的特征;而西部砂岩呈现的较高的成分成熟度和来自塔里木陆块相当数量的锆石年代学特征,则具有被动大陆边缘沉积属性。早石炭世维宪晚期—晚石炭世,塔里木块体北缘东部成分成熟度增高,并出现了一定数量的来自塔里木陆块的碎屑锆石,以及相当部分390~460Ma锆石的εHf(t)显示特征的正值,具有主体再旋回混合造山带的物源构造属性、中-近距离源-汇体系和残留海沉积特征;而在塔里木块体北缘西部,较之前更加明显的较高砂岩成分成熟度和来自塔里木陆块的大量锆石年代学特征,说明具有远距离源汇体系特征,可能指示了更加广阔的残留洋或残留海沉积。这说明尽管南天山洋在早石炭世维宪期以后已经关闭,但直到晚石炭世仍未明显造山。塔里木块体北缘东、西部泥盆—石炭纪陆缘构造及相关盆地系统演化存在显著差异,是中亚地区陆缘裂解、多岛洋闭合、(微)陆块聚合复杂性的体现。     

南北构造带北部石炭纪东西沉积边界分合演变及其地质意义

南北构造带是中国大陆地质构造及深部过程和地表系统的重要分界线,也是地震活动的多发地带,对其在前中生代是否存在、不同时期各区带的构造属性和联系研究薄弱。文中以南北构造带北部为研究对象,重点讨论其中南段,探讨研究区石炭纪地质构造特征及其与具分区意义的南北构造带形成演化的联系。研究表明,在石炭纪,今南北构造带北部所在地区处于伸展裂陷环境,断裂活动强烈,总体控制着河西走廊—北祁连沉积域的东界和隆拗格局及沉积厚度等变化。南北构造带北部及其西沉积区的断裂活动和沉积演化,经历了前黑山期初始裂陷、臭牛沟期进一步(向北)扩张、土坡期沉积-沉降鼎盛及太原期衰减4个阶段。其中于晚石炭世土坡晚期(本溪期)和太原期,东(华北)、西沉积域的沉积范围均向南北构造带北部扩展,先后经历了北部连通到全部相通的演变过程。石炭纪各期诸断裂与中、新生代断裂在位置和方向上具有明显的相关性,反映二者成生和演化联系密切。南北构造带北部及邻区,在石炭纪主要时期分隔华北和河西走廊—北祁连两大沉积域,东、西沉积域的沉积边界在该区带的分合演变和建造特征及断裂的主控因素,显示该区带在石炭纪已属具明显分区作用的重要地质构造单元,为此后南北构造带北部的进一步发展演化和重要的构造地位奠定了基础。     

鄂尔多斯盆地中南部晚三叠世延长期区域构造环境转变的沉积响应

以大量砂岩碎屑矿物定量鉴定资料为基础,通过对砂岩碎屑组分特征及其变化的综合分析,系统剖析了鄂尔多斯盆地中南部延长组长10—长1层砂岩类型、骨架轻矿物、岩屑组分等在平、剖面上的分布规律和变化特点。研究揭示,盆地在延长组长8与长7层沉积期间,出现了明显的沉积变革事件。在砂岩类型、矿物组分及源区大地构造背景等方面,大致以华池—黄陵一线为界,长7期以来盆地西南与东北沉积区差异显著,开始出现与长7期之前明显不同的沉积分区。结合盆地发育的构造背景及其他沉积-构造事件等研究认为,延长期沉积变革事件与中晚三叠世华北与扬子克拉通拼接碰撞,秦岭洋最终闭合联系密切,是对秦岭全面碰撞造山和强烈隆升剥蚀事件的响应。本研究对进一步分析延长期盆地物源区构造属性的变化和盆内沉积体系划分、砂体展布、有利储层预测提供了科学依据,为中生代盆-山耦合关系、沉积建造与改造响应提供了新的证据和重要线索。     

东北地区中—新生代盆地群形成演化的动力学背景

东北地区的中—新生代盆地之下并非都是变质结晶基底,松辽和二连等盆地大部分叠加在未变质的晚古生代残余沉积盆地之上。嫩江—开鲁断裂和嘉荫—牡丹江断裂是两条深达岩石圈尺度的断裂构造,将东北地区分为额尔古纳—兴安、松嫩和佳木斯三大基底构造单元和与之相对应的西部、中部和东部三大中—新生代盆地群。3个盆地群不但基底和深部岩石圈结构明显不同,而且盆地结构及充填特征也存在明显的差异。东北地区与中生代盆地演化相关的火山活动主要发生在中—晚侏罗世(167~147 Ma),早白垩世早期(136~126 Ma)和早白垩世晚期(122~109 Ma)。侏罗纪火山岩主要发育在大兴安岭及其以西地区;早白垩世火山岩全区均有分布,且具有由西向东时代渐新变新的演化趋势。从深部构造和区域动力学背景角度,东北地区的侏罗纪和白垩纪—新生代构造演化分别属于两大动力学体系。前者的形成演化与西伯利亚板块和华北板块对东北地区西部产生的南北向挤压作用及后继的伸展作用有关,北北东向展布的中—晚侏罗世火山岩大面积叠加在近东西向展布的漠河前陆盆地和突泉等含煤盆地之上;后者的形成演化明显与西北太平洋构造域大洋板块对东北亚大陆边缘的作用有关。根据同位素年龄和生物地层学证据重新厘定的中—新生代盆地地层对比结果显示,即使是同时代形成的早白垩世盆地由于与大陆边缘的距离不同,其盆地的沉积充填特征和后期构造改造特点也不尽相同。西部以海拉尔盆地为代表的早白垩世盆地主要发育以火山岩为主的断陷沉积,之后长期处于隆升环境;中部以松辽盆地为代表的白垩纪盆地不但发育早白垩世早期的断陷沉积,而且之上基本连续叠加了早白垩世晚期和晚白垩世坳陷沉积;东部盆地群由三江、勃利、鸡西和虎林等众多中、小型盆地构成,它们在早白垩世早期曾是一个统一的近海大陆边缘盆地(大三江盆地),以发育海陆交互相沉积为特点。由于该区紧邻西北太平洋大陆边缘,受大陆边缘构造转换的影响,统一的大三江盆地在早白垩世末期被强烈的逆冲构造和左行走滑构造所破坏和改造。该区目前分散孤立存在的多个中、小型早白垩世盆地均为早白垩世末期构造改造后的残余盆地。     

四川省华蓥市矿山地质灾害问题及其防治研究

四川省华蓥市矿产资源丰富,矿业经济发展迅速,由采矿导致的地质灾害问题也日趋严重。矿山地质灾害是华蓥市突出的地质环境问题之一,各类地质灾害隐患总计92处。对华蓥市矿业开发存在的一系列矿山地质灾害进行了分析,对它们的成因进行了研究。针对华蓥市矿山地质灾害的特点,依据"以人为本"的原则确定治理对象,分别从滑坡与不稳定斜坡.崩塌.泥石流及地面塌陷4个方面提出具体的防治措施及建议。     

沙漠/黄土过渡带杨桥畔全新世地层微量元素特征及其所揭示的古气候变化

通过对沙漠-黄土过渡带杨桥畔全新世地层中20种微量元素的地球化学特征分析,结合年代学资料,探讨了该地区13.0ka B.P.以来的气候环境变化过程。研究表明,微量元素地层分布规律明显,化学成分具有很高地一致性,Cr、Cs、Co、Cu、Mn与I可作为衡量东亚夏季风强度的古气候替代性指标。根据主要微量元素演替所揭示的古气候变化特征,将该地区气候变化可划分为5个阶段:13.0~11.7ka B.P.气候干燥寒冷;11.7~10.0ka B.P.气候略温偏干;10.0~6.4ka B.P.气候温暖湿润;6.4~1.60ka B.P.偏冷干气候恶化期;1.6ka B.P.以来气候继续朝冷干方向发展,并且冷暖干湿交替频繁。通过与黄土、石笋等记录变化对比,发现杨桥畔地区全新世气候演化过程与全球气候环境的变化基本一致。     

五台山蒋村地区四集庄组——对滹沱群时代的再限定

滹沱群是华北最典型的古元古界地层之一,限定其时代对建立早期地层年代格架和探讨华北早前寒武纪地质演化过程意义重大。本文对五台山地区蒋村镇附近的滹沱群地层进行了详细研究,从与蒋村砾岩中石英斑岩砾石相同的基岩中选取了2件石英斑岩样品,并获得其锆石U-Pb年龄结果分别为(2166±17)Ma和(2138±17)Ma。据此,限定蒋村地区碎屑沉积岩时代应小于2138 Ma。结合四集庄组底部发育厚层的砾岩和区域内2.2~2.1 Ga岩浆事件,我们进一步认为滹沱群底界年龄为~2.2 Ga。由于滹沱群豆村亚群和东冶亚群经历了同期褶皱变形作用,而侵入于蒋村四集庄组未变形正长花岗岩脉的锆石U-Pb年龄结果为(1816±18)Ma。因此,本文限定豆村亚群、东冶亚群的时代为2.2~1.82 Ga。石英斑岩中锆石Lu-Hf同位素分析结果为176Lu/177Hf为0.000717~0.002239,176Hf/177Hf为0.281399~0.281563,其176Hf/177Hfi为0.281315~0.281496和εHf(t)为–3.37~4.11,变化范围较大,初步认为其源自于新太古代早期上地壳的部分熔融并有地幔物质添加。     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段东波蛇绿岩的构造背景特征

西藏东波蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段,由地幔橄榄岩、辉石岩和辉长岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩。岩体的边界出露玄武岩和硅质岩等。地幔橄榄岩中有少量辉石岩和辉长岩的脉岩,宽约1 m,走向北西,与岩体的构造线方向基本一致。各岩相岩石地球化学研究结果表明,东波蛇绿岩的岩相存在较大的差异,玄武岩具有与洋岛玄武岩(OIB)相似的地球化学特征,而地幔橄榄岩中辉石岩、辉长岩脉与洋中脊玄武岩(MORB)相似,形成于洋中脊环境,并受后期俯冲流体作用的改造。东波岩体中二辉橄榄岩具有与深海地幔橄榄岩较一致的轻稀土亏损特征,而方辉橄榄岩和纯橄岩的地球化学特征显示出岩体形成于MOR环境,后受到SSZ环境的改造。东波蛇绿岩的岩石地球化学特征显示其洋中脊叠加洋岛的构造背景。     

透岩浆流体作用与矿田构造

从透岩浆流体成矿理论的角度对矿田构造进行了重新认识,提出矿田构造系统是一种复杂性动力系统的观点。根据这个模型,矿田构造是近场应力场与远场应力场强烈相互作用的产物。近场应力场由岩浆成矿系统而不是远场应力场派生,因而不能由矿田构造反演区域构造,但可以从区域构造限定矿田构造。矿田构造常有岩脉和热液脉充填,因而是可识别的。利用构造统计学方法,可以根据岩脉和/或热液脉的分布密度图(或等值线图)预测找矿靶区。     

大瑞铁路高黎贡山越岭段主要工程地质问题与地质选线

在野外地质调查、钻探、地应力测量和室内测试分析的基础上,对大瑞铁路高黎贡山越岭段规划设计中可能遇到的高地温、高地应力、活动断裂断错、岩爆、涌水突泥、软岩大变形和边坡稳定性等主要工程地质问题进行了论述,认为高地温和热害是制约高黎贡山深埋隧道段建设的关键因素。根据地热钻探、测试资料分析,该区的地热分布受断裂构造控制明显,黄草坝断裂具有阻水隔热的工程地质特性。对比分析认为,C12K方案(34.5 km越岭长隧道方案)位于黄草坝阻水隔热断层之南,通道内相对低温,且在隧道口处避让了古滑坡等不利工程地质问题,在众多比选方案中工程地质条件较好。调查研究结果对大瑞铁路全线贯通具有重要意义。