长江中下游中生代安山质火山岩记录的新元古代大洋板片-地幔相互作用

大陆弧安山岩的形成是大洋板片向大陆边缘之下俯冲的结果,但是在具体形成机制上存在很大争议.针对这个问题,对长江中下游地区中生代安山质火山岩及其伴生的玄武质和英安质火山岩进行了系统的岩石地球化学研究,结果对大陆弧安山质火成岩的成因提出了新的机制.分析表明,这些岩石形成于早白垩世,它们不仅表现出典型的岛弧型微量元素分布特征,而且具有高度富集的Sr-Nd-Hf同位素和高的放射成因Pb以及高的氧同位素组成.通过全岩和矿物地球化学成分变化检查发现,地壳混染和岩浆混合作用对其成分的富集特征贡献有限,而其岩浆源区含有丰富的俯冲地壳衍生物质才是其成分富集的根本原因.虽然这些火山岩的喷发年龄为中生代,但是其岩浆源区形成于新元古代早期的华夏洋壳俯冲对扬子克拉通边缘之下地幔楔的交代作用.大陆弧安山岩地幔源区中含有大量俯冲洋壳沉积物部分熔融产生的含水熔体,显著区别于大洋弧玄武岩的地幔源区,其中只含有少量俯冲洋壳来源的富水溶液和含水熔体.正是这些含水熔体交代上覆地幔楔橄榄岩,形成了不同程度富集的超镁铁质-镁铁质地幔源区.在早白垩纪时期,古太平洋俯冲过程的远弧后拉张导致中国东部岩石圈发生部分熔融,其中超镁铁质地幔源区熔融形成玄武质火山岩,镁铁质地幔源区则熔融形成安山质火山岩.因此,大陆弧安山岩成因与大洋弧玄武岩一样,可分为源区形成和源区熔融两个阶段,其中第一阶段对应于俯冲带壳幔相互作用.      

高密度电阻率法与CSAMT法在江西会昌县坝背地热勘查中的综合探测

地热资源是一种绿色低碳、极具竞争力的可再生能源。江西省会昌县坝背地区断裂构造密集,地热异常广泛发育。为了查明勘查区各断裂构造的产状、规模及深部变化特征,为寻找地热水钻孔布置提供依据,项目组首先在已知温泉位置布置3条高密度试验测线,接着在已知温泉位置以南布置4条高密度测线,然后在高密度电阻率法资料初步解释成果的基础上再施工可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）,得出其中两条深大断裂是温泉主要的导水导热构造、断裂深切至基底界面、基底界面起伏明显的结论。同时圈定了4个低阻异常区,其中低阻异常范围最大的区域长约1000 m,宽约240 m,高约200 m,是含水最为有利区域,亦是寻找地热水的直接依据,建议在其正上方布设钻孔进行验证,孔深约800 m,满足深大断裂和基底对低阻区的深度控制。     

扬子板块西北缘早中泥盆世构造演化：来自略阳地区踏坡组岩石学、锆石年代学和微量元素组成的约束

碧口地块北缘下中泥盆统踏坡组的物源长期被认为来自碧口地块新元古界基底——碧口岩群,但一直缺少碎屑锆石物源数据的支持。本文对略阳地区泥盆系踏坡组不同层位的3个碎屑岩样品开展了系统的岩石学、锆石岩相学及其U-Pb定年和微量元素组成研究。锆石晶体特征对比分析显示,研究样品存在两种类型的锆石:普遍发育变质增生边的碎屑锆石(剖面北段样品)和不发育变质增生边的典型岩浆成因的碎屑锆石(剖面南、中段样品)。前者显示2个年龄峰值(～2.5 Ga主峰、～2.0 Ga次峰),还形成了2473±24 Ma的上交点年龄和359±84 Ma的下交点年龄,而后者两个样品有着一致的年龄峰值(～2.0 Ga主峰、～2.5 Ga次峰和～1.39 Ga微小峰值)。3个样品的谐和年龄均大于1.3 Ga,并不能限定踏坡组的沉积时代,且均不支持其物源主要来自碧口岩群的传统认识。碎屑锆石地球化学判别图解指示它们的源岩主要为形成于造山带环境中的花岗岩类(花岗闪长岩和英云闪长岩)、基性岩和钾镁煌斑岩。基于样品中的岩屑类型,结合区域地质、古流向、锆石年龄对比和源岩判别,认为踏坡组的原始物源来自位于扬子板块北缘的太古宙—古元古代基底(鱼洞子杂岩和崆岭杂岩),并且鱼洞子杂岩在踏坡组沉积后期曾大面积出露/抬升。同时表明碧口地块可能至少在早中泥盆世就与扬子板块拼合在一起了。     

华南东部白垩纪晚期-古近纪构造转换的沉积记录——以粤北南雄盆地为例

粤北南雄盆地的形成与演化过程受控于华南东部晚白垩世-古近纪构造体制的转换。本文从沉积学角度,利用盆地内沉积碎屑记录、沉积特征和碎屑锆石U-Pb年代学,获得盆地内部的岩石碎屑组分信息和相应源区的特性。研究表明南雄盆地是一个不对称的伸展断陷盆地,与盆地两侧的花岗岩体共同构成了一个半地堑式的构造体系。盆地在侏罗纪-早白垩世挤压造山的基础上,于早白垩世晚期,在区域伸展构造背景下,以前寒武纪-早古生代碎屑岩为基底,发育了一套完整的晚白垩世-古近纪红色碎屑岩沉积。盆地形成初期,碎屑沉积物主要来自前寒武系-下古生界;伴随着两侧花岗岩体的抬升、剥露,后期物源主要来自加里东期、印支期和早燕山期岩体。结合盆地沉积相和物源变化的研究,认为盆地形成和演化经历了一个由扩张到萎缩的过程,反映了在晚白垩世-古近纪华南东部区域经历了由伸展向挤压的构造体制转换,转换时间为古新世中晚期(约60Ma),主要动力学背景为印度板块与欧亚板块汇聚碰撞以及太平洋板块俯冲。     

西昆仑甜水海地块巴颜喀拉山群地球化学特征和碎屑锆石U-Pb年代学特征:对物源及构造环境的启示

松潘-甘孜-巴颜喀拉沉积盆地位于青藏高原东北部,主体地层为三叠系巴颜喀拉山群,其形成与特提斯演化密切相关。前人对盆地中东部进行了大量研究工作,但对盆地西部的研究较为薄弱。西昆仑甜水海地块位于松潘-甘孜-巴颜喀拉沉积盆地西部,区内广泛出露三叠系巴颜喀拉山群,是区域地层系统的重要组成部分。本文选取甜水海地块阿克萨依地区的该套地层进行全岩地球化学及锆石U-Pb年代学研究,限定其形成时代及物质来源,探讨沉积构造背景。该区巴颜喀拉山群浅变质碎屑沉积岩最年轻碎屑锆石年龄峰与侵入其中的岩体限定了该区巴颜喀拉山群沉积时代为209～246 Ma。成分变异指数(ICV)与化学蚀变指数(CIA)的研究表明原岩成熟度中等,化学风化作用较弱。微量、稀土元素含量及比值(如, La、Ce、Th、U、Hf、∑REE及LaN/YbN)与大陆岛弧碎屑沉积物特征值较为接近,结合构造判别图解,我们认为该套浅变质碎屑岩可能沉积于大陆岛弧相关的盆地中,这与松潘-甘孜-巴颜喀拉沉积盆地东部的大地构造环境相似,支持其为盆地西延的观点。岩相学、地球化学、锆石形态及年龄特征分析表明,研究区巴颜喀拉山群主要接受西昆仑造山带内的近源碎屑沉积,少量前寒武纪碎屑可能来自冈瓦那大陆北缘。     

元素地球化学揭示的长江中游鄱阳湖地区中更新世以来粉尘堆积的物源特征及其环境意义

位于长江中游的鄱阳湖地区深受东亚季风影响,因其特殊的地理、地貌与水文、水系特征,自中更新世以来随着冬季风的加强,在大姑组、九江组砾石层之上风成堆积广泛发育。该区域中、上更新统表现为网纹红土、均质红土和下蜀黄土的独特沉积序列,厘清这三套独特沉积序列的物质来源对于我们认识东亚季风演化及其区域环境响应至关重要。本文选择了长江中游鄱阳湖地区10个典型剖面,基于<20μm颗粒组分的元素地球化学特征,研究了该地区中、上更新统粉尘堆积的特点,并将其与黄土高原西峰黄土和东秦岭黄土做了对比分析。研究认为,长江中游鄱阳湖地区这套独特的沉积序列,元素特征基本相似,具有贫Co、Pb,富Zr、Hf,低Eu/Eu^*(0.53~0.62)、LaN/YbN(4~8)、Ta/Zr(0~0.006)、Nb/Zr(0~0.09),高Y/Ho(28~30)、Zr/Hf(36~48)等特点,与黄土高原与东秦岭黄土有显著区别。基于Hf-Th-Co、Th-Sc-Zr/10和Th-Sc-La蜘蛛图投影分析,鄱阳湖地区第四纪粉尘物质的源岩接近于石英岩类,为被动大陆边缘构造背景下的产物,显著区别于黄土高原与东秦岭黄土(源岩接近于页岩,形成于大陆岛弧构造背景)。进一步分析认为,网纹红土、均质红土的母质均与区域下蜀黄土类似,推测它们均来自于其冬季风上风方向的长江或赣江的古河谷漫滩,这套独特的沉积序列是第四纪以来长江中游现代格局的水系贯通后,冬季风增强,吹蚀大江大河广阔的古河谷漫滩而形成的区域粉尘堆积的结果;是湿热的亚热带季风区对于中更新世以来在轨道尺度上冬夏季风均加强的背景下独特的区域响应。     

溧阳盆地东南缘永坞头地区自然重砂异常圈定及其物源区分析

自然重砂测量是矿产勘查的重要手段之一,以往的自然重砂测量工作主要侧重于目标矿物量的研究,圈定的异常仅有矿物含量的意义,忽视了矿物迁移、富集规律,很大程度上影响了找矿效果。以溧阳永坞头地区为例,从重矿物剥蚀、迁移、富集规律出发,对自然重砂数据进行整理,重新圈定重砂异常,并利用重矿物组合特征、稳定系数及特征指数（ZTR）对异常源区进行判断。研究表明,圈定的2处锡石自然重砂异常源区分别为永坞头404.60高地—413.10高地一带以及387.60高地一带。     

内蒙古巴彦敖包地区安格尔音乌拉组地层锂土壤地球化学异常成因研究

内蒙古巴彦敖包地区广泛出露上泥盆统安格尔音乌拉组地层,1∶5万土壤地球化学测量工作圈定的31处锂单元素异常与安格尔音乌拉组地层分布范围吻合良好。安格尔音乌拉组地层锂元素的富集与该套地层的原生沉积作用密切相关,未发生次生富集。通过对安格尔音乌拉组地层碎屑物源区及沉积作用的研究,认为其锂元素物质来源与镁铁质火山岩中锂元素的侵蚀溶出有关。溶出的锂元素被碎屑物中的粘土矿物吸附随后沉积成岩造成区内广泛分布的锂土壤地球化学异常。进而做出推断,研究区内晚泥盆世甚至更早存在大规模中基性火山活动,应该存在大规模古火山机构。提出一种新的沉积型锂矿成矿模式,即古火山机构周边的粘土矿物含量较高的碎屑岩层位在一定构造背景及沉积环境下可以具备锂元素富集成矿的条件。     

地震高烈度山区泥石流物源分布特征及补给模式探讨——以汶川县映秀镇张家坪沟为例

在强烈地震后的高烈度山区,准确认识泥石流物源的分布特征及补给模式对于正确认识泥石流及其危害性具有重要意义。通过对汶川地震后张家坪沟沟域泥石流物源分布特征的剖析,提出了地震高烈度山区暴雨沟谷型泥石流固体物质的7种补给模式,即远程崩落补给模式、远程滑移补给模式、坡面侵蚀裹挟补给模式、冲刷铲扫补给模式、近岸滑坍补给模式、沟床冲刷揭底补给模式和壅堵回淤-溃决拉槽补给模式,并从释义、形成条件、形成过程、基本特征等方面进行了探讨,在此基础上还原了张家坪沟"7·10"泥石流的成灾过程,指导了张家坪沟泥石流治理方案的制定。     

松辽盆地开鲁坳陷钱家店地区姚家组砂岩地球化学特征及物源和构造背景分析

为了开展钱家店铀矿床砂岩型铀矿的进一步找矿工作,对采集到的上白垩统姚家组19件砂岩样品进行了主、微量和稀土元素分析,并结合前人成果,对姚家组的沉积物源及源岩构造背景进行了探讨。结果表明,姚家组砂岩主要为长石砂岩,矿物成分主要为石英、钾长石和斜长石等;其轻重稀土比为6.96~14.66,均值为10.17;LaN/YbN为7.58~20.95,均值为11.74,说明轻稀土元素相对重稀土元素明显富集,分馏明显。稀土元素配分模式曲线高度一致,也表明姚家组砂岩具有同源性;其ICV值为0.86~2.78,平均值1.34,大部分大于1,表现为未成熟的性质,为初次旋回的沉积物;修正后的CIA均值62.5,暗示源岩经历中等化学风化作用;砂岩碎屑为近源的第一次旋回沉积物,受沉积分选和再循环作用影响不大;姚家组源岩以火山弧物质和大陆上地壳长英质物质为主,源岩主要形成于大陆边缘和大陆岛弧环境;开鲁坳陷形成于早白垩世随着古太平洋板块向欧亚板块俯冲速度的减小而在东北地区出现的北西-南东向拉张构造环境中,并接受盆地西部大兴安岭南段海西期和燕山期岩浆岩、火山岩沉积。