下扬子地区中-新生代的挤压变形与伸展改造及其油气勘探意义

以地表变形特征、地层厚度变化和地震剖面为约束,构建了贯穿下扬子地区主要构造单元的三条地质大剖面。剖面展示了研究区早期褶皱逆冲、晚期伸展断陷的构造格局,并揭示了变形的空间差异。通过对褶皱卷入的层位、断层与地层的切割关系及不整合类型和发育特征的梳理,得出研究区北侧的褶皱逆冲主要形成于中-晚三叠世,南侧的褶皱逆冲主要形成 于中-晚侏罗世。两侧的挤压构造在晚白垩世开始都经历了强烈的拉张作用,北侧的断陷一直持续到古近纪,新近纪以拗陷为主,而南侧古近纪断陷规模较小,新近纪拗陷不发育。苏州-无锡地区的下古生界受后期改造作用较弱,是油气勘探的有利地区。     

扬子地台西北缘前陆逆冲带及煤田构造特征

扬子地台西北缘前陆逆冲带(即龙门山逆冲带)的形成和演化控制着扬子地台内部及其西北缘煤炭资源的聚积和赋存。它可分为根带、中带、锋带三部分。根带无煤聚积,工业煤炭资源赋存在中带,锋带的煤系埋藏过深。前陆逆冲带内的煤田构造变形是适应前陆逆冲挤压应力作用的结果,以发育有冲断叠瓦扇、双冲构造、平行褶皱、斜歪褶皱、飞来峰、逆冲岩席、断夹块等构造样式为特征。前陆逆冲带的形成是特提斯构造域长期演化、沿三条缝合带发生三次碰撞的结果。      

基于多方法手段的开山岛海域淮阴-响水口断裂走向研究

淮阴—响水口断裂为江苏地层分区的重要界线,其陆域位置研究历来已久,但海域位置至今尚未明确。本次研究利用多方法手段,首次确定了淮阴-响水口断裂在南黄海海域的具体位置走向,并明确了开山岛地层归属。     

扬子地块西缘天全新元古代过铝质花岗岩类成因机制及其构造动力学背景

四川西部天全地区花岗岩属于扬子地块西缘岩浆岩带,是"康滇地轴"北段的重要组成部分。岩石形成年龄为851±15Ma(MSWD=0.7),属于新元古代花岗岩,与扬子地块西缘和北缘大量的中酸性侵入体和火山岩具有相近的形成年龄。火夹沟花岗闪长岩为过铝质、低Si O2、具有相对亏损的Sr-Nd-Pb同位素地球化学组成,结合岩石低的Al2O3/Ti O2和高的Ca O/Na2O比值,其应是在镁铁质岩浆底侵的条件下,成熟度较低的杂砂岩部分熔融形成的过铝质熔体,岩石较低的Si O2含量表明其同化了部分镁铁质熔体。而角脚坪花岗岩具有高的Si O2含量,为过铝质、富Na的熔体,而且具有极度亏损的Sr-Nd同位素组成,表明其应是亏损的玄武质岩石(洋壳或是与地幔柱有关的玄武岩)在H2O饱和条件下发生低程度部分熔融形成的过铝质熔体。结合扬子西缘其它新元古代火成岩的地球化学特征及区域构造资料,我们认为天全地区的Na质花岗闪长岩-花岗岩组合代表在高地温梯度条件下,玄武质岩石在H2O饱和条件下发生部分熔融形成的过铝质花岗岩。     

华北克拉通怀安陆块新太古代低铝和高铝TTG片麻岩的地球化学特征与成因

英云闪长岩-奥长花岗岩和花岗闪长岩(简称TTG)是太古宙高级变质地体的主要物质组成,对深入理解早期大陆生长及其机制具有重要的科学意义。目前,人们对其成因过程与机制仍有不同认识。本文以怀安陆块中广泛分布的TTG片麻岩为例,探讨其成因演化和机制。研究区位于华北克拉通中北部,主要由新太古代英云闪长岩及少量奥长花岗岩、花岗闪长岩组成。我们从该区识别出富硅富重稀土和负铕异常的低铝奥长花岗质片麻岩,形成时代与广泛分布的高铝TTG质片麻岩一致(锆石SHRIMP U-Pb年龄2.53Ga)。岩石地球化学数据显示,低铝奥长花岗质片麻岩的主量元素具有富SiO 2(76%~79%),低Al2O3(11.01%~12.61%)、CaO(1.27%~1.59%)、MgO(0.74%~0.24%)和Mg#(18~53)等特征,而广泛分布的高铝TTG岩系的主量元素含量变化大,例如,SiO 2=63%~77%、Al2O3=13.2%~17.77%、CaO=1.8%~5.78%、MgO=0.18%~3.84%和Mg#=35~64。微量元素方面,低铝奥长花岗质片麻岩具有Eu/Eu*负异常(除1个样品为弱正异常1.38外,其余样品分布在0.59~0.44),富集重稀土((La/Yb)N=4~7,(Gd/Yb)N=0.36~1.27),而高铝TTG岩系从弱负铕异常到正异常(Eu/Eu*=0.8~5.35),轻重稀土分馏明显((La/Yb)N=10~103、(Gd/Yb)N=1.97~5.72)。在微量蛛网图中二者的区别除重稀土明显存在区别外,低铝奥长花岗质片麻岩显示出Ba、Sr的相对亏损,而高铝TTG岩系则相反。二者Lu/Hf比值差异明显,低铝奥长花岗质片麻岩变化在0.1~0.16,而高铝TTG岩系变化在0.01~0.07。在Lu/Hf与相关元素以及SiO 2与相关元素哈克图解中,二者差异更加明显,表明它们之间不存在直接的成因联系。综合锆石U-Pb、Lu-Hf同位素特征以及岩石地球化学特征,我们认为低铝奥长花岗质片麻岩是低压下由新太古代新生基性地壳物质低程度部分熔融而成,源区残留矿物相以辉石+斜长石为主,岩浆可能存在过独居石的分异作用。高铝TTG岩系主要由新生基性地壳在相对高压下部分熔融而成,源区残留相以石榴石+辉石+角闪石以及无或少量斜长石为特征。岩浆经历过角闪石和辉石分离结晶作用,铕正异常增大的现象可能与斜长石堆晶有关。本区同时形成高铝和低铝TTG岩系的机制还需深入研究。俯冲机制、地幔柱机制以及二者共同作用等机制均能解释TTG的成因。依据本区同期还形成大量辉长质-闪长质岩浆和稍晚(2.5~2.45Ga)形成的钾质花岗岩类岩浆的侵入活动,我们认为本区高铝和低铝TTG岩系分别来自底侵作用导致的下地壳不同深度不同程度的部分熔融有关。引起底侵作用的机制可能与地幔柱或地幔柱与板块俯冲共同作用有关。     

华北克拉通阜平杂岩中~2.7GaTTG片麻岩的厘定及其地质意义

通过详细的地质工作,本文从阜平杂岩中厘定出一套~2.7Ga的条带状TTG片麻岩系,其原岩主要为英云闪长岩,经历了强烈的变形和深熔改造。该片麻岩可分为岩石主体和条带,按条带形态和成分可分为三种:细小的暗色条带、深熔浅色条带和后期注入的长英质脉体。用LA-MC-ICPMS法对英云闪长岩中锆石进行了原位U-Pb年龄测试,其形成年龄为2669.2±9.7Ma。该片麻岩SiO2=64.32%~70.02%,具有高铝(Al2O3=14.00%~15.87%)富钠(Na2O=3.85%~4.22%)贫钾(K2O=1.13%~2.42%)及低K/Na比值的特点,Mg#指数为39.5~49.6。该片麻岩具有中等-强烈程度的稀土元素分异[(La/Yb)N=3.67~51.38],Eu异常不明显。其富集Sr(303×10-6~431×10-6)、Ba(191×10-6~696×10-6)等大离子亲石元素,亏损Nb(4.70×10-6~9.78×10-6)、Ta(0.19×10-6~0.75×10-6)、Ti(1378×10-6~3259×10-6)、P(174.6×10-6~960.6×10-6)等高场强元素,Cr(5.87×10-6~119.4×10-6)、Ni(6.72×10-6~45.75×10-6)等相容元素含量也较低。Yb(0.31×10-6~1.75×10-6)和Y(3.61×10-6~18.88×10-6)含量低,Sr/Y比值高(16.0~119.1),属于高铝的TTG,与高硅埃达克岩特征相似。推断是热的太古宙新生洋壳部分熔融而成。阜平地区~2.7Ga TTG片麻岩的厘定,进一步证实了华北克拉通在新太古代早期经历了强烈的陆壳增生,并为华北克拉通早期岩浆事件与世界范围的岩浆事件的对比提供了新的依据,为华北克拉通早期陆块及绿岩带的划分提供了新的限定。     

扬子地块东南缘南华系长安组同位素年龄及其意义

长安组为扬子地块东南缘确认的一套冰源相碎屑沉积,其精确沉积时限对于了解华南新元古代冰期的起点时间和演化历程具有重要意义。以往限于定年技术的精度和测试对象的稀缺,长安组的年龄一直少有报道。最近在湘中新化县碧溪地区发现长安组下部存在沉凝灰岩夹层,获得了大量岩浆型锆石,对其进行了高精度锆石LA-ICP-MS与SHRIMP U-Pb同位素年代学对比研究。结果表明,其锆石206Pb/238Pb加权平均年龄分别为(751±5),(764±10)Ma。综合分析相关地层的最新年龄数据可以确定,长安组可与西北地区同期沉积以及澳大利亚Sturtian冰期的年龄进行比较。沉积旋回分析表明,长安组底部沉积物具有典型的重力流特征,沉积速率较大。结合相关地质证据分析认为,长安组的底界年龄置于760Ma较为合适。     

华北克拉通辽北清原地体新太古代基性麻粒岩变质作用演化

对华北克拉通新太古代的构造演化模式有多种不同的认识, 需要进行更加深入的变质作用研究。通过对辽北清原地体基性麻粒岩进行系统的岩相学观察、矿物化学分析、相平衡模拟和锆石定年研究, 以阐明其变质演化过程和大地构造意义。研究选择的基性麻粒岩样品分为含石榴石域(19DJ07-GD)和不含石榴石域(19DJ07-NGD)两类, 含石榴石的区域呈条带状且分布不均匀。两种区域都发育两期麻粒岩相组合。在含石榴石域, 第一期变质矿物组合为石榴石+单斜辉石+斜方辉石+角闪石+黑云母+斜长石+石英。其中, 第一期斜长石(Pl1)发育复杂成分环带, 钙长石摩尔分数(xAn)从核部到幔部升高, 然后再向边部降低; 第一期角闪石(Amp1)的Ti成分环带同样为从核部到幔部升高再向边部降低。通过矿物组合和相应的成分环带推测第一期麻粒岩相变质作用具有逆时针型P-T轨迹, 包含峰期前升温升压阶段以及峰后降温降压阶段。通过相平衡模拟约束峰期温压条件为0.8~0.9 GPa/900~950 ℃, 达到高温—超高温(high-ultrahigh temperature)变质条件。锆石定年结果表明变质作用峰后冷却时间为2498±6.9 Ma(MSWD=0.39)。综合区域上的"穹隆-龙骨"构造、逆时针的变质轨迹以及和TTG岩浆活动晚期脉冲几乎一致的表壳岩变质时间, 表壳岩超高温麻粒岩相变质作用被认为受太古宙特有的垂向构造/沉落(sagduction)构造体制控制。第二期变质组合以局部生长的石榴石+石英±单斜辉石的后成合晶/冠状体为特征, 代表一期与古元古代造山事件有关的高压麻粒岩相变质作用。     

关于内蒙与晋冀交界地区早前寒武纪灰片麻岩和孔兹岩的讨论

晋冀内蒙边界地区的早前寒武纪岩石大致以大同－兴和一线为界分为南东部麻粒岩系和北西部孔兹岩系。麻粒岩系中称作灰片麻岩的浅色麻粒岩与世界各地太古代典型的灰片麻岩不同,其矿物组合含斜方辉石或二辉石,岩石化学成分高铁、高镁又高钙,不是典型的太古代灰片麻岩ＴＴＧ岩套,而应称作紫苏斜长花岗岩。如果原来是ＴＴＧ岩浆,则可能是因受表壳岩的混染所致。研究区内孔兹岩系的特征是堇青石片麻岩发育,沿韧性剪切带含堇青石的Ｓ－型花岗岩,以及作为熔融残留体的含堇青石麻粒岩也时有发现。三者的稀土元素分布型式表现出其间的成因关系。孔兹岩系中的夕线石多具近于平行（００１）的变形扭折带,在土贵乌拉还发现夕线石的（１１０）聚片双晶。这可能是夕线石双晶的首次发现。本文对夕线石作了详细测定。其＋２Ｖ＝２６°±０．５°．晶胞参数α＝β＝γ＝９０°,ａ＝７．５０,ｂ＝７．６５,ｃ＝５．８１,Ｖ＝３３０．０６３。