青藏高原东北部兰州盆地新生代沉积相与古环境演化

兰州盆地是青藏高原东北缘系列盆地中最早接受沉积的地区之一,也是探讨高原隆升与古气候演化的理想场所。通过大量野外露头观察,综合岩石学特征、古生物化石及沉积地球化学等多种指标,对兰州盆地始新世—中中新世沉积演化进行了全面研究。结果表明,兰州盆地始新统西柳沟组桔红色、砖红色砂岩应属于风成沙漠沉积,而非前人认为的扇三角洲或河湖相沉积。西柳沟组沉积之后,兰州盆地进入河流—三角洲—湖泊演化阶段：始新世—渐新世早期(野狐城组沉积期)气候总体干热,形成以滨浅湖(含干盐湖)为主、间或出现小规模三角洲的沉积格局;早渐新世晚期(咸水河组沉积早期)开始发育三角洲沉积,之后水体范围逐渐扩大,至晚渐新世浅湖沉积发育,该时期古环境由半干旱半湿润的开阔林地—灌丛演变为干旱气候背景下的灌丛—草原。早中新世初期(咸水河组沉积中期)发育三角洲平原沉积,之后快速过渡为三角洲前缘—浅湖沉积,代表了湖盆在新生代最后一次扩张,古气候以半干旱为主;中中新世(咸水河组沉积晚期),湖盆逐渐萎缩消亡,兰州盆地整体演变为河流相沉积,仅在局部残存小型洼地,古环境仍为温带半干旱的灌丛—草原。     

青藏高原中-南部新生代构造演化的热年代学制约

青藏高原新生代以来的隆升过程及特征长期以来广存争议.岩体中不同单矿物所记录的中低温热年代学信息适用于揭示较新年代地质体的隆升过程,可以为之提供有效制约.在青藏高原部分岩浆岩与变质岩露头区原位采集15块样品,利用锆石与磷灰石裂变径迹等热年代学结果为青藏高原中生代末期以来的隆升过程提供约束.其中,所获10块样品的锆石裂变径迹数据年龄范围为182~33 Ma,分别记录了渐新世之前青藏高原内不同块体间相互碰撞及高原内不同地区的构造热事件.特别是沿雅鲁藏布江缝合带分布的3个样品,锆石裂变径迹年龄结果一致显示始新世末期-渐新世早期该带存在一期显著的构造热事件.该构造热事件暗示在约36~33 Ma沿雅江缝合带发生过强烈的陆-陆硬碰撞.所获14块样品的磷灰石裂变径迹年龄范围为70.4~5.0 Ma,综合热史反演结果显示青藏高原南部中新世中晚期以来存在整体性隆升,特别是从上新世开始隆升速率显著加快.磷灰石裂变径迹年龄在空间分布上具有向高原东南部变年轻的趋势,表明青藏高原东南部在上新世以来的构造隆升较其他地区要强烈,暗示印度-亚洲板块碰撞驱动机制对该时期的高原隆升具有控制作用.此外,青藏高原中部在白垩纪末期-始新世可能即已隆升至相当高度,此后至今保持了相当低的剥蚀速率.      

湘鄂西褶皱带中-新生代剥蚀特征及其构造指示:来自磷灰石裂变径迹的证据

恢复湘鄂西褶皱带中-新生代以来的剥蚀历史, 探讨其变形的时空格架, 对于研究陆内褶皱造山以及指导该地区的油气勘探具有重要的意义.利用该地区磷灰石样品进行裂变径迹年龄测定与热史模拟, 对中-新生代的剥蚀厚度和速率进行分析.结果表明, 湘鄂西地区磷灰石裂变径迹的年龄为71~100 Ma, 与川东隔挡式褶皱带中的磷灰石样品年龄进行对比, 具有由SE到NW向递进变新的趋势; 中新生代以来的热史呈现出"三段式"的特征, 这3个阶段的转折时期为115~90 Ma和35~20 Ma, 分别对应了从晚侏罗世-早白垩世挤压造山到晚白垩世伸展成盆再到新生代整体抬升的构造转换; 燕山期为湘鄂西褶皱带的主变形期, 变形时序呈现出由SE到NW向递进变新的趋势, 剥蚀程度呈现出由SE到NW向变弱的趋势.这些认识为燕山期湘鄂西-川东褶皱带陆内递进变形的形成演化研究提供了有力的证据.      

珠江口盆地中——新生代热隆升格局的磷灰石和锆石裂变径迹反演

珠江口盆地作为南海北部陆缘典型的裂陷沉积区,是中国最大的中生代海相残留盆地之一,其构造-热演化对南海张开时限及华南构造格局有重要指示作用。在钻孔资料限定和地质格局约束下,文中综合运用磷灰石和锆石裂变径迹对珠江口盆地内钻孔基底花岗质岩石开展了低温热年代学研究,通过径迹年龄分析和径迹长度统计,反演了该区中—新生代基底构造-热演化历史,恢复了珠江口盆地多阶段热运动和基底隆升格局。研究表明,珠江口盆地基底花岗质岩石锆石裂变径迹表观年龄分布于131.7~97.9 Ma,多小于其成岩年龄。样品磷灰石裂变径迹表观年龄多集中在79.7~61.9 Ma,径迹长度变化于11.37~13.16μm,属中等长度,磷灰石裂变径迹多为"冷却"至"混合"类型。珠江口盆地基底热史反演存在明显区域性特点,南(西)部地区抬升记录早,新生代冷却速率相对较低。珠江口盆地基底晚白垩世以来隆升幅度在6km左右,主要发生在晚白垩世、古近纪神狐运动阶段、渐新世珠琼运动Ⅱ幕及南海运动阶段(26 Ma之前)。其中,南海运动表现出东早西晚的特点。基底抬升与盆地形成、红河断裂走滑相耦合。盆地基底的热演化历史为南海的演变历程研究提供了限定条件,是太平洋板块俯冲、印度-欧亚板块碰撞及南海构造运动的综合反映。     

滇西丽江地区新生代富碱斑岩年代学、地球化学特征及其地质意义

滇西丽江地区新生代富碱斑岩位于滇西“三江”褶皱造山带与扬子板块西南缘结合部位,岩石类型多样,可分为碱性岩和碱性花岗岩,前者主要有正长斑岩、正长岩及粗面斑岩;后者主要包括花岗斑岩、二长花岗斑岩及石英二长斑岩。锆石LA ICP MS U Pb定年研究确定区内斑岩结晶年龄为346～371 Ma,侵位于始新世晚期。碱性岩石的SiO2含量为5454%～6770%,K2O＞Na2O,具有钾玄岩的特征;碱性花岗岩的SiO2含量为6716%～7066%,K2O＜Na2O,具有高钾钙碱性的特征。两类岩石都具有富碱(Na2O+K2O=703%～1170%)和准铝质—弱过铝质(A/CNK=064～115)的特征。富集轻稀土元素和大离子亲石元素(Sr、Ba、K、Pb等),相对亏损重稀土元素和高场强元素(Nb、Ta、Ti等),且具有高Sr、Sr/Y和La/Yb比值及低Y、Yb和镁值(Mg#＜05),表明区内斑岩兼具钾玄质岩石和埃达克质岩石的特征。综合研究认为,区内斑岩形成于印度－亚洲大陆碰撞造山的后碰撞阶段,其形成与减压熔融及幔源岩浆底侵促使增厚下地壳底部岩石发生部分熔融有关,是青藏高原东南缘构造转换带对主碰撞带造山作用过程的岩浆事件响应,进而分析确认本区具有斑岩-热液型金多金属矿床的找矿潜力,为深入认识丽江地区构造-岩浆-成矿作用提供了重要约束。     

腾冲新生代火山区温泉CO2气体排放通量研究

近期研究表明,不仅火山喷发期会向当时的大气圈输送大量的温室气体,火山间歇期同样会释放大量的温室气体。在火山活动间歇期,火山区主要以喷气孔、温(热)泉以及土壤微渗漏等形式向大气圈释放温室气体。腾冲是我国重要的新生代火山区,同时也是重要的水热活动区,那里出露大量的温泉,然而目前未见腾冲火山区温泉气体排放通量的研究报道。本文利用数字皂膜通量仪测量了腾冲新生代火山区温泉中CO₂的排放通量。研究结果表明,腾冲新生代火山区温泉向当今大气圈输送的CO₂通量达3.58×10³ t·a^-1,相当于意大利锡耶纳Bassoleto地热区温泉中CO₂的排放规模。腾冲火山区温泉的CO₂释放通量主要受深部岩浆囊、断裂分布、地下水循环、围岩成分等多方面因素的影响。本文根据温泉中CO₂的排放特征,将腾冲温泉分为南北两区,南区温泉CO₂通量远高于北区的温泉,热海地热区的通量为腾冲CO₂通量的最大值。在北温泉区,CO₂通量主要受控于断裂的分布;而在南温泉区,除受到断裂控制外,热海地热区底部的岩浆囊及其与围岩的相互作用成为CO₂气体的重要物质来源,同时高温的岩浆囊为温泉及CO₂的形成提供了重要热源。     

滇西梁河—潞西地区新生代英安岩的源区及成因——来自地球化学的证据

报道了滇西梁河—潞西地区新生代英安岩的主量、微量、稀土元素和Nd同位素地球化学研究成果。英安岩富集轻稀土元素、大离子亲石元素(Rb、Th、U、K),相对亏损重稀土元素和Nb、Ta、Sr、P、Ti,具有Eu负异常和Pb正异常。火山岩的εNd(0)为-10.3~-8.72,Nd同位素模式年龄(tDM)为1.2~1.4Ga。这些地球化学特征表明,研究区英安岩源于区域基底岩系的部分熔融,并与该地区同期幔源玄武质岩浆发生了不同程度的混合。     

东秦岭—大别造山带南、北缘晚白垩世以来构造演化的石英ESR年代学研究

运用α石英热活化ESR定年法对东秦岭—大别造山带南、北缘58件样品进行了研究。结果显示,东秦岭—大别造山带南、北缘ESR年龄范围主要集中在晚白垩世以来(99.2～3.4 Ma)。结合区域地质事实分析,晚白垩世以来,东秦岭—大别造山带南缘的构造演化可划分为73.1～52.3 Ma伸展断陷期、39.1～27.2 Ma伸展-挤压的转换期和22.8～3.4 Ma挤压期;东秦岭—大别造山带北缘的构造演化可划分为89～70.1 Ma挤压隆升期、61.6～43.2 Ma伸展断陷期、37.2～22.6 Ma伸展-挤压的转换期和15.6～3.9 Ma挤压期。东秦岭—大别造山带南缘和北缘新生代构造演化特征基本相同,但是受多种因素控制,东秦岭—大别造山带南、北缘晚白垩世的构造演化存在较大差异。ESR测年结果与东秦岭—大别造山带南、北缘已有的地质事实相吻合,验证了ESR测年的可靠性。     

辽宁宽甸新生代火山岩和地幔包体He-Ar同位素组成

宽甸新生代碱性玄武岩、地幔包体及辉石巨晶的稀有气体同位素组成和流体含量分析表明，不同岩性稀有气体含量的差异反映了岩浆作用过程中轻、重稀有气体的分馏特性，较轻的稀有气体(He、Ne)比较重的稀有气体(Kr、Xe)具有更高的活动性和不相容性；该地区上地幔源区具有典型的MORB型源区特征，以辉石巨晶为代表；地幔包体的3^He／^4He值较低，可能与地幔上隆过程中富集地幔流体的交代作用或地幔塑性变形作用丢失了部分原始He有关；大陆碱性玄武岩具有与大洋玄武岩截然不同的He同位素组成，反映了大陆区地幔岩浆上升过程中受到了陆壳物质混染。地幔源区^40Ar／^36Ar值为350左右，二辉橄榄岩和碱性火山岩的^40Ar／^36Ar值比大气略高，可能有大气组分的混入。部分样品中有^21Ne、^22Ne、^129Xe、^134Xe和^136Xe相对于大气的过剩现象。     

青藏高原新生代两类超钾质岩石的成因——实验岩石学和地球化学约束

青藏高原分布有羌塘—囊谦—滇西和冈底斯两条新生代钾质-超钾质火山岩带。羌塘—囊谦—滇西超钾质岩浆活动的峰值时间为40～30Ma,主体岩石具有Ⅰ型超钾质岩的高MgO和低CaO、Al2O3含量特征;30～24Ma期间羌塘中、西部出现Ⅲ型钾质-超钾质岩浆活动,主体岩石以贫SiO2、高CaO、Al2O3和低MgO/CaO为特征。冈底斯新生代超钾质火山岩也显示I型超钾质岩的高MgO和低CaO、Al2O3含量特征,其形成时间为25～12Ma。综合超钾质岩石的实验资料,可知区内I型超钾质岩的源区以富硅、富钾流(熔)体交代形成的金云母方辉橄榄岩为主;Ⅲ型钾质-超钾质岩浆源区则以斜辉橄榄岩地幔为主。囊谦—滇西Ⅰ型超钾质岩带空间上严格受红河走滑构造带所控制,40～28Ma出现I型超钾质岩浆活动,16Ma转变为OIB型钾质火山岩。岩浆源区从岩石圈地幔向软流圈演变,暗示大型走滑断裂引起的岩石圈地幔减薄和软流圈上涌是导致交代岩石圈地幔金云母分解熔融产生区内I型超钾质岩浆的主控因素。羌塘中部35～34Ma有软流圈来源为主的钠质碱性玄武岩岩浆的喷发,30～24Ma转变为以岩石圈地幔为主要来源的Ⅲ型钾质-超钾质岩浆活动,岩浆源区从软流圈向岩石圈迁移,指示软流圈上涌伴随的富CO2流(熔)体活动是导致古交代岩石圈地幔升温熔融产生Ⅲ型钾质-超钾质岩浆的主控因素,软流圈上涌可能是俯冲板片断离或岩石圈地幔拆沉作用的结果。