贵州若干基础地质问题的思考及建议

由于近年来基础地质与矿产地质研究存在一定程度的脱节,新资料的发现、研究程度的不足,尤其是成矿地质背景研究的缺失,导致贵州基础地质研究尚存在一些问题和缺憾。结合生产科研实践,初步梳理了部分需要进一步加强和深化研究的基础地质问题,对贵州省梵净山、从江地区普通花岗岩砾石和花岗岩化底砾岩转石的发现及地质意义,贵州前陆背景下的浅层滑脱构造、黔中隆起及不同构造旋回期控岩控相古断裂等构造问题,黔东清虚洞期台地边缘藻礁与铅锌矿成矿、石英脉型和蚀变岩型金矿时空耦合、板内超基性岩体与金刚石成矿,黔中西部陡山沱—灯影期盆地迁移和磷矿成矿,西南低温成矿域和罗甸软玉成矿大地构造背景等一系列基础地质问题进行了介绍,提出了初步认识、研究思路及技术路线。     

辽中凹陷反转构造及其对郯庐断裂带走滑活动的响应

辽中凹陷发育多种样式的反转构造,其形成演化与郯庐断裂带辽东湾段新生代的脉动式活动有直接关系。通过最新的地震剖面、相干体切片等资料以及平衡剖面恢复等方法,对辽中凹陷反转构造的几何学形态、演化过程和反转期次进行研究,并结合区域板块活动背景,分析反转构造演化过程及其对郯庐断裂带新生代活动的响应。结果表明:辽中凹陷发育反转断裂、反转背斜、泥底辟、隐伏凸起等多种类型的反转构造,且沿郯庐断裂带呈带状展布。辽中凹陷在新生代主要曾经历了三期构造反转,分别发生在沙三段沉积末期、东营组沉积末期和明化镇组沉积末期。三期构造反转均与郯庐断裂带的走滑压扭活动有关,从根本上受控于周边板块活动背景的变化:第一期反转是由于太平洋板块俯冲方向和速率发生变化,导致郯庐断裂带由左旋走滑转为右旋走滑,由走滑张扭转为走滑压扭,形成反转构造的雏形;第二期反转的动力主要来源于太平洋板块对中国大陆向西的推挤作用,导致渤海湾地区受到整体挤压以及郯庐断裂带发生走滑压扭,使反转构造定型;第三期反转是由于太平洋板块的加速俯冲促使郯庐断裂带晚期再次发生走滑压扭活动,对早期反转构造进行改造。其中沙三段和明化镇组沉积末期的反转为局部反转,强度较弱,东营组沉积末期的反转为区域反转,强度最高。     

钦-杭成矿带东段村前含矿斑岩地球化学特征及其构造环境与成矿意义

村前铜多金属矿床位于钦杭成矿带东段,为一具有矽卡岩型矿化和斑岩型矿化的铜多金属矿床,含矿岩体为燕山早期花岗闪长斑岩,岩石具有富硅、富铝、富碱的特点,属于偏铝-过铝质钙碱性花岗岩类。岩体具有从深部向浅部蚀变增强,大部分组分活动性不明显,而成矿元素Cu-Mo-Fe-Pb-Zn-Au-Ag含量明显增加,Na2O、Sr含量降低,REE元素除Eu少量丢失外,其余均呈一致的迁入特征。岩体属Ⅰ型花岗质岩石,由具角闪石+石榴子石残留相的火成岩部分熔融形成的熔浆,混合或混染了地壳重熔型岩浆上侵就位而成。钦杭结合带东段,燕山期中酸性岩浆活动具有从176~150Ma的埃达克岩或具岛弧花岗岩特征的Ⅰ型花岗岩,至150~140Ma的S型花岗岩,向140~110Ma的A型花岗岩演化趋势,显示了地壳由厚减薄的过程,暗示其大地构造背景为岩石圈的伸展减薄环境,而形成于169.3±1.1Ma的村前斑岩体正处于伸展阶段早期。综合岩体成矿特征表明,钦杭成矿带东段及邻近地区,176~160Ma主要形成与Ⅰ型花岗质岩石有关的以Cu为主的多金属矿床;160~150Ma主要形成与Ⅰ型花岗质岩石有关的Cu-Mo矿床与W-Sn矿床;150~140Ma主要形成与S型花岗质岩石有关的以W-Sn-Mo为主的多金属矿床,以及以Ag-Pb-Zn为主的多金属矿床;140~110Ma主要形成与A型花岗质岩石有关的以W-Sn-Mo为主的多金属矿床,少量与Ⅰ型花岗质岩石有关的Pb-Zn矿床。     

湘南荷花坪锡多金属矿床成矿年代研究

荷花坪锡多金属矿床是本世纪初在南岭中段湘南地区新发现的一个大型矿床,区内的锡多金属矿化产在王仙岭岩体东南内、外接触带,已发现有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ号4个主要锡多金属矿体。其中,Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ号矿体由早期矽卡岩型和晚期蚀变碎裂岩型矿石组成,Ⅲ号矿体则由独立产出的蚀变碎裂岩型矿石组成,且包含有部分碎裂花岗斑岩。以往研究已对Ⅳ号矿体中的矽卡岩型矿石和Ⅲ号矿体中含矿斑岩脉分别采用辉钼矿Re-Os法和锆石SHRIMP U-Pb法进行了测年,获得的年龄分别为224.0±1.9Ma和142±2Ma。本文补充了晚期蚀变碎裂岩型矿石的~(40)Ar/~(39)Ar测年,结果显示,Ⅱ号矿体中蚀变碎裂岩型矿石白云母样品和石英样品的坪年龄分别为151.88±1.58Ma和155.39±7.04Ma;Ⅳ号矿体中蚀变碎裂岩型矿石石英样品的坪年龄为156.94±1.64Ma。结合前人研究资料综合分析,认为荷花坪矿区存在印支晚期(224Ma)、燕山早期(151~156Ma)和燕山晚期(142Ma)三期成矿作用,分别与区内印支期中粗粒含电气石黑云母花岗岩、燕山早期中粗粒黑云母花岗岩和燕山晚期花岗斑岩脉有关,不同期成岩、成矿作用的构造环境均为岩石圈的拉张伸展。湘南地区印支期(205~224Ma)基性岩浆活动及荷花坪矿床印支期成岩、成矿过程中均有幔源物质的参与,它们共同指示南岭地区中生代构造体制的转换或岩石圈伸展减薄可能始于印支主期(230~244Ma)之后的224Ma左右,即晚三叠世。     

辽南金州拆离断层带中花岗质岩石的变形:显微构造、组构与年代学分析

花岗岩(脉)在中下地壳韧性剪切带中普遍发育,如何正确鉴别剪切带中剪切前、剪切期及剪切后花岗岩(脉)以及正确理解剪切过程中构造变形与岩浆作用之间的关系一直是一个重要课题。本文以辽南金州拆离断层带为研究对象,选取中部地壳伸展作用过程中具有不同变形表现的花岗岩(脉)开展宏观-微观构造观察、石英EBSD组构分析及锆石LA-ICP-MS年代学测试等工作,从而进一步丰富构造-岩浆关系判别准则。剪切前花岗岩(脉)多变形强烈且具有后期固态变形叠加在早期高温岩浆组构之上的特点,而剪切期的花岗岩由于侵位的时间不同,岩石的变形程度也会不同。剪切晚期侵入的岩脉遭受了较弱的晶内塑性变形,而剪切早期的岩脉可以显示岩浆流动或结晶后高温至中温固态变形。从组构特点上看,剪切前和剪切期花岗质岩石石英c轴组构大多表现为中高温组构叠加有低温组构的特点。剪切后的花岗质岩石仅发生微弱的晶内变形或未变形而显示低温或无规律的组构特征。对五个典型的样品进行年代学测试,其结果符合相应的期次划分类型。应用宏观构造、显微构造与组构分析,结合年代学测试综合分析,对于辽南变质核杂岩构造-岩浆活动性进行了精细划分,包括134~130Ma初始伸展阶段,130~115Ma峰期伸展与强烈岩浆活动阶段,以及115Ma前后伸展作用结束。     

华北北缘东段开原地区三叠纪侵入岩年代学及岩石地球化学研究

本文报道了位于华北北缘东段开原地区尖山子岩体、宝兴岩体和树德屯岩体的岩相学、岩石地球化学及年代学特征,探讨了上述岩体的形成时代、岩石成因及其构造环境。锆石U-Pb定年结果表明,尖山子岩体形成于251±1.3Ma,宝兴岩体形成于235±1.3Ma,树德屯岩体形成于224±1.9Ma,说明开原地区三叠纪存在早三叠世、中三叠世和晚三叠世三个时期的岩浆活动。尖山子岩体以二长花岗岩为主,具高硅低镁特征,属钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Ba、Th,相对亏损Ta、Nb、P、Hf、Zr等高强场元素;δEu=0.55~1.87,(La/Yb)N=6.23~47.9,轻重稀土分馏明显,富集轻稀土,亏损重稀土。宝兴岩体以花岗闪长岩为主,Si O2含量变化较大(52.36%~74.06%),Al2O3含量(14.5%~17.34%),Mg O含量(0.61%~3.66%),属钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Ba、Th,相对亏损Ta、Nb、P、Ti等高强场元素;无明显的Eu异常,(La/Yb)N=6.81~25.6,轻重稀土分馏较明显,富集轻稀土,亏损重稀土。树德屯岩体以闪长岩为主,岩石具有低硅高镁特征,K2O/Na2O比值为0.33~0.76,显示富K贫Na特征,属钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Ba、Th,相对亏损Ta、Nb、P、Ti、Hf、Zr等高强场元素;无明显的Eu异常,(La/Yb)N=3.87~10.2,轻重稀土分馏不明显。上述岩石地球化学特征表明,尖山子岩体和宝兴岩体的原始岩浆起源于下地壳基性物质的部分熔融,树德屯岩体的原始岩浆起源于亏损的地幔楔。研究区三叠纪岩浆岩形成于造山阶段挤压环境下。华北北缘东段的挤压碰撞作用一直持续到晚三叠世(224Ma),而造山阶段向造山后阶段的构造转换(挤压地壳加厚向伸展垮塌的环境转换)发生于晚三叠世-早侏罗世(224~180Ma)期间。华北北缘东段中生代岩石圈减薄或破坏始于晚三叠世-早侏罗世(224~180Ma)期间。     

朝鲜半岛及华北上元古界-古生界沉积序列与碎屑锆石年代学记录及其构造属性分析

通过地层结构、沉积序列与碎屑锆石年代学记录等三方面的成因分析和区域对比,本文进一步探究了中-朝地块新元古代-古生代的构造属性及演化信息。研究指出,朝鲜半岛平南盆地、太白山盆地以及华北地块内部,其地层结构-沉积相序主要以寒武-奥陶系内陆架碳酸盐岩沉积、志留-泥盆系缺失、中上石炭统-二叠系海陆交互相含煤沉积为特征,并具有可对比的1.85Ga、2.5Ga以及1.15Ga、1.6Ga等碎屑锆石年龄峰值。而在临津江带、沃川带以及华北东南缘,则以泥盆-石炭系泥岩/片岩、中基性火山岩及火山碎屑岩、碳酸盐岩(透镜体)混杂发育为特征,总体显示外陆架沉积环境,且具有可对比的与地层时代接近的最小碎屑锆石年龄,这也是对沉积期较强构造-岩浆活动的反映。综合地层结构、相序、碎屑锆石年龄组成以及聚煤记录,提出朝鲜半岛与华北应属于统一的一级构造单元,即"中-朝板块";但朝鲜半岛西南部及华北东南缘毗邻板块边缘,因此其地层-沉积记录与板内存在差异,简单的一致性模式并不适用。     

赣东北蛇绿混杂岩岩石地球化学特征及构造意义

赣东北蛇绿混杂岩是中国为数不多的新元古代蛇绿岩,对该蛇绿混杂岩带中的方辉橄榄岩和玄武岩类岩石进行元素地球化学研究,以探讨新元古代赣东北地区的构造动力学背景.研究表明,方辉橄榄岩具有低TiO₂(0.02%~0.37%)、低K₂O(0~0.02%)、低Na₂O(0.02%~0.10%)和富MgO(40.81%~44.58%)特征,烧失量普遍较高(10.09%~13.47%),表明样品普遍遭受蚀变;稀土元素配分模式图和微量元素蛛网图显示,橄榄岩样品具有亏损地幔源区特征,同时兼有俯冲带流体交代的特征.玄武岩类SiO₂含量主要为52.63%~56.19%,平均为55.00%,属安山玄武岩范围.岩石具低MgO(3.66%~6.46%),中等TiO₂(1.14%~2.66%),高Al₂O₃(13.07%~15.27%)、Na₂O(3.42%~5.03%)的特征.安山玄武岩轻稀土富集((La/Yb)_N=1.84~2.61),无明显Eu异常,稀土配分曲线呈右倾型;微量元素蛛网图中显示大离子亲石元素Th、Ba、U、Pb富集、高场强元素Nb、Ti亏损,可能系俯冲板片脱水产生的流体交代地幔楔所形成,TNT(Ta、Nb和Ti)的负异常指示赣东北蛇绿混杂岩的形成过程中可能遭受了陆源物质的混染,反映了消减作用的影响.方辉橄榄岩和安山玄武岩的地球化学特征表明赣东北蛇绿混杂岩的形成可能经历了多期演化,早期可能系古华南洋发生洋内俯冲作用,俯冲过程中释放的流体交代了俯冲带上的地幔楔,使地幔橄榄岩富集轻稀土.随后的弧后盆地扩张阶段,形成具有岛弧性质和MORB特征的玄武岩类,但由于弧后盆地发育不成熟,玄武岩类在地球化学上显示有大陆物质的特征,表现出高Pb、低Ti和轻稀土强烈富集.      

三维构造建模技术

三维构造建模是三维地质建模的核心内容,主要揭示地质构造的几何形态和拓扑关系.三维地质建模在许多地质领域发挥着越来越重要的作用,对三维构造建模技术提出了更高的要求,使其能解决更加复杂的地质问题,能够更精细地刻画地质构造.从三维构造建模的应用需求入手,回顾了领域现状,系统阐述了三维构造建模的基本要素、地质规则及构造模型表达方法,以促进三维构造建模理论向完善化发展.同时分析了传统三维构造建模流程中的难点,指出了需要解决的关键技术,并对当前常用三维构造建模方法的优缺点进行剖析,对其今后的发展趋势和方向进行了预测.      

冲绳海槽火山岩岩石系列的厘定及构造环境意义

冲绳海槽是一个处于弧后扩张作用早期的年轻的弧后盆地,是研究弧后扩张作用早期盆地演化和壳幔过程的天然实验室.随着调查研究工作的逐步展开和深入,也发现了一些新的、重要的、亟待解决的科学问题,而火山岩岩石系列归属的厘定又是其他研究工作的基础.在系统收集和整理迄今已有冲绳海槽火山岩资料的基础上,结合近期分析测试数据, 对冲绳海槽火山岩的岩石系列归属进行了重新厘定,探讨了火山岩的构造环境指示意义和浮岩与玄武岩之间的成因联系.研究结果表明:冲绳海槽火山岩分布具有以基性玄武岩和酸性(流纹)英安岩为主的双峰式特征,中性火山岩稀少,基性的玄武岩属于亚碱性系列的橄榄拉斑玄武岩,酸性浮岩可归属为亚碱性岩系的流纹英安岩或流纹岩;在构造环境判别上,冲绳海槽玄武岩表现出大洋中脊和岛弧构造环境的特点,既有别于大洋中脊扩张中心,也有别于成熟型弧后盆地,呈现出弧后早期扩张阶段盆地独特的构造环境特征;广泛分布于冲绳海槽的酸性浮岩表现出一定的岛弧环境的特点;酸性浮岩与玄武岩具有同源性,酸性岩是基性的玄武质岩浆经不同程度结晶分异和同化混染作用的产物.