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。     

贵州上二叠统龙潭组煤系地层地球化学特征及物源分析:来自黔普地1井的证据

为厘清贵州上二叠统龙潭组煤系地层的物源,以黔西南地区黔普地1井为研究对象,采集了上二叠统龙潭组的岩心进行稀土元素分析。结果表明,龙潭组的稀土总量较高(177.03×10^-6～592.58×10^-6),轻、重稀土分馏明显,稀土元素配分模式呈轻稀土富集、重稀土相对亏损的右倾型;(La/Sm)_N为2.63～4.72,(Gd/Yb)_N值为1.47～2.218,表明轻稀土分馏较重稀土严重;δEu无异常。研究表明,其形成的构造环境与大陆边缘与大陆弧相近,推测黔普地1井二叠系龙潭组物质来源以玄武岩为主。     

深时源-汇系统古地理重建方法评述

源-汇系统根据侵蚀、搬运及沉积作用的显著程度可划分为物源区、过渡区和沉积区,根据研究的时间尺度可划分为现代系统、第四纪系统和深时系统。洋陆边缘源-汇系统根据地貌单元的空间配置可划分为"陡—短—深"、"宽—深"及"宽—浅"3种空间分布类型,这3种类型在沉积体积分布及沉积记录保存潜力上存在差异。完整的源-汇系统古地理重建包括沉积区古地理重建和物源区古地理重建。深时尺度下沉积区古地理重建方法随着岩相古地理、构造古地理、生物古地理及层序地层学的发展已趋完善,而物源区古地理重建则更具挑战性,尤其是在物源区遭受侵蚀而不复存在的情况下更具难度。在源-汇分析方法体系中,物源区古流域水系形态、面积范围、地貌地势等古地理要素可通过构造要素分析、碎屑矿物分析、沉积体积回填、地貌学参数比例关系、古水力学参数比例关系和河流沉积通量模型等方法获得。总之,深时源-汇系统古地理重建能够通过盆地沉积记录揭示出物源区古地理演化特征,为沉积盆地充填过程提供沉积供给的信息,对能源矿产勘探和深时古环境研究具有重要意义。     

山东蒙阴县西峪矿区深部与外围金刚石指示矿物——利用金刚石指示矿物预测金伯利岩的含矿性

金伯利岩中的石榴子石、铬铁矿和铬透辉石是寻找金刚石矿的重要指示矿物,根据这些指示矿物的含量可大致推断金刚石原生矿的存在及含矿性。石榴子石中G10组指示金伯利岩中金刚石的存在,其含量越高,岩体中金刚石品位相对较富。由西峪G10组含量小于常马G10组含量,可推断西峪金刚石品位小于常马金刚石品位,事实证明推断正确;S1、S2、S6组铬铁矿是与金刚石共生的铬铁矿,西峪矿区62粒S6组和1粒S7组铬铁矿与深源捕虏体橄榄岩有关,几乎全部来自金伯利岩,具有重要指示意义;Cr_2O_3≥1.2%的铬透辉石含量越多,金刚石品位越高。通过统计分析,地表铬透辉石中Cr_2O_3≥1.2%含量略大于岩管深部,西峪矿区深部矿体平均品位略低于地表矿体平均品位,说明可通过铬透辉石定性地推断金伯利岩的含矿性。结合CSAMT和钻探等地质工作,在西峪岩管群深部-205m以下找到金刚石原生矿,在外围通过槽探工程发现红旗15-1岩脉,并在选矿样中选获18颗金刚石,充分证明了根据金刚石指示矿物找矿方法定性预测金伯利岩含矿性的有效性和可行性。