论中国国家公园地质考察与评价——以浙江丽水百山祖国家公园为例

鉴于保护地调查评价历史与目标,国家公园地质考察评价基准是地质学关于地球的“时间、空间、演化”知识的发现路径,既识别国家公园候选地的国家符合性地质事件,又识别国家公园自然性、独特性、优美性、多样性、整体性的地质机制,提供国家公园最重要的自然生态系统与自然景观保育管理的地质学支撑。浙江丽水百山祖国家公园符合性的地质事件是公园发现的4.0~4.2 Ga冥古宙陆核物质的锆石晶体、中生代岛弧陆盆火山酸性火山岩系列和从流纹岩山岭到花岗岩—变质岩谷底的“峰—岭—丘—谷（盆）”的亚热带滨海山地地貌结构,地貌结构发育演化是百山祖公园最重要的自然生态系统、区域性流域水源地、独特山水景观的形成基础。保护百祖山公园地貌结构和过程的完整性与真实性是确保其重要自然生态系统自然演化和生态服务产品持续供给的基础。     

太行山中段城南庄一带隐伏岩体及找矿前景分析

麻棚和赤瓦屋岩体都位于太行山中段热液金属矿成矿区内,在其周围已发现石湖石英脉大型金矿等60余处热液型矿床(点),其深部和外围可能存在找矿前景。本文通过探讨太行山中段城南庄一带遥感环形构造和重力负场特征与金属矿床和岩体的耦合关系,从城南庄卫星式-多层蘑菇群式遥感环形构造群、重力负场、中酸性岩脉侵入和温泉五种证据,推测城南庄深部存在比麻棚和赤瓦屋岩体大近六倍、面积约700 km~2的中酸性隐伏岩体—城南庄隐伏岩体。城南庄隐伏岩体边界基本与布格重力负异常边界吻合,呈长轴北东向宽缓带状展布,向南西方向倾伏,北侧埋深较浅、南侧埋深较深。城南庄隐伏岩体边部(特别是产状缓外倾,具有良好成矿空间的区域)和顶部与围岩的接触带位置、环形构造形成的晚期"小岩体"内部及附近位置和中酸性岩脉附近位置是寻找热液型矿床的有利部位。     

武夷地块中南平-宁化构造带南华纪弧火山岩属性及其对华夏板块多微地体拼合的启示

武夷地块中各地体的活动解析是认识华夏板块构造活动演化的窗口.南平宁化构造带作为划分南武夷地体和北武夷地体的重要边界活动带,其构造属性对我们认识武夷地块中南、北武夷地体的构造演化具有重要意义.前人对南平-宁化构造带中变质火山岩类的研究和认识存在争议,限制了我们对南平-宁化构造带的构造属性的理解.因此,本文利用野外路线地质调查、年代学测定、同位素地球化学测试等手段,对该套变质火山岩做了重点研究,结合前人的研究成果,我们得到以下认识:南平-宁化构造带中的变质火山岩类主要形成于756～720 Ma,主要形成于活动大陆边缘或岛弧环境,表明南平-宁化构造带可能代表了南武夷地体和北武夷地体之间的一条南华纪的近东西向的岛弧火山活动带,结合带中构造变形反映的南北向对冲的汇聚极性,我们认为南武夷地体和北武夷地体之间在南华纪可能还存在洋-陆碰撞乃至陆-陆拼合过程,这也反映了多微地块、多期拼合过程可能更符合华夏板块大地构造演化的主旋律.     

坦桑尼亚古元古代姆柏兹地体锆石U-Pb-Hf同位素特征及其指示的构造环境研究

通过研究坦桑尼亚乌本迪变质活动带内姆柏兹地体(初)糜棱岩的锆石U-Pb-Hf同位素特征,认为初糜棱岩物质来源于古老地壳的再循环.对比研究坦桑尼亚鲁呼呼盆地和鲁夸盆地卡鲁超群沉积特征,结合卡鲁超群底部砂岩的碎屑锆石年龄谱系特征,推测鲁夸盆地内卡鲁系的最大沉积时限为晚石炭纪-早二叠纪,其物质来源于乌本迪带或南部伊鲁米德带内的新元古代-寒武纪岩浆岩.通过计算碎屑锆石年龄与地层沉积时代差值的累频分布特征,确定了晚古生代时期的鲁夸沉积盆地构造属性为拉张背景的陆间裂谷.结合本次锆石U-Pb-Hf同位素特征研究和区域地质资料分析结果,认为姆柏兹地体经历了两次俯冲-造山-裂解(伸展)构造旋回,响应了哥伦比亚超大陆、罗迪尼亚超大陆的聚合、裂解.冈瓦纳大陆裂解期间形成的裂谷盆地接受沉积,形成了卡鲁超群沉积.     

漠河盆地西部二十二站组碎屑锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其物源意义

大兴安岭北部漠河盆地内广泛发育二十二站组,其形成时代及物质来源一直以来备受争议.本文在野外地质调查及岩相学的基础上,利用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb法测年,并结合岩石地球化学等方法,探讨了二十二站组形成时代、物源区大地构造环境及沉积物来源.测年结果显示132个测点年龄主要分布在4个群落,分别为508.3～492.3 Ma;486.9～435.5 Ma;278.3～254.2 Ma;209.5～178.1 Ma.本次获得二十二站组最小碎屑锆石年龄为178.1 Ma,并结合漠河盆地东西部碎屑锆石的年龄,综合认为二十二站组形成时代应为中晚侏罗世.地球化学分析结果显示,二十二站组砂岩的稀土元素与活动大陆边缘的稀土元素曲线吻合较好,且相对亏损高场强元素(Nb和Ta)和大离子亲石元素(Ba和Sr),相对富集高场强元素(La、Th、Zr、Hf),地球化学特征与活动大陆边缘相似.综合古流向、源区母岩分析、碎屑锆石测年分析、微量元素特征等诸多因素,本次研究认为本区二十二站组砂岩的母岩主要来源于盆地南缘广泛分布的前中生代沉积-变质基底(兴华渡口岩群、佳疙瘩组、额尔古纳河组等)及各期中酸性火成岩.     

基于深反射地震剖面的沂沭断裂带岩石圈精细结构

为揭示沂沭断裂带深部结构及发生—发展过程,查清断裂切割深度及对岩石圈地幔的破坏,探讨沂沭断裂带的构造组合样式、运动方式、地壳稳定性及其对资源环境的约束作用,研究团队于2019年在沂沭断裂带南段沂南—莒县附近布设了一条长约60 km的深反射地震剖面,系统采集了沂沭断裂带和两侧地块的地震数据,对沂沭断裂带深部岩石圈精细结构进行了解剖.结果显示,该区岩石圈结构在横向上表现为以沂沭断裂带为界的块状结构特征,地壳厚度约30.8～39.5 km;莫霍面总体呈西浅东深态势,并被西倾的沂水—汤头断裂(F2)和昌邑—大店断裂(F4)错断,垂直落差达10.5 km.与浅部"两堑夹一垒"的构造组合样式不同的是,沂沭断裂带在深部剖面上表现为由沂水—汤头断裂(F2)和昌邑—大店断裂(F4)向上延伸与分叉散开的多条断裂组成"双枝状"构造组合样式.断裂带内被断层切割的界面反射波多呈向上的拱弧形,其构造形迹具有伸展、挤压和走滑并存的特征,推断这些界面为层间滑脱构造,它们指示了沂沭断裂带"多层滑移"构造运动方式.该断裂带不仅切穿了近地表、壳内地质界面,F2、F4断裂还向下切割莫霍面,深入岩石圈地幔,是深达地幔的深大断裂构造带,为地幔热物质的上涌提供了通道,对中生代的岩浆活动和内生成矿具有控制作用.地震剖面西端的铜井金矿成矿与沿F2断裂上侵的铜井杂岩体关系密切;剖面东端的火山机构保存完整,没有明显构造破坏痕迹,据此认为沂沭断裂带左行走滑主要发生在早白垩世青山期以前,其后水平滑移量应不大.从区域地质分布及地震反演结果看,昌邑—大店断裂(F4)明显将山东省分割为鲁西和鲁东两个地质构造单元,因此将其作为区域地质构造分界线是合理的.本项研究结果进一步加深了沂沭断裂带深、浅部结构的认识,为分析研究沂沭断裂带的深部过程和浅部构造响应及对资源环境的影响提供了资料约束.     

黔北地区奥陶纪—志留纪之交黑色页岩地球化学特征及意义——以贵州道真道页1井为例

奥陶纪—志留纪之交是华南被动大陆边缘盆地向前陆盆地演化的重要转折时期,形成广泛分布的五峰组—龙马溪组黑色页岩。为进一步探讨该套黑色页岩的形成背景,以黔北地区道页1井为例,开展沉积序列和地球化学研究。研究结果表明:五峰组及龙马溪组底部主要为硅质碳质页岩,夹多层斑脱岩,U/Th为0.2～2.90,V/Cr为1.18～14.34,Ni/Co为2.31～11.59,TOC为0.68%～5.91%,平均3.76%,稀土配分曲线为平坦型,δEu以弱正异常为主、个别为弱负异常;龙马溪上部及新滩组主要由泥岩及钙质泥岩组成,U/Th为0.16～0.23,V/Cr为0.88～1.79,Ni/Co为1.77～3.91,TOC为0.1%～0.84%,δEu以明显负异常为主,表现出低斜率右倾型稀土配分曲线。以上特征表明五峰组及龙马溪组底部形成于间歇性缺氧的还原环境,龙马溪组上部及新滩组为富氧环境。结合斑脱岩的分布特征综合分析认为,五峰组及龙马溪组底部页岩是汇聚背景下前陆盆地早期沉积的产物,强烈火山作用给大陆边缘海带来营养元素,刺激初级生产力的增加,造成水体迅速缺氧,可能是造成同期海底缺氧的主要诱因。     

新疆塔什库尔干县含稀有金属伟晶岩-碳酸岩的时代——对帕米尔构造结稀有金属成矿作用的启示

帕米尔构造结位于青藏高原北缘,记录了自新元古代晚期以来到新生代完整的特提斯构造演化过程。在长期的构造—岩浆演化过程中,发育了不同时代、不同类型的成矿事件。野外调查表明,在帕米尔北东段,发育了含绿柱石的伟晶岩及含氟碳铈矿的碳酸岩(碳酸岩—伟晶岩组合)。通过独居石及锆石U-Pb定年,识别出该区两期伟晶岩带(包括碳酸岩),分别是新生代和中生代(19～18 Ma和200 Ma),其中早期含绿柱石伟晶岩形成于古特提斯洋关闭后的伸展阶段,而新生代含氟碳铈矿碳酸岩—伟晶岩组合,与新生代陆内走滑伸展事件相关,表明帕米尔构造结伸展走滑启动的时间可能在19 Ma。结合区域地球化学异常特征,表明在帕米尔地区有望在稀有、轻稀土找矿上获得突破。     

西昆仑山古近纪隆升变形：时间、证据和争论

西昆仑山新生代隆升变形过程对于中亚的地貌与水系演化、资源和能源矿产分布、气候及环境变迁等都具有重要的影响,然而至今尚没有形成统一的认识。西昆仑山新生代初始隆升与变形的时间存在三种不同观点,分别为古新世、中—晚始新世、渐新世末期—中新世早期。本文通过对塔西南地区地层学、沉积学、物源分析和热年代学的研究综述,详细讨论了西昆仑山古新世、中—晚始新世隆升变形的时间、证据、解释和争议。在此基础上,确定了西昆仑山在古新世发生了隆升变形,中—晚始新世是新生代变形中的一个加速节点。这两期隆升变形分别对应于印度—亚洲大陆初始碰撞、新特提斯洋俯冲板片断离的远程响应,反映了印度板块向北的碰撞拼贴与持续挤压的过程。     

四川盆地二叠纪栖霞—茅口期古地理格局转换及勘探启示

层序岩相古地理的重建工作对认识盆地的构造—沉积演化、沉积建造时空分布和油气勘探具有重要意义。特殊的构造位置和演化历史造就了四川盆地二叠纪的构造—沉积分异的复杂性。前人对四川盆地二叠纪的原始地理格局认识差异较大,一定程度上制约了栖霞—茅口组有利勘探相带的预测。在综合油气勘探地震、钻井及盆地周缘的露头剖面资料上,通过沉积旋回和层序界面的识别,将栖霞组划分为SQ1和SQ2两个三级层序,茅口组划分为SQ3—SQ5三个三级层序;基于沉积相标志和地层层序的宏观分布特征,重建了四川盆地栖霞—茅口期各层序的岩相古地理。结果表明:岩相古地理相带宏观展布揭示了盆地构造形迹由栖霞期的北东向转变为茅口期的北西向;构造—沉积格局由栖霞期准稳定背景的“隆—坳”分异向茅口期非稳定背景的“台—槽”分异转换;准稳定期的栖霞组有利勘探相带以相对平坦地貌的水下微幅隆起控制为主,呈现出“一带一环”的白云岩浅滩分布,非稳定期的茅口组则在区域张裂构造背景及同沉积正断裂活动的影响下,有利勘探相带受“一槽一半岛”的控制;栖霞—茅口期的台地边缘性质是先成浅水地貌成因的边缘,有利勘探区主要分布在边缘内侧的岸后云质浅滩相带,不同于礁滩沉积铸造的有利勘探相带为滨岸高能礁滩体的镶边台地边缘。