北祁连山西段柳沟峡花岗质片麻岩锆石Ｕ-Ｐｂ法测年研究

柳沟峡花岗质片麻岩是在鱼儿红幅1∶5万区调过程中从北大河岩群变质杂体中解体出的古花岗质侵入体。通过对其进行单矿物锆石U-Pb法年龄测定,获得了(1463±74)Ma和(623±138)Ma两组年龄值。结合区调成果认为(1463±74)Ma代表古花岗质侵入体上侵就位时代,(623±138)Ma代表后期叠加的变形变质热事件时代。两组年龄的获得为北祁连山早期大陆裂解及碰撞造山作用的确定提供了直接证据。     

松辽盆地深层侏罗系-下白垩统生物组合和沉积环境

本文描述了松辽盆地探井揭露的深层地层序列及其所产的5个牛物门类化石组合特征.9个孢粉组合是Monosulcites-Cyathidites组合、Pinaceae-Cyathidites-Osmundaeidites组合、Classopollis-Piceites组合、Lophotriletes-Cicatricosisporites组合、Paleoconiferus-Lygodiumsporites组合、Cyathidites-Leiotriletes-Clavatipollenites组合、Cicatricosisporites-Leiotriletes-Polyporopollenites组合、Leiotriletes-Schizaeoisporites-Classopollis组合和Trilobosporites-Cyathidites-Tricolpollenites组合.3个藻类组合是Vesperopsis-Australisphaera组合、Balmula granorugosa组合和Vesperopsis zhaodongensis组合.2个介形类组合是Cypridea unicostata-Limnocypridesadscondida组合和Mongolocypris limpida-Paracandona planiuscula组合.4个植物组合是Elatocladus submanchurica-Ginkgoites orientalis组合、Acanthopteris gothani-Pterophyllum组合、Sphenopteris johnstrupii-Coniopteris nympharum组合和Platanus septentrionalis-Protophyllum undulaturn组合.3个大孢子组合是Minerisporites sp.组合、Ricinospora leavigata-Galamospora sp.组合和Arcellites组合.还介绍了叶肢介、轮藻、双壳类和鱼类化石的产出情况.结合同位素资料认为：大庆群时代为中侏罗世,火石岭组可能为贝里阿斯期,沙河子组为凡兰吟期-欧特里夫期,营城组为欧特里夫期-巴列姆期,登娄库组为巴列姆期-阿普第期早期,泉头组一-二段为阿普第-阿尔卑期,并对各组沉积环境进行了初步分析.     

贵州桐梓松坎剖面中、下三叠统岩石学特征及沉积环境分析

贵州桐梓松坎剖面中、下三叠统发育齐全,化石丰富,出露良好,是研究上扬子地区海相地层的理想剖面之一。根据地层划分与对比,将其分为下三叠统夜郎组、茅草铺组和中三叠统关岭组。该剖面以碳酸盐岩和碎屑岩为主,其中碳酸盐岩占67％,在夜郞组、茅草铺组和关岭组均有分布;碎屑岩占24％,主要分布于夜郎组。研究表明,松坎剖面中、下三叠统是一套多旋回沉积,其中夜郎组包括2个海进海退旋回,属于潮坪、开阔台地和浅滩沉积环境;茅草铺组包括3个海进海退旋回,属于开阔台地和局限台地沉积环境;关岭组总体上为海退沉积,属于局限台地和潮坪沉积环境。在沉积环境分析的基础上,建立了松坎剖面中、下三叠统的沉积模式,即潮坪-局限台地-浅滩-开阔台地沉积模式。     

祁连山造山作用与岩石圈地幔的特型结构构造

本文探讨了祁连山地壳增厚与造山机制。提出新生代以来,由于印度地块向北推进,其延迟的远程效应使祁连地块内4条断裂再次活动,特别是23 Ma以来,分阶段的活动使上地壳缩短了30%,40 km厚的祁连地壳增加到57km厚;并通过柴达木地块下地壳物质的挤入,使祁连地块地壳厚度增加到现今的60~74 km;地壳质量基本平衡表明其下部地壳物质横向迁移较小,即走滑断裂带走的地壳物质较少。依据INDEPTH-V新的宽频地震调查成果,提出祁连地块下岩石圈地幔的复杂结构,南部来的昆仑岩石圈地幔(双层结构)与北部向南俯冲的阿拉善地块下的亚洲岩石圈地幔在祁连地块深部相碰撞,而柴达木—祁连岩石圈地幔则被保存在昆仑岩石圈与亚洲岩石圈地幔碰撞带之上,共形成一倒三角汇聚区;在柴北缘与中祁连北缘岩石圈地幔各出现一条北倾和南倾的正转换震相,可能是老俯冲带残存岩片的显示;在祁连地块岩石圈地幔的两端地壳底部还出现有"双"莫霍"现象",地表见有多条榴辉岩带。以上结果构成了高原最具特色的构造区。     

青海玉龙滩地区托赖岩群中—早二叠世基性岩墙的发现及地质意义

在玉龙滩地区古元古代托赖岩群变质岩中发现了一套基性岩脉侵入体,岩石类型主要为辉长岩、辉绿岩,侵入于托赖岩群片麻岩、片岩,岩脉长轴走向大多以北西向为主,个别近南北向或北东向,露头规模一般长10~35m,宽5~10m。通过同位素测年分析辉绿岩脉地质时代为早二叠世,结合对地质特征、岩石学特征、岩石化学、地球化学特征的研究,认为其属于拉斑玄武系列,形成于伸展性构造环境。结合本区区域地质分析,该岩脉可能为祁连山造山带加里东期造山运动结束之后,由于陆壳加厚而发生伸展崩塌,造成幔源基性岩浆底侵,形成了该类相当于基性岩墙的产物。反映北祁连地区在早二叠世有一期陆壳加厚伸展背景下的基性岩浆底侵事件。     

塔中地区中上奥陶统台地镶边体系分析

塔里木盆地塔中地区中上奥陶统碳酸盐岩台地边缘以发育良好的多种粒屑滩和生物礁组成的镶边沉积体系为特征。通过精细的单井相分析,识别出砂屑滩、砾屑滩、生屑滩以及鲕粒滩等,并且区分出3种不同类型的生物礁：①隐藻灰泥丘;②主要由枝状苔藓虫、海绵或（和）珊瑚建造的障积礁;③由石质海绵、托盘类、层孔虫、珊瑚、管孔藻等建造的骨架礁。在面向深水盆地的台缘外带,以发育中～高能粒屑滩和骨架礁组合为特征。在背靠开阔海台地的台缘内带,主要表现为中低能粒屑滩、隐藻灰泥丘以及障积礁的组合。这个台缘镶边沉积体系总体上沿塔中1号断层西侧呈北西-南东向长带状展布,长度100多公里,是本区重要的油气聚集带之一。储层质量台缘外带总体上优于台缘内带,其中骨架礁礁核和粒屑滩灰岩最好,礁间海和滩间海沉积物较差。     

西拉木伦构造带克德河砂砾岩的时代及构造意义

西拉木伦构造带北部双井地区发育一套巨厚的、成熟度低的快速堆积的粗碎屑沉积建造,为同造山磨拉石沉积,前人称其为克德河砂砾岩带并将其时代分别划为中二叠世(哲斯组)、晚二叠世(林西组)。本次工作对该套地层进行了大比例尺剖面测量,对取自剖面第下、中、上(1、25、86层)三个部分的砂岩样品进行LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,结果显示：3个样品具有相似的主要年龄区间,依次为405-485Ma、401-463Ma、363-520Ma,其峰值年龄分别为427Ma、445Ma、440Ma,锆石数量分别占总量的48％、52.5％和38.75％;其次为大于1000Ma的年龄,锆石数量分别占30.7%、22.5%、45%,且均具有1800Ma和2500Ma左右的峰值年龄,明显具有华北板块基底年龄信息;自下而上3个测年样品最年轻峰值年龄分别为312Ma、376Ma,282Ma,最年轻的锆石年龄分别为304Ma、244Ma和245Ma。在第85层杂色复成分砾岩的灰岩砾石中发现晚石炭－早二叠世阿木山组的蜓和珊瑚化石,在41及43层发现中生代孢粉化石。综合碎屑锆石测年及生物化石研究结果,克德河砂砾岩带的时代应为中三叠世。推测西拉木伦构造带经历了一个较长的演化过程,中二叠世开始华北板块和西伯利亚板块进入碰撞造山阶段, 同造山磨拉石建造(克德河砂砾岩带)标志着中亚造山带演化的终止,华北板块和西伯利亚板块的碰撞拼合造山一直延续到中三叠世才结束。     

一种冻土区天然气水合物地球化学勘查新技术——惰性气体氦氖分析

开发不受沼泽微生物影响的地球化学勘查技术是提高中纬度冻土区天然气水合物探井预测成功率的重要课题之一。本文选择在祁连山聚乎更天然气水合物已知区进行惰性气体勘查技术实验,研究了氦氖的测试方法,实验区为高寒沼泽景观,面积150km~2,采样密度2点/km~2,采样深度60cm,采集土壤顶空气样品300件和DK-3井岩芯样品400件,应用色谱反吹技术对顶空气样品进行了惰性气体氦氖的分析。结合地质和地球化学勘查成果进行了综合解释,认为惰性气体异常与天然气水合物矿藏关系密切,与烃类异常浓度范围一致,为顶部异常模式。实验区天然气水合物矿藏11个水合物发现井有10个位于He、Ne异常内,1个井位于异常外。分析了天然气水合物岩芯顶空气轻烃和氦氖指标的垂向分布特征,提出了天然气水合物矿藏上方土壤惰性气体的地气迁移机理。研究区近地表氦氖异常源于深部水合物矿藏和断裂构造,不受沼泽微生物的影响,是冻土区天然气水合物勘查的一种有效技术。     

祁连山哈拉湖地区奥陶纪岛弧火山岩及其构造意义

通过1∶5万区域地质调查,对祁连山哈拉湖地区火山岩进行了野外地质、岩石学、锆石U-Pb同位素年龄、地球化学等研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示,该火山岩年龄为466.3±2.4Ma(n=9,MSWD=1.4),形成于中奥陶世。岩石地球化学研究表明,哈拉湖地区火山岩为低钾拉斑玄武系列,绝大多数样品的亲石元素Rb、Th、U、Ce、Zr、Nd和稀土元素La、Sm富集明显;高场强元素(Sr、P、Ti)强烈亏损,Zr、Hf微弱富集,Ba明显亏损。总的特征显示,少数火山岩具有过渡型洋脊玄武岩的特征,大多数火山岩样品显示岛弧火山岩的特征。此外,哈拉湖地区的岛弧火山岩与晚奥陶世的岛弧花岗岩伴生在一起。这些特征表明,与俯冲有关的奥陶纪岛弧岩石可能与拉脊山地区古大洋的闭合有关。     

古/中元古代界线:1.8Ga

年代地层表是我们描述地球历史演化的时间框架,也隐含着我们对地球演化过程的基本认识,承载着一系列核心科学问题。现有的国际前寒武纪地质年表存在不少问题,还没有被普遍接受的新方案。在现行国际地层年表(IUGS 1989—2004)中,20～18亿年被称为造山纪,18～16亿年被称为固结纪,16～14亿年被称为盖层纪,也即:造山运动结束到盖层发育之间的过渡时期为固结纪,而将盖层的广泛发育作为中元古代的开始。在我国,由于"吕梁运动"是华北克拉通结晶基底最终形成的标志性构造-热事件,此后发育以长城系-蓟县系-青白口系为代表的地台型沉积盖层,因此我国地质界一直以长城系的底界代表中元古代的开始,并根据"吕梁运动"结束时间,将古/中元古代的时间界线置于18亿年。2012年国际地层委员会提出了一份全新的全球前寒武纪地质年代表划分建议方案,其中2060～1780Ma阶段被称为古元古代哥伦比亚纪,主要以Columbia超大陆的聚合为特征;而之后17. 8～8. 5亿年的近10亿年间,则被定义为罗迪尼亚纪,代表了从Columbia超大陆裂解到Rodinia超大陆聚合的漫长阶段。即这一新建议方案的古/中元古代界线为17. 8亿年,与我国学者长期以来所坚持的古/中元古代分界是基本一致的。在华北克拉通,"吕梁运动"的结束时间在～18亿年,此后整体处于多期裂解的陆内伸展环境,长城系-蓟县系基本上属于连续的陆表海沉积。近年来的研究表明,燕山地区长城系的底界年龄约为17亿年,长城系与蓟县系的分界则为16亿年。如果一味按照现行国际地层划分方案,其古/中元古代的界线(16亿年)将对应于长城系-蓟县系的分界,华北克拉通这套盖层型沉积将被人为分割为两部分,这显然是很不合理的。值得注意的是,在华北克拉通中部吕梁地区发育的小两岭组火山岩和在其南部地区发育的、也是世界范围内同时期最大规模的火山活动——熊耳群火山-沉积岩系,是华北克拉通结晶基底之上最早发育的盖层沉积,其起始形成时间约为18亿年。这与新建议的古/中元古代分界非常接近。从全球地质演化来看,从18到16亿年,造山作用结束,Columbia超大陆开始裂解,岩浆作用方式和岩浆岩组合类型及其地球化学特征发生明显改变,如斜长岩、环斑花岗岩在世界主要克拉通均有发育。与此同时,稳定沉积盖层开始广泛发育,条带状铁建造(BIF)消失,代之以鲕状或粒状矿物集合体组成的浅海富铁沉积,另外海相硫化物沉积、有核原生生物等也首次出现。所有这些都标志着,在此前后,地球岩石圈、水圈和大气圈均发生了重大转折,生物圈也进入新的演化阶段,标志着地球进入"中年期"演化阶段。虽然地球演化发生重要转折的根本原因和细节还有待进一步深入探讨,但这一转变的起点或最重要的时间点,无疑就在18亿年前后,因此,本文认为,应将其作为全球古/中元古代的时间界线。