扬子地台东南缘下寒武统清虚洞组风暴沉积特征及其重要意义

在扬子地台东南缘,下寒武统龙王庙阶清虚洞组主要由浅水碳酸盐岩组成。在野外露头剖面实测和室内镜下薄片观察的基础上,大量风暴沉积被发现于不同剖面清虚洞组的不同层位中,同时大量风暴诱发形成的沉积构造被识别出来,包括侵蚀基底、粗粒滞留沉积、粒序层理、平行层理、丘状交错层理(少见并且值得怀疑)以及沙纹层理,组成了多种类型的风暴沉积序列。结合更靠扬子东南缘的深水剖面中重力流沉积的缺乏,可以推断早寒武世龙王庙期扬子地台的沉积模式为碳酸盐缓坡。结合风暴的形成机制以及清虚洞组风暴沉积的发育特征(尤其是粗粒滞留砾屑的定向排列和典型丘状交错层理的缺乏),可以推断研究区风暴沉积形成于强烈的冬季风暴作用,并且早寒武世龙王庙期华南的古地理位置应当位于中纬度地区,这一结论对一些著名的全球古地理重建方案提出了质疑。同时中纬度地区大规模发育蒸发岩和碳酸盐岩还佐证了寒武纪地球处于热室(Hothouse)时期。     

新疆西昆仑汗铁热克一带侏罗纪沉积相与沉积环境分析

新疆西昆仑汗铁热克一带地处塔里木盆地西南缘,构造上属塔里木盆地与西昆仑造山带的结合部位,侏罗纪地层包括积莎里塔什组、康苏组、扬叶组、塔尔尕组和库孜贡苏组。根据岩性、颜色、粒度分析及沉积相标志等方法,将汗铁热克一带侏罗纪沉积环境与沉积相划分为冲积扇、扇三角洲和湖泊相,其沉积特征为侏罗纪早期快速充填,中期稳定沉降,晚期短暂的沉积间断后充填,并系统分析了研究区在整个侏罗纪沉积环境演化规律。     

塔里木板块东北缘坡北杂岩体矿物成分和铂族元素特征:对硫化物熔离和构造环境的约束

坡北杂岩体位于塔里木板块东北缘北山裂谷带,主要由橄榄岩相、单辉辉石岩相、二辉岩相、辉长岩相、苏长岩相和辉长苏长岩相组成。坡一岩体中硫化物矿体赋存于超镁铁质岩中,而坡东岩体中硫化物矿体赋存于辉长苏长岩相中。坡一和坡东岩体不同岩相中单斜辉石的MgO和CaO含量、斜长石的An值和SiO_2含量连续变化且呈负相关,说明二者可能是同一原始岩浆分离结晶的产物。根据前人计算的原始岩浆成分,我们利用MELTS软件模拟了坡北杂岩体的分离结晶过程。结果表明矿物结晶顺序为:橄榄石→橄榄石+单斜辉石→橄榄石+单斜辉石+斜长石→单斜辉石+斜长石+斜方辉石,与岩相观察一致。坡北杂岩体原始岩浆经过20%分离结晶达到S饱和而发生早期硫化物熔离,形成坡一岩体中矿体。因此,在利用具有最高Fo值(90.9mol%)的橄榄石成分进行的模拟中,坡一岩体早期结晶的纯橄榄岩中橄榄石成分与分离结晶趋势线一致,而斜长橄榄岩中橄榄石成分低于趋势线,可能形成于早期硫化物熔离之后。随后岩浆中S再一次不饱和,但坡一岩体橄榄单辉辉石岩和辉长岩中橄榄石Fo和Ni含量在分离结晶趋势线之下,同时坡东岩体不含矿岩石中铂族元素总量主要在8.9×10~(-9)～29.0×10~(-9)之间,且相对于Ni和Cu明显亏损,说明在岩浆分离结晶晚期再次发生硫化物熔离,而且可能是地壳混染引起的,并形成了坡东岩体中的硫化物矿体。坡东岩体橄榄二辉岩和橄榄辉长苏长岩中橄榄石Fo值(74.5mol%～81.0mol%)较低,但变化范围较大,且Fo和Ni呈负相关关系,这可能是由于橄榄石和硫化物熔体在不平衡状态下发生成分交换造成的。坡北杂岩体超镁铁质岩石中单斜辉石Ti O2含量为0.21%～0.83%,阳离子中呈四次配位的Al(AlZ)为0.8mol%～7.8mol%,与裂谷环境堆晶岩中单斜辉石成分相似。因此,坡北杂岩体可能形成于和塔里木二叠纪地幔柱活动相关的裂谷环境。然而,超镁铁质岩石全岩Nd同位素指示其来源于亏损地幔,并不是地幔柱物质熔融的直接产物。纯橄榄岩和异剥橄榄岩La/Sm,Sm/Yb和La/Yb比值指示其源区为尖晶石二辉橄榄岩地幔。因此,坡北杂岩体源区应为浅部以尖晶石二辉橄榄岩为主的亏损岩石圈地幔,地幔柱在源区部分熔融过程中提供了大量的热。     

兴蒙造山带晚古生代伸展过程:来自二连浩特东北部石炭-二叠系沉积地层的证据

本文选取内蒙古二连浩特东北部本巴图地区,通过对石炭-二叠纪沉积典型地层的剖面测制、锆石U-Pb年代学及Hf同位素分析,查明其充填层序、沉积环境及物质来源,并进一步探讨了兴蒙造山带晚古生代伸展构造的演化过程。来自石炭-二叠纪地层的3个凝灰岩样品中最年轻峰值年龄分别为298Ma、302Ma、303Ma,表明其形成时代为303～298Ma,即晚石炭世-早二叠世,应归属格根敖包组。沉积环境研究揭示石炭-二叠纪沉积地层发育两个从前三角洲相到三角洲前缘相的旋回,其沉积速率估算结果与伸展构造背景下的裂谷盆地沉积速率相似。锆石Hf同位素特征分析表明,从约400Ma到约300Ma,其演化趋势具有新生地壳明显增多的特点,揭示从早中古生代年轻造山带形成到晚古生代伸展作用发生过程中的变化。结合区域地质研究,晚古生代北造山带的沉积演化和伸展作用过程可分为四个阶段:第一阶段为磨拉斯盆地形成,以盆地南缘泥鳅河组为代表;第二阶段为贺根山伸展带发育阶段,形成超基性-基性-酸性的岩浆组合;第三阶段为稳定的陆表海环境,以晚石炭世本巴图和阿木山组的碎屑岩-碳酸盐岩组合为代表;第四阶段是晚石炭世-早二叠世的第二次伸展,发育格根敖包组火山-沉积岩系组成的三角洲沉积,具有陆内裂谷盆地性质。     

南阿尔金泥盆纪中基性杂岩体的成因及其地质意义研究

出露于南阿尔金西段的塔什萨依辉长岩和闪长岩及其内花岗质细脉是古生代多期岩浆活动的产物,它们构成了南阿尔金俯冲碰撞杂岩带的一部分,是深入探讨该地区构造演化过程的良好材料。本文通过对这些地质体野外地质特征、岩石学、地球化学特征、锆石U-Pb年代学和锆石Hf同位素特征的系统研究,以期确定其形成时代、源区性质和岩石成因,为深入探讨南阿尔金俯冲碰撞杂岩带的演化过程提供进一步约束。本文研究表明:辉长岩和闪长岩具相对较高的SiO_2含量(50.4%~53.5%)和Mg#(57~80),低的K_2O/Na_2O比值(0.17~0.67),为钙碱性系列岩石;辉长岩的∑REE偏低(36.9×10~(-6)~83.1×10~(-6)),Eu正异常(δEu=1.17~1.85);闪长岩∑REE稍高(182×10~(-6)~190×10~(-6)),Eu负异常(δEu=0.85~0.86);二者相对富集LREE和LILE,亏损HFSE。其主量元素特征、微量元素(高Nb、Zr含量,低Zr/Y比值)、锆石Hf同位素和Sr-Nd同位素组成表明二者应为大陆板内伸展背景下软流圈交代的岩石圈地幔部分熔融的产物,并在其岩浆演化过程中经历了地壳混染和分离结晶作用。花岗质细脉具高的Si O2含量(72.4%～75.5%)和K_2O/Na_2O比值(2.33～2.56),属于钾玄岩系列岩石;与闪长岩相比,两者微量元素蛛网图相似,但花岗质细脉轻重稀土分馏程度较大,Eu负异常(δEu=0.55～0.61)和P、Ti的亏损更加显著。锆石U-Pb定年结果显示,辉长岩形成时代约为400～420Ma;闪长岩和其内花岗质细脉的形成时代基本一致,约为400Ma,并具有相似的锆石Hf同位素组成和Sr-Nd同位素组成,结合地球化学特征及野外产状,推测花岗质细脉为闪长岩分异的产物。结合南阿尔金区域地质背景综合分析,塔什萨依辉长岩和闪长岩起源于造山后伸展背景下软流圈交代的岩石圈地幔的部分熔融,并经历了地壳混染和分离结晶作用;而闪长岩进一步分异形成花岗质细脉,并在其形成过程中可能伴随少量壳源熔融物质的加入。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷梧桐沟组层序地层划分

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系梧桐沟组作为一套重要的储集岩,具有良好的油气成藏前景,但对其层序划分及地层沉积样式的认识一直存在争议。在构造背景分析的基础上,结合岩芯、测井及地震资料,对研究区梧桐沟组层序地层划分及地层沉积样式研究表明,梧桐沟组沉积时期构造强度较弱,地形较为平缓,地层在全区稳定分布;中晚二叠世盆地发生造山运动,吉木萨尔凹陷东南边缘区域经过构造抬升,上部地层遭受不同程度的剥蚀,形成了现今"底平顶削"的地层样式。以凹陷中部少数地层保存较全的井的地层叠加样式分析为基础,通过井-震结合识别不同类型界面,特别是最大湖泛面,建立了区域层序地层格架,即梧桐沟组为一个完整的长期基准面旋回(三级层序),并在其内部识别出5个中期旋回。梧桐沟组地层在不同的层序发育时期表现出不同的旋回叠加样式:下段沉积时期,即最大湖泛面以下,随着可容纳空间的增大,地层表现为明显的退积叠加样式;上段沉积时期,即最大湖泛面以上,随着可容纳空间的减小,地层表现为明显的进积叠加样式,符合沉积物体积分配原理。     

白银厂酸性火山岩地球化学特征及成因分析

甘肃白银厂矿田是我国著名的火山成因块状硫化物矿床产地,赋矿岩石主要为酸性火山岩(石英角斑岩和石英角斑凝灰岩)。文章通过对白银厂矿区酸性火山岩的岩相学和岩石地球化学特征研究,结果表明:1)岩石发生了低绿片岩相的变质作用,镜下可见明显的绢云母化、绿泥石化等蚀变作用,造成了岩石K、Ca、Na、Rb等活泼元素的迁移;2)岩石具有高硅、低钛、弱铝、贫镁,亏损高场强元素Nb、Ta,以及明显的Sr、P、Ti、Eu的负异常和Th、U、Pb正异常特征,表明本区酸性火山岩可能为下地壳基性岩重熔的产物,源区存在斜长石、磷灰石以及钛铁矿等矿物的残留,并且岩浆在演化过程中经历过围岩的混染与弱的分离结晶作用;3)结合北祁连的区域构造演化、岩浆活动以及本区火山岩的年代学资料,认为该酸性火山岩可能处于由岛弧向弧后盆地过渡的环境中。     

西秦岭中—晚三叠世构造属性:来自将其那梁侵入杂岩体的年代学及地球化学证据

西秦岭造山带印支早期的构造环境仍存在较多争论,选择西秦岭将其那梁杂岩体进行详细的年代学、岩石学及地球化学分析,以期对该科学问题进行深入探讨。将其那梁杂岩体由石英闪长岩和花岗斑岩组成,石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(240.0±1.5) Ma,形成时代为中三叠世,属于早印支期。将其那梁杂岩体具有富钾(K₂O=3.09%~3.54%)、富碱(K₂O+Na₂O=6.44%~7.20%)和过铝质(A/CNK=1.05~1.56)特征,Mg^#值(54~67)较高,属于过铝质高钾钙碱性岩类。将其那梁杂岩体石英闪长岩和花岗斑岩具有相似的微量元素及稀土元素组成,轻重稀土元素分馏明显(LREE/HREE=8.19~14.63),呈右倾特征,显示无或弱负Eu异常(δEu=0.87~1.03),具有亏损Nb、Ta、Zr等高场强元素和富集Ba、Rb、Sr等大离子亲石元素的地球化学特征。岩石地球化学特征指示,将其那梁杂岩体主要源于下地壳高钾变基性岩的部分熔融,且有幔源物质参与其中。结合区域地质背景,认为将其那梁杂岩体形成于火山弧构造环境,可能与中—晚三叠世阿尼玛卿—勉略洋向北俯冲有关,反映了中—晚三叠世西秦岭地区具有活动大陆边缘的属性。     

Geochemistry and Tectonic History of Seamount Remnants in the Xingshuwa Subduction Accretionary Complex of the Xar Moron Area,Eastern Margin of the Central Asian Orogenic Belt

This study focuses on the geology, geochemistry, zircon U-Pb geochronology and tectonic settings of the three types of seamount basalts from the Xingshuwa subduction accretionary complex in the Xar Moron area, eastern margin of the Central Asian Orogenic Belt(CAOB). The seamount remnants are composed of carbonate 'cap' sediments, large volumes of pillow and massive basalts, carbonate breccia slope facies and radiolarian cherts. Group 1 basalts are characterized by high contents of P2 O5 and TiO2 with alkaline affinity and LREE enrichment, indicating that they are derived from intraplate magma. Group 2 basalts display N-MORB LREE depletion patterns, indicating that they were formed at a mid-ocean ridge. Group 3 basalts have shown distinct Nb depletion and high Th/Yb ratios, indicating that they were generated in an island arc tectonic setting. The zircon U-Pb age of Group 1 basalt sample XWT18-131 is 576.4 ± 9.4 Ma, suggesting that the oceanic island seamount was the product of intraplate magmatism related to a mantle plume or 'hot spot' in the late Neoproterozoic. The zircon U-Pb age of Group 2 basalt sample XWT18-132 is 483 ± 22 Ma, indicating that the Paleo-Asian Ocean(PAO) was continuously expanding in the Early Ordovician. The zircon U-Pb age of Group 3 basalt sample XWT18-101 is 240.5 ± 8.2 Ma, suggesting that this area underwent the evolutionary path of ocean-continent transition, developing towards continentalization during the Middle Triassic. Thus, we believe that there was both mantle plume-related intraplate magmatism and intraoceanic subduction during the evolution of the PAO, the CAOB possibly being an evolutionary model of an intraoceanic subduction and mantle plume magmatism complex.     

Advances in genetic mechanism research on hummocky and hummocky-like cross-stratifications

Hummocky and hummocky-like cross-stratification(HCS and HCS-like)as the identification criteria for sedimentary environments have recently become confused because of the little knowledge on their genetic mechanism based on the following facts: HCS and HCS-like are often associated with storm deposits and turbidity current deposits,respectively; the views on HCS produced in shallow water environments and HCS-like produced in deep-water environments have been abandoned recently. According to the detail reviews on structural and morphologic characteristics and vertical sequence of HCS and HCS-like from literatures,here we found that: (1) the special features of HCS include the sharp or erosional basal contact,the internal truncation surface,close relationship with swaley cross-stratification,and the missing zone or amalgamation of HCS in vertical sequence;(2) the special features of HCS-like often include various thickness of individual lamina,hummocky layer interbedded with parallel bedding or small-scale cross-bedding under continuous deposition,and alternating sedimentary structures of upper and lower flow regime in vertical sequence. According to hydrodynamic theory and flume experiment achievements,these results show that the genetic mechanism of HCS and HCS-like could be divided into two parts,hydrodynamic mechanism and depositional mechanism. The hydrodynamic mechanism of HCS and HCS-like is same and could be interpreted by vertical vortex generated by baroclinic wave in nature. However,depositional mechanism of HCS and HCS-like is very different: HCS and HCS-like could be interpreted by erosion suspending sand mechanism and suspending sand settling mechanism,respectively,and the special features in HCS and HCS-like are due to the different sediment suspension concentration and depositional flow energy. The division for hydrodynamic and depositional mechanism of HCS and HCS-like is very significant in determining sedimentary environments from depositional flow evolution perspective.