西南非海岸盆地中生界构造-沉积特征与成藏条件

西南非海岸盆地位于南大西洋的非洲海岸地区,由上侏罗—下白垩统裂谷盆地和上白垩—全新统被动陆缘盆地叠合形成,是一个热点油气勘探区。在调研国外油气地质研究的基础上,根据地震、测井资料,详细描述了西南非海岸盆地在中生代的构造形态与沉积充填特征,明确了其纵向演化与横向迁移规律,并依据已知油气田的钻井与测试资料,综合分析了盆地油气富集的基本地质条件。研究表明,西南非海岸盆地始形成于侏罗纪晚期,早期以剧烈的断裂与火山活动为特点,裂谷盆地内部填充大量砂岩和页岩;在经历白垩纪巴雷姆期与阿普特期的过渡阶段后,于阿尔布期进入被动陆缘阶段,在过渡与被动陆缘阶段,盆地内部以细粒海相沉积为主,可见少量碳酸盐岩与盐岩。盆地阿普特阶主力烃源岩与其上覆的上白垩统碎屑岩储层共同组成了油气成藏组合。     

中亚陆间区南带上古生界构造和油气远景（代序）

安加拉-阿尔丹和华北-塔里木两大克拉通之间地壳相对活动性的地区,地质界多称为中亚陆间区,其南带大部分在中国境内。近年来,中国开始把其上古生界作为油气新区、新领域。多数人认为,其在晚古生代已形成过渡型地壳区,其中有许多地块已逐步拼合,在其上发育裂谷型沉积地质体,未受到区域变质,若干实体变形微弱并被上覆层掩盖而得到保存。源于上古生界的油气既可赋存在其内,也可运聚于中生界或基岩内,在其西段已发现了大中型油气田群。但其整体地质研究程度偏低,仍有许多重大区域地质、油气地质问题存在歧见。针对其近年来的进展、存在的问题和油气远景评价作了概括性的评论。     

西非宽扎盆地烃源岩分布及油气成藏

宽扎盆地为南大西洋被动大陆边缘盆地,构造演化可划分为裂谷期、过渡期和后裂谷期3个阶段,过渡期发育阿普特阶盐岩。宽扎盆地主要发育3套烃源岩:盐下下白垩统阿普特阶湖相烃源岩、盐间早白垩世阿普特期海相烃源岩和盐上古近纪始新世海相烃源岩。宽扎盆地油气田均围绕烃源灶分布,烃源岩是该盆地油气藏形成与分布的主控因素。宽扎盆地发育4套含油气系统(盐下下白垩统、盐间下白垩统、盐上上白垩统和盐上古近系)以及2种成藏模式(古生新储和自生自储)。宽扎盆地深水21区块Cameia-1井、Cameia-2井以及21区块Azul-1井盐下地层获得重大油气勘探突破,表明该盆地深水区存在盐下下白垩统含油气系统并发育优质湖相烃源岩,提高了宽扎盆地深水区油气勘探潜力。     

中国大陆东南缘地震接收函数与地壳和上地幔结构

从2008—2011年,分别在中国大陆东南缘沿海和内陆两条NE向剖面上进行了宽频地震观测,利用记录到的远震波形资料提取得到1446个远震P波接收函数,用H-κ叠加扫描和CCP偏移叠加方法研究了中国大陆东南缘地壳及上地幔过渡带的结构及其变化特征.结合固定台网25个台站的H-κ结果,获得中国大陆东南缘(福建地区)地壳厚度从内陆到沿海逐渐减薄的图像:地壳从闽西北山区的33 km减薄到厦门沿海一带的29 km以下,平均地壳厚度为31.3 km,具有陆地向洋壳过渡的特征;地壳泊松比从内陆到沿海显示出分带特征,闽中西部内陆地区小于0.26,沿海地带高于0.26,且在断裂带的交汇区域表现为相对异常高值.地壳上地幔顶部(0~200 km)的CCP偏移叠加成像结果显示闽江断裂等NW向断裂深切Moho界面,在断裂两侧Moho面急剧抬升或下沉,产状改变,这些特征向内陆地区逐渐变得不明显.闽江等NW向断裂对研究区地壳厚度、地震等有明显控制作用.上地幔尺度(300~700 km)的CCP偏移叠加成像,未见410 km和660 km速度间断面突变和起伏异常,其绝对深度略大于IASP91模型的,上地幔转换带厚度正常(250±5 km),表明中国大陆东南缘上地幔转换带未受欧亚与菲律宾板块碰撞的明显影响,推断中国大陆东南缘及台湾海峡下方不存在俯冲板块,或俯冲前缘未扰动到410 km的深度.     

喜马拉雅造山带南北向裂谷的冷缩成因模型

长期以来,学者们普遍认为垂直于喜马拉雅造山带的南北向裂谷是东西向伸展的构造形迹。现代GPS观测数据却显示,喜马拉雅造山带东西位移(分)量很小,甚至为零。综合前人资料,喜马拉雅造山过程可划分为热造山(25~13Ma)及造山后(< 13Ma)冷却两个时期,热造山期具有受热膨胀,物质向外运移的特点,高喜马拉雅热隆挤出并触发各主要断裂(MCT、STD、GCT)活动,印度板块向北汇聚速率下降。造山后则表现为冷却收缩,前期构造-热活动停止或减弱,印度板块向北汇聚加速。研究认为,南北向裂谷与高喜马拉雅等冷却过程的东西向收缩。且被局限于东、西两个构造结之间有关。并据此建立了裂谷的冷缩成因模型,模型估值与地质事实很吻合。     

内蒙古北山地区芨芨台子-小黄山蛇绿岩构造属性及与成矿关系:来自阿民乌素地幔橄榄岩印证

阿民乌素地幔橄榄岩属芨芨台子-小黄山蛇绿岩带一部分,该构造带南北两侧地质体无明显差异,不具分界断裂的构造特征。本文对阿民乌素地幔橄榄岩与月牙山地幔橄榄岩进行岩石化学、地球化学对比分析,为芨芨台子-小黄山蛇绿岩构造属性提供新依据,并对阿民乌素蛇绿岩成矿潜力进行分析研究。笔者所在团队在地幔橄榄岩上部的辉长岩中获得LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄值为462.5±3.2 Ma,属中奥陶世。其上发育奥陶纪-志留纪公婆泉组岛弧拉斑玄武岩。该期地幔橄榄岩轻重稀土之比LR/HR＝1.63~3.68, (La/Sm)N＝1.70~6.92,(Gd/Yb)N＝0.36~0.52,表明岩石轻稀土略富集,稀土配分曲线呈不规则“U”型,估算其为原始地幔橄榄岩经过10%~20%部分熔融的残留物。原始地幔标准化蛛网图富集高场强元素U、Zr、Hf、Yb和大离子亲石元素Rb、Sr,亏损高场强元素Nb、Ti和大离子亲石元素Ba。与月牙山地幔橄榄岩标准化蛛网图对比,最大区别在于阿民乌素地幔橄榄岩明显亏损高场强元素Ti。初步研究认为阿民乌素地幔橄榄岩属SSZ型、高压型蛇绿岩,是岛弧裂谷的产物。该橄榄岩具有形成大型铬铁矿的成矿构造背景,是寻找蛇绿岩型铬铁矿的有利部位。     

青藏高原南部及邻区深部碳释放规模与成因

不同构造背景下的深部碳释放通量与机制研究对于深刻理解长时间尺度的气候变化具有重要意义,以往的相关研究多集中在洋中脊、大洋俯冲带和大陆裂谷等地质单元,缺少对大陆碰撞带深部碳释放规模与机理的关注,从而制约了对大陆碰撞带深部碳循环过程及其气候环境效应的进一步认识。青藏高原起源于印度和欧亚大陆的碰撞,是研究大陆碰撞带深部碳循环的理想地区。为此,在近年来青藏高原温室气体释放野外观测与研究的基础上,本文估算了高原南部及邻区火山-地热区的CO₂释放规模并探讨了其释放模式。气体He-C同位素地球化学与温泉水热活动特征等显示,青藏高原南部及邻区的深部碳释放主要受深部岩浆房、断裂和浅部水热系统等因素的控制。依据深部流体源区和上升运移控制因素的差异,可以将青藏高原南部及邻区的深部碳释放划分为三大类：(1)以壳内水热系统脱碳为主的藏南地区;(2)深大断裂控制的以水热系统脱碳为主的川西地区;(3)深部岩浆房和浅部水热系统共同控制的滇西南地区。青藏高原南部土壤微渗漏CO₂释放通量介于18.7~52.3Mt/yr之间,温泉溶解无机碳释放通量约为0.13Mt/yr;高原邻区的川西、滇东南断裂带温泉CO₂释放规模为0.1Mt/yr;腾冲火山区CO₂释放通量介于4.5~7.1Mt/yr之间。本研究认为,青藏高原南部及邻区每年向大气圈释放CO₂的规模为23.4~59.6Mt,这一规模与全球其他构造背景(如洋中脊、大洋俯冲带、大陆裂谷等)火山区深部碳释放规模相当,表明以青藏高原为代表的大陆碰撞带是地质源CO₂释放的重要场所。

     

华北地幔捕虏体Fe-Mg-Ca同位素研究进展

近年来,得益于同位素分析技术和质谱仪器性能的提高,使得铁（Fe）、镁（Mg）和钙（Ca）等非传统稳定同位素的高精度测量成为可能,并很快在地球化学、天体化学和生物地球化学等研究领域取得了丰硕的成果。本文通过对比分析来自华北克拉通不同地区不同类型地幔捕虏体的Fe、Mg和Ca位素组成特征,揭示华北克拉通岩石圈地幔Fe、Mg和Ca同位素组成不均一性的成因,并在此基础上,探讨华北大陆岩石圈地幔演化过程如部分熔融、橄榄岩-熔体反应过程、熔体的性质和来源等科学问题,为华北克拉通岩石圈的演化过程提供新证据。

     

南海后扩张期大陆边缘闭合过程及成因机制

南海是西太平洋海域最大的边缘海,然而南海扩张终结后动力学过程研究仍较为薄弱.通过构造变革界面识别、褶皱冲断带沉积记录等方面的系统研究,揭示南海南部和东部陆缘在南海后扩张期的演化历程.研究表明南海南部和东部边缘经历了多个微板块从俯冲到碰撞的演变历程,形成了陆-陆碰撞、弧-陆碰撞、洋-弧俯冲等多个特征迥异的板块边界.南海南部陆缘属于古南海俯冲拖曳构造区,婆罗洲西北沙捞越-曾母地块率先碰撞,随后经历了婆罗洲东北沙巴-南沙地块碰撞、西南巴拉望-卡加延岛弧碰撞.南部多个微板块碰撞导致古南海呈剪刀式从西向东逐渐关闭和消亡,总体形成了以微地块碰撞、深海槽发育和造山带前缘巨厚沉积充填为特色的碰撞陆缘.东部陆缘属于菲律宾海俯冲-碰撞构造区,南海东部洋壳自中新世开始向菲律宾海板块俯冲,弧-陆碰撞仅局限于东部陆缘南北两端.澳洲-印度板块、菲律宾海板块与欧亚板块相互作用控制了南海边缘海闭合过程,南海正在进行的关闭过程主要集中在东缘和南缘,东缘呈现了以南海洋壳消亡为特征的闭合过程,而南缘则呈现以微陆块碰撞为特征的古南海闭合过程.显然,南部后扩张期陆缘演变可为边缘海闭合过程研究提供极佳的范例,同时对我国海洋权益保护和南海大陆边缘动力学研究具有重要意义.      

湖南嘉禾大窝岭剖面晚二叠世吴家坪期-长兴期之交长英质火山作用记录

在华南地区,中-晚二叠世之交和二叠纪-三叠纪之交的火山作用已成为地学研究的热点. 相比较,地学界对晚二叠世内部的火山活动关注较少,以至对华南地区晚二叠世内部火山作用的喷发特征认识不够. 湖南省嘉禾地区大窝岭剖面大隆组中下部,即吴家坪阶-长兴阶界线附近沉积了3层粘土岩,自下而上分别为HD08、HD12和HD20.对这3层粘土岩进行全岩地球化学,锆石U?Pb年代学、微量元素和Lu?Hf同位素测试工作表明,这些粘土岩源自蚀变的火山灰,代表吴家坪阶-长兴阶之交的三期火山作用.全岩和锆石微量元素特征显示火山灰来源于流纹质或流纹英安质火山作用,具有钙碱系列的亲属性,形成于汇聚大陆边缘的后碰撞构造环境. 其中,HD08和HD20的ε_Hf（t）值为-6.4~7.1,范围变化较大,岩浆源于峨眉山/新元古代新生地壳物质和古老地壳物质的混合;HD12的ε_Hf（t）值为-12.0~-3.5,岩浆主要来源于古老地壳物质.这3层火山灰层的发现丰富了华南地区乐平统地层中火山作用的记录,综合前人研究成果,进一步证实了华南地块周边地区在晚二叠世中期发生强烈的、与Pangea超大陆汇聚有关的长英质火山作用.