塔里木地块西北缘震旦系发现二叠纪基性岩床侵入事件

准确识别侵入岩和火山岩并厘定其形成时代是野外地质调查的一项基础工作,它们对认识区域岩浆事件序列和建立沉积地层年代格架具有重要的作用。塔里木地块西北缘阿克苏地区以出露连续的新元古界和丰富多样的新元古代岩浆岩而成为备受前寒武纪地质研究工作者关注的地区。本文通过遥感影像的识别、野外剖面地质调查和岩石学研究,发现塔里木西北缘阿克苏市西南部的震旦系中发育的基性岩具有典型的岩浆侵入特征,包括局部截切地层、包裹围岩块和内部结晶粗、边缘结晶细等特点。结合锆石U-Pb年代学研究,发现该地区震旦系发育的基性岩浆岩并不全是震旦纪玄武岩,有相当一部分是早二叠世(ca. 290Ma)侵入的辉绿岩岩床,其侵位年龄与塔里木二叠纪大规模溢流玄武岩的喷发时代接近,很可能是塔里木大火成岩省的重要组成部分。这期显著的岩浆热事件可能对该地区前寒武纪岩石重磁化产生重要影响,同时也启示今后开展塔里木北缘震旦纪岩浆作用研究时需要特别引起重视并加以仔细鉴别。     

浙西北淳安银山地区银铅锌矿床矿石结构构造、矿石成分及成矿机制

浙西北与同处钦杭成矿带东段的赣东北和皖南相比,由于其地质研究程度较低,在该区尚未能找到大型多金属矿床。近年来,随着地质勘查程度的不断提高,淳安地区银山一带发现中型以上银铅锌矿床。本文选取银山矿区钻井岩芯中富含银、铅、锌矿石样品,利用显微镜观察和电子探针分析等方法,对其中的银等多金属的矿石结构构造、矿石成分及成矿机制等进行了较深入的研究。研究表明,银山地区多金属(银、铅、锌)矿体主要分布在蓝田组上段与上覆皮园村组之间的接触带中,另有部分处于蓝田组层内岩性变化的界面以及蓝田组底部白云质灰岩和下伏南沱组含砾泥岩之间,均呈似层状展布。矿石呈自形-半自形粒状结构、他形粒状结构和交代残余结构以及块状构造、浸染状构造和网脉状构造。金属矿物组合主要分为黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿和磁黄铁矿-毒砂-闪锌矿两组,其中前者位于蓝田组顶部和皮园村组之间,属于中低温热液型的矿物组合,后者位于蓝田组下部和南沱组之间,属于中温热液型的矿物组合。通过对不同金属矿物中银含量的对比分析,得出银山地区银元素主要赋存在方铅矿中。脉石矿物有石英、方解石、白云母、绿泥石、单斜辉石等,尤其在矿石中多见的细粒单斜辉石按其成分上的差异分为透辉石和钙铁辉石两类,指示了热液作用对成矿的显著影响。综上所述,笔者认为浙西北银山多金属矿床成因很可能为早期层控-后期中低温热液改造的叠生型矿床。其形成机制是:震旦纪时期海相火山喷流沉积使得部分多金属成层聚集,蓝田组地层为银山多金属矿床的形成提供了部分的物质来源,加里东期的变质变形作用及其发育的断裂构造也具有一定的控制作用;随后,大规模的燕山期花岗质岩浆及其流体组分沿断裂带上侵,不仅使得原有地层中的多金属元素进一步富集,而且其本身也可能带入部分多金属流体,从而使得富含多金属元素热液流体在具有地球化学障的岩性界面上富集成矿。此项研究对该地区及邻区进一步找矿勘探具有重要的科学意义和应用价值。     

江西会昌岽背玄武岩地球化学和Sr-Nd同位素特征及其地质意义

江西会昌岽背地区晚中生代玄武岩的SiO2含量为49.06%～50.14%,K2O含量为1.26%～1.63%.其微量元素显示出大离子亲石元素富集,高场强元素亏损,尤以明显的Nb、Ta亏损为特征;REE总量为(135.5～146.8)×10-6,(La/Yb)N≈10,表现出LREE富集的稀土元素配分模式,且无明显的Eu异常;Sr-Nd同位素具有高(87Sr/86Sr)i(0.70678～0.70695)和低εNd(t)(-2.46～-2.18)的特征.据以上特征并结合区域地质背景,反映出岽背玄武岩的源区可能为EMⅡ型富集型大陆岩石圈地幔,其形成的构造环境为活动大陆边缘.较低的Nb/U比值(7～8)暗示该玄武质岩浆在形成过程中遭受了一定程度的大陆地壳混染或与俯冲过程有关的物质的加入.岽背玄武岩具有陆缘弧型地球化学特征,指示会昌地区在晚白垩世晚期(约85 Ma)处于活动大陆边缘的构造环境,该玄武岩的形成可能与燕山晚期古太平洋板块向欧亚大陆的俯冲消减作用关系密切.底侵作用可能为会昌地区燕山晚期成矿岩浆的生成提供了流体和热,有利于铜多金属矿的形成.     

塔里木瓦吉里塔格超镁铁质隐爆角砾岩铂族元素和微量元素地球化学特征及其岩石成因探讨

本文对塔里木盆地二叠纪大火成岩省中瓦吉里塔格地区超镁铁质隐爆角砾岩进行了铂族元素(PGE)和主、微量及稀土元素分析和研究。结果显示,隐爆角砾岩中Os、Ir、Ru、Rh、Pt和Pd含量分别为0.36×10-9～1.08×10-9、0.23×10-9～0.44×10-9、0.29×10-9～0.92×10-9、0.11×10-9～0.18×10-9、1.88×10-9～3.16×10-9和1.39×10-9～3.52×10-9,均低于原始地幔,与夏威夷苦橄岩相似。该岩石的Pd/Ir比值在3.6～11.9之间,PGE分配模式呈一条正倾斜的曲线,表现出一定程度的分异,具有非俯冲背景下产生的基性-超基性岩的PGE配分特点。略高于原始地幔但变化较小的Cu/Pd比值(5.1×104～12.1×104)表明其岩浆在上升侵位过程中并没有发生明显的饱和硫化物熔离作用,而岩浆源区在部分熔融过程中可能有少量残留的硫化物存在。隐爆角砾岩全岩的IPGE元素与MgO之间基本上呈正相关,而PPGE元素与MgO之间则略成负相关或无明显相关性,指示PGE的分异主要受到橄榄石结晶分异作用的控制。地球化学特征显示隐爆角砾岩的稀土元素总量高度富集(964.1×10-6～1299×10-6)和轻、重稀土强烈分馏((La/Yb)N=45.88～64.90),且微量元素蛛网图上大离子亲石元素富集和Nb、Ta的轻微亏损以及Zr、Hf的明显贫化,表明岩石可能遭受一定程度的地幔交代作用影响。但是,角砾与胶结物具有相近的PGE特征表明交代作用对PGE的影响并不大,暗示PGE可能主要赋存于禁锢在硅酸盐矿物内的硫化物包裹体中。     

塔里木盆地夏河南层状玄武岩的岩石地球化学特征及地质意义

塔里木盆地夏河南玄武岩露头以水平层状分布为最大特征,其玄武岩层和沉积夹层保持了较原始的产状,是研究塔里木盆地二叠纪多期次玄武质岩浆活动的理想场所,是对比盆地内其他玄武质岩浆活动的最佳剖面。本文通过详细的野外和遥感解译工作,报道了夏河南玄武岩的野外产状、岩相学特征和各层玄武岩的地球化学特征,探讨了夏河南玄武岩的岩浆源区和岩浆演化过程。研究认为夏河南玄武岩质岩浆来源于富集的岩石圈地幔,为尖晶石-石榴石二辉橄榄岩经历低程度部分熔融的产物,各层玄武岩的成分差异与部分熔融程度有关,单一层内玄武岩的岩浆演化以分离结晶为主,地壳混染程度较小。夏河南各层玄武岩来源于同一岩浆源区,其特征与柯坪玄武岩相似,可对应于柯坪地区开派兹雷克组的6层玄武岩。研究进一步明确了塔里木盆地早二叠世玄武岩的空间分布特征,证实塔里木早二叠世大火成岩省的玄武质岩浆作用可从柯坪地区延伸到夏河南、塔中、塔西南等地。     

塔西南玄武岩年代学和地球化学特征及其对二叠纪地幔柱岩浆演化的制约

本文通过对塔西南达木斯剖面中玄武岩进行K-Ar同位素定年,获得年龄为289.6Ma,并结合Ar-Ar坪年龄结果(290.1Ma)和古生物以及沉积特征,认为290Ma的年龄代表了塔西南玄武岩形成于早二叠世,对应于盆地内下二叠统库普库兹满组下段层位的年龄.地球化学特征显示塔西南熔岩为分异的碱性玄武岩并含45%SiO2和4%MgO含量.塔西南玄武岩与盆地内柯坪玄武岩具有相近的主量元素含量和稀土配分与微量元素蜘蛛网图型、无Eu异常、富集轻稀土元素、较高的其它不相容元素(如高场强元素).但塔西南玄武岩比柯坪玄武岩具有较高的A12O2和CaO含量及稀土总量(288×10-6～358×10-6),偏低的Na2O,P2O5和FeO含量.K、Rb和Cs丰度的无系统性变化主要受这些元素丰度本身变化的影响.对其它不活动组分,塔西南玄武岩具有高Ti(Ti/Y=522～624)和Nb含量(30×10-6～40×10-6)及低zr/Nb比值,暗示其来自富集的地幔源区.其Nb含量相对La含量无显著变化以及相对低的Nb/U(近30)和Ce/Pb比值(近15),指示塔西南玄武熔岩来自大陆岩石圈或受一定程度的地壳混染.塔里木盆地大规模的火山喷发以及富集不相容元素的地球化学特征支持这样一种假设,即塔西南玄武岩来自地幔柱火山作用,或由于地幔柱的供热和上升导致富集的岩石圈地幔部分熔融而形成.且岩浆作用过程以部分熔融为主,结晶分异作用较弱.基于塔西南玄武岩和柯坪玄武岩相近的时代、源区成分和/或岩浆作用过程以及处于陆内稳定构造环境,笔者认为塔里木二叠纪玄武岩的分布范围可以从塔里木盆地内的塔中、柯坪一带一直延伸到塔西南地区.     

褶皱冲断带物理模拟实验研究进展

褶皱冲断带油气资源丰富,统计表明全球探明油气储量约14%分布在褶皱冲断带。自从1815年地质学家第一次以模拟实验的方式验证了褶皱形成于岩层遭受水平挤压变形的二百多年来,针对褶皱冲断带的物理模拟实验研究无疑是最卓有成效的研究领域方向之一。本文从追溯早期模拟实验先驱,到近二十年来国内外相关研究进展综述,着重分析和评述物理模拟实验研究对于前陆褶皱冲断带构造理论发展的主要贡献。强调造山带临界楔体理论以及基底滑脱层强度、流体超压和变形岩层内聚强度等对构造变形过程的控制作用。主要介绍的实验性标志成果有：(1)褶皱冲断带构造变形的生长规律;(2)褶皱冲断带的构造变形机制;(3)褶皱冲断带中构造变形的主控因素。我们的目的是提供引人入胜的物理模拟实验研究成果,吸引更多现在和未来的研究人员理解和重视物理模拟工作,借助日益进步的实验装置和技术方法,促进盆地构造研究在学科发展道路上,一步步实现从定性走向定量、从二维走向三维、从几何学和运动学走向动力学的飞跃。     

浙西北木瓜燕山期花岗斑岩的定年、地球化学特征及其地质意义

浙晥赣相邻区形成于晋宁期的木瓜岩体中发现有花岗斑岩和两期辉绿岩脉的出现。对其中花岗斑岩中锆石采用LA-ICP-MS技术测年,结果显示其侵位时间为142.2±1.2Ma,即形成于早白垩世。花岗斑岩具有高的SiO₂,K₂O+Na₂O含量和K₂O/Na₂O比值,属过铝质的花岗岩。花岗斑岩和早期辉绿岩比晚期辉绿岩富集K、Rb等大离子亲石元素和Ta、Zr、Hf等高场强元素,但亏损Sr和Ti。花岗斑岩和两期辉绿岩的稀土元素配分模式均为LREE富集的右倾型,花岗斑岩中负Eu异常明显,早期辉绿岩次之,晚期辉绿岩无Eu异常,反映它们的斜长石结晶程度不同。在微量元素蛛网图中花岗斑岩和早期辉绿岩有较明显的Nb亏损,而晚期辉绿岩Nb亏损不明显。花岗斑岩的Y/Nb比值>1.2以及Nb,Ti和Sr亏损可能指示其来自壳源或具有来自与俯冲有关的物质。Sr-Nd-Pb同位素组成分析结果表明花岗斑岩的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i 值为0.71134~0.71748,ε_Nd(t)值为-3.3~-6.4,Pb同位素比值(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)_i为18.49~18.56,(²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb)_i为15.62~15.65,(²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb)_i为38.57~38.68;早期辉绿岩的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i 值为0.71408~0.73010,ε_Nd(t)值为-0.05~+0.85。地球化学和同位素特征表明花岗斑岩为壳源成因,与早期辉绿岩脉和晚期辉绿岩脉均形成于陆内拉张环境中。而两期辉绿岩均来自地幔源区,且岩浆作用过程以部分熔融为主。通过对木瓜花岗斑岩与两期辉绿岩的研究并对比浙皖赣邻区的相关地质特征,笔者认为木瓜花岗斑岩和早期辉绿岩侵位于早白垩世早期华南岩石圈伸展背景下,随着拉张的持续,有广泛的晚期辉绿岩墙的侵位;结合浙皖赣地区123~129Ma时期出现的A型花岗岩也形成于陆内造山后伸展环境,指示了从145Ma以前的活动大陆边缘向145Ma以后陆内岩石圈减薄和伸展环境转变的一系列构造体制转换过程。结合前人的研究成果,认为浙西北及邻区从晚侏罗世至晚白垩世岩浆-构造演化过程如下:约170Ma开始,在古太平洋板块俯冲作用的构造体制下伴随有陆内深大断裂的再活化作用,华南开始进入碰撞造山阶段。从约145Ma开始至约123Ma,华南板块可能逐渐进入碰撞造山后的陆内拉张环境,在扬子地块南缘如浙西北及其邻区早白垩世形成少量花岗斑岩和两期辉绿岩脉及随后形成较多的A型花岗岩。在约117~121Ma,进入太平洋板块俯冲碰撞阶段,117Ma以后进入碰撞后的伸展阶段,在东南沿海地区形成了大量的中酸性火山岩和A型花岗岩及辉绿岩墙群。     

塔里木柯坪地区二叠系沉积岩碎屑锆石U-Pb定年和Hf同位素特征及其对塔里木块体地质演化的限定

塔里木早二叠世大火成岩省是我国继峨眉山大火成岩省得到国际公认后的又一个重要的大火成岩省,对其中广泛出露的多层玄武质熔岩的夹层沉积岩中的锆石年代学和Hf同位素特征研究可以对塔里木早二叠世大火成岩省的岩浆演化以及之前的地质史方面的认识提供重要的信息。本文选取塔里木西北缘柯坪地区印干村大湾沟剖面玄武岩的夹层粉砂岩中3个不同层位的沉积岩样品,对其中碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成进行了较系统的研究。研究表明3个样品碎屑锆石U-Pb年龄中最年轻的一组年龄峰值介于284~291Ma之间,与前人对塔里木早二叠世大火成岩省大规模溢流玄武质岩浆事件相吻合。此外,还存在老于1.7Ga、0.9~1.0Ga和750~850Ma以及410~450Ma的几组年龄,可能分别对应于塔里木哥伦比亚超大陆聚合、罗迪尼亚超大陆的聚合和裂解以及志留系地层的剥蚀沉积等一系列地质事件的发生。对上述3个沉积岩样品中锆石Hf同位素成分分析得出其碎屑锆石源区成分复杂,主要源自塔里木前寒武纪基底、志留系地层和塔里木早二叠世大火成岩省岩浆事件。具有二叠纪年龄的锆石ε_Hf(t)值在-10~4之间,平均值为-4.8,Hf同位素亏损地幔模式年龄t_DM^Hf为 801~1363Ma,表明这些玄武质熔岩中沉积岩夹层的碎屑锆石应该来自古老的富集岩石圈地幔。通过对柯坪地区这些夹层沉积岩的锆石U-Pb年龄和Hf同位素成分研究,有助于对塔里木早二叠世大火成岩省岩浆演化的认识。