吐鲁番-哈密盆地古地温梯度及有机质成熟度的确定

盆地古地温研究是盆地热演化研究的关键.盆地形成越早,演化史越复杂,则现今地温与古地温相差越大.沉积盆地的古地温研究是一个复杂的地质问题,必须依据大量实际资料的综合分析和不同方法相互相比、相互验证才能较真实地恢复沉积盆地的古地温场状况及热历史.1 盆地构造演化吐鲁番-哈密盆地(简称吐-哈盆地)经历了3个主要构造演化阶段):石炭纪～早三叠世陆内裂谷作用阶段(早石炭世～晚二叠世早期的裂谷一拗陷-萎缩期、晚二叠世晚期～早三叠世的前陆期)、中晚三叠世～早第三纪广盆形成阶段(中晚三叠世稳定～拗陷期、侏罗纪断陷-拗陷-挤压期、白垩纪萎缩期和早第三纪拗陷期)和晚第三纪～第四纪挤压型山间盆地形成阶段.三叠纪～早第三纪成为稳定的拗陷型盆地,盆地性质类似于克拉通,以盆地的整体沉降、连续沉积、断裂发育、地层展市复杂、缺乏褶皱和角度不整合为特征.     

南黄海南部盆地地温场特征及热-构造演化

利用南黄海南部盆地现有钻井测温资料及岩石样品热导率的测定, 计算了8口井的大地热流值, 编制了盆地不同深度现今地温趋势图. 研究结果表明: 南黄海南部盆地现今地温梯度介于24.7~32℃/km之间, 平均为28.6℃/km. 大地热流介于65~74 mW/m²之间, 平均为69 mW/m². 该数据填补了南黄海南部地区热流测量的空白. 热史恢复结果表明, 南黄海南部盆地从古生代到中生代古热流持续增高, 在中生代末经历最高古热流, 在新生代则开始冷却. 构造沉降史分析显示, 南黄海南部盆地经历了至少4次快速沉降与缓慢沉降的更迭, 显示了较为强烈和频繁的构造活动且性质复杂.     

华南晚古生代岩浆活动的新发现:岛弧还是陆内造山?

在福建省周宁县五凤楼村发现了一个形成于313±4Ma的片麻状花岗岩.该岩石具有高的K2O和Al2O3含量和低的SiO2和Na2O含量,其A/CNK比值高达1.22,指示其源区为经过化学风化的沉积岩,因此属于S型花岗岩.所含锆石为柱状自形形态,其U-Pb年龄变化于326～301Ma(加权平均年龄为313±4Ma),具有负的?Hf(t)值(?8.35～?1.74)和1.43～1.84Ga的二阶段Hf模式年龄.这是首次在华南发现有确凿同位素年代学证据的晚石炭世S型花岗质岩浆活动.该S型花岗岩最可能形成于陆内造山阶段,源岩主要为古元古代晚期生长的地壳.结合前人对岩相古地理、古生代盆地性质、早二叠世火山作用以及晚古生代-早中生代沉积岩中碎屑锆石的U-Pb-Hf同位素资料,本文推断华夏东部可能曾经存在一个晚古生代造山带.从晚石炭世(340～310Ma)的挤压造山阶段演化到早二叠世(285～270Ma)的后造山或板内伸展阶段,华南东部经历了一个较为完整的晚古生代造山旋回,所形成的晚古生代岩浆岩是陆内造山作用的产物,而不是岛弧岩浆作用产物.     

特提斯构造带的演化和北缘盆地群形成及塔里木天然气勘探远景

通过对特提斯造山带的特征分析, 认为特提斯造山带经历了二叠纪至晚三叠世的新特提斯洋的扩张与古特提斯洋的关闭、侏罗纪至老第三纪早期新特提斯洋的俯冲消亡与印藏碰撞、老第三纪晚期以来阿拉伯板块的碰撞与持续的印藏陆-陆俯冲作用3个演化阶段. 结合特提斯造山带演化和北缘盆地群的特征, 认为北缘盆地群的沉积特征、构造特征及盆地类型都受到特提斯造山带形成和演化及特提斯洋海侵的控制; 北缘盆地群的演化可以分为晚二叠世至三叠纪的弧后前陆盆地发育阶段、侏罗纪至老第三纪早期的弧后伸展断陷和拗陷盆地阶段与老第三纪晚期以来的再生前陆盆地. 特提斯北缘盆地群是世界上重要的巨型天然气聚集区, 塔里木盆地是该聚集区的一部分.     

洱海东侧二叠纪玄武岩海底喷发的新证据

70年代初,云南省区域地质测量工作者,根据在洱海东侧二叠纪玄武岩系下部发现海相灰岩透镜体的事实,认为该区玄武岩系的中、下部可能为海底喷发而成。依据灰岩透镜体中所含之早二叠世筵化石,他们将玄武岩系中、下部划归下二叠统,而将上部归属上二叠统。在最近两年的野外观察和室内研究中,笔者发现了一些新证据,肯定了岩系底部为海底喷发的产物,这有助于探讨该区玄武岩系的喷发环境和形成的构造背景。     

晚中生代中国东部高原古高程定量研究

给出了利用晚中生代中国东部高原北缘的气孔状玄武岩定量研究古高程的结果.在厚约3m的熔岩流顶部和底部分别采集了2块玄武岩样品,将玄武岩切面数据化处理后,通过体视学转化法获取到气孔尺寸的大小,最后利用气孔状玄武岩古高程计法计算了晚中生代中国东部高原的古高程.结果显示,该玄武岩喷发时的古高程约4700±750m,表明晚中生代时期中国东部地区的确存在一个地理海拔较高的古地貌.     

古生代-中生代之交的水循环演变及驱动机制

水循环是连接大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的重要物质循环过程.本文根据地质记录和深时气候模拟等数据总结了古生代-中生代之交的水循环演变.结果表明,水循环在晚古生代、早中生代发生了重大变化:(1)地质记录恢复的气候带显示,当时全球的干旱带发生了明显扩张,蒸发岩面积从中-晚二叠世开始扩张,到早三叠世达到顶峰,中三叠世恢复至中-晚二叠世的水平,晚三叠-早侏罗世继续收缩;(2)全球年平均降水量在晚石炭、早侏罗世较高,中-晚二叠世和早三叠世较低,呈现为“V”字形变化,显示出一次重大的波动;(3)全球大陆的聚合可能导致泛大陆巨型陆面风和特提斯区域跨赤道风的形成,进而构成全球性的超级季风;(4)热带辐合带摆动的纬度位置在志留纪-石炭纪以及侏罗纪-现代较低,在二叠纪-三叠纪时期向高纬度大幅度漂移.根据事件发生的时间,这些水循环的重大变化与泛大陆的聚合、华力西造山、晚古生代冰期的结束以及大量碳释放和升温事件吻合,这些因素与当时的大气环流和水循环的变化存在密切联系:泛大陆的聚合改变了当时水储量的空间分布,同时改变了大气环流和“季风”,进而导致中-晚二叠世干旱带开始扩张,降水量减少;晚古生代末期华力西造山运动...     

塔里木西南早三叠世早期孢粉组合及二叠系/三叠系界线研究

塔里木盆地西南皮山、和田一带有一套巨厚的陆相地层,关于这套地层的划分对比和时代确定,长期以来争论很大.早年被称为叶尔羌系,依据所产植物化石将其划归上二叠统到中、下侏罗统.1962年,斯行健等将叶尔羌系易名为叶尔羌群,并将涵义限制于这套地层上部的侏罗纪含煤地层.其下部原归上三叠统的部分因发现晚二叠世动、植物化石,遂改属上二叠统,后被另名为杜瓦组(新疆石油管理局编表组,1977).因此,本区在相当长一段时间内被认为缺失三叠系.1988年,刘淑文研究了李永安等在皮山县杜瓦地区采得的一批叶肢介化石,再次认为三叠系在这一地区存在,侯静鹏研究了该地区的晚二叠世孢粉.但这一地区二叠系和三叠系的接触关系以及杜瓦组的确切时代一直是悬而未决的难题.本文依据对皮山杜瓦地区杜瓦组19块样品分析出的孢粉所进行的研究,首次发现了该区早三叠世最早期地层的存在,论证了二叠系/三叠系界线在该区为连续过渡.     

藏北羌塘地区基性岩墙群锆石SHRIMP定年及Hf同位素特征

藏北羌塘中央隆起地区出露有大规模、近东西走向的基性岩墙群, 是该地区发生区域性伸展作用的遗迹. 对代表性辉绿岩岩墙进行了锆石SHRIMP定年和Hf同位素分析, 两个辉绿岩加权平均年龄分别为(284±3)和(302±4) Ma, 表明羌塘地区基性岩墙群主要形成于晚石炭世末至早二叠世. 辉绿岩锆石样品¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值在0.282852~ 0.283041之间, ε_Hf(t)值均在12左右, 暗示其岩浆源区为亏损地幔. 锆石Hf模式年龄(T_DM)分别为~438和~457 Ma. 羌塘中央隆起地区岩墙群地球化学成分具有板内玄武岩的特征, 可能是该地区古特提斯洋初始张开的产物.     

桂西晚古生代玄武岩Ar-Ar和U-Pb年代学及其对峨眉山玄武岩省喷发时代的约束

桂西一带呈层状、似层状产出的晚古生代玄武岩具有与峨眉山溢流玄武岩中高Ti玄武岩相似的元素-同位素地球化学组成. 对区内典型火山岩剖面的关键层位玄武岩样品进行了高精度全岩⁴⁰Ar/³⁹Ar和SHRIMP锆石U-Pb定年. 结果表明, 阳圩剖面上部、玉凤和民安剖面下部玄武岩分别给出了253.6±0.4, 255.4±0.4, 256.2±0.8 Ma的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄. 阳圩剖面上部玄武岩中锆石给出了253.7±6.1 Ma的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄. 结合峨眉山溢流玄武岩区已有年代学资料认为, 峨眉山大火成岩省最早启动于约260 Ma, 该火成岩省的大规模快速喷发发生在253~256 Ma, 251~253 Ma的中酸性岩石代表该火成岩事件的晚期产物. 峨眉山火成岩省自启动到消亡的时间范围变化于251~260 Ma间, 大致耦合于Guadalupian末与P/Tr边界的环境突变与生物绝灭. 桂西晚古生代玄武岩精细年代学的确定为厘定峨眉山火成岩事件的主体喷发时代和理解峨眉山溢流玄武岩中高Ti玄武岩的时空格局和地幔柱动力学机制提供了资料.     

西天山石炭纪火山岩SHRIMP年代学及其微量元素地球化学研究

西天山广泛分布的石炭纪火山岩(大哈拉军山组, 主要由粗面安山岩、粗面岩、流纹岩、中酸性凝灰岩和少量玄武岩组成)的岩浆成因一直存在争议. 该火山岩曾经被认为是裂谷作用的产物, 最近有人认为是“古地幔柱”的组成部分. 本文对此火山岩开展了详细的岩石学和地球化学研究, 结果表明, 该火山岩具有典型大陆弧岩浆的地球化学特征. 火山岩以粗面安山质岩石为主, 岩浆源区富集LILE, Th和Pb而亏损HFSE和Ce. 微量元素地球化学模拟计算表明, 玄武岩样品可以由石榴二辉橄榄岩发生7%~11%的部分熔融来模拟. 大哈拉军山组火山岩代表古南天山洋的火山岛弧, 既不是裂谷演化的产 物, 也不是“古地幔柱”的组成部分. 在比较漫长的岛弧演化过程中, 地幔楔被俯冲带熔体交代并发生部分熔融形成岩浆, 地壳物质(主要是洋底沉积物)通过俯冲带熔体加入到岛弧火山岩中. 不同地区的火山岩可能代表不同时期岛弧火山喷发的产物. 锆石SHRIMP定年结果表明, 西部最早喷发玄武岩中锆石的表观年龄在334~394.9 Ma之间变化, 其中13个测点的平均年龄为(353.7 ± 4.5) Ma(MSWD = 1.7); 东部最早喷发粗面安山岩中锆石样品的表观年龄在293.0~465.4 Ma之间变化, 所有年龄测定值落在U-Pb谐和线上, 并分成明显的两个年龄组; 其中8个测点计算得到的一个平均年龄值为(312.8 ± 4.2) Ma (MSWD = 1.7), 代表粗面安山岩中锆石边部的结晶年龄. 所获得的两个年龄(即354和313Ma)分别属于早石炭世早期和晚石炭世早期, 显然不是同一期岩浆活动的产物. 文中认为, 随着高精度定年结果和地球化学研究成果的积累, 大哈拉军山组火山-沉积岩将来可能会被解体成若干组.     

沁水盆地地温场特征及其与煤层气分布关系

根据20口井的温度数据得到沁水盆地平均地温梯度为(28.2±1.03)℃/km．测试了39个岩石样品的热导率数据，计算了20个大地热流值．沁水盆地现今热流变化于44.75～101.81 mW/m~2之间，平均为(62.69±15.20)mW/m~2．运用Thermodel for Windows 2004软件对沁水盆地的古地温史进行了模拟，并得到了沁水盆地晚侏罗—早白垩世最大埋深时的平均古热流，北部为158.41 mW/m~2，中部为119.57 mW/m~2，南部为169.43 mW/m~2．恢复了地层的埋藏史，揭示了地层沉积结束和剥蚀开始的年龄为108～156 Ma，地层的剥蚀厚度北部为2603 m，中部为2291 m，南部为2528.9 m．其古地温场的分布格局为“南北高，中部低”，这在时间和空间上和煤层气的含气量分布相一致，初步显示古地温场对沁水盆地煤层气的形成具有控制作用．     

扬子克拉通北缘显生宙碎屑沉积岩Mo同位素初步研究及其地质意义

通过对扬子克拉通北缘西乡-碑坝小区寒武纪-侏罗纪碎屑沉积岩的Mo、Nd同位素进行测定, 结合微量元素数据分析, 结果表明, 该区寒武纪-侏罗纪碎屑沉积岩的d 98Mo变化范围在-0.65‰ ~ +1.87‰之间, eNd(t)变化范围在-1.46 ~ -10.90之间. 茅口组晚期一个样品(4820)具有相对偏正的δ⁹⁸Mo和ε_Nd(t)(0.97‰, -1.46), 有可能与二叠纪晚期峨眉山地幔柱的喷发过程中, 扬子克拉通北缘古海水中富集的大量硫化氢有关, 此时海水中的MoO₄^2-转变为MoS₄^2-, 并具有偏正的Mo同位素组成. 晚二叠世长兴期样品(4814)也具有明显偏正的δ⁹⁸Mo(1.87‰), 但eNd(t)相对偏负(-10.90), 并具有相对较高的总有机碳(TOC)含量和总硫含量(TS) (分别为1.52%, 2.02%), 暗示该时期具有较高的初级生产力和有机碳埋藏量, 似乎表明脱硫酸还原作用产生的大量HS^-, H₂S与同期海相沉积岩明显偏正的δ⁹⁸Mo有一定的耦合性. 研究显示, 古大陆边缘碎屑沉积岩的Mo同位素变化, 与区域构造活动及产生的环境效应存在一定的相关性, 可以作为指示区域古环境演化的有效示踪剂.     

赣南存在古元古代基底: 来自上犹陡水煌斑岩中捕虏锆石的U-Pb-Hf同位素证据

对赣南上犹县侵入于陡水加里东期花岗岩的煌斑岩的地球化学进行了分析, 并重点分析了其中锆石的U-Pb年龄和Hf同位素组成. 岩石学和地球化学特征显示陡水煌斑岩属于高钾弱碱性辉云煌斑岩, 高Mg^#(0.74), Ni (253 mg/g), Cr (893 mg/g), 但又富REE, Rb, Sr, Ba和K等不相容元素表明其母岩浆可能起源于被非壳源介质交代过的富集地幔. 形貌学和LAM-ICPMS U-Pb定年显示煌斑岩中的锆石都是捕获的, 大多数形成于古元古代晚期1.86 Ga, 少量形成于显生宙的不同时期. 古元古代锆石具有岩浆成因特征并具有相似的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf和¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf同位素比值, 表明它们来源于同一火成岩基底. 该基底年龄和Hf同位素组成相似于浙南龙泉地区古元古代花岗岩, 而不同于南岭地区的基底组成, 说明研究区属于东华夏武夷地块的古元古代基底向西延伸的一部分. 这些古元古代锆石具有低的Hf同位素组成, 显示壳源特征. Hf模式年龄, 以及老的继承核的存在和结合前人的资料, 表明古元古代岩浆活动的源岩是新太古代地壳, 暗示武夷地块存在更老的基底. 古元古代克拉通化后, 武夷地块一直稳定达1.0 Ga以上. 5颗显生宙锆石的U-Pb年龄和Hf组成表明研究区深部的古元古代基底在加里东期、印支期和燕山早期受到了多期岩浆活动的改造, 而且在加里东时期的岩浆活动还可能伴有新生地壳的再造.     

准噶尔盆地大地热流

根据 １１７口钻井的测温数据和 １１９块岩石样品热导率测试结果，计算了新疆准噶尔盆地首批３５个大地热流数据．该盆地地温梯度变化于１１．６～２６．５０℃／ｋｍ，岩石热导率变化较大（０．１７～３．６Ｗ／ｍＫ）．热流值变化范围为 ２３．４～ ５３．７ ｍＷ／ｍ~２，平均值为（４２．３ ± ７．７） ｍＷ／ｍ~２．热流分布的格局表现为隆起区较高，坳陷区较低．控制热流高低及其分布的主要因素包括盆地的类型、基底的构造形态、沉积盖层及其放射性生热等．盆地现今低热流特征反映了准噶尔盆地晚第三纪以来快速挠曲沉降和岩石图增厚的构造－热演化特征．     

云南金宝山超镁铁岩体锆石SHRIMP年龄

云南金宝山超镁铁岩体蛇纹石化橄榄岩及斜长角闪石岩的锆石 SHRIMP 年龄分别为(260.6 ± 3.5)和(260.7 ± 5.6) Ma, 反映金宝山超镁铁岩体的形成年龄在260 Ma 左右, 与峨眉山大火成岩省其他镁铁-超镁铁岩体的SHRIMP年龄一致并与峨眉山玄武岩同期, 从年代学上界定了金宝山岩体为峨眉山大火成岩省岩浆活动的产物, 支持峨眉山大火成岩省主要岩浆活动时间发生在260 Ma左右.     

德尔尼蛇绿岩40Ar-39Ar年龄: 青藏最北端古特提斯洋盆存在和延展的证据

报道阿尼玛卿构造带东部蛇绿岩的同位素定年结果:德尔尼洋脊玄武岩全岩⁴⁰Ar-³⁹Ar中子活化测年得到坪年龄为(345.3±7.9)Ma.从过剩Ar等角度探讨了测年结果的可靠性,认为可以代表蛇绿岩喷发形成的时代.该年龄为青藏高原最北端古特提斯缝合带的存在及东延提供了时代证据.     

甘陶河群形成时代和构造环境: 地质、地球化学和锆石SHRIMP定年

甘陶河群是华北克拉通中部带早前寒武纪基底的重要组成. 主要由中基性玄武岩、砂岩、白云岩等组成. 本文报道了甘陶河群变质玄武岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄和地球化学组成. 岩浆锆石的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄为2087±16 Ma (MSWD=1.3), 其Hf同位素变化范围非常大, ε_Hf(t)值从-7.17到+0.45. 除岩浆锆石外, 岩石中还存在大量约2.5 Ga捕获锆石. 全岩Nd同位素变化范围为+4.0~-0.8. 在原始地幔标准化的蛛网图中, 所有样品都没有明显的Zr和Hf异常, 部分样品也没有Nb和Ta异常. 亏损地幔的部分熔融以及随后的地壳混染是这些玄武岩最可能的成因. 野外地质特征、大量捕获锆石的存在、同位素和微量元素地球化学都表明甘陶河群是在大陆基底上打开的. 结合前人对中部带其他古元古代火山沉积建造的研究, 本文指出华北克拉通中部带在古元古代时期为大陆裂谷环境, 在太古宙末期中部带地质体和东部陆块已经形成了统一的陆块.     

试论峨眉山玄武岩的剩磁极性归属

总观现有的峨眉山玄武岩的古地磁结果,从不同地点测得的平均剩磁倾角多很小,平均剩磁偏角却显示很大的区域差异,从中部地区测得的剩磁偏角与从东、西两侧测得的几近相反。对于这种差异,已有人提出构造旋转和重新磁化的解释。不久前,我们又提出了一种新的解释:假定中部地区的峨眉山玄武岩喷发较晚,且大部晚于Kiaman反向极性时,其结果将会是从中部地区测得的平均剩磁偏角可能呈NNE向(正向磁化),而从两侧测得的平均剩磁偏     

东准噶尔盆地巴塔玛依内山组火山岩锆石U-Pb年代及Hf同位素研究

对准噶尔盆地陆梁隆起东部三参1井所钻巴塔玛依内山组玄武岩, 开展了详细锆石内部结构研究基础上的U-Pb年代学、微量元素和Hf同位素系统分析. 结果显示, 所有锆石都属岩浆成因, 都有一致的稀土配分型式, 都具明显的Ce正异常(δCe=5.06~134)、Eu负异常(δEu=0.06~0.55)和重稀土元素富集特征. 25颗锆石中, 谐和年龄主要分成3组, 分别是(300.4±1.3) Ma (n=11), (339.2±2.7) Ma (n=3)和(392.0±1.7) Ma (n=8); 此外, 还有3颗近谐和年龄锆石, 它们的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分别是(510±7), (488±6)和(453±6) Ma. 最小的谐和年龄为(300.4±1.3) Ma, 可以代表巴塔玛依内山组火山岩的形成时代(如晚阶段年龄). 其他年龄如早泥盆世、奥陶纪等, 与盆地周缘岛弧火山岩(富集Pb)和蛇绿岩的时代一致, 而且这些年龄锆石都具有正的ε_Hf(t)值(+3.6~+10.5), 推测所研究火山岩穿越的盆地基底, 可能与由早古生代-中古生代的残余洋壳和岛弧地体组成有关. 晚石炭世锆石的ε_Hf(t)值变化于 +17.1~+4.2, 显示该玄武岩主要来源于软流圈地幔或亏损岩石圈地幔熔融作用, 熔体在上升-侵位过程中混染了少量较古老基底物质组分. 由于这些玄武岩是后碰撞幔源岩浆直接加入到地壳的物质表现, 推测东准噶尔地区晚石炭世已经有了大规模的陆壳垂向生长过程.