地质科学
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地质科学
2018年 53卷 2期
刊出日期 2018-04-25

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2018 Vol. 53 (2): 0- [摘要] ( 171 ) [HTML 1KB] [PDF 1452KB] ( 109 )
363 彭澎 孙风波 王冲 王欣平 苏向东 张志越 周小童
华北和圣弗朗西斯科克拉通前寒武纪地质对比

一些学者提出华北克拉通在新元古代早期之前与圣弗朗西斯科克拉通(圣弗朗西斯科—刚果克拉通)相邻,但缺少证据;本文总结两个古陆地质记录,为评价这一古构造格局模型提供线索。两个古陆陆壳生长的峰期均为~2.7 Ga前;不同之处是,华北古陆经历了显著的~2.5 Ga前的陆壳生长和改造,而圣弗朗西斯科克拉通则似乎没有。华北古陆2.4~2.2 Ga期间发育少量变质火山—沉积岩系和花岗岩,~2.1 Ga前后广泛发育裂谷火山—沉积建造及侵入岩,2.0~1.9 Ga发育超高温变质作用和类似弧岩浆活动,导致两个克拉通(东、西华北克拉通)拼合形成统一的华北古陆;同一时期,圣弗朗西斯科克拉通南、北缘发育2.4~2.0 Ga岩浆作用,指示长期处于大陆边缘弧或者岛弧背景,~2.0 Ga还发育超高温变质作用。两个古陆都发育~2.0 Ga前类似大陆边缘弧特点的岩浆活动,只是圣弗朗西斯科克拉通时代稍早。1.8 Ga以来,两个古陆均发育多期岩墙群,部分基本同期,如~1.78 Ga岩墙群、~1.7 Ga岩墙群和~0.92 Ga岩墙群等;不同的是,华北古陆发育约1.3~1.2 Ga岩床/墙群,而圣弗朗西斯克拉通发育~1.5 Ga岩墙群。1.8~0.8 Ga,两个古陆上都断续发育(火山)—沉积建造:1.8~1.6 Ga以及1.4~1.2 Ga,两者的沉积建造同样以石英砂岩等碎屑岩为主,碳酸盐岩较少;1.2~1.0 Ga前,两者的记录均较少,或暂不能确定;1.0~0.8 Ga,两者均发育碎屑岩和碳酸盐岩;1.6~1.4 Ga,华北古陆发育碳酸盐岩建造,而圣弗朗西斯科克拉通则发育碎屑岩建造。华北古陆新元古界地层中碎屑锆石常显示~1.5 Ga的峰值,该期岩浆岩鲜少报道于华北古陆,但却见于圣弗朗西斯科克拉通。两个陆块都发育太古宙—古元古代条带状铁建造铁矿、古元古代石墨矿、中新元古代沉积—喷流型铅锌矿等。不过,华北古陆发育的古元古代硼矿、菱镁矿,中元古代碳酸岩型稀土矿等在圣弗朗西斯科不发育;而后者发育的绿岩带型相关金矿、镍矿、祖母绿宝石矿等,华北似乎不发育。另外,0.7~0.5 Ga,圣弗朗西斯科克拉通周边广泛发育泛非期造山带,而华北古陆并没有这一事件的明确记录;显生宙,圣弗朗西斯科克拉通相对稳定,中生代与刚果克拉通分离;但华北古陆内部经历强烈的构造—岩浆活动(峰期在中生代)。华北与圣弗朗西斯科克拉通前寒武纪是否相邻还需进一步地质对比和古地磁工作,尤其应关注约2.0~1.9 Ga岩浆—变质(造山)事件、约1.8~1.7 Ga岩浆—沉积(裂谷)事件以及约0.9 Ga岩浆—沉积(裂谷)事件。从地质记录的相似性角度来看,华北东南缘与圣弗朗西斯科南缘的地质记录相似性最大,可延续性最强,最可能相邻。

2018 Vol. 53 (2): 363-399 [摘要] ( 180 ) [HTML 1KB] [PDF 7453KB] ( 161 )
400 张飞鹏 吴智平 李伟 张岱秀 张顺
东营凹陷中生代原型盆地恢复及其演化

综合利用三维地震、测井及地球化学等资料,详细解剖断裂体系的静态和动态发育特征;运用多种剥蚀量恢复方法,求取侏罗系、白垩系及中生界剥蚀厚度,对东营凹陷中生代原型盆地格局进行恢复。研究结果表明:中生代活动的北西向断裂构成了该时期的控盆断裂体系,包括石村—平南—滨西断层,陈南断层东段两个主断裂带及王古1断层、王66断层、滨南断层等次级断裂,形成了北断南超的断陷盆地。原始地层沉积由石村—平南—滨西断层分隔,形成东、西两个沉积区,由次级断裂控制形成多个次级沉积区。东营凹陷原型盆地特征与现今盆地格局具有较大差异,整体为东、西两个主洼,东部主洼受陈南断层东段控制,次级北西向断层分割成多个次洼,呈现“盆岭相间”的格局;西部主洼由石村—平南断层控制,沉积中心位于青城凸起及花沟洼陷;该时期平方王潜山、纯化草桥鼻状构造带已经形成,林樊家凸起和青城凸起尚未形成。

2018 Vol. 53 (2): 400-419 [摘要] ( 240 ) [HTML 1KB] [PDF 9907KB] ( 207 )
420 梁宇生 何登发 吴松涛 路玉 张磊
准噶尔盆地西北缘红3 井东侧断层构造几何学、运动学模型

红3井东侧断层的成因与中拐凸起的形成与演化密切相关,解析其构造几何学与运动学特征对于揭示中拐凸起自晚古生代以来的构造变形具有积极作用,并对于研究区的油气勘探具有重要意义。本文利用断层相关褶皱理论,不整合面识别及平衡剖面的方法,对红3井东侧断层进行精细的构造解析、建模与构造复原。中拐凸起发育白垩系—侏罗系、侏罗系—三叠系、三叠系—上乌尔禾组、上乌尔禾组底界及佳木河组—石炭系5个区域不整合面。研究认为,红3井东侧断层为一断层传播褶皱模型,发育生长三角,平面上分为北段、中段和南段。受海西晚期及燕山期的区域挤压作用的影响,红3井东侧断层在早二叠世末期(P1f末期)至中二叠世晚期(P2w)及早侏罗世晚期(J1s)至晚侏罗世发生两期传播活动,并在中段发生分支,分支断层的断距较小。早期的断层活动在中段最强,南段其次,北段最弱。中-下二叠统被抬升,遭受大面积剥蚀,地层缩短量约为3.8 km。晚期的断层活动微弱,且只发生在中段和北段,地层缩短量约为200 m。红3井东侧断层自北东向南西方向的传播、推覆作用控制了中拐凸起的主体构造形态,整体具有“南北分段、早晚期构造叠加”的特征。

2018 Vol. 53 (2): 420-433 [摘要] ( 188 ) [HTML 1KB] [PDF 17541KB] ( 95 )
434 包洪平 邵东波 武春英 李维 蔡郑红 宋微
鄂尔多斯西缘冲断带南段构造特征及其对古生界天然气成藏演化的影响

鄂尔多斯盆地西缘处在阿拉善地块、鄂尔多斯地块及北祁连褶皱带之间的特殊构造位置,因而也是构造—沉积演化特征明显不同于盆地本部的一个复杂构造区。本文试图在西缘南段与盆地本部沉积演化特征对比分析的基础上,结合构造演化与古生界天然气成藏关系的研究,评价优选西缘南段古生界天然气成藏的有利区带和目标。主要形成以下几方面的认识:1)相对盆地本部而言,西缘南段早古生代沉积结束的晚、晚古生代沉积开始的早,表现出拉张、裂陷为主的早期构造活动特征,形成上、下古生界两套有利的成藏组合;中生代(尤其是侏罗纪)以来,则由于受冲断推覆构造活动的影响,西缘南段侏罗系及其后续构造层系的地层厚度在横向上变化较大,各构造层系的厚度差异可达千余米以上;2)西缘南段在大规模冲断推覆构造前即已基本成藏,燕山中-晚期以来的强烈冲断推覆构造,使部分地区古生界地层抬升剥露至近地表附近,导致古生界先成气藏遭受大面积破坏;3)在推覆体系的宽缓向斜区、以及主冲断层下盘的原地岩体中,古生界地层保存相对完整,受断裂破坏程度低,仍具有相对较好的保存条件;4)综合分析认为石沟驿向斜、韦州向斜、红寺堡向斜及银洞子向斜等4个宽缓向斜构造区的上古生界,以及处在惠安堡—沙井子主冲断层下盘原地岩体中的奥陶系台缘相带,是西缘南段古生界岩性圈闭气藏勘探的有利目标。

2018 Vol. 53 (2): 434-457 [摘要] ( 170 ) [HTML 1KB] [PDF 15195KB] ( 92 )
458 马瑶 李文厚 刘江斌 李智超
鄂尔多斯盆地南缘铜川地区三叠系延长组油页岩中“钙质结核”的成因初探

在鄂尔多斯盆地南缘铜川地区野外露头三叠系延长组长7段油页岩中发现了一些“钙质结核”,野外露头中呈层状发育于长7段油页岩中,形态为“透镜状”、“椭球状”、“飞碟状”,直径大小约为10~70 cm。为探明其岩石类型和主要岩石组分,运用显微镜薄片鉴定、电子探针实验、能谱分析等方法,对结核体进行岩石学特征分析。在此基础上,对其成因进行初步探讨。岩石学特征显示,霸王庄和宜君套滩剖面的“钙质结核”主要成分为重结晶方解石和晶粒方解石,具“球粒状”结构,岩石类型为灰岩;瑶曲聂家河剖面结核体主要岩石类型为泥—粉晶白云岩。分析认为这些“钙质结核”其野外产状和岩石成分,符合热水沉积碳酸盐岩和受热液活动影响的特征,并且铜川地区在长7期具备热液活动的条件。初步认为这些“钙质结核”为湖底热液活动成因的湖相碳酸盐岩。

2018 Vol. 53 (2): 458-469 [摘要] ( 172 ) [HTML 1KB] [PDF 12141KB] ( 152 )
470 谢武仁 李熙喆 杨威 马石玉 万玉金 郭振华 张满郎 苏楠 武赛军
四川盆地磨溪地区龙王庙组储层特征、类型及成因分析

利用四川盆地磨溪地区12口井岩心、8口井成像测井资料、14口井的测井评价等资料,系统分析磨溪地区龙王庙组储层特征,划分了储层类型,探讨了储层形成主控因素,预测了优质储层展布。结果表明:1)川中磨溪地区龙王庙组储层主要岩石类型为中粗晶砂屑白云岩,储层中小洞发育,见到大量的构造缝和水平缝,整体表现为中低孔、中-高渗特征;2)龙王庙组储层类型可划分为溶蚀孔洞型、溶蚀孔隙型和基质孔隙型3种类型,其中高角度构造缝、水平缝、网状成岩缝和缝合线4种裂缝与3种储集类型形成整体连通的缝洞体系;3)优质储层主要在中细晶砂屑白云岩颗粒滩相中发育,颗粒滩后期经历3期岩溶作用,特别是表生期“顺层”溶蚀使溶蚀孔、洞型储层横向叠置连片,大面积分布,延伸5~20 km,井间连通性好,形成了孔洞发育的优质储层。

2018 Vol. 53 (2): 470-486 [摘要] ( 185 ) [HTML 1KB] [PDF 12904KB] ( 84 )
487 范存辉 钟城 秦启荣 胡东风 李虎 朱梦月 何顺
川东南丁山地区龙马溪组页岩裂缝特征及对含气性的影响

川东南丁山地区是近年来四川盆地页岩气勘探开发的热点区域,裂缝的发育对页岩含气性及保存条件有重要的影响。综合运用野外露头、岩心、测井资料,结合岩石脆性矿物含量、岩石力学参数等数据,深入分析龙马溪组页岩裂缝发育特征和控制因素,并探讨了裂缝发育对含气性的影响。结果表明,丁山地区龙马溪组页岩裂缝主要以构造成因的剪切缝为主,裂缝优势方位共6组,主要包括4组平面剪切缝和2组剖面剪切缝,其发育主要受2个方向、3个阶段的构造应力场影响而成;裂缝延伸稳定,平均密度小,宽度小,充填程度高,主要被方解石和黄铁矿等充填。裂缝受控因素主要包括古构造应力场、构造部位、脆性矿物组分、岩石力学性质等;断层对裂缝发育具有明显的控制作用,其中断层两盘均存在裂缝发育程度急剧下降的临界范围,临界范围内裂缝发育程度高,超过此临界范围,裂缝发育程度变差且变化趋于平缓;不同期次的裂缝中,形成时间晚、规模过大、充填程度不高、与现今地应力方向一致或呈低角度相交的裂缝易造成页岩气的散失,对提高页岩含气性不利;龙马溪组岩石脆性矿物含量高,脆性指数属中等偏上程度,有利于构造缝发育且可压性较好。随着距齐岳山断裂距离的适当增加,龙马溪组页岩埋藏深度适中,地层压力增大,抗压强度增强高,脆性指数适中,构造保存条件变好,有利于不同方位的裂缝发育和页岩含气量的增加,位于该区域的DY2井与DY4井均位于该有利区域,含气性良好。研究结果对下一步深化页岩气勘探开发具有重要指导作用。

2018 Vol. 53 (2): 487-509 [摘要] ( 201 ) [HTML 1KB] [PDF 14431KB] ( 132 )
510 柏道远 熊雄 姜文
湘中南大庙口地区构造变形特征及其对区域页岩气构造保存条件的启示

近几年来对湖南省页岩气地质条件进行了大量调查研究,但对页岩气的构造保存条件研究和评价很少,因而影响了区域页岩气勘查工作的科学部署。笔者在湘中南永州凹陷西北缘的水岭—大庙口地区开展了1∶50 000页岩气地质调查,对该地区构造特征和构造演化过程进行了研究,在此基础上探讨了页岩气保存和富集的构造条件。调查区构造变形强烈,主要构造类型有:上古生界盖层中发育的NNW—近SN向(主)褶皱和EW向(次)褶皱,下古生界中发育的NNE向和NE向膝折,切割上古生界和下古生界的NNW-SN向、NE向、NW向等3组断裂(主要为逆断裂、正断裂,少量为走滑断裂),下古生界中极为发育的NNW向板劈理以及泥盆系跳马涧组中发育的SN向、NNE向破劈理等。结合区域构造背景,初步确定上述构造主要形成于早古生代以来的8期构造变形事件,其中以加里东运动、印支运动和早燕山运动的挤压事件以及白垩纪区域伸展事件等最为重要。奥陶系烟溪组和天马山组底部的黑色页岩为调查区页岩气勘探目标层,但钻孔岩心页岩气解吸实验表明含气性极差。分析认为,多期构造运动造成的抬升和剥蚀及形成的断裂、劈理,既导致页岩气的散逸,也使得目标层仅局部有保存;多期构造运动形成的复杂构造样式,使得上古生界之下目标层的空间展布特征难以探明;加里东运动和印支运动所诱发花岗质岩浆活动相关的高地热场区会显著增高有机质热演化程度,总体不利于页岩气的保存。调查区对页岩气富集和保存不利的构造条件基本适用于永州凹陷及周缘其它地区,因此认为永州凹陷及周缘页岩气成藏潜力非常有限。本研究成果对区域页岩气成藏条件的客观认识以及页岩气勘查工作的合理部署具有重要的启示意义。

2018 Vol. 53 (2): 510-530 [摘要] ( 156 ) [HTML 1KB] [PDF 6535KB] ( 73 )
531 高志勇 崔京钢 冯佳睿 周川闽 石雨昕
埋藏压实—构造抬升地质过程下储层孔隙回弹的演化过程模型

早期埋藏压实、晚期构造抬升是我国多个盆地一种共性的地质演化过程。受此类演化过程的影响,特别是在晚期构造抬升、砂岩孔隙回弹作用下,可形成较优质储层。明确此类储层孔隙、孔径、喉径等参数的演化特征并进行定量评价,对油气勘探具有重要意义。基于成岩物理模拟实验分析,与实际地质研究相结合,认为库车坳陷克拉2气田白垩系储层的孔隙类型、含量变化及演化规律可划分为5个阶段,前3个演化阶段与克拉苏构造带深层相一致,自上新世(5~3 Ma)、埋深6 000 m左右始,浅层克拉2井区与深层克深—大北井区的埋藏演化开始分异。之后发生构造抬升作用,可将其划分为早期和晚期两个阶段。构造抬升后发生的“孔隙回弹”作用可使储层剩余的原生孔增加1.0%左右,地层降温卸压作用,可使储层中出现较多的成岩缝。孔隙回弹、成岩缝的出现,促进了次生溶蚀作用发生、储层孔喉分选均一性的增强,进而提高了储集性。

2018 Vol. 53 (2): 531-546 [摘要] ( 161 ) [HTML 1KB] [PDF 14401KB] ( 93 )
547 李向东 郇雅棋 阙易
桌子山中奥陶统克里摩里组下段稀土元素特征与沉积介质分析

鄂尔多斯盆地西缘北部的内蒙古桌子山地区奥陶纪地层出露完整,沉积类型丰富,是研究鄂尔多斯盆地西缘奥陶纪沉积的关键地区。该区在中奥陶世时位于从浅海向深海的转换部位,达瑞威尔期沉积的克里摩里组由深灰色薄层状石灰岩和灰黑色泥岩组成,是研究鄂尔多斯盆地西缘奥陶纪深水氧化—还原条件的一个较为理想的层位。本文在详细的野外观察基础上,测试克里摩里组薄层细粉晶—泥晶石灰岩和灰黑色泥岩的稀土元素(REY)和其他与氧化—还原条件相关的微量元素,主要包括V、Cr、Ni、Co等,着重分析探讨其形成时的氧化—还原条件。结果表明:1)石灰岩和泥岩稀土总量(REE)分别为28.18×10-6和100.37×10-6,轻、重稀土比值分别为9.60和9.69;2)石灰岩和泥岩稀土元素Y/Ho、(La/Yb)N、(La/Sm)N、(La/Nd)N值分别为29.01、1.35、0.92、0.95和25.72、1.21、0.96、1.02;3)石灰岩无Ce负异常或具有微弱的正异常,同时具有明显的Eu正异常,泥岩具有明显的Ce负异常和较弱的Eu正异常;4)石灰岩和泥岩的其他微量元素比值V/Cr、V/(V+Ni)、Ni/Co分别为1.10、0.62、7.75和3.54、0.89、5.15。依据本文研究结果,结合沉积特征和前人研究成果可以推测,克里摩里组沉积于风暴浪基面之下,远离海岸,但同时又受淡水影响,其中石灰岩形成于氧化环境,泥岩形成于还原环境,同一沉积背景下这种氧化与还原环境的交替是由等深暖流造成的,可称为水动力氧化环境。

2018 Vol. 53 (2): 547-565 [摘要] ( 162 ) [HTML 1KB] [PDF 2064KB] ( 106 )
566 乔耿彪 赵寒森 陈隽璐 白建科 樊金生 彭素霞
西准噶尔宝贝岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学与地球化学

宝贝岩体位于新疆西准噶尔南部的晚古生代达尔布特中酸性岩浆岩带中,其主要岩性为花岗斑岩。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,结合锆石阴极发光图像(CL)和U、Th元素特征,获得宝贝岩体的年龄为297±10 Ma (MSWD = 14),时代属晚石炭世晚期。花岗斑岩为典型的斑状结构,斑晶以斜长石、条纹长石和石英为主;岩石中SiO2含量为74.59%~76.26%、全碱变化于8.13%~8.63%;铝饱和指数A/CNK为1.00~1.02,属弱过铝质;岩石轻稀土富集且轻重稀土元素分馏明显,(La/Yb)N为1.54~3.05,负Eu异常(δEu为0.25~0.53);富集Rb、Th、U、K和LREE等大离子亲石元素,而贫Ba、Nb、Sr、P、Ti等元素,属高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩系列。根据岩体的成因类型并结合区域构造环境演化,分析认为西准噶尔不仅在晚石炭世早期存在与俯冲作用相关的岛弧花岗岩,在晚石炭世晚期—早二叠纪早期也存在持续俯冲作用,在此环境下形成了与俯冲作用相关的岛弧型宝贝花岗斑岩。

2018 Vol. 53 (2): 566-585 [摘要] ( 196 ) [HTML 1KB] [PDF 9060KB] ( 87 )
586 郭瑞清 柴凤梅 韩春明
新疆兴地Ⅱ号铜镍矿床辉长岩SIMS锆石U-Pb年龄和地质意义

兴地Ⅱ号铜镍矿床为岩浆多期次分异、侵位形成的基性—超基性杂岩体;本文通过对兴地辉长岩进行SIMS锆石U-Pb精确测年,获得206Pb/238U加权平均年龄为737±2 Ma,该数据表明兴地Ⅱ号杂岩体形成于南华纪,并非形成于中元古代。塔里木北缘广泛发育的碳酸岩、基性—超基性岩和双峰式火山岩,为Rodinia 超大陆长期的和持续的裂解产物。

2018 Vol. 53 (2): 586-593 [摘要] ( 154 ) [HTML 1KB] [PDF 2785KB] ( 68 )
594 胡洋 王居里 王建其 令伟伟
新疆巴尔鲁克地区加曼铁列克得岩体花岗闪长岩的地球化学和年代学研究

本文对新疆巴尔鲁克地区加曼铁列克得岩体花岗闪长岩进行了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究,探讨其岩石类型、构造背景和岩石成因。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,花岗闪长岩的成岩年龄为318.2±3.6 Ma,形成时代为晚石炭世。岩石高硅、富钠,碱含量中等,Mg#介于53.9~56.6,属于准铝质钙碱性花岗岩类(A/CNK = 0.91~0.97),轻重稀土分馏较明显且富集轻稀土(LaN/YbN = 8.55~10.10),Eu异常不明显,富集大离子亲石元素Ba、K、Sr,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti。同位素特征显示,岩石具有低ISr值(0.703 82~0.704 24)、正εNdt)值(+6.96~+7.74),年轻的tDM1值为0.74~0.61 Ga,锆石εHft)值为+12.6~+14.7,tDM2为519~396 Ma。综合地质、地球化学和年代学特征,认为加曼铁列克得花岗闪长岩为未分异的Ⅰ型花岗岩,形成于晚石炭世俯冲背景下的岛弧环境,可能是由流体参与的新元古代玄武质洋壳部分熔融的产物,岩浆上升过程中受到楔形地幔物质的混染。

2018 Vol. 53 (2): 594-614 [摘要] ( 180 ) [HTML 1KB] [PDF 5778KB] ( 57 )
615 梁涛 卢仁
北秦岭烟镇岩体的锆石U-Pb定年、地球化学特征及构造背景

烟镇岩体是北秦岭燕山期酸性侵入岩之一,它的岩石成因及深部动力学过程研究可为区域构造演化提供新的约束。对烟镇岩体黑云母二长花岗岩样品YZ04进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,30个测点中有23个测点的同位素比值位于207Pb/235U-206Pb/238U一致线上,它们的年龄值形成了复杂锆石年龄谱,7个年龄组依次为2 421 Ma、1 821 Ma、1 063 Ma、942.6 Ma、817.6 Ma、~145.0 Ma和~131 Ma,区域上均存在与之对应的岩浆热事件。最年轻的一组14颗锆石的加权平均年龄131.3±0.6 Ma,表明烟镇岩体形成时代为早白垩世早期。烟镇岩体具有高硅、碱及贫镁、钙的特征,属于高钾钙碱性系列。烟镇岩体样品富集大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ta,在微量元素蛛网图上显示明显的Nb、Ta、P及Ti负异常。烟镇岩体的稀土配分模式具有右倾平滑、轻稀土富集及重稀土亏损及无明显负Eu异常等特征,(La/Yb)N范围为7.97~49.19,其LaN-(La/Yb)N成分投点趋势表明源区组成和部分熔融程度控制了烟镇岩体的成分变异。烟镇岩体具有高Sr、低Y的特征,属于埃达克岩,它是加厚大陆下地壳的部分熔融形成的,部分熔融源区的残余相矿物包括石榴石、金红石,且无(富钙)斜长石残留。烟镇岩体是~131 Ma区域岩石圈拆沉作用的产物,这也是形成锆石年龄谱的深部控制因素,华北克拉通燕山期岩石圈巨大减薄效应波及到北秦岭地区。

2018 Vol. 53 (2): 615-637 [摘要] ( 149 ) [HTML 1KB] [PDF 2761KB] ( 81 )
638 邓煜霖 郎兴海 杨宗耀 祁婧 王旭辉 娄渝明  韩鹏 崔志伟
四川盆地西北缘早-中三叠世间白云质泥岩碎屑锆石U-Pb年代学地球化学及地质意义

早-中三叠世时期四川盆地西北缘雷口坡组底部发育的一套白云质泥岩与该时期华南及川黔地区所分布的“绿豆岩”截然不同。本文对该套白云质泥岩进行了碎屑锆石U-Pb定年、X衍射及主微量地球化学分析,以揭示白云质泥岩的岩石成分及物源信息。通过碎屑锆石年龄显示,特征峰值主要集中在473~236 Ma,972~750 Ma,1 436~1 114 Ma,1 983~1 628 Ma和2 635~2 253 Ma,与川西中-上三叠统地层有较高的相似性,而与川东存在较大区别,结合岩相古地理特征指示物源为秦岭造山带、扬子板块西缘龙门山岛链局部剥蚀区。镜下特征、X衍射及主量元素特征则表明岩石中含少量白云石,粘土矿物主要为伊利石。通过微量、稀土元素分析则显示白云质泥岩碎屑物质主要来自于长英质岩石,且川西中-上三叠统地层有向稳定构造型碎屑物源过渡的趋势。白云质泥岩与川西中-上三叠统地层REE配分曲线相似,而与“绿豆岩”存在明显差异,指示川西三叠纪碎屑来源较为相似,但受到华南火山活动的影响较小。

2018 Vol. 53 (2): 638-660 [摘要] ( 154 ) [HTML 1KB] [PDF 9589KB] ( 110 )
661 田涛 倪志耀 潘登 张虹 王阳阳
冀北康保晚古生代花岗质岩浆作用年龄数据及构造意义

冀北康保位于华北克拉通北缘中段,北靠古亚洲洋构造域(中亚造山带)。区内出露有小西沟、前孟家地、石柱梁、三老虎、新村和西五福堂等6个晚古生代花岗岩体,它们的锆石U-Pb年龄分别为260.6±1.6 Ma、264.1±1.7 Ma、269.5±2.7 Ma、276.3±1.9 Ma、280.4±2.0 Ma和284.7± 1.7 Ma等,表明这些花岗岩体形成于早-中二叠世。晚古生代(早-中二叠世)花岗岩体在冀北康保有规律地出露,应该与古亚洲洋的构造演化有关,可能反映了古亚洲洋的俯冲消减作用具有多期次的特点。

2018 Vol. 53 (2): 661-667 [摘要] ( 198 ) [HTML 1KB] [PDF 5081KB] ( 79 )
678 杜欣 吴明安 周涛发 张舒 张赞赞 汪晶
安徽庐枞盆地南部A型花岗岩成因探讨

长江中下游成矿带A型花岗岩与铀(金)矿床(化)具有密切的时空关系,目前关于A型花岗岩的成因存在较大争议,开展A型花岗岩的成因研究将有助于探讨其与铀(金)矿床的成因联系,为长江中下游成矿带寻找此类矿床提供依据。本文选取了庐枞盆地南部的城山岩体、何家凹岩体和梅林岩体3个典型A型花岗岩体为研究对象,开展了详细的野外观察及室内地球化学分析工作,结合前人的研究成果,深入讨论了这些A型花岗岩的成因。研究结果表明:城山岩体、何家凹岩体及梅林岩体侵位于127 Ma,为庐枞盆地最晚一次岩浆事件的产物,属于A型花岗岩,它们为同源岩浆演化的产物,源区以相当于董岭群的变沉积岩为主并夹杂少量地幔物质,岩浆演化过程以分离结晶作用为主,斜长石和钾长石为主要的分离结晶相。

2018 Vol. 53 (2): 678-696 [摘要] ( 194 ) [HTML 1KB] [PDF 5690KB] ( 71 )
697 孙海涛 谢瑞 钟大康 任影 杨雪琪 钟泞聪 姜杨锦丰
中上扬子地区震旦纪末期古海洋环境研究的若干问题

本文通过调研大量文献,系统梳理了前人关于中上扬子地区震旦纪灯影期古海洋环境特征的研究方法和主要认识,特别是关于古海水的氧化还原条件、古温度和古盐度等3个要素。结果表明,震旦纪灯影组沉积时期,中上扬子地区的古海洋是一个水深较浅、并逐渐趋于氧化的浅海水体环境;古海水温度为7.0 ℃~38.6 ℃,且在灯影组晚期升高,主要为亚热带气候;海水盐度较新元古代早期有降低的趋势,但仍为海相环境,且灯影组二段和灯影组四段时期盐度相对更大。震旦纪灯影组沉积时期的古海洋环境在地质演化历史中具有重要的时空意义,能够为解释当时地球的气候条件和生物演化等方面的重大变化提供依据。现阶段研究中的问题包括:1)缺乏同时期古海洋氧化还原环境的区域对比;2)古海水绝对深度的研究十分薄弱;3)缺乏古海水盐度的直接指示依据。建议开展高分辨率古环境指示参数垂向序列和多剖面横向对比的研究,尝试定量分析氧气浓度随古海水绝对深度的变化规律,探索指示古海水盐度的直接依据。

2018 Vol. 53 (2): 697-713 [摘要] ( 178 ) [HTML 1KB] [PDF 1679KB] ( 82 )
714 祁滢 张志刚
陨石撞击成因气凝球粒及撞击烟柱的化学特征

陨石撞击地球表面往往产生灾难性的影响,然而这种影响往往很快地被地表活跃的地质与生物营力所抹去。撞击事件所产生的烟柱,携带大量气体、液滴和尘埃抛溅到距离撞击坑很远的地方,这些烟柱冷凝后成为球形颗粒被保存到地层中,为还原地球早期撞击事件、评估其对环境的影响提供了重要证据。本研究聚焦于撞击烟柱中高温矿物气体冷凝而成的气凝球粒,仔细分析了其中原生尖晶石相的化学成分特征,并以此为窗口推测了烟柱中的气体成分、氧逸度等。我们的研究表明,由于气凝球粒中尖晶石Fe3+/FeTOT的比值往往很高,而单纯矿物气液平衡本身过于还原,因此气凝球粒的形成需要有撞击烟柱中混杂的空气参与作用。气凝球粒也因而在一定程度上提供了地球早期大气中氧逸度变化以及撞击烟柱不均一性的记录。这一推断与前人依据实验和地球化学分析得到的推测一致,为关于气凝球粒形成机制的数值模拟研究提供了重要启示。

2018 Vol. 53 (2): 714-725 [摘要] ( 144 ) [HTML 1KB] [PDF 1790KB] ( 67 )
726 毛子强 方小敏 宋春晖
日本樱岛火山灰玻璃碎屑形态特征研究

火山灰年代学是控制地层年代最简单可靠的直接手段,近年来在磁性地层、构造演化和古气候环境、考古等研究中被广泛重视和应用,经常成为最关键的要素。然而对其在地层中的识别常常产生较大分歧,制约了对年代的控制及与此相关的许多科学问题的解决。火山玻璃作为火山灰中的常见和标签物质,是识别火山灰最直接可靠的材料。日本强烈的第四纪火山活动和清晰连续的火山灰沉积在这方面具有代表性。本文利用光学显微镜和扫描电镜,对日本樱岛第四纪晚期典型火山灰中的火山玻璃形态和表面结构特征进行观察分析,总结出火山玻璃碎屑的外部形貌为独特、醒目的各种玻璃碎片状,呈各种大小和形态的带有气孔的曲面或弧面尖棱角状颗粒,如锋利的长条状、各种多边形粒状、片状(月牙状、三角状、多边形状等)和三交面状等,表面特征为各种与火山喷发炸裂作用相关的光滑或弱贝壳状断口的曲面,及与火山喷气有关的各种孔洞、管槽、小圆坑、椭圆形坑和眼状坑。其中眼状坑和三交面状这两种特殊表面形态分别只在安山质和流纹质火山灰中出现,为准确识别中-酸性火山灰及其类型提供了微观形态学鉴定标志。

2018 Vol. 53 (2): 726-738 [摘要] ( 169 ) [HTML 1KB] [PDF 7048KB] ( 63 )
739 王珊珊 周可法 周曙光 陈艺超
风化面、荒漠漆及地衣在岩矿表面对高光谱遥感的影响

地表风化产生的表面覆盖层、风吹送的尘埃、胶结物或附着物在岩矿表面形成的外壳是影响地表高光谱遥感识别和反演的重要和关键因素。本研究区位于干旱缺水的新疆西准噶尔包古图地区,对岩矿表面的风化面、胶结物形成的荒漠漆、附着于岩面的地衣和原岩的新鲜面进行了波谱测定分析、X射线荧光元素分析和光薄片镜下观察。结果表明:该地区的大部分岩石表面有风化层覆盖,主要为物理风化,少部分岩石表面发生了化学风化;荒漠漆波谱在可见光波段改变原岩本身的波谱形态,但在短波红外波段,保持原岩波谱特征只改变了反射率大小,并不影响对原岩矿物质的高光谱探测;地衣附着于岩表的波谱特征不仅改变了波谱反射率,还完全改变了原岩的波谱形态,对原岩表面波谱有混淆干扰作用。岩矿表面的研究是波谱测量从实验室走向野外实际应用的基础,也是利用高光谱遥感技术直接进行矿物识别、相似矿物的区分以及提取矿物含量和化学成分研究的最初和关键一步。

2018 Vol. 53 (2): 739-748 [摘要] ( 187 ) [HTML 1KB] [PDF 6158KB] ( 47 )
749 邱登峰 云金表 刘全有 刘佳宜 李孔亮
石英电子自旋共振(ESR)的地学研究现状与展望

电子自旋共振(ESR)是一种对断层物质、燧石、火山灰和沉积物(水系、风成、冰川)定年的重要方法,它广为接受的测年范围为第四纪。对断层泥和沉积物样品,石英ESR信号的不完全归零往往使ESR年龄偏老,多重ESR中心法和颗粒大小“平顶判据”是判断信号归零特征的两种有效方法。为将ESR测年范围拓展至前第四纪,通常采用石英氧空位在加热转化后极大增强的E’心作为测年信号,但由于石英氧空位形成转化机理不明确,加热后增强的ESR信号与地质年龄的相关性有待进一步验证。近期研究表明石英ESR的封闭温度为49 ℃~82 ℃,可在比磷灰石(U-Th)/He更低的温度区间内研究地球近地表的构造演化过程。释光技术热年代学研究发展迅速,与之测年原理接近的ESR在低温热年代学领域展现了良好的应用前景,它与释光及磷灰石(U-Th)/He可相互比对、共同提高地球近地表构造和地形演化问题的分析精度。

2018 Vol. 53 (2): 749-764 [摘要] ( 169 ) [HTML 1KB] [PDF 1748KB] ( 85 )
765 于深洋 刘丽静 杨芝林 丁奕 李越
新疆阿克苏寒武系吾松格尔组造迹行为的单调性

除某些蓝细菌之外,绝大多数白云岩中很难出现底栖后生动物化石。位于塔里木板块北部新疆阿克苏地区肖尔布拉克剖面的寒武系第二统吾松格尔组岩性以白云岩为主夹少量灰岩,属广阔浅潮汐带大面积强蒸发高盐度云坪环境而不利于底栖和游泳的后生动物群生存。本文首次报导该层位中一个低分异度的遗迹类群,它们均产出于薄层泥晶灰岩,鉴定遗迹属包括:Chondrites,Helminthopsis,Skolithos,Stelloglyphu,Taenidium,Thalassinoides,其形态均为小型简单的动物潜穴,属于古生代浅海地层中的常见分子;薄层灰岩中还见少量三叶虫和密集产出软舌螺。吾松格尔组白云岩沉积期海水高盐度环境在很大程度上不但抑制实体化石保存的底栖型和游泳型后生动物,也同样抑制没有实体化石保存的后生动物型遗迹造主栖居,遗迹化石的造主和带壳后生动物只能在正常盐度和动荡环境的薄层灰岩沉积期短暂迁移到此。本实例从环境角度诠释生物进化的制约机制,云坪不是后生动物的理想生态条件,这在寒武纪早期生命大爆发过程中就已经显现出来。

2018 Vol. 53 (2): 765-773 [摘要] ( 169 ) [HTML 1KB] [PDF 4777KB] ( 42 )
774 吴海威
用化石天长计算地球年龄的方法及意义——如何理解地球年龄

天长(一天时长)是地球自转速度的直接反映。古生代—中生代化石记录的天长数据表明,古生代—中生代期间的天长随时间呈线性增加。根据角动量守恒定律,这意味着同时段地球自转速度呈线性衰减。如果把这个趋势应用于地球历史的全过程,计算结果为4.519~4.495 Ga,与目前公认的地球绝对年龄4.54 Ga一致。这意味着,从这个时间点起,地球有一种自转速度衰减的总趋势。地球自转速度衰减年龄等值于地球年龄说明:1)所测量的陨石样本生成的时间(表征地球年龄)与地球受月球吸引形成自转减速的时间几乎相同。这意味着地—月体系形成之前的地球比该陨石表征的地球年龄更为古老。2)地球、月球、自转速度衰减时长,三者的年龄呈现等值状态,因而此结果与月球起源于大碰撞的假说可以匹配。

2018 Vol. 53 (2): 774-780 [摘要] ( 190 ) [HTML 1KB] [PDF 432KB] ( 86 )
地质科学


《地质科学》荣获“2016中国国际影响力优秀学术期刊”
《地质科学》被“中国科技核心期刊” 收录证书2016
《地质科学》被“中国学术期刊影响因子年报” 收录证书2016
《地质科学》荣获“2015年中国国际影响力学术期刊”
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我刊编委丁林研究员当选中国科学院院士
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