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地质论评 2019年第03期杂志 文档列表

地质论评杂志学术讨论

青藏高原软流圈与特提斯洋板块俯冲521-532

摘要：由于缺乏足够的青藏高原内部观测的地震数据,难以对地壳上地幔构造进行准确的地震体波三维层析成像。在中国西部设有412个地方地震台站,2005~2008年观测仪器全部实现了数字化,为解决地震体波层析成像的观测数据问题提供了新的可能性。经过收集和整理这些地方地震台2009~2015年的数字化观测数据,得到了通过青藏高原的足够地震射线和对应的走时数据,处理后在北京和美国进行了三维层析成像计算,取得了一致的结果。利用地方地震台站的数据开展青藏高原地壳地震波速度的三维层析成像研究,得到1°×1°×20 km网格的纵波三维速度结构图像,揭示了青藏高原地壳上地幔波速结构特征。三维层析成像研究结果表明,青藏高原岩石圈地幔的速度变化很不连续,与软流圈没有连续的分界面。青藏高原软流圈内局部的高速和低速异常密集分布,与克拉通地区均匀分布的模式不同。这种软流圈内异常密集分布的模式,是新生代以来特有的大规模能量交换和物质运动的反映。成像结果发现在高原软流圈底部有一个清晰和稳定的高波速异常,它是现今特提斯洋板块的反映,纬度在28°~40°N之间。根据印度板块和特提斯洋板块的推进运动速度的估计,可以把现今特提斯洋板块构造模型沿时间轴反推回50 Ma和100 Ma以前,得到反映特提斯洋板块演化和青藏高原上地幔地质作用过程的模式。此模式说明,在50 Ma前特提斯洋板块已经俯冲到青藏高原软流圈,然后慢慢地下沉到软流圈底部。根据这个新生代青藏高原上地幔地质作用过程的反推模式,对不同时期特提斯洋板块和印度板块陆-陆俯冲前沿进行了定量的定位。这个作用过程的模式对板块构造学说以往的认识有一个重要突破:不认为所有的大洋板块都会俯冲到上地幔底部,宽度较小、俯冲速度较快的特提斯洋板块可能只俯�

大巴山地区晚奥陶世-早志留世“宜昌上升”的沉积响应533-550

摘要：奥陶纪-志留纪之交,大巴山地区处于宜昌上升的"湘鄂西水下隆起"和西乡上升的米仓山地区之间,长期以来缺乏系统的沉积特征研究。对此,本文从沉积学角度出发,对该地区晚奥陶世临湘组-早志留世龙马溪组沉积特征进行垂向上分析,并开展横向上对比。结合前人的古生物研究成果,笔者等认为该地区晚奥陶世-早志留世存在两幕次的构造-沉积响应,时间上与宜昌上升同步,第一幕发生在凯迪早期临湘组沉积时期,波及范围广,为主幕,主要与扬子北缘扬子板块向华北板块持续俯冲有关,为扬子北缘被动大陆边缘前陆隆起向陆地一侧迁移的结果;第二幕发生在赫兰特期观音桥段沉积时期,可能还包含了凯迪末期和鲁丹早期,为次幕,由赫兰特期冰川作用导致海平面下降所致,位置上大体上与第一幕重合。大巴山东段神农架地区的局部抬升事件是扬子东南缘广西运动远程效应和扬子北缘扬子板块向华北板块俯冲共同作用的结果。这些成果认识对扬子北缘大巴山地区奥陶纪-志留纪之交的构造-沉积演化研究具有重要的地质意义。

二叠纪泛大陆球壳三维力学模拟及其构造意义551-557

摘要：二叠纪时期,泛大洋包围泛大陆并向其俯冲,在此背景下泛大陆内部洋盆呈现剪刀差式旋转关闭,并具有此消彼长的特征。前人通过自俯冲平面模型来解释泛大陆裂解过程中裂谷盆地的成因和泛大陆内部简单的应力状态,但是该模型与实际的地质背景相差较大。本文通过球壳三维模型,并考虑非洲核幔边界低速带以及阿拉伯地幔柱对泛大陆的影响,建立了二叠纪时期泛大陆所处的力学模型,模拟了泛大陆形成后古特提斯洋盆俯冲、关闭对大陆内部产生的应力应变影响。模拟结果显示三维球壳模型能够较好地解释该时期中亚区域发育的大型断裂、残余洋盆,也支持古特提斯洋盆剪刀差式关闭、新特提斯洋盆从古特提斯洋盆被动陆缘后侧张开的地质现象;非洲-阿拉伯板块的地幔垂向作用为新特提斯洋盆的张开提供了力学支持。由于在泛大陆分裂过程中,新老洋盆此消彼长、早期洋盆剪刀差式关闭的模式并不仅局限于古特提斯-新特提斯洋,本模拟结果可适当推广到其他洋盆。

柴达木盆地英西地区渐新统硫酸盐硫同位素组成及其地质意义558-572

摘要：对柴达木盆地英西地区渐新统沉积环境和硫酸盐硫同位素组成进行了研究,刻画了硫化氢气体的形成机理及其对储层的改造作用,提出英西地区渐新统发生的TSR为其硫酸盐硫同位素组成的主控因素之一,并对储集层物性具有一定的改善作用。主要取得3项进展:①研究区为干旱气候、缺氧还原环境的咸化半深深湖沉积。Sr/Ba平均值为6.71,Fe/Mn平均值为44.35,(Fe+Al)/(Ca+Mg)平均值为0.45,以咸化半深-深湖沉积为主;Sr/Cu平均值为148.24,为干旱气候;U/Th平均值为0.55, w(V+Ni+Mn)平均值为495.77μg/g, V/(V+Ni)平均值为0.63,Ni/Co平均值为2.28,Cu/Zn平均值为1.00,为缺氧还原环境;②研究区硫酸盐硫同位素δ34S偏重,主要受控于沉积环境和TSR硫同位素的分馏作用。硫酸盐种类主要包括硬石膏、芒硝、钙芒硝、天青石和重晶石等,以硬石膏分布最为广泛,其硫同位素δ34S平均值为32.23‰,较同期海水明显偏重;③TSR对储集层物性、孔隙的连通具有一定的改善作用。TSR的产物H2S具有较强的溶蚀能力,可进入酸性流体难以进入的极小空间进行溶蚀改造,虽然其伴生的方解石沉淀可占据一定量的储集空间,但硫酸盐的消耗可产生一定量的次生孔隙,对储集层物性起到改善作用。

班公湖-怒江缝合带西段昂龙岗日地区沙木罗组火山岩的岩石大地构造学研究573-588

摘要：班公湖-怒江缝合带作为青藏高原的主缝合带之一,其研究对班公湖-怒江特提斯洋的演化和造山带的研究具有重要意义。本文首次对该缝合带西段昂龙岗日地区沙木罗组火山岩进行系统的野外地质调查,并结合全岩地球化学分析,探讨火山岩的成因、构造环境及地球动力学背景。沙木罗组火山岩从底部至顶部共划分出3个火山喷发亚旋回,岩性为安山岩和安山质火山碎屑岩。地球化学分析表明3个亚旋回的火山岩均为钙碱性系列,LREE和不相容元素相对富集,而相对亏损HREE和Nb、P、Ti等高场强元素,具岛弧火山岩的地球化学特征。第一喷发亚旋回火山岩具典型的高镁安山岩特征,暗示是大洋板块俯冲作用的产物,从第一喷发亚旋回至第三喷发亚旋回构造环境由大洋岛弧过渡为大陆边缘弧,火山岩形成于大洋地壳向大陆地壳之下俯冲的背景,且洋壳初始俯冲的时间不晚于晚侏罗世末。岩浆起源于受俯冲板片流体交代的亏损地幔-弱富集地幔,来自俯冲板片的流体上升,引起上覆地幔楔物质发生部分熔融,形成幔源岩浆,在密度差的作用下幔源岩浆向上运移,底侵下地壳,引发下地壳物质发生部分熔融,并与之发生混合作用,形成了研究区火山岩的母岩浆,在岩浆源区或岩浆上升过程中遭受了地壳物质的混染作用,且岩浆演化以部分熔融作用为主,结合区域大地构造背景认为沙木罗组火山岩的形成与班公湖-怒江特提斯洋盆向北向羌塘地块之下俯冲关系密切,沙木罗组角度不整合覆盖在木嘎岗日岩群之上不能作为班公湖-怒江特提斯洋盘闭合的证据。

地质论评杂志通讯资料·消息报道·新书介绍

首届中国东部第四纪冰川遗迹学术研讨会在沂蒙山世界地质公园顺利召开588-588

摘要：2019年5月10日至12日,由沂蒙山国家地质公园管理局组织召开的中国东部第四纪冰川学术研讨会在山东省沂蒙山世界地质公园龟蒙景区顺利召开。南京大学杨达源教授,中国石油大学(华东)吕洪波教授,山东省地质矿产勘查开发局总工程师宋明春研究员,山东省第七地质矿产勘查院周登诗研究员,自然资源部第一海洋研究所徐兴永研究员,青岛大学张建伟教授,中国地质科学院苏德辰研究员,河南省地质调查院张忠慧教授级高工,河南地矿技术学院张先教授,庐山世界地质公园管理委员会谢玲超副主任、熊卫强工程师、《地质论评》常务副主编章雨旭研究员和山东指南针矿产勘查有限公司总经理徐华祥先生等20余位专家、学者参加。

地质论评杂志学术讨论

相图对广西栗木花岗岩斑晶及起源岩浆的热力学形成条件的分析589-602

山东蒙山冰川遗迹的类型、特征和年代--答王乃昂教授、李吉均院士质疑603-622

摘要：鉴于王乃昂教授、李吉均院士等否定了蒙山拦马墙等冰川遗迹的冰川成因,本着学术的辩论是接近科学真相的有效途径,故撰写本文。重点就王乃昂教授在其论文中采用人工采样坑作为地震撞击坑的证据问题、冰川擦痕认知的局限性问题进行了阐述。详细描述了蒙山存在的擦痕、颤痕、新月形裂纹、新月形裂口、新月形凿口、钉头鼠尾擦痕等类型丰富的冰川遗迹,并与四川海螺沟现代冰川槽谷各类擦痕、美国缅因州的颤痕等进行了对比。就争议较大的拦马墙巨石垄的组构特征、形成过程与形成时代进行了研究分析。在此基础上就冰川与洪水、泥石流之间的动力学差异进行了讨论。研究发现,脱离了"冰是固体"这一基本的认知范畴,必然导致泥石流论的泛滥。蒙山类型丰富、形迹清晰的冰川擦痕,为我国第四纪冰川遗迹的研究提供了实物样本。

宁夏固原寺口子剖面色度记录的29Ma以来气候演化623-631

摘要：宁夏自治区南部固原寺口子剖面位于青藏高原东北缘,记录了青藏高原隆升、扩展与区域气候变化之间的相互作用过程,重建该地区气候演化历史对于揭示高原隆升与全球气候变冷对亚洲大陆腹地干旱化的影响具有重要意义。通过对寺口子剖面晚渐新世-第四纪地层沉积物色度(a~*、b~*、L~*)的系统测量,建立了29~0.5 Ma颜色指标变化序列,结合研究区内已发表的磁化率、孢粉和总无机碳数据,揭示出该区域气候经历了四个阶段:29~24.8 Ma为最湿热阶段、23.8~18 Ma为较湿热阶段、18~5 Ma为逐渐变冷阶段、5~0.5 Ma为快速变冷阶段。剖面记录了25~24 Ma、18 Ma、5 Ma两次显著的气候变冷事件和3 Ma气候变暖事件。结合青藏高原东北缘新生代盆地气候代用指标,发现这些气候变冷事件和3 Ma气候变暖事件具有区域性。通过对比深海氧同位素记录、北太平洋粉尘通量记录、青藏高原构造隆升事件和研究区气候演化特征,我们认为青藏高原隆升和全球气候变化共同控制了区域气候演化,但在不同时期所起作用有所差异。

济阳坳陷沾化凹陷沙一下亚段优质烃源岩成因分析632-644

摘要：沾化凹陷发育沙四上亚段、沙三下亚段和沙一下亚段3套烃源岩,前人对沙一下亚段烃源岩未进行深入研究。本文利用有机地球化学方法对沾化凹陷沙一下亚段烃源岩品质进行分析,研究表明沙一下亚段烃源岩有机质丰度高、干酪根类型以Ⅰ型为主,为优质烃源岩;烃源岩沉积中心位于渤南洼陷,但孤南洼陷烃源岩品质最好。孤北洼陷和孤南洼陷的部分烃源岩达到大量排烃阶段,所以勘探开发研究应重视来自沙一下亚段烃源岩的贡献。沉积环境分析表明,沙一下亚段沉积期沾化凹陷构造沉降速率较小,气候为北亚热带至暖温带中等偏干旱气候,均不支持形成优质烃源岩。沙一下亚段高品质烃源岩的形成的主要原因是高盐度导致湖泊的高生产力和良好的水体分层。湖盆高盐度是由于鲁佩期的海侵导致,海侵沿孤南洼陷-孤北洼陷-渤南洼陷的方向推进,导致孤南洼陷虽然不是沉积、沉降中心,但烃源岩品质最好。

以地貌单元为依据的工程地质分区研究--以武汉市都市发展区城市地质研究为例645-652

摘要：第四纪时期的构造运动和气候变化等具有明显的阶段性特点,地貌单元即是阶段性地质演化的宏观体现。不同地貌单元的构成土体具有特定的岩性、成因、结构、构造等组合及水文地质特征。通过对武汉市地貌、第四纪地质特征(地层、成因、岩性等)及土体工程地质性质等综合调查,发现地貌单元对工程地质条件具有明显的宏观控制意义。进而提出一级地貌分区即地貌区可作为工程地质分区的依据,二级地貌分区即地貌成因类型单元可作为工程地质亚区的划分依据。据此原则,将武汉都市发展区划分出4个工程地质区和14个工程地质亚区。并根据不同地貌单元的第四纪沉积物岩性、成因及沉积环境对各个工程地质区和亚区的工程地质特性进行了讨论。

鲁中山区下寒武统朱砂洞组似层状含水层成因分析653-663

摘要：下寒武统朱砂洞组含水层是鲁中山区主要供水目的层之一,多具承压性、成井率高,地下水富集表现出"似层状"特征。通过岩石样品化学组分取样分析、水文地质调查及资料整理、实测地层剖面、滑脱构造地质点详细观测,对朱砂洞组含水层水文地质特征进行研究。结果表明:鲁中山区朱砂洞组含水层厚度20~80 m,且自东向西呈减薄趋势,含水层多具承压性。朱砂洞组含水层碳酸盐岩可溶组分含量高达84.6%,构成了溶蚀发育的物质基础;沿太古宇-寒武系不整合面发育的滑脱构造带,朱砂洞组底部顺层形成不同规模的层间虚脱、构造带内部则发育碎裂岩带或揉皱带。外源补给、径流的地下水在溶蚀空隙、层间虚脱、碎裂岩带及揉皱层间空隙内赋存,形成了地下水相对均一的"似层状"富集状态。

地质论评杂志窥斑速报

湖南杏枫山金矿区首次发现高品位的钨矿体664-670

摘要：湖南隆回县杏枫山金矿床位于雪峰山弧形构造隆起带的中段,白马山岩体南缘,是一产于新元古界浅变质岩中的石英细脉型金矿,目前已开采了30余年。最近,笔者在该金矿区新发现了矽卡岩和高品位的钨矿体,这类矽卡岩型钨矿床,明显不同于雪峰山一带广泛分布的石英脉型钨矿床。该区矽卡岩在矿区非常发育,主要呈层状、似层状产出,与地层呈整合接触;白钨矿主要是以条带状、脉状充填于矽卡岩之中,少量分布于含金的石英脉中;该区钨矿石的品位高,所有中段矿石WO3平均含量均在0.5%以上,部分中段可达到3.0%以上。初步研究显示,该区矽卡岩为一还原性矽卡岩,结合其层状产出特征,可推断杏枫山为一品位高、资源潜力大的钨矿床。杏枫山金矿区矽卡岩和钨矿体的发现,不仅具有十分重要的经济价值和社会效益,而且对认识湘中地区岩浆岩的演化与钨、金成矿,也很有价值。

地质论评杂志科技述评

海洋沉积物中氧化还原敏感元素对水体环境缺氧状况的指示作用671-688

摘要：近年来由于人为污染水体富营养化加剧,缺氧区面积不断增大,利用沉积物中氧化还原敏感元素反演水体缺氧情况已经发展成为海洋化学领域的热点研究方向。本文详细阐述了氧化还原敏感元素的富集机制,并总结了利用沉积物中氧化还原敏感元素在不同氧化还原条件下的富集程度反映海水缺氧程度和底质氧化还原状况的一系列指标,如Re/Mo、Cd/U、Th/U、V/Sc、V/(V+Ni)值,U-Mo共变模型,δ98/95Mo,多指标微/痕量元素模型以及氧化还原敏感元素-有机质共变模型等。沉积物中Re、Mo含量、Re/Mo值、自生Mo/U值、Th/U值对上层水体缺氧和氧化条件区分良好,可定量指征上层水体的缺氧情况。沉积物中Re含量近似于1ng/g(地壳值),Mo含量>1μg/g(地壳值),Re/Mo值接近0.3×10^-3,Mo-U富集系数比为(0.1~0.3)×现代海水,Th/U值>2,可指示氧化环境;Re含量在10~30 ng/g,Mo含量近似于1μg/g,Re/Mo值10×10^-3~30×10^-3,Mo-U富集系数比>1×现代海水,Th/U值在0~2范围内,可指示缺氧环境;Re含量>30 ng/g,Mo富集达到20~40μg/g,Re/Mo值接近0.7×10^-3(海水中Re/Mo值),Mo-U富集系数比为(3~10)×现代海水,可指示极度缺氧的硫化环境。MoEF-UEF交会对数坐标图、氧化还原敏感元素-有机质共变模型指标可定性分析上层水体的缺氧情况;V/(V+Ni)值对于次氧化沉积物指示效果不佳;Cd/U值在次缺氧条件下的变化机制复杂,还需进一步研究。生物扰动、成岩作用、人为污染、水体局限、高有机碳通量、Fe、Mn氧化物循环等因素通过影响氧化还原敏感元素在沉积物中的富集与迁移,从而影响氧化还原敏感元素指标的应用,应剔除有机质吸附与陆源输入等非自生部分的影响,结合各种指标互相印证,综合判别水体氧化还原状态。

深水砂质碎屑流沉积:概念、沉积过程与沉积特征689-702

摘要：在总结国内外相关文献的基础上,对砂质碎屑流的相关概念、沉积动力学过程及沉积特征进行系统梳理,并对争议问题进行了讨论。砂质碎屑流是一种富砂质具塑性流变性质的宾汉塑性流体,代表一个从黏性至非黏性碎屑流连续系列,具有中-高碎屑浓度(体积浓度25%~95%)、较低的泥质含量(体积浓度可低至0.5%)、湍流不发育。其沉积物以块状砂岩、含碎屑逆粒序砂岩沉积为代表,局部可见滑动剪切构造和液化漩涡构造。砂质碎屑流的形成多经历滑动→滑塌→砂质碎屑流→浊流的有序演化过程;滑水作用和基底剪切润湿作用是克服砂质碎屑流与基底剪切摩擦拖拽的重要机制,流体强度则是克服上覆环境水体混入稀释的重要原因;砂质碎屑流头部和边部优先固结沉积,进而控制流体整体沉降。砂质碎屑流是形成深水块状砂岩的主要原因之一,砂质碎屑流在相对低流体效率的深水重力流沉积环境广泛发育。

地质论评杂志研究进展

贵州兴义烂滩剖面中-上三叠统之交鱼类微体化石和牙形石生物地层703-712

摘要：贵州兴义烂滩剖面位于扬子地台西南缘,在该剖面第6层中发现3类辐鳍鱼牙齿化石,其伴生有介形类Cavellina jangyouensis,在12层中发现软骨鱼类鱼鳞化石和2类辐鳍鱼牙齿化石,在第14发现大量的粗菊石Trachyceras sp.。在该剖面上建立了2个牙形石带,自下而上分别为:Paragondolella polygnathiformis和Paragondolella tadpole带。根据牙形石特征,把中晚三叠世拉丁和卡尼期的界线定于12层底部。该剖面为该区中上三叠统之交的地层提供了较好的生物地层格架,对地层时代划分及区域对比具有重要意义。

冀北窟窿山流纹斑岩锆石SHRIMP U-Pb年龄、地球化学特征及地质意义713-728

摘要：冀北窟窿山流纹斑岩位于赤峰-开原断裂以南、尚义-平泉断裂带以北的华北克拉通北缘隆起带和沽源-红山子铀成矿带的西南段,主要分布于窟窿山北西部,出露面积约25 km^2。本文通过SHRIMP锆石U-Pb定年和主量元素、微量元素、稀土元素、Sr-Nd-Pb-O同位素组成测试,查明流纹斑岩形成的地质时代,探讨流纹斑岩的物质来源和形成的构造背景,分析流纹斑岩与铀矿化的关系。分析结果显示:流纹斑岩SHRIMP锆石n(206Pb)/n(238U)年龄为138.4±1.3 Ma(n=12,MSWD=0.25),属早白垩世早期;流纹斑岩具有高硅、富钾、钠,高FeOT/MgO值,贫Al、Mg、Ca、P的高分异特征,属准铝质-弱过铝质高钾钙碱性系列岩石,在SiO2-[(Na2O+K2O)-CaO]和SiO2-FeOT/(FeOT+MgO)图解中落于A型花岗岩区;∑REE含量较低,Eu负异常明显,具轻稀土富集型稀土配分曲线特征,富集Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf、Y等元素,亏损Sr、Ba、P、Ti等元素,10000Ga/Al=3.74~4.29(>2.6),Zr+Nb+Ce+Y=374×10-6~402×10^-6(>350×10^-6),显示A型花岗岩微量元素的特征。流纹斑岩的[n(87Sr)/n(86Sr)]i值变化范围较大(=0.690385~0.724000),εNd(t)值较低(=-16.2~-14.9)、TDM2较大(=2163~2244 Ma),Pb同位素比值较低{[n(206Pb)/n(204Pb)]i=16.893~16.922、[n(207Pb)/n(204Pb)]i=15.393~15.424、[n(208Pb)/n(204Pb)]i=37.716~37.771},在铅同位素图解中窟窿山流纹斑岩同时带有下地壳物质和富集地幔印记;Δ18ov-SMOW=3.5‰~4.9‰,低于正常地幔的Δ18ov-SMOW值(=5.3‰±0.3‰),具低氧流纹岩特征。Sr-Nd-Pb-O同位素特征显示,流纹斑岩可能是源于DMM型、EMI型地幔和少量古老下地壳混合形成的年轻下地壳部分熔融的产物,而且与高温热液蚀变有关。对比表明,窟窿山流纹斑岩与中国东部绝大多数与火山岩有关的热液型铀矿的赋矿围岩时代一致,特别是与沽源-红山子铀成矿带西南段张麻井铀矿的赋矿流纹斑岩特征一致,而且在流纹斑岩的接触带内已揭露到铀矿化,�

中国含煤盆地浅-中深部现今地应力特点和分布规律729-742

摘要：在煤炭开采和煤层气勘探开发过程以及其他地质工程活动中,现今地应力是一个不可忽略的地质因素。本文收集和估算了中国六个不同含煤盆地1300 m以浅的现今地应力数据,对中国含煤盆地的浅-中深部的地应力特点和地应力分布规律展开研究。研究表明:①东部地区走滑应力场(σ_H>σ_V>σ_h)占比高,向西北地区逐渐降低;中-高应力场占比在中国各含煤盆地差异比较小;②地应力场类型和地应力量级与埋深有关,随着中国含煤盆地开采深度的增加,正常应力场(σ_V>σ_H>σ_h)逐渐占据主导作用,地应力量级也逐渐加大;③通过侧压系数对比,将现今中国含煤盆地浅-中深部地应力强度分为:东北地区高应力区、两淮地区中-高应力区、滇东黔西和沁水盆地中应力区以及鄂尔多斯盆地(东缘)和准噶尔盆地(南部)低应力区;④板块俯冲形成了中国含煤盆地地应力强度东强西弱的分布格局,南北走向的吕梁山是中国北部东西应力强度的分界线;⑤地应力强度向着远离应力源的方向减弱,这种变化规律在中国大陆以及在某个应力分区内(如在沁水盆地和滇东黔西地区)皆有表现。