地質(zhì)學(xué)

烏拉特后旗測老廟坳陷早白堊世古流向分析

馮雪東，呂洪波，張海春，等

摘要：目的：位于狼山以北的測老廟地區(qū)是內(nèi)蒙古西部巴音戈壁盆地群東部邊緣的次級坳陷，面積850 km2，沉積主體為白堊紀(jì)陸相碎屑巖。前人在該坳陷內(nèi)的沉積相模式分析以及水文地質(zhì)研究等工作均認為：測老廟坳陷下白堊統(tǒng)巴音戈壁組的物源區(qū)主要是坳陷東南側(cè)的狼山，意即狼山在早白堊世就已經(jīng)隆起。幾十年內(nèi)，這個模式一直作為指導(dǎo)思想影響著該地區(qū)找礦勘探方向，但找礦效果均不佳，造成了極大的財力、物力和人力資源的浪費。早白堊世巴音戈壁期狼山尚未隆起，無法充當(dāng)測老廟坳陷的主要物源區(qū)。本文以古流向測量及恢復(fù)為主要分析方法，結(jié)合沉積相模式分析，論證測老廟坳陷巴音戈壁期古流向特征及其碎屑巖物源區(qū)，并推斷狼山隆起時代的下界。方法：筆者等在測老廟坳陷露頭區(qū)對下白堊統(tǒng)巴音戈壁組碎屑巖進行了大規(guī)模的古流向測量工作，所涉及到的沉積構(gòu)造包括波痕和前積紋層兩類。其中，波痕主要為發(fā)育在濱淺湖露頭處的不對浪成稱波痕，形態(tài)多為直脊型，其緩而長的迎水坡代表湖盆方向，短而陡的背水坡代表陸地方向；前積紋層包括兩種：一種是在薄層河流相砂礫巖中發(fā)育的小型前積紋，另一種是在辮狀河三角洲前緣亞相發(fā)育的大型前積層，二者的傾向均代表古水流的下游方向。本次研究所測量的野外露頭共48 處，在整個坳陷內(nèi)，古流向測量露頭的分布密度達到1 個（組）/18.5 km2。研究過程中，依46 組前積紋層和5 組波痕測得共計51 組數(shù)據(jù)。利用室內(nèi)赤平投影的方法：恢復(fù)古水流方向，旋轉(zhuǎn)過程中波痕或前積紋層與地層的空間關(guān)系保持不變，當(dāng)?shù)貙赢a(chǎn)狀恢復(fù)水平時，即可得到巴音戈壁組沉積時前積紋層和波痕緩坡的原始傾向。若操作方便，還可在露頭處利用旋轉(zhuǎn)野外記錄本的方法：現(xiàn)場恢復(fù)古水流方向。為揭示古水流的主要和次要方向，本文將前述46 組前積紋層復(fù)原傾向繪制成傾向玫瑰花圖，再按照露頭分布區(qū)將所測數(shù)據(jù)劃分為5 個不同的區(qū)片組，分別繪制各分區(qū)的古流向玫瑰花圖后，最后在整個坳陷區(qū)域內(nèi)展示測老廟坳陷早白堊世的古流向格局。觀測狼山北側(cè)測老廟坳陷巴音戈壁組碎屑巖古流向的同時，在狼山南側(cè)山麓也找到與測老廟坳陷同樣特征的巴音戈壁組碎屑巖地層，為分析古流向特征提供了對比材料。結(jié)果：測老廟坳陷早白堊世巴音戈壁期古流玫瑰花圖屬單模式，古水流具有低彎度、振蕩幅度小的特征，優(yōu)勢方向以自北向南為主，向SE、SW 兩個方向?qū)ΨQ遞減，集中分布在140°～210°的范圍內(nèi)，甚至在緊靠狼山的區(qū)域，古流向也指向狼山且與山脈的延伸方向垂直。沉積相模式分析工作發(fā)現(xiàn)，測老廟坳陷南緣與西北緣均發(fā)育有巴音戈壁組湖濱波痕及深湖相頁巖，在狼山南側(cè)山麓也發(fā)現(xiàn)同一套地層從底到頂完整的沉積旋回露頭，其湖相地層與測老廟坳陷邊緣的湖相地層之間可以進行很好的對比，二者在早白堊世屬于同一個沉積坳陷區(qū)。結(jié)論：測老廟坳陷在早白堊世發(fā)育自北向南流動的辮狀河及低彎曲度蛇曲河，這些河流最終匯入位于其南南西方向的湖泊中。該湖盆面積廣闊，至少包括了測老廟坳陷西北緣到現(xiàn)在的狼山南麓在內(nèi)的區(qū)域。由此可以判斷：狼山最早也應(yīng)在早白堊世巴音戈壁末期之后才可能隆起，不可能是巴音戈壁組的物源區(qū)，因而測老廟坳陷內(nèi)巴音戈壁組中的鈾礦與狼山無關(guān)。古流向格局揭示巴音戈壁組碎屑巖的物源來自坳陷北側(cè)的蝕源區(qū)，該蝕源區(qū)現(xiàn)今為一準(zhǔn)平原化的古造山帶。現(xiàn)在的測老廟坳陷邊緣是斷裂邊界而非沉積邊界，因此早白堊世測老廟坳陷的沉積區(qū)范圍遠遠大于今天露頭區(qū)的范圍?，F(xiàn)今的測老廟坳陷為早白堊世大型陸相盆地受后期構(gòu)造破壞和改造后的殘留部分，而狼山的隆升正是這些改造與破壞演化幕中最重要的構(gòu)造事件之一。測老廟坳陷下白堊統(tǒng)巴音戈壁組古流向格局的重建為找尋沉積相關(guān)礦產(chǎn)和狼山一帶白堊紀(jì)大地構(gòu)造演化研究提供了重要的依據(jù)。

來源出版物：地質(zhì)論評, 2017, 63(2): 277-286

入選年份：2017

華南揚子地區(qū)新元古代地層劃分對比研究新進展

汪正江，王劍，江新勝，等

摘要：目的：華南揚子地區(qū)發(fā)育有新元古代完整的沉積地層記錄，是研究我國新元古代時期古大陸演化與沉積盆地演替的天然平臺。然而由于裂谷盆地特殊的古地理格局，不同構(gòu)造單元區(qū)域地層對比存在很大困難?；诔练e盆地的形成演化過程及其動力學(xué)分析，擬系統(tǒng)建立揚子地區(qū)新元古代地層序列，為進一步厘定我國南華系沉積序列與事件序列奠定基礎(chǔ)。方法：從原型盆地的充填序列入手，通過沉積地層剖面序列的建立、不同階段地層序列沉積轉(zhuǎn)換的界面特征分析與區(qū)域?qū)Ρ?、沉積構(gòu)造地理分析與編圖，輔以必要的同位素年代學(xué)和盆地動力學(xué)研究，系統(tǒng)建立華南揚子新元古代沉積盆地的充填序列及其古地理格局。結(jié)果：（1）將揚子陸塊周緣劃分為19 個地層小區(qū)，并根據(jù)最新的同位素年代學(xué)研究成果，將新元古代中期（820～635 Ma）劃分兩個階段、5個時期。兩個階段是板溪期裂谷盆地開啟與充填階段和南華冰期演化階段。同時根據(jù)板溪期幕式火山巖漿事件、盆地充填序列、冰期與間冰期的發(fā)育，又將板溪期劃分為早期伸展擴張亞階段和晚期火山巖漿活動與均勻沉降亞階段；南華大冰期劃分為長安冰期、富祿間冰期和南沱冰期，其中富祿間冰期包含了早期的成鐵事件、晚期的成錳事件及期間的古城亞冰期（相當(dāng)于古城組和鐵絲坳組），而長安冰期和南沱冰期可分別對應(yīng)國際上的Sturtian 冰期和Marinoan 冰期。同時，基于上述研究，系統(tǒng)編制了該5 個時期的構(gòu)造古地理圖，基本揭示了不同階段古地理格局與海平面升降變化。（2）在深入系統(tǒng)剖面調(diào)查基礎(chǔ)上，從沉積相、剖面序列演化、巖石組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面，基本厘定了板溪期與南華冰期之間的沉積轉(zhuǎn)換過程及界面特征，認為該不整合界面是在Rodinia 超大陸持續(xù)裂解背景下的一次區(qū)域伸展作用或地殼升降作用，非造山運動的產(chǎn)物，而南華冰期的啟動則可能是該構(gòu)造背景下的古氣候響應(yīng)。同時結(jié)合同位素年代學(xué)研究，認為板溪期沉積頂界及南華大冰期之長安冰期的啟動年齡應(yīng)在～720 Ma 附近，即長安冰期的啟動時限趨于720 Ma，與國際Sturtian 冰期啟動年齡基本一致。（3）通過對揚子北緣蓮沱組典型剖面，以及浙皖贛鄰區(qū)休寧組一系列剖面的綜合調(diào)查與同位素年代學(xué)研究，綜合前人已有研究成果，指出蓮沱組、休寧組并非南華大冰期之富祿間冰期沉積，而是板溪晚期區(qū)域性均衡沉降背景下的沉積充填序列，在區(qū)域上可與川滇地區(qū)的澄江組對比，其沉積時限約為780～730 Ma。結(jié)論：揚子陸塊上新元古代早期的晉寧—四堡運動是一次重要的造山運動，板溪群及其相當(dāng)層位地層是新生沉積盆地和新構(gòu)造旋回的開始，絕非新元古代早期弧陸碰撞的延續(xù)。板溪群及其相當(dāng)層位地層的沉積啟點年齡是～820 Ma，與南華裂谷系的開啟時限一致，而南華冰期的啟動年齡約為720 Ma，并經(jīng)歷了長安冰期、富祿間冰期和南沱冰期3 個時期；因此，我國新元古代地層序列的“四分性”是清楚的，分別對應(yīng)4 個特征鮮明的構(gòu)造演化階段：1000～820 Ma 弧陸碰撞與碰撞造山階段，820～720 Ma 裂谷盆地充填與幕式巖漿活動階段；720～635 Ma 南華冰期形成與演化階段；635～542 Ma 被動陸緣初始碳酸鹽臺地建設(shè)階段。

來源出版物：地質(zhì)論評, 2015, 61(1): 1-22

入選年份：2017