地质学

乌拉特后旗测老庙坳陷早白垩世古流向分析

冯雪东，吕洪波，张海春，等

摘要：目的：位于狼山以北的测老庙地区是内蒙古西部巴音戈壁盆地群东部边缘的次级坳陷，面积850 km2，沉积主体为白垩纪陆相碎屑岩。前人在该坳陷内的沉积相模式分析以及水文地质研究等工作均认为：测老庙坳陷下白垩统巴音戈壁组的物源区主要是坳陷东南侧的狼山，意即狼山在早白垩世就已经隆起。几十年内，这个模式一直作为指导思想影响着该地区找矿勘探方向，但找矿效果均不佳，造成了极大的财力、物力和人力资源的浪费。早白垩世巴音戈壁期狼山尚未隆起，无法充当测老庙坳陷的主要物源区。本文以古流向测量及恢复为主要分析方法，结合沉积相模式分析，论证测老庙坳陷巴音戈壁期古流向特征及其碎屑岩物源区，并推断狼山隆起时代的下界。方法：笔者等在测老庙坳陷露头区对下白垩统巴音戈壁组碎屑岩进行了大规模的古流向测量工作，所涉及到的沉积构造包括波痕和前积纹层两类。其中，波痕主要为发育在滨浅湖露头处的不对浪成称波痕，形态多为直脊型，其缓而长的迎水坡代表湖盆方向，短而陡的背水坡代表陆地方向；前积纹层包括两种：一种是在薄层河流相砂砾岩中发育的小型前积纹，另一种是在辫状河三角洲前缘亚相发育的大型前积层，二者的倾向均代表古水流的下游方向。本次研究所测量的野外露头共48 处，在整个坳陷内，古流向测量露头的分布密度达到1 个（组）/18.5 km2。研究过程中，依46 组前积纹层和5 组波痕测得共计51 组数据。利用室内赤平投影的方法：恢复古水流方向，旋转过程中波痕或前积纹层与地层的空间关系保持不变，当地层产状恢复水平时，即可得到巴音戈壁组沉积时前积纹层和波痕缓坡的原始倾向。若操作方便，还可在露头处利用旋转野外记录本的方法：现场恢复古水流方向。为揭示古水流的主要和次要方向，本文将前述46 组前积纹层复原倾向绘制成倾向玫瑰花图，再按照露头分布区将所测数据划分为5 个不同的区片组，分别绘制各分区的古流向玫瑰花图后，最后在整个坳陷区域内展示测老庙坳陷早白垩世的古流向格局。观测狼山北侧测老庙坳陷巴音戈壁组碎屑岩古流向的同时，在狼山南侧山麓也找到与测老庙坳陷同样特征的巴音戈壁组碎屑岩地层，为分析古流向特征提供了对比材料。结果：测老庙坳陷早白垩世巴音戈壁期古流玫瑰花图属单模式，古水流具有低弯度、振荡幅度小的特征，优势方向以自北向南为主，向SE、SW 两个方向对称递减，集中分布在140°～210°的范围内，甚至在紧靠狼山的区域，古流向也指向狼山且与山脉的延伸方向垂直。沉积相模式分析工作发现，测老庙坳陷南缘与西北缘均发育有巴音戈壁组湖滨波痕及深湖相页岩，在狼山南侧山麓也发现同一套地层从底到顶完整的沉积旋回露头，其湖相地层与测老庙坳陷边缘的湖相地层之间可以进行很好的对比，二者在早白垩世属于同一个沉积坳陷区。结论：测老庙坳陷在早白垩世发育自北向南流动的辫状河及低弯曲度蛇曲河，这些河流最终汇入位于其南南西方向的湖泊中。该湖盆面积广阔，至少包括了测老庙坳陷西北缘到现在的狼山南麓在内的区域。由此可以判断：狼山最早也应在早白垩世巴音戈壁末期之后才可能隆起，不可能是巴音戈壁组的物源区，因而测老庙坳陷内巴音戈壁组中的铀矿与狼山无关。古流向格局揭示巴音戈壁组碎屑岩的物源来自坳陷北侧的蚀源区，该蚀源区现今为一准平原化的古造山带。现在的测老庙坳陷边缘是断裂边界而非沉积边界，因此早白垩世测老庙坳陷的沉积区范围远远大于今天露头区的范围。现今的测老庙坳陷为早白垩世大型陆相盆地受后期构造破坏和改造后的残留部分，而狼山的隆升正是这些改造与破坏演化幕中最重要的构造事件之一。测老庙坳陷下白垩统巴音戈壁组古流向格局的重建为找寻沉积相关矿产和狼山一带白垩纪大地构造演化研究提供了重要的依据。

来源出版物：地质论评, 2017, 63(2): 277-286

入选年份：2017

华南扬子地区新元古代地层划分对比研究新进展

汪正江，王剑，江新胜，等

摘要：目的：华南扬子地区发育有新元古代完整的沉积地层记录，是研究我国新元古代时期古大陆演化与沉积盆地演替的天然平台。然而由于裂谷盆地特殊的古地理格局，不同构造单元区域地层对比存在很大困难。基于沉积盆地的形成演化过程及其动力学分析，拟系统建立扬子地区新元古代地层序列，为进一步厘定我国南华系沉积序列与事件序列奠定基础。方法：从原型盆地的充填序列入手，通过沉积地层剖面序列的建立、不同阶段地层序列沉积转换的界面特征分析与区域对比、沉积构造地理分析与编图，辅以必要的同位素年代学和盆地动力学研究，系统建立华南扬子新元古代沉积盆地的充填序列及其古地理格局。结果：（1）将扬子陆块周缘划分为19 个地层小区，并根据最新的同位素年代学研究成果，将新元古代中期（820～635 Ma）划分两个阶段、5个时期。两个阶段是板溪期裂谷盆地开启与充填阶段和南华冰期演化阶段。同时根据板溪期幕式火山岩浆事件、盆地充填序列、冰期与间冰期的发育，又将板溪期划分为早期伸展扩张亚阶段和晚期火山岩浆活动与均匀沉降亚阶段；南华大冰期划分为长安冰期、富禄间冰期和南沱冰期，其中富禄间冰期包含了早期的成铁事件、晚期的成锰事件及期间的古城亚冰期（相当于古城组和铁丝坳组），而长安冰期和南沱冰期可分别对应国际上的Sturtian 冰期和Marinoan 冰期。同时，基于上述研究，系统编制了该5 个时期的构造古地理图，基本揭示了不同阶段古地理格局与海平面升降变化。（2）在深入系统剖面调查基础上，从沉积相、剖面序列演化、岩石组合、结构构造等方面，基本厘定了板溪期与南华冰期之间的沉积转换过程及界面特征，认为该不整合界面是在Rodinia 超大陆持续裂解背景下的一次区域伸展作用或地壳升降作用，非造山运动的产物，而南华冰期的启动则可能是该构造背景下的古气候响应。同时结合同位素年代学研究，认为板溪期沉积顶界及南华大冰期之长安冰期的启动年龄应在～720 Ma 附近，即长安冰期的启动时限趋于720 Ma，与国际Sturtian 冰期启动年龄基本一致。（3）通过对扬子北缘莲沱组典型剖面，以及浙皖赣邻区休宁组一系列剖面的综合调查与同位素年代学研究，综合前人已有研究成果，指出莲沱组、休宁组并非南华大冰期之富禄间冰期沉积，而是板溪晚期区域性均衡沉降背景下的沉积充填序列，在区域上可与川滇地区的澄江组对比，其沉积时限约为780～730 Ma。结论：扬子陆块上新元古代早期的晋宁—四堡运动是一次重要的造山运动，板溪群及其相当层位地层是新生沉积盆地和新构造旋回的开始，绝非新元古代早期弧陆碰撞的延续。板溪群及其相当层位地层的沉积启点年龄是～820 Ma，与南华裂谷系的开启时限一致，而南华冰期的启动年龄约为720 Ma，并经历了长安冰期、富禄间冰期和南沱冰期3 个时期；因此，我国新元古代地层序列的“四分性”是清楚的，分别对应4 个特征鲜明的构造演化阶段：1000～820 Ma 弧陆碰撞与碰撞造山阶段，820～720 Ma 裂谷盆地充填与幕式岩浆活动阶段；720～635 Ma 南华冰期形成与演化阶段；635～542 Ma 被动陆缘初始碳酸盐台地建设阶段。

来源出版物：地质论评, 2015, 61(1): 1-22

入选年份：2017