Depositional environment since Late Pleistocene (113.96 ka) in the northwestern Bohai Bay and its indications to transgression and tectogenesis
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摘要: 【研究目的】渤海湾西北部是华北平原沉积环境变化较为频繁的地区，也是新构造运动的主要沉降区，加强渤海湾西北部晚更新世以来的地层研究，分析沉积环境演变过程，对研究海岸带地区海平面变化及沉降作用具有重要意义。【研究方法】以渤海湾西北岸地区QLT03孔、QEJ01孔和NHG14孔三个全取心钻孔为基础，综合岩石地层和生物地层的方法，采用AMS14C和光释光测年技术，对比分析了邻区收集钻孔，探讨了研究区晚第四纪以来的沉积环境及对海侵和构造运动的指示作用。【研究结果】结果表明，研究区晚更新世早期为三角洲平原和河湖相发育期，中期以漫滩湖泊相和三角洲平原发育为主，晚期为曲流河-河漫滩相发育期，全新世为三角洲平原-洪泛平原发育期。研究区自下向上发育三期海侵地层，分别是晚更新世早期的第三海侵层、晚更新世晚期的第二海侵层和全新世的第一海侵层，海侵规模由古至今呈现逐渐加强的趋势，各期海侵层与全球海平面变化较一致，并自下而上分别与MIS5、MIS3和MIS1阶段的高海面有良好的对应关系。研究区自晚更新世以来存在差异性沉降运动，且在全新世差异性运动变缓。【结论】在持续的构造沉降背景下，渤海湾沿岸地区大规模海侵均发生在晚更新世以来，这些期次海侵与渤海湾沿岸天津东南部地区长期下沉过程相关，且沉降中心自宝坻八门城镇向汉沽茶淀镇方向移动，进入全新世以后构造活动减弱，差异性沉降运动不明显。渤海湾沿岸地区晚第四纪地层发育和沉积环境演化受到海平面变化的控制。Abstract: This paper is the result of maring geological survey engineering. [Objective] The northwest of Bohai Bay is an area where the depositional environment changes frequently in North China Plain and is also the main depressed area of the neotectonics. Strengthening the stratigraphic research since Late Pleistocene in Northwestern Bohai Bay and analyzing the evolution process of the depositional environment is of great significance to the study of sea-level change and subsidence of coastal areas.[Method]Based on the three full coring boreholes QLT03, QEJ01 and NHG14 in the northwest coast of Bohai Bay, and by integrating the lithostratigraphic and biostratigraphic methods, AMS14C and optical stimulated luminescence dating are used to compare and analyze the collection boreholes in the adjacent area, discussing the depositional environment and its indications to transgression and tectogenesissince late Quaternary in the study area.[Result]The results show that early Late Pleistocene of the study area is the development period of delta plain and fluvio-lacustrine facies, the middle is the development period of floodplain-lacustrine facies and delta plain, the late is the development period of meandering stream- floodplain facies, and Holocene is the development period of delta plain- flood plain. The study area develops three phases of transgressive strata from bottom to top, namely, the third transgressive layer in early Late Pleistocene, the second transgressive layer in late Late Pleistocene and the first transgressive layer in Holocene. The scale of transgression has gradually strengthened from the ancient to the present. The transgressive layers in each phase are more consistent with the global sea level change and have good correspondence with the high sea level in MIS5, MIS3 and MIS1 phases from bottom to top. There has been differential subsidence movement in the study area since Late Pleistocene, and the differential movement has slowed down in Holocene.[Conclusion] Under the background of continuous tectonic subsidence, large-scale marine transgressions in the coastal area of Bohai Bay have all occurred since Late Pleistocene. These transgressions are related to the long-term subsidence process in the southeastern area of Tianjin along the coast of Bohai Bay, and the subsidence center moved from Bamencheng Town of Baodi District to Chadian Town of Hangu District. After entering Holocene, the tectonic activity weakened and the differential subsidence movement was not obvious. The late Quaternary stratigraphic development and depositional environment evolution in the coastal areas of Bohai Bay are controlled by sea level changes.
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1. 研究目的（Objective）
近年来，新疆阿尔金西段萤石找矿取得的重大突破。萤石矿主要分布于卡尔恰尔—阔什区域性大断裂（阿中断裂）以南的晚奥陶世碱长花岗岩侵入体内及其外接触带附近的富钙质岩系中，圈定了卡尔恰尔—小白河沟、盖吉克—亚干布阳、布拉克北—皮亚孜达坂、托盖里克东南—阿其克南4条沿北东向断裂分布的萤石矿带，整个远景区CaF2资源量已达3500万t以上。中国地质调查局西安矿产资源调查中心于2021—2023年对阿尔金西段小白河沟—克鲁求干道班一带开展了矿产调查评价，在小白河沟地区新发现热液充填型萤石矿产地1处，估算萤石的潜在资源达大型规模，对于拓展阿尔金地区萤石矿床具有借鉴意义。
2. 研究方法（Methods）
在对小白河沟地区以往地物化遥成果资料综合研究基础上，结合本次遥感蚀变异常提取和构造解译圈定了重点工作区，通过开展1∶10000地质草测、1∶10000岩石地球化学剖面测量、1∶500地质剖面测量、槽探及钻探等工作，在小白河沟共圈定萤石矿体21条，实现了找矿突破。通过典型矿床对比，总结了区内萤石矿成矿规律，初步建立了找矿模式，分析了区域萤石成矿潜力及找矿前景。
3. 研究结果（Results）
研究区出露地层基底主要为古元古界阿尔金岩群a岩组和b岩组，二者呈构造面理接触关系。阿尔金岩群a岩组为萤石主要赋矿地层，该岩组出露的岩石类型主要为黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、斜长变粒岩、石英岩、大理岩，局部夹有角闪斜长片麻岩（图1b）。区内断裂较为发育，期次较多，主要呈北北东向、北东向、南东东向，南东东向断裂主要与区内的萤石矿化关系密切。地层中岩脉极为发育，在接触带可见岩石具萤石化、钾长石化、碳酸盐化、绿帘石化、硅化等围岩蚀变。
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图 1 区域构造位置图（a）、矿区地质简图（b）、勘探线剖面图（c）及萤石矿岩心（d）Figure 1. Regional structure location map (a), brief geological diagram of ore district (b), prospecting line profile map (c) and cores specimen of fluorite deposit (d)在小白河沟共圈定萤石矿体21条（图1c），长100~1130 m，厚度0.7~4.68 m，矿体沿走向延续性较好，沿倾向呈透镜体状，断续产出，斜切岩体和变质岩，有“膨大缩小”变化，部分呈“透镜体”、“扁豆体”断续分布，主矿体旁侧发育少数分枝。矿体品位23.2%~82.4%，平均品位32.2%，钻孔深部验证效果良好。矿石主要以块状、纹层状为主，主要矿物为萤石，局部发育方解石、带云母和少量石英。萤石以紫色、紫黑色为主，少量呈白色或绿色，具粗晶结构、自形—半自形及他形粒状结构。矿石工业类型主要是CaF2型、CaF2–CaCO3型。围岩蚀变以碳酸盐化、带云母化、钾化、黄铁矿化、绿帘石化、角闪石化等为主。初步估算CaF2资源量117.42万t，具大型萤石矿床远景。
4. 结论（Conclusions）
（1）小白河沟萤石矿是阿尔金西段萤石找矿新发现，这一发现拓展了区内萤石矿向西延伸的空间，同时本次工作区内多数矿体走向和深部延伸均未封边，仍具有较大找矿潜力。
（2）本工作发现了品位较富的大型萤石矿，拓宽了区域找矿思路，具有重要借鉴意义，同时为阿尔金瓦石峡南—卡尔恰尔萤石锂大型资源基地建设提供了有力支撑。
5. 基金项目（Fund support）
本文为中国地质调查局项目（DD20190143、DD20211551、DD20243309）、陕西省自然科学基础研究计划项目（2023−JC−YB−241）、中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心科技创新基金项目（KC20230011）联合资助的成果。
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