内蒙古东北部上古生界成岩-极低级变质作用的矿物约束

极低级变质作用属于极端变质作用的范畴，是目前变质地质学研究的前沿领域。本项目采用实验矿物学和野外地质相结合的方法，通过对内蒙古东北部西乌珠穆沁旗-额尔古纳地区上古生界泥质岩石中层状硅酸盐矿物（粘土矿物）微形貌、成分、结构等系统研究，探讨成岩-极低级变质作用过程中粘土矿物的转变、共存和成因标志与形成温度、压力等的关系，讨论不同成岩-极低级变质强度带内，共存粘土矿物、粘土矿物转变系列（二八面体矿物和三八面体矿物）间的内在联系，探讨共存粘土矿物转变的机理，研究有机质（碳质物）拉曼光谱特征参数，建立新的定量的碳质物拉曼光谱地质温度计，完成对成岩-极低级变质作用温度的定量约束。利用伊利石晶体结构参数b值，探索估算成岩-极低级变质压力参数值的方法。本项目的实施将丰富成岩-极低级变质作用的研究内容，拓宽其研究领域，对研究区大地构造背景和热演化历史的研究以及油气资源潜力评价具有重要的理论意义和现实意义。

本项目研究了内蒙古东北部上古生界地层中黏土矿物的成因标志及其与温度、压力等的相互关系，将镜质体反射率地质温度计运用于极低级变质温度的研究，完善提出了一个适用于极低级变质作用研究的碳质物拉曼光谱地质温度计，【T(℃)= 3124.134 - 162.291lnx1+169.95lnx2 - 36.6192lnx3 + 224.589lnx4 - 495.967lnx5；其中X1=1600cm-1面积，X2=1350cm-1面积，X3=1350cm-1半高宽，X4=1600cm-1与1350cm-1面积比，X5=1600cm-1与1350cm-1位置差，适用温度＞210℃】。利用矿物地质温度压计以及有机质地质温度计，讨论了内蒙古锡林郭勒地区上古生界地层经历的极低级变质温度和压力. 研究表明：该区伊利石结晶度平均值为0.40；伊利石（白云母）多型以2M1多型为主；伊利石（白云母）b值平均值9.019 Å。利用镜质体反射率地质温度计估算出该区石炭系极低级变质温度均值为194℃，二叠系变质温度均值为216℃。研究估算出大兴安岭南部上二叠统林西组变质温度均值为245℃。利用泥质岩石碳质物拉曼光谱地质温度计估算出大兴安岭北部上古生界经历的热演化温度为270℃~320℃。研究揭示了内蒙古东北地区上古生界地层经历的是极低级变质作用，变质程度达近变质带。采用K-Ar测年方法，讨论了内蒙古东北部上古生界地层经历的极低级变质作用年龄。二叠系哲斯组伊利石粒度＜0.15μm的实测年龄值是127.84±2.37Ma；二叠系林西组，粒度＜0.15μm的实测年龄值是127.64±2.12Ma。该年龄接近地层的极低级变质年龄。