论鄂尔多斯盆地及其周缘侏罗纪变形

侏罗纪是东亚大地构造发展的重要转折时期,在鄂尔多斯盆地及其周缘可划分为两个性质不同的构造变形阶段。早中侏罗世,盆地处于弱引张应力环境,引张方向近N-S至NNE-SSW向,伸展变形主要发生在盆地周边地带,其发生与晚三叠世华南-华北地块沿秦岭造山带碰撞后的陆内应力场调整作用有关。中晚侏罗世,盆地遭受多向挤压应力作用,挤压方向近W-E、NW-SE和NE-SW,在盆地周缘形成展布方向不一、构造样式不同的边界挤压构造带,盆地轮廓基本定型。西缘近N-S向逆冲-推覆构造带的形成与阿拉善地块和陇西地块向东挤出作用有关;东缘及东南缘总体呈“S”形展布的挤压边界带表现为反向逆冲断裂及其相关褶皱,推测发生在山西台褶带深部滑脱系统的前锋上盘断坡。盆地北侧大青山地区近东西向大型推覆构造和早中侏罗世伸展断陷盆地构造挤压反转,表明阴山造山带在中晚侏罗世时期强烈的N-S向缩短变形和再生造山。鄂尔多斯盆地周缘边界构造带记录了中晚侏罗世强烈的陆内多向内挤压作用和大陆地壳增厚过程,其发生的动力学背景与周邻不同板块(古太平洋、西伯利亚、特提斯)同时向东亚大陆汇聚产生的远程效应有关。中晚侏罗世多向挤压变形加速了鄂尔多斯盆地生烃过程,对多种能源矿产富集和成藏定位产生重要影响。     

晚侏罗世东亚多向汇聚构造体系的形成与变形特征

板块构造研究成果与同位素精确定年数据的积累,使我们对发生在中国东部的晚侏罗世-早白垩世东亚多向汇聚作用有了深刻的认识.全球三大洋在晚侏罗世(165±5)Ma近乎同时的开启,以及东亚周边占太平洋、新特提斯洋和蒙古-鄂霍茨克洋的俯冲消亡,在中国中东部和东亚地区形成了多向挤压汇聚的燕山期构造体系,即东业多向汇聚构造体系(简称东亚汇聚).东亚汇聚启动了经典的燕山运动,发育了独特的构造变形特征.东亚汇聚构造体系具有两个近乎稳定的刚性陆核,即鄂尔多斯地块和四川(盆地)地块,在它们的周缘形成了晚侏罗世-早白垩世陆内多向挤压变形和似前陆盆地,如大巴山晚侏罗世前陆.此外,东亚多向汇聚构造体系影响了东亚和中亚大部分地区的板内变形作用,在中国大陆及其周边形成了反映南北向挤压的蒙古弧共轭走滑断裂系统、燕山-阴山陆内造山带、大别山-大巴山侏罗纪陆内造山带等典型的燕山期构造带.东亚汇聚具有深刻的全球构造背景与动力来源,是重要的科学研究问题.     

东秦岭－大别山及邻区盆－山系统演化与动力学

东秦岭－大别造山带受不同块体间的拼合碰撞及其之后的陆内变形控制,在造山带边缘和内部形成了不同的盆山系统。造山带北缘响应北秦岭与华北板块的弧陆碰撞及其之后陆内变形作用,形成了后陆逆冲与弧后前陆盆地系统。造山带南缘三叠纪至白垩纪随着扬子板块与秦岭－大别微板块沿勉略缝合带自东向西的斜向俯冲和之后的陆内旋转挤压,在扬子北缘形成了前陆逆冲与周缘前陆盆地系统。自晚侏罗世末至白垩纪造山带挤压与伸展并存,伸展自核部向边缘发展,形成造山带伸展塌陷与近东西向裂谷盆地系统。大致在中始新世之后,受中国东部环太平洋构造带东西向伸展作用和深部构造作用控制,横跨造山带形成近南北向的裂谷盆地。     

大巴山晚中生代陆内造山构造应力场

位于中上扬子板块北缘的大巴山造山带, 平面上表现为大尺度向南西显著突出的弧形带, 无论在变形样式和形成时间上都明显与秦岭造山带不同。在大巴山构造格架划分和野外构造变形观测基础上, 通过构造解析, 结合年代学研究成果, 重建了大巴山晚中生代独特的构造应力场, 指出大巴山属陆内造山, 形成于J2末, 并持续到K2初期。其构造应力场特征, 以城口－房县断裂为界, 大巴山逆冲推覆带与其前陆冲断褶皱带的特征显著不同。大巴山逆冲推覆带主要表现为NE-SW向构造挤压, 而在大巴山弧形前陆带从西向东, 由近E-W向挤压, 转变为NE-SW向挤压, 最后转变为近S-N向挤压, 构成一向其外缘扩散的放射状构造应力场。总之, 大巴山造山带由推覆体向前陆, 构造挤压作用由北东向南西方向扩散。这期构造挤压作用控制了大巴山造山带陆内变形活动, 导致大巴山由北东向南西的显著缩短, 同时受到其东西两侧基底隆起——神农架－黄陵地块与汉南地块的强烈阻挡, 造就了现今的大巴山前陆弧型构造。其动力学背景可归因于晚中生代东亚板块多向汇聚。大巴山晚中生代陆内造山构造应力场的研究, 对探讨秦岭造山带动力学特征具有科学意义, 为研究川东北油气运聚规律提供了构造地质学依据。     

中上扬子印支运动的地层学效应及晚三叠世沉积盆地格局

发生在晚三叠世的印支运动,结束了中上扬子地区自伊迪卡拉纪以来以一个稳定的古地理单元、而且多数时间沉积浅水碳酸盐岩的漫长的地质历史。该地质事件受控于秦岭造山带的大规模造山隆升和华北板块的向南强烈挤压,并在华夏地块的北西向挤压,以及印支板块的向北挤压的共同作用下,在习称的"扬子地台"的相对较为稳定的基底上于晚三叠世形成一个从残留海相盆地到具有前陆性质的陆相磨拉石盆地的演变序列;而且,这个特别的盆地演变序列与松潘—甘孜地块上发育的晚三叠世前陆浊积盆地的形成和消亡过程存在时间上的对应性。因此,对中上扬子区印支运动的地层学效应以及由此而产生的沉积盆地格局演变的系统描述,为窥视古特提斯洋消亡过程提供了重要线索,而且为重新审视长期以来作为前陆盆地典型代表的、由龙门山造山带的造山隆升所形成的"四川盆地西部前陆盆地"假象提供了一个思考的途径。     

华南陆区板块活动与构造体系的形成演化——纪念李四光先生诞辰130周年

本文通过华南陆区中新元古代以来板块活动与构造体系的"一体化"融合研究,从构造体系形变特征、形成演化历史、形成机制等方面分析了其与板块活动的成生联系。构建了区内以扬子反S型构造体系、新华夏构造体系、南岭纬向带为主体的多体系复合构造格局。其中,新厘定的扬子反S型构造体系为扬子板块的主体构造,原属于华夏系,奠基于晋宁期扬子、华夏板块的陆陆碰撞,定型于燕山陆内活化造山时期。新华夏构造体系为滨西太平洋的主体构造,包括具有成生联系的北东向华夏式和北北东向新华夏式两种型式,共同经历了燕山期挤压扭动成型、造山后伸展和第四纪以来的弱挤压的演变过程。著名的南岭纬向带主要成型于燕山期的板内经向挤压,以东西向叠加褶皱-花岗岩带为主要特征,活动至今。在此基础上,简要论述了主要构造体系复合控制区域成矿区带和分级控制矿集区、矿田、矿床特征以及燕山期岩浆成矿大爆发的核幔式扩展模式。论证了区内燕山期陆内活化造山具有以欧亚板块与太平洋板块近南北向相对左行扭动为主导的多向汇聚、多因复合的动力学特征。     

挤压断裂构造样式地震解释

挤压构造的动力学为板块与板块碰撞形成造山带,在造山带一侧或造山带内部形成挤压型盆地,这些盆地在挤压应力作用下,形成叠瓦逆冲、复合逆冲、多层次滑脱逆冲、多产状逆冲断裂构造组合。文中对与挤压逆冲有关的褶皱构造样式——断弯、断展、断滑褶皱构造进行了描述,指出在加强非背斜构造样式勘探的同时,也应加强背斜构造样式的勘探。油气资料显示80%～90%的油气生产来自背斜构造样式的油气田,面积大、幅度高的挤压构造是形成大、中型油气藏的地质条件。     

华北侏罗纪大地构造：综评与新认识

论述了华北地区侏罗纪构造变形样式与岩浆活动序列,目的是试图提出一个侏罗纪构造阶段性演化历史的框架。将华北地区侏罗纪的沉积作用、构造变形和岩浆活动划分为3个阶段。早侏罗世早期大地构造显著特征是没有岩浆活动(205~191Ma的岩浆活动空隙),华北地区处于区域性隆升,这个时期应当是华北与华南板块碰撞和陆内俯冲作用(印支运动)的延续。早中侏罗世(190~175Ma)华北岩石圈处于弱伸展状态,表现为沿燕-辽构造带和郯庐断裂带两侧源于地幔的深成岩浆侵入、火山作用以及沿阴山—燕山构造带发育的正断层和裂谷作用,华北地块内部发生大面积整体沉降和含煤盆地的形成。这个时期大地构造仍可视作是印支运动的后效。中晚侏罗世(165±5Ma~136Ma)构造体制发生重大变革,以多向挤压引起的强烈陆内造山和板内变形为特征。这个阶段区分出了两幕主要挤压变形事件:早幕以上侏罗统巨厚磨拉石沉积之下的角度不整合面为标志,主要沿着鄂尔多斯西缘褶皱冲断带和阴山—燕山构造带发育,时代早于160Ma;晚幕以下白垩统底部的角度不整合面为标志,时代早于135Ma。在中晚侏罗世构造变革时期,两个纬向构造带:北缘的阴山—燕山构造带和南缘的秦岭—大别构造带,以及鄂尔多斯盆地西缘均发生强烈的冲断褶皱变形;华北地块本身遭受NE、NNE向逆冲断层、断层相关褶皱和左旋走滑断层等构造体系的改造,并在空间分布上出现变形分解。郯庐断裂带东侧胶辽地区一系列片麻状地壳重熔型花岗岩的侵入(时代160~150Ma)指示了中晚侏罗世重要的地壳增厚作用。华北侏罗纪变形样式、不同方向的构造体系和多向挤压是东亚周邻板块(北部西伯利亚板块、西部拉萨地块和东部古太平洋板块)从3个不同方向向亚洲大陆同时汇聚产生的远程效应的结果。正是中晚侏罗世强烈的板内挤压变形和地壳增厚作用才诱发了早白垩世(最早始于135Ma)时期岩石圈的巨量减薄和转型。     

华南印支期碰撞造山--十万大山盆地构造和沉积学证据

十万大山盆地是云开造山带前陆地区的一个窄长的晚二叠世—中三叠世沉积盆地,位于扬子与华夏陆块拼接位置的西南端。十万大山盆地晚二叠世—中三叠世沉积由巨厚的磨拉石建造组成,并构成多个向上变粗和向上变细的构造-地层层序。云开造山带及前陆冲断带上泥盆统至下二叠统中发育了大量的印支期形成的薄皮褶皱和冲断构造。这些指示扬子和华夏陆块在印支期发生了强烈陆内碰撞与会聚及前陆盆地的沉积作用。P2 /P1 之间的不整合面是伸展构造向挤压构造转换的转换面,为华南印支期碰撞挤压造山或活化造山的序幕。T3 /T2 之间不整合面是挤压构造向伸展构造转换的转换面,是印支期活化挤压造山结束的界面,标志着晚二叠世开始的碰撞造山作用的结束。华南内部晚二叠世—中三叠世构造运动性质及转换与当时华南南缘存在的古特提斯洋的闭合及印支板块与华南陆块的碰撞作用有关。     

东秦岭陡岭古岛弧和武当古弧后盆地及其地质意义

丹凤—信阳蛇绿混杂带作为秦岭—大别碰撞造山带主缝合带，其南部属于扬子板块北部大陆边缘。研究区域位于东秦岭南翼，是扬子板块北部大陆边缘的一部分。①晚元古—中震旦世，扬子板块北缘（东秦岭段）为活动型大陆边缘，发育有陡岭岛弧和武当弧后盆地；②晚震旦—早古生代，扬子板块北缘转为被动型大陆边缘，陡岭古岛弧构成边缘地块，武当古弧后盆地演化为边缘盆地；③早古生代晚期，华北板块南缘的秦岭岛弧首先与扬子板块北缘的陡岭边缘地块（古岛弧）碰撞，造成武当边缘（古弧后）盆地的闭合，并形成刘岭前渊和二峪沟前陆盆地；④由于岛弧—边缘地块碰撞加之弧后和边缘盆地的存在，因此在早古生代末期，秦岭—大别山并未大规模隆起，造山带只具雏形。直至中生代早期，华北与扬子两个板块间进一步的陆内俯冲作用才使秦岭—大别山大规模隆起。陡岭古岛弧和武当古弧后盆地的确认合理地解释了秦岭—大别碰撞造山带“加里东碰撞不造山，印支造山不碰撞”的“矛盾”现象。     

中国西北地区侏罗纪原型盆地与演化特征

西北地区各板块于古生代末－三叠纪初连为一体,形成了造山带围绕稳定地块的构造格局,为侏罗纪盆地的发生发展奠定了基础。早－中株罗世时,西北地区整体上处于伸展构造环境,它是南方特提斯洋板块两次俯冲挤压运动之间应力松弛的产物,西北地区的侏罗纪盆地经历了两期盆地类型的发育和叠加,中株罗世西山窑结束时的中燕山运动是盆地类型的转型期,早期为伸展型断兀盆地,晚期为挤压型坳陷盆地,根据盆地的力学性质,几何形态,大地     

晚中生代东亚多板块汇聚与大陆构造体系的发展

东亚大陆原型形成于三叠纪印支造山运动旋回,其周邻环绕的三大洋（古太平洋、蒙古-鄂霍茨克洋、中特提斯洋）于早侏罗世初期几乎同时向东亚大陆俯冲,开启了东亚多板块汇聚历史。文章通过总结东亚大陆晚中生代构造变形和构造岩浆事件的新近研究成果,简述了东亚多板块汇聚产生的三个陆缘汇聚构造系统（北部蒙古-鄂霍次克碰撞造山带、东部与俯冲有关的增生造山系统、西南部班公湖-怒江缝合构造带）、陆内汇聚构造变形体系和大陆伸展构造体系。在此基础上,重新构建了东亚多板块汇聚大陆构造-岩浆演化的时间框架,将其划分为三个阶段:早侏罗世（200~170 Ma）周邻大洋板块初始俯冲阶段和陆缘裂解事件,中晚侏罗世-早白垩世早期（170~135 Ma）周邻陆缘碰撞造山或俯冲增生造山作用、陆内再生造山作用和汇聚构造体系的形成;中晚白垩世（135~80 Ma）大陆岩石圈的减薄作用和大陆伸展构造体系的发育。研究认为,晚中生代东亚多板块汇聚在时空上的有序演化和深浅构造的复合叠加,不仅产生了东亚大陆复杂的陆缘和陆内构造体系,同时控制了中国东部燕山期爆发式岩浆-成矿作用,也使东亚构造地貌发生东西翘变,早期陆缘汇聚产生的东部高原因晚期大陆岩石圈的减薄和伸展而垮塌。东亚大陆构造体系的形成和演化与联合古大陆的裂解同步,晚中生代东亚多板块汇聚完成了从东亚到欧亚大陆的演替,以东亚大陆为核心的多板块汇聚格局一直延续至新生代,可能成为未来超大陆形成的起点。      

川西盆地演化及盆地叠合特征研究

川西盆地位于青藏高原松潘甘孜构造带东缘龙门山前陆地带,是四川盆地的一部分。自震旦纪以来,川西盆地经历了海相盆地与陆相盆地两个时期的演化,其中陆相盆地演化与松潘-甘孜构造带及龙门山的形成发展密切相关。晚三叠世以来,川西盆地与松潘-甘孜构造带、龙门山构造带之间经历了盆岭耦合与盆山耦合两期构造动力学演化过程,形成了结构复杂、多期演化的叠合盆地,其盆地性质、类型在不同地质时期各不相同。总的说来,川西盆地经历稳定克拉通海盆发展时期(震旦纪-中三叠世)、海陆交互相断陷盆地发展时期(上三叠世须家河组一段-须家河组三段)、陆相坳陷盆地发展时期(须家河组四段-中侏罗纪世)、前陆盆地发展时期(晚侏罗世-现今),最终形成了4期单型盆地的有序叠置。     

鄂尔多斯盆地周边断裂运动学分析与晚中生代构造应力体制转换

基于对鄂尔多斯盆地西南缘构造带、中央断裂、东缘边界带和东北部地区的断裂几何特征、运动学及其活动期次的野外观察和测量,并根据断层面上滑动矢量的叠加关系和区域构造演化历史,确定了鄂尔多斯盆地周边地带晚中生代构造主应力方向、应力体制及其转换序列,提出了4阶段构造演化模式和引张-挤压交替转换过程。早中侏罗世,盆地处于引张应力环境,引张方向为N-S至NNE-SSW向。中侏罗世晚期至晚侏罗世,构造应力场转换为挤压体制,盆地周缘遭受近W-E、NW-SE、NE-SW等多向挤压应力作用。早白垩世,盆地构造应力场转换为引张应力体制,引张应力方向为近W-E、NW-SE和NE-SW向。早白垩世晚期至晚白垩世,盆地应力体制再次发生转换,从前期的引张应力体制转换为NW-SE向挤压应力体制。晚中生代构造应力体制转换和应力场方向变化不仅记录了不同板块之间汇聚产生的远程效应,同时记录了盆地深部构造-热活动事件,并对盆地原型进行了一定的改造。     

完达山造山带原型盆地及可能的造山机制

完达山造山带是东亚环太平洋构造带的重要组成部分,是中国北方唯一的中生代深水活动类型沉积建造出露区。三叠纪—侏罗纪硅质岩－碎屑岩系构成了这个造山带的主体,其沉积序列总体表现为一向上变浅、碎屑颗粒变粗的沉积旋回,其中的硅质岩、泥岩稀土元素以Ｃｅ的正异常为特征;砂岩构架颗粒成分与典型的弧前盆地相同。这些特征表明,完达山造山带三叠纪—侏罗纪的原型盆地是东亚陆缘区弧前盆地的组成部分。构造解析结果进一步揭示,造山带只发育一期透入性的变形构造,与增生杂岩的变形序列明显不同。基于上述结论并结合区域构造分析结果提出,完达山造山带的隆升主要是中生代东亚陆缘型岩浆弧东移、本区卷入科迪勒拉型造山带所致。     

中国北西部地区砂岩型铀矿含矿建造及找矿前景

本文在分析中国北西部地区大地构造背景的基础上,依据孕育中、新生代沉积盆地形成的基底构造性质,将其划分为板内陆台型、板缘褶皱造山带型和板缘过渡带型3种类型,板缘褶皱造山带型又进一步划分为洋侧造山带型和陆侧造山带型两个亚类。砂岩型铀矿的产出盆地与盆地所处的构造背景和构造类型有关,砂岩型铀矿产出盆地主要为板缘褶皱造山带型,其次为板内陆台型。砂岩型铀矿对盆地沉积建造类型具有明显的选择性,其原始沉积均为一套温湿气候条件下形成的灰色层,其岩石原生地球化学类型为黑色或灰色。中国北西部地区中新生代盆地形成可地浸的砂岩型铀矿的找矿层位或含矿建造主要为中、下侏罗统(J1-2)和上白垩统(K2),其次为下白垩统(K1),其他地质时期地层内铀矿床分布零星,成矿潜力很小。     

华南中生代大地构造研究新进展

华南地区中生代构造动力体制经历了从特提斯构造域向滨太平洋构造域的转换,由此产生了强烈的陆内造山作用和岩浆活动,形成了复杂构造组合的晚中生代陆内造山带和火成岩省。本项研究在下列几个方面取得了新的进展:(1)通过对雪峰山地区沅麻盆地的野外调查和构造测量,确定了该盆地晚中生代-早新生代5期构造应力场及其演替序列:中晚侏罗世近W—E向挤压、早白垩世NW—SE向伸展、早白垩世中晚期NW—SE向挤压、晚白垩世近N—S向伸展、古近纪晚期NE—SW向挤压。构造应力场方向的变化记录了不同板缘的动力作用对该区的影响。(2)识别了湖南地区晚古生代-早中生代海相地层中发育的横跨叠加褶皱构造,并基于地层接触关系和已有火成岩同位素年代学数据分析,认为该地区横跨叠加褶皱构造记录了中生代两期构造挤压和地壳增厚事件:早期近东西向褶皱构造是对三叠纪华南地块南北边缘大陆碰撞和增生作用的远程响应,晚期NE—NNE向褶皱构造则是对中晚侏罗世古太平洋板块向华南大陆之下低角度俯冲作用的变形响应。(3)对湖南衡山西缘拆离断裂带的变形结构和运动学特征进行了详细的调查和构造测量,确定了衡山变质核杂岩构造,并对拆离带中韧性剪切变形的钠长岩脉的锆石进行了SHRIMP U-Pb测年,从而确定了华南地区伸展构造的起始时代约137 Ma,即早白垩世早中期。(4)通过锆石U-Pb年代学测试分析,揭示了东南沿海长乐—南澳构造带早白垩世2期构造-岩浆事件:早期(147~135 Ma)表现为强烈的混合岩化作用和深熔作用形成的片麻状花岗岩、花岗片麻岩等;晚期(135~117 Ma)岩浆岩以含石榴子石花岗岩为主。这个结果表明东南沿海构造带是晚中生代陆缘造山带,造山作用可能起始于晚侏罗世,于早白垩世早中期(135 Ma)以来发生伸展垮塌。在上述研究结果的基础上,探讨了华南地区三叠纪"印支运动"和中、晚侏罗世"燕山运动"的表现及其产生的板块构造动力体制及其转换时代、早白垩世从挤压构造应力体制向伸展构造应力体制转变的时间节点。     

四川海相原型盆地的建设与改造

我们把沉积盆地的演化分为建设期和改造期两大阶段,并提出原型盆地恢复的两项主要任务为:重塑盆地建设期的种种特征(包括盆地边界、沉积环境、大地构造背景等)和研究盆地改造期的构造演化特征.对四川海相原型盆地原始边界的地震层析成像研究表明,其结晶基底的北界位于秦岭-大别山造山带下,西北界在松潘-甘孜造山带下,西界和西南界大致与...     

Intracontinental Collisional Orogeny During Late Permian-Middle Triassic in South China: Sedimentary Records of the Shiwandashan Basin

Sedimentary response to an orogenic process is important for determining whether South China had compressional or extensional orogeny during the period from the Late Permian to the Middle Triassic besides the tectonic and magmatologic evidence. An intracontinental collision event took place between the Yangtze and Cathaysia blocks in the Late Permian. Beginning at the Late Triassic, the tectonic movement was completely changed in nature and entered a post-collisional extensional orogenic and basin-making process. This paper presents sedimentological evidence from the Late Permian to the Middle Triassic in the Shiwandashan basin at the southwestern end of the junction zone between the Yangtze and Cathaysia blocks.     

楚雄中生代前陆盆地的构造沉降史研究

云南楚雄盆地位于场子陆块的西南边缘,为一典型的中生代周缘前陆盆地,盆地演化阶段明显,晚三叠世为前陆早期复理石沉积,侏罗纪则为前陆晚期磨拉石沉积。对盆地构造沉降史研究后笔者认为：①晚三叠世复理石沉积盆地构造沉降幅度巨大,沉降与沉积中心位于盆地最西部,紧邻古哀牢山造山带,沉积体呈形楔形展布;③侏罗纪磨拉石沉积盆地构造沉降和沉积中心以及前缘隆起向内陆方向迁移明显;③中生代构造快速沉降的沉积体的楔形展布表