华北地区深部构造特征

通过岩石圈厚度变化、大地热流值和莫霍面起伏,结合浅表岩浆构造活动,编制了华北地区深部构造略图,建立了燕山期软流圈上涌与岩浆构造活动的关系模式,总结了该区的深部构造特征:岩石圈厚区与软流圈上涌区共存.同时,按生成机制对该区软流圈上涌进行了类型划分:中生代燕山期(J-K1)、早新生代(E2-E3)主动机制形成的软流圈上涌,中、新生代(K2-E1)及晚新生代(N-Q)被动机制形成的软流圈上涌.     

中国东部深部构造特征及其与矿集区关系

文中以地震层析原始数据为基础,结合大地电磁测深和热流值数据,对老资料重新开发,编制了中国东部岩石圈厚度图、大地热流值图、岩石圈构造与矿集区关系图等,在此基础上对中国东部上地幔岩石圈-软流圈构造及其变异进行了初步研究,认为:(1)中生代燕山期较大型深部构造(如软流圈上涌体)的地震层析影象可存留至今,运用大地热流值及其相应浅表岩浆岩、矿集区等特征差异可以将中、新生代深部构造加以区分;(2)中国东部深部构造总特征:上地幔岩石圈-软流圈构造起伏变化,岩石圈西厚东薄,软流圈上涌发育且形式各异。大体可分为华南(构造线呈NWW)、华北(构造线近SN)、东北(构造线呈NNE)三大块,其基本特征各异。整个中国东部深部构造中,软流圈上涌起主导作用;(3)中生代软流圈上涌是相应浅表燕山期花岗质岩形成的根源,并与金属矿集区密切相关,新生代软流圈上涌则是大陆裂谷、玄武岩喷发及大型油气田形成的基础;(4)岩石圈减薄的主因是软流圈上涌,中生代燕山期主要减薄于中国东部大陆内部,新生代主要减薄于偏东部沿海区域。     

鄂尔多斯盆地早白垩世构造热事件形成动力学背景及其对油气等多种矿产成藏（矿）期的控制作用

华北克拉通中西部中生代晚期早白垩世是否存在岩石圈减薄是地学界普遍关注的重大地质问题。本文在作者多年来对鄂尔多斯盆地构造热演化史研究的基础上,充分收集了近年来前人研究的成果及进展,对鄂尔多斯盆地现今地温场、地壳结构、构造热事件、深部热岩石圈厚度、早白垩世火成岩活动期次、构造热事件形成机理及构造热事件与多种矿产成藏成矿关系方面进行探讨。鄂尔多斯盆地现今地温梯度及大地热流中等,属中温型盆地,现今地温场受现今地壳、岩石圈厚度较厚控制。通过对构造背景、古地温恢复、火成岩活动及热岩石圈厚度恢复等资料分析发现早白垩世太行山以西的山西地块及鄂尔多斯盆地处于拉张背景,早白垩世地温梯度高,存在古地温异常及热事件。早白垩世鄂尔多斯盆地热岩石圈厚度明显较现今岩石圈厚度薄,表明华北克拉通中生代晚期以来岩石圈减薄的西界可推到鄂尔多斯盆地。华北克拉通中西部鄂尔多斯盆地周缘、华北克拉通中部山西地块、华北克拉通中西部南缘早白垩世火成岩形成时间相同,岩浆侵入和喷出的时代主要集中在138～108Ma,反映在燕山晚期早白垩世华北克拉通中西部存在一期较为强烈的热事件。火成岩地球化学分析表明火成岩来源为地幔,反映岩石圈处于拉张背景。早白垩世热事件发生的时间与华北克拉通岩石圈减薄的峰期年龄相一致,表明华北克拉通岩石圈减薄作用在华北克拉通中西部广泛存在。早白垩世构造热事件发生的根本原因在于鄂尔多斯盆地岩石圈深部热活动增强,深部软流圈物质上涌,岩石圈厚度减薄。通过对油气、煤、铀等金属矿产成矿(藏)时代与热事件的对应关系分析发现鄂尔多斯盆地油气、煤、铀矿产及华北克拉通中西部金属矿产的形成受控于早白垩世构造热事件及岩石圈拉张减薄的深部热背景,主要成藏(矿)期均为早白垩世,成藏、成矿具有爆发式及同时性特点。     

郯庐断裂带的伸展活动及其动力学背景

郯庐断裂带的伸展活动发生于晚白垩世至早第三纪,控制形成了-系列断陷盆地.安徽段的断陷出现在晚白垩世至早第三纪,苏鲁段仅发生于晚白垩世,而山东潍坊以北的断陷皆出现在早第三纪,显示了伸展活动南早北晚的迁移规律.这一伸展活动叠加在前期走滑构造之上,呈现为幕式的正断层运动.现可鉴别出断裂带的伸展活动经历过5次显著的断陷事件.郯庐断裂带的伸展构造多不同于典型的裂谷.它与中国东部同期一系列伸展盆地形成的动力学背景一致,是太平洋板块向西正面高角度俯冲下、中国东部岩石圈上拱中出现的巨型伸展构造.     

东北北部中新生代盆地群构造与深部结构特征

松辽盆地及其东西两侧的中、新生代盆地群的形成与演化表现为两大盆地构造旋回,包括两次成盆期和两次反转期。由于所处大地构造位置的岩石圈厚度、软流圈的起伏、莫霍面的埋深以及岩石圈有效弹性厚度等的差异,导致了3个盆地群的时空演化及其盆地结构特征的规律性变化。研究表明,浅层次盆地类型、断陷样式、反转构造组合以及盆地构造演化规律等明显地受深部岩石圈结构的控制和制约。      

南宁新生代软流圈上涌柱及其对浅表构造的影响

摘要：在研究南宁新生代软流圈上涌柱构造的基础上,从过渡构造、区域断裂、新生代盆地等方面并结合三维数值模拟来进一步分析和研究南宁新生代软流圈上涌柱构造对浅表构造的影响。南宁新生代软流圈上涌柱的存在对研究区浅表构造的影响是深层次、多方面的,在柱体边缘形成一系列过渡构造,影响到柱体中心附近NE向和NW向区域断裂的分段活动性。同时,在软流圈上涌和向东南方向流动过程中,带动研究区地壳上部块体移动,在南宁新生代软流圈上涌柱的柱体中心、西部和北部产生引张,相应在浅表形成断陷盆地,同时加强了东南部NE向和NW向区域性断裂的活动性,形成了灵山“中强地震活动区”。三维数值模拟的结果进一步验证了这个结论。     

北黄海盆地构造演化特征分析

依据最新油气资源调查资料,在简述北黄海盆地区域构造特征的基础上,重点分析了盆地的沉降史与构造演化特征。研究表明:(1)北黄海盆地的基本沉降曲线型式为7段折线状,其中晚侏罗世、早白垩世、始新世、渐新世、新近纪为曲线下降段,代表盆地5幕较明显的沉降;晚白垩世—古新世以及中新世早期为曲线上升段,反映盆地的抬升剥蚀。(2)盆地沉降作用自中生代至新生代总体由东向西迁移,东部坳陷以中生代沉降作用最为显著,中部坳陷主沉降期为始新世,而西部坳陷的快速沉降主要发生在始新世,并一直持续到渐新世。(3)盆地构造演化大致可划分为中生代断陷盆地、古近纪叠加断陷盆地以及新近纪坳陷盆地等3大发展阶段,其中,中生代断陷盆地发育阶段是北黄海盆地油气勘探研究的重点。     

银川盆地构造反转及其演化与叠合关系分析

以银川盆地构造反转为研究对象,从构造反转证据、反转时期以及反转强度等方面进行了分析,以此为基础,探讨 了银川盆地中生代以来构造演化。研究表明:负反转构造的发育、新生界与中-古生界地层展布特征的差异性以及伸展构 造样式与挤压构造样式并存等方面证明银川盆地发生负反转;构造反转的挤压隆升时期为晚侏罗世,伸展沉降期为渐新世 至新近纪;银川盆地北部构造反转强度大于南部,西部反转强度大东部;银川盆地自中生代以来经历了三叠纪至早-中侏 罗世时期的整体沉降、晚侏罗世的挤压隆升与差异剥蚀、早白垩世的再次沉降、白垩纪末期至新生代早期的整体隆升剥 蚀、渐新世至新近纪的快速断陷以及第四纪的整体拗陷六个演化叠合阶段。     

苏北盆地高邮凹陷晚白垩世—新生代构造沉降史分析与构造演化

本文应用回剥法及地层骨架厚度不变模型对苏北盆地高邮凹陷沉积地层进行了去压实校正,利用声波时差及镜质体反射率法对三垛期末盆地剥蚀量进行恢复,用艾里公式对盆地的构造沉降量及总沉降量进行估算,进而对苏北盆地高邮凹陷晚白垩世—新生代沉降史进行分析。研究表明：高邮凹陷为典型的裂陷盆地,经过了拗断期-断拗期-断陷期-坳陷期的盆地演化阶段。演化过程经历了三期沉降和两期隆升。在不同的阶段凹陷的沉降中心略有不同,其受主边界断层的控制,围绕着边界断层呈串珠状分布。     

华北克拉通东部盆地白垩-古近纪构造沉降的时空变化及其与克拉通破坏的关系

白垩-古近纪为华北克拉通东部断陷盆地的形成时期,通过运用盆地分析技术,本次工作得到了这一时期各盆地的各阶段构造沉降曲线及相应的构造沉降量和沉降速率。构造沉降分析表明,华北克拉通东部白垩-古近纪盆地的最强构造沉降峰期为古新世(孔店期),次构造沉降峰期为早白垩世早期(莱阳期)。其中早白垩世早期为华北克拉通东部、南部盆地的最强构造沉降峰期,古新世为克拉通内部渤海湾盆地区的最强构造沉降峰期,而其它时期盆地的构造沉降特征表现为构造沉降峰期前后的弱沉降过渡阶段。结合盆地的分布规律,盆地的主要构造沉降中心在白垩纪集中在华北克拉通的南缘和北缘,而在古近纪则迁移到克拉通内部渤海湾地区,即由华北克拉通边缘向内部迁移。伸展期盆地的演化经历了宽裂谷(莱阳期)→窄裂谷(大盛期)→宽裂谷(孔店期)→窄裂谷(东营期)的循环演化模式,揭示了岩石圈的温度和强度的变化。而这种构造沉降的时空变化更支持华北克拉通破坏以拆沉机制为主。     

华北克拉通北缘显生宙四次底侵作用及其构造-岩浆活动与深部背景

通过对华北克拉通北缘显生宙四次(P₁,T₃,J₁,K₁)底侵作用的研究,将华北克拉通的活化与岩石圈深部地幔物质的底辟体上涌联系起来。不同阶段底侵作用在岩浆来源深度、与构造格局关系、对地壳垂向增生的贡献、幔源物质脉动式上涌等方面的差异与变化,显示它们是一个分阶段连续热演化的深部过程,其动力学机制是深部的高热流和地幔物质的向上运移。对应于地幔物质上涌,必然存在同期的地幔底辟体隆起的岩石圈结构变化。通过对华北中生代盆山系形成机制的讨论,认为该区高分辨率面波层析成像所显示的地幔底辟体上涌的特征可以反映中生代岩石圈底侵作用的深部背景。     

郯庐断裂带巢湖—庐江段晚中生代火山岩的锆石U-Pb年代学

采用LA-ICP-MS方法对郯庐断裂带巢湖—庐江段的晚中生代火山岩进行了锆石U-Pb年代学研究。由6个样品获得的该处火山喷发时间在距今125~93Ma,为早白垩世晚期至晚白垩世初期,经历了32Ma的喷发历史。与附近的庐枞盆地、北大别造山带及北淮阳地区相比,该地火山喷发具有较晚的结束时间,说明岩石圈减薄具有相对强烈的程度和较长的持续时间。93Ma是已知的华北克拉通残留富集岩石圈地幔最晚的岩浆岩年代学记录。锆石的饱和温度计算、岩浆中较低的MgO含量和Mg^#值均不支持岩浆由拆沉的下地壳部分熔融形成,岩浆活动的可能成因是壳幔相互作用,岩浆源区具有由幔源向壳源再过渡到幔源的时间演化顺序。这暗示断裂带下强烈的软流圈上涌引起岩石圈地幔的熔融(距今125Ma),随后岩石圈持续的减薄作用导致其内部热流升高,出现了以流纹岩为代表的地热异常背景下地壳源区的部分熔融(距今120Ma),而最终岩石圈强烈减薄背景下的软流圈物质参与岩浆过程可能是晚期幔源岩浆(距今93Ma)的成因。     

郯庐断裂带晚白垩世金成矿作用: 来自龙泉站金矿床黄铁矿Rb-Sr年代学证据

龙泉站金矿床位于郯庐断裂带山东段内中段, 为沂沭断裂金成矿带的重要组成部分, 同时也是目前沂沭断裂带内发现的唯一一个碎裂蚀变岩型金矿, 矿体主要产于沂水-汤头断裂内的破碎带以及下盘变质岩系中.应用Rb-Sr同位素定年方法对该矿床10件黄铁矿样品进行了成矿时代测定, 获得黄铁矿Rb-Sr同位素等时线年龄为96±2 Ma(MSWD=1.2), 该年龄与断裂带内及附近目前发现的早白垩世晚期至晚白垩世早期岩浆活动时限(106~96 Ma)相吻合.同时结合近些年来山东省成岩成矿的高精度年代学以及矿产勘查成果资料, 表明华北克拉通东南缘亦存在晚白垩世金成矿作用.成矿构造背景与该时期沂沭断裂带不断引张及减压环境有关.伸展机制可能导致断裂带内及附近软流圈不断抬升, 等温线升高, 其进而诱发的强烈壳幔作用为金成矿提供了物质和流体来源.龙泉站晚白垩世金成矿事件的确定, 也为郯庐断裂带内及其两侧矿床成因对比和找矿实践提供了参考.      

大别山辉石岩—辉长岩体的锆石U—Pb年龄及其地质意义

大别山北部祝家铺,小河口和椒岩三个辉石岩－辉长岩侵入体的锆石给出四个Ｕ－Ｐｂ谐和年龄,范围均在１２３￣１３０Ｍａ之间,这表明这些基性／超基性侵入体是碰撞后成因的。由于白垩纪花岗岩脉普遍穿切这些辉长岩体,说明大别山垩纪大规模岩浆事件,是从深部地幔部分熔融开始的,其热动力可能源于地幔上涌。     

渤海—鲁西地区白垩-早第三纪裂谷活动——火山岩的地球化学证据

渤海—鲁西地区的白垩早第三纪火山岩在渤海东部主要沿郯庐断裂带呈北北东向分布,在渤海西部和鲁西地区主要沿北西向断裂带分布。白垩纪火山岩以安山岩类为主,早第三纪以玄武岩类为主,玄武岩浆源于富集型地幔,即富集轻稀土和大离子亲石元素,但明显亏损Yb、Ni和Cr等元素。火山岩的Sr和Nd同位素初始比值结果表明白垩纪的火山岩来源于Ⅱ型富集地幔,而早第三纪火山岩来源于接近原始地幔的略富集型地幔。这可能由于早第三纪岩石圈大规模伸展减薄,致使上地幔深部的亏损型物质上涌参与岩浆活动,与富集型地幔混染的结果。     

Early Cretaceous mantle upwelling and melting of juvenile lower crust in the Middle-Lower Yangtze River Metallogenic Belt: Example from Tongshankou Cu-(MoW) ore deposit

The linkage between intracontinental extension and the Early Cretaceous Cu-Mo-W polymetallic metallogenesis in the Middle-Lower Yangtze River Belt (MLYRB) has long been a subject of controversy due to the lack of convincing petrogenetic evidence to identify the nature of magmatic sources and their geological histories during extensional mantle upwelling. Here we present new zircon UPb ages, isotopic and geochemical data for granodiorites, quartz diorites and mafic microgranular enclaves (MMEs) in the Tongshankou area. Comparing the MMEs with their host porphyries, the different ratios of incompatible elements and the similar formation ages, coupled with quenched margins and the xenocrysts in the MMEs, indicate that the MMEs was most likely formed by mixing between mafic magma and their host felsic magma. The MMEs share similar geochemical and isotopic characteristics with the Cretaceous mafic rocks from MLYRB, indicating that MMEs were mostly derived from an enriched lithospheric mantle source without adakitic characteristics. Mixing of a crustal melt derived by melting of an amphibolite bearing juvenile lower crust with a mantle melt derived from melting of enriched lithospheric mantle can account for the generation of the Tongshankou prophyries. The melting of juvenile mafic lower crust and enriched lithospheric mantle is suggested to be caused by upwelling of asthenospheric mantle and the reactivity of trans-lithospheric faults in the intracontinental extensional environment. Our results therefore highlight that juvenile mafic lower crust beneath the Yangtze plate is one of the likely source for ore-forming magmatic rocks in the Early Cretaceous.     

中国东北及邻区白垩纪古地磁分析与块体旋转运动动力学背景

内容提要：为了更好地理解中国东北及邻区白垩纪各块体的旋转运动模式及其运动量,本文根据最新的地层学进展分早白垩世中期、早白垩世晚期与晚白垩世三个阶段对该区古地磁数据进行了精细分析。通过与华北-华南地块（不包括朝鲜半岛、辽东及胶东半岛）相应时期的古地磁极对比,说明朝鲜半岛及辽东早白垩世中、晚期相对华北-华南地块分别顺时针旋转约11º,晚白垩世以来没有明显的旋转运动。辽西地区则出现了小幅度的逆时针旋转运动。以上旋转运动与太平洋板块俯冲引起的中国东北及邻区强烈岩石圈减薄和伸展作用具有密切联系。     

Lead isotope evolution of the Central European upper mantle:Constraints from the Bohemian Massif

The Pb isotope composition of the upper mantle beneath Central Europe is heterogeneous due to the subduction of regionally contrasting material during the Variscan and Alpine orogenies.Late Variscan to Cenozoic mantlederived melts allow mapping this heterogeneity on a regional scale for the last ca.340 Myr.Late Cretaceous and Cenozoic anorogenic magmatic rocks of the Bohemian Massif(lamprophyres,volcanic rocks of basanite/tephrite and trachyte/phonolite series) concentrate mostly in the Eger Rift.Cretaceous ultramafic lamprophyres yielded the most radiogenic Pb isotope signatures reflecting a maximum contribution from metasomatised lithospheric mantle,whereas Tertiary alkaline lamprophyres originated from mantle with less radiogenic ~(206)Pb/~(204)b ratios suggesting a more substantial modification of lithospheric source by interaction with asthenosphericderived melts.Cenozoic volcanic rocks of the basanite/tephrite and trachyte/phonolite series define a linear mixing trend between these components,indicating dilution of the initial lithospheric mantle signature by upwelling asthenosphere during rifting.The Pb isotope composition of Late Cretaceous and Cenozoic magmatic rocks of the Bohemian Massif follows the same Pb growth curve as Variscan orogenic lamprophyres and lamproites that formed during the collision between Laurussia,Gondwana,and associated terranes.This implies that the crustal Pb signature in the post-Variscan mantle is repeatedly sampled by younger anorogenic melts.Most Cenozoic mantle-derived rocks of Central Europe show similar Pb isotope ranges as the Bohemian Massif.     

胶东早白垩世中-酸性脉岩造岩矿物微区地球化学特征研究

胶东地区广泛发育早白垩世中-酸性脉岩群,但是其成因演化及成岩地质背景至今仍存在诸多争论。本文利用电子探针(EMPA)与激光剥蚀电感藕合等离子质谱(LA-ICP-MS)技术分析了胶东早白垩世石英闪长脉岩与闪长脉岩中主要造岩矿物(斜长石和黑云母)的主、微量元素组成;并结合岩石地球化学特征,对两者的岩浆源区和岩浆演化进行了研究探讨。石英闪长脉岩与闪长脉岩中黑云母低于检测线的Ca O含量与斜长石主量元素之间良好的线性关系指示两者为未受到后期变质作用影响的原生矿物,进一步说明胶东中生代石英闪长脉岩与闪长脉岩岩浆形成后,在上涌成岩过程中未受到变质作用的影响。石英闪长脉岩中壳源黑云母矿物成分基本一致的,以及斜长石正环带中核边部线性变化的An值与Fe、Mg、Sr、Ba等不相容元素特征指示石英闪长脉岩源于华北克拉通东部古老的加厚下地壳部分熔融作用,并在岩浆演化早期和晚期有一定幔源镁铁质岩浆混入,整个岩浆演化过程并未受到大气、俯冲、变质流体混入或构造作用的影响。闪长脉岩中黑云母矿物较大的Fe2+/(Fe2++Mg)比值范围,Al含量与结晶压力高度正相关以及斜长石中不相容元素特征指示本次研究中胶东闪长脉岩源自俯冲的板片来源的流体或沉积物混入所形成富集岩石圈地幔源区。胶东早白垩世石英闪长脉岩与闪长脉岩形成的大地构造动力学背景为古太平洋板俯冲-回撤引起热-机械侵蚀,进而导致岩石圈地幔减薄。在此情况下软流圈地幔上涌加热导致胶东富集岩石圈地幔部分熔融形成地幔熔体。这些幔源熔体经历分离结晶形成早白垩世闪长脉岩。此外,幔源镁铁质岩浆持续加热导致加厚下地壳部分熔融,形成了石英闪长脉岩。     

Meso—Cenozoic lithospheric thermal structure in the Bohai Bay Basin,eastern North China Craton

The Bohai Bay Basin is a region where part of the North China Craton has been thinned and destroyed. It has experienced two periods of crustal thinning that occurred during the Cretaceous and Paleogene, but investigations of its Mesozoic and Cenozoic lithospheric thermal structure are limited. Therefore, in this study,the distributions of mantle heat flow, crustal heat flow, and Moho temperatures during the Meso-Cenozoic are calculated based on analyses of the thermal history of the Bohai Bay Basin. The results indicate that the ratio of mantle heat flow to surface heat flow peaked during the late stages of the early Cretaceous and during the middle to late Paleogene. The corresponding mantle heat flow was more than 65% of the surface heat flow. Moho temperatures reached three peaks: 900-1100℃ in the late stages of the early Cretaceous;820-900℃ in the middle to late Paleogene; and(in the Linqing Depression, Cangxian Uplift, and Jizhong Depression) 770-810℃ during the early Neogene. These results reveal that the Bohai Bay Basin experienced significant geological change during the Cretaceous, including the transformation of lithospheric thermal structure from "cold mantle and hot crust" before the Cretaceous to "hot mantle and cold crust" after the Cretaceous. The results also indicate that the basin experienced two large-scale rifting events.Therefore, this work may provide the thermal parameters for further investigations of the geodynamic evolution of eastern China.