青藏高原北部柴达木块体晚二叠世古地磁结果及其构造意义

通过对柴达木地块天峻县组合玛地区晚二叠世13个采点的系统古地磁测定,揭示了一组高温特征剩磁分量.实验结果表明,采样剖面获得的晚二叠世古地磁结果具有正、反极性,其特征剩磁方向为:Dg=333.7°,Ig=37.3°,Kg=35.4,N=9,α95 =8.8;Ds=333.9°,Is=41.7°,Ks=69.9,α95 =6.2°,相对应的古地磁极位置为:64.0°N,342.4°E,A95=5.9°,古纬度为24.0°N.这一高温分量通过了倒转检验,我们认为这一高温特征剩磁分量很可能代表了研究区晚二叠世时期的原生特征剩磁.通过对比塔里木地块晚石炭-晚二叠世古地磁结果,发现两块体在晚石炭世存在明显的古纬度差(16.6±9.3°),而在晚二叠世其古纬度差(3.5±5.4°)在古地磁误差范围内并没有明显差别,从构造意义上说,说明柴达木地块在晚二叠世已是塔里木地块的一部分,结合地质资料,认为柴达木地块在晚二叠世时古地理位置处于塔里木地块的南缘或西南缘,这表明柴达木/塔里木地块间的古阿尔金断裂的形成时代不可能早于晚石炭世时,很可能形成于晚二叠世以后.     

内蒙古中部晚石炭世—早二叠世古地磁新数据及其地质意义

对采自内蒙古苏尼特左旗白音乌拉乡晚石炭世—早二叠世宝力高庙组和敖汉旗安庆沟乡晚石炭世酒局子组的凝灰岩和凝灰质砂岩开展了古地磁学研究。宝力高庙组和酒局子组样品退磁特征表明,高温剩磁分量均以赤铁矿为主要载磁矿物,可能携带了岩石形成时期的特征剩磁分量。层面校正后2个组平均特征剩磁分量分别为:D=159.3°,I=-33.1°,α95=8.7°;D=328.8°,I=31.3°,α95=5.7°。这反映了内蒙古中部晚石炭世—早二叠世位于北纬17°—18°N。将所获得的古地磁结果与已发表的相邻地区古地磁数据进行比较,并结合古生物、古气候等地质数据,推测晚石炭世—早二叠世时内蒙古中部与华北地块关系密切,距离较近,而远离西伯利亚地块,内蒙古中部晚石炭世—早二叠世时可能是华北地块的组成部分。     

塔里木地块二叠纪古地磁结果及二叠纪中国大陆的重建

在塔里木盆地西北缘下二叠统的三个剖面中采集的标本,获得了两个古地磁极:一个获自灰岩剖面(λ=65°N,φ=163°E,K=128,A_(?5)=4°,n=11).另一个获自两个玄武岩剖面(λ=55°N,φ=172°E,K=66,A_(95)=4°,n=21).结合原先已发表的数据,塔里木地块二叠纪古地磁场为λ=61°N,φ=177°E.K=98.A_(95)=9°,N=4.塔里木地块古纬度比中朝、扬子地块高得多,认为这些地块是分开的大陆地块.晚二叠世.塔里木、西伯利亚、中朝、扬子地块之间发生过重要的相对运动表明.地质上推断的晚古生代碰撞、并合作用在中亚及东亚的复合构造演变才刚刚开始.     

龙门山构造带早三叠世古地磁新结果及其对四川盆地构造旋转的制约

选择龙门山构造带剑阁县竹园镇马鹿乡地区早三叠世飞仙关组,开展了详细的古地磁研究。通过对飞仙关组9个采样点灰岩、泥质灰岩样品系统的古地磁测试,热退磁结果分离了一组高温特征剩磁分量。样品的高温剩磁分量具有正、反双极性,且通过了倒转检验,表明它们很可能代表了岩石形成时的原生剩磁。构造校正后的特征剩磁方向为:偏角D_s=42.3°,倾角I_s=12.6°,α_(95)=9.4°;相应的极位置为:经度φ_p=219.3°E,纬度λ_p=42.9°N,d_p/d_m=4.9°/9.6°,古纬度plat=6.4°。对比稳定的四川盆地早三叠世的古地磁结果,获得龙门山构造带相对于稳定四川盆地发生了1.2°±4.4°的顺时针旋转运动,为此从构造古地磁角度,提出龙门山构造带和四川盆地自早三叠世以来,在动力学上已是统一的构造单元,并没有发生明显的构造旋转作用。     

拉萨地块北缘尼玛地区晚白垩世古地磁结果及其构造意义

通过对青藏高原拉萨地块北缘尼玛县城附近晚白垩世红层8个采点的系统古地磁测定,获得了研究区晚白垩世可靠的古地磁数据。通过系统热退磁获得了采样剖面高温特征剩磁方向平均值为:Dg=9.9°,Ig=5.5°,κg=30.3,α95=10.2°,N=8(地理坐标下);D_s=8.2°,I_s=27.4°,κs=37.6,α_(95)=9.2°,N=8(层面坐标下);对应古地磁极为:71.2°N,241.9°E,dp/dm=5.5°/10.0°。该高温剩磁分量在地理坐标下与现代地磁场方向有显著差别,具有正、反极性,并通过了倒转检验,由此认为其很可能代表岩石形成时的原生剩磁。本次研究结果表明拉萨地块北缘在晚白垩世位于~14.5°N的古纬度位置(参考点:31.8°N,87.2°E)。对比稳定亚洲大陆参考极显示晚白垩世以来拉萨地块北缘与稳定亚洲大陆之间发生了1200±630km(10.9°±5.7°)的南北向构造缩短,但并未发生明显的相对旋转作用(0.8°±5.9°)。综合地质证据提出印度与亚洲大陆碰撞所造成的亚洲大陆内部南北向构造缩短主要集中在拉萨地块以北的区域。     

羌塘地块西部晚三叠世灰岩古地磁研究及其构造意义

青藏高原羌塘地块和拉萨地块汇聚-碰撞拼合过程的研究对认识青藏高原中部隆升历史及其动力学过程具有重要的科学意义,而羌塘地块古地磁研究对理解上述问题至关重要。通过对羌塘地块西部改则地区晚三叠世灰岩的系统古地磁测定,获得其高温剩磁分量。但是这一高温剩磁分量未通过褶皱检验,表明为后期重磁化的结果。研究剖面高温特征剩磁平均方向在地理坐标下为Dg=349.3°,Ig=40.4°,κg=45.4,α95=6.5°,相应的古地磁极为76.4°N,311.1°E,dp/dm=4.7°/7.9°。这一古地磁极与羌塘地块早白垩世约110～100 Ma的古地磁极在古地磁误差范围内重合,表明其重磁化的时代为早白垩世约110～100 Ma。综合分析羌塘地块和拉萨地块古地磁结果,并结合海相地层、蛇绿岩和洋岛等地质证据,显示班公湖-怒江特提斯洋西段闭合的时间发生在早白垩世晚期约110～100Ma。改则地区晚三叠世灰岩的早白垩世晚期重磁化作用与羌塘/拉萨地块西部的碰撞密切相关。     

塔里木盆地古董山地区早二叠世古地磁特征 及其地质意义

通过对塔里木盆地内古董山地区早二叠世玄武岩的古地磁测定,揭示了1组高温特征剩磁分量。实验结果表明,其特征剩磁方向为：Dg=213.7°, Ig=26.9°,κg=19.7, N=9,α95=13.7°; Ds=217.7°, Is=-37.5°, κs=15.4,α95=13.6°,相对应的古地磁极位置为：53.2°N、 187.5°E,A95=12.3°,古纬度为21.0°N。由于采样剖面所获得的早二叠世古地磁结果全部为反极性特征,认为这一高温特征剩磁分量很可能代表了研究区早二叠世时期的原生特征剩磁。对比塔里木地块西北缘早二叠世的古地磁结果,认为研究地区与塔里木地块西北缘之间在古地磁误差范围内并未发生明显的相对构造运动。依据塔里木早二叠世古地磁极与哈萨克斯坦地块同时期古地磁极的一致性,结合二者的古生物资料,提出早二叠世时期塔里木地块可能已经与哈萨克斯坦地块碰撞相连,至晚二叠世,二者之间的海水完全退出,碰撞造山使得天山雏形基本形成。结合前人古地磁研究成果,对塔里木地块及周边主要块体早二叠世的古地理进行了重建。     

海南岛白垩纪古地磁结果及其构造地质意义

对海南岛地区白垩系鹿母湾组和报万组碎屑岩219个独立定向岩芯样品(29个采点)的岩石磁学和古地磁学研究表明,白垩纪的碎屑岩以赤铁矿为主要载磁矿物。逐步热退磁分析表明,绝大多数样品可分离出特征剩磁分量。综合前人的结果,获早白垩世特征剩磁方向D=6.5°,I=42.7°,κ=73.4,α95=8.2°;晚白垩世特征剩磁方向D=6.7°,I=44.7°,κ=125.5,α95=5.4°。其早白垩世古纬度24.8°(+6.2°/-5.8°),晚白垩世古纬度26.3°(+4.6°/-4.0°);均位于现在地理位置以北约5°～6°。与华南板块东南缘白垩纪的古地磁数据对比表明,晚白垩世海南地块仍是华南板块的一部分。海南岛白沙断裂东西两侧早白垩世古地磁数据的差异,表明存在一个北东向的构造走滑带,白沙断裂可能是华南沿海北东向构造带的南延部分。海南岛白垩纪古地磁结果也表明,相对印支地块,海南岛在早白垩世时发生了25°左右局部顺时针旋转。推测此局部旋转很可能与晚侏罗世—晚白垩世早期,印度洋开始第一次海底扩张,印度板块向北运动有关。     

印支地块思茅地区始新统磁倾角偏低现象及其构造意义

对印支地块思茅地区始新世陆相红层进行古地磁研究,获得勐伴剖面特征剩磁方向为Ds=118.2°,Is=22.1°,k=31.6,α95=10.9°;勐腊剖面特征剩磁方向为Ds=47.6°,Is=22.8°,k=20.2,α95=5.9°。其特征剩磁方向与前人研究结果基本一致。利用Hodych等的磁倾角校正方法得到校正磁倾角为28.4°±4.3°,对前人的数据重新进行E/I统计得到的校正磁倾角值为30.7°,置信区间为[25.4°,35.9°],两种不同方法得到了较一致的结果,思茅地区的古近纪磁倾角显示了一定程度的偏低。E/I磁倾角偏低检验方法在应用时存在一定的局限性,变形微弱地层的古地磁学数据适合进行E/I磁倾角偏低校正,以避免倾伏褶皱或差异性旋转变形作用对E/I磁倾角偏低校正的影响。Hodych等提出的磁倾角校正方法是现今比较可靠的磁倾角校正方法。结合前人印支地块的古地磁研究成果,本次研究结果表明印支地块思茅地区自始新世以来相对于华南板块向南滑移量约500km。     

龙门山南段二叠系—下三叠统的古地磁研究

为了约束龙门山南段的构造运动特征,文章对龙门山南段大川镇附近的下三叠统飞仙关组淡紫灰色泥岩、粉砂岩和宝兴地区的二叠系灰岩开展了古地磁研究。古地磁样品取自10个采样点,其中3个采点为二叠系灰岩;7个采点为飞仙关组淡紫灰色泥岩、粉砂岩。对样品开展了逐步热退磁、岩石磁学（等温剩磁获得曲线和三轴等温剩磁热退磁）及扫描电镜实验。80个样品进行的逐步热退磁实验结果显示,二叠系灰岩样品未分离出稳定的特征剩磁;飞仙关组样品分离出了稳定的特征剩磁,并通过了广义褶皱检验,其特征剩磁的平均方向为：Ds=36.9°,Is=16.5°,α95=5.9°,K=33.8,N=18,对应的古地磁极投在了华南视极移曲线的早三叠世段附近。岩石磁学实验结果表明飞仙关组样品的载磁矿物为磁铁矿,扫描电镜观察展示其为碎屑状的铁氧化物,且无明显成岩后自生特征。结合退磁曲线特征,扫描电镜微观特征,特征剩磁的古地磁极位置和岩石磁学结果,飞仙关组样品的特征剩磁很可能为原生剩磁。该结果表明龙门山褶皱冲断带与四川盆地的没有明显地相对构造旋转运动,自晚三叠世以来,其与龙门山北段以及四川盆地在动力学上是统一的构造单元。     

青藏高原羌塘盆地晚三叠世古地磁数据及其构造意义

羌塘盆地作为青藏高原主要的地体之一,其中生代的地质演化对于研究古特提斯洋关闭和冈瓦纳大陆解体都具有重要的指示意义。为查明羌塘盆地中生代的演化过程,在南、北羌塘坳陷上三叠统扎拉组和土门格拉组地层中共采集200余件砂岩样品进行古地磁对比研究。热退磁实验显示,大部分样品均含有两个磁组分,并揭示出一组高温特征剩磁分量,在95%置信度下通过正倒转检验和正褶皱检验,说明这组高温分量很可能代表岩石形成时的原生剩磁。南、北羌塘坳陷中样品的平均特征剩磁方向分别为D/I=28°/45.5°(a₉₅＝3.6°)和D/I=35.3°/46.5°(a₉₅＝4.0°);其相近的古地磁极和古纬度表明,南、北羌塘在晚三叠世已经属于一个统一的地块,并且具有北纬27°的古纬度。再结合前人研究成果发现,羌塘盆地晚古生代位于南半球中纬度地区,晚二叠世时已靠近赤道,并逐渐从冈瓦纳大陆北缘裂解开来向北漂移。羌塘盆地与塔里木地块在晚三叠世实现了碰撞拼合;中白垩世时,又与拉萨地块完成了板块碰撞。至此,羌塘盆地与周缘各地块基本上完成了碰撞拼合。     

东天山大南湖岛弧带石炭纪岩石地层与构造演化

详细的地质解剖工作表明,东天山地区大南湖岛弧带石炭纪出露4套岩石地层组合,即早石炭世小热泉子组火山岩、晚石炭世底坎儿组碎屑岩和碳酸盐岩、晚石炭世企鹅山组火山岩、晚石炭世脐山组碎屑岩夹碳酸盐岩。根据其岩石组合、岩石地球化学、生物化石、同位素资料以及彼此的产出关系,认为这4套岩石地层组合的沉积环境分别为岛弧、残余海盆、岛弧和弧后盆地。结合区域资料重塑了大南湖岛弧带晚古生代的构造格架及演化模式。早、晚石炭世的4套岩石地层组合并置体现了东天山的复杂增生过程。     

Phanerozoic plate history and structural evolution of the Tarim Basin,northwestern China

ABSTRACT

As the largest inland oil-bearing basin in China, the Tarim Basin is a large-scale composite basin that has experienced a complex tectonic evolutionary history from the Ediacaran to the Cenozoic. From the Ediacaran to the Ordovician, the Tarim Basin was in an extensional tectonic environment. From the Silurian to the Devonian, the Tarim Block switched from the presence of passive margins to active margins along its northern and southern edges, eventually colliding with the North Kunlun Terrane in the Silurian. From the Carboniferous to the Triassic, the transition of the Tarim Block from an independent landmass to an internal component of the Eurasian Plate resulted from collisions with the Yili-Central Tianshan Terrane to the north during the Late Carboniferous and the Qiangtang Terrane to the south during the Triassic. From the Jurassic to the Paleogene, several unconformities developed because of the subduction of the Meso-Tethys oceanic plate during the Late Jurassic and the Neo-Tethys oceanic plate during the Paleogene. After the Neogene, as a rejuvenated foreland basin, the Tarim Basin was activated along its margins and became an intermountain basin due to the intense regional compression induced by the Indian Plate. Based on a seismic profile cross-section of the basin, we conclude that the extension and shortening in the profile reflects the block amalgamation history and the structural evolution of the Tarim Basin. The structural-sedimentary evolution of this basin is closely related to the movement of the peripheral plates.     

柴达木地块晚石炭世的古地理位置

作者由柴达木地块上得到的晚石炭世灰岩和砂岩的古地磁资料表明,该地块在晚石炭世时位于北纬26°,与当时的塔里木地块相邻或可能是塔里木地块的一部分。因而,柴达木地块应是安哥拉古陆的南界。晚石炭世之后,柴达木地块上的采点相对于塔里木地块有过运动,表现为柴达木地块相对于塔里术地块沿阿尔金断层向东移动和作顺时针旋转。     

酒西盆地晚二叠世古地磁极及其大地构造意义

本文根据甘肃酒西盆地大黄沟剖面上二叠统“窑沟群”的古地磁资料确定了该盆地晚二叠世古地磁极位置及该区与华北地块的大地构造关系。剖面厚度约684米,共采集33层58个样品。对全部样品进行系统退磁处理后分离出了次生成因的低温分量和原生成因的高温分量。高温分量磁化方向经倾斜改正后密集度显著增强,平均磁化方向为-28.0°N/132.9°E(α95=4.7,K=47.1),相应的古地磁位于42.4°N/350.9°E(A95=3.9,K=67.8),均以99%以上的置信度通过了褶皱检验。由此可知,高温分量是在岩层发生褶皱之前获得的厚生剩磁,所代表的时限属基亚曼反向极性间隔。上述古地磁极位置与其他作者在山西、河北等地获得的结果极为相近,表明酒西盆地至少在晚二叠世就是华北地块的一部分。华北地块与塔里木地块在晚二叠世期间是两个独立的大地构造单元,古边界应位于酒西盆地以西,很可能是阿尔金断裂的前身或与之相当的断裂构造。     

伊宁地块石炭纪火山岩及其对构造演化的约束

西天山伊宁地块的构造格局及其演化之认识久存争议,倍受关注。分歧焦点有三:(1)石炭纪有无洋盆存在?(2)若有洋盆,何时闭合?(3)"沟-弧-盆"消亡时究竟是单向俯冲还是双向俯冲?若是单向俯冲,俯冲方向是由北向南或是相反(即俯冲极性)?因此,这些重大地质问题均聚焦于本区的火山岩。石炭纪火山岩是伊宁地块中的最主要建造和指示构造演化的关键层位,争论长久而激烈。本文认为,伊宁地块早石炭世发育弧前-岛弧-弧后盆地钙碱性火山-沉积建造,是塔里木板块北缘的主要组成部分;而晚石炭世碱性系列双峰式火山岩及其沉积组合则是大陆裂谷火山-沉积建造,形成于区域性伸展构造环境,是准噶尔板块与塔里木板块缝合后的陆内建造,因而古洋盆的关闭时限是早石炭世晚期(鄯善运动)。依据区内早石炭世建造的空间分布和变化规律,作者们认为古天山洋盆与当今地学界作为典型的日本沟-弧-盆体系有着极好的相似性和空间分布可对比性。石炭纪火山岩为本区的构造演化研究提供了重要的约束信息。     

Palaeomagnetic and structural constraints on 90° anticlockwise rotation in SW Mongolia during the Permo–Triassic: Implications for Altaid oroclinal bending. Preliminary palaeomagnetic results

New and published paleomagnetic measurements from Trans Altai and South Gobi zones in south Mongolia document large tectonic motions in between Late Carboniferous and Triassic. Magnetic inclinations confirm equatorial position of south Mongolian terranes in Late Carboniferous–Permian times. The evolution of magnetic declinations indicates 90° anticlockwise rotation in between latest Carboniferous and Early Triassic of all studied tectonic units around the Eulerian pole located close to axis of Mongolian orocline. The anticlockwise rotation continues in Triassic being accompanied by a major drift to the north. The structural and published geochronological data suggest Carboniferous E–W shortening of the whole region resulting in N–S trend of all continental and oceanic geological units followed by orthogonal N–S shortening during Late Permian to Early Jurassic. Both paleomagnetic and geological data converge in a tectonic model of oroclinal bending of Mongolian ribbon continent, westerly back arc oceanic domain and Mongol–Okhotsk subduction zone to the east. The oroclinal bending model is consistent with the coincidence of the Eulerian pole of rotation with the structural axis of Mongolian orocline. In addition, the Mesozoic collisional tectonics is reflected by late remagnetizations due to formation of wide deformation fronts and hydrothermal activity.     

构造活动区特征源汇体系及古地理重建:以塔里木块体北缘记录“泛非”事件的碎屑锆石分析为例*

完整认识盆山沉积系统,这是古地理重建研究的必然趋势,其中从构造稳定区到构造活动区的特征源汇体系解析是重要环节。塔里木块体北缘活动区存在与“泛非”造山事件有关的岩浆和变质记录,但与这一特征构造-热事件有关的碎屑沉积记录以往在塔里木块体北缘及邻区却鲜有报道。主要针对塔里木块体北缘泥盆纪-石炭纪砂岩样品,文中开展了碎屑锆石原位地质年代学分析,结果表明下石炭统野云沟组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄以新元古代中-晚期为主体,与“泛非”造山事件的持续时间较为一致,且此类沉积记录在该地区也是首次大量发现。相应的碎屑锆石的ε_Hf(t)值几乎全为负值,是古老陆壳熔融的产物。而野云沟组之下和之上的砂岩碎屑锆石均无“泛非”造山事件的明显信息。研究认为,泥盆纪南天山洋向南俯冲,导致塔里木块体北缘发育岛弧体系;至早石炭世维宪早期南天山洋盆闭合,相关块体拼贴-碰撞作用致使该区构造古地理转变,与“泛非”造山作用有关的结晶基底隆升和剥露,并成为野云沟组主要物源。晚石炭世随海平面上升和沉积超覆,塔里木块体北缘与“泛非”造山事件有关的结晶基底剥露终止。综合对比区域碎屑锆石U-Pb年代学数据发现,研究区其他显生宙地层中(除上奥统桑塔木组外)均未记录到明显的与“泛非”造山事件物源相关的碎屑沉积,可能说明现存的塔里木块体受“泛非”造山构造-热事件影响的范围有限,另一方面也说明相关基底岩石的剥露主要出现在早石炭世以及晚奥陶世。这些信息的揭示对于认识塔里木块体北部古生代古地貌、碎屑源汇体系与构造古地理具有重要意义。