华南、华北地块中生代构造演化与超高压变质岩的折返机制

本文在讨论中国东部现有构造演化模式基础上，着重从华北与华南地块之间板块尺度的动力学过程剖析秦岭－大别中生代造山带构造演化，以及大别－苏鲁超高压变质地体的形成和折返过程。晚二叠世－中三叠世华南地块向华北地块持续挤压，陆壳大规模俯冲导致超高压变质作用的产生，而华北地块在晚三叠世至早侏罗世发生快速逆时针旋转，使得这一地区上地幔深度的超高压变质地体快速折返至下地壳。由于超高压变质地体侵位后，地壳结构、构造的差异，在南北地块的进一步挤压下，造成中国东部晚侏罗世－早白垩世郯庐断裂带的巨大左行剪切。     

松嫩地块及其研究意义

块体拼贴是东北大地构造格架的基本特征,文中拟从这一构造背景出发,在区域地质研究基础上,选择目前研究相对薄弱的松嫩地块进行讨论。通过地层建造、古生物地理分区、构造岩浆组合及年代学的资料,揭示松嫩地块与东北其他地质体拼贴的历史。松嫩地块西侧通过嫩江中古生代造山带与兴安褶皱带相接;南侧通过吉中晚古生代造山带和华北地台北缘的西拉木伦早古生代褶皱带相接;东侧通过张广才岭中生代造山带与佳木斯地块拼贴;北侧是蒙古-鄂霍茨克中生代造山带。此外,结合前人关于全球构造格局变迁的研究,讨论了东北地块的来源,并认为松嫩地块东界的张广才岭造山带是古亚洲洋构造域向太平洋构造域转折的标志。     

华北地块揳入大华南地块和印支期弯山构造

东亚大陆内存在华北、扬子、华夏、韩国京畿和岭南、日本飞弹、布列亚—佳木斯—兴凯等诸多地块/微地块,多数地块之间从太古宙到中生代都存在复杂的洋-陆格局和聚散过程。研究东亚大陆各个地块/微地块的属性和关系及其拼合过程对东亚大陆演化规律及古大陆重建具有重要意义,但对其认识迄今仍存在争议。因此,本文综合岩石学、地层学、古生物等方面的资料证据,对东亚各个地块之间的地层、古生物特征进行对比,进而探讨东亚大陆各地块/微地块的亲缘性,以期厘定各地块间的拼合时序与方式。结果表明,除华北地块外,华南、韩国、西南日本、布列亚—佳木斯—兴凯等地块/微地块都具有亲冈瓦纳的特征,它们早古生代可能为统一的板块,本文称为大华南地块。印支期随着华北地块向SE朝大华南地块揳入,造成大华南地块西侧构造旋转和弯曲,形成类似印度板块揳入欧亚板块所导致的喜马拉雅山型弯山构造。     

六盘山盆地形成和改造历史及构造应力场演化

六盘山盆地夹于鄂尔多斯地块、青藏地块和阿拉善地块之间,在中国大地构造体系中处于独特的构造位置。基于野外变形分析与断层滑动矢量构造应力场反演,初步确定了六盘山盆地形成与构造演化历史。结果表明,六盘山盆地主要经历了早白垩世成盆过程和后期改造过程2个大的阶段。早白垩世早期,受到区域近E-W向引张应力作用而发生断陷,盆内沉积了一套巨厚的河湖相六盘山群;早白垩世晚期在NW-SE向挤压下,断陷盆地发生构造反转,局部地区褶皱回返,六盘山群发生不同程度的断裂和褶皱变形,继而盆地开始了长期的隆升剥蚀作用。晚新生代,受到印度—欧亚大陆碰撞产生的远程效应,六盘山盆地先后经历了NE-SW向和近E-W向挤压应力作用,盆地发生了强烈的褶皱和断裂变形,六盘山快速隆起。六盘山盆地构造应力场演化历史不仅为研究周缘地块的运动学和动力学提供构造地质依据,也对盆地油气勘探具有指导意义。     

东亚大陆西缘侏罗纪变形——以班公湖—怒江带中段韧性变形为例

班公湖-怒江带作为羌塘地块与拉萨地块晚中生代聚合而形成巨型构造带,其形成时代与如何汇聚是构造研究关键所在。本次研究选择班公湖—怒江带中段的安多—聂荣地块发育为研究区,对地块内部基底发育的近东西走向的韧性剪切带,开展了韧性剪切变形分析与同构造年代学研究。剪切带面理和线理测量分析指示北东—南西向构造挤压,其同构造矿物40Ar/39Ar的测试分析获得年龄约为167 Ma,表明班公湖-怒江带中段形成于中侏罗世中期北东—南西向汇聚的构造背景下。结合区域构造分析,东亚大陆西缘羌塘地块与拉萨地块在中侏罗世中期以北东—南西向碰撞聚合的构造方式完成大陆拼接,为东亚大陆西缘中侏罗世变形提供了直接构造证据。     

华北中部构造带不同前寒武纪地块主要特征对比研究

古元古代是华北克拉通构造演化的关键时期,主要体现在由新太古代大陆地壳垂向增生到古元古代侧向增生的转换。华北中部构造带的构造性质是近年来华北克拉通构造演化研究争论的焦点之一,构造带中段出露恒山、五台和阜平等多个前寒武纪变质杂岩,其中发育多条大型韧性剪切带,这些剪切带的主期活动时代均为1. 85～1. 80Ga。本文以这些剪切带为构造边界将变质杂岩划分为恒山地块、繁峙地块、五台地块和阜平地块,并在早期研究中解析了繁峙地块构造挤入事件和阜平地块西部的伸展构造事件,表明这些前寒武纪地块的构造位置在古元古代末前后可能有所不同。结合前人资料,本文对这些地块的岩石组成、形成时代、变质作用以及典型构造样式等特征进行详细对比研究。结果表明,恒山地块、阜平地块和五台地块共同组成华北克拉通早前寒武纪"高级区-绿岩带"的典型壳层结构,而繁峙地块与其他地块具有明显差异,具有外来地块特征。     

景德镇-温州大地电磁剖面深部电性结构研究

华南大陆历经长期复杂的构造演化,其浅部复杂而多样的构造形态与深部壳幔结构及其动力学机制有着密切联系,但当前的深部探测资料有限,深部构造并不明确。为了研究华南的深部岩石圈结构状态,布设了多条宽频长周期大地电磁联合探测剖面。通过对景德镇-温州剖面的数据处理,获得了该剖面的岩石圈电性结构模型。分析表明:华夏地块与扬子地块东部的江南造山带以江绍断裂为界;华夏地块整体呈现高阻特征,可能具有深部岩石圈背景的上虞-政和-大浦断裂将其分为华夏褶皱带与东南沿海岩浆岩带;扬子地块东部的江南造山带整体电阻率较低,结构更破碎,受到深部改造明显,岩石圈底界约为110 km;剖面发现3处低阻带通道,可能与软流圈上涌相关;江绍断裂呈喇叭状向深部张开,华夏地块与扬子地块的裂解拼合可能与断裂深部的高导体活动有关。华夏地块与扬子地块的接触状态呈现为双向汇聚,华夏地块在上地幔挤入扬子地块,深部接触边界可能越过江绍断裂带。     

松潘地块与西秦岭造山带下地壳的性质和关系——深地震反射剖面的揭露

松潘地块位于青藏高原的东缘，处于中国大陆东西向构造与南北向构造的结合部位，特殊的构造环境使其长期控制并影响着中国大陆的形成与演化。探测松潘地块的岩石圈细结构，揭示其与东昆仑-西秦岭造山带的关系，既可为研究青藏高原东北缘板块碰撞的深部过程奠定基础，同时又关联着松潘地块的油气远景评价。2004年完成了第一条横过松潘地块北缘若尔盖盆地和西秦岭造山带的长约257km的深地震反射剖面，首次揭露出若尔盖盆地和西秦岭造山带岩石圈的细结构。发现若尔盖盆地和西秦岭造山带同属统一的稳定的大陆地块，并且下地壳均以北倾的强反射为主要特征。这种北倾的反射为松潘地块向西秦岭下地壳俯冲提供了地震学证据。近于平坦的Moho反射特征反映出西秦岭造山带在造山后又经历了强烈的伸展作用。     

青藏高原向东挤出的变形响应及南北地震带构造组成

受青藏高原物质在南北挤压下向东逸出的影响 ,四川地块、鄂尔多斯地块、川滇地块和滇西地块均发生了不同性质的变形响应。根据航磁异常揭示的四川、鄂尔多斯盆地基底构造样式和滇西地区的地质构造研究结果 ,在主要由变质褶皱基底组成的四川地块发生平行龙门山断层的逆冲推覆 ,基底岩石发生递进褶皱缩短的同时 ,由华北变质结晶基底组成的鄂尔多斯地块在前期逆冲推覆构造的基础上 ,结晶基底沿一系列近东西向左行走滑断层向东错移。滇西和川滇地块则分别沿金沙江—红河断裂 (2 0Ma前后 )和鲜水河—小江断裂 (5Ma前后 )发生了大规模的左行位移。发生在滇西、川滇、四川和鄂尔多斯地块上的最新构造变动叠加或改造了先存构造 ,并且表现为从南向北、由盖层向基底发展的趋势 ,变形程度自西向东减弱 ,反映了青藏高原持续同构造伸展作用的边缘和远程效应。青藏高原东缘多层次、多阶段的现今构造变动引发的地震活动组成了宏观的南北地震带。     

赣北程浪断裂带的形成:程浪超基性岩墙群和星子花岗岩的地球化学证据

对侵位于彭庐地块东南边缘与程浪断裂带毗邻的前寒武纪花岗岩和出露于程浪深断裂带内的超基性岩墙群的微量元素地球化学特征进行了研究,结果表明前者属板内与岛弧环境的过渡类型,后者代表典型的火山岛弧环境。结合前人在区域构造和地质年代学的研究成果,认为晋宁运动时期,扬子板块东南缘散布着多个小型块体,在华夏板块向扬子板块方向的俯冲过程中,障公山地块先与彭庐地块沿程浪断裂带发生拼合,同时形成程浪超基性岩墙群;与此同时,彭庐地块内则表现为大规模的岩浆侵入作用。在各小型块体陆续发生碰撞后,扬子板块与华夏板块在晋宁运动晚期最终碰撞拼合,火山岛弧环境转换为造山带构造,因此,彭庐地块、障公山地块等火山岛弧均成为华南造山带的组成部分。     

三江构造带新生代变形构造的时-空变化:研究综述及新数据

在印度-欧亚陆陆碰撞造山过程中,位于青藏高原东南部、喜玛拉雅东构造结东侧的西南三江地区在新生代经历了强烈变形,形成了复杂的构造样式。构造样式的时空变化可以有效限定印度-欧亚陆陆碰撞过程,而近年发表的大量数据为揭示三江构造带新生代构造样式时空变化提供了可能。通过综合前人研究数据,结合本文的新观察,提出三江构造带不同构造部位的变形特点显示规律性变化:处于碰撞前缘位置的腾冲、保山地块在印度地块向北迁移过程中最早(50~45Ma)与印度大陆发生碰撞,在挤压作用下形成褶皱+逆断层组合,以及块体边界压扭性剪切变形;随着印度地块持续向北运动,该变形样式逐渐向东、北部扩展,并使兰坪-思茅地块、扬子地块西缘剑川盆地沉积环境发生改变,地块两侧发生剪切变形;其中兰坪-思茅地块东侧(30Ma)剪切带的启动时间晚于西侧(34Ma)。地块两侧剪切带均大致经历了纯剪(挤压)-简单剪切(走滑)-纯剪(伸展)变形历史;剪切带各阶段变形的启动时间均具有南早北晚之特点。发生塑性变形的下地壳物质的剥露过程同样表现出时空不均匀性,结合古地磁研究成果,这种现象可能与地块内部的不均匀旋转有关。各剪切带最北端不但变形启动时间最晚,而且基本没有记录走滑变形。这种变形样式的时空变化表明,印度与欧亚大陆的碰撞变形效应在三江构造带内主要表现为陆块内部的弥散状挤压变形与块体刚性旋转形成的剪切带,块体向南逃逸规模较小。     

东北地块大兴安岭地区的古地磁研究

本文通过对东北地块大兴安岭地区古生界泥盆系，奥陶系及岩体的古地磁研究，结合已有的古地磁研究成果，发现奥陶纪时，东北地块，东北地块，西伯利亚地块，华北地块很接近，表明三者此时可能为联合古陆，泥盆纪时，东北地块快速向南向北运动，导致三者之间的分离，至晚二叠纪，东北地块靠近华北地块而远离西伯利亚地块，至晚株罗世－早白垩世，三者又拼合在一起。     

华北地块南部断裂体系新构造活动特征

根据野外观察、测量与分析,特别是综合华北地块南部断裂体系第四纪活动性质的构造和地貌标志,表明现今华北地块南部NWWNW向断裂活动最为显著,主要表现为左旋走滑性质;在前新生代构造基础上发育的三门峡-鲁山-舞阳断裂带和新构造期发育的新乡-商丘断裂带是具有走滑性质的新生代壳内活动断裂。地球物理资料表明,在介休-新乡-溧阳和巴东-泉州-台湾地震带西北部的深部存在两个NW向构造带,在地幔可能汇聚为一条构造带。综合这些断裂及其所控断陷盆地的展布特征,明确了该区的NE向、NW向及近EW向断裂的运动学关系。即在应力应变基底格局的制约下,两个NW向构造带强烈的左旋走滑拉分运动作用下导致华北地块南部发育拉分盆地,NW向新断裂的形成和先存NNE、NW及近EW向断裂的复活,控制了新生代复杂的断裂或断块构造格局的形成。     

佳木斯地块东缘晚古生代大陆边缘构造演化

佳木斯地块位于中国东北微陆块群的最东缘,其东缘地区晚古生代的岩浆和沉积演变进程为欧亚大陆东缘由被动陆缘向活动陆缘构造环境的转化提供了关键证据。年代学和地球化学研究表明,佳木斯地块东缘中泥盆世黑台组砂岩,形成于被动陆缘的构造环境,黑台组上覆的老秃顶子组流纹岩也形成于被动陆缘的构造环境;晚石炭世珍子山组砂岩,形成于活动陆缘的构造环境;早二叠世的二龙山组安山岩以及相邻地区早二叠世的其它火成岩形成于活动陆缘的构造环境。同时,佳木斯地块东缘泥盆-二叠纪的沉积地层也呈现出由浅海相到陆相地层转化的特征。因此,佳木斯地块东缘由被动陆缘向活动陆缘的转化应该发生在中泥盆世到晚石炭世,而该构造环境的转化也为晚古生代时期蒙古-鄂霍茨克洋向欧亚大陆之下俯冲过程的研究提供了关键信息。     

雪峰山基底隆升带及其邻区印支期陆内构造特征与成因

狭义的华南陆块东部包括扬子地块和华夏地块,而雪峰山陆内构造系统是扬子地块的重要组成部分。通过对雪峰山地区印支期地层角度不整合时空分布规律的分析表明,高角度不整合—微角度不整合—平行不整合—整合的空间分布区域依次由东往西递变渐新。根据褶皱变形分析得出,雪峰山地区在印支期发育了北东东向和北北东向2个轴迹方向的褶皱,后期叠加了南北向弧形逆冲推覆构造。区域构造背景和动力学分析表明,扬子地块内部印支期总体北东向的变形形迹与东西轴向的秦岭—大别造山带和扬子地块南部东西轴向的构造线相垂直;其原因是:扬子地块与华夏地块最终陆内收缩变形的时间比扬子与华北沿秦岭—大别造山带的陆间碰撞拼合的时间早,印支早期的先存北北东向构造线在印支晚期由于扬子地块顺时针旋转变位为北东东向,从而决定了印支早期现今北东东向的构造线,随后的第二幕北北东向构造线的形成是在与早期第一幕变形的应力场相同的同一构造应力场作用下形成的。但是,秦岭—大别造山带近东西向的构造线取决于主动大陆边缘,即总体近东西向的华北陆块南缘边界,其原始方位为总体近东西向。这些复杂边界条件和旋转决定了先形成彼此近于垂直的构造线,然后拼接形成现今构造线垂直的格局。     

鄂尔多斯地块—扬子地块深部电性结构特征及其动力学意义

位于青藏高原东北缘的秦岭造山带在大地构造上南接扬子地块、北接华北地块,是特提斯构造域和古亚洲洋构造域的转换带。本文基于对一条起始于扬子地块,穿过秦岭造山带和鄂尔多斯地块,到达河套地堑的南北向大地电磁测深剖面的研究,探讨秦岭造山带和其北侧的鄂尔多斯地块、南侧的扬子地块之间的接触关系,以及青藏高原物质东北向逃逸等地学问题。对实测数据进行了张量阻抗分解和维性分析等工作,并对剖面进行了二维反演,获得岩石圈电性结构模型。根据电阻率模型认为:在秦岭造山带北部发现大规模"瓶颈状"分布的低阻异常体(C2),可能为华北、华南地块双向俯冲前缘地幔物质的上涌通道,或者是青藏高原中、下地壳物质沿秦岭造山带中构造薄弱位置向东逃逸的通道;在秦岭造山带和大巴山弧形带边界处发现南倾的低阻异常(C1),解释为大巴山弧形带北缘的逆冲断裂在电性上的反映;电性结构模型中,扬子地块高阻异常体(R2、R3和R4)向北倾斜至秦岭造山带下方,而北部鄂尔多斯地块的高阻异常体(R5和R6)向南倾斜至秦岭造山带下方;高阻异常通常被认为是稳定岩石圈的反映,据此推断这两组相向俯冲至秦岭造山带下方的高阻异常是华北地块和扬子地块向秦岭造山带下方汇聚的电性结构探测依据;鄂尔多斯地块南、北电性差异较大,北部中、下地壳大规模分布电阻率值在3～100Ω·m之间的低阻异常体,可能为地幔上涌导致的局部熔融或含盐流体共同作用的结果。     

华北克拉通南缘的地块差异性及其成矿意义

研究表明:华北克拉通南缘的基底系由嵩箕地块、华熊地块等构成,两地块在中岳(吕梁)运动时(1850Ma)沿三门峡-宝丰断裂带拼合。两地块各自具有独立的地质演化史,二者在基底、盖层、岩浆岩、构造线方向和矿产等方面都存在一系列明显的差异。用块体构造认识华北前寒武纪基底的组成不均一性,对认识与研究华北及其周边的构造特征并确定找矿方向具有十分重要的意义。     

扬子地块东南缘多期构造变形及其油气意义

扬子地块的构造演化及其动力学机制约束着古生代海相油气成藏,而扬子地块东南缘的构造变形特征是理解整个扬子地块构造变形的关键所在.通过对武夷、云开和肇庆地区的构造特征研究,初步划分出扬子地块东南缘的三期重要变形①早古生代末期云开地区NW向剪切变形,武夷山地区ESE向剪切变形;②中生代早期云开、肇庆地区NE向逆冲推覆作用;③中生代晚期武夷山地区的脆性构造变形.在重新认识区内构造演化的基础上,对其动力学作了初步探讨.这些认识有助于今后中国南方碳酸盐岩含油气远景的评价.     

西藏冈底斯地块中新生代中酸性侵入岩特征与构造环境

冈底斯地块上的中新生代中酸性岩浆活动，是北部班公湖一怒江和南部雅鲁藏布两个特提斯演化及其后的陆内汇聚碰撞造山和后造山伸展等大地构造事件的完整记录。地块上的中酸性岩浆活动可划分为三个带，其中北部岩带岩浆岩形成于燕山期，其类型从早期的Ⅰ型到中期的过渡型再演化为晚期的S型，分别形成于板块俯冲-缝合-碰撞等构造条件下，是北部班公湖一怒江特提斯演化的集中反映。中部和南部岩浆岩带则集中体现了南部雅鲁藏布特提斯时空演化的完整经历，其中，南部岩带岩体以燕山晚期为主，喜山早期次之，成因及形成环境与特提斯洋壳向北俯7中作用密切相关(燕山晚期)，同时俯冲结束后的同碰撞条件下的岩浆活动在该岩带内也有明显的反映(喜山早期)；中部岩带岩体以喜山早期为主，燕山晚期次之，岩体大部分为同碰撞环境下岩浆活动的产物，它表征了随着洋壳板块向北俯冲程度的加深和强度的加剧，岩浆活动中心在不断向北迁移，并最终缝合碰撞的过程。因此，该岩带内岩浆岩主要形成于俯冲的晚阶段及缝合后的同碰撞条件下。喜山晚期的小斑岩体实际上广泛出露于整个冈底斯地块上，它反映的是该区在经历了碰撞造山后发生的陆内伸展的构造过程。     

大陆构造变形与地震活动——以青藏高原为例

大陆内部构造变形和地震活动往往突显出复杂的、区域性的特征,很难用板块构造理论来解释。青藏高原是大陆构造变形的典型实例,具有不同构造变形的分区特征,不仅表现在物质组成、地形地貌和断裂组合等方面的不同,而且还表现出不同的地震活动特征。东昆仑断裂带以北的青藏高原北部地块,主要发育一系列挤压环境下的盆岭构造,表现为以连续变形为特征的上地壳挤压缩短变形;高原中北部巴颜喀拉地块,具有整体向东运动的特点,变形主要集中在其边缘,表现为刚性块体运动特征。在东部,由于稳定的四川盆地(扬子地块)的阻挡,位于龙日坝和龙门山断裂带之间相对坚硬的龙门山地区受到东西向强烈挤压,西部边界为伸展变形;在高原中央腹地羌塘地块西部,由于上地壳物质在向东挤出的驱动下不断变形,沿一系列小型正断层和走滑断层以伸展变形为主,表现为弥散型变形特征。相比之下,羌塘地块的东部向东-南东方向挤出,在大型走滑断层之间形成一个刚性块体;高原南部地块以东西向伸展的南北向裂谷系为主要变形特征,高原南缘以南北向挤压的大型逆冲断裂系为特征。历史地震和仪器记录的大地震(M≥8)只发生在高原东北和东南部的大型走滑带,以及东部和南部边缘的大型逆冲断裂上,沿后者更为频发。到目前为止,高原其他地区只发生了8级以下地震。青藏高原这种分区域的地壳变形形式和地震活动分布是大陆构造变形的重要特征。