秦岭造山带东段中新生代的隆升:洛南、山阳盆地碎屑颗粒磷灰石裂变径迹记录

前人已经对秦岭造山带西部、中部、邻区以及东大别地区进行了大量中新生代隆升－剥露的研究工作,但对东秦岭地区的研究工作很少,东秦岭中新生代期间的隆升－剥露过程是否具有均一性,目前仍没有确切的认识。为了获得东秦岭地区中生代以来的隆升－剥露信息,对商丹断裂带两侧的洛南、山阳盆地碎屑颗粒磷灰石进行了裂变径迹的热年代学研究。研究表明,根据地温梯度计算得到洛南盆地的物源区宽坪群、陶湾群在白垩纪(104.4~68 Ma)期间的平均剥露冷却率为4.05℃/Ma,平均剥露速率为0.18 km/Ma;山阳盆地的物源区刘岭群在白垩纪到古新世(129.6~64 Ma)期间的平均剥露冷却率为2.95℃/Ma,平均剥露速率为0.12 km/Ma,反映出当时南北秦岭的剥蚀－隆升具有不均一性,北秦岭剥露速率要比南秦岭高。      

湘东北栗山地区新元古代岩浆活动及其地质意义:锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素证据

湘东北地区与赣西北地区共同组成江南造山带中段,是探讨江南造山带大地构造演化的关键区域。采用LA ICP MS定年方法厘定湘东北地区栗山片麻状黑云母花岗闪长岩的锆石U Pb年龄为(838.6±5.6)Ma(MSWD=3.2,n=21),表明其成岩于新元古代,证实幕阜山岩体范围内存在新元古代岩浆活动;相应的锆石Lu-Hf同位素分析显示_εHf(t)为5.8~13.8,一阶段模式年龄T_DM1为1 169~841 Ma,二阶段模式年龄T_DM2为1 357~845 Ma,f_Lu/Hf值为-0.97~-0.9,推测岩浆源区以中新元古代新生地壳物质为主。结合江南造山带东、中、西段最新岩浆岩年代学和锆石Hf同位素研究成果,认为造山带东、中、西段广泛存在近同期(830~820 Ma)新元古代岩浆活动,且岩浆源区地幔物质贡献程度以东段最高,中段次之,西段最低,推测湘东北地区在新元古代时期可能具有与造山带东段类似的岛弧构造环境。      

胶西北三山岛金矿黄铁绢英岩绢云母40Ar/39Ar年龄及其意义

胶西北三山岛金矿床是胶东巨型金成矿省最大的金矿床之一,为了研究其成矿时代,利用绢云母~(40)Ar/~(39)Ar测年法测定了三山岛金矿含矿黄铁绢英岩中绢云母结晶年龄。结果表明,三山岛金矿黄铁绢英岩中绢云母~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄为(118.35±1.21)Ma,反等时线年龄为(118.56±1.37)Ma,认为三山岛金矿的成矿年龄为(118.35±1.21)Ma。其围岩郭家岭花岗岩锆石U-Pb年龄为(127±2)Ma,与金矿成矿年龄相差9Ma。考虑岩浆在深部侵位的缓慢冷却效应不超过10Ma,认为三山岛金矿成矿事件与其围岩郭家岭花岗岩侵入事件关系密切。早白垩世随着岩石圈减薄、地幔物质上涌,地温梯度不断增高,并进一步产生大量热能,导致下地壳重熔或壳幔同熔产生大规模岩浆侵入活动及成矿流体的形成,从而使得岩石圈地幔不断消耗而减薄。在区域构造作用的影响下,壳幔同熔产生的岩浆侵位结晶形成郭家岭花岗岩。随着岩体的隆升,温度的下降,富含金质的多源成矿流体进入构造裂隙系统,并和围岩发生强烈的蚀变交代,使含矿热液的矿质浓度进一步提高,成矿流体在上升过程中有大气降水的加入,进而加速了金质的沉淀,形成一系列的金矿床。     

用双三次样条函数和GPS资料反演现今中国大陆构造形变场

将中国大陆现今构造变动视为一种连续的地壳变形,利用双三次样条函数模拟了近期GPS测定的大陆内部及周边地区412个测站速率,反演大陆地区自洽的构造变动速度场和应变率场.模拟结果显示:印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压是构成中国大陆内部岩石层水平形变的主要驱动力.印度板块在东喜马拉雅构造结深深插入青藏高原,造成地壳大规模的缩短和抬升.青藏高原东南部的喜马拉雅带、拉萨和羌塘地块以及青藏高原东南边的川滇地区,内部构造活动强烈,其内部的构造变形包含地壳碎片的冲断、褶皱和侧向逃逸.大陆地壳(或岩石圈)的增厚,尤其是喜马拉雅山脉南北向的快速缩短和青藏高原东西向的缓慢拉张,大约吸收了印欧板块会聚量的85%,西藏中东地区东西向的拉张速率达到了(16±2.0)mm/a,且顺时针方向扭转明显.印度板块相对欧亚板块运动的欧拉极为(29.7°N, 19.3°E, 0.392°/Ma);华南地块相对于欧亚大陆向东(102°±7.4°)南的运动速率是(11±1.54)mm/a,华南块体相对欧亚板块运动的欧拉极为(62.25°N, 126.56°E, 0.141°/Ma);塔里木地块相对较稳定,其西部运动速度高于东部运动速度,作顺时针方向旋转.总体上讲,中国大陆运动方向为北偏东呈辐射状,从西部近南北方向的运动转向东部地区东南方向的运动,绕东喜马拉雅构造结有一顺时针方向的旋转.横穿喜马拉雅构造带及青藏内部的南北向压缩速率为(19±2.0)mm/a,横穿西天山构造带的南北向压缩平均速率为(13±1.5)mm/a,横穿东天山构造带的南北向压缩平均速率为(6.0±1.4)mm/a.阿尔金断裂带的左旋走滑速率为(6±1.2)mm/a.     

青藏高原及周缘深部结构的重力异常解释与尼泊尔Ms8.1地震

利用离散小波变换获得青藏高原布格重力异常不同尺度的总水平梯度(HGM)和横向、纵向、对角分量平方和的平方根(HVDM)图像。结果表明:1)4、5阶小波细节之和的HGM高值区域存在于尼泊尔喜马拉雅地区、喜马拉雅东构造结和阿尔金断裂带中段,即青藏高原周缘较为活跃的构造带;2)尼泊尔喜马拉雅地区和阿尔金断裂带西段存在5阶小波逼近高值HGM,较高值HGM带呈现环青藏高原形态,反映了青藏高原与周缘构造块体地壳深度变化和岩石圈地幔顶部物质性质的差异性变化特征;3)HVDM高值带分布于喜马拉雅地区、喜马拉雅东构造结地区、阿尔金断裂带和龙门山断裂带,体现了青藏高原周缘构造带形态特征;4)2015尼泊尔Ms8.1地震发生在地壳深部的HGM高-低-高分布形态的低值区和HVDM高值带的边界,是印度板块和欧亚板块持续汇聚及周缘大型走滑断裂带的调节作用、累积能量释放的结果。     

桂东地区鹰扬关构造混杂岩~(40)Ar/~(39)Ar年龄及其构造意义

鹰扬关构造混杂岩出露于湘粤桂三省(区)交界处,构造上位于扬子陆块与华夏地块结合带西南段。对鹰扬关构造混杂岩变质沉积岩和变质火山碎屑岩中绢云母及白云母开展了~(40)Ar/~(39)Ar年代学研究,获得了(377.8±2.6)、(320.4±2.1)、(287.6±2.1)、(227.4±1.5)、(223.5±1.5)Ma的坪年龄和(209±10)、(172±48)Ma的等时线年龄,分别记录了泥盆纪晚期、石炭纪晚期、二叠纪早期、三叠纪晚期和侏罗纪中期的构造热事件改造。这一系列定年结果表明鹰扬关构造混杂岩从晚古生代到早中生代经历了复杂的构造演化过程,佐证了对鹰扬关构造混杂岩构造变形序列的认识,为区域构造过程的探讨和对比提供了更精准的约束。     

海南岛北部晚中-新生代剥露过程的低温年代学约束

【目的】研究海南岛大地构造在中-新生代的隆升剥露过程与热演化史,为华南地块的构造演化提供有力证据。【方法】利用磷灰石裂变径迹(AFT)、磷灰石及锆石(U-Th)/He等构造热年代学研究方法,重建海南岛北部岩体的构造-热演化历史,分析侵入岩体在不同构造热演化阶段的冷却剥蚀速率,并进一步探讨岩体隆升过程的动力学过程。【结果】AFT年龄介于(33.3±2.5)~(45.0±3.5)Ma之间,磷灰石平均长度为(12.68±0.28)~(13.04±0.9)μm;磷灰石(U-Th)/He(AHe)单颗粒年龄(36.3±2.2)~(60.2±3.7)Ma,锆石(U-Th)/He(ZHe)单颗粒年龄为(79.5±4.9)~(98.4±6.1)Ma及(37.1±2.3)~(59.6±3.7)Ma。联合反演热史揭示,研究区岩体自晚白垩世(约100 Ma)以来的冷却过程有明显的差异性,可分为4个阶段:1)约100~45 Ma相对缓慢冷却阶段;2)约45~35 Ma快速冷却剥蚀阶段;3)约30~35 Ma至10 Ma缓慢冷却过程;4)约10 Ma以来再次快速冷却剥露。【结论】海南岛北部花岗岩体阶段性抬升冷却与(古)太平洋板块的俯冲后撤、西南部印度-欧亚大陆碰撞和中新世晚期菲律宾海板块向西俯冲挤压有关。海南岛北部在Ⅰ、Ⅱ期(始新世晚期)剥蚀阶段基本造成总剥蚀量的2/3。     

鄂尔多斯盆地东南缘金锁关地区延长组构造-热演化特征

采用野外剖面勘测与磷灰石裂变径迹(AFT)分析相结合的研究方法,综合分析了鄂尔多斯盆地东南缘金锁关地区上三叠统延长组的中-新生代构造-热演化特征。金锁关-淌泥河剖面延长组总体呈现为褶皱-冲断构造变形样式,剖面北段的淌泥河处发育较为强烈的斜歪褶皱-冲断构造;该冲断构造属于瑶曲-云梦山冲断构造带的重要组成部分,且中侏罗统卷入了与延长组协同的褶皱变形,并与其上覆的下白垩统呈角度不整合接触关系,表明其构造变形时间主要发生在燕山中期的晚侏罗世。剖面上强、弱变形区段2件延长组砂岩样品的磷灰石裂变径迹(AFT)中值年龄和池年龄非常接近地分布在(105±7)Ma和(93±6)~(94±6)Ma,表明金锁关地区延长组抬升冷却至AFT封闭温度以浅的峰值年龄主要集中在100 Ma左右;砂岩样品AFT热史模拟结果进一步揭示,延长组最晚在早白垩世中期的120 Ma左右已达到最大埋深增温,之后经历了早白垩世晚期120~115 Ma的快速抬升、115~40 Ma的缓慢抬升和40~17 Ma以来的快速隆升剥露过程。      

陕西凤太矿集区丝毛岭金矿床成矿时代的Ar-Ar年龄证据

丝毛岭金矿床位于陕西凤太多金属矿集区的西北部,产于NWW向脆-韧性剪切构造带中,矿体赋存于丝毛岭向斜北翼上泥盆统星红铺组的斑点状铁白云质粉砂质千枚岩。金矿化类型包括蚀变岩型和石英脉型两种,成矿过程可划分为早、中、晚3个阶段。对其早期成矿阶段热液蚀变形成的绢云母开展40 Ar/39 Ar测年研究,获得其坪年龄为(211.9±1.5)Ma,指示其成矿作用始于211.9Ma左右,即晚三叠世。结合前人有关区域地质与多金属成矿作用的研究成果,认为丝毛岭金矿床与凤太矿集区中的八卦庙-柴蚂、双王等金矿床一样,都属于造山型金矿床,它们是中、晚三叠世—早侏罗世时期位于东古特提斯构造域中的南秦岭碰撞造山带大规模构造-岩浆-流体活动的产物。     

玻利维亚塞德里克银矿床研究新进展

塞德里克(CerroRico)银矿床位于玻利维亚的波托西省,是世界上最大的银矿床。矿床赋存在页岩区内,产生矿化作用
的主要岩石是流纹英安岩岩体,其地表分布面积为1700m×1200m,在500m深处缩小至100m×100m。该银矿有多种类型的
矿化作用,但最重要的是脉状矿化。矿区内2个流纹岩岩穹和1套熔结凝灰岩中的透长石和黑云母的40Ar/39Ar测年结果表明,
银矿是在与岩浆有关的热液活动时期形成的,这段时期开始于(13.77±0.03)Ma,并持续了至少0.2Ma。明矾石的K-Ar测年结
果显示表生氧化作用开始于13.5Ma,断续地持续了7.5Ma。研究区内流纹英安岩主量元素的分布清楚地反映了交代作用带的
层次性,交代作用的全部发展过程涉及的空间范围大,时间长。微量元素的分布显示出F-V-Ga-Be-B-Cu-Nb-Sr-Pb-Zr-Sn-Co-Ba的
元素沉淀顺序。      

太原盆地田庄断裂活动性分段及地震危险性分析研究

为厘定太原盆地中部潜在的发震断层情况,对田庄断裂实施了浅层地震勘探,结果表明:1)田庄断裂可分为3个区段,各区段内均发育北、南支断裂,其中北支断裂为主断裂;2)除断裂西端及中-东段转折部位断面呈近似“N”形结构外,其余断面均呈“Y”形;3)西段断裂带宽度最小,东段断裂带宽度最大。利用年代学测试方法结合钻孔剖面确定断裂的活动年代及滑动速率,断裂中段的活动年代为晚更新世晚期,上断点最小埋深为39.3 m,晚更新世以来最大断距为2.9 m,最大滑动速率为0.0415 mm/a;断裂西段及东段的活动年代为中更新世,中-东段转折部位上断点最小埋深为37.4 m,晚更新世以来最大断距为2.7 m,最大滑动速率为0.0461 mm/a。基于浅层地震揭示的基岩破裂长度,采用地震矩方法对田庄断裂进行地震危险性概率分析,确定断裂的最大潜在震级及发震概率。     

利用GPS观测资料分析2015年尼泊尔MS8.1地震震前及震后形变

通过对尼泊尔MS8.1地震前后附近区域GPS台站记录到的观测数据进行处理,获得了震区以及中国青藏高原地区地震前后GPS站点速度场以及震后形变场。震前速度场显示,喜马拉雅构造带整体呈现出约16 mm/a的压缩特征。同时,震前喜马拉雅构造带根据形变特征可分为东、中、西3段,其地震发生在中段,主要以北向挤压为主,而东西两段分别具有逆时针旋转和顺时针旋转的特征。震后GPS站点形变场显示,此次地震对中国新疆、青海、西藏等地区的影响较大,其最大震后位移达20 mm左右。震后速度场显示,本次地震对尼泊尔地区以及中国藏南地区的构造形变影响较大,主要表现为喜马拉雅构造带的年推挤速度减小,藏南地区的南北向运动速率减小,而东西向速度有增大的现象。这一现象可能对藏南地区的走滑断层有较大影响。     

塔里木盆地库车坳陷东部上三叠统—中侏罗统物源特征及其地质意义

根据砂岩岩石薄片、石英阴极发光和重矿物组合分析,结合沉积构造及地震解释成果,对塔里木盆地库车坳陷东部上三叠统—中侏罗统物源体系及其演化进行详细分析,确定了物源方向及母岩性质。结果表明:塔里木盆地库车坳陷东部上三叠统—中侏罗统物源主要来自北部南天山造山带物源区,以岩浆岩和变质岩母岩为主,兼有少量沉积岩物源的影响。其中,塔里奇克组砂岩中陆源碎屑岩岩屑含量较高,阴极发光条件下不发光石英含量较高,重矿物组合具有高锆石、白钛矿和磁铁矿含量以及低石榴子石含量的特征,母岩可能为上奥陶统—上三叠统早期沉积;阿合组及阳霞组砂岩中岩浆岩岩屑含量升高,重矿物组合以较高的石榴子石含量为特征,阴极发光条件下石英主要为蓝紫色及棕褐色发光,其母岩主要来自二叠系及其下伏地层;克孜勒努尔组及恰克马克组砂岩中变质岩岩屑含量明显升高,石榴子石含量极高,阴极发光条件下棕褐色发光石英含量增多,表明变质岩母岩的影响增强。晚三叠世—中侏罗世,研究区物源区母岩演化具有明显规律性,即晚三叠世受较多沉积岩母岩影响,早侏罗世岩浆岩母岩供给增多,中侏罗世以变质岩母岩为主。晚三叠世,库车坳陷东部南天山造山带大幅抬升,导致大量变质岩母岩卷入造山带遭受剥蚀;早—中侏罗世,南天山造山带中段构造活动具有东西分段的特点,吐格尔明30团剖面以东早侏罗世砂岩率先具有高石榴子石含量的特点,而西部地区中侏罗世砂岩才大量出现石榴子石,表明南天山造山带中段的虎拉山及额尔宾山在早侏罗世隆升-剥蚀强烈,而哈尔克山在中侏罗世才进入强烈抬升期。     

移去-恢复法校准重力异常场及其应用

对经典移去-恢复法进行改进，利用EGM2008地球重力场模型、地表重力/GPS联合观测数据和ASTER数字地形模型，提出考虑地形梯度特征的区域重力场校准算法，同时针对我国动态重力区域网布设情况，对重力场的校准区域范围进行更为合理的设定。通过与经典移去-恢复法在川西地区实际应用的比较发现，改进模型能够将川西地区重力场模型数据的标准差从65.09 mGal降至61.24 mGal，在结合地形梯度影响后，能够将标准差进一步降至59.31 mGal。采用国际重力局最新发布的283个重力数据对喜马拉雅东构造结及邻区的重力场进行校准，结果表明，布格重力异常和地形数据有很强的正相关，该区中东部存在明显的均衡重力异常低值区。     

铜石杂岩体~(40)Ar/~(39)Ar 年龄,兼论归来庄金矿成矿时代

铜石次火山杂岩体由三个岩浆侵入阶段岩石组成,石英二长闪长斑岩~(40)Ar/~(39)/Ar坪年龄为189.8±0.2Ma,二长斑岩坪年龄为188.4±1.6Ma,为同时代产物,属早侏罗世。随后是该区隐爆角砾岩及金矿的生成。中侏罗统汶南组不整合覆盖于蚀变的石英二长闪长斑岩之上,斑岩体有一个古风化壳,汶南组底砾岩中有蚀变的斑岩及灰岩砾石,灰岩砾石及钙质、泥质胶结物均无蚀变现象,说明金矿成矿作用发生于汶南组沉积之前,金的成矿年龄介于188—178Ma 之间。成矿与铜石杂岩体在时代上及成因上是有联系的。     

Dynamical characteristics of geomorphologic evolution of the basins covered by Pisha-sandstone in the eastern wing of the Ordos Plateau,China

There are several basins with high sediment yield in the Pisha-sandstone covering area of the east wing of the Ordos Plateau. Due to the lack of targeted research on the dynamical characteristics of geomorphic evolution that plays an important role in the sand production, this paper analyzed the tectonic activity intensity and erosion characteristics of the area. The results show that the intensity of tectonic activities in the area is generally moderateweak and shows an unconspicuous increase from north to south. Tectonic activity is manifested mainly in the form of uplift. The uplift rate in the lower reaches of each basin is greater than the erosion rate,which is prominent in the Kuyehe and the Tuweihe rivers. During the uplift of the regional topography,the most serious parts under erosion are generally concentrated in the upstream and midstream of basins. All longitudinal profiles of the basins have a shape close to an exponential function, which indicates that they are in the early stage of erosion evolution. The mechanisms of geomorphologic evolution of these basins have a great similarity. The conservative estimate of historical average erosion rate was less than 182–520 t/(km~2·yr), much less than that of the modern times. The average stream power values are typically distributed between 4 and102 W/m, with the larger being in the Kuyehe and the Tuweihe rivers and the smallest being in the Qinshuihe River. The maximum stream power value appears in the downstream reach, which should be the main reason for the particles being directly injected into the Yellow River. From the perspective of geomorphological evolution, the current soil and water conservation measures can hardly cure the erosion of these basins in the long run.     

Geomorphological responses of rivers to active tectonics along the Siwalik Hills,Midwestern Nepalese Himalaya

The Nepalese Himalaya is well known for ongoing collisional tectonics, witnessed by major historical and recent earthquakes. The Siwalik Hills in Midwestern Nepalese Himalaya are bounded by eastwest trending Main Frontal Thrust(MFT) to the south and the Main Boundary Thrust(MBT) to the north. The area is dissected by numerous southwest to south-flowing bedrock rivers. This study investigates geomorphic metrics of these rivers to unravel landscape evolution and active tectonics of the Siwalik Hills. Digital Elevation Model(DEM) analysis was conducted to extract structural lineaments and longitudinal river profile and their metrics(knickpoints, Normalized Steepness Index(ksn), concavity index, and chi integral) using steam powerlaw approaches. Most of the lineaments trend eastwest like MFT. River profiles exhibit convex to double-concave shapes with upstream-propagating tectonic knickpoints that separate upstream and downstream reaches, indicating different phases of river incision. The spatial distribution of ksn shows high values along with low concavity values at the eastern part of the study area, reflecting disequilibrium conditions that are likely responding to a high uplift rate. Chi integral distribution shows a variation in drainage divide migration between the eastern and western parts of the study area. This study suggests that the rivers in the Siwalik Hills are undergoing active incision likely related to the ongoing uplift and active deformation associated with the Himalayan tectonics. The above findings can bring fresh perspectives to comprehend the neotectonic deformation and lateral variability along the Siwalik Hills landscapes within the Himalaya.     

巴布亚新几内亚奥雷褶皱冲断带构造几何学与运动学特征

奥雷褶皱冲断带是巴布亚新几内亚油气勘探的重要区域,但对褶皱冲断带的构造变形样式与演化认识不清。利用覆盖全区的2D和3D地震资料、钻井和地质信息,结合前人在该地区的地质研究成果,以断层相关褶皱理论为指导,对地震资料进行了闭合解释,系统分析了该区褶皱冲断带的构造几何学与运动学特征。研究结果表明:奥雷褶皱冲断带沿走向可以分为东段、中段和西段3段,其构造变形具有明显的差异性:①沿倾向从NE向SW具有变形层次渐浅、卷入层系渐新、变形程度渐弱的变化特征;②沿走向从NW向SE表现为扩展范围渐小、前陆沉积层系渐新、构造变形时间渐晚、缩短率渐大、缩短量渐小的特征;③西段和中段垂向上分层解体,东段为继承性变形。本次研究将助力巴布亚新几内亚的油气勘探,并为澳大利亚北缘区域构造演化研究提供盆内证据。      

渤海海域东部不同富油凹陷烃源岩生烃特征差异及意义

渤海海域东部发育多个富油凹陷,具有较大的生烃潜力,由于各凹陷形成和发育过程不同,导致不同凹陷、不同层段烃源岩热演化和生、排烃特征具有明显差异。通过对渤海海域东部3个富油凹陷多套烃源岩进行埋藏史、热史和生、排烃史研究,厘定了渤中凹陷、渤东凹陷和庙西凹陷烃源岩生、排烃时间以及演化特征。结果表明:①渤海海域东部地区不同构造单元烃源岩热演化程度具有"西高东低"的趋势,渤中凹陷最早生烃时间为31.5 Ma,渤东凹陷和庙西凹陷最早生烃时间分别为28.2,11.2 Ma,渤中凹陷最早排烃时间为27.8 Ma,而渤东凹陷和庙西凹陷最早排烃时间分别为20.9,6.7 Ma;②渤中凹陷烃源岩热演化程度较高,现今主要为储层提供天然气,为环渤中凹陷地区形成天然气藏和凝析气藏提供了气源;渤东凹陷、庙西凹陷热演化程度依次降低,为储层提供大量油源,盆地边缘地区主要以油藏为主。