中国中西部中、新生代前陆盆地与挤压造山带耦合分析

中国中西部主要由中、新生代造山带与中、新生代盆地构成盆山格局 :秦岭造山带与南北两侧四川盆地与鄂尔多斯盆地 ;天山造山带与南北两侧塔里木盆地与准噶尔盆地 ;哀牢山造山带与东西两侧楚雄盆地与兰坪思茅盆地等 ,总体上构成盆山耦合。根据挤压造山带类型与前陆盆地类型 ,可以划分出 3种耦合类型 ,即 ( 1)碰撞造山带与周缘前陆盆地 ,( 2 )俯冲造山带与弧后前陆盆地及 ( 3)再生造山带与再生前陆盆地。因此前陆盆地是伴随着造山带的形成与演化而发育 ,造山带断滑系统直接控制前陆盆地结构、沉积层序及构造样式等 ,从而制约前陆盆地油气分布的有序性     

初论陆内造山带的造山模式──以四川龙门山为例

四川龙门山造山带是陆内造山带的一个典型实例。陆内造山带经历了漫长的发展演化历史。前寒武纪时期的环境是属于古板块俯冲、碰撞的历史。具活动性大陆边缘性质，岩浆变质作用强烈，构造混杂明显。古生代以来转入地台环境，形成台相沉积。中生代早期转入陆内造山阶段。由早期的褶皱造山进而转化为推覆造山。两类不同性质的造山运动伴随了两类不同性质的前陆沉积盆地的形成和两类不同性质的沉积体系的形成。最终的区域构造特征不同程度地保留了陆内造山各阶段的地质记录，而以最后一次的推覆造山作用的影响最深刻。陆内造山的动力机制是与区域性的板块构造活动的大环境密切相关的。     

北天山前陆盆地中段成煤及后期构造演化

早石炭世哈萨克斯坦板与塔里木板块碰撞拼接，古亚洲洋闭合，褶皱隆起形成造山带，与其相邻的地块由于造山带隆升产生的构造负荷作用，引起岩石圈挠曲，在天山造山带南北两侧形成前陆盆地。前陆盆地演化过程中，不仅形成丰富的能源矿产，而且记载了造山发展演化的历史。     

晚印支期以来中国南方大陆的构造演化与油气分布

中国南方大陆于中三叠世末的印支期结束海相沉积历史,进入陆内构造演化阶段。中一新生代发生显著的陆内造山与板内变形,并存在三种不同的造山与变形机制:晚印支期—早燕山期为发生于陆—陆或弧—陆之间的碰撞造山,伴生形成一批前陆盆地;中燕山期为发生于板内的基底拆离隆升造山和板内递进变形,伴生形成山前、山间磨拉石盆地;晚燕山期—喜马拉雅期为大陆蠕散、壳幔隆升而引起的基底隆升剥离造山和伸展变形,伴生形成大型陆内裂谷盆地。晚印支期以来的构造作用在平面上表现为由老至新、自强而弱的递进推覆序列,根据变形强度的差异可划分为 A、B、C、D 四个变形带,它们对海相油气的影响也由强而弱。处于 A、B 两个变形带的海相油气系统已遭受强烈的破坏;有利的勘探领域为处于 C、D 两个变形带的地区、前陆盆地掩覆的海相系统以及板缘推覆构造带掩覆的“影子盆地”。中一新生代前陆层序和大型裂谷盆地亦具广阔的油气勘探前景。     

碰撞造山过程中流体向前陆盆地大规模迁移汇聚：来自长江中下游三叠纪膏盐建造和区域蚀变的证据

文章通过对长江中下游的地质调查，提出了大规模流体迁移汇聚的3个地质证据：①穿切寒武系一三叠系的大面积白云石化和硅化蚀变域，整体上发育在沿江成矿带与大别造山带的夹持地带，蚀变域内强弱相间的蚀变带呈NW向展布，受垂直于大别造山带的断裂系统控制，可能记录了长距离迁移的流体活动轨迹；②沿江局限盆地内大量发育的中下三叠统巨厚的膏盐建造。其结构构造特征揭示了区域热卤水在局限盆地内的排泄汇聚与化学沉积对其形成有重要的贡献；③早中三叠世同生沉积的铁碳酸盐建造和块状硫化物铁铜铅锌矿床，与膏盐建造或呈互层，或者分离，但均具有相同的产出层位和密切的伴生关系，是高盐度热卤水同生沉积的产物。根据调查结果，结合前人资料，提出了大别碰撞造山过程中流体迁移汇聚与成矿的概念性模式。     

Ordovician collision of the Argentine Precordillera with Gondwana, independent of Laurentian Taconic orogeny

The Argentine Precordillera, a rifted fragment of Laurentian crust and sedimentary cover, collided with Gondwana in Middle Ordovician time; the time of collision (Ocloyic orogeny) is similar to that of the Taconic orogeny of eastern Laurentia. Three hypotheses have been proposed to explain Ordovician docking of the Precordillera with western Gondwana: (A) the Precordillera microcontinent was rifted from Laurentia in Cambrian time and, following solitary drift, collided with Gondwana, independent of the Laurentian Taconic orogeny; (B) a continent–continent collision of Laurentia with Gondwana, producing a continuous Taconic–Ocloyic orogenic belt, was followed by rifting that left the Precordillera attached to Gondwana; and (C) the Precordillera at the tip of a distal plateau on greatly stretched Laurentian crust collided with Gondwana and subsequently separated from Laurentia.Contrasts in several aspects of Taconic and Ocloyic orogenic history provide for discrimination between the microcontinent and continent–continent-collision hypotheses. Stratigraphic gradients and lithologic assemblages within the synorogenic clastic wedges are incompatible with a single continuous orogenic belt, which, in palinspastic location, places the thin, fine-grained southern fringe of the Taconic clastic wedge adjacent to the thickest and coarsest part of the Ocloyic clastic wedge. Separate temporal and spatial distribution patterns of volcanic ash (bentonite) beds in Laurentia and the Precordillera indicate originally separate dispersal systems. Late Ordovician Hirnantian Gondwanan glacial deposits in the Precordillera indicate substantial latitudinal separation from Laurentia. Post-collision faults with large vertical separation in the Precordillera have no coeval counterparts on the Laurentian foreland. These contrasts indicate originally separate (not initially continuous, and subsequently dismembered) orogenic belts, favoring the microcontinent hypothesis and eliminating the continent–continent-collision hypothesis.Initial Taconic tectonic loading near the southern corner of the Alabama promontory of Laurentia and the lack of post-Taconic extension there are inconsistent with the tectonic history required by the plateau hypothesis, but are consistent with the tectonic history required by the microcontinent hypothesis. Paleobiogeography, distribution of bentonite beds, and the Hirnantian glacial deposits, all indicate wide separation (Iapetus Ocean) between the Precordillera and southern Laurentia at the time of the Ocloyic and Taconic orogenies, further favoring the microcontinent hypothesis.     

造山带汇聚板块边缘沉积盆地的鉴别与恢复

大洋俯冲和大陆碰撞是板块汇聚过程中的有机连续过程,也是造山带形成的两种基本造山作用方式。不同的造山作用过程形成不同类型的沉积盆地和填充序列,沉积盆地性质的改变和沉积物源区变化是造山作用方式和时限的最直接体现。沉积盆地是造山带重要大地构造相单元之一,完整记录了板块边缘动力学过程和构造演化以及造山作用方式和时限。沉积盆地构造原型鉴别与恢复是造山带结构-属性解剖的重要内容之一。视沉积盆地与相邻大地构造相的演化为统一整体,以填充物和沉积物源区作为链接沉积盆地和造山带的纽带,系统地精细解剖填充物组成和沉积相以及沉积物源区时空变化系列,准确鉴别并恢复造山带沉积盆地构造原型,是获取大陆碰撞方式和时限的沉积-地层判别标志的有效方法之一。     

秦岭——大别造山带与江南造山带的差异隆升过程:来自江汉盆地中新生代沉积记录的证据

江汉叠合盆地地处扬子地区中部,夹持于秦岭--大别造山带与江南造山带中段之间,是中生代中期以来在扬子浅海台地基础上发育起来的典型海陆交互相-陆相叠合盆地,其中充填了厚逾10000m的中三叠世-新近纪陆源碎屑岩系。据印支期以来的造山活动历程与成盆演化特点,将盆山耦合过程划分为造山前期、主造山期、造山后期与非造山期4个阶段,将盆地充填层序划分为陆架边缘、前陆、断陷和坳陷4个(盆地世代)超层序。依据盆内沉积物碎屑组份分析,发现中三叠世江南造山带进入强造山活动期,白垩纪末进入造山带坍塌后的活动平静期;秦岭--大别造山带的主造山活动阶段为晚三叠-早侏罗世,古近纪末处于非造山活动相对平静阶段。盆区整体呈现东部造山活动早,山带隆升早,持续时间长,剥露地层较快较早进入变质岩层段;西部造山活动时间晚,隆升时间相对较晚,剥露地层在早侏罗世初期才依次切入变质岩层段;盆地南、北缘山带总体呈现多幕式差异隆升过程。     

Large-scale Migration of Fluids toward Foreland Basins during Collisional Orogeny: Evidence from Triassic Anhydrock Sequences and Regional Alteration in the Middle-Lower Yangtze Area

The middle-lower Yangtze area underwent a series of complex tectonic evolution, such as Hercynian extensional rifting, Indosinian foreland basining, and Yanshanian transpression-transtension, resulting in a large distinctive Cu-Fe-Au metallogenic belt. In the tectonic evolution, large-scale migration and convergence of fluids toward foreland basins induced during the collisional orogeny of the Yangtze and North China continental blocks were of vital importance for the formation of the metallogenic belt. Through geological surveys of the middle-lower Yangtze area, three lines of evidence of large-scale fluid migration are proposed: (1) The extensive dolomitic and silicic alteration penetrating Cambrian-Triassic strata generally occurs in a region sandwiched between the metallogenic belt along the Yangtze River and the Dabie orogenic belt, and in the alteration domain alternately strong and weak alteration zones extend in a NW direction and are controlled by the fault system of the Dabie orogenic belt; it     

下扬子地区早古生代晚期前陆盆地沉积特征与盆山过程

下扬子地区从晚奥陶世开始沉积特征发生了明显转变,从浅海相转变为三角洲相沉积.这一沉积特征转变与早古生代晚期经历的强烈造山事件密切相关.通过下扬子地区晚奥陶世到志留纪沉积序列的沉积学和碎屑锆石年代学研究,揭示沉积盆地的性质及其时空演化过程,探讨沉积盆地发育与造山带隆升剥蚀之间的关系.下扬子地区早古生代晚期沉积学特征从东南向西北岩性由岩屑砂岩变为石英砂岩,粒度由粗粒变为细粒;沉积厚度等值线具有明显的不对称性,靠近东南等值线密,且沉积厚度大;往西北等值线稀疏,且沉积厚度小;沉积中心呈狭长带状分布,并从东南向西北方向迁移;具有前陆盆地的沉积特征.上奥陶统到中志留统的碎屑锆石以900～720Ma的年龄为主,指示物源以下伏新元古代晚期裂谷层序为主;从早志留世高家边组开始,450～420Ma碎屑锆石年龄出现并逐渐增多,表明同造山岩浆岩被剥露地表并开始提供物源;碎屑锆石中没有出现明显的代表华夏地块基底1.9～1.7Ga的特征年龄峰值,表明华夏地块不是下扬子地区早古生代晚期前陆盆地的主要物源区.下扬子地区前陆盆地从晚奥陶世开始沉降,晚奥陶世的构造沉降速率超过了沉积物的供给速率,前渊沉积了巨厚的浅海相泥岩夹粉砂岩和砂岩;晚奥陶世末造山带持续隆升并向西北方向扩展,沉积速率加快,沉积物粒度明显变粗,沉积相也由浅海相转变成三角洲前缘相;早志留世开始埋深较大的同造山岩浆岩开始遭受剥蚀,导致前陆盆地中450～420 Ma的碎屑锆石含量明显增加.     

中朝地块与扬子地块碰撞的时限与方式—长江中下游地区震旦纪一侏罗纪沉积环

古陆碰撞继之为海洋盆地关闭、山脉隆起和前陆盆地巨厚碎屑岩系的堆积。造山带的前陆地区，前身是被动陆,构造上位于较低的部位，其地质记录可以保存得相对完整。长江中下游地区，是大别造山带的前陆构造带。通过对那里沉积物形成环境，特别是物源区的分析研究，识别出震旦系至下三叠统被动陆缘沉积岩系和中三叠统至中侏罗统前陆盆地沉积岩系，据此推测大别造山带碰撞造山作用发生在中三叠世。早三叠世被动陆缘岩系和前陆盆地堆积物的空间分布，揭示出中朝与扬子两个地板之间的碰撞方式，在长江中下游地区从东到西基本是同时的。     

盆山耦合与前陆盆地成藏区带分析

经济全球化导致油气勘探全球化,板块学说在理论上提供全球油气勘探基础,亚洲大陆与北美大陆盆山体系在实践上提供全球油气勘探经验。盆山耦合体系存在3类造山带与3类前陆盆地即:(1)俯冲造山带与弧后前陆盆地;(2)碰撞造山带与周缘前陆盆地;(3)陆内造山带与陆内前陆盆地。前陆盆地成藏区带勘探中,在空间上应将造山带前麓褶皱—冲断带层与前陆盆地作为统一应变场,在时间上应将前冲断作用沉积层序,同冲断作用沉积层序和后冲断作用沉积层序作为整体来进行勘探。     

早期碰撞造山过程与板块构造：前寒武纪地质研究的机遇和挑战

普遍认为修正后的板块构造模式仍适用于新太古代地质研究，但是早期板块构造过程与后期有明显差异，包括陆块规模、造山带类型、碰撞造山过程等。典型碰撞造山带在地史上的初次形成具有划时代的构造演化意义，涉及典型板块构造初始发生过程、最早超级大陆拼合、威尔逊旋回及板块碰撞造山过程等方面。华北中部保留一条近南北向的碰撞造山带（2 600~2 500 Ma BP），保留特征的巨型复式褶皱、不同层次推覆构造、蛇绿岩混杂带等。围绕华北中部造山带及其25亿年重大构造热事件的研究，对认识华北早期构造演化及其超大陆再造具有重要意义，也是早期板块构造研究的关键突破口之一，开展其不同地壳层次构造变形及其前陆盆地的研究，将深化早期板块边界及其造山过程的科学认识。     

天山地区碰撞后构造与盆山演化

研究表明,近东西向的天山造山带基本格架在古生代晚期已经初步形成;平行造山带广泛分布的二叠纪红色磨拉石证明当时造山隆升作用非常强烈,导致前陆盆地普遍发育。三叠纪,天山造山带遭受区域剥蚀夷平,盆山高差缩小,盆地规模进一步扩大。侏罗纪—古近纪,由于板内伸展作用,在准平原化的天山地区形成了一系列伸展盆地,呈近东西向分布。新近纪以来,受南面印度—欧亚陆—陆碰撞的影响,天山地区发生强烈陆内变形,以逆冲推覆和褶皱堆叠为特征;节理统计表明新生代的主压应力为南北方向。晚新生代,由印度和欧亚大陆碰撞产生的强烈挤压作用对大陆腹地的天山地区影响很大：前中生代块体发生剧烈隆升和褶皱,伴随大规模新生代坳陷的形成,导致盆山高差急剧增大;脆性剪切与挤压变形构造叠加在韧性变形的古生代岩层之上。同时,中生代拉伸盆地发生构造反转,形成新生代挤压盆地,盆山交接带变形以台阶状逆断层和断层相关褶皱为特征。由于盆地朝造山带的下插作用,使古生代的岩层呈构造岩片方式逆冲推覆在盆地边缘的中新生代岩层之上,当穿越不同地质构造单元时表现出不同的运动学特征。强烈挤压褶皱冲断是晚新生代盆山交接带的基本特征和最普遍的盆-山耦合方式,局部伴有小规模近东西向的走滑断层。中生代沉积岩的褶皱与断裂、侏罗纪煤层自燃及烧结岩的形成、强烈地震与断层活动、以及新疆独特的镶嵌状盆山格局,都是新近纪以来构造作用的产物。     

滇中楚雄中生代盆地的形成、演化及其与哀牢山造山带的关系—以楚雄西舍路至禄丰碧城镇区域地质综合剖面为例

晚三叠世楚雄盆地的形成、演化与哀牢山造山带的演化有关，是哀牢山造山带的后陆盆地，而不是有人认为的是哀牢山造山带的前陆盆地。它与哀牢山造山带西侧的前陆盆地虽然同时发生，但其形成的沉积环境和岩石组合并不相同。     

上扬子地区中生代沉积盆地演化

以地层分区为单位对上扬子地区中生代沉积建造进行了详细分析, 对盆地原型进行了初步划分, 建立了中生代上扬子陆块沉积盆地时空分布格架.结合年代地层和生物地层划分对比、生物古地理、岩相古地理和构造演化规律的综合分析, 对上扬子地区中生代3个阶段的盆地演化过程进行生动刻画, 并以此为依据分析了盆地形成演化的大地构造环境.早三叠世上扬子陆块受印支造山运动的影响不断抬升, 海相盆地水体变浅, 形成一系列混积陆表海、台盆-台地构造相; 晚三叠世-早侏罗世上扬子西缘与其西侧的特提斯域地块或多岛弧盆增生体发生碰撞拼合, 且华南陆块与华北陆块的碰撞拼合, 使上扬子陆块西南缘、西缘和北缘发育了前陆盆地和周缘前陆盆地, 与此同时雪峰隆起进入造山过程; 中侏罗世之后, 由于受古太平洋板块向西对亚洲大陆的俯冲, 上扬子陆块进入了以陆内造山作用为主的新的构造阶段, 以雪峰山为界, 东部发育一系列断陷-坳陷盆地, 西侧则发育陆内大型压陷盆地.      

阿尔金构造带对塔东南油气地质条件的制约

阿尔金构造带包括阿尔金碰撞造山带和阿尔金逆冲-走滑断裂系。阿尔金造山带是塔里木盆地周边已知的最古老的碰撞造山带,以高压-超高压变质作用为标志的峰期碰撞造山作用发生于晚寒武-早奥陶世,这次碰撞造山作用很可能引起相邻塔东南地区的大幅度隆升,导致塔东南地区的中-上奥陶统遭受剥蚀,并使塔东南地区在志留-二叠纪期间总体处于不利于沉积的地质环境,隆升作用也在一定程度上推迟了寒武-奥陶系烃源岩的生排烃时间。从中生代开始的阿尔金逆冲-走滑断裂系错移并改造了阿尔金碰撞造山带,并在阿尔金山和塔东南地区造成了一系列的侏罗纪沉积盆地,这些盆地中沉积了塔东南地区重要的烃源岩和储集岩。阿尔金断裂系的压扭特性容易在断裂两侧形成次生的构造圈闭,隐伏的车尔臣断裂两侧是这种次生构造圈闭发育的有利部位,它们应该是重要的油气勘探区域。柴达木盆地西部阿尔金斜坡带油气勘探的成功经验从侧面说明,塔东南地区的油气勘探应该加强寻找山前冲积扇-水下扇储集体内发育的油气藏,并且在地面油砂附近寻找残存的油气藏。     

Compositional,structural, and geodynamic controls of the evolution of inter- and intramontane basins of the Tien Shan

The crustal orogeny which formed the present-day Tien Shan results from the complex interaction between two independent processes. The first is the lateral (horizontal) compression related to the collision between the Indian and Eurasian Plates. The second is the rearrangement and flow of crustal material at different levels of the lithosphere beneath the mountain belt. Two broad morphologic and genetic types of mountain basins (intramontane and intermontane/foreland) are proposed as indicators of specific geodynamic factors controlling the topographic relief of the orogenic belt. The first-type basins, having the upper crustal roots, reflect mainly the N–S crustal compression and correspond to simple (elementary) longitudinal folds with basement involvement. The second type basins developed mostly in response to deep processes in the upper mantle and lower crust.     

Reconstructing the stages of orogeny around the Junggar basin from the lithostratigraphy of Late Paleozoic,Mesozoic, and Cenozoic sediments

The Junggar basin contains an almost continuous section of Late Carboniferous–Quaternary terrigenous sedimentary rocks. The maximum thicknesses of the stratigraphic units constituting the basin cover make up a total of ~ 23 km, and the basement under the deepest part of the basin is localized at a depth of ~ 18 km. Both the folded framing and the basin edges have undergone uplifting and erosion during recent activity. These processes have exposed all the structural stages of the basin cover. Considering the completeness and detailed stratigraphic division of the section, we can determine the exact geologic age of intense mountain growth and erosion periods as well as estimate the age of orogenic periods by interpolating the stratigraphic ages. During the Permian orogeny, which included two stages (255–265 and 275–290 Ma), the Junggar, Zaisan, and Turpan–Hami basins made up a whole. During the Triassic orogeny (210–230 Ma), the Junggar and Turpan–Hami basins became completely isolated from each other. During the Jurassic orogeny (135–145 and 160–200 Ma), the sedimentation took place within similar boundaries but over a smaller area. During the Cretaceous orogeny (65–85 and 125–135 Ma), the mountain structures formed mainly at the southern boundaries of the basin and along the Karamaili–Saur line. The Junggar and Zaisan basins were separated at that time. The Early and Middle Paleogene were characterized by relative tectonic quiescence. The fifth orogenic stage began in the Oligocene. The recent activity consists of two main stages: Oligocene (23–33 Ma) and Neogene–Quaternary (1.2–7.6 Ma to the present).     

前陆盆地沉降机理和地层模型

前陆盆地形成的主要原因是造山带负载导致的岩石圈挠曲。逆冲作用造成地壳增厚,造山带的巨大质量又导致下部岩石圈的区域均衡沉降,从而临近和平行于造山带发育了凹陷。另外,前陆盆地的演化也受到沉积物供应、盆地内沉积物扩散能力、岩石圈强度、造山带逆冲速率、全球海平面变化、和俯冲有关的动力沉降及俯冲负载等众多其它因素的影响。本文阐述了这些因素与前陆盆地沉降的关系,介绍了与幕式逆冲有关的地层模型和欠补偿-过补偿地层模型。希望本文能够对中国西北地区前陆盆地的研究起到一定的借鉴意义。