祁连山及其邻区大地构造基本特征—兼论早古生代海相火山岩的成因…

作者对中、南祁连的大地构造属性提出了新的见解，认为它们和柴达木地块具有同一前震旦纪基底，三者共同构成的柴达木板块。北祁连山的主体是介于中朝板块和柴达干板块间的早古生代缝合带。中朝板块的南缘有一个活动陆缘，由走廓弧后盆地和走廓南山北缘岛弧构成。从中寒武世以来，祁连山及其邻区构造演化经历了古大陆克拉通裂解，大洋克拉通演化阶段和新大陆克拉通演化阶段。现今的祁连山是这些构造演化共同作用的结果。     

北祁连山及其邻区古生代以来的大地构造演化初探

北祁连山出露有中寒武世中晚期和早中奥陶世两期蛇绿岩。同位素年龄分别为335.5 Ma和440-460 Ma的两期高压变质带赋存于中寒武统和下中奥陶统中。大量地质记录揭示北祁连山是介于阿拉善地块和中祁连地块间的一个早古生代缝合带。北祁连山及其邻区古生代以来大地构造演化是复杂的。中寒武世早期统一的中国古陆经陆内裂谷作用发生裂解,于中寒武世中晚期形成北祁连洋。到晚寒武世洋盆转化成残留海盆。早奥陶世北祁连地区再次拉张,遭受第二次大洋化,到中奥陶世形成具沟弧盆体系的成熟大洋。晚奥陶世洋盆转化成残留海盆。于晚奥陶世末碰撞成山,志留纪在新生褶皱山系前形成前陆盆地,盆地底部的下志留统下部层位的磨拉斯可视为碰撞造山的标志。到泥盆纪进入碰撞期后造山阶段,泥盆纪磨拉斯则作为碰撞期后造山作用的标志。北祁连山及其邻区经历了石炭-三叠纪上叠盆地发展阶段,到侏罗纪进入陆内造山阶段。陆内造山作用的主要特征是山脉抬升、盆地沉降,形成盆-岭构造。这个作用一直持续到现在。笔者还对碰撞作用和造山作用的类型进行了讨论。认为软碰撞(soft collision)引起洋盆闭合,但不造山,硬碰撞(rigid collision)使残留海盆闭合并形成新生褶皱山系。在北祁连可以辨认出碰撞造山、碰撞期后造山及陆内造山这3种类型各具特征的造山作用。     

北祁连早古生代大地构造演化

早古生代北祁连是一个陆间微洋盆。震旦纪时,北祁连开始从华北板块中解体出来。主要裂谷作用发生于寒武世。北祁连地槽主要闭合期为晚奥陶世和早、中志留世。晚志留世和早泥盆世经历了复杂的消减作用。     

祁连山新元古代中—晚期至早古生代火山作用与构造演化

祁连山地区的新元古代中—晚期至早古生代火山作用显示系统地时、空变化,其乃是祁连山构造演化的火山响应。随着祁连山构造演化从Rodinia超大陆裂谷化—裂解,经早古生代大洋打开、扩张、洋壳俯冲和弧后伸展,直至洋盆闭合、弧-陆碰撞和陆-陆碰撞,火山作用也逐渐从裂谷和大陆溢流玄武质喷发,经大洋中脊型、岛弧和弧后盆地火山活动,转变为碰撞后裂谷式喷发。850~604 Ma的大陆裂谷和大陆溢流熔岩主要分布于祁连和柴达木陆块。从大约550 Ma至446 Ma,在北祁连和南祁连洋-沟-弧-盆系中广泛发育大洋中脊型、岛弧和弧后盆地型熔岩。与此同时,在祁连陆块中部,发育约522~442 Ma的陆内裂谷火山作用。早古生代洋盆于奥陶纪末(约446 Ma)闭合。随后,从约445 Ma至约428 Ma,于祁连陆块北缘发育碰撞后火山活动。此种时-空变异对形成祁连山的深部地球动力学过程提供了重要约束。该过程包括:(1)地幔柱或超级地幔柱上涌,导致Rodinia超大陆发生裂谷化、裂解、早古生代大洋打开、扩张、俯冲,并伴随岛弧形成;(2)俯冲的大洋板片回转,致使弧后伸展,进而形成弧后盆地;(3)洋盆闭合、板片断离,继而发生软流圈上涌,诱发碰撞后火山活动。晚志留世至早泥盆世(420~400 Ma),先期俯冲的地壳物质折返,发生强烈的造山活动。400 Ma后,山体垮塌、岩石圈伸展,相应发生碰撞后花岗质侵入活动。     

祁连山主要矿床组合及其成矿动力学分析

祁连山早古生代有色金属、贵金属成矿带,构造上划分为北祁连、中祁连和南祁连3个构造单元;成矿区划上一般分为北祁连成矿亚带和南祁连成矿亚带,后者由中祁连和南祁连2个构造单元组成。总体上北祁连由早古生代北祁连洋向北洋-洋俯冲的沟-弧-盆相和残留的大陆裂谷相火山岩系组成为特点,成矿主要表现为块状硫化物铜多金属矿床,西段为洋-陆碰撞的岩浆弧相的构造环境,有夕卡岩型的钨矿床发现;南祁连主要为大陆裂谷或陆间裂谷构造环境的复理石相、火山碎屑岩相和中祁连的古老基底组成,有岩浆铜镍矿床、铬铁矿矿床和大型造山型金矿床发现。祁连     

祁连山东部早古生代地层和沉积－构造演化

笔者报道了在祁连山东部开展早古生代地层和沉积一构造演化研究所获得的最新成果．在生物地层学方面，对祁连山东部寒武纪地层和动物群特征进行了系统的论述，对北祁连山奥陶纪等时地层格架、有关岩石地层单位的含义、时限及分布特征作了补充和修订。在沉积学方面，着重分析了祁连山东部早古生代各种沉积相及环境，特别是晚寒武世大陆裂谷发育中、晚期的火山一沉积环境．在上述基础上，运用板块构造理论提出祁连山东部早古生代沉积－构造演化的新认识．同时，该文亦描述了拉鸡山晚寒武世的４个三叶虫新属．     

祁连山东部早古生代地层和沉积—构造演化

笔者报道了在祁连山东部开展早古生代地层和沉积－构造演化研究所获得的最新成果。在生物地层学方面，对祁连山东部寒武纪地层和动物群特征进行了系统的论述，对北祁连山奥陶纪等时地层格架，有关岩石地层单位的含义，时限及分布特征作了补诶修订。在沉积学方面，着重分析了祁连山东早古生代各种沉积相及环境，特别是晚寒武世大陆裂谷发育中，晚期的火山－沉积环境，在上述基础上，运用板块构造理论提出补连山东部早古生代沉积－构造     

祁连山新元古代——早古生代火山作用与铁-铜多金属成矿

祁连山造山带新元古代—早古生代是板块构造演化与成矿的最重要时段,铁、铜多金属矿产资源丰富,成矿作用与新元古代—早古生代火山作用密切相关。根据矿床产出构造位置,将祁连山铁、铜多金属矿床分为4类:大陆裂谷型铁(铜)矿床、岛弧-岛弧裂谷型铜多金属矿床、陆缘裂谷型铜多金属矿床、扩张脊型铜矿床。镜铁山铁(铜)型矿床是新元古代大陆裂谷火山作用过程中热水沉积作用的产物;东沟铜矿为晚寒武世大洋扩张脊火山作用的产物;白银矿田铜多属矿床是奥陶纪与岛弧-岛弧裂谷火山作用的产物;石居里铜矿是晚奥陶纪弧后扩张脊有关火山作用的产物;红沟铜矿则是晚奥陶世陆缘裂谷火山作用的产物。     

北祁连造山带的形成与背景

北祁连山是发育在新元古代大陆克拉通背景上的板内造山带,它的形成经历了三个构造发展阶段;（１）早古生代是克拉通裂解的拗拉槽而不是大洋盆地,其西延部受阿尔金断裂左行错移约３５０－４００ｋｍ,对应于塔里木盆地北部的满加尔－阿瓦提坳陷,它们共同构成了“西域板块”这上的震旦纪－早古生代的拗拉槽,早古生代末“祁连事件”使拗拉槽闭合形成古祁连山。（２）晚古生代－中三叠世古祁连山遭受产,作为新克拉人     

北祁连山俯冲杂岩带的构造演化

北祁连位位于华北克拉西部阿拉善地块与中祁连－柴达木泛地块之间是我国最具特色的大陆造山带之一。带内发育有震旦纪－中寒武世的裂谷火山岩，晚寒武世－奥陶纪蛇绿岩，中晚奥陶世岛弧火山岩，晚奥陶世弧后拉张盆地火山－沉积岩，志留纪残余海盆相复理石和泥盆纪山间磨粒石等，中间夹两条变质和变形特征不同的加里东期俯冲杂岩带；南带为深层俯冲，北带为浅层俯冲杂岩；这两条杂岩石可能形成于同一俯冲带的不同深度，俯冲杂岩带中岩     

北祁连中段俯冲—增生杂岩／火山弧的时代探讨

北祁连中段俯冲－增生杂岩／火山弧由俯冲－增生杂岩和火山弧两个单元所组成，前者以早奥陶世具洋壳性质的蛇绿岩、蛇绿混杂岩及深海复理石为主体，夹中、晚寒武世大陆裂谷及洋陆过渡环境的火山岩及碎屑岩块。同位素年代学显示俯冲－增生杂岩的深部单元经历了４８９—４４０Ｍａ的ＨＰ／ＬＴ变质作用，而火山弧的形成时代为４９５—４６６Ｍａ，它们均形成于Ｏ１—Ｏ２期间早古生代祁连洋向北俯冲在阿拉善地块之下的俯冲作用     

北祁连造山带中—西段陆壳残块群的构造—地层特征

北祁连造山带是一条多旋回的造山带,其最大特点是早古生代岩系中镶嵌有众多大小不一的由前震旦系变质岩系所组成的陆壳残块群,它们源于晋宁期末,统一的巨型华北古大陆早古生代初的裂解。寒武 奥陶纪西段演化为裂谷系,陆壳残块群组成裂谷系的正性隆起构造单元;中段发育微洋盆沟弧盆体系,在南缘的陆壳残块群处于奥陶纪活动大陆边缘张裂带上,并构成被晚期弧后盆地及裂谷分开后的陆壳基底部位,少数陆壳残块为沟弧盆体系中的孤岛隆起。它们不是由中祁连推覆来的飞来峰或是外来移置的滑覆体,而是由统一的巨型华北古大陆西南缘古阿拉善地块于早古生代初裂解后向洋或裂谷演化过程中残留其中的大小不一的陆壳残块。北祁连早奥陶世海域与现在加拿大北部巴芬湾及伊丽莎白女王群岛的构造格局相似。     

阿尔金断裂两侧早古生代沉积建造与构造演化

阿尔金断裂两侧地质体能否对比,是中国西部地质领域里的重大科学问题,长期存在争议。以沉积建造和地质构造为基础,结合古生物和古地磁资料,对比分析早古生代阿尔金断裂两侧地质特点,认为早古生代阿尔金断裂两侧的岩相古地理及其他地质特征都具有很大差别:1）早寒武世塔里木陆块主要是伸展环境,缺少火山活动,祁连地区主要是收缩环境,发育火山活动;中寒武世塔里木北缘深水盆地里普遍出现含磷钒铀沉积,祁连地区主要形成火山岩及蛇绿岩;寒武纪中晚期柴达木北缘出现红色泥岩建造,而塔里木无论是盆地区还是盆地边缘,均缺少这套沉积;奥陶纪,祁连地区继承寒武纪构造特点,塔里木则转化为收缩环境;志留纪,塔里木南北两侧形成弧后扩张盆地,祁连地区俯冲作用基本消失,南祁连形成弧后海相前陆盆地。2）寒武纪至奥陶纪塔里木、柴达木、祁连地区生物分别具有亚—奥生物区、华北生物区和华北与华南型混生特点;中晚志留世塔里木和祁连地区分别为温带和亚热带—温带生物特点。3）寒武纪塔里木、柴达木—中祁连及阿拉善等陆块位于南半球低纬度地区;奥陶纪塔里木明显南移,阿拉善、柴达木徘徊在赤道附近;志留纪到泥盆纪,塔里木北移大于33°,柴达木与阿拉善分别北移约5°和10°;各陆块有明显不同的运动轨迹。4）寒武纪阿尔金地块漂浮于阿尔金洋中,寒武纪晚期开始阿尔金洋向两侧陆块俯冲后消亡。因此,早古生代阿尔金断裂两侧具有完全不同的岩相古地理特征,应当使用不同的思路和方法进行资源勘查。     

北祁连早古生代洋盆是裂陷槽还是大洋盆——与葛肖虹讨论

北祁连早古生代洋盆是裂陷槽还是大洋盆,是一个有争论的问题。文中讨论了蛇绿岩中保存的代表大洋盆存在的印记。认为被夹持于华北地块和柴达木地块之间的北祁连早古生代造山带属于板块增生杂岩带,是由海洋岩石圈残片、消减杂岩、岛弧增生楔等组成的(或许还包括一部分残留陆块).指出北祁连蛇绿岩属于科迪勒拉型,暗示北祁连在早古生代时可能曾经是一个规模较大的洋盆,而非裂陷槽。华北地块和柴达木地块的规模很小,只不过是浩瀚海洋中散布的微小陆块而已。     

祁连山地区大地构造演化及其性质特征

祁连山地区大地构造演化历经了元古代至早古生代的地槽阶段、晚古生代的地台阶段和中、新生代的地洼阶段。地槽阶段元古代为陆块奠基、成长和扩展时期，早古生代为洋壳化板缘构造活动和陆间碰撞构造作用时期。地台阶段大型沉积盆地发育。地洼阶段以陆内造山－造盆作用和块断推覆构造活动为特征。祁连山地区遭受了三次不同性质的造山作用：元古代未托莱运动的陆块挤压褶皱造山作用、加里东晚期祁连运动的陆间碰撞造山作用和中、新生代的陆内块断造山作用。由上，祁连山及其邻区的构造单位由北至南划分如下：（１）走廊地洼；（２）北祁连地穹；（３）中祁连洼陷；（４）南祁连地穹；（５）柴达木地洼。     

试论北祁连深断裂及其演化

一、北祁连地质构造概论位于中朝准地台西南部的北祁连山,是一较为典型的优地槽褶皱带。它北邻陆棚海型冒地槽——走廊过渡带,与阿拉善台隆相望;南侧是祁连中间隆起带;西北隅衔塔里木地台;东南与秦岭褶皱系毗邻(图1)。北祁连优地槽褶皱带与走廊过渡带、祁连中间隆起带,南祁连褶皱带,共同构成祁连褶皱系。北祁连地槽演化从中寒武世开始,经历晚寒武世、奥陶纪和志留纪地槽发展阶段,沉积厚达2万余米,于志留纪末褶皱成陆,结束地槽期。地槽内有多期蛇绿岩侵位和蛇绿混杂岩     

北祁连山早古生代洋脊—洋岛和弧后盆地火山作用

北祁连山系内,分布着一套类型十分齐全的新元古代－早古生代海相火山岩系。它包括有大陆裂谷火山岩、洋脊－洋岛火山岩、岛弧火山岩、弧后盆地火山岩和陆缘被动裂谷火山岩。本文重点介绍北祁连山早古生代洋脊－洋岛火山岩和弧后盆地火山岩的岩石地球化学特点,并从地幔动力学角度探讨它们的岩石成因。这无疑对于深入了解地质历史古老增生板块边缘的火山作用有重要意义。     

祁连造山带特征及其构造演化

祁连造山带的范围及构造单元经重新厘定和划分，其南界扩展至昆中断裂；解体了走廊过渡带；扩大了中祁连，相应缩小了南祁连范围；新划出乌兰大坂—拉脊山和柴达木周缘南北链状断陷带；确定北祁连属于柴达木—中祁连地块与阿拉善地块间的陆间裂谷。并运用断块学说对其多旋回构造演化作了分析，本区始生代—古生代属于塔里木—中朝地块南部大陆边缘断陷—焊接造山作用体制。中新生代，在古亚洲构造域、特提斯—喜马拉雅构造域和滨太平洋构造域“品”字型动力体系作用下（尤以前二者为主），转化为陆内浅层断（拗）陷—逆掩叠覆造山作用体制。应力作用方式从早到晚由顺时针直扭向旋扭转化。二者既有继承又有新生。挽近时期，在印度地块挤压动力体制下卷入青藏高原陆内汇聚作用，产生大幅度断块隆升、盆地沉陷，造就了现今高原盆岭景观     

全球板块构造演化过程中五大成盆期原型盆地的形成、改造及叠加过程

原型盆地作为沉积盆地演化过程中某一地质时期的阶段表现,其对油气形成与分布的重要性不言而喻。基于威尔逊旋回原理研究发现,板块构造演化经过一个完整的周期,能够形成六大类17小类原型盆地。以全球五大成盆期（前寒武纪、早古生代、晚古生代、中生代及新生代）板块重建为基础,紧密结合古气候、岩相古地理等特征,恢复确定了1 056个原型盆地。前寒武纪残留下来的主要是位于现今各大陆块之上的裂谷等伸展型盆地;早古生代呈漂移状态为主的大小陆块主要形成被动大陆边缘和内克拉通盆地;晚古生代全球除了乌拉尔及阿特拉斯褶皱带发育前陆盆地外,其他地区仍以被动陆缘、内克拉通等伸展盆地为主;中生代潘吉亚超级大陆裂解,形成大量裂谷、被动大陆边缘盆地,西缘收缩形成科迪勒拉山弧后盆地;新生代新特提斯洋及美洲大陆弧后海关闭形成两大前陆盆地群,太平洋西海岸海沟岛弧边缘海盆体系范围明显扩大,印度洋及大西洋持续发育周缘被动大陆边缘盆地群。按原型盆地类型来看,被动大陆边缘盆地分布最广泛,其次是裂谷,弧前盆地最少。时代越新,原型盆地总数量越多,其中被动陆缘、前陆、弧后及弧前新生代最多,但裂谷盆地在中生代最广泛,内克拉通晚古生代最发育。     

柴达木震旦纪—三叠纪盆地演化研究

柴达木盆地震旦纪-三叠纪构造演化经历了2 个一级构造旋回,即震旦纪-中泥盆世开合旋回和晚泥盆世-三叠纪开合旋回,它们与祁连洋、赛什腾-锡铁山洋、昆仑洋和阿尔金洋在不同阶段伸展张裂、俯冲消减和闭合作用有关,其分划性时间界面分别为800Ma、377 Ma 和208 Ma,时间跨度分别为423 Ma 和169 Ma.第一个旋回自震旦纪开始张裂,柴达木形成大陆裂谷盆地;寒武纪-中奥陶世伸展为被动大陆边缘,柴达木表现为克拉通内(伸展)盆地;晚奥陶世开始俯冲消减,泥盆纪晚期碰撞闭合,柴达木形成克拉通内(挤压)盆地。第二个旋回表现为海西-印支期与南昆仑洋有关的弧后拉张-弧后造山事件,柴达木在晚泥盆世-早二叠世形成弧后裂陷盆地,晚二叠世-三叠纪形成弧后前陆盆地。在两个开合旋回的末期,均发生大规模盆地反转作用,导致柴达木及邻区构造格局、海陆分布和沉积特征发生根本变化。