台湾利吉混杂岩中蛇纹岩岩石学和U-Pb年代学及其地质意义

台湾利吉混杂岩位于吕宋岛弧与欧亚大陆发生碰撞(弧陆碰撞)关键地带,是菲律宾海板块和欧亚板块结合带重点研究的区域,其中出露的蛇纹岩可以为研究弧陆碰撞造山过程提供重要细节信息。利吉混杂岩中蛇纹岩岩块原岩为橄榄岩,通过锆石U-Pb年代学分析,得到代表洋壳年龄的橄榄岩形成年龄为17.7±0.5Ma,结合南海洋壳、菲律宾海洋壳年龄和构造背景,判断利吉混杂岩中的蛇纹岩(蛇纹石化橄榄岩)来自马尼拉俯冲系统的弧前盆地,是在利吉混杂岩形成过程中经第二次逆冲混入利吉混杂岩系统的。明确蛇纹岩岩块来源可以为利吉混杂岩形成提供细节信息,为研究弧陆碰撞造山活动和板块运动提供可靠依据。     

欧亚大陆东缘中生代地球动力学演化

利用已有的古地磁和野外地质调查资料，能较好地理解边缘海及陆内变形等欧亚大陆的新生代构造特征，然后重建其晚白垩世古构造。本文以西南日本及俄罗远东地区南部为例，略述欧亚边缘中生代主要特征，即以蛇绿岩或高压变质岩为标志的缝合带、滑塌岩块岩性为特征的滑塌堆积体。钙碱性岩浆作用及走滑断层。沿婆罗洲至西伯利亚一线的欧亚大陆块东缘，蛇绿岩带、滑塌堆积的对比分析表明，该地区存在四个微陆块，从南到北依次为西菲律宾地     

东海陆架盆地南部中生代构造演化与原型盆地性质

东海陆架盆地南部夹持于欧亚板块、太平洋板块与印度板块之间,是发育在前中生代基础之上的中、新生代叠合盆地。其构造演化受古太平洋板块俯冲及特提斯-喜马拉雅构造域的联合影响,经历了印支末期基隆运动、燕山期渔山和雁荡运动的叠加改造。结合浙闽隆起带中生代火成岩事件、盆地构造变形、沉积学的一些证据,通过海陆对比研究,认为东海陆架盆地南部早-中三叠世可能为面向古太平洋的被动大陆边缘盆地;晚三叠世-侏罗纪古太平洋板块已对中国大陆有较强的俯冲作用,东海陆架盆地及南部原型盆地为活动大陆边缘弧前盆地;白垩纪受控于滨海断裂表现为活动大陆边缘走滑拉分盆地;古新世-始新世火山岛弧向东移动,东海陆架变为弧后裂谷盆地。     

喜马拉雅前渊和孟加拉湾盆地形成演化

通过区域地质、地球物理、板块重建及地球动力学背景综合研究,揭示了喜马拉雅前渊和孟加拉湾盆地形成演化及动力学背景。喜马拉雅前渊与孟加拉湾盆地被西隆(Shillong)高原分隔。喜马拉雅前渊位于西隆高原北侧,主要以拉萨地块前白垩系为基底,晚白垩世—早始新世为新特提斯洋向洋内岛弧、拉萨板块俯冲形成的弧前和弧后盆地;中始新世—中新世早期,新特提斯洋逐渐俯冲消亡,印度板块与拉萨地块的陆陆碰撞逐渐加剧,形成前陆盆地;中新世中期以来,随着印度板块与欧亚板块陆陆碰撞的加剧,喜马拉雅前陆盆地隆升、剥蚀,只保留了前陆盆地的前渊。孟加拉湾(Bengal)盆地位于西隆高原南侧,其西北部以印度板块的前寒武系为基底,石炭—二叠纪为裂谷盆地,三叠纪为剥蚀区,侏罗纪—早白垩世以火山作用为主,晚白垩世—早始新世为被动大陆边缘盆地,中始新世以来随着印度板块向拉萨板块俯冲加剧,印度洋板块向缅甸大陆俯冲,孟加拉湾盆地演化为陆缘碎屑供应逐渐增强的残留洋盆。孟加拉湾东南部的基底为前古近系洋壳,始新世以来形成巨厚的残留洋盆充填序列。     

古巴蛇绿岩侵位

根据岩性和构造特征，古巴划分出三套含蛇绿岩的构造单元：1）北部蛇绿岩带，混杂岩复合体沿古巴岛延伸长度超过1000km；2）白垩纪火山弧建造的变质岩基底；3）中古巴南部Escambray（Guamuhaya）高压变质地块中的构造片体。现有年龄分析资料表明，古巴现存洋壳年代为晚中生代，形成于两种不同的构造背景；1）晚侏罗世-纽康曼期，北美大陆及其南部大陆的漂移造成的小盆地；2）北美被动大陆边缘与阿普第-阿尔必（Aptian—Albian）期火山弧之间形成的俯冲带上部（suprasubduction）边缘盆地。Escambary（Cuamuhaya）地块中生代变质沉积岩中的蛇纹岩片体和高压角闪石形成于一小型洋盆关闭期间．时代很可能为阿尔必（Albian）期。火山弧岩层的变质岩基底来自于上侏罗统-纽康曼阶洋壳，并在中自垩世火山弧形成期间发生变质。北部蛇绿岩带可能来自上述小盆地，以及俯冲边缘盆地的，并自晚白垩世坎佩尼（Campanian）期至始新世中期发生多次侵位。古巴不同的蛇绿岩类型代表了南北美大陆之间泛古陆解体后形成的洋壳的残余物（加勒比洋盆原型）。文章提出并讨论了一种可能的板块构造模型。     

南海西北部新生代沉积基底构造演化

在综合分析地质、地球物理、地球化学、古生物学等多方面资料的基础上,将南海西北部海域控制新生代主要沉积盆地的基底划分为5个区:北部湾古生界断堑基底区、莺歌海古生界走滑拉分基底区、琼东古生界断陷基底区、西沙北古生界裂谷基底区、西沙南古生界走滑伸展基底区.通过区域地质分析,初步重建了该海域的大地构造演化历史.该海域新生代沉积基底在前新生代时期与其北面陆上云开地区和其南面的南沙地区同处于特提斯构造域中,经历过古特提斯和中特提斯的发育历程,晚古生代以来可初步分为5个阶段:(1)D-P₁,古特提斯东段多岛洋体系发育阶段;(2)P₂,中特提斯(古南海)开始出现、古特提斯开始消减阶段;(3)T-K₁,古特提斯东段多地块缝合阶段;(4)K₂-N₁1,现代南海形成、中特提斯(古南海)消亡时期;(6)N₁2以来南海扩张停止、澳大利亚板块向北俯冲挤压阶段.     

东亚大汇聚与中—新生代地球表层系统演变

东亚长期处于古亚洲洋、特提斯洋和古太平洋三大构造域的大汇聚构造背景之下。印支运动后,东亚东缘形成了统一的被动大陆边缘,随着晚三叠世古太平洋板块俯冲的启动,东亚东缘的被动大陆边缘转化为主动大陆边缘,发育了与俯冲相关的蛇绿岩、I型花岗岩。晚三叠世—中侏罗世,古太平洋俯冲带持续向西迁移,板块俯冲产生的挤压应力影响到了东亚内部,发生广泛构造变形,构造体制从受E—W向特提斯构造域和古亚洲洋构造域控制逐渐向受NE向的古太平洋构造域控制转变。晚侏罗世—早白垩世早期(160~135 Ma),古太平洋板块继续西进,东亚被挤压-走滑的应力场控制,安第斯型主动大陆边缘和华北东部高原最终形成,发育少量的埃达克岩。早白垩世晚期(135~90 Ma),古太平洋俯冲带向东后撤,东亚陆缘由挤压-走滑应力场转变为拉张-走滑应力场,安第斯型大陆边缘被破坏,华北东部高原开始垮塌,伴随大量的埃达克岩、变质核杂岩的出现。在晚白垩世,随着俯冲带的后撤,东亚内部伸展作用减弱。新生代东亚发生了巨型的地形倒转,印度板块与欧亚板块碰撞最终导致中国西部的青藏高原隆升,相反,中国东部渤海湾盆地和海区的盆地群形成;构造-盆地-岩浆带体现出自西向东迁移的特征,盆地群起始时代主要在古近纪,形成了新生代西高东低的台阶式地貌格局。在新近纪盆地群由断陷转为快速拗陷,同时东亚内部的伸展构造主要受青藏高原隆起制约。     

南海——中国边缘海形成演化及其资源效应研究的关键区域

南海海域因其特殊的地理位置和地质构造、丰富的地质现象和巨大的油气资源潜力被众多的欧美学者誉为“地球上最好的天然实验室”,是研究边缘海成因及动力学机制、洋陆板块相互作用和大陆边缘岩石圈变形及深部地质结构的理想场所。南海油气资源潜力巨大,新生代含油气盆地有２０多个,中生代盆地特别是特提斯型残余海盆地、陆坡深水区扇体、２１世纪新能源甲烷气体水合物也是有等探索、寻找的新的重要领域,然而,目前我国对南海油气     

越南及其邻近地区的地质构造格架

越南的版图属于欧亚岩石圈板块的东南部，并位于太平洋构造带和特提斯构造带的接合处，由于这种独特的构造位置，越南的成矿带也很不相同，计有前寒武纪陆块，在另里东、海西上印支造山期碰撞形成的古生代和早中生代活动带，各种中一新生代裂谷成因的重新活动的构造，以及产出多种有关矿产资源的现代边缘海。主要褶皱带间的边界往往与古太平洋型和古特提斯型蛇绿岩组合相伴生的深位断裂为标志。     

奥陶纪到志留纪全球板块重建:中国三大陆块位置及其洋陆格局的运动学检验

中国三大陆块是全球奥陶纪到志留纪板块与洋陆格局重建的关键,涉及到古亚洲洋与原特提斯洋的演化。综合了全球奥陶纪到志留纪的古地磁、古生物、古气候以及地球化学的相关证据,重建了中国三大陆块在这一时期的板块演化与洋陆格局,并将它们与全球板块演化模型结合到一起,特色在于通过板块运动的速度场分析,厘定了全球重要的板块边界及其性质。得到以下新认识:在奥陶纪到志留纪,中国三大陆块独立地位于地球的低纬地区,并且不依附于任何大的陆块,离散分布于原特提斯洋与古亚洲洋之间,原特提斯洋与古亚洲洋不断消减俯冲。其中,华北陆块早期靠近西伯利亚大陆东缘,华南陆块在奥陶纪早期沿着冈瓦纳大陆西侧漂移,塔里木陆块在奥陶纪进行了一个南北向的大范围的运动后,在志留纪开始向西漂移。中国三大陆块在这一时期不断地相互作用。在奥陶纪到中志留纪,原特提斯洋不断地俯冲冈瓦纳大陆与华北大陆,直到晚志留纪,随着古特提斯洋的扩张,原特提斯洋开始逐渐闭合。     

加里曼丹岛和马来半岛中生代岩相古地理特征及其构造意义

印支运动以后,在现今的南海及其周围存在过2个古海洋,其中晚侏罗世一早白垩世消失于南海北部陆缘区、北巴拉望-礼乐滩-南沙地块以北的古海洋为“中特提斯”,而早第三纪期间消失于南沙地块以南沙捞越一带的古海洋为“古南海”。它们的结束时间和消失的古地理位置完全不同。对它们的正确识别和区分,对目前进行的南海周边地区中一新生代构造演化研究极为重要。对马来半岛、加里曼丹岛中生代岩相古地理资料的整理和分析结果支持如下结论：中特提斯洋的延伸是从苏门答腊的Woyla缝合线,过婆罗洲的Meratus缝合线。然后绕西南婆罗洲地块至加里曼丹岛的西北(Lupar带或者Boyan带),进入南海西南角(南沙-礼乐滩-北巴拉望地块等以北),再接南海北部陆缘区内的中特提斯缝合线。该区中生代海相地层的分布明显受构造演化的控制,整体趋势是向南退缩。印支运动以前、早-中三叠世的海侵广泛分布于古特提斯带及以南地区,涉及华南,中南地块,马来半岛及以南地区;印支运动基本结束了古特提斯带的海侵,因此晚三叠世一早侏罗世的海侵主要限于中特提斯海域及以南地区,如与中特提斯洋相邻的陆域,包括华南的湘赣粤海湾晚三叠世一早侏罗世的海侵、中南半岛东南部早侏罗世的海侵以及新加坡早侏罗世的海相地层。白垩纪海相地层主要分布于中特提斯以南地区,如加里曼丹岛。     

南海东北部高磁异常带成因的地球物理反演研究

南海东北部的高磁异常带是南海北部磁场最显著的特征,目前对其成因尚有不同推测.选取一条穿越该异常带的剖面,在多道地震解释及相关地质资料的约束下进行地球物理反演研究,验证其晚中生代俯冲增生带模式的可行性.结果表明,在东沙隆起带的前新生代基底中2.5-6km的深度上、宽约150km、密度2.65 g·cm-3、剩余磁化强度700×10-3A·m-1的中生代中酸性火山岩带可产生南海东北部的高磁异常带,与浙闽东部高磁异常带的成因相同,与晚中生代古太平洋向东亚陆缘的俯冲有关.     

南海扩张过程及海陆变迁沉积记录

南海南、北共轭大陆边缘盆地的对比研究是深入了解南海扩张过程及古地理格局的重要途径。由于历史原因,目前对南海南缘盆地构造—沉积演化研究还非常薄弱,极大地限制了对南海扩张及海陆变迁等基础地质问题的整体认识。综合南海及其周缘盆地沉积地层和沉积环境的研究进展,对南海扩张过程和古地理格局演化进行了分析。南海南、北缘盆地破裂不整合面存在着明显的穿时性,从NE向SW逐渐变年轻,对应南海海底扩张从NE向SW渐进式打开。台湾新生代地层破裂不整合面位于33~39 Ma之间,暗示南海洋壳开始形成的时间可能在33~39 Ma之间,有部分较老的洋壳可能已经向东俯冲消减掉。南海经历了从早期"北陆南海"逐渐演变为现今"北海南陆"的过程,南海北缘早期存在一个向东开口的海湾,可能为古南海的一部分。伴随南海的扩张,海侵范围由东向西逐渐扩展,从一个狭窄的海湾形成今日的形貌。南海北缘盆地物源在~25 Ma左右发生明显的改变,早期主要为华南沿海的近源剥蚀沉积。在~25 Ma后,来自扬子地块的沉积物逐渐增多。南海南缘盆地物源在~25 Ma前与南海北缘盆地具有相似的物质来源,~25 Ma后南海洋盆阻挡扬子地块的物源向南输送,南海南缘仍以陆块内部中生代花岗岩及火山岩为主要物质来源。     

南海前新生代基底与东特提斯构造域

综合分析了地质、地球物理、地球化学、古生物学等多方面资料,将南海海域控制新生代主要沉积盆地的基底划分为6个区：北部湾古生界断堑基底区、莺歌海古生界走滑拉分基底区、琼东古生界断陷基底区、西沙北古生界裂谷基底区、西沙南古生界走滑伸展基底区和南沙古-中生界伸展基底区。通过区域地质分析．初步重建了该海域的大地构造演化历史。该海域新生代沉积基底在前新生代时期与其北面陆上云开地区同处于特提斯构造域中,形成于古特提斯构造域背景之中,为东特提斯多岛洋体系的重要组成部分。古特提斯的东延段在研究区有3个分支,即云开北、琼北、琼南3个海盆,分别表现为现存的云开北、琼北、琼南等缝合断裂带,使该区新生代沉积基底表现出明显的分区性。自晚古生代以来,伴随古、中特提斯的成生、消亡,该区新生代沉积基底经历了5个阶段的演化,其动力机制是一个复杂的研究课题,拆沉-去根-释压熔融是其主要动力机制,造成了特提斯构造演化上的序列性和叠置性。     

中国海区及邻域立体地貌图的设计与制作实践

中国海区及邻域立体地貌图既是一幅现代地图,又是一张绘画,构成了一幅"现代地图-地景画"。采取"一图三制"绘制方法,即陆地为地形晕渲法,大陆架使用形象示意法,深海区采用立体构图法。原图比例尺1:200万,垂直比例尺放大20倍。该图制作分两步:先绘制铅笔草图,再进行彩绘,完全手工绘制。该图展现了欧亚大陆板块东南部、大陆板块边缘及菲律宾海板块的地貌特征。区内地貌形成驱动力来自两条板块边界,即喜马拉雅碰撞带与西太平洋俯冲带。中国东部在E—W向老的构造基础上,叠加了新生代的NNE向构造,呈现网格状构造地貌格局。太平洋对大陆俯冲,拉开了日本海盆、冲绳海槽,形成2套沟弧盆体系。南海海盆是在陆缘引张下形成的,菲律宾弧北移并旋转,把南海围成边缘海。菲律宾弧北段与台湾岛碰撞,使中央山脉隆起,洋壳逆冲上陆,形成海岸山脉,台湾纵谷即板块缝合线。菲律宾海板块是太平洋板块一部分,在断裂基础上发生多次洋壳对洋壳俯冲,形成了洋缘沟弧盆地貌。     

南海及其周缘中新生代火山活动时空特征与南海的形成模式

根据南海海区、华南和中南半岛的地面露头、钻井、拖网及地球物理资料,分析了南海地区火山活动的时空分布特点。在南海陆缘和周边陆区中生代末期花岗岩分布非常广泛。新生代火山岩活动规模较小,主要是海底扩张之后在洋盆扩张脊、北部陆缘的陆洋边界附近、雷琼地区和中南半岛南部的玄武岩。在南海北部陆缘的深部地震调查中发现,在地壳下部存在小规模的高速异常体,结合浅部的晚第三纪一第四纪火山活动,认为该高速体形成于南海扩张之后。这些特征表明,在南海的拉张过程中岩浆供应不丰富,在陆缘未形成大规模的侵入和喷出岩。南海陆缘属于岩浆匮乏型被动大陆边缘。南海海区残留多个刚性断裂陆块,反映了裂谷拉张过程中脆性破裂。根据这些特征,南海形成难以用印藏碰撞引起的软流圈物质上涌导致岩石圈破裂这样的模式来解释。     

南海南部造山运动及其与古南海俯冲的成因联系

古南海的展布范围以及俯冲消亡过程等一直是地质学家们争论的焦点问题。这不仅与南海扩张诱因密切相关,而且对南海地球动力学研究有重大的指导意义。在研究前人文献的基础上,对南海南部造山运动以及古南海俯冲过程之间的关系进行详细的论述。结果表明,南海南部构造活动主要分为两期:第一期运动从早白垩纪到晚白垩纪,古太平洋的洋壳俯冲到婆罗洲岛下方,俯冲带位于现今卢帕尔线一带,引起了曾母-南沙地块不断向西南婆罗洲靠近,并于晚白垩纪引发了碰撞造山运动。由于婆罗洲自身是由众多地块拼合而成,所以在始新世期间发生了多期碰撞之后的地块变形重组事件。最终在晚始新世(37 Ma)完成最后一期变形(沙捞越运动)。第二阶段是晚始新世(35 Ma)到中中新世(15.5 Ma),位于西巴拉姆线以东至菲律宾卡加延一带的古南海从西巴拉姆线以东,向婆罗洲岛下方俯冲,随后扩散到沙巴以及巴拉望岛以南的地区,直至菲律宾的民都洛岛一带停止俯冲。由此产生的拖曳力是南海扩张的主要诱因。与古太平洋板块俯冲产生的效果相似,古南海的俯冲使得婆罗洲岛与南沙地块不断靠近。在中中新世(15.5 Ma),引起南沙地块与婆罗洲岛在沙巴地区的碰撞(沙巴造山)以及巴拉望北部陆壳与菲律宾岛弧的碰撞而停止。由此带来的不整合面在南海南部普遍可见,甚至到达了巴拉望岛一带。而现今南沙海槽与巴拉望海槽并非是俯冲带的前渊,前者是对沙巴新近纪增生楔重力驱动变形的响应,后者是巴拉望岛北侧伸展背景下产生的半地堑盆地,在后期增生楔的作用下发生强烈沉降所形成。真正的俯冲带则分别位于南沙海槽东南部以及巴拉望海槽东南部。据现有证据推测,最少在10 Ma之前古南海就在菲律宾民都洛一带停止俯冲,从而完成了整个古南海的封闭。     

我国南海历史性水域线的地质特征

40a的海洋地质、地球物理实测研究表明,九段线不仅是显示我国南海主权的历史性水域线,而且总体上也是南海与东部、南部和西部陆区及岛区的巨型地质边界线。根据实测数据,本文将从地质成因、来源、演化的角度论述此南海历史性水域线的合理性。主要结论包括:历史性水域线的东段在地形上基本与马尼拉海沟一致,海沟西侧为南海中央海盆洋壳区,东侧为菲律宾群岛。根据国际地质研究的资料,菲律宾群岛始新世以前位于较偏南的纬度,后来于中晚中新世(距今16~10Ma)仰冲于南海中央海盆之上,因此菲律宾群岛是一个外来群岛。而黄岩岛在马尼拉海沟以西,是中央海盆洋壳区的一个岛礁,与菲律宾群岛成因不同。南海历史性水域线的南段在地形上基本与南沙海槽一致,伴随南沙地块由北部陆缘向南裂离,古南海洋壳沿此海槽以南俯冲至加里曼丹岛陆壳之下,因此南沙地块与加里曼丹陆块为两个来历不同的地块。南海历史性水域线西段的分布在地形上与越东巨型走滑断裂带基本一致,可能与西沙地块、中沙地块、南沙地块从南海北部陆缘向南滑移有关。南沙地块北缘陡直的正断层结构,突显中央海盆是拉裂形成,其基底和中新生代地层与北部珠江口盆地的地层结构可以对比,说明南沙岛礁原属我国华南大陆南缘,后因南海的形成裂离至现今的位置。     

中国东部苏鲁造山带的印支期俯冲极性及其造山过程

中国东部的苏鲁造山带印支期先后经历了大洋消减俯冲、大陆碰撞、陆壳深俯冲、陆内造山等复杂过程。综合苏鲁造山带的构造地质学、岩石学、岩相古地理学、年代学进展,发现以下事实用传统的华南向华北俯冲难以解释:(1)徐淮地区形成了明显的朝北西拓展的逆冲构造变形,此外,苏鲁造山带中还存在大量的北西向逆冲推覆构造;(2)苏鲁造山带中出露的白垩纪花岗岩中来自古元古代的继承锆石,以及Sr、Nd、Pb同位素示踪结果都显示与华北地块南缘地质体更为相似;(3)苏鲁造山带北侧的胶莱盆地以及胶北隆起缺乏晚古生代到中生代的弧后火山岩证据;(4)华北南缘三叠纪时期的古地理环境更接近被动大陆边缘。基于这些事实,本文认为,晚古生代-早三叠世早期苏鲁段的商丹洋可能向南东俯冲,不同于秦岭-大别段的商丹洋向北俯冲,消减到秦岭-大别微陆块苏鲁段之下,发生华北地块与该微陆块的拼合,华北地块整体向南东楔入秦岭-大别微陆块,导致大别-苏鲁超高压岩石垂向折返剥露;中三叠世-晚三叠世,勉略洋自东向西的剪刀式闭合,华南地块向北秦岭-大别微陆块俯冲拼合,并逐渐将华南地块与华北地块之间的秦岭-大别微陆块向西、向北侧向挤出,到了中生代华北地块持续向南东俯冲并楔入华南地块,将苏鲁-大别造山带沿郯庐断裂错断并最终形成该区总体构造格局。     

东海陆架盆地海相中生界及其与邻近古海洋关系探讨

多道反射地震、地磁、钻井资料表明，东海存在中生代地层。区域地层、古生物、古地理环境分析表明，东海陆架盆地南部赋存发育海相中生界的可能性。中生代期间，包括台西南、粤东、闽西在内的中国东南沿海一带存在一海相沉积环境，它可能是西太平洋、也可能是从南海东部或中部经过的中特提斯洋伸向陆地的一个支角。该支角北部可能抵达东海陆架盆地南部。