东特提斯的形成演化及其典型蛇绿岩带地质特征

特提斯是推动地质学领域发展的热门研究课题,它的形成演化对全球板块运动有着重要的影响.东特提斯构造域地质作用复杂、岩浆活动剧烈,发育了一系列由消减洋壳和杂岩所组成的蛇绿混杂岩带.蛇绿岩带是研究特提斯洋的切入点,蛇绿岩带的演化历史可以为东特提斯洋演化史的恢复以及古地理格局的重建等提供重要依据.东特提斯洋从发展到消亡经历了一个漫长的过程,结合前人研究成果及全球古板块碰撞拼合事件,可以将东特提斯显生宙的形成演化划分为古特提斯、中特提斯和新特提斯３个阶段.      

西北地区含油气盆地动力学演化

根据石油勘探资料和前人成果,对昆仑造山带以北、贺兰山构造带以西的塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地及阿拉善—河西走廊—中祁连地区的盆地结构进行了分析。结果表明:盆地都赋存在稳定的板块(地块)之上,具有多期叠合与改造特征,不同时期具有不同的盆地类型;震旦纪—早二叠世主要受古亚洲洋构造域控制,以板块(地块)之间的开合与盆地的形成、消亡为特征,中生代为欧亚大陆的组成部分,盆地、山脉的形成受特提斯洋及深部构造背景的影响,新生代受印度板块与欧亚板块碰撞产生的远距离效应,形成了现今盆山构造格局;盆地深部构造与盆地之间的相互作用、盆地深部构造与造山带深部构造的相互作用以及浅层盆地与造山带之间的相互作用构成了西北地区盆地动力学演化的基础;西北地区含油气盆地经历了洋-陆转化和陆内演化两大盆地演化阶段,在两大盆地演化期间,新疆北部、塔里木、柴达木及阿拉善—河西走廊—中祁连地区的盆地形成与消亡改造的关键构造事件具有一致性;受区域大地构造的控制,准噶尔盆地、塔里木盆地以及阿尔金构造带以东地区的沉积建造、构造活动特征存在显著差异,控制了盆地烃源岩发育部位与层系,形成了具有不同特征的古隆起和山前构造带,使得各盆地油气聚集的控制因素也存在差异性。     

巴基斯坦成矿地质背景、主要金属矿产类型及其特征

巴基斯坦位于特提斯构造域的中部,处于印度板块、欧亚板块、阿拉伯板块的交汇部位,具有复杂的构造环境和良好的成矿条件。在前人研究基础上,对巴基斯坦成矿地质背景、主要金属矿产类型及其特征进行了全面的归纳总结。结果显示,伴随着特提斯构造域的演化,巴基斯坦经历了以新生代为主的3期成矿作用(晚白垩世-渐新世成矿期、渐新世-中新世成矿期、上新世-更新世成矿期),形成了众多的铜、铁、铬、铅、锌、金、银矿床,其成因类型涉及斑岩型、沉积型、岩浆型、喷流沉积型、密西西比河谷型、黑矿型、热液型、矽卡岩型、火山岩型、沉积变质型等。      

缅甸含油气盆地群形成演化及其地球动力学背景

基于不同构造单元地质记录的分析，结合板块重建及地球动力学背景，对缅甸含油气盆地群的形成演化及其地球动力学背景进行了探讨。研究表明:缅甸含油气盆地群的基底是晚基梅里期变质杂岩；晚白垩世至始新世，新特提斯洋壳向西缅地块之下NNE向斜向俯冲，在西缅地块西缘发育增生楔，而在西缅地块内形成了火山弧、弧前裂陷盆地和弧后裂陷盆地；渐新世以来，新特提斯关闭，随后印度地块与西缅地块北段陆陆碰撞，西缅地块北部的盆地演化为弧后前陆盆地；印度洋壳向西缅地块中段和南段之下NEE向俯冲，西缅地块西缘先期增生楔逐步隆升为印缅山脉，印缅山脉东侧的西缅地块中南部盆地均演化为弧后挤压盆地，印缅山脉西侧的若开盆地成为弧前盆地。      

西昆仑塔什库尔干大河口一带斜长角闪岩岩石地球化学特征及成因探讨

塔什库尔干县马尔洋乡大河口一带发育灰绿色斜长角闪岩,全岩地球化学分析结果显示其属于钙碱性系列,原岩为基性火山岩,形成于会聚阶段的板块边缘。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为512±3.8 Ma,揭示其形成时代为早古生代,与区域上康西瓦构造结合带的形成同期。据此推断,大河口斜长角闪岩的形成与古特提斯洋演化密切相关,是原特提斯洋俯冲消减的产物。     

缅甸中央盆地北部新生代古地貌重建

缅甸中央沉积盆地完整地记录了印度板块与欧亚板块的缝合过程,是研究这一重要地质事件的有利载体。为了探讨印度－欧亚板块缝合背景下缅甸中央盆地的演化历史,基于高精度地震资料,通过识别和建立典型的地震沉积相,结合地震地层厚度趋势法和沉积补偿原理,对研究区古地貌进行恢复重建。研究结果表明,缅甸中央盆地北部古地貌与盆地西缘印缅增生楔的生长隆升以及火山岛弧带的岩浆活动有密切关系。古地貌和沉积环境在渐新世－中新世期间发生了明显的转变,可能预示着盆地构造环境与古地理格局的重大转变,而控制这一重大转变的核心因素是新特提斯洋／印度洋岩石圈向西缅地块下的俯冲作用。      

东昆仑原、古特提斯构造转换与岩浆铜镍钴硫化物矿床成矿作用

特提斯构造域研究愈来愈显示为原特提斯、古特提斯和新特提斯三分的特点,其中古特提斯洋的形成演化及其成矿作用的研究较为薄弱,特别是古特提斯洋何时开始裂解非常缺乏研究.根据东昆仑早古生代末夏日哈木超大型岩浆铜镍钴硫化物矿床(简称"夏日哈木矿床")发现的事实,以及近年来在东昆仑、南祁连和阿尔金发现的一批早古生代末和晚古生代初之...     

青海东昆仑哈陇休玛辉石橄榄岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及其地质意义

东昆仑地区是经历了多期次构造岩浆旋回后形成的一个复合型造山带,并包括多条蛇绿混杂岩带。近来,在东昆仑东段哈陇休玛一带进行地质调查过程中发现了辉石橄榄岩,其属于蛇绿岩的组成部分。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年法,得到辉石橄榄岩加权平均年龄为(525.9±5.9)Ma(n=24,MSWD=0.02),确定其形成时代为早寒武世。该年龄与东昆中断裂附近的清水泉蛇绿岩的时代相近,可能都属于原特提斯洋打开时的产物,认为东昆仑造山带在早古生代早期存在一期明显的洋壳扩张事件,这为东昆仑地区东段早古生代的区域构造演化提供了新的年代学证据。      

塔里木盆地喀什北地区白垩系层序岩相古地理特征

根据天山南麓露头剖面和钻井层序地层研究,结合地震资料分析,将塔里木盆地喀什北地区白垩系划分为2个巨旋回层序、4个超长期旋回层序和8个长期旋回层序。其层序-岩相古地理特征自下而上表现为海平面持续上升过程中,由陆相河-湖三角洲过渡到海相三角洲,再到局限台地的沉积相变。利用泥岩微量元素分析,确定古特提斯洋在下白垩统克孜勒苏群上亚旋回就已经影响到喀什北地区,在海侵过程中,形成了连片叠置的退积型三角洲前缘沉积,并造成了该段砂岩中富含碳酸盐胶结物。下白垩统上亚旋回厚层砂岩与上白垩统及古近系的膏泥岩层构成良好的储盖组合,是喀什北地区最重要的油气储集层。     

胶东金矿成矿构造背景探讨

在编制1∶50万山东省大地构造相图基础上,通过对大地构造相研究显示:胶东微地块是经多期增生和碰撞而形成的,其漫长的板块构造演化明显具有阶段性。侏罗纪是该区板块构造演化史上的一个重要转换期,构造演化由原来的南、北分异转变为东、西分异,胶东地区NE向新生构造起了主要作用。胶东地区中生代有2次重要的碰撞造山事件,印支造山作用主要表现为扬子板块向华北板块俯冲,形成苏鲁高压-超高压变质带及同造山花岗岩及后造山高碱正长岩;燕山造山作用的大陆动力学环境起源于中亚-特提斯构造域向滨太平洋构造域转化和太平洋板块的俯冲,在胶东地区表现为3次造山和3次伸展。晚侏罗世造山早期玲珑片麻状花岗岩组合是区域构造挤压导致地壳增厚引起地壳重熔的产物,代表了大陆弧花岗岩特征;早白垩世造山中期郭家岭花岗闪长岩-花岗岩组合代表了造山期大陆弧花岗岩的特点;造山晚期伟德山闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩组合表现为大陆弧花岗岩,后造山A型崂山晶洞过碱性碱长花岗岩-正长花岗岩组合为大陆造陆隆升花岗岩与后造山花岗岩,代表燕山构造的结束。胶东地区构造-岩浆事件和金矿成矿作用受控于特提斯、古亚洲洋和太平洋三大构造域的相互作用,金矿形成的动力学背景是中生代构造体制转折和岩石圈减薄,起因与太平洋板块向华北板块的俯冲机制有关。     

右江盆地二叠纪末深水相无脊椎动物凉水分子的发现及其地质意义

对右江盆地二叠纪末腕足类和介形虫的全球古地理分布以及其他海相无脊椎动物的组合特征进行了详细研究,发现该盆地多个门类生物和华南其他地区(尤其是扬子海盆)存在明显差异。腕足类和介形虫有一部分为凉水分子或古冷水圈分子,具有冷水与暖水分子混生的特征;放射虫具有远洋生物组合的特征;双壳类含大量土著种。这些特征表明:二叠纪末,右江盆地水体相当深,为半深海-深海环境,水温较凉,适合于凉水分子生存;右江盆地和扬子西缘的古特提斯洋连通,是古特提斯洋伸向华南盆地的边缘盆地。      

青海治多县多彩地区巴塘群英安岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

多彩地区位于甘孜-理塘缝合带的北西缘,区内与甘孜-理塘缝合带演化有关的镁铁质岩、中酸性火山岩、中酸性侵入岩等岩浆岩出露较好。选取区内相关中酸性火山岩—巴塘群英安岩为研究对象,对其进行了LA-ICP-MS 锆石U-Pb同位素测试,以探讨其构造背景及成岩年代学意义。测试结果表明,巴塘群英安岩的锆石U-Pb年龄为(220±1) Ma,喷出时限为晚三叠世。结合区内已有研究成果分析,得出:①巴塘群火山岩的形成表明多彩地区处于甘孜-理塘古特提斯洋向羌塘地块南西向俯冲的陆缘弧构造背景,甘孜-理塘古特提斯洋在晚三叠世时期可能仍处于俯冲消减阶段;②多彩地区与甘孜-理塘缝合带演化有关的镁铁质岩、中酸性侵入岩、中酸性火山岩的时代表现为逐渐变新的趋势。      

中国西北地区页岩气形成地质条件分析

长期以来,对西北地区盆地常规石油勘探已经取得了巨大突破,但页岩气的勘探仍处于起步阶段。页岩气具有自身的
成藏机理,需要特殊的地质条件。通过分析我国西北地区塔里木盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地、银-额盆地和焉耆盆
地页岩分布情况、厚度、面积、总有机碳含量、热演化程度、有机质类型、矿物岩石成分等因素,认为中国西北地区页岩分布面积广
泛、厚度大,许多盆地或地区页岩有机碳含量高、热演化程度高、有机质类型好,具备页岩气大规模成藏的地质条件。其中吐哈盆
地页岩与塔里木盆地页岩中黏土矿物含量低,石英等脆性矿物含量高,易受外力作用影响形成天然裂缝与诱导裂缝网络结构,有
利于页岩气开采。与美国产气页岩的各项指标比较发现,塔里木盆地与准噶尔盆地古生界海相及海陆交互相页岩厚度大、脆性矿
物种类多且含量高,但有机质丰度较美国海相产气页岩低,且热演化程度高(大部分处于高-过成熟热解气阶段)。与埋深超过
3000m的古生界过成熟(Ro 为0.51%~3%)页岩和浅埋深但有机碳含量偏低(普遍小于2%)的新生界陆相页岩相比,中生界湖
相和湖-沼相高有机碳含量(最高值达15.6%)页岩更具有勘探价值。      

甘肃北山地区下石炭统红柳园组四射珊瑚动物群及其地质意义

在北山地区下石炭统红柳园组中发现了丰富的的四射珊瑚,共计单体12属,17种;复体5属,7种,由下至上可划分为2
个生物组合:Siphonodendron-Thysanophylloides 组合和Yuanophyllum-Gangamophyllum 组合,确定其时代为早石炭世大塘期。
通过对北山地区珊瑚动物群与华南、欧洲以及北山地区内部不同小区的对比,认为黑鹰山小区(早古生代属哈萨克斯坦板块)和红
柳园小区(属塔里木板块)珊瑚动物群面貌基本相似,总体具有特提斯大区生物群的特征,但部分地区仍具有北方大区和特提斯大
区的混生特征,说明在早石炭世之前,哈萨克斯坦板块和塔里木板块之间生物未受明显的阻隔,也就是说两大板块已经拼合,北山
地区海水与特提斯海域沟通,古亚洲洋在北山地区可能已经闭合。      

东昆仑三通沟锰矿成矿年代约束：碎屑锆石U-Pb和黑色页岩Re-Os年代学

三通沟海相沉积型锰矿是近年来东昆仑地区锰矿找矿工作的新突破。对三通沟锰矿中两件粉砂岩样品进行LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年,获得年龄为(1 497±17)～(427±4)Ma,主要集中在441和473 Ma两个峰值附近,最年轻的碎屑锆石年龄为(427±4)Ma,表明其沉积时代晚于427 Ma,并且指示其沉积物质来源于纳赤台群中段。三通沟锰矿黑色页岩Re-Os等时线年龄为(387.4±6.2)Ma,表明其成矿作用中成岩转化过程的时间为中泥盆世,而锰质的初始沉淀早于这个时间。综合同位素定年结果,将三通沟锰矿的沉积时代限定在晚志留世—中泥盆世。结合早古生代海相沉积型锰矿矿床成因的主流观点,探讨三通沟锰矿的成矿作用与原特提斯洋俯冲作用之间的关系,认为早古生代原特提斯洋的俯冲闭合是三通沟锰矿成矿的主要原因,三通沟锰矿的成矿时代与原特提斯洋闭合时间基本一致。     

中国东部典型裂谷盆地构造活动特征及演化: 以松辽盆地孤店断陷为例

孤店断陷为松辽盆地南部深层天然气勘探的有利区带,同时也记录了中国东部中-新生代板块运动和盆地演化的丰富信息。利用钻测井资料及高分辨率三维地震资料,并结合区域构造背景,对孤店断陷的地质结构及构造演化特征进行分析。结果表明孤店断陷在纵向上可以划分为基底构造层、下构造层、中构造层及上构造层。由于受到晚中生代以来太平洋板块向东亚板块的俯冲作用及区域构造应力场的影响,孤店断陷的构造演化过程可以划分为断陷期、断坳转换期、稳定坳陷期及构造反转期。孤店断陷的边界大断层(孤店断层)在断陷初始发育期(火石岭组-沙河子沉积期)表现为6段走向各不相同的小型孤立断层,在断陷晚期(营城组沉积期)经过生长、连接而形成统一的断陷边界,并在断坳转换期(登娄库组-泉头组沉积期)和坳陷期(青山口组-嫩江组沉积期)发生广泛而强烈的张扭活动,以及在构造反转期(嫩江组沉积末期)发生强烈反转和分段差异逆冲活动。研究结果可以为松辽盆地以及中国东部地区的构造活动及演化研究提供参考,并进一步指导油气勘探。      

青藏高原东南缘碰撞造山结构与物质组成:来自岩石地球化学和地球物理的联合约束

青藏高原东南缘位于印度板块与欧亚板块侧向汇聚部位,是检验碰撞造山动力学模型的理想场所。尽可能全面收集该区已有地球物理和新生代岩浆岩数据,探讨这些资料对碰撞造山带结构和物质组成的指示。结果表明:青藏高原东南缘不同部位的壳幔结构和组成存在较大差异。兰坪—思茅地块、保山地块和腾冲地块等的中地壳(15~30 km深度)普遍发育低速层,表明富水层或者部分熔融物质的存在,为青藏高原物质向东南流动提供了可能。部分熔融产物以大型剪切带内具有高Sr、低Nd同位素特征的淡色花岗岩脉为代表。但是,扬子板块同等深度下却发育高速层,其组成很可能是峨眉山玄武岩,它的存在阻隔了碰撞带物质向东流动。扬子板块和兰坪—思茅地块下地壳底部均出现呈条带状展布的高速体。根据新生代具有高Sr、低Y的岩石显示的下地壳源区特征,结合该区地质演化历史,将上述两套呈条带状展布的高速体分别解释为新元古代铁镁质弧岩浆岩和二叠纪—三叠纪铁镁质弧岩浆岩。青藏高原东南缘地幔各向异性存在明显南、北分区特征,在26°N以北表现为SN向,在26°N以南表现为近EW向。这一差异跟俯冲的印度板片撕裂有密切关系。该撕裂在综合地球物理剖面上显示为突变的印度板片俯冲角度,在地表表现为苦橄岩、煌斑岩、埃达克岩以及淡色花岗岩等的集中出露。这一新模型明显区别于前人的岩石圈拆沉和对流减薄等作用。     

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.     

华北板块东部石炭纪(竹蜓)带缺失规律及其意义

在欧亚大陆形成过程中,位于西伯利亚和华北板块之间的洋壳曾长期向华北板块之下俯冲消减,致使板块北部不断抬升,(竹蜓)带也呈现有规律地缺失。(竹蜓)带缺失揭示:①华北板块自中石炭世晚期开始抬升,至晚石炭世晚期变华北地势由北、东部低,南、西高(C_2)为北、东部高、南部低;②随着板块北部的不断抬升,海浸中心不断向南迁移,煤层和海相层也由北而南层位逐渐变新;③郯庐断裂以西几乎全部缺失中石炭世早期和中石炭世晚期早时(竹蜓)带,因此,石炭纪华北海浸是中石炭世晚期中时向山西及华北腹地推进的;④(竹蜓)带缺失的相对上升区一般为浅滩相,这是由于华北石炭纪的构造振荡运动振幅小,频率大,而仅表现为海陆环境的频繁交替,并未能脱离沉积盆地环境,故一般不存在沉积间断;⑤石炭纪郯庐断裂活动对这一时期的沉积起了控制作用。     

东昆仑东段中-晚三叠世区域岩浆-热液成矿系统

东昆仑成矿带在早中生代发生了大规模的成矿作用,形成了一系列脉状金矿床、脉状银铅锌矿床、斑岩型铜钼矿床和矽卡岩型铁多金属矿床,但这些矿床之间的成因联系尚不清楚。东昆仑东段以其多样的矿床类型为这一科学问题的研究提供了理想场所。在总结归纳东昆仑东段主要类型矿床时空分布和地质特征的基础上,通过系统分析各类矿床的成矿时代、成矿构造背景及成矿流体与物质来源,探讨它们之间的成因联系。研究结果显示,东昆仑东段各类矿床主要形成于中-晚三叠世(240~220 Ma),均是东昆仑古特提斯陆陆碰撞及后碰撞伸展作用的产物。此外,区内及外围东昆北地体中的各类矿床均具有相似的成矿流体与成矿物质来源,且与该时期广泛发育的深部岩浆作用密切相关,共同组成了一个巨型的岩浆-热液成矿系统,不同类型的矿化可能是该岩浆-热液系统不同演化阶段的产物。巴颜喀拉板块深俯冲及板块断离诱发软流圈地幔的上涌及随后的大规模岩浆-流体活动,富含金属挥发分的岩浆热液与上地壳的岩石和流体发生交代和流体混合,最终形成区内巨型的岩浆-热液成矿系统。基于该成矿系统,东昆仑东段具有寻找多类型共生矿床的潜力。