新疆博格达构造带晚古生代构造格局与演化过程探讨

文章综合分析了前人的成果资料,在对博格达地区野外地质实地调查基础上,通过对博格达构造带的岩石学、地层学及沉积学的系统的研究,认为博格达山经历了早石炭世初始裂谷、晚石炭世成熟裂谷、早二叠世造山、早二叠世晚期后造山演化四个阶段。     

准噶尔盆地的原型和构造演化

文中讨论了以下三个问题:(1)洋-陆转换时限和中、晚石炭世盆地原型。根据准噶尔盆地及其邻区的构造演化及岩浆活动研究,洋-陆转换时限应为早石炭世末,中、晚石炭世裂陷槽是由于造山期后伸展塌陷作用产生的;(2)二叠纪—早更新世陆内盆地的原型。根据陆内盆地的鉴别标志,提出了二叠纪盆地为陆内裂谷—裂谷期后弱伸展坳陷—弱缩短挠曲坳陷,三叠纪、侏罗纪、白垩纪和第三纪为弱伸展或稳定大陆内坳陷和陆内前陆坳陷或弱缩短挠曲坳陷交替的叠合盆地;(3)准噶尔盆地原型和构造演化对油气分布的控制作用。     

东海盆地中、新生代盆架结构与构造演化

基于地貌、钻井、岩石测年和地震等资料,分析盆地地层分布、盆架结构、构造单元划分和裂陷迁移规律,结果表明东海盆地由台北坳陷、舟山隆起、浙东坳陷、钓鱼岛隆褶带和冲绳坳陷构成,是以新生代沉积为主、中生代沉积为辅的大型中、新生代叠合含油气盆地;古元古代变质岩系构成了盆地的基底。该盆地不仅是印度-太平洋前后相继的动力体系作用下形成的西太平洋沟-弧-盆构造体系域一部分,而且也是古亚洲洋动力体系作用下形成的古亚洲洋构造域和特提斯洋动力体系作用下形成的特提斯洋构造域一部分,晚侏罗世至早白垩世经历了构造体制转换,盆地格局发生重大变革,早白垩世以前主要受古亚洲-特提斯洋构造体制影响的强烈挤压造山和地壳增厚作用演变为早白垩世以来主要受太平洋构造体制控制的陆缘伸展裂陷和岩石圈减薄作用,经历侏罗纪古亚洲-特提斯构造体制大陆边缘拗陷和白垩纪以来太平洋构造体制弧后裂陷两大演化阶段。白垩纪以来太平洋构造体制的弧后裂陷演化阶段可细分为早白垩世至始新世裂陷期、渐新世至晚中新世拗陷期和中新世末至全新世裂陷期。     

准噶尔盆地东南缘侏罗系重矿物演化特征及对博格达山隆升的响应

准噶尔盆地是我国大型含油气盆地之一,其南缘发现了一系列油气田,但博格达山前带油气勘探没有取得大的突破,究其原因可能为博格达山体与周缘凹陷的盆山关系认识不够,以及后期演化对成盆成烃的控制与约束作用认识不够深入。沉积盆地中保存的碎屑物质记录了盆地在沉积过程中周缘造山带岩石圈特征和盆地动力学性质,而沉积重矿物由于其自身的稳定性全程参与在这漫长而复杂的地质过程中,所以碎屑重矿物是源区母岩信息的重要载体。根据重矿物碎屑的磨圆情况、含量变化、组合特征以及不同重矿物指数等矿物岩石学特征,研究侏罗纪时期博格达山隆升过程,为博格达山隆升发生在中侏罗世头屯河时期提供有力的佐证。依据重矿物特征将侏罗纪博格达地区构造演化分为两个阶段:早侏罗世-中侏罗晚期,构造相对稳定阶段;中侏罗晚期-晚侏罗世,构造隆升强烈阶段。并结合前人的构造热年代学、U-Pb年龄,古水流等研究成果,认为在早侏罗世-中侏罗晚期,博格达山地区为汇水沉积区,物源主要来自卡拉美丽山,在中侏罗晚期-晚侏罗世,物源来自于博格达山,认为此时博格达山已经隆升。     

黄骅盆地孔西构造带的构造演化特征

通过平衡剖面技术复原古构造演化，并结合区域构造分析，可将孔西构造带的发育过程大致分为三个构造变形阶段：晚三叠世末期为挤压褶皱变形期；晚三叠世沉积后至侏罗系沉积前为逆冲构造变形期；早－中侏罗世为逆冲构造“轻度”渐进变形期。晚侏罗世以后，区域构造作用发生反转。随着晚侏罗－早白垩世、早第三纪裂陷盆地的发育，孔西构造带作为潜山构造被掩埋。裂陷盆地时期的伸展构造对孔西构造带前第三系的逆冲构造基本上没有大的改造。     

燕山东段下辽河地区中新生代盆山构造演化

笔者通过分析燕山东段-下辽河地区的前中生代构造背景和中新生代盆山构造演化认为,该区中新生代的构造演化过程是在前中生代华北克拉通岩石图基础上发育起来的克拉通内(陆内或板内)盆山构造与挤压构造的交替演化过程,经历了早-中三叠世、晚三叠世-早侏罗世、中-晚侏罗世、白垩纪、新生代5个盆山构造演化阶段和中三叠世末、早侏罗世末、晚侏罗世末和白垩纪末、老第三纪末5期挤压作用。每次挤压作用都使得早期盆地萎缩或消亡,造成早期盆地反转。中-晚侏罗世、白垩纪和新生代三个阶段的伸展作用形成中-晚侏罗世断陷盆地、白垩纪断陷盆地和新生代裂谷盆地。在这一构造演化过程中,挤压作用和伸展作用交替出现,挤压构造和伸展构造间互发育。      

华南中生代构造演化过程的多地质要素约束——湘东南及湘粤赣边区中生代地质研究的启示

目前对华南内陆中生代构造环境与演化过程的认识存在分歧,一定程度上与对多种地质要素的综合研究不够有关。笔者研究认识到湘东南及湘粤赣边区中生代不同构造阶段发育不同的代表性地质要素,并分别指示不同的构造环境。早三叠世-中三叠世早期为前造山阶段,主要发育海相沉积。中三叠世后期-中侏罗世初为陆内造山阶段,其中中三叠世后期发生强烈陆内汇聚挤压,形成的主要地质要素是NNE向的逆冲断裂与褶皱,以及NW向的基底走滑断裂等;中三叠世末-晚三叠世后期为同造山阶段的后碰撞构造环境,形成的主要地质要素是印支期强过铝花岗岩;晚三叠世末-早侏罗世为同造山上隆伸展环境,形成的主要地质要素是裂陷盆地与拉斑玄武岩;中侏罗世初期为挤压环境,形成的主要地质要素是山前冲断收缩盆地及盆地边缘的逆冲断裂。中侏罗世早期-晚侏罗世为后造山阶段,形成的主要地质要素是大量后造山花岗岩以及与花岗岩相关的大量有色金属矿床。白垩纪为陆内裂谷阶段,形成的代表性地质要素有AA型花岗岩、大量陆相红色断陷盆地、基性火山岩、双峰式次火山岩等。结合上述成果和区域资料,提出应通过多种地质要素综合研究华南地区中生代构造演化过程,注意构造环境判别的地质要素代表性、地质要素时限性以及构造发展过程的关联性。     

江西萍乐凹陷构造-沉积演化的基本特征及对找煤预测的启示

中新生代以来,江西萍乐(萍乡-乐平)凹陷带的构造-沉积演化经历了三期四个阶段,即:印支期大规模的推覆、燕山早期晚三叠世末的基底拆离和褶皱-逆冲以及早侏罗世末的盖层滑脱、喜山期新近纪盖层和基底的滑覆,反映盆地性质具有断(裂)陷与坳陷的多次转换特征.构造运动对煤层的控制也表现为坳陷导致煤系地层盖层加厚、埋藏加深及错断、重复...     

湘东南及湘粤赣边区中生代地质构造发展框架的厘定

湘东南及湘粤赣边区属南岭中段北部,是研究华南中生代构造背景与演化的良好窗口.通过同位素年代学和地质地球化学研究,确定了区内中生代3个时代花岗岩的时限与构造环境,并结合对区内中生代不同时代陆相盆地和火山岩的性质与形成机制,构造变形和成矿作用的期次与特征等研究,厘定出研究区中生代地质事件序列的框架.从早至晚分为早三叠世-中三叠世早期前造山阶段（Ⅰ）、中三叠世后期-中侏罗世初陆内造山阶段（Ⅱ）、中侏罗世早期-晚侏罗世后造山阶段（Ⅲ）、白垩纪板内裂谷阶段（Ⅳ）等4个大的地质发展阶段,其中陆内造山阶段（Ⅱ）进一步划分为4个亚阶段（Ⅱ1～Ⅱ4）.前造山阶段（Ⅰ）为稳定海相沉积阶段.中三叠世后期（Ⅱ1）为陆内俯冲汇聚高峰期,形成大量NNE向为主的逆冲断裂与褶皱,并使陆壳增厚.中三叠世末-晚三叠世后期（Ⅱ2）挤压相对松弛,大量壳源花岗岩浆形成并侵位（233～210Ma）.晚三叠世末-早侏罗世（Ⅱ3）为同造山上隆伸展环境,形成NNE向裂陷含煤盆地,高Na低K的拉斑玄武岩喷发.中侏罗世初期（Ⅱ4）为NNE向左旋汇聚走滑造山,发育逆冲断裂且前期裂陷盆地反转成为山前冲断收缩盆地.中侏罗世早期-晚侏罗世后造山阶段（Ⅲ）,大量后造山花岗岩侵位（174～135Ma）,同时发生大规模成矿作用;侏罗纪末期发生过短暂的挤压事件.白垩纪板内裂谷阶段（Ⅳ）形成盆-岭构造和变质核杂岩构造、双峰式火山岩和次火山岩、酸性岩脉及具有AA型花岗岩特征的上堡小型岩体等组合.文章最后就华南地区燕山早期构造环境和中生代不同阶段构造-岩浆活动特征的形成机制等问题进行了讨论.     

辽西建平地区区域构造演化与地球动力学探讨

根据辽西建平地区沉积建造、变质作用、岩浆活动和构造变形等方面的特征,将区内的构造演化大体划分为4个阶段：克拉通基底形成阶段（新太古代-古元古代末）、克拉通盖层发育阶段（中元古代开始直至古生代末期）、板内造山阶段（晚古生代末-中生代）和新构造运动发展阶段（古近纪以来）.吕梁运动、印支运动和喜马拉雅运动是4个演化阶段的转折点,燕山运动则奠定了该区现今的构造轮廓.板内造山阶段分为始板内造山阶段（晚二叠世末-中侏罗世）和主板内造山阶段（晚侏罗世-晚白垩世）.地球动力学特征显示始板内造山期的造山机制为受兴蒙造山带超碰撞期远程影响的陆内俯冲作用,而主板内造山期的造山机制则属于受太平洋板块俯冲远程影响的大陆边缘型造山作用.     

新疆博格达山晚古生代地层的形成时代、物源及其演化:碎屑锆石U-Pb年代学证据

新疆博格达山主体由石炭系海相火山一沉积岩系组成,以发育两期双峰式火山岩,但不发育花岗岩为特征,对其晚古生代地层时代的划分和演化争议较大。本文重点对博格达山北部两个晚古生代砂岩进行了碎屑锆石U-Pb年代学分析,重新标定博格达山地区晚古生代地层的形成时代;利用物源区的演化,约束晚古生代构造演化。测年结果显示博格达上亚群砂岩的碎屑锆石表面年龄值分布范围较宽,主峰年龄为343~284 Ma(80%),次峰年龄为386~375 Ma(3%)、503~441Ma(7%)和871~735 Ma(10%);芦草沟组砂岩的碎屑锆石表面年龄值非常集中,主峰年龄为358~279 Ma(97%),次峰年龄为257~251 Ma(约3%)。博格达山中部原石炭纪博格达群上亚群与西部和南部下芨芨槽群相当,应属于早二叠世,中部一东部的石炭一二叠纪界线应在博格达下亚群一上亚群或居里得能组一沙雷塞尔克组之间的不整合面之中。博格达北部地区晚二叠世以南侧天山物源区供给为主,反映出晚古生代期间博格达山地区至少存在晚石炭世末和中二叠世两期构造隆升。结合区域火山岩与火山碎屑岩的研究,认为博格达山地区晚古生代主要经历4个演化阶段:早石炭世弧后盆地裂解阶段、晚石炭世碰撞拼贴阶段、早二叠世碰撞后伸展阶段、中-晚二叠世再次隆升到稳定阶段。     

新疆博格达地区中二叠世—早三叠世构造-气候-沉积演化及耦合机制*

博格达地区的盆山关系演化、博格达山初始隆升时间、构造-气候-沉积耦合机制等前沿科学问题一直是国内外研究的热点,也一直困扰和制约准噶尔盆地东南缘的油气勘探开发进程。基于博格达山北缘野外露头和阜康凹陷、吉木萨尔凹陷的岩心、地震及钻测井资料,综合运用沉积学、地球化学等多种方法,阐明了博格达地区中二叠统—下三叠统展布及沉积相特征,恢复了相应的古气候变化,结合区域研究成果重建了中二叠世至早三叠世构造-气候-沉积演化过程。认为博格达地区中二叠世为裂谷—坳陷盆地构造背景,在干旱—半干旱气候条件下,发育以博格达地区为湖泊中心的辫状河三角洲—湖泊沉积体系;晚二叠世博格达山发生初始隆升,早期湖盆消亡并在博格达北坡山前发育冲积扇,古气候由半干旱变化为半湿润;早三叠世博格达地区构造环境相对稳定,但是逐渐趋于温暖湿润的古气候对区域风化程度和沉积条件起主要控制作用,博格达山体遭受强烈风化剥蚀,北侧形成扇三角洲—湖泊沉积体系。     

柴北缘东段构造应力场数值模拟及构造演化模式探讨

为了明确柴北缘东段晚古生代至中生代的构造演化历史,探讨石炭系—侏罗系地层缺失的原因,本文应用有限单元 法 模 拟 了 柴 北 缘 东 段 印 支 期 ( 三 叠 纪 )、 燕 山 早 期 ( 侏 罗 纪 )、 燕 山 晚 期 ( 白 垩 纪 ) 的 构 造 应 力 场 , 分 析 了 该 区 不 同 时 期 的 主应力与剪应力分布特征。根据库仑及格里菲斯岩石破裂准则预测了古构造的存在并探讨了地层缺失的原因。研究结果表 明:三叠纪,柴北缘东段在印支期不均匀分布的最大主应力与右旋剪应力共同作用下,发育两排近东西走向的背斜凸起, 造成石炭系—二叠系在各地区遭受不同程度的剥蚀;侏罗纪,在燕山早期拉张应力场作用下,由早—中侏罗世的断陷盆地 逐渐演化为晚侏罗世的坳陷盆地,欧南地区为继承性隆起区未接受沉积;白垩纪,受晚期燕山运动影响,应力场逐渐由拉 张转变为挤压,构造反转,逆冲断裂复活,绿梁山、锡铁山、埃姆尼克山、欧隆布鲁克山等主要山体隆升,遭受剥蚀,柴 北缘东段中生代盆地演化终止。     

西南三江地区洋板块地层特征及构造演化

以大地构造研究为主导,初步梳理了三江地区洋板块地层系统的分布及其构造演化规律。本文阐述了三江地区经历原-古特提斯大洋连续演化、分阶段拼贴增生至最终俯冲消亡的地质演化历程。甘孜-理塘弧后洋盆于早石炭世打开,二叠纪—中三叠世进入顶峰扩张期,晚三叠世洋盆萎缩引起向西俯冲,最终在晚三叠世末局部地区保留残留海。哀牢山弧后洋盆不晚于早石炭世形成,早石炭世—早二叠世整体扩张发育,早二叠世末或晚二叠世初开始向西俯冲,晚三叠世最终完全关闭。金沙江洋盆早石炭世时已扩张成洋,到早二叠世晚期开始俯冲,石炭纪—早二叠世早期是金沙江洋盆扩张的主体时期,早二叠世晚期至早、中三叠世俯冲消亡。澜沧江弧后洋盆中晚泥盆世开始扩张,在石炭纪—早二叠世发育为成熟洋盆,早二叠世晚期洋内俯冲形成洋内弧,晚二叠世—早、中三叠世双向俯冲消亡。昌宁-孟连洋为特提斯洋主带,具有原-古特提斯洋连续演化的地质记录,晚奥陶世开始向东俯冲消减,二叠纪末、早三叠世发生弧-陆碰撞作用,昌宁-孟连洋盆闭合。     

新疆博格达地区中—新生代碎屑成分特征与盆山分异过程

新疆博格达地区中—新生界碎屑成分自中侏罗世的中晚期开始发生了巨大变化,主要表现在：自中侏罗世晚期开始,沉积重矿物组合及相对含量发生较大变化,不稳定重矿物、较高级别变质岩岩屑明显增多,显示此时发生的物源属性变化及构造活动的存在;自侏罗系西山窑组沉积晚期开始,砂岩碎屑成分中的沉积岩碎屑明显增加,显示盆缘沉积岩物源的隆升和剥蚀作用。结合前人研究成果,笔者认为,博格达地区的盆山分异过程主要对应于中晚侏罗世-早白垩世早期、晚白垩世和新近纪以来,其中中侏罗世的中晚期是博格达地区开始发生盆山分异的初始时期。     

新疆博格达山隆升时间初步分析

博格达山横亘于准噶尔盆地和吐—哈盆地之间,关于博格达山的隆升时间一直是一个具重要意义而又长期争议的问题。综合分析前人及研究区资料认为:早石炭—中二叠世博格达地区以拉张环境为主;在晚二叠—早三叠世,吐—哈盆地台北凹陷沉积物的粒度、分布、形态、成分变化等特征以及地层接触关系表明博格达山初次隆升;中侏罗世,台北凹陷的沉积相、ZTR指数以及砂岩岩屑成分在时间上和空间上的变化,表明西山窑组晚期博格达山再次隆升,并向吐—哈盆地提供物源,但喜山运动期间博格达山隆升幅度最大,铸成了现今的盆山格局。     

东天山博格达地区石炭系构造-地层划分及成盆背景分析

东天山博格达地区经历了古生代长期俯冲增生与中—新生代多期陆内变形改造作用,但对于博格达山石炭纪构造属性与演化阶段等问题始终存在争议,制约了对北疆晚古生代构造格局的认识。利用博格达山露头及其两侧盆地钻井、地震资料,运用盆地构造分析思路与方法从盆-山尺度开展了石炭系地层格架及岩浆活动特征综合对比研究,划分博格达地区石炭系构造-地层单元并分析石炭纪构造背景。研究结果显示:博格达山相邻的准噶尔盆地和吐哈盆地发育下石炭统与下伏地层(C₁/AnC)不整合,而上、下石炭统之间(C₂/C₁)、二叠系与上石炭统(P/C₂)不整合在博格达山及相邻盆地普遍存在,由此将博格达地区石炭系划分为下石炭统和上石炭统2个主要构造层,揭示研究区经历了两个主要的构造演化阶段。进一步结合构造变形演化、盆地构造沉降特征及构造环境分析结果,认为博格达山石炭纪为俯冲相关伸展背景下的弧后盆地,经历了早、晚石炭世两阶段伸展裂陷作用,并在裂陷晚期均明显遭受了周缘块体碰撞拼贴事件的影响。     

鄂尔多斯盆地中生代构造演化特征及油气分布

从地球动力学背景分析了鄂尔多斯盆地中生代构造演化特征,按构造演化序列将中生代盆地演化分为早-中三叠世盆地格架奠定期、晚三叠世盆地生油岩形成期、早-中侏罗世构造稳定期、晚侏罗世生排烃高峰期、早白垩世盆地整体抬升期及晚白垩世盆地消亡期等6个阶段.并指出中生代盆地构造演化各阶段对油气源的形成、油气聚集,以及对油气圈闭成藏等油气分布规律均有不同程度的影响及控制作用.     

鄂西—渝东地区热史恢复及烃源岩成烃史

根据鄂西—渝东地区镜质体反射率数据进行的热史恢复结果表明:该区在晚二叠世初期达到最高古热流(可达68~78mW/m²,地表热流),从晚二叠世初到现今古热流持续降低,在侏罗纪末期古热流平均为~54mW/m²(地表热流);鄂西—渝东地区中生界与新生界之间不整合面的剥蚀量可达1700~4000m。成烃史研究表明:鄂西—渝东地区志留系烃源岩在晚志留世—早二叠世进入生油高峰,在早-中三叠世进入生气期,中侏罗世晚期进入过成熟干气阶段,快速生烃时期是在晚志留世、二叠纪—中三叠世及早-中侏罗世;而二叠系烃源岩在早三叠世进入生油门限,于中-晚三叠世达到生油高峰,在中-晚侏罗世进入生气期,晚侏罗世晚期进入过成熟,快速生烃时期是在早-中三叠世及侏罗纪。     

Topographic evolution of the Tianshan Mountains and their relation to the Junggar and Turpan Basins,Central Asia,from the Permian to the Neogene

The modern Tianshan Mountains and their surrounding basins have mainly been shaped by the far field effects of the Cenozoic India-Asia collision. However, precollision topographic evolution of the Tianshan Mountains and its impacts on the Junggar and Turpan Basins remain unclear due to the scarcity of data. Detrital zircon U-Pb dating of 14 new and 23 published samples from Permian to Neogene strata in the northern Western Tianshan Mountains, northern and southern Bogda Mountains and Central Turpan Basin, are combined with sedimentary characteristics (lithofacies, petrofacies and paleocurrent data) to investigate the temporal and spatial changes in sediment provenances. Based on the age characteristics of the source rocks in the Tianshan Mountains, the detrital zircons are divided into three groups: pre-Carboniferous zircons, mainly from the Central Tianshan Mountains; Carboniferous to Permian zircons, mainly from the North Tianshan and Bogda Mountains; and Mesozoic zircons, mainly from syn-depositional volcanic activity. The topographic evolution of the Tianshan Mountains and their relation to the Junggar and Turpan Basins can be generally divided into six stages. (1) Positive-relief Tianshan and Bogda Mountains and a rifted marine basin formed during the Early Permian to early Middle Permian following late Carboniferous orogenesis, as evidenced by interbedded alluvial fan conglomerates and postcollisional extension-related volcanic rocks along the basin margins, by marine deposits far from the basin margins and by the predominance of Carboniferous to Permian detrital zircons. (2) Fluvial to lacustrine deposits in the modern southern Junggar and Turpan Basins are characterized by abundant pre-Carboniferous zircons and consistently northward-flowing paleocurrents, indicating the submergence of the Bogda Mountains and a contiguous Junggar-Turpan continental depression basin during the late Middle Permian to the Triassic. (3) The Bogda Mountains began to uplift in the Early Jurassic, resulting in opposing paleocurrent directions, a sudden increase in sedimentary lithic detritus and the dominance of Carboniferous to Permian detrital zircons along the southern and northern margins of this range. (4) In contrast to the uplift of the Bogda Mountains, the other parts of the Tianshan Mountains experienced gradual peneplanation from the Early Jurassic to the Middle Jurassic, as confirmed by widespread fluvial to lacustrine deposits, even inside the modern Tianshan Mountains, and by the dominance of pre-Carboniferous detrital zircons. (5) The dominance of Carboniferous to Permian zircons in the southern Junggar Basin suggests the West Tianshan Mountains were uplifted during the Late Jurassic, while the dominance of pre-Carboniferous zircons in the Central Turpan Basin indicates continuous peneplanation in the Eastern Tianshan Mountains. (6) The initial shape of the Tianshan Mountains-Junggar Basin-Turpan Basin system was constructed in the Late Jurassic but was modified in the Cenozoic by the India-Asia collision, resulting in much higher Western Tianshan and Bogda Mountains, low Eastern Tianshan Mountains and well-developed foreland basins. These Cenozoic changes were recorded by the rapid cooling of apatites, the dominance of Carboniferous to Permian zircons in the southern Junggar Basin and northern Turpan Basin, and the dominance of pre-Carboniferous zircons in the Central Turpan Basin.