长江流域中央造山系盆-山体系的构造样式分析及其动力学机制探讨

盆地和造山带是在空间展布和形成机制上具有密切联系的构造体系。盆 -山体系的构造样式分析 ,不仅可以重塑造山带及其邻区盆地的盆山耦合过程和景观演化 ,而且是探索造山作用对地貌、气候、资源、能源、环境和灾害等方面控制作用的基础。按照地球动力学环境 ,可以归纳为三种主要类型 ,即伸展、挤压、走滑盆 -山体系 ,结合其所处的大地构造体制和板块运动阶段 ,可以得出盆 -山体系构造样式的综合分类方案。长江流域的地质 -生态环境与自然灾害受到中新生代以来地壳运动和秦岭 -大别等造山作用的严格制约与影响。根据盆地原型和盆缘造山带之间的配置关系和成因联系 ,研究区长江流域中央造山系的典型盆 -山体系构造样式主要有桐柏 -大别造山带与中扬子北缘的江汉洞庭断陷盆地 ,秦巴边缘冲断造山带与上扬子北缘的四川前陆盆地。本文按同造山期、晚造山期和后造山期演化阶段 ,依此分析两个典型盆 -山体系的构造样式演化特征及其动力学机制探讨     

华北盆-山演化和岩石圈转型与煤层气富集的关系

以华北陆块盆-山构造与岩石圈岩浆热结构演化研究为基础,以区内不同富集机制的含煤区域为研究对象,对华北典型地区盆-山演化、岩石圈转型及其与煤层气富集的关系进行了深入探讨。研究表明,华北典型地区盆-山动力学过程从中生代开始经历了挤压盆-山阶段、挤压盆-山向伸展盆-山转换阶段以及伸展盆-山阶段;华北岩石圈结构演化则经历了岩石圈增厚与稳定过程、岩石圈转型过程、岩石圈快速减薄过程等,且自古生代以来至少经历了两次以上具有时空不均一性的岩石圈转型。沁水盆地和两淮煤田的构造—热动力学环境有利于煤层气富集,且在挤压与伸展作用的转换和叠加过程中形成的构造过渡带是煤层气富集的有利构造单元。沁水盆地煤层气富集特征是岩浆—热作用有利于煤层气储集,而一定的构造变形有利于煤层气的渗流和开采;两淮煤田的强构造作用和后期叠加的张性应力场有利于煤层气的富集和储层的增渗,可在构造煤发育区寻找煤层气开发的有利区域。     

盆山耦合关系的讨论——以洞庭盆地与周边造山带为例

根据地质、地球物理和地貌等资料,系统分析了洞庭盆地与雪峰、幕阜造山带之间的结构样式、变形特征及形成演化,认为该区中、新生代造山带与盆地之间存在极其明显的耦合关系:1)燕山早中期（晚侏罗世—早白垩世）,研究区的物源来自周边的山地,盆—山耦合所表现的只是地表高处剥蚀、低处堆积的填平补齐关系。2)燕山晚期的盆山耦合（晚白垩世早中期）,洞庭盆地的形成与当时雪峰、幕阜造山带后期的伸展塌陷构成盆山耦合现象,此期由于受到太平洋板块向欧亚大陆板块作斜向俯冲作用影响,造山带的快速隆升造成沿着扭张性断层的走向发育一系列的雁行断块,控制着盆地的发展,二者之间形成耦合作用。3)早喜马拉雅期（晚白垩世晚期—早第三纪）,受张裂的大地构造环境的影响,盆内被强烈的伸展变形,箕状断陷盆地的特征更加明显,湖盆扩大。4)晚喜山期（晚第三纪—第四纪）,自渐新世喜马拉雅运动主幕以来,雪峰、幕阜造山带总体表现为弱挤压—压扭造山隆升及逐渐被剥蚀,并为洞庭盆地晚第三纪—第四纪坳陷型沉积提供物源。      

四川盆地复合盆山体系的结构构造和演化

盆山体系研究是当前大陆动力学探索的热门。四川盆地周缘为造山带所围绕,盆地与造山带存在着耦合关系。系统地分析四川盆地和周缘造山带组成的盆山体系的结构和演化特征对深入认识四川盆地的构造和油气分布规律具有重要的意义。通过构造剖面的解释、沉积充填特征和陆源碎屑物源的分析以及同位素年代学的分析,研究了四川盆地盆山体系的结构、构造变形特征和演化历史。四川盆地与周缘造山带均以冲断褶皱带相耦合,构造变形在平面上和纵向上具有明显的分带性和层次性的特点。提出了"复合盆山体系和亚盆山体系"的概念,并认为四川盆地及周缘造山带组成了一个复合盆山体系,并由多个次一级的亚盆山体系所组成,各亚盆山体系是互相影响、互相叠加、互相干扰联合的。这在一定程度上丰富了盆山体系的认识。     

中国陆内造山带造山过程地球动力学分析

本文论证了我国陆内造山带岩石圈结构、造山过程岩石圈浅层变形构造样式、盆山变形构造时空耦合关系、造山过程与沉积盆地变形动力学模式等。提出中国西部造山带造山过程岩石圈变形总体是：上部以伸展变形为主,中部以挤压变形为主,下部以伸展变形为主。通过中国造山带造山过程与沉积盆地变形作用时空耦合关系对比研究,首次建立起造山过程与沉积盆地形成时空耦合关系的三类四型动力学模式：单向楔入造山推覆成盆、双向楔入造山推覆成盆、剪切造山反转成盆和伸展造山断陷成盆模式。     

滇西三江地区中新生代“盆山”耦合运动学过程

滇西三江地区中新生代盆山格局是研究盆山耦合的典型实例。本文通过解析该区叠加构造变形期次和样式,理清其中新生代的盆山耦合关系,并探讨思茅盆地对相邻造山演化的沉积响应过程。研究表明,三江地区经历了主碰撞造山带与前陆盆地耦合(T1-T2)、后碰撞造山带与伸展盆地耦合(T3-K)以及陆内"盆山"共变(E-Q)三个盆山耦合运动学过程。兰坪-盆地内复理石、山前磨拉石到红色碎屑岩的沉积序列响应了相邻造山带从主碰撞阶段向后碰撞阶段的演化,该阶段盆地转换过程受控于拆沉作用和岩浆底侵作用等深部动力学机制。     

华北煤系变形特征与煤矿瓦斯赋存规律

瓦斯既是煤矿灾害的致灾因素之一,又是重要的清洁能源,厘清煤系变形瓦斯赋存规律是煤矿瓦斯灾害预防和煤层气高效开发的基础。以华北煤系为研究对象,以构造演化及控制为主线,运用板块构造、构造演化和瓦斯赋存构造逐级控制等理论,系统研究华北煤系变形特征与煤矿瓦斯赋存规律。结果表明,华北板块处于三大构造域相互作用交接的中心,控制着华北板块的形成与演化,华北板块与周缘板块之间的相互作用制约煤系的形成、赋存和变形,控制构造煤的形成与分布,同时控制着煤矿瓦斯的生成、运移和保存;华北煤系变形强度具有由板缘向板内、由挤压型造山带向远离造山带减弱的趋势;构造煤的形成与分布和构造演化过程中煤系变形有较好的一致性,构造煤的发育程度也具有由板缘向板内以及由靠近挤压型造山带向远离造山带减弱的趋势,伸展构造带构造煤不发育,但伸展背景下形成的大型滑脱构造容易形成成层发育的构造煤;华北煤矿瓦斯分布具有明显的区带特征,可划分为7个高突瓦斯区和6个低瓦斯区,进一步划分为15个高(突)瓦斯带和13个低瓦斯带。研究成果对国家有的放矢的瓦斯治理和煤层气开发具有重要的指导意义。      

压(扭)性动力学环境下动力机制转换与板内沉降坳陷形成

中国大陆自海西构造运动末期-印支构造运动初期,各主要洋盆基本碰撞关闭并褶皱成山,焊接为统一大陆板块,构成中新生代山-盆体系,形成在印度板块和太平洋板块夹持作用下,以板内构造特点发展演化的格局。板内盆地是指中国大陆在二叠纪末(或三叠纪初)大洋板块关闭,焊接为一体的大陆板块全部或基本转为陆相沉积时期的重要构造类型。中国西北区中新生代盆地形成演化进程归属汇聚板缘洋壳俯冲或碰撞构造动力远距离传递影响下的板内构造动力学和运动学作用范畴。文章通过对中国西北部中新生代盆地在压性、压扭性动力场环境中,不同类型原型盆地(或坳陷)的沉降运动轨迹和方式,及其形成、演化过程的构造及沉积层系蕴育的构造运动学过程遗迹及后期演化、改造的证据研究,探索盆-山耦合动力系统的构造运动学过程及其对构造变形体系的制约机制,以揭示中国西部盆-山耦合体系构造动力学机制及其动力转换。     

造山带与沉积盆地的耦合——以青藏高原周边造山带与盆地为例

通过系统分析青藏高原周边造山带与沉积盆地的结构样式、变形特征及形成演化，认为该区中、新生代造山带与盆地之间存在极其明显的耦合关系，主要表现在：(盆)伸展扩张—(山)收缩隆升；(盆)挤压俯冲—(山)挤压仰冲；(盆)负荷沉降—(山)卸荷隆升；(盆)挤压挠曲、顺层滑脱—(山)侧向扩展、逆冲推覆。盆山耦合作用造成造山带具有厚皮构造的厚壳薄幔，盆地具有薄皮构造的薄壳厚幔的岩石圈结构。     

华北地台北缘中生代盆-山的耦合转移及其动力学分析

晚三叠－中株罗世华北地台早中生代的盆０山关系使内蒙地轴的挤压隆升,其南侧的山前盆地挠曲下工建造;晚侏罗世的盆地往北推移,在内蒙地轴南部及东部的Ｅ－Ｗ向及ＮＥ向的山嶂盆地中,接受了周边山地的物源而形成磨拉石建造。早白垩世的盆地在区域伸展的环境中形成了ＮＮＥ向的断陷盆地,盆－－山耦合仍是高处剥蚀、低下充填的浅层次的填平补舅－－山的迁移演化完成了由古亚洲洋构造同演太平洋构造域的转换。转换是在板内外,球内     

北黄海盆地构造变形及动力学演化过程

以北黄海盆地构造几何学、运动学特征为基础,探讨了北黄海盆地的构造变形样式及动力学演化过程。研究表明,北黄海盆地的构造变形包括伸展构造变形、挤压构造变形、扭动构造变形以及反转构造变形等,北黄海盆地发育的区域动力学背景即是以区域拉伸作用为主、且叠加有水平挤压作用以及相关的扭动作用,并由此导致了北黄海盆地是以一系列地堑、半地堑式坳陷组成的拉张断陷盆地;北黄海盆地的伸展、挤压与升降作用受控于板块相互作用引起的区域引张与挤压应力场并辅以深部软流圈的微弱上拱隆起作用,其动力学演化过程包括晚侏罗世—早白垩世伸展断陷、晚白垩世—古新世热隆、始新世—渐新世裂陷、渐新世末期—新近纪早期构造反转以及新近纪热沉降等5个阶段。     

东海陆架盆地伸展率和压缩率及构造跃迁

东海陆架盆地位于欧亚板块的东南缘和西太平洋活动大陆边缘,本文选取了东海陆架盆地主要凹陷的17条地震剖面,采用平衡剖面技术,计算了主要凹陷新生代不同演化阶段的伸展率和压缩率。分析表明,东海陆架盆地构造演化总体由西向东跃迁。晚白垩世至晚古新世东海陆架盆地裂陷中心在西部坳陷带,始新世东迁至东部坳陷带,上新世东迁至东海陆架盆地东侧的冲绳海槽盆地。古新世中后期东海陆架盆地西部坳陷带北侧昆山凹陷反转;中新世东部坳陷带的西湖凹陷反转。东海陆架盆地西部坳陷带与东部坳陷带构造演化不同,证明了东海陆架盆地的东西分带。西部坳陷带北部的长江坳陷和南部的台北坳陷构造演化不同,东部坳陷带北部的西湖凹陷和南部的钓北凹陷构造演化不同,证明了东海陆架盆地的南北分块。     

北黄海盆地构造运动学解析

以最新的地质 地球物理资料和北黄海盆地构造几何学特征为基础,采用盆地反演模拟与宏观分析相结合的方法,系统解析了北黄海盆地的构造运动学特征。研究表明,北黄海盆地在中、新生代时期经历了水平伸展、水平挤压、相对平移(走滑)以及垂直差异升降等几种运动型式,其中,水平伸展运动和垂直差异升降运动是北黄海盆地构造运动及形成演化的主体。水平伸展运动可以划分为J3-K1、E2和E3三个主要“伸展事件”,并控制着盆地的成盆演化,其南北向伸展强度均东强西弱,东西向最大伸展强度自中生代到新生代由东向西迁移。水平挤压运动主要有晚白垩世和渐新世末-中新世初期两期。相对平移(走滑)运动伴随水平伸展运动和水平挤压运动发生,使多数NNE向、NW向断裂具有相对压扭或张扭平移(走滑)性质,其中尤以NNE向断裂更为明显。垂直差异升降运动具有“幕式”渐进之特点,晚侏罗世、早白垩世、始新世、渐新世以及中新世中晚期以来为沉降期,其中尤以始新世的沉降速率最大,晚白垩世、古新世、中新世早期为抬升剥蚀期;盆地的中、新生代沉降作用具有明显的自东向西迁移规律:东部坳陷以中生代沉降作用最为显著,中部坳陷主沉降期为始新世,而西部坳陷的快速沉降主要发生在始新世,并一直持续到渐新世。     

Structural characteristics and evolution of the South Yellow Sea Basin since Indosinian

Based on the seismic data gathered in past years and the correlation between the sea and land areas of the Lower Yangtze Platform, the structural characteristics of the South Yellow Sea Basin since the Indosinian tectonic movement is studied in this paper. Three stages of structural deformation can be distinguished in the South Yellow Sea Basin since the Indosinian. The first stage, Late Indosinian to Early Yanshanian, was dominated by foreland deformation including both the uplifting and subsidence stages under an intensively compressional environment. The second stage, which is called the Huangqiao Event in the middle Yanshanian, was a change for stress fields from compression to extension. While in the third stage (the Sanduo Event) in the Late Himalayan, the basin developed a depression in the Neogene-Quaternary after rifting in the Late Cretaceous-Paleogene. The long-time evolution controlled 3 basin formation stages from a foreland basin, then a fault basin to a final depression basin. In conclusion, since the Indosinian, the South Yellow Sea Basin has experienced compressional fold and thrust, collisional orogen, compressional and tensional pulsation, strike-slip, extensional fault block and inversion structures, compression and convergence. The NE, NEE, nearly EW and NW trending structures developed in the basin. From west to east, the structural trend changed from NEE to near EW to NW. While from north to south, they changed from NEE to near EW with a strong-weak-strong zoning sequence. Vertically, the marine and terrestrial facies basins show a “seesaw” pattern with fold and thrust in the early stages, which is strong in the north and weak in the south and an extensional fault in later stages, which is strong in the north and weak in the south. In the marine facies basin, thrust deformation is more prevailing in the upper structural layer than that in the lower layer. The tectonic mechanism in the South Yellow Sea Basin is mainly affected by the collision between the Yangtze and North China Block, while the stress environment of large-scale strike-slip faults was owing to subduction of the Paleo-Pacific plate. The southern part of the Laoshan uplift is a weak deformation zone as well as a stress release zone, and the Meso-Paleozoic had been weakly reformed in later stages. The southern part of the Laoshan uplift is believed, therefore, to be a promising area for oil and gas exploration.     

胶东半岛乳山地区低角度韧性剪切带几何学、运动学特征:对中国东部岩石圈减薄作用的启示

大规模伸展构造是华北克拉通东部岩石圈减薄的重要表现形式。部分低角度韧性剪切带是地壳伸展变形后所展现的构造形式。本文研究了王格庄韧性剪切带的岩石学、几何学、运动学等特征显示:韧性剪切带走向近南北向,剪切带断层面倾向多变(倾向西、西南、西北方向)。大部分区域面理低角度倾向西,矿物拉伸线理近东西向,不对称旋转碎斑及S-C组构指示顶端指向西的剪切特征。结合研究区西侧与伸展构造相匹配的半地堑伸展盆地证据:本研究认为伸展构造的形成可能与西太平洋板块的后撤相关,即大规模伸展构造作用引发了华北克拉通东部的地壳减薄作用。     

大青山太古宙高级变质岩近水平顺层伸展变形——地球上早期的伸展构造

内蒙古大青山—乌拉山位于华北克拉通北缘,是我国高级区发育较好的区域之一。区内高级变质杂岩总体上呈近东西向延伸,经历多期变质变形作用改造。近水平顺层伸展变形是高级变质杂岩中最早的塑性流动变形作用,发生在下地壳麻粒岩相环境下。变形作用伴随麻粒岩相变质作用、深熔作用,形成了顺层滑动韧性变形带、穹隆构造、层内底辟褶皱和L构造岩等构造形迹组合。这期变形作用不仅导致区内的孔兹岩系和麻粒岩系以近水平构造面接触,也造成孔兹岩系中各个地层单位具有以透镜状岩片堆叠的地层结构,并且还伴随有不同类型的深熔片麻岩形成。近水平顺层伸展变形作用的确立,对研究早前寒武纪高级区地壳形成演化和高级变质地层构造格架的建立具有重要的理论意义。     

华北东部地区中生代盆地格局及演化过程探讨

华北东部中生代盆地演化受控于欧亚构造域的板块挤压拼接和滨太平洋构造域"洋-陆"俯冲碰撞两大动力学背景,与兴蒙造山带、秦岭-大别造山带、太行山隆起及郯庐断裂带等陆内及周边造山带的形成、深大断裂发育演化以及深部动力等因素有着密切的联系。早-中三叠世华北地区基本继承了晚海西期以来的构造格局和沉积特点,地势北西高、东南低,为一南陡北缓、呈NWW向展布的大型内陆沉积盆地;晚三叠世扬子板块与华北板块剪刀式碰撞拼接,华北地区全面抬升,且西部抬升小,东部抬升幅度大,盆地范围向西部退缩,沉积范围缩小,东部地区地势较高,地貌复杂,以隆升剥蚀为主;早-中侏罗世华北东部处于由古亚洲构造域向滨太平洋构造域演化的过渡阶段,该时期太行山的形成将华北地区分割成东、西两个大盆,西部鄂尔多斯盆地依然为一个大型沉积盆地,东部渤海湾盆地区在早-中侏罗世的早期为一些小的山间沉积盆地群,主要表现为对印支期造成的大量NWW或近EW向逆冲断层及阔缓褶皱所产生的低洼地区的充填,晚期则表现为披覆式沉积;晚侏罗世-早白垩世太平洋板块活动取代了扬子板块、西伯利亚板块活动对华北地区构造演化的控制地位,中国东部进入大规模的裂陷或断陷盆地发育阶段,且出现了明显的分区性:在盐山-歧口-新港-兰考-聊城断裂系以东,由于受郯庐断裂带左旋走滑构造应力场的控制,主要发育NW或NWW向断陷盆地,而在该断裂系以西至太行山以东的地区,受左旋走滑影响较弱,主要发育NE和NNE向断陷盆地,在张家口-蓬莱走滑断裂带以北的下辽河坳陷区,盆地的长轴方向为NNE,属郯庐断裂带内部的走滑拉张盆地;晚白垩世郯庐断裂带以西的华北广大地区整体处于隆升剥蚀状态,仅在河南信阳盆地及冀中、临清、黄骅坳陷的少数低洼地区接受沉积,多以红色河湖相粗碎屑为主。研究华北东部中生代盆地演化对于该地区前第三系油气勘探具有指导意义。     

Segmentation and inversion of the Hangjinqi fault zone,the northern Ordos basin (North China)

This paper deals with the segmentation and inversion of the Hangjinqi fault zone (HFZ), which is the dominant structure in the northern part of the Ordos basin in North China. HFZ was reactivated during the Late Triassic and obliquely inverted during the Middle Jurassic shortening. Subsurface geological mapping and structural analysis were carried out to determine the segmentation and kinematic history of the deformation. The HFZ was a left-stepping fault zone and was made up of three segments: the Porjianghaizi fault (PF), Wulanjilinmiao fault (WF) and Sanyanjing fault (SF), which are separated by two relay ramps. Two distinct phases can be identified in its structural evolution: (1) during the Late Triassic compressional deformation, the HFZ was characterized by shortening and thrusting to the north; and (2) During the Middle Jurassic phase the HFZ was oblique to the extensional fault trends, the reverse faults were reactivated as dextral strike-slip faults as a result of transtensional inversion. The inversion ratio of the HFZ indicates an increase in deformational degree from east to west over the whole region. The first deformation stage resulted from the N–S compression between the South China and North China plates during the Late Triassic. The second deformation stage of compression was related to the west-northwestward subduction of the paleo-Pacific plate during the Middle Jurassic. In the Jurassic deformation framework, the HFZ may be interpreted as an accommodation structure parallel to the Yanshan–Yinshan orogenic belt developed in the northern Ordos area.     

Changes of Late Mesozoic Tectonic Regimes around the Ordos Basin (North China) and their Geodynamic Implications

A synthesis is given in this paper on late Mesozoic deformation pattern in the zones around the Ordos Basin based on lithostratigraphic and structural analyses. A relative chronology of the late Mesozoic tectonic stress evolution was established from the field analyses of fault kinematics and constrained by stratigraphic contact relationships. The results show alternation of tectonic compressional and extensional regimes. The Ordos Basin and its surroundings were in weak N-S to NNE-SSW extension during the Early to Middle Jurassic, which reactivated E-W-trending basement fractures. The tectonic regime changed to a multi-directional compressional one during the Late Jurassic, which resulted in crustal shortening deformation along the marginal zones of the Ordos Basin. Then it changed to an extensional one during the Early Cretaceous, which rifted the western, northwestern and southeastern margins of the Ordos Basin. A NW-SE compression occurred during the Late Cretaceous and caused the termination of sedimentation and uplift of the Ordos Basin. This phased evolution of the late Mesozoic tectonic stress regimes and associated deformation pattern around the Ordos Basin best records the changes in regional geodynamic settings in East Asia, from the Early to Middle Jurassic post-orogenic extension following the Triassic collision between the North and South China Blocks, to the Late Jurassic multi-directional compressions produced by synchronous convergence of the three plates (the Siberian Plate to the north, Paleo-Pacific Plate to the east and Lhasa Block to the west) towards the East Asian continent. Early Cretaceous extension might be the response to collapse and lithospheric thinning of the North China Craton.     

华北北部中新生代构造体制的转换过程

华北北部位于古亚洲和太平洋两大全球性构造域的交叠部位,其中新生代断裂演化、区域性不整合界面和盆地演化的地质事实显示华北北部中新生代存在5个挤压作用时期。自老至新为:①中三叠世末挤压期(老虎沟组或杏石口组前挤压期,峰值年龄 ≥ 215Ma);②早侏罗世末挤压期(海房沟组或九龙山组前挤压期,峰值年龄 ≥ 178Ma);③晚侏罗世末挤压期(义县组或东岭台组前挤压期,峰值年龄 ≥ 135Ma);④晚白垩世末挤压期(古近系前挤压期,峰值年龄65Ma);⑤古近纪末挤压期(新近纪前挤压期,峰值年龄25Ma).5个挤压期在时间上相对较短,并为6个时间较长,构造运动相对和缓或伸展的成盆沉积期一一隔开。6个成盆沉积期包括:早中三叠世、晚三叠世-早侏罗世、中晚侏罗世、白垩纪、古近纪、新近纪-第四纪。其中,中晚侏罗世、白垩纪、古近纪、新近纪-第四纪具有明显的伸展作用特征。也就是说,华北北部中新生代的构造演化过程是在前中生代华北克拉通岩石圈基础上发育起来的克拉通内(陆内或板内)成盆沉积与挤压变形的交替演化过程,在这一构造演化过程中,挤压作用和伸展作用均占有重要位置,总体来讲,挤压作用由强变弱,伸展作用由弱变强。伸展作用持续的时间长,挤压作用持续时间则相对较短。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。华北北部中新生代这种构造体制的转换过程,记录了从古亚洲洋构造域汇聚构造体制向太平洋构造域俯冲构造体制转换的大陆动力学过程。