鄂尔多斯盆地基底演化及其对盖层控制作用

基底演化过程与其上覆沉积盖层的发展密切相关,因而可以通过盖层与基底的构造格局对比分析来推断基底演化的主要阶段,并进一步讨论盆地基底演化与盖层变形之间的相互作用。研究发现,鄂尔多斯盆地基底演化与自身结构和受力方式均有密切关系,同时对盖层变形有重要控制作用。早古生代在南北向洋-陆碰撞背景下,基底受自身组成结构制约在盆地内部发育了北东向隆坳相间的构造格局,晚古生代受南北向陆-陆碰撞的影响而在早期北东向展布的隆坳构造基础上叠加了南北向的中央古隆起,由于此时厚度较小,盖层的整体格局与局部形态都受控于基底的构造格局。至中生代燕山期,盆地受到了东西向挤压作用,基底内部形态基本保持不变,盆地基底边缘有明显的垂向活动,具体表现为东升西降;此时盖层发育已较为完整,因此更多地体现了相对孤立演化的特征,但其“跷跷板”式的运动总体上仍受到基底边缘升降活动的控制。     

鄂尔多斯盆地某铀矿床后生蚀变特征

正1 大地构造位置鄂尔多斯盆地所处大地构造位置位于华北地台的西部(张抗等,1989),是一个多旋回叠合型盆地,是中国现存的最为稳定、完整的构造单元。盆地南北缘分别受近东西向展布的祁连—秦岭构造带及阴山构造带边部深大断裂的控制,而太行-吕梁山及贺兰山南北向构造带分别构成了盆地东西边界,形成南北向展布的矩型盆地。该铀矿床位于盆地的北东部。2 矿床后生蚀变特征     

中、上扬子北部盆-山系统演化与动力学机制

中国南方中生代经历了中国大陆最终主体拼合的陆缘及其之后的陆内构造演化。晚古生代末期,在秦岭—大别山微板块与扬子板块之间存在向西张口的洋盆,即勉略古洋盆。中三叠世末期开始,扬子板块相对于华北板块发生自南东向北西的斜向俯冲碰撞作用,扬子北缘晚三叠世至中侏罗世发育陆缘前陆褶皱逆冲带与前陆盆地系统。晚侏罗世至早白垩世,中国东部的大地构造背景发生了重要的构造转变,中、上扬子地区处于三面围限会聚的大地构造背景。在这种大地构造格局下,中、上扬子地区晚侏罗世至早白垩世发育陆内联合、复合构造与具前渊沉降的克拉通内盆地系统。自中侏罗世末期开始,扬子北缘前陆带与雪峰山—幕阜山褶皱逆冲带经历了自东向西的会聚变形过程及盆地的自东向西的迁移过程和收缩过程。扬子北缘相对华北板块的斜向俯冲导致在中扬子北缘的深俯冲及超高压变质岩的形成。俯冲之后以郯庐断裂—襄广断裂围限的大别山超高压变质地块在晚侏罗世向南强逆冲,致使扬子北缘晚三叠世至中侏罗世前陆盆地被掩覆和改造。     

中国板块构造格局在早古生代末的重大转变

板块构造格局是大地构造的基础科学问题,涉及到大尺度的盆山关系,控制了洋陆格局、造山带和盆地的形成与演化,因而可以用来揭示大洋关闭、造山隆升的过程.早古生代末是中国3个板块的构造格局发生重大转变的关键时期.基于经高置信度遴选的古地磁数据和全球古地磁数据库,结合大地构造比较学的地质亲缘性对比分析,利用GPlate软件重建了晚前寒武纪至早古生代的全球板块构造格局,提出奥陶纪末-志留纪是中国3个板块格局发生重大转变的关键时期,440 Ma之前,中国3个板块的空间格局是N-S/T格局（即华北在西、华南在东北,塔里木在东南）,440 Ma后中国3个板块的空间格局转为T-N/S格局（即塔里木在西、华北在东北,华南在东南）,并一直持续到现今中国3个板块的格局.这个重大转变与晚前寒武纪罗迪尼亚超大陆的裂解和早古生代末中国3个板块之间的洋陆格局变迁密切相关,是从伸展的大地构造环境向缩短的大地构造环境转变的结果 .     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界碎屑锆石U-Pb年龄及其构造意义

通过对鄂尔多斯盆地西南部晚古生代山西组1段和下石盒子组8段碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb测年分析,结合周缘地层年龄结构和地质历史事件,进而追寻盆地沉积物物源,推断盆地与造山带的盆山耦合过程。研究表明105个岩浆成因的碎屑锆石可分为4个年龄组段:(1)260~340 Ma,占总数的21.9%,推断物源主要来自北秦岭和西秦岭构造带;(2)370~470 Ma,占总数的24.8%,反映物源主要来自北秦岭、西秦岭构造带和北祁连造山带;(3)1600~2000 Ma,占总数的32.4%,指示物源来自北秦岭造山带、北祁造山带和华北板块;(4)2300~2600 Ma,占总数的15.2%,物源分别来自华北板块基底结晶岩系、北祁连构造带、北秦岭构造带和西秦岭构造带。研究区总体上具有来自北秦岭造山带、西秦岭造山带、北祁连造山带、兴蒙造山带及华北板块基底五个物源区,其中兴蒙造山带、北秦岭造山带和北祁连造山带为主要物源区。古生代碎屑锆石年龄证实了鄂尔多斯盆地西南部奥陶纪被动大陆边缘形成,志留纪—泥盆纪转化为陆-陆碰撞造山带,石炭纪—二叠纪逐渐由造山带转化为沉积盆地。     

鄂尔多斯盆地中央古隆起板块构造成因初步研究

运用板块构造理论,对鄂尔多斯盆地西缘和南缘的地质背景和构造变形特征进行分析,认为鄂尔多斯盆地中央古隆起在早古生代由祁连海槽与鄂尔多斯盆地碰撞拼贴产生的近东西方向的侧向挤压应力作用而形成。盆地西缘近南北向的青铜峡－固原断裂是碰撞拼贴带,断裂带与中央古隆起延伸方向平行,同时,秦岭海槽由南向北推挤以及渭北构造带北界的近东西走向的草碧－老龙山－圣人桥断裂的左行走滑使中央古隆起的南端向东转折,导致中央古隆起在平面上呈现“Ｌ”形展布。     

鄂尔多斯盆地奥陶纪“L”状边缘隆起演化过程及其构造背景

将鄂尔多斯盆地简化为近似直角梯形的等厚各向同性弹性薄板模型进行应力—应变场数值模拟,力图揭示鄂尔多斯地区奥陶纪发育的“L”状边缘隆起的形成背景及演化过程。模拟中Z轴方向应变(zε)正值区对应于盆地内部的隆起区,故zε正等值线形态对应于隆起形态。设定的多种不同的边界条件中,只有在南、西边界分别施以大小相同的边界应力时,εz正等值线形态才出现与实际地质情况相类似的“L”状,该边界条件下的模拟再现了盆地奥陶纪“L”状隆起的形成过程:在盆地南、西边界首先产生两个月牙状隆起,随着应力传递,南、西边界处的两个隆起扩展而连接,形成一个“L”状隆起,随后该隆起不断向盆地内部延伸。模拟结果证实由于奥陶纪鄂尔多斯盆地南缘秦岭海槽的向北俯冲及西缘贺兰海槽和秦祁海槽的东西向扩张,鄂尔多斯盆地南、西边界同时受到挤压作用,正是因为两边界所受挤压力大小相似,“L”状隆起才于盆地南西边界发育。     

西秦岭造山带泥盆纪沉积地质学和动力沉积学研究:古地理、地层层序及构造演化

晚加里东到早海西期，西秦岭北带存在一较大规模的造山带，泥盆纪的古地形呈北高南低的特征。持续的海侵由南向北侵进、中泥盆世由于北秦岭造山带的向南仰冲，形成同造山的前陆拗陷盆地。南秦岭裂陷槽是早古生代小洋盆的残余海槽。西秦岭造山带泥盆纪的地层层序分为海平面变化控制型层序（ＳＣ型）、基底构造控制型层序（ＴＣ型）和复合型层序（ＳＴＣ型）三种类型。ＳＣ型层序发育于中秦岭微板块的小型克拉通盆地，ＴＣ型层序发育于同造山盆地和相邻的前隆（反弹）带，ＳＴＣ型层序是造山作用和造山过程的沉积响应。秦岭造山带加里东－早海西期碰撞－造山作用过程较为复杂，北秦岭造山带是由秦岭微板块与华北板块斜向和不规则边缘碰撞形成的，是一个发育不成熟和不均一的造山带，碰撞和造山由西向东，造山作用在西秦岭表现显著；南秦岭洋盆的闭合是秦岭微板块和扬子板块的斜向碰撞形成的，具闭合不碰撞和碰撞不造山的特征，闭合和碰撞由东向西。晚海西－印支期，秦岭进入再生盆地发育阶段。再生盆地于印支－燕山期闭合并造山。     

南黄海海域中生代前陆盆地形成的构造背景

南黄海盆地占据了下扬子板块的主体,自元古宙以来经历了多期构造运动,受到华北板块、扬子板块、华南板块、太平洋板块多个板块相互作用的影响,形成多期盆地演化阶段的叠合盆地。分析了南黄海盆地前人钻井资料及最新二维地震资料,并与下扬子苏北盆地地层及构造特征进行对比,认为整个下扬子区域受华北—扬子板块碰撞的影响,经历了中生代前陆盆地演化阶段。下扬子陆域部分地区发育相对完整的中生代沉积,记录了华北—扬子板块之间洋壳消减、陆陆碰撞、前陆盆地发育及碰撞后活动。而在下扬子对应海域延伸部分的南黄海盆地中,仅在盆地北部烟台坳陷东北缘通过钻井证实有侏罗纪前陆盆地地层,钻遇地层仅发育侏罗系上部陆相沉积,在地震剖面中可以解释出侏罗系下部海陆交互相地层,向上转变为陆相沉积地层。对比下扬子陆域与海域地层发育情况,华北—扬子板块碰撞造山过程对于下扬子整个区域的影响因地而异,在三叠纪末期—侏罗纪时期南黄海盆地内沉积缺失,南黄海海域区处于广泛抬升状态,印支运动期间地层挤压活动强烈,烟台坳陷内海相地层中逆冲断层广泛发育。在南黄海盆地东北缘,前陆盆地侏罗系地层发育于南倾边界断层的上盘,认为南黄海盆地侏罗纪前陆盆发育的构造背景受到同期北侧千里岩超高压变质带从深部折返影响,随着千里岩隆起带的快速抬升,为南黄海盆地北缘提供了沉积空间及物源,沉积了大套的侏罗系前陆盆地地层。     

山东省大地构造单元组成、背景和演化

通过对沉积建造、岩浆活动、构造变动等形成背景研究,结合区域对比,提出了山东省不同地质年代大地构造单元组成和演化过程。山东省早前寒武纪基底属华北克拉通东部陆块群的胶辽微陆块、渤鲁微陆块和迁淮微陆块,经历了不成熟陆壳向成熟陆壳转化、陆壳拼贴和弧陆碰撞等演化过程。中-新元古代分别属华北克拉通和大别-苏鲁造山带的组成部分,经历了大陆裂解与聚合的演化过程。古生代处于华北陆表海盆地、华北板块东南缘被动大陆边缘和大别-苏鲁裂谷环境,经历了由海相沉积--陆相沉积转化的海陆变迁演化。中生代是板块构造演化转换和构造体制转折期,早期受华北板块与扬子板块碰撞作用制约,表现为挤压构造体制;中晚期受太平洋板块向欧亚板块俯冲作用制约,构造体制转换为伸展为主。中新生代构造单元可划归滨太平洋构造域,在基底构造单元的基础上形成了若干受伸展构造体制控制的隆起、盆地和凸起、凹陷等上叠构造单元。中新生代经历了早中生代的挤压改造、晚白垩世至中渐新世的拉张聚敛、中渐新世至早上新世的扩张断陷和晚上新世至全新世的俯冲沉降的大地构造演化过程。     

秦岭造山带晚加里东—早海西期的盆地格局与构造演化

中古生代秦岭造山带是原特提斯大洋中华夏陆块群的一部分．晚加里东—早海西期扬子板块、秦岭微板块和华北板块具反Ｚ型的构造格局．三者的碰撞造山过程为斜向碰撞和不规则边缘碰撞，其中北秦岭的碰撞为由西向东，南秦岭洋闭合为由东向西．南秦岭呈现碰撞闭合不造山的特征，而北秦岭表现为造山不成熟的特征．因此晚加里东—早海西期古秦岭造山带为一发育不成熟的造山带     

秦岭造山带晚加里东—早海西期的盆地格局与构造…

中古生代秦岭造山带是原特提斯大洋中华夏陆块群的一部分，晚加里东－早海西期扬子板块，秦岭微板块和华北板块上有反Ｚ型的构造格局，三者的碰撞造山过程为斜向碰撞和不规则边缘碰撞，其中北秦岭的碰撞为由西向东，南秦岭洋闭合为由东向西，南秦岭呈现碰撞闭剑造山的特征，而北秦岭表现为造山不成熟的特征，因此晚加里东－早海西期古秦岭造山带为一发育不成熟的造山带。     

西天山造山带构造单元划分及古生代洋陆转换过程

西天山造山带位于哈萨克斯坦—准噶尔板块与卡拉库姆—塔里木板块的结合部,是由一系列前寒武纪微陆块、古生代洋壳残片及陆缘弧相互拼贴而成的多聚合带、多成矿带,其独特的造山-成矿过程受到了国内外的广泛关注。本文通过构造单元划分与编图,建立了古生代西天山造山带的构造格架,认为古生代西天山造山带的构造演化依次经历了:罗迪尼亚大陆裂解与北天山早古生代多岛洋盆形成阶段(Z-O_2),北天山早古生代多岛洋盆闭合与南天山洋盆开始形成阶段(O_3-S),南、北天山洋晚古生代洋盆形成与发展阶段(D-C_1),南、北天山晚古生代洋盆全面闭合与天山碰撞造山带形成阶段(C1-C_2)和碰撞后板内演化阶段(C_2-P)。     

西秦岭北缘漳县新生代伸展断陷盆地确定及其地质意义

西秦岭北缘断裂带新生代以来挤压逆冲变形起始于何时?挤压逆冲变形之前是否经历过伸展拉张过程?北缘断裂带北侧的新生代红层盆地到底是类前陆压陷挠曲盆地还是拉张断陷盆地?上述问题对西秦岭新生代盆-山构造格局重建和印度-欧亚板块碰撞汇聚的远程构造响应的时间与方式等科学问题的认识具有重要的地质约束。本文通过对西秦岭北缘构造带内漳县渐新世—中新世含盐红层盆地沉积序列和沉积旋回特征以及盆地边界断裂之间的几何学-运动学关系分析,认为西秦岭北缘构造带内漳县含盐红层盆地具有拉张伸展动力学背景下形成的断陷盆地的地质特征。西秦岭北缘构造带内渐新世—中新世断陷盆地的确定,指示了印度板块与欧亚板块碰撞汇聚而导致的青藏高原构造挤压缩短作用至少在盆地沉积充填阶段尚未扩展到西秦岭北缘及以北地区。而漳县含盐红层盆地沉积地层褶皱缩短变形以及之后角度不整合在漳县含盐红层盆地之的上新统韩家沟粗砾岩,可能记录了西秦岭北缘由伸展边界向挤压缩短逆冲边界的转换过程。因此,青藏高原东北缘真正成为青藏高原体系组成部分是在上新世的漳县含盐红层盆地封闭-构造反转之后。这一认识对地学界长期以来认为印度板块与欧亚板块碰撞汇聚而导致的高原隆升和构造挤压早在渐新世就已经波及西秦岭北缘的观点提出了挑战。     

塔里木盆地及邻区寒武纪——三叠纪构造古地理格局的初步重建

塔里木陆块寒武纪——三叠纪主要经历了从东冈瓦纳大陆西北缘裂解、到向劳亚大陆聚合的演化过程,北部长期为被动大陆边缘环境,南部主要为裂谷、持续裂解以及漂移过程中陆块地体增生拼合,主要为弧后前陆盆地或隆起。塔里木盆地一级层序地层、区域不整合事件、次级构造单元的构造演化等,与板块边界上构造活动及其板块运动轨迹的变化具有明显的一致性,板块边界上的挤压造山活动,造成盆地隆升以及盆地岩相古地理格局的剧烈变化。引发塔里木盆地早二叠世大火成岩省的地幔柱活动,垂向上也造成石炭系穹隆状剥蚀抬升。塔里木叠合盆地的形成是小陆块上不同时期不同盆地类型复合的产物,而在世界其他大板块上,它们在横向上可能处于不同位置,不会发生垂向叠合,而以不同时代的不同盆地出现。塔里木陆块较全球典型克拉通盆地规模小,在与周边陆块碰撞汇聚时受改造强烈,构造变形程度大并由陆块边缘向陆块内扩展,南、北两侧陆块边界上的强烈构造作用易于对整个盆地产生强烈影响,发育挤压期盆地隆起和前陆盆地等。     

鄂尔多斯盆地西部边界的确定及其地球动力学背景

鄂尔多斯盆地西部边界特别是不同时期原型盆地具体边界的确定,是目前该盆地西缘亟待解决的重大科学和生产实践问题之一。作者们着重从盆地西缘地区基本地质事实出发,充分汲取前人的有益成果,历史的分析西缘构造演化及地球动力学特点,紧密结合不同时期西缘盆-山转换的沉积响应,合理利用地震资料及其他第一手资料,认为鄂尔多斯盆地属华北板块的一部分,其形成和发展具体受四周的古祁连洋、古秦岭洋、不同时期的特提斯洋、占亚洲洋(古西拉木伦洋)及古太平洋(伊佐奈岐板块)控制。在此构造背景条件下,盆地西界不同时期范围和形态是不同的。早古生代盆地西缘为主动陆缘性质的弧后盆地;晚古生代盆地西部属被动陆缘构造背景上的滨浅海盆地;文中明确提出,晚三叠世鄂尔多斯原型盆地西界向西越过六盆山,连接六盆山盆地,直逼河西走廊靖远、景泰莫亦山附近,甚至在祁连山区也能找到其踪迹;不仅如此,笔者还认为“银川古隆起”及“西缘古脊梁”在印支期是不存在的,更不存在一个统一的南北走向的前陆盆地与沉降中心;燕山主期(J3)盆地西缘可能隆起,使得六盘山盆地和鄂尔多斯盆地具一定的分割性,但随后在早白垩世又被夷平,鄂尔多斯盆地又与包括六盘山盆地在内的西部白垩纪盆地连通,鄂尔多斯盆地现今西界最后形成的时间应在喜马拉雅晚期(8Ma以来),这也是盆地西缘桌子山-贺兰山-六盘山最后定型的大致时间,它们是印度板块和太平洋板块远距离应力作用的结果。     

鄂尔多斯盆地晚古生代古构造*

鄂尔多斯盆地晚古生代基底继承了奥陶纪中部高、东部和西部低及西陡东缓的古构造面貌。利用大量钻井分层数据,绘制了晚古生代各个时期残存地层厚度图,其空间变化反映了鄂尔多斯盆地晚古生代古构造格局特征。结合东西向及南北向地层厚度对比、演化剖面的研究,认为晚古生代鄂尔多斯盆地的沉积在本溪期—太原期主要受中央古隆起的控制,地层空间展布东西分带明显;山西期中央古隆起对沉积作用的控制不是很明显,地层从东西分异逐渐过渡到南北分异,这种沉积格局的转变与古地理演化具有一致性,从而说明了古构造对沉积的控制作用。     

鄂尔多斯盆地西缘煤田构造演化及其控制因素

鄂尔多斯盆地西缘位于华北陆块和秦祁昆山造山带两个一级大地构造单元之间的过渡带内,特定的大地构造背景使其具有复杂的构造演化历程及特殊的煤田构造格局。鄂尔多斯盆地西缘由贺兰山逆冲推覆构造系统和六盘山东麓逆冲推覆构造系统组成,具有"南北分段、东西分带"的特点。为了进一步探讨鄂尔多斯盆地西缘煤田构造格局的形成演化及区域构造控制因素,本文基于野外地质调查和煤田勘查资料,恢复了本区自晚古生代以来的沉降抬升史和古构造应力场特征。印支期:研究区北部最大主压应力方向为北西-南东向,南部最大主压应力方向为北东-南西向;燕山期:北部最大主压应力方向为北西西-南东东向,南部最大主压应力方向为北东东-南西西向;喜马拉雅山期:北部受北西西-南东东向拉张应力,南部最大主压应力方向为北东-南西向。采用有限元数值模拟,探讨了鄂尔多斯盆地西缘煤田构造格局的形成与区域构造的演化的关系,强调北段贺兰山逆冲推覆构造系统的形成与阿拉善地块的向东挤出逃逸密切相关。     

新疆北部主要金属矿产与构造演化

新疆北部古生代可划分为3大古板块：西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块和塔里木板块。3个板块之间存在的大洋分别是准噶尔－北天山大洋和南天山大洋。正是这些板块和已经消失了的大洋壳之间的相互作用，决定了该区大地构造演化的基本特征，控制着大地构造格局和矿产分布。古生代新疆北部构造活动极为活跃。此期间，西伯利亚板块不断向南增生，塔里木板块向北运动。塔城地块属哈萨克斯坦板块的一部分，阿尔泰地块从奥陶纪初就随着萨彦—蒙古洋的闭合成为西伯利亚板块的一部分，准噶尔地块在石炭纪初增生于西伯利亚板块西南缘，当时北天山存在较大…     

论鄂尔多斯盆地及其周缘侏罗纪变形

侏罗纪是东亚大地构造发展的重要转折时期,在鄂尔多斯盆地及其周缘可划分为两个性质不同的构造变形阶段。早中侏罗世,盆地处于弱引张应力环境,引张方向近N-S至NNE-SSW向,伸展变形主要发生在盆地周边地带,其发生与晚三叠世华南-华北地块沿秦岭造山带碰撞后的陆内应力场调整作用有关。中晚侏罗世,盆地遭受多向挤压应力作用,挤压方向近W-E、NW-SE和NE-SW,在盆地周缘形成展布方向不一、构造样式不同的边界挤压构造带,盆地轮廓基本定型。西缘近N-S向逆冲-推覆构造带的形成与阿拉善地块和陇西地块向东挤出作用有关;东缘及东南缘总体呈“S”形展布的挤压边界带表现为反向逆冲断裂及其相关褶皱,推测发生在山西台褶带深部滑脱系统的前锋上盘断坡。盆地北侧大青山地区近东西向大型推覆构造和早中侏罗世伸展断陷盆地构造挤压反转,表明阴山造山带在中晚侏罗世时期强烈的N-S向缩短变形和再生造山。鄂尔多斯盆地周缘边界构造带记录了中晚侏罗世强烈的陆内多向内挤压作用和大陆地壳增厚过程,其发生的动力学背景与周邻不同板块(古太平洋、西伯利亚、特提斯)同时向东亚大陆汇聚产生的远程效应有关。中晚侏罗世多向挤压变形加速了鄂尔多斯盆地生烃过程,对多种能源矿产富集和成藏定位产生重要影响。