桐柏-红安造山带的构造演化:从大洋俯冲/增生到陆陆碰撞

桐柏-红安造山带位于秦岭与大别-苏鲁造山带之间,因其完好地保存了古生代增生造山体系和古生代末-中生代碰撞造山体系而成为了解华北-华南陆块之间构造演化的关键地区.近20年来的可利用研究资料表明,桐柏-红安造山带显生宙的总体构造演化框架包括以下4个主要阶段:(1)早古生代(490~420 Ma)大洋俯冲、岛弧增生与弧陆碰撞,从而于早古生代末在华北陆块南缘形成一个新的安第斯型大陆边缘;(2)晚古生代(340~310 Ma)大洋俯冲与增生,进而在商丹-松扒断裂南侧形成变质时代相同,但变质作用类型不同的"双变质带",即被分割的武关-龟山中级变质杂岩带和熊店高压榴辉岩带;(3)晚古生代末-早中生代(255~200 Ma)大陆俯冲与陆陆碰撞,通过华南大陆岩板东深西浅的俯冲和多层次拆离/折返形成桐柏高压变质地体和红安高压/超高压变质地体;(4)晚中生代(140~120 Ma)伸展、大规模岩浆侵位与构造挤出,造成桐柏-红安-大别高压/超高压变质地体最终出露地表及东宽西窄的构造格局.然而,对每一构造演化阶段的具体细节以及早期地质历史的认识方面还存在着诸多争议和(或)难以解释的问题.未来的研究除在桐柏-红安造山带继续开展深入细致的工作外,还需与西部"软碰撞"的秦岭造山带和东部"硬碰撞"的大别-苏鲁造山带的研究紧密结合,以期建立适合于整个秦岭-桐柏-红安-大别-苏鲁造山带从古生代到中生代的经典构造演化模型.     

内蒙古北部华北板块与西伯利亚板块之间中古生代造山带的结构及演化

论证了发育在内蒙古北部锡林浩特-苏尼特左旗南-二道井一带的中古生代俯冲-碰撞造山带,划分出5个二级构造单元.它们是:混杂岩带、前陆变形带、磨拉斯盆地、岛弧闪长岩带和同碰撞花岗岩带.造山带的演化可分为俯冲时期(500～400Ma)和碰撞时期(400～320Ma).造山带的形成使华北板块与西伯利亚板块在晚泥盆世拼合,磁撞缝合线位于二道井-查干乌拉-红格尔一线.     

日喀则弧前盆地的埋藏和剥蚀历史——来自低温热年代学的约束

日喀则弧前盆地紧邻印度板块与欧亚大陆碰撞带,研究其剥蚀历史对理解印度板块与欧亚大陆碰撞对造山带剥蚀的影响具有重要意义。文中利用磷灰石裂变径迹(AFT)及锆石和磷灰石的(U-Th)/He(ZHe和AHe)年龄数据,结合已发表的低温热年代数据探讨日喀则弧前盆地的热演化和剥露历史。日喀则弧前盆地磷灰石裂变径迹年龄存在明显的南北差异,南部磷灰石裂变径迹年龄为74～44Ma,对应的剥蚀速率为0. 03～0. 1km/Ma,剥蚀量≤2km;北部磷灰石裂变径迹年龄为27～15Ma,剥蚀速率为0. 09～0. 29km/Ma,但缺失早新生代的热演化历史。而磷灰石的(U-Th)/He年龄表明15Ma BP之后日喀则弧前盆地整体呈现一致的剥露历史。低温热年代数据表明日喀则弧前盆地南部自新生代以来尽管受到印度板块与欧亚大陆碰撞及后期断层活动的影响,海拔由海平面抬升至4. 2km,但一直保持缓慢的剥蚀,表明高原隆升并未直接促使该地区的岩石剥蚀速率加快,这与快速剥蚀即代表造山带开始隆升的假设不相符。此外,日喀则弧前盆地北部的低温热年代学研究表明晚渐新世—早中新世Kailas盆地仅发育于日喀则弧前盆地与冈底斯造山带之间的狭长地带,并在短期内经历了快速的埋藏和剥露。     

台湾岛的年龄

台湾岛为华夏陆块东缘自中生代晚期以来的年轻活动造山带,在东海-南海陆架地质背景上,台湾岛具有多重特殊性:除缺失始新世晚期层序外,始新世-更新世间有连续陆相至浅海相层序出露;记录"中国海"的发展及东海-南海陆架沧海桑田变迁;快速的隆升速率及重要的海洋沉积物贡献源;活跃的地震活动;既有被动又有活动大陆边缘层序;从台湾-吕宋间海域到岛上同时进行俯冲-碰撞-仰冲-张裂构造活动,因此有完整的威尔逊构造旋回地质纪录."台湾岛什么时候出露?"及"台湾岛怎么形成?"是大家关心台湾岛地质的基本问题.如果把东海陆架一半水深(60m)的海水拿掉,150km宽的台湾海峡就是台湾岛跟大陆相连的脐带;如果把台湾岛恢复到未造山前的原始形貌,台湾岛就是东海连结到南海间的脐带.但是为什么在东海及南海的陆架上只有台湾岛有比较大范围的出露?显然是有一个特定的地质作用在这个特殊的脐带位置发生,那就是早中新世19~18Ma开始的南海俯冲及随后6.5Ma开始的北吕宋火山岛弧与俯冲的欧亚大陆发生了斜向碰撞.台湾岛在晚中新世(~6.5Ma)时开始出露,最早出露部位就在中央山脉.中央山脉为中生代白垩纪的活动大陆边缘,随后拼合为欧亚大陆一部分,经新生代古近纪断陷构造(50~39Ma)、渐新世-中期中新世南海张裂(33~16Ma)、早中新世(19~18Ma)至今欧亚大陆-南海岩石圈沿马尼拉海沟向东俯冲于西进的花东海盆-菲律宾海板块之下,形成中新世增生楔,及6.5Ma至今由北向南迁移的斜向弧陆碰撞,导致中央山脉隆升出露海平面之上,形成原始台湾岛.由此原始台湾岛,台湾河流系统开始发生,并将侵蚀物经河流向西供输到原始台湾海峡前陆盆地,同时也向东供应到北吕宋海槽弧前盆地.随着弧陆碰撞的持续进行,南海东北部陆架上层序被推覆并出露在中央山脉西侧,台湾岛出露的面积也随之变大;1Ma的吕宋火山岛弧北段更向西仰冲,形成海岸山脉,拼贴在中央山脉东侧;最后又因1Ma冲绳海槽弧后张裂,中央山脉东北部又发生断陷,产生宜兰平原,形成今日台湾岛的形貌.     

东亚大陆新生代构造演化

东亚大陆的新生代构造演化受两大地球动力系统所控制:印度-欧亚板块的碰撞及陆内汇聚体系、西太平洋-印度尼西亚板块俯冲消减体系。从晚白垩纪到古新世期间,温暖宽阔的新特提斯洋分割着欧亚大陆和印度次大陆,并且向北俯冲消减于欧亚板块之下。与此同时,太平洋板块继续向西俯冲消减于欧亚板块之下,随着俯冲速率的大幅度降低,俯冲边界发生海沟后撤(trench rollback),使得欧亚大陆东边界开始形成一系列NNE走向的弧后拉张盆地。尽管印度与欧亚大陆碰撞的起始时间仍有争议,但至少强烈碰撞发生在距今45~55Ma期间。陆-陆碰撞及印度板块持续的楔入作用导致了新特提斯海的退出,青藏高原南部和中部的地壳增厚,并隆起形成"原青藏高原"。碰撞及其强烈的楔入作用还导致了青藏高原南部岩石圈块体向SE方向的大规模挤出。青藏高原南部块体的挤出时间与西太平洋-印度尼西亚海洋俯冲消减带的加速后撤是一致的,表现为沿消减带上盘弧后盆地的快速拉张和裂陷,构成具有成因联系的"源-汇关系"。距今20~30Ma期间,随着青藏高原大规模南东挤出的减弱,碰撞和楔入引起了向NE方向挤压的增强,导致了青藏高原本身向S和向NE方向的扩展。构造变形向南迁移到主边界逆冲推覆带,向北扩展到昆仑山断裂,造成柴达木盆地、河西走廊、陇西盆地开始接受最初的新生代沉积,形成青藏高原东北缘的大规模晚新生代沉积盆地群。西太平洋-印度尼西亚板块的海沟后撤大幅度减速或停止,直接导致了日本海扩张的停止,华北盆地裂陷期终止,进入整体热下沉阶段。大约距今10Ma以来,青藏高原内部的高海拔地区晚中新世以来开始出现近SN向的拉张,形成一系列SN向裂谷以及NW向右旋和NE向左旋的共轭走滑断裂系。与此同时,青藏高原向周边生长扩展,祁连山快速隆起形成高原北边界,龙门山也第2次加速隆升,与四川盆地形成近4 000m的地貌高差。在东部,沿西太平洋-印度尼西亚板块俯冲消减带的运动开始加速,不仅弧后拉张作用停止,一些早新生代的拉张盆地还发生反转而遭受到挤压缩短作用。     

“燕山运动”与东亚大陆晚中生代多板块汇聚构造——纪念“燕山运动”90周年

翁文灏先生提出"燕山运动"已经整整90周年,燕山运动对中国大地构造历史研究具有特殊的意义.文章回顾了"燕山运动"提出、发展和构造幕划分沿革历史,介绍与燕山运动相关的构造事件研究的最新成果和进展,重点阐述了中国大陆不同地区对燕山运动的沉积、变形和岩浆响应,进一步梳理了燕山运动幕式演化历史及其动力作用性质,探讨了燕山运动发生的板块动力学背景及其全球构造意义.研究认为,燕山运动是三叠纪东亚大陆雏形形成后的一次重大地质构造事件,起始于中侏罗世(170±5)Ma,先后经历175～136Ma主变形期、135～90Ma主伸展期和89～80Ma的弱挤压变形期等3个主构造运动时期.主变形期包含了北京西山和燕山地区发育的2个地层不整合事件:髫髻山底部不整合和张家口底部不整合,对应于翁文灏先生1928年定义的A幕和B幕.从区域上看,晚中生代燕山运动的启动和发展与古太平洋、新特提斯和蒙古-鄂霍茨克三大构造域洋壳俯冲消减历史和板块汇聚碰撞过程密切相关.晚侏罗世,东亚周邻多板块汇聚形成了3个巨型陆缘汇聚造山系统(北部蒙古-鄂霍茨克碰撞造山带、东部陆缘Cordillera型俯冲增生造山系统、西部班公湖-怒江俯冲碰撞造山系统)以及向陆内变形扩展系统,包括多方向的陆内造山带、鄂尔多斯和四川盆地的环形褶皱山系.陆内变形表现为远离汇聚板块边缘的大规模逆冲-褶皱构造、古老造山带的复活和广泛的岩浆成矿作用.结合古大陆分离-聚合过程的周期演变规律,本文提出晚中生代东亚多板块汇聚可能是未来亚美超大陆的起始点,燕山运动应是亚美超大陆诞生的"第一声啼鸣".     

欧亚东边缘的双向板块汇聚及其对大陆的影响

自3 Ma至现今,在欧亚东缘太平洋、菲律宾海板块以较大速率朝NWW方向运动,并沿海沟向欧亚大陆俯冲;同时欧亚板块以较小速率朝SEE方向移动,构成双方向的板块汇聚格局.沿日本岛弧东侧,海洋板片以较小的倾角插入欧亚大陆下面,在浅部产生的挤压变形扩展到日本海东边缘.琉球岛弧的中、北部,菲律宾海俯冲板片的倾角较大,其西南段由NE向转变为EW向,正经历活动的海沟后退与弧后扩张.台湾是3种板块汇聚的交点:欧亚沿马尼拉海沟向东俯冲,吕宋弧与台湾碰撞,使台湾岛陆壳东西向缩短与隆升,形成年轻的造山带,菲律宾海板块沿琉球海沟的西南段向北俯冲到欧亚下面.位于南海与菲律宾海之间的菲律宾群岛是宽的变形过渡带,两侧被欧亚向东、菲律宾海向西俯冲夹击,中间是大型左旋走滑断层.总体上,现今时期的太平洋、菲律宾海板块的西向俯冲运动所产生的变形主要分布在俯冲板片内部及岛弧,未扩散到弧后地区,可能这种俯冲运动产生的水平应力较小,不能阻挡欧亚大陆的向东移动,对大陆内部的现今构造没有明显的影响.     

晚始新世以来台湾-吕宋-民都洛地带的地球动力学演化

本文基于三个主要断面描述了台湾-吕宋-民都洛地带(或称为花彩弧)的构造格局。这三个断面是:(1)俯冲和岛弧均活跃的吕宋断面;(2)以碰撞活动为主的台湾断面;以及(3)以俯冲活动为主和碰撞不活跃的民都洛断面。基于地质研究和可利用的地球物理资料,并通过重建晚始新统和现代沉积层序,提出了菲律宾海和欧亚板块边界地区的地球动力学演化模式。其主要地球动力学事件为:(1)早渐新世时期中国南海(S.C.S)开始扩张,与此同时随Zambales和Angot蛇绿岩间吕宋岛俯冲;(2)自晚渐新世到早中新世,中生界(?)海洋盆地沿原马尼拉海沟俯冲;(3)在中新世中期(14—15×10~6年)南海扩张结束,与主要的运动学重建相关的中国南海海洋地壳向中国和Reed海岸-Calamian不活动边缘俯冲;(4)在晚中新世(～7×10~6年)时期,吕宋微地块与中国南海两个边缘开始碰撞;在上新世时期台湾的碰撞仍然活跃,但在民都洛的碰撞停止了。     

大陆碰撞带成矿作用:年轻碰撞造山带对比研究

新特提斯俯冲带之上的年轻碰撞造山带是进行大陆碰撞成矿研究的天然实验室和理想对象.本文以比利牛斯、阿尔卑斯、扎格罗斯、喜马拉雅四个地球上最年轻的大陆碰撞造山带为例,通过对这些造山带结构组成、演化过程和成矿系统等方面的概述,划分碰撞造山带类型,探讨不同类型碰撞带成矿同异性及缘由.对比研究表明,四个碰撞造山带可划分成简单碰撞和复合碰撞两种类型.前者以比利牛斯和阿尔卑斯为代表,表现为狭窄线状造山带和对称式造山带结构,缺乏弧岩浆活动,发育以中上地壳物质活动为主的成矿系统(密西西比河谷型铅锌矿床和造山型金矿床).后者以扎格罗斯-伊朗高原和喜马拉雅-青藏高原为代表,在欧亚大陆南缘表现为宽阔的造山高原和不对称式造山带结构,大陆边缘弧岩浆活动显著,产有大规模成矿系统(岩浆碳酸岩型稀土矿床、碰撞型斑岩铜矿床、造山型金矿床、密西西比河谷型铅锌矿床和伸展构造有关的锑金多金属矿床).尽管在简单碰撞带形成之前也有新特提斯洋壳的俯冲,但是没有形成大陆弧.而复合碰撞带在大陆俯冲之前有大陆边缘弧的形成,大陆碰撞引起增生造山带再活化,其中新特提斯洋壳俯冲作用为随后大陆碰撞带成矿提供了金属预富集.     

延吉地区晚中生代火山岩的Ar-Ar年代学及其大地构造意义

延吉地区晚中生代-新生代火山岩的高精度Ar-Ar年代学研究表明，前人划分为三叠-侏罗系火山岩 (包括三仙岭组、屯田营组、天桥岭组、金沟岭组和火山岩组)的喷发时期为早白垩世 (118-106 Ma)，略晚于中亚造山带东段及邻区的大规模岩浆活动的主体形成时代；而与古太平洋板块 (Izanagi-Farallon 板块)俯冲作用有成因联系的泉水村组adakite岩石的喷发时间为55 Ma左右。根据新的火山岩年代学资料，我们重建了区域晚中生代-新生代的火山-沉积地层格架     

秦岭造山带花岗质岩浆作用与造山带演化

秦岭复合造山带是探讨多期岩浆与造山作用关系的典型地区,已进行了不少研究和总结,但一些认识仍然不同.本文试图在前人研究的基础上,再做一些总结和讨论.依据最新的锆石年龄分期、相应的岩石组合和变形特征等,秦岭造山带花岗质岩浆作用主要可以分为新元古代(979~711 Ma)、古生代(507~400 Ma)、早中生代(250~185 Ma)和晚中生代(160~100 Ma).其中,新元古代花岗质岩浆作用分为979~911,894~815和759~711 Ma三个阶段,分别对应强变形S型(花岗质片麻岩)、弱变形I型到无变形A型花岗岩,显示同碰撞(979~911 Ma)到后碰撞(894~815Ma)和碰撞后(759~711 Ma)伸展裂解的花岗岩浆演化特点,可能是扬子-塔里木克拉通等中国古老陆块新元古代构造岩浆事件在秦岭古老地块的反映,该地块卷入到显生宙秦岭造山带中,故新元古代岩浆事件并非为秦岭造山作用的产物.古生代花岗质岩浆作用也可划分为507~470,460~422和415~400 Ma三个演化阶段,早期阶段伴随超高压变质作用;三个阶段分别解释为俯冲、同碰撞和后碰撞环境.早中生代花岗质岩浆作用可分为两个阶段:早期(250~235 Ma)以石英闪长岩、花岗闪长岩等I型为主;晚期(235~185 Ma)以花岗闪长岩、二长花岗岩为主,显示I,I-A和A型花岗岩的演化特点,并出现环斑结构花岗岩.秦岭早中生代花岗质岩石的年龄和主要地球化学指标(如A/CNK、K2O/Na2O和εNd(t))显示,垂直俯冲-碰撞带方向没有极性变化,因此,不宜用俯冲解释全部花岗岩,而解释为形成于勉略洋俯冲到闭合—扬子克拉通与秦岭地块碰撞环境.晚中生代花岗质岩浆作用也可分为160~130和120~100 Ma两个阶段,显示从I型—I-A过渡型—A型的演变趋势,与中国东部侏罗纪与白垩纪之交的挤压向伸展转变的花岗质岩浆演化趋势一致,可能属于同一环太平洋岩浆带,与古太平洋俯冲的远程陆缘或陆内效应有关.     

喜马拉雅汇聚带结构-属性解剖及印度-欧亚大陆最终拼贴格局

针对印度与欧亚大陆的碰撞方式与时限存在争议的现状,为探讨学术界关于喜马拉雅造山作用观点分歧的原因,本文首先综述了汇聚带结构-属性解剖方法论与基本原则,指出大陆碰撞造山带实际上包括了多种类型,但常见的大陆碰撞造山带往往包括了被动大陆边缘和活动大陆边缘的诸多块体拼贴的格局,其最终的碰撞格局及缝合带产出位置由增生楔底部界面控制,可能在拼贴后呈起伏状或者Z字形等复杂产状.厘定最终碰撞缝合带的可行思路,就是解剖活动大陆边缘结构,确定其作为俯冲上盘的岩石类型属性,特别是增生楔、高压-超高压和巴洛(Barrovian)变质带以及上叠弧前盆地.同时,找寻被动大陆边缘与活动大陆边缘接触的最外、最远边界及其趋近界面,就能厘定缝合面在地表的出露线.根据地球物理资料和高压变质岩等产出位置,限定其深部的产出状态,就可以限定缝合带的产出状态.结合汇聚带结构-属性解剖方法论与基本原则讨论,本文指出喜马拉雅南部汇聚带成分、结构复杂,急需重新开展结构-属性解剖.在综合前人研究资料的基础上,结合我们自己的最新研究结果,进一步总结探讨喜马拉雅造山带结构-属性的新认识,其中雅江蛇绿岩带包含多种构造组分,并非代表单一缝合带,可能是位于弧前后盾(backstop)的多地质单元组合.特提斯喜马拉雅(THS)包含混杂岩结构组成,具有"基质+块体"的结构特征;统一的南向古水流物源、单一的欧亚大陆特征碎屑锆石年龄谱,均表明特提斯喜马拉雅(THS)应该是冈底斯弧前体系,在最终碰撞前具有欧亚大陆属性.高喜马拉雅(GHS)和低喜马拉雅(LHS)组成复杂,由俯冲碰撞作用产生的榴辉岩等高压变质岩就位于高喜马拉雅(GHS)和低喜马拉雅(LHS)的顶部.根据造山带内的高压变质岩石折返都就位于俯冲上盘的产出特征,高喜马拉雅(GHS)和低喜马拉雅(LHS)的顶部含高压变质岩部分应属于俯冲上盘单元,俯冲带必须位于其下(南)部.因此,印度大陆最主要也是最终的俯冲作用是沿该俯冲带结构面发生.低喜马拉雅(LHS)和锡瓦里克的岩石组合表明其主体不发育混杂带,很可能属于印度的前陆体系.通过对喜马拉雅造山带内不同单元的结构-属性解剖,结合俯冲拼贴相关的构造变形年龄,本文认为印度与欧亚大陆最终的碰撞拼贴发生在14Ma之后.青藏地区南北向裂谷的发育、藏东地区哀牢山等剪切带左行-右行的转换等构造事件的发生,均可以协调地反映在俯冲带的影响范围和动力学控制之中.通过对喜马拉雅造山带的研究,提出喜马拉雅造山带最终碰撞拼贴新模式,表明造山带的结构-属性解剖是正确认识造山带的关键,其分析方法可以应用到全球造山带的研究.同时,本文也提出一些关于喜马拉雅造山带结构-属性研究未来需要关注的重要科学问题.     

中亚造山带东南缘二叠纪-三叠纪花岗质岩浆演化对增生-碰撞过程的制约

全球许多造山带都不同程度地经历了增生和碰撞造山阶段,作为全球最大的显生宙增生型造山带,中亚造山带是如何从俯冲增生演化到碰撞拼合是一个值得探究的问题.文章报道了位于中亚造山带东南缘内蒙古中部地区二叠纪-三叠纪花岗岩新的锆石U-Pb年龄(266～235Ma)、地球化学和同位素数据,并系统梳理了区域内已有资料,从岩浆性质随时间演化的角度,厘定出该地区从早二叠世俯冲到晚二叠世(软)碰撞的构造-岩浆演化特征.从早二叠世到晚二叠世,花岗岩类全岩ε_(Nd)(t)值和锆石ε_(Hf)(t)值逐渐从正值演化到出现负值(ε_(Nd)(t)值:2.4～-19.5;ε_(Hf)(t)值:11.6～-33.7),表明从增生演化到碰撞阶段,岩浆源区的古老陆壳组分逐渐增多.结合区域资料,进一步确认了中亚造山带演化到晚期发生(软)碰撞的岩浆标志为仅沿索伦-西拉木伦缝合带零星线性展布的增厚下地壳来源的中-晚二叠世至中三叠世高Sr/Y花岗岩类.同时,沿索伦-西拉木伦缝合带自西向东,增生-碰撞转换时期的花岗质岩浆活动的峰期年龄分别为约264和251Ma,也反映了古亚洲洋自西向东"剪刀"状闭合的过程.综合前人研究,将中亚造山带东南缘二叠纪至三叠纪从增生到碰撞的岩浆-构造演化过程总结为三个阶段.(1)早二叠世(约285Ma前):古亚洲洋双向俯冲,新生弧岩浆作用发育阶段;(2)中二叠世到中三叠世(约285～235Ma):俯冲增生到碰撞拼合的构造-岩浆转换阶段,由于造山带挤压汇聚导致板片断离而引发岩浆物源从年轻地壳向古老地壳转变;(3)晚三叠世(约235Ma后),后造山伸展相关的A型花岗岩和碱性岩浆作用发育阶段.     

西昆仑大地构造相解剖及其多岛增生过程

西昆仑造山带的大地构造相自北向南大致包括：（ｉ）塔里木地块西南构造域, （ｉｉ）库地北岩浆弧,（ｉｉｉ）库地混杂带,（ｉｖ）库地微陆块,（ｖ）主剪切带,（ｖｉ）峡南桥钙 碱性岩浆杂岩带,（ｖｉｉ）麻扎－康西瓦混杂带－增生楔,（ｖｉｉｉ）甜水海前陆褶皱冲断带等组成 部分．其中大地构造相（Ｉ）－（ｖ）记录了晚元古代－早古生代原特提斯大洋向北消减,欧 亚大陆向南增生的历史,而大地构造相（ｖｉ）－（ｖｉｉｉ）记录了羌塘地块北部被动陆缘沉积 大地构造演化、古特提斯洋晚古生代－早中生代的消减以及羌塘地块与欧亚大陆碰撞、 拼贴并最终焊合的历史．大地构造相分析表明西昆仑造山带存在复杂的多岛海－增生弧 造山作用．这种复杂的多岛增生作用是欧亚大陆向南增生的重要特征．     

延吉地区晚中生代火山岩的Ar-Ar年代学格架及其大地构造意义

延吉地区晚中生代-新生代火山岩的高精度Ar-Ar年代学研究表明,前人划分为三叠-侏罗系火山岩(包括三仙岭组、屯田营组、天桥岭组、金沟岭组和火山岩组)的喷发时期为早白垩世(118～106 Ma),略晚于中亚造山带东段及邻区的大规模岩浆活动的主体形成时代;而与古太平洋板块(Izanagi-Farallon板块)俯冲作用有成因联系的泉水村组adakite岩石的喷发时间为55 Ma左右.根据新的火山岩年代学资料,重建了区域晚中生代-新生代的火山-沉积地层格架:托盘沟组、三仙岭组/屯田营组(118～115Ma)、马鹿沟组/天桥岭组(K1)、金沟岭组/火山岩组(108～106 Ma)、长财组(K2)、泉水村组(约55 Ma)和大拉子组.这些新的火山岩Ar-Ar年代学结果暗示Izanagi-Farallon板块向延吉地区的俯冲时间发生在晚白垩世-古新世之间,与前人通过古地磁资料观察到的太平洋和欧亚板块的运动轨迹基本吻合.     

新疆吐-哈、三塘湖盆地二叠纪玄武岩形成古构造环境恢复及区域构造背景示踪

吐-哈盆地和三塘湖盆地是上叠在古生代造山带褶皱基底之上的晚古生代-中新生代叠合改造型陆内沉积盆地. 其中发育的玄武岩的全岩⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学研究揭示其形成时限在293~266 Ma, 为二叠纪. 玄武岩元素地球化学特征的对比分析表明, 三塘湖盆地玄武岩具有Nb, Ta强烈亏损, 高场强元素选择性富集的特点, 显示岩浆源区存在消减组分影响, 可能与古洋壳板片俯冲作用的影响有关, 具“滞后弧”火山岩的特征; 而吐-哈盆地Nb, Ta轻度亏损, Th/Ta较高, 应与陆内拉张带或者初始裂谷玄武岩相似. 据此并结合新疆北部区域的蛇绿岩和蛇绿混杂岩带形成时期及与造山期后伸展的区域岩浆活动研究综合分析, 推测吐-哈盆地、三塘湖盆地二叠纪的成盆构造背景可能与新疆北部地区晚古生代陆-陆碰撞造山之后发生的区域性伸展作用密切相关. 两盆地二叠纪玄武岩应属来自不同源区、但成盆动力学相似的造山期后伸展背景, 均应为陆内裂谷环境, 但三塘湖盆地火山岩源区明显受到过消减组分的交代, 显示先期应存在过板块俯冲消减作用.     

秦岭的由来

秦岭山脉是在新生代发生强烈隆升而形成的,但它在古生代-中生代却经历了一个漫长的造山带演化过程.秦岭造山带的发展涉及到大洋板块俯冲、弧后盆地扩张、不同陆块/地体分离与拼合以及造山期后强烈陆内变形.晚中生代秦岭造山带大规模走滑变形、地体侧向挤出以及陆壳俯冲等地质过程最终奠定了秦岭造山带现今的平面几何形态和内部地质结构.秦岭造山带演化所形成的挤压构造地貌在晚白垩世-古新世阶段被完全夷平.秦岭山脉新生代的隆升与地壳伸展作用相关,而非挤压构造的结果.秦岭山脉隆升与北侧渭河盆地沉降同时发生,两者构成了一个完整的伸展构造环境下的山-盆体系.秦岭山脉的隆升速率在晚始新世-渐新世中期相对缓慢,在渐新世晚期-中新世早期基本停止.中新世中期秦岭山脉开始重新隆升,并且在晚中新世-第四纪隆升速率明显增大.秦岭山脉的隆升主要受其北缘断层的控制.当秦岭北缘断裂为正断层时,它不仅导致上盘渭河盆地强烈断陷,而且造成下盘的秦岭山脉发生翘倾抬升.当秦岭北缘断裂为压扭性走滑断层时,它所引发的挤压作用则使渭河盆地发生抬升和剥蚀,秦岭山脉也停止了翘倾抬升.秦岭北缘断裂在1 0百万年左右演化为一个侧向连续的大型正断层,从而导致秦岭山脉自晚中新世以来发生强烈快速隆升.     

南海北部东沙运动的构造特征及动力学机制探讨

南海北部陆缘在南海扩张结束后发生了一次重要的构造运动—东沙运动.因前人对其研究较少,目前对其发生时间、影响范围和形成机制等都存在较大的争议.通过对东沙海区及其邻区新近纪地层二维、三维地震资料的详细解释,确定了东沙运动发生在晚中新世晚期,并在晚中新世末/早上新世初(5.5Ma)停止活动.东沙运动主要波及东沙隆起和潮汕坳陷地区,构造上主要表现为断块升降,其中隆起区沉积物遭受剥蚀,造成中新世及部分上新世地层的缺失.这次运动还形成了大量次级的NW-NWW向张性、张扭性断裂,构造运动整体上具有东强西弱的特点.东沙运动可能与新近纪以来菲律宾海板块持续向NWW方向运动导致的吕宋岛弧与欧亚大陆在9～6Ma期间开始发生的弧陆碰撞有关.同时,由于南海向马尼拉海沟下的俯冲及洋壳的冷却沉降作用,南海北部陆缘处于拉张环境,岩浆底侵到下地壳底部形成高速层,破坏了该区域的地壳均衡,从而造成上部地壳的隆升.     

秦岭造山带的造山过程及其动力学特征

秦岭是经过3个不同构造演化阶段,以不同构造体制发展演化而形成的复合型造山带.其主造山作用板块构造演化阶段(Pt_3-T_2)是3个板块沿两个消减带俯冲碰撞,经历了漫长复杂的造山过程.从裂谷构造体制转换为板块构造体制,从扩张、俯冲到碰撞.尤其从点接触初始碰撞经面接触碰撞到全面碰撞成山等造山的细节过程,反映了秦岭长期在特提斯构造域众多陆壳块体群分离、拼合、增生的过程中发展演化而形成,也显示出是在古今地幔动力学和圈层耦合关系变动过程中发展演化的,具有重要大陆地质与大陆动力学意义.     

发展板块构造理论:从洋壳俯冲带到碰撞造山带

地壳俯冲和大陆碰撞是板块构造理论的核心,而认识大陆碰撞造山带的形成和演化,是发展板块构造理论的关键.根据俯冲地壳的性质,业已认识到不同类型的板块俯冲带.根据碰撞块体的性质及其衍生岩石的成分,已经认识到大陆碰撞形成了两种类型的造山带.弧陆碰撞造山带既含有古老地壳物质,也含有新生地壳物质,它们在碰撞后阶段的再造就能够产生不同地球化学成分的岩浆岩.而对于两个相对古老大陆之间的碰撞所形成的造山带来说,碰撞后岩浆作用只是俯冲带古老地壳的再造.碰撞造山带在岩石圈拉张作用下发生活化再造,不仅再造作用在构造体制上具有继承性,而且再造产物岩浆岩在地球化学成分上也具有继承性.因此,研究碰撞后体制下的造山带再造,认识大陆碰撞造山带深部物理化学差异、俯冲地壳性质与碰撞后岩浆岩之间的成因联系,建立碰撞后阶段大陆构造演化的基本规律,是构建大陆动力学体系、发展板块构造理论的关键.