中国大陆大规模成矿作用油气田形成——来自岩石圈的约束

由克拉通、造山带、裂谷、边缘海洋壳和岛弧等5大岩石圈类型构成的中国大陆,由于不同类型岩石圈对应的动力学机制及其效应不同,岩石圈不同类型之间的连接带必定是不连续带,与大陆成矿作用有密切的联系。中国大陆已知的绝大多数金属矿床分布于岩石圈不连续和再活化不连续处,表明岩石圈不连续为大型矿床(矿集区)形成提供有利的运-储空间。中国大陆西北、中国东部和西南地区构造-岩浆-成矿事件序列对比表明,一个地区岩石圈的壳-幔岩石学结构、大规模成矿作用,取决于最强的、最后一次的岩浆作用,大规模成矿作用的发生起始于造山岩石圈根失稳、去根和大规模软流圈上涌时期,C型埃达克岩的出现是其标志之一。分布于中国内陆的扬子、鄂尔多斯、塔里木和准噶尔盆地等地表热流值低的“冷盆”,深部属于克拉通型岩石圈背景,在构造上往往为造山带的前陆盆地,克拉通型岩石圈构造上的稳定性决定了这些克拉通盆地不断被周围造山带吞食、掩埋、改造的格局,虽然在这些盆地内如今都已发现油气田,但在盆地外那些现今被造山带前缘逆冲体覆盖的区域,也应该是油气田产出的有利区域,即盆地外造山带花岗岩下依然是寻找油气田的重要远景区。分布于中国东部的平原区和黄海、东海及南海等陆缘海区,属于地表热流值高的“热盆”,这些盆地下对应的是裂谷型或洋壳型岩石圈,它们是在新生代时期中国东部沿海地区进入了新的构造演化阶段——大陆裂谷作用下形成的,以伴随广泛的玄武岩喷发为标志,对流地幔物质和热输入使盆地热流值升高成为“热盆”、大陆裂谷型岩石圈,乃至洋壳岩石圈(如南海中央海盆);伴随裂陷作用及伸展构造普遍发育的幔源玄武岩浆大量喷发,以及大量沉积物的快速沉积、埋藏有利于油气田的形成,其中的组分,如CO2气田中的CO2可能主要源于地幔。中国东部平原及边缘海区域是最具前景的油气田分布区之一。     

中国北方大陆及邻区岩石圈演化及与大规模成矿作用关系

根据地质和地球物理特征,中国北方大陆可区分为造山带型和裂谷型两类岩石圈,其中造山带型又可区分出分别代表古生代、中生代和新生代物质结构的造山带型岩石圈:在从空间上,自西向东分别由以天山为代表的新生代造山带型、以额济纳旗为代表的古生代造山带型、以大兴安岭为代表的燕山期造山带型和张广才岭为代表的新生代裂谷型岩石圈组成,反映了古生代形成的中亚造山带在中新生代大陆动力学过程中的分异演化,导致不同类型岩石圈形成和陆壳、岩石圈地幔物质组成、结构的不均一性,以及构成大规模成矿作用大体上以E110°为界,西部主要为晚古生代,东部主要为中生代的格局.简要讨论了不同岩石圈类型的壳幔物质、结构的地质含义,以及区域找矿方向和深部找矿空间问题.     

新生代以来中国大陆岩石圈尺度的大地构造分区

基于大陆根柱构造概念，讨论了新生代以来大陆岩石圈尺度的大地构造分枢，地壳浅部主要表现为３种形态，即西部挤压造山带、东部大陆裂谷带和中部克拉通块体群，它们分别对应山根与造山岩石圈根、地幔热柱和大陆（岩石圈）根，认为浅部构造开矿对对壳幔深部构造的一种响应，简述了地于岩石圈度的３个大地构造单元的软流圈     

盆山转换及其成矿作用——以昌都-思茅盆地和金沙江-哀牢山带为例

大陆岩石圈构造与大陆地球动力学研究仍是当代地学领域的前沿学科之一。大陆岩石圈的构造单元由造山带系统和盆地系统构成。造山带系统是古洋盆地、古岛弧与古大陆边缘系列盆地的俯冲、消减和碰撞而产生的盆地向山脉的转换带,并叠加有继生或衍生的盆地,以及碰撞造山期形...     

大陆岩石圈挠曲背景下盆山耦合研究进展与展望

盆山耦合研究在大地构造和地球动力学研究中占有重要地位。地貌负载引起的大陆岩石圈挠曲与沉积盆地沉降是盆山耦合的一种重要体现方式。本论文聚焦于挤压背景下大陆岩石圈挠曲盆地与造山带的耦合过程,系统梳理了单个或者多个地貌负载的几何形态、挠曲盆地几何形态以及岩石圈有效弹性厚度(T_e)三者之间的数学关系。在此基础上,论文介绍了岩石圈挠曲模拟方法在恢复岩石圈刚性程度、造山带演化过程以及盆地沉积沉降方面的具体应用。结合古环境分析与岩石圈挠曲模拟实验,本文提出了一种定量恢复造山带古海拔的新方法。有别于基于温度、压力以及动植物分布与海拔之间关系所建立的传统古高度计,该方法强调在海侵时期地貌负载与沉积盆地间的高度差即为造山带的古海拔。该方法的提出为重建中亚以及其他曾受海侵影响并与岩石圈挠曲相关造山带的古海拔提供了新的思路。论文最后介绍了岩石圈挠曲模拟在定量分析造山带与盆地演化的研究过程中存在的问题与不足,并提出了在探究沉积盆地基底属性、重建岩石圈挠曲相关造山带古海拔以及有关挠曲模拟软件开发方面的新展望。     

中国西北大陆岩石圈类型、岩石学结构及其意义

根据西北地区的地质和地球物理特征,区分出中国西北大陆以准噶尔和塔里木为代表的克拉通型岩石圈和造山带型岩石圈,而造山带型岩石圈又可以区分为以额济纳旗为代表的古生代造山带型岩石圈(老物质新结构)和包括天山、阿尔泰山、昆仑山在内的新生代造山型岩石圈(老物质新结构);依据岩石学方法、壳幔演化模型和造山带形成过程以及地震波速与岩石化学成分之间的关系,建立相应类型岩石圈的壳幔岩石学结,讨论了不同岩石圈类型的壳幔物质结构、地壳和岩石圈地幔厚度的地质含义及其找矿意义.     

中国大陆岩石圈岩石学结构、类型与不均一性

根据中国大陆的地质特征和现今地球物理特征,区分不同地区的岩石圈类型;依据岩石学方法、地球演化模型、地震波速与成分的关系等综合方法,建立了相应类型岩石圈的岩石学结构;根据岩石圈的动力学性质,划分出中国大陆克拉通、造山带、裂谷、边缘海洋壳和岛弧等5大岩石圈类型,首次构建出中国大陆岩石圈岩石学结构模型,展示了中国大陆岩石圈的不均一特征。     

根据形成地质作用对中国大陆岩石圈作构造分区

在综合评述前人关于大陆板块内部大地构造单元划分的基础上,讨论了以大陆岩石圈地质作用序列对亚欧大陆板块内部二级大地构造单元划分的准则与方法。相邻单元之间地壳生成演化作用序列不同,造成地层和岩石圈构造属性不同。基于板块运动的规律,可以根据地层和构造属性不同特征推断构造单元演化作用序列,并依据岩石测年资料划分大陆岩石圈构造单元。据此,大陆板块可划分为四个二级构造单元,包括克拉通、大陆碰撞造山带、大陆俯冲增生带和叠复构造单元。中国大陆板块的克拉通包括华北、扬子、塔里木和华夏四个;大陆碰撞造山带包括天山—西拉木伦河、昆仑—秦岭—大别、喜马拉雅、萍乡—江山—绍兴和台湾五个。大陆俯冲增生带包括吉黑、准噶尔、柴达木祁连、羌塘—拉萨—松潘和江南五个。这种分区同时把形成时代和区域构造形成地质作用作为区划的主要根据,体现了构造单元的基本属性。     

新生代柴达木盆地与周缘造山带的构造耦合

新生代以来,中国西部的一系列古老造山带和盆地在印-亚板块汇聚作用下重新复活,在青藏高原外围形成了现今全球最大的陆内挤压构造域,被称为环青藏高原盆山体系,其形成过程与机制对深入认识陆-陆碰撞如何影响大陆内部变形有重要意义。柴达木盆地是中国西部重要的新生代沉积盆地,四周均被巨型造山带所围限,共同构成了环青藏高原盆山体系北东段的主体。本文利用最新的石油地震勘探数据、地表地质和已发表的深反射地震数据,将上地壳变形与岩石圈深部变形有机结合,系统刻画了柴达木盆地与周缘三大造山带之间岩石圈尺度的构造耦合关系,在此基础上探讨环青藏高原盆山体系北东段的盆山汇聚过程与机制。柴达木盆地与南侧祁曼塔格—东昆仑山、北东侧南祁连山之间在上地壳尺度发育一系列倾向造山带的基底卷入高角度逆断裂体系,自新生代早期就开始活动,以垂直的基底抬升为主,水平缩短量有限;在下地壳和岩石圈地幔深度则发育倾向盆地一侧的深大断裂,使得柴达木盆地与周缘造山带之间发生截然的莫霍面错断。这些变形特征揭示柴达木盆地与南侧祁曼塔格—东昆仑山、北东侧南祁连山之间发育岩石圈尺度的构造楔,即盆地的岩石圈楔入至增厚的造山带下地壳,其发育主要受盆地与造山带...     

从弧后盆地到前陆盆地的沉积演化——以西藏北部羌塘中生代盆地分析为例

在特提斯构造域研究方面,大陆岩石圈的构造演化及其地球动力学机制一直受到地学界的普遍关注。大陆岩石圈的构造单元主要由造山带系统及其相关的盆地系统构成。笔者从盆地系统的研究角度出发,试图从与造山过程密切相关的沉积盆地分析中提取对地壳和岩石圈演化、洋-陆转换?..     

中国大陆地幔对流格局和岩石圈层构造运动

六十年代以来,由于卫星重力测量和计算技术的迅速发展,有些研究者,如Runcorn(1967)和Liu(1976-1980),根据卫星重力数据计算获得地幔对流及其应力场图象来研究全球板块构造和区域构造。愈来愈多的事实表明,构造运动不仅是地壳和岩石圈层物质运动的表现,而更重要的是地幔物质运动的反映。因此,本文应用作者计算获得的岩石圈层下面地幔流运动图象与大地构造及近代构造运动的资料相对比,探索我国岩石圈层下的地幔对流格局形成及其对构造运动的影响。     

山东重大基础地质问题研究进展

在1∶50万山东省大地构造相图编制和大地构造相综合研究的基础上,作者对山东重大基础地质问题提出了新的划分方案.山东地块是经多期增生和碰撞、镶嵌、叠覆而成的,其漫长的地质构造演化具明显的阶段性,可分为前南华纪、南华纪-中三叠世和晚三叠世-第四纪三大构造演化阶段.大地构造分区分为陆块区、造山系和叠加造山-裂谷系,划分出3个Ⅰ级构造单元、5个Ⅱ级构造单元、18个Ⅲ级构造单元和55个Ⅳ级构造单元.基于鲁东和鲁西地区在地层建造、岩浆活动、构造格局和成矿作用等存在的重大差异性,新厘定的渤海陆块作为华北陆块区之下的Ⅱ级构造单元.厘定大别-苏鲁造山带的北部边界、鲁西陆块与渤海陆块的边界.对古元古代荆山群、粉子山群形成的构造环境进行了深入探讨,认为是弧后盆地靠近大陆边缘一侧的构造背景,在古元古代晚期的造山过程中,粉子山群和荆山群等均卷入了造山过程,其中荆山群发生了深俯冲及高压麻粒岩相变质作用.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,金矿形成于中生代构造体制转折和岩石圈减薄的动力学背景,与华北板块和扬子板块碰撞及太平洋板块的俯冲机制存在密切成因关系.     

关注三维交切构造——出露地表的大陆岩石圈构造解耦面

大陆内部弥散性的变形表明经典板块构造理论未能阐述大陆构造。矿物变形的实验室研究结果、岩石流变学性质随深度改变和地震测深剖面资料都提示大陆岩石圈具有三明治式的强度包络面。任纪舜、张国伟和钟大赉分别把岩石圈不同深度层次的三维交切构造称为立交桥式构造或多向层架构造。它们的出现提示岩石圈发生了构造解耦,新的变形体制在拆离面以上发展起来。前苏联地质学家把它称为岩石圈的构造成层作用。本文列举了喜马拉雅东、西构造结和秦岭造山带可能出露于地表的三维交切构造实例,呼吁重视这类代表大陆岩石圈不同深度层次的构造堆叠体,并把它作为揭示岩石圈构造变形的最佳切入点。     

论胶东地区中生代岩石圈减薄的证据及其动力学机制

胶东地区可划分为两个大地构造单元：胶北断块和胶南造山带。前者为华北板块组成部 分，后者为华北和扬子板块的碰撞拼合带。五莲－青岛－海阳－牟平深断裂构成上述两个构造单 元的边界。本文从地质（陆壳隆升、构造岩浆活动与断陷盆地形成）和地球物理（重、磁异常与地震 测深）两个方面论述了胶东地区中生代经历了两个不同构造演化时期：前期（Ｔ３－Ｊ２）陆壳隆升和后 期（Ｊ－Ｋ）陆壳拉伸。我们认为，岩石圈减薄的动力学条件是与库拉－太平洋板块以不同边界类型 向欧亚大陆俯冲以及郯庐断裂以不同方式的强烈活动密切相关。在综合分析基础上建立了胶东地 区岩石圈减薄的动力学模式。     

Lateral displacement of crustal units relative to underlying mantle lithosphere: Example from the Bohemian Massif

We propose a mechanical model of deformation of the entire lithosphere of the Bohemian Massif (BM), whose core is formed by an asymmetric block of the Teplá-Barrandian (TB) unit in between the Saxothuringian (ST) and Moldanubian (MD) units. For the modelling, we have re-processed P-wave travel times recorded during the last two decades at dense networks of seismic stations installed in the BM during several passive seismic experiments. We also use previous results of anisotropic studies based on splitting of teleseismic shear waves. This allows us to refine estimates of the lithosphere thickness and delimit deep margins of the individual mantle lithosphere domains. The domains are rigid enough to preserve pre-orogenic olivine fabrics differently oriented in each of the units. Shapes and dips of the mantle boundaries, representing major zones of weakness inherited from the Variscan amalgamation of independent microplates, indicate that north-westward subductions beneath the TB unit dominated tectonic development of the core of the BM. Two mantle lithosphere domains with different fabric orientations, separated by a WSW-ENE striking shear zone, underlie the TB crust. The NW domain is the TB mantle lithosphere, while the SE domain is the MD mantle lithosphere thrust under the TB crust. Lithosphere of the north-western TB domain, compressed between early Variscan subductions of the ST continental lithosphere from the northwest and the MD continental lithosphere from the southeast, was pushed south-westward by about 50 km. Though the crust of the south-westerly TB promontory is commonly attributed to the MD unit, apparently it preserves the TB mantle lithosphere. The shifted TB lithosphere provides compelling evidence in support of older views suggesting that the Zone Erbendorf-Vohenstrauss (ZEV) originally belonged to the tilted western rim of the TB unit. During the final phase of the assemblage of the BM, the rigid TB lithosphere was disrupted by the southward pushing ST lithosphere along the newly formed NW-SE striking Jáchymov Fault Zone (JFZ). This lithosphere-scale process most likely changed the tectonic regime, released subduction-related forces and started the gravity-dominated tectonics.     

大地构造相的定义、划分、特征及其鉴别标志

大地构造相是反映陆块区和造山系(带)形成演变过程中,在特定演化阶段、特定构造部位的大地构造环境中,形成的一套岩石-构造组合,是表达大陆岩石圈板块经过离散、聚合碰撞、旋扭等动力学过程而形成的地质构造作用的综合产物,具有恢复与揭示陆块区和造山系(带)的组成、结构、演化与成矿地质背景的功能。根据板块构造理论的基本原理和长期研究中国大陆构造的实践经验,在前人大地构造研究的基础上提出了一个比较系统和详细的大地构造相划分方案。总结了这些大地构造相的基本特征及其鉴别标志,不仅丰富了大陆板块构造研究的内容,而且为区域成矿地质背景和资源预测的研究提供了新的思维和工作方法。大地构造相的鉴别也是厘定大地构造单元属性、划分大地构造演化阶段的重要标志。     

亚洲大陆型壳体的活化(地洼)构造与成矿特点

亚洲大陆岩石圈自古生代末起,相继在各个壳体发生活化,广泛形成地洼体制活动带,是亚洲大陆岩石围演化一运动史上的重大事件之一,在全球构造问题中占有重要的地位,为当代地球科学中的前沿课题。从壳体大地构造这一新思路分别对地洼体制构造单元在亚洲大陆的发生时代、分布范围、类型、发育特点及其大地构造意义;亚洲大陆地洼构造成矿的地球化学条件、主要矿种组合、主要矿床类型及其与其它大地构造类型的差别;亚洲地洼型成矿作用与多因复成矿床及超大型矿床的关系等诸多方面,进行了专门论述。有助于正确认识亚洲大陆广泛分布的有色、稀有金属内生矿床,以及泥炭、褐煤、油气田的构造类型特点、分布规律及其经济价值。     

大陆岩石圈的流变学性质和矿物中的水

评述了近些年来岩石圈(尤其是大陆岩石圈)流变学研究中的主要进展。这些研究中最重要的一个发现是水的存在可以显著地增强岩石的变形,从而对其流变性质产生明显影响。大陆岩石圈的流变性质比大洋岩石圈要复杂得多,尤其是较深处的下地壳和岩石圈地幔之间流变性质的对比和差异成为近些年来人们争执较大的问题。大陆岩石圈的流变性质可能具有显著的不均一性,不仅体现在垂向上,也体现在横向上。根据流变学实验研究的进展和对深部壳幔捕虏体中主要构成矿物结构水含量的测定,对华北克拉通深部岩石圈的流变性质进行了定量计算。结果表明华北克拉通在重力梯度带两侧的岩石圈有着截然不同的流变特征,这种差异可能对两侧不同的岩石圈动力学过程有重要的影响。     

中国大陆东部现今岩石圈结构的板条构造分区

中国大陆以银川－昆明－线（１０５°±２°Ｅ）为界,其西部和东部的岩石圈结构,构造等多方面均表现出重大差异,而且,根据山川大势和新构造断裂、地震活动、重力和地壳厚度、地磁异常、人和幔内高导层等方面的表现,西部和东部都可以再分出若干二级构造分区。以东部地区为例。本文 其分为东北区、东北区、大华北区、华中区、华南区、华南区和南海区,这七个二级构造区之间依次 被47°N构造线、阴山构造带、34°N构造线、北岭构造带、南岭构造带和20°N构造线等 所分隔。这组构造分区的基本特征是．近东西走向,宽度都在5个纬度左右,平行排列 彼此在岩石圈结构组成、构造变形的历史、方式和强襄等各方而都有明显差别．故称之 为板条状构造分区．它们是在中生代晚期以来对早期老构造进行强烈改造的过程中形成的。