中国中生代沉积盆地演化

在综合分析中生代早-中三叠世、晚三叠世-早白垩世、晚白垩世-白垩纪3个时段中国沉积盆地分布、充填序列、岩相古地理和构造古地理的基础上, 建立了中国中生代沉积盆地的时空演化, 并探讨了中国中生代沉积盆地的时空演化与中生代构造运动的响应关系, 认为: (1)随着亚洲洋俯冲消亡及天山-兴蒙造山系形成, 中国北方地区总体处于古亚洲洋消亡以后, 陆块汇聚碰撞背景, 西北地区盆山格局基本定型, 南部古特提斯洋的双向俯冲消减, 在北羌塘-三江多岛弧盆系中的一系列弧后洋盆相继俯冲消亡; (2)晚三叠世的"印支运动"使古亚洲陆最终固结并向外增生, 中国己经基本形成了南海北陆的分布格局, 绝大部分地区进入陆内演化阶段.印支期以后, 华南中部上隆, 隔开了西部的古地中海域和东部的古太平洋海域; (3)中侏罗世以来, 在古太平洋板块向欧亚大陆俯冲的影响下, 整个中国东部卷入滨太平洋构造域, 西太平洋型活动大陆边缘形成.中国东北大部分地区为弧内裂陷(火山沉积)盆地; 华北-阿拉善陆块东西分化, 中西部主要发育压陷盆地或断陷盆地或坳陷盆地, 东部则形成与古太平洋板块俯冲有关的陆缘岩浆弧弧内裂陷盆地; 华南则以雪峰山为界, 东部广泛发育与陆缘岩浆弧演化相关的弧内裂陷盆地, 西侧则发育陆内大型压陷盆地、断陷盆地或断坳盆地.中国西南则仍然为多岛洋弧盆系格局.      

从华北陆块南缘大洋扩张到北秦岭造山带板块俯冲的转换时限

本文以北秦岭造山带华北陆块南缘被动陆缘火山裂谷(大洋?)盆地、早古生代岛弧-弧后盆地和晚古生代岛弧-蛇绿杂岩等构造相带为研究重点,综合利用同位素年代学、古生物年代学、岩石学、岩石地球化学和同位素地球化学等实测数据,系统研究和探讨了北秦岭造山带被动陆缘大洋扩张向俯冲增生造山转换的时限.研究显示:华北陆块南缘由晚新元古代大洋扩张作用转化为板块俯冲作用的转换时限为早奥陶世,约472Ma左右.北秦岭造山带在古生代期间至少存在两期板块俯冲增生造山作用,时代上向南变新,空间上向南向洋内迁移.两次俯冲增生造山作用分别构筑了北秦岭造山带早古生代岛弧-弧后盆地和晚古生代岛弧-俯冲杂岩两条构造相带.     

南华北盆地与东秦岭—大别造山带的耦合关系

南华北盆地包括周口坳陷和合肥坳陷 ,是横跨在华北地块南部和华北地块南缘构造带之上的具有挤压和伸展双重性质的叠合盆地。受东秦岭—大别造山带的影响 ,它在中生代表现为东秦岭—大别山北麓冲断带前沿的前陆盆地 ,到新生代转化为断陷盆地。区域上 ,南华北盆地和东秦岭—大别造山带跨越四大构造单元 ,由南向北依次为扬子板块、南秦岭—大别 (包括南大别碰撞杂岩带和北大别弧杂岩带 )构造带、北秦岭—北淮阳构造带、华北地块南缘构造带和华北板块。其间分布着 5条主要断裂 ,即襄樊—广济断裂、桐柏—磨子潭断裂、方城—舒城断裂、确山—合肥…     

华北地台北缘中晚元古代地壳运动与地壳构造

华北地台北缘中晚元古代地壳运动分为燕辽旋回（１８～８．５亿ａ）、满家滩旋回（８．５～６亿ａ）。燕辽旋回为本区中、晚元古代坳拉谷发生发展消亡阶段，即地台第一盖层沉积地槽中晚元古代洋壳形成阶段。此阶段的白云鄂博亚旋回（１８～１４亿ａ）伸展裂陷作用为坳拉谷发生发展期，形成长城系；什那干亚旋回伸展拗陷作用为坳担谷发展萎缩期，形成蓟县系；汛河亚旋回收缩拗折作用为坳拉谷萎缩消亡期，沉积青白口系。地台北缘为被动大陆边缘。满家滩旋回地槽区向地台俯冲作用使地台第一次抬升隆起遭受剥蚀，仅在局部坳陷沉积震旦系、地台北部边缘为活动大陆边缘。     

黑沟断裂带及其对东秦岭北坡构造演化的控制

黑沟断裂带是东秦岭北部分隔秦岭地槽与华北地台的边界断裂。本文围绕黑沟断裂带,阐述了黑沟断裂带的地质特征,对比了黑沟断裂两侧的形成环境、变形特征及变质环境。由黑沟断裂南侧到北侧,存在以下几个变化极向性:形成环境由秦岭大洋环境到华北地台南缘改造大陆边缘环境,改造大陆边缘可进一步划分为洛南—栾川岛弧环境,熊耳山弧后盆地环境;变形由强烈的塑性变形到弱变形,变质由角闪岩相到低绿片岩相及低于低绿片岩相。在宽坪群内部存在一由南往北的递增变质带,由低绿片岩相→绿片岩相→低角闪岩相。宽坪群以及黑沟断裂带中存在高压相系。由此,作者从板块构造思想出发,认为黑沟断裂带是以板块结合带存在、发展并控制着东秦岭北坡构造环境的发展演化,其发展演化可划分为四个阶段:(1)中元古代俯冲阶段,(2)晚元古代推覆剪切阶段,(3)早古生代伸展阶段,(4)早古生代末挤压阶段。     

东海盆地形成的区域地质背景与构造演化特征

东海盆地处于西太平洋俯冲带前缘,是发育在华南克拉通基底之上的,以晚白垩世-新生代沉积为主的新生代盆地.东海盆地性质是在活动大陆边缘减薄陆壳之上的,由于洋-陆俯冲消减所引起的张裂、拉伸作用而形成的弧后裂谷型盆地,是西太平洋众多“沟-弧-盆”体系的一部分.东海盆地陆架外缘隆起控制着东海盆地的演化过程,该地质单元形成于晚白垩世,是陆缘隆起和增生楔的复合体,中新世后由于菲律宾海板块的活动而解体为现今的钓鱼岛隆褶带和琉球隆起.结合对陆架外缘隆起的研究后认为,东海盆地晚白垩世以来的演化历程具有3大构造阶段,即:第一阶段,古新世-中始新世西部坳陷形成发展期;第二阶段,中始新世-渐新世东部坳陷形成发展期,其中,中晚始新世太平洋板块的转向是东、西部坳陷构造迁移的分界点;第三阶段,中新世-全新世,东海盆地进入到菲律宾板块影响时期,原先的构造格局开始分解.      

豫西栾川地区大红口组、鱼库组的特征及其大地构造背景

本文在构造变形分析的基础上,厘定了大红口组和鱼库组的地层层序及上下关系。火山岩岩石化学特征、稀土元素及微量元素特征的研究表明,大红口组火山岩应属大陆边缘裂陷槽环境下的偏碱性粗面岩。晚元古代青白口纪与震旦纪之交,由于南部秦岭洋壳开始向华北地台俯冲,在原秦岭地块的部位发育了岛弧。岛孤以北的弧后盆地发育了以二郎坪群下部为代表的火山-碎屑沉积组合。受弧后扩张影响,更北的华北地台南缘则出现了边缘裂陷槽。大红口组和鱼库组以及其上的三岔口组,就是这种构造环境下发育的火山-沉积岩组合。     

流体包裹体在构造研究中的应用——以探讨华北地台与秦岭地槽构造关系为例

本文运用流体包襄体资料探讨华北地台与秦岭地槽的构造关系,取得了一些新的微观信息。1．华北地台与秦岭地槽之间不同构造带流体包裹体各有特色;2．不同构造带以断裂为界,不仅断裂两侧流体包裹体不同,而且断裂带本身的流体包裹体也有其特殊性;3．流体包裹体特征表明,以黑沟—铁炉子断裂作为华北地台与秦岭地槽的分界线最为恰当;4．运用不同时期不同类型的流体包裹体资料可从一个侧面论证华北地台与秦岭地槽间的构造演化历史。     

南海南部礼乐盆地结构演化及其对区域地质背景的响应

运用丰富的二维地震资料,通过构造结构与地层结构的分析,对礼乐盆地的盆地结构演化与转型过程及其对南海地区复杂动力学背景的响应特征进行研究。结果表明:受控于NNE、NEE、NW和近EW向的断裂体系,礼乐盆地现今构造格局表现为"两坳一隆"的结构特征;两个关键的区域角度不整合T70和T50将礼乐盆地新生界自下而上划分为三层结构:陆缘裂陷层、漂移裂陷层和前陆-拗陷层;响应于太平洋板块俯冲、印度-欧亚板块碰撞、新南海扩张、古南海消亡和菲律宾海板块楔入等一系列周缘板块重组事件,礼乐盆地的盆地结构演化及转型经历了三个阶段:陆缘多幕裂陷阶段,盆地结构受控于NNE和NEE向断裂体系,南北坳陷连通;漂移裂陷阶段,NNE和NW向共轭断裂体系控制盆地格局,中部隆起形成,分隔南、北坳陷;前陆-拗陷阶段,前陆盆地结构形成,随后盆地因热沉降进入拗陷沉积阶段。     

桐柏-大别碰撞造山带大型推覆-滑脱构造及其演化

桐柏-大别山是从志留至三叠纪连续发展演化的碰撞型造山带,以大规模推覆-滑脱构 为特征,推覆距离可达140km。造山带可分为超叠陆壳、混杂岩片及俯冲陆壳三个构造单元。地层对比、同位素年龄及变形分析可追溯其演化史:晚元古代泛中国板块解体;志留纪末期,古特提斯洋壳俯冲消减;石炭纪时,扬子与华北板块碰撞,陆间俯冲开始,华北板块推覆到扬子板块北缘之上;三叠纪末,形成前陆褶冲带;侏罗-白垩纪以来,造山带收缩隆起,伴随岩浆活动,大型走滑断裂及断陷盆地。     

西北太平洋岛弧系列成因的探讨

西北太平洋岛弧系列中的各岛弧(除马里亚纳岛弧为洋壳型弧外)均由陆壳型弧和洋壳型弧组成,并且左端与大陆相连,右端被后形成的岛弧所截。整个岛弧系列,从中生代末期开始发育至今,由北向南依次发展,规律明显。     

同位素地球化学填图与化学地球动力学在东秦岭造山带研究中的应用

总结了应用同位素地球化学填图和化学地球动力学研究东秦岭造山带的初步经验，并以较成功的实例来说明，内容包括：（１）华北和扬子克拉通幔源和壳源岩石化学和Ｎｄ、Ｐｂ同位素组成及壳幔演化差异的确定；（２）南秦岭前寒武纪基底应归属于扬子陆块构造－地球化学省的地球化学论证；（３）关于东秦岭蛇绿岩铅同位素的Ｄｕｐａｌ型特征及其同三江地区（属古特提斯范围）蛇绿岩的相似性的揭示；（４）北秦岭元古宙基底可能为古洋岛型微陆块的地球化学证据；（５）东秦岭新元古代和早古生代洋壳俯冲消减及聚汇带壳－幔再循环的地球化学证据；（６）关于陆－陆碰撞过程中杨子陆块边缘（南秦岭）俯冲于华北陆块边缘（北秦岭）之下，从碰撞型花岗质岩浆源区地球化学研究获得的直接证据。这些初步成果说明同位素填图与化学地球动力学在造山带研究中是具有重要前景的技术途径。     

北秦岭元古代构造格架与演化

秦岭造山带是经历了多阶段的多陆块长期裂解、拼合的复合型造山带。最新的地质、地球化学和同位素年代学综合研究共同揭示沿商丹带分布有中新元古代蛇绿岩,并伴生有与板块俯冲碰撞作用相关的弧后盆地、岩浆弧、高压变质作用,表明北秦岭于中元古代末—新元古代初曾发展成为类似于现代板块构造体制的活动大陆边缘,出现板块向北俯冲消减、弧后盆地的生成和蛇绿岩构造侵位及其后的碰撞造山作用。     

Tectonic evolution of a composite collision orogen: An overview on the Qinling–Tongbai–Hong'an–Dabie–Sulu orogenic belt in central China

The formation of collisional orogens is a prominent feature in convergent plate margins. It is generally a complex process involving multistage tectonism of compression and extension due to continental subduction and collision. The Paleozoic convergence between the South China Block (SCB) and the North China Block (NCB) is associated with a series of tectonic processes such as oceanic subduction, terrane accretion and continental collision, resulting in the Qinling–Tongbai–Hong'an–Dabie–Sulu orogenic belt. While the arc–continent collision orogeny is significant during the Paleozoic in the Qinling–Tongbai–Hong'an orogens of central China, the continent–continent collision orogeny is prominent during the early Mesozoic in the Dabie–Sulu orogens of east-central China. This article presents an overview of regional geology, geochronology and geochemistry for the composite orogenic belt. The Qinling–Tongbai–Hong'an orogens exhibit the early Paleozoic HP–UHP metamorphism, the Carboniferous HP metamorphism and the Paleozoic arc-type magmatism, but the three tectonothermal events are absent in the Dabie–Sulu orogens. The Triassic UHP metamorphism is prominent in the Dabie–Sulu orogens, but it is absent in the Qinling–Tongbai orogens. The Hong'an orogen records both the HP and UHP metamorphism of Triassic age, and collided continental margins contain both the juvenile and ancient crustal rocks. So do in the Qinling and Tongbai orogens. In contrast, only ancient crustal rocks were involved in the UHP metamorphism in the Dabie–Sulu orogenic belt, without involvement of the juvenile arc crust. On the other hand, the deformed and low-grade metamorphosed accretionary wedge was developed on the passive continental margin during subduction in the late Permian to early Triassic along the northern margin of the Dabie–Sulu orogenic belt, and it was developed on the passive oceanic margin during subduction in the early Paleozoic along the northern margin of the Qinling orogen.Three episodes of arc–continent collision are suggested to occur during the Paleozoic continental convergence between the SCB and NCB. The first episode of arc–continent collision is caused by northward subduction of the North Qinling unit beneath the Erlangping unit, resulting in UHP metamorphism at ca. 480–490 Ma and the accretion of the North Qinling unit to the NCB. The second episode of arc–continent collision is caused by northward subduction of the Prototethyan oceanic crust beneath an Andes-type continental arc, leading to granulite-facies metamorphism at ca. 420–430 Ma and the accretion of the Shangdan arc terrane to the NCB and reworking of the North Qinling, Erlangping and Kuanping units. The third episode of arc–continent collision is caused by northward subduction of the Paleotethyan oceanic crust, resulting in the HP eclogite-facies metamorphism at ca. 310 Ma in the Hong'an orogen and low-P metamorphism in the Qinling–Tongbai orogens as well as crustal accretion to the NCB. The closure of backarc basins is also associated with the arc–continent collision processes, with the possible cause for granulite-facies metamorphism. The massive continental subduction of the SCB beneath the NCB took place in the Triassic with the final continent–continent collision and UHP metamorphism at ca. 225–240 Ma. Therefore, the Qinling–Tongbai–Hong'an–Dabie–Sulu orogenic belt records the development of plate tectonics from oceanic subduction and arc-type magmatism to arc–continent and continent–continent collision.     

华北地块南部巨型陆内俯冲带与秦岭造山带岩石圈现今三维结构

豫西横穿秦岭造山带的反射地震为主的综合地球物理探测，发现秦岭现今北界存在华北地块南部自北向南向秦岭的巨型陆内俯冲带，深达Ｍｏｈｏ面以下，与之相伴而生，在中上地壳发育自南向北的逆冲推构造带，千公里东西向延伸，主要发生于晚白垩世１００Ｍａ±，成为秦岭与华北地区块间中新生代重要陆内构造，它是秦岭造山带岩石圈现今三维结构的基本要素和组成部分，秦岭造山带岩石圈现今结构具有流变学分层的“立交桥”三维结构框架模型。显然它们具有统一的动力学背景，是秦岭造山带现今处于印度－青藏、太平洋和欧亚板块的西伯利亚地块等三大构造动力学体系复合部位，导致其从深部地幔动力学的最新调整到上部地壳响应所发生的壳幔等圈层相互作用的综合产物，可能是大陆长期保存、演化的主要途径与形式之一，具有重要的大陆动力学意义，对中国大陆构造、灾害、环境研究也具重要意义。     

华北地块北缘中新元古界沉积构造演化

根据文献资料及对研究区8 条实测剖面资料的综合分析结果表明,Columbia 超级大陆的裂解导致华北陆块北缘大陆裂 谷盆地的形成。随着大陆进一步伸展和洋壳的形成,华北地块北缘逐渐发展为被动大陆边缘。在1400 Ma 左右,即铁岭组 沉积后,华北地块北缘转变为活动大陆边缘。早期洋壳向华北地块低角度的俯冲造成弧后地区发生挤压（芹峪上升）,导致 铁岭组抬升和剥蚀,而后期洋壳高角度的俯冲又造成弧后区域发生强烈的伸展和断陷,沉积了下马岭组,并伴随辉绿岩的 侵入。华北地块与相邻地体之间的碰撞导致下马岭组的抬升（或蔚县抬升）以及碰撞花岗岩的形成,挤压构造发生的时间 对应于Rodinia 超级大陆的形成期。新元古代沉积是Rodinia 超级大陆裂解的结果。龙山组石英砂岩和海绿石砂岩是Rodinia 超级大陆裂解后的最早期沉积,记录了海侵初期的超覆过程。     

中国各大陆块在寒武纪全球构造中的位置及意义

者根据近年来所获的古地磁数据及板块构造的研究成果,对中国各大陆块在寒武纪全球构造中的位置进行了再造。笔者认为寒武纪全球存在三大洋、四大陆域。其中,中国大陆中的扬子、塔里木、柴达木等均属冈瓦纳大陆域,华北陆块则属介于冈瓦纳与劳亚两个大陆域之间的一个中间陆块。且当时华北与扬子两陆块的南、北位置与现在的位置正好相反。而介于二者之间的秦、祁古洋盆在当时是一个位于南半球赤道附近的径向洋。     

板块俯冲起始与大陆地壳演化

组成大陆地壳的物质主要来自两个地质过程:地幔柱活动和板块俯冲。目前大多数研究认为板块俯冲起始于30多亿年前。在板块俯冲起始之前,基性的初始地壳物质受热重熔是大陆地壳生长的主要方式,其中,地幔柱活动是关键。地幔柱不仅向地壳输送玄武质岩浆,同时导致已有玄武质岩石和沉积岩通过部分熔融向中酸性岩石转化。当原始岩石圈强度足够大时,地幔柱会导致岩石圈倾斜、破裂,产生下滑力,诱发板块俯冲。板块俯冲引发岩浆活动,产生大量的岩浆岩,如岛弧安山岩、弧后盆玄武岩等。这些岩浆岩通过喷发、侵位,再经由块体拼贴、增生等过程加入到大陆地壳,是大陆地壳生长的主要途径。同时,板内岩浆活动乃至地幔柱活动等也与板块俯冲有直接或者间接的联系。俯冲再循环物质促进地幔柱发育,也为大陆地壳的生长提供物源和热能。与此同时,大陆地壳不断风化剥蚀,其中一部分沉积物随俯冲板块再循环到地幔,而板块俯冲过程也通过俯冲剥蚀等过程,将仰冲盘岩石圈物质刮削带入地幔。这些是大陆地壳消减的主要途径。目前大陆地壳增生和消减基本处于动态平衡。     

Process of Rifting and Collision along Plate Margins of the Qinling Orogenic Belt and Its Geodynamics

The Qinling erogenic belt underwent complicated processes of rifting and collision, as shown by the coexistence of (1) ocean extension and plate margin rifting and (2) subduction of the frontal oceanic crust and extension of the rear plate margin. These resulted in a basin-mountain framework characterized by the coexistence of plates separated by the ocean basin and continental blocks demarcated by the rifting sea trough in the marginal region and the coexistence of subduction orogeny and ocean extension. Generally speaking, the plate marginal area between the North China plate and Yangtze plate continually rifted from north to south and the rifted micro-plates continually accreted northwards. This especial orogenic process was probably controlled by two events of deep mantle geody-namic adjustment and mantle plume activities, which occurred in the Shangdan suture belt and Mianlue suture belt from north to south respectively.     

东秦岭造山带岩石圈热结构及断面模型

东秦岭岩石圈热结构热状态十分不均匀,沿断面可分成华北地块、北秦岭、南秦岭、扬子地块四大块,南秦岭为“热区”,北秦岭为“冷区”。商丹断裂带具８１．３ｍＷ／ｍ２高热流值,是南北秦岭的分界线,是多期构造运动的活动带,是扬子地块与华北地块的缝合带。加里东期扬子地块向华北地块俯冲碰撞,印支—燕山期俯冲板片由于“去层状化作用”断开下沉,软流圈上侵,岩石圈上地幔变薄。后国华北岩石圈下部插入扬子俯冲板片中形成穿插构造,商丹断裂带成为现今向南倾的走滑断裂带。中上地壳有不同时期的大规模逆冲推覆体,断块向南叠置;下地壳缩短成“漏斗”状下滑,地壳增厚造成东秦岭造山带现今独特复杂的岩石圈五层结构模型。