天水盆地晚新生代构造演化——对青藏高原北东向扩展的指示意义

天水盆地是一个位于青藏高原东北缘的晚新生代盆地,西秦岭北缘断裂穿盆而过。盆地内充填了较为完整的晚新生代地层,记录了该区晚新生代以来的构造变形历史,对研究青藏高原北东向扩展的构造响应具有重要意义。本文基于详细的野外构造变形分析与测量,结合已有的年代学与沉积学研究,初步提出天水盆地晚新生代以来构造变形序列与构造应力场,重建其晚新生代构造演化历史。详细研究表明,天水盆地晚新生代以来主要经历了3期构造演化:即中新世早-晚期NW-SE向构造伸展,沉积盆地发育,并伴随碱性超基性火山岩喷发和金刚石矿床形成;中新世晚期-早、中更新世NE-SW向挤压,盆地发生构造反转,其动力学背景可能源于晚新生代青藏高原的北东向扩展,指示高原物质扩散开始显著影响到西秦岭地区;晚更新世以来受近N-S向伸展作用控制,盆地发生向东有限挤出并伴随顺时针旋转,主要由于青藏高原向北东扩展过程中,区域构造挤压应力方向发生顺时针偏转所致。     

青藏高原东北缘海原断裂带新生代构造演化

海原断裂带作为青藏高原东北缘构造变形最显著断裂带之一,记录了青藏高原向北东扩展的构造信息。在详细的构造测量基础上,初步提出海原断裂带新生代以来的古构造应力场序列,反演了其新生代构造演化历史。详细构造解析表明,海原断裂带新生代以来主要经历了5个构造演化历史阶段,即始新世-中新世NWSE向构造伸展与沉积盆地发育、中新世晚期-上新世NNESSW向构造挤压与海原断裂带右行走滑活动、上新世末-早更新世NESW向构造挤压与强烈褶皱逆冲活动、晚更新世晚期以来ENEWSW向构造伸展与断陷盆地发育、全新世以来NESW向构造挤压作用与断裂带强烈左行走滑活动。变形分析表明海原断裂带现今地貌格局主要缘于上新世末-早更新世NESW向强烈逆冲活动,后期ENEWSW向构造挤压作用导致断裂走滑活动,并改造了局部地貌,主要表现为沿断裂带发育一系列第四纪小型拉分盆地。该带新生代构造演化研究,为探讨青藏高原东北缘新构造演化提供了具体构造证据。     

银川盆地新生代构造演化：来自银川盆地主边界断裂运动学的约束

银川盆地新生代以来主要沿其边界断裂发生多期断陷活动,其边界断裂运动学特征记录了盆地的形成演化历史。基于其边界断裂滑动矢量的详细测量与分析,结合区域构造、盆地内沉积序列以及叠加变形分析,提出银川盆地新生代主要受NWSE向伸展、NESW向伸展与NESW向挤压3期构造应力场控制。结合区域构造演化与相关年代学数据,银川盆地新生代以来主要经历初始断陷、持续断陷与拉分断陷等3期构造演化,始新世-上新世受NWSE向伸展作用控制,银川盆地两侧主边界断裂发生正倾滑活动,导致盆地发生强烈断陷活动,充填了始新世-上新世红色砂岩、砾岩;更新世期间,古构造应力场转变为NESW向伸展,其主边界断裂以左行斜张活动,银川盆地持续断陷沉降;晚更新世晚期(?)以来,在NESW向挤压作用控制下,银川盆地主边界断裂发生强烈右行走滑兼正断活动,盆地受断裂剪切拉张活动,发生拉分断陷沉积。     

第四纪洞庭盆地构造性质及动力机制探讨

通过地表观察和第四系钻孔对第四纪洞庭盆地及周缘隆起区的地貌、沉积和断裂构造等进行调查研究,进而厘定洞庭盆地构造活动特征暨构造性质,并探讨其动力机制。研究表明,早更新世-中更新世中期洞庭盆地具断陷性质,具体表现在:①在边界正断裂控制下盆地及其次级凹陷强烈沉降并充填厚度较大的河、湖相沉积;②临澧次级凹陷发育典型封闭性断陷湖盆沉积;③NNE向、NW向、EW向、SN向等多组方向控盆断裂的发育指示区域伸展构造体制。中更新世晚期以来洞庭盆地具坳陷性质,主要表现在:①中更新世晚期洞庭盆地与周缘隆起区发生较大幅度的构造抬升并遭受剥蚀,同时产生构造掀斜与褶皱变形;②晚更新世-全新世洞庭盆地坳陷沉降并接受沉积。分析提出洞庭盆地第四纪构造活动机制:早更新世-中更新世中期盆地的断陷沉降与地幔上隆背景下的深部物质迁出有关;中更新世晚期盆地构造抬升、掀斜和褶皱变形与深部迁出物质的回返以及板块尺度的物质运动和挤压作用有关;晚更新世和全新世盆地坳陷沉降与区域挤压应力下的坳陷或拱坳变形有关,可能同时伴有NE向的深部物质流动与拉张;不同级次和不同规模范围的深部物质迁移运动,造成了第四纪洞庭盆地与其内部次级构造单元之间的叠加关系。     

吐哈盆地早、中侏罗世聚煤期古构造

吐哈含煤和油气盆地是地质历史演化过程中不同时代、不同性质的沉积盆地转化叠合的结果。岩相古地理分析表明,早、中侏罗世含煤岩系发育于伸展机制下的泛湖盆环境,经历了沼泽化-湖化-沼泽化-湖化过程。两次沼泽化（聚煤期）时间分别为早侏罗世八道湾期和中侏罗世西山窑期早期,两次湖泊扩张期为早侏罗世三工河期和中侏罗世西山窑期晚期。盆地基底具有受北东-南西向断裂和北西-南东向断裂控制、呈菱形断块组合的性质,同沉积期基底断块活动控制盆地古地理面貌和沉积格局。早、中侏罗世地层厚度等值线呈北东东-南西西向和北西西-南东东向交织展布,地层增厚、减薄带呈北东-南西向和北西-南东向相间排列。一般而言,两组凹陷带相交部位构成次级沉积中心,如台北凹陷西部、托克逊凹陷西部、哈密坳陷和艾维尔沟坳陷。吐哈盆地早、中侏罗世伸展作用的地球动力学背景是东天山地区后造山期应力松弛,导致造山带之间地幔物质运动激化,热扩容莫霍面上隆,使地壳上部处于引张应力状态,基底断裂以正断层位移形式造成断陷伸展,接受沉积并逐步扩展。     

平衡剖面方法恢复柴达木盆地新生代地层缩短及其意义

柴达木盆地为一中-新生代盆地,位于青藏高原北缘,盆内中-新生代地层发育,很好地记录了印度板块与欧亚板块自距今55Ma以来碰撞传播到高原北缘的地质事件。本文以最新的高精度磁性地层和年代地层为约束,通过盆地内部一条北东——南西向地震大剖面,用平衡剖面方法恢复新生代以来盆地因两大板块碰撞而引起的北东——南西向地壳缩短量,揭示盆地的性质和变形历史。结果表明:柴达木盆地在印度板块与欧亚板块碰撞的早期就开始变形,呈现弱的挤压状态,至始新世中——晚期变形明显增强,然后略为减弱,从中新世中-晚期尤其更新世以来地壳缩短速率快速增加,反映此时挤压变形最强烈,高原北部快速隆升。     

华北新构造：印欧碰撞远场效应与太平洋俯冲地幔上涌之间的相互作用

作为大陆内部典型的伸展断陷区和强震活动区,华北地区处于东部太平洋板块俯冲构造和西部印欧大陆碰撞构造的双重大地构造背景之下,其新构造运动相当复杂:西部沿鄂尔多斯地块周缘两个地堑盆地系引张伸展断陷作用、中部太行山块体的局部断陷和整体隆升、东部华北平原区和渤海湾海域区的区域沉降,南缘沿秦岭构造带的左旋走滑拉张活动,东缘沿郯庐断裂带的右旋挤压走滑活动。这些不同类型的断裂构造在晚新生代的阶段性活动,产生了复杂的构造地貌组合特征。综合研究发现,华北晚新生代经历了3期伸展断陷-挤压隆升演化阶段:新近纪晚期(10～2.5 Ma)、早中更新世和晚更新世以来。地壳引张应力方向或NW-SE、或NE-SW向;地块隆升导致湖盆的消亡,挤压应力方向为NE-SW至W-E向。研究认为,华北地区新构造受两个岩石圈构造过程的相互影响:印欧碰撞产生的远程效应和东部岩石圈地幔的上涌。一方面,青藏高原东北缘地块的持续推挤及其构造应力向东的传递导致鄂尔多斯地块反时针旋转和秦岭山地的向东挤出逃逸,这个挤出构造动力学统治了华北地区晚新生代的引张伸展、斜张走滑和挤压变形。尤其是,新近纪晚期强烈的NW-SE向地壳伸展变形与青藏东缘挤出造山作用同步(10～9 Ma至4.2 Ma);上新世末期(约2.5 Ma)、晚更新世早期(约200～70 ka)和晚更新世晚期—全新世(约20 ka以来)3次构造挤压事件与青藏高原东缘构造事件基本对应。另一方面,岩石圈地幔上涌主导了华北东部平原区的区域地壳沉降,同时伴随着早、中更新世的5期幔源火山活动。这两个岩石圈构造作用力此消彼长,深刻统治着华北地区新构造与现今活动构造以及地震构造。     

雪峰造山带靖州盆地断裂构造及其形成背景探讨

靖州盆地是位于雪峰构造带南段的一个NE向晚三叠世-中侏罗世小型陆相盆地。作者对盆地周缘上古生界及盆地侏罗系中不同产状与运动性质的小型断裂和节理进行了大量观察研究,据此识别出近SN向挤压、NNE向挤压、NEE向挤压、近EW向挤压、NW向挤压、NW向伸展等应力事件。根据断裂构造赋存层位和部分断裂显示的次序,结合靖州盆地构造特征及区域构造演化背景,初步厘定了研究区中生代以来构造体制演化过程:中三叠世晚期印支运动中区域NW向挤压;晚三叠世-早侏罗世区域近SN向挤压;中侏罗世早、中期区域NW向挤压;中侏罗世晚期因区域NE-NNE向溆浦-靖州断裂左行走滑而具SN向挤压;白垩纪因区域NE向挤压而形成NW向伸展;晚白垩世晚期-古新世溆浦-靖州断裂右行走滑派生NEE向挤压;始新世-渐新世区域近EW向挤压;新近纪区域NNE向挤压。     

西秦岭地区东昆仑-秦岭断裂系晚新生代左旋走滑历史及其向东扩展

要通过在TM遥感图像解译和野外观测的基础上,描述了东昆仑断裂带东段活动形迹的组成和活动断层地貌特征,阐述了甘南高原西秦岭地区新近纪拉分盆地的沉积-构造特征,提出了该区东昆仑-秦岭断裂系晚新生代左旋走滑伸展-走滑挤压-走滑伸展的3个阶段的构造变形模式。指出,中新世晚期至上新世早期,东昆仑-秦岭断裂系以左旋走滑伸展活动为主,伴随着西秦岭地区拉分盆地的形成和超基性火山岩群的发育。这期左旋走滑伸展活动向东扩展导致了渭河盆地新近纪引张应力方向由早期的NE-SW向转变为晚期的NW—SE向。上新世晚期以来(约3．4Ma以前),东昆仑-秦岭断裂系以左旋走滑挤压活动为主,导致早期拉分盆地的轻微褶皱变形,走滑挤压活动主要集中在东昆仑东段玛沁-玛曲主断裂带上。该期构造变动持续到早更新世,它的向东扩展产生了广泛的地壳形变效应,包括青藏东缘岷山隆起带的快速崛起、华北地区汾-渭地堑系的形成和发展以及郯庐断裂带右旋走滑活动等。中、晚更新世时期,断裂系以走滑伸展变形为主,主要集中在东昆仑断裂带东段3个分支上,地块向东挤出伴随着顺时针旋转。     

准噶尔西北缘石炭-二叠纪构造转换期变形分析及其地质意义

通过对扎伊尔山至哈拉阿拉特山一带详细的构造变形分析, 揭示出准噶尔西北缘主要发育以下3组构造组合: 近南北向、北东-南西向和近东西向.其变形序列为: 晚石炭世早期, 发育近南北向褶皱-冲断构造; 晚石炭世时期, 近南北向构造线受牵引拖拽呈北东-南西向, 达尔布特、克拉玛依蛇绿混杂岩以右旋走滑拉出或侧向楔冲形式构造就位于上覆石炭系中; 晚石炭世晚期至二叠纪, 发育以达尔布特断裂为代表的北东-南西向伸展断裂, 伴随广泛的中基性岩脉及花岗岩侵入; 二叠纪末至三叠纪初, 发育广泛的近东西向劈理、哈山一带逆冲推覆构造及达尔布特左旋走滑活动.石炭纪至二叠纪, 西准地区经历了从俯冲到碰撞再到碰撞后陆内变形的演化过程, 伴随着挤压和伸展多期构造叠加, 充分体现了该地区复杂构造转换变形的动力学过程.      

亚洲大陆内部盐湖沉积特征、阶段性演化及其控制因素探讨——基于罗布泊LDK01深孔岩心记录

罗布泊位于塔里木盆地东端,地处欧亚大陆深腹地,罗北凹地则是罗布泊东北部的一个次级凹地。通过对罗北凹地LDK01深孔沉积物粒度、磁化率和地球化学的分析,并结合沉积物的岩性、盐类矿物形态特征和和组合类型、构造背景,对罗布泊地区第四纪成钾环境的阶段性变化规律进行探讨。研究表明,罗布泊地区早更新世以来依次发育了河流相、三角洲相、湖泊相-风成相等沉积体系,并呈现出明显快速的湖相推进和退缩交替的频繁变化,指示盐湖演化是干湿气候周期变化和湖盆周围山区淡水周期补给共同作用结果。第四纪时期罗北凹地发展并最终形成塔里木"高山深盆"中最深的次级凹地地貌,这是青藏高原隆升导致的向北挤压的必然结果,大地构造和环境的变化直接控制了罗布泊盐湖的构造演化和沉积体系的转变。罗布泊盐湖的演化大致可分为三个阶段:第一阶段为断陷阶段,早更新世以来主要沉积淡水河流湖泊相陆源碎屑物;第二阶段为坳陷阶段,中更新世中期发育膏岩湖相,以石膏等硫酸盐析出为主要特征;第三阶段为萎缩阶段,进入晚更新世,大量盐湖相钙芒硝沉积至全新世时期石盐等氯化物析出;上述三个阶段构成一个完整蒸发沉积构造旋回并于最终阶段中形成了超大型的钾盐矿床。     

The Impact of the Linked Factors of Provenance, Tectonics and Climate on Potash Formation: An Example from the Potash Deposits of Lop Nur Depression in Tarim Basin, Xinjiang, Western China

Potash deposits commonly accumulate in highly restricted settings at the final stage of brine evaporation. This does not mean that potash deposits are formed simply as a result of the evaporation concentration of seawater or lake water, but rather as a coupling result of particular provenance, tectonics and climate activities. In this paper, we focus on the formative mechanism of the potash deposits of Lop Nur depression in Tarim Basin to interpret the detailed coupling mechanism among provenance, tectonics and climate. In terms of the provenance of Lop Nur Lake, the water of the Tarim River which displays “potassium-rich” characteristics play an important role. In addition, the Pliocene and Lower-Middle Pleistocene clastic beds surrounding Lop Nur Lake host a certain amount of soluble potassium and thus serves as “source beds” for potash formation. During the late Pliocene, the Lop Nur region has declined and evolved into a great lake from the previous piedmont and diluvial fan area. Since the mid Pleistocene, the great-united Lop Nur Lake has been separated and has generated a chain system consisting of Taitema Lake, Big Ear Lake and Luobei Lake which has turned into the deepest sag in Lop Nur Lake. Dry climate in Lop Nur region has increased since the Pliocene, and became extreme at the late Pleistocene. The study implies that potash formation in Lop Nur Lake depends on the optimal combination of extreme components of provenance, tectonics and climate during a shorter-term period. The optimal patterns of three factors are generally characterized by the long-term accumulation and preliminary enrichment of potassium, the occurrence of the deepest sub-depression and the appearance of an extremely arid climate in Lop Nur region. These factors have been interacting synergistically since the forming of the saline lake and in the later stages strong “vapor extraction” caused by extremely arid climate is needed to trigger large scale mineralization of potash deposits.     

松辽盆地南部白垩纪-古近纪挤压构造的发现与盆地性质探讨

松辽盆地位于欧亚板块东部,毗邻太平洋板块,是叠置于华北板块和西伯利亚板块之间的晚古生代碰撞造山带之上规模最大的中-新生代陆相含油气盆地,具有断、坳双重结构。自白垩纪以来,松辽盆地南部主要经历两期挤压作用:NW-SE向挤压作用发生在下白垩统营城组碎屑岩段-上白垩统泉头组沉积时期,挤压作用持续了18Myr;近E-W向挤压作用发生在四方台组-古近系沉积时期,挤压作用至少持续了39.1Myr。两期挤压作用都表现出东强西弱的特点,第二期挤压作用的变形强度远大于第一期,并且在明水组沉积晚期变形强度最大,这期挤压作用奠定了松辽盆地现今的构造格局。下白垩统营城组上部碎屑岩段-上白垩统泉头组和四方台组-古近系的沉积作用分别记录了第一期、第二期挤压作用形成的反转构造和断层相关褶皱的变形过程。上述构造在不同时期隆升速率与沉积速率之间的关系,控制了盆地的沉积范围、沉积地层的厚度和接触关系在空间上的变化。松辽盆地在上述两个构造演化阶段都处于活动大陆边缘的陆内区域,盆地性质都应属于陆内挤压坳陷盆地。     

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。     

基于砂箱模拟实验的罗布泊盆地新构造变形特征分析

在现有罗布泊盆地新构造活动特征分析的基础上,设计了刚性基底和塑性基底两种砂箱实验模型进行实验模拟。实验结果显示,在近南北向区域构造挤压应力作用下,罗布泊盆地两侧的阿尔金山与库鲁克塔格均以逆冲岩片的形式向盆地强烈逆冲,形成一系列向盆地推覆的冲断-褶皱带,且局部发育断层三角带。库鲁克塔格山发育一系列具右旋走滑作用的冲断层,而阿尔金断裂带则形成具左旋走滑的逆冲活动,在两者共同作用下,导致塔东地块发生向西逃逸,导致罗布泊盆地内部处于东西向伸展状态,发育一系列近南北向断层。模拟实验结果较好再现了罗布泊盆地新构造变形特征,有助于探讨塔里木地块东缘构造形成机制。模拟实验也表明罗布泊盆地两侧的盖层变形特征明显受控于基底发育特征,而两种模拟实验结果的分析比较表明罗布泊盆地具有刚性基底。实验结果为研究该区构造与成钾、油气成藏关系提供了依据。     

罗布泊盐湖化学沉积序列及其控制因素

罗布泊位于塔里木盆地的东部,是世界最大的第四纪干盐湖之一。罗布泊盐湖化学沉积序列总体简单,即为石膏—钙芒硝（巨厚）—石盐（很薄）,但细节变化则很复杂,在钙芒硝阶段和石盐阶段出现了很多含钾盐矿物的薄层,按时代从老到新,可划分出9个区段。罗布泊化学沉积序列除了与江汉盆地第三纪古盐湖有一定的相似性之外,与其他陆相、非海相和海相蒸发沉积序列有明显的差异,这可能与该地区的气候变化、物源背景及构造环境等有关。这种特殊的化学沉积序列应该是全球气候变化与大地构造运动在盐湖沉积中的响应,气候持续干化与补给变化的耦合,是造成罗布泊盐湖特殊的化学沉积序列的机制。     

罗布泊低品位光卤石矿分布特点及其找矿规律探讨

罗布泊干盐湖位于新疆塔里木盆地东部。1995年以来,在罗布泊发现了超大型规模卤水钾盐矿床,卤水钾盐资源主要赋存于罗北凹地等盐系地层中。近年来调查发现,罗布泊分布有地堑式张性断陷带,不仅控制成钾凹地的形成,其本身也蕴藏有一定规模的固体钾盐资源。地球物理(EH-4)测量显示,断陷带深达1 000 m。在罗布泊盐湖演化过程中,断陷带内出现较小规模的洼地或盐湖,湖表水蒸发浓缩形成卤水,由于罗布泊地堑式断陷带长达30~50 km,向下延长深度可达1000 m,说明罗布泊断陷带内可以形成和储集一定规模的固体钾盐矿,成为今后罗布泊盐湖钾资源扩大找矿的新空间。     

Features and Formation Mechanism of Faults and Potash-forming Effect in the Lop Nur Salt Lake, Xinjiang, China

1 Introduction The Lop Nur Salt Lake, located in the eastern part of the Tarim Basin, Xinjiang, China, has become a playa in the Quaternary. It is under the jurisdiction of Ruoqiang County, Xinjiang, being ~450 km east of Korla City, the capital of the Bayingolin Mongolian Autonomous Prefecture (Fig. 1), and 300 km south of the seat of Shanshan County. The geographic coordinates are 90o00'–91o30' E and 39o40'– 41o20' N. Field survey and drilling since 1995 have revealed an occurren…     

罗布泊钾盐矿区供水方向初探

罗布泊钾盐矿区地处气候极端干旱的塔里木盆地东部 ,区域范围内水资源极为贫乏。然而 ,开发生产钾盐的基本条件之一是就近寻找和开采地下水资源。罗布泊钾盐矿区及其周围区域地下水资源的分布特点和水质特点的分析表明 ,罗北洼地首采区以东约 90km的阿其克谷地是最具有远景的地区 ,初步估算地下水补给量达 1 4× 10 8m3 /a。     

罗布泊地下卤水中幔源稀有气体及其意义

采集于塔里木盆地东部罗布泊地区的地下卤水中稀有气体具有高于大气的值,显示出有高3He/4He值源区流体的贡献。这揭示了该区域深部存在壳-幔流体相互作用,深部地幔流体可能沿活动构造断裂带(比如阿尔金断裂带)上涌。其卤水释出气的4He/20Ne比值在0.572～2.105,略高于大气值至7倍于大气值,这表明罗布泊的地下卤水对大气是比较开放的,即受到近地表流体或大气的混染。同时,采集于塔里木盆地北缘库车盆地(又叫库车坳陷)的2件样品具有远低于大气的R值,其4He/20Ne比值为585.3～84.8,是大气值的数百倍,说明该区地下卤水源自于构造稳定的深部地壳,近地表流体对卤水的改造不明显而没有强烈地改变其R值。样品的40Ar/36Ar比值均接近于大气值(295.5),这揭示了近地表流体参与了源区卤水的运移与改造,只是库车盆地地下卤水受到近地表流体改造的程度较低。如果扣除大气(来自浅层流体)的混染,那么罗布泊地下卤水的R值将会比实际检测到的值更高,这进一步揭示了地幔流体参与了罗布泊地下卤水的形成演化。中国西北地区具有地壳厚、盆地长期稳定的特点,因此地幔流体活动不易出露于地表,但地幔流体所携带的地幔物源和热源会通过断裂带而影响地壳流体的特征。