准噶尔盆地南缘二叠纪—三叠纪构造-沉积环境与原型盆地演化*

准噶尔盆地南缘(简称“准南”)的构造-沉积演化历史以及原型盆地性质一直以来备受争议。依据沉积环境分析、地层对比以及沉积演化研究,结合火成岩年代学、大地构造学等研究成果,探讨了该区二叠纪—三叠纪多期次的伸展—挤压环境转换及沉积盆地性质转变。晚石炭世,准南西段处于北天山洋壳向伊犁地体俯冲的末期,沉积环境以滨浅海为主,为残留洋盆地;准南东段以半深海相碳酸盐沉积为主,发育典型的双峰式火成岩,显示为陆内的伸展环境。早二叠世,准南以滨浅海相细粒碎屑岩沉积为主,发育同沉积断裂和伸展垮塌变形构造,表现为陆内裂陷盆地的特征。中二叠世,准南仍以滨浅海相为主,但其沉积速率明显加快,沉积厚度变大,整体上表现为以热力沉降为主的坳陷盆地。晚二叠世,北天山和博格达地区普遍发育冲积扇或扇三角洲,上二叠统泉子街组和中二叠统红雁池组之间呈明显的角度不整合接触,沉积环境发生突变,均显示北天山快速冲断隆升,表明该时期准南为陆内压陷盆地。早三叠世,准南快速冲断结束,该区进入相对稳定的发展阶段,以发育滨浅湖相细粒沉积物为主,表现为弱挤压的陆内压陷盆地的特征。中晚三叠世,由于持续湖侵,沉积盆地范围进一步扩大,北天山被削高补低,准南乃至整个准噶尔盆地进入统一的内陆湖泊演化阶段,整体上以滨浅湖相—半深湖相沉积为主,表现出陆内坳陷盆地的特征。综合上述原型盆地性质和沉积环境分析,可将准南二叠纪—三叠纪构造-沉积演化划分为4个阶段:晚石炭世—中二叠世为后碰撞伸展阶段,晚二叠世为北天山挤压冲断阶段,早三叠世为弱挤压压陷和削高补低阶段,中晚三叠世为稳定拗陷和准平原化阶段。     

塔里木盆地西北缘与南天山早-中二叠世盆山耦合特征

通过对塔里木盆地西北缘及相邻南天山造山带的早-中二叠世岩相古地理、构造和岩浆作用的分析表明,塔里木盆地西北缘在早-中二叠世由于地幔柱作用而导致玄武质岩浆活动,南天山造山带内部则发育几乎同时代的碰撞后花岗岩.盆山结合部位早-中二叠世的沉积中心处于不断沉降的状态,而且沉积中心逐渐向塔里木地块之上迁移.南天山在早-中二叠世碰撞后伸展背景下的隆升作用导致塔里木岩石圈向南天山之下发生陆内俯冲作用,在山前形成类似周缘前陆盆地的构造环境,山前沉积中心相当于周缘前陆盆地系统的前渊相带.塔里木盆地内部早二叠世的地幔柱活动与南天山的碰撞后伸展作用没有明显的相关关系,但是南天山在早-中二叠世的碰撞后伸展作用则与塔里木盆地西北缘的沉积-构造作用具有良好耦合关系.     

新疆中天山干沟一带蛇绿混杂岩和志留纪前陆盆地的发现及其意义

托克逊县干沟一带出露有早古生代蛇绿混杂岩和志留纪前陆盆地沉积。其时空配置表明,新疆中天山北缘早古生代大洋在奥陶纪曾发生大规模的向北消减,志留纪因前陆和岛弧的碰撞而形成前陆盆地,充填序列揭示了碰撞造山作用过程。对碎屑岩中陆源锆石同位素测年表明其最新物源的年龄不小于461Ma。而侵入该前陆盆地碎屑岩的花岗闪长岩中火成锆石的同位素测年数据为(386.1±4.1)Ma,限定了前陆盆地的上限。前陆盆地的终结标志着碰撞造山作用的结束。     

贺西地区中-晚古生代盆地性质刍议

贺西地区处于北祁连加里东褶皱带、阿拉善地块与鄂尔多斯地块的交汇处,多期构造活动造就了本区复杂的构造和成盆历史。该区晚古生代早中期处于早古生代洋盆体制与中生代陆内盆地发育期的转换时期,对该时期盆地的性质及其成因争议颇多。本文通过贺西地区晚泥盆世和早中石炭世同沉积正断层及其相关地质现象的论述并结合前人的研究成果,对贺西地区晚古生代早期盆地的性质及其成因进行了讨论,认为该期盆地既非碰撞裂谷,也非前陆盆地,而是造山后伸展型上叠盆地,同时认为该伸展盆地的形成与古特提斯洋等的形成具有一定的同步性,具有一定的区域地质意义。该区石炭系烃源岩条件良好,东部地区是油气勘探的有利区。     

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)。     

贺西地区晚古生代早中期同沉积断层的发现及其意义

贺西地区处于北祁连加里东褶皱带、阿拉善地块与鄂尔多斯地块的交汇处,该区晚古生代早中期处于早古生代洋盆体制与中生代陆内盆地发育期的转换时期,其盆地性质及成因争议颇多。在贺兰山地区工作中,作者发现晚泥盆世、早石炭世同沉积断层,并详细追踪了上泥盆统、下石炭统与上下地层的接触关系;结合野外相关地质现象及前人的区域地质研究成果,对贺西地区晚古生代早期盆地的性质及其成因进行了讨论,认为该期盆地既非碰撞裂谷,也非前陆盆地,而是造山后伸展型上叠盆地,同时认为该伸展盆地的形成与古特提斯洋打开呈现同步性,具有一定的区域地质意义。      

羌塘盆地东部中生代沉积特征与构造演化

羌塘盆地东部基底由前石炭纪吉塘岩群组成,沉积盖层为晚古生代一白垩纪地层。其中,中生代海相地层在盆地内分布广泛,沉积体系多样,构造古地理转换频繁。中生代盆地包括南羌塘坳陷、唐古拉山隆起带、北羌塘坳陷等3个构造单元,内部又可以划分出不同时期多个次级凹陷和凸起。盆地的发展和演化既受南、北两侧板块结合带控制,又受盆地内部被分划性断裂带围限的各断块差异性活动约束,依次经历了晚三叠世前陆盆地阶段,“北羌塘”早-中侏罗世伸展裂陷盆地发育阶段,多玛侏罗纪-早白垩世早期被动大陆边缘陆表海盆地发展阶段、晚期前陆盆地阶段,晚白垩世南羌塘山间压陷盆地演化阶段。实质上,该盆地是不同时期原型盆地有序叠加而构成的大型叠复式盆地。     

秦岭-大别新元古代-中生代沉积盆地演化

秦岭-大别造山带处于中央造山带的东部,经历了复杂的构造-沉积历史.在系统分析研究区4个二级和13个三级构造单元岩石地层、化石组合、同位素年代学及构造学等资料的基础上,划分出18个沉积盆地类型,并讨论新元古代-中生代构造-沉积演化:(1)新元古代-早古生代:商丹洋以北的北秦岭为岩浆弧和弧前盆地;南秦岭为陆内裂谷-台盆、台地-陆缘裂谷发育阶段;大别-苏鲁为陆内裂谷-台盆台地发育阶段;(2)晚古生代:北秦岭为海陆交互陆表海;勉略洋于泥盆纪开启;南秦岭为弧后陆棚与台盆台地并存发育阶段;(3)三叠纪:陆陆碰撞造山,全区进入前陆盆地发育阶段;(4)侏罗纪-白垩纪:断陷盆地和压陷盆地发育阶段.      

柴达木盆地北缘早奥陶世陆 弧碰撞及弧后前陆盆地——来自碎屑岩地球化学的证据

奥陶纪是柴达木盆地北缘早古生代碰撞造山演化的重要时期,柴达木地块与滩间山岛弧碰撞起始时限以及欧龙布鲁克海盆盆地类型、构造-古地理格局一直存在争议。本文在对欧龙布鲁克地块早奥陶世碎屑岩沉积野外观测及室内分析的基础上,测试了30个砂泥岩样品的主量元素、微量元素及稀土元素含量。结果表明,石灰沟组碎屑岩建造具有快速堆积、低成分成熟度、低结构成熟度的特征;该套碎屑岩沉积于活动大陆边缘背景下的弧后前陆盆地,碎屑物质来自南部由大陆上地壳与岛弧物质组成的上隆基底;早奥陶世(488~472 Ma)柴达木地块与滩间山岛弧陆-弧碰撞已经开始,但陆-弧碰撞起始时间不会早于493Ma。在此基础上,结合前人研究成果,认为早古生代欧龙布鲁克地块处于滩间山岛弧北部,盆地沉降、沉积演化受柴达木盆地北缘洋盆俯冲及柴达木地块-滩间山岛弧碰撞控制,寒武纪发育弧后伸展盆地,奥陶纪初期转为弧后挤压前陆盆地,弧后伸展与弧后挤压、沉积体系转换发生在490~480Ma之间。该成果从沉积学角度为柴达木盆地北缘陆-弧碰撞起始时限提供了新的制约。     

新疆西天山地区构造单元划分、地层系统及其构造演化

西天山地区是指位于奎屯南的北天山与库车北的南天山间的广大地区。早古生代,该区处于哈萨克斯坦—准噶尔板块东南缘中段与卡拉库姆—塔里木板块西北缘交汇部位,其主缝合带处于长阿吾子—乌瓦门一线。通过各构造单元地层系统及蛇绿混杂岩定年研究,认为本区博罗科洛山南缘霍城—哈希勒根一带为奥陶纪—志留纪的赛里木—准葛尔和乌孙—阿吾拉勒微板块的接合带。塔里木微板块北缘的南天山地区在中奥陶世—志留纪显示多岛洋的构造格局,早古生代板块活动经历了上亿年。晚古生代早期的洋盆较狭窄,生存时间为数千万年。北天山依连哈比尔尕地段隶属于早石炭世微型沟弧盆体系。晚古生代晚期由裂谷转为走滑拉分体制,此时壳—幔岩浆活动及物质交换频繁,为本区主成矿期。中生代进入板内陆块构造堆叠并伴随走滑的动力学环境。新生代受印度板块与欧亚大陆碰撞效应的汇聚作用,导致山体强烈隆升,造就了现今的南、北天山及伊犁盆地相间的地貌景观。     

新疆西天山地区构造单元划分、地层系统及其构造演化

西天山地区是指位于奎屯南的北天山与库车北的南天山间的广大地区。早古生代,该区处于哈萨克斯坦—准噶尔板块东南缘中段与卡拉库姆—塔里木板块西北缘交汇部位,其主缝合带处于长阿吾子—乌瓦门一线。通过各构造单元地层系统及蛇绿混杂岩定年研究,认为本区博罗科洛山南缘霍城—哈希勒根一带为奥陶纪—志留纪的赛里木—准葛尔和乌孙—阿吾拉勒微板块的接合带。塔里木微板块北缘的南天山地区在中奥陶世—志留纪显示多岛洋的构造格局,早古生代板块活动经历了上亿年。晚古生代早期的洋盆较狭窄,生存时间为数千万年。北天山依连哈比尔尕地段隶属于早石炭世微型沟弧盆体系。晚古生代晚期由裂谷转为走滑拉分体制,此时壳—幔岩浆活动及物质交换频繁,为本区主成矿期。中生代进入板内陆块构造堆叠并伴随走滑的动力学环境。新生代受印度板块与欧亚大陆碰撞效应的汇聚作用,导致山体强烈隆升,造就了现今的南、北天山及伊犁盆地相间的地貌景观。     

东天山北部古生代重大构造事件及其对中亚造山带演化的启示：基于1∶5万板房沟幅和小柳沟幅地质调查新证据

本文基于新疆哈密地区1∶5万板房沟幅和小柳沟幅区域地质调查新成果,对东天山北部古生代的重大构造事件以及演化历史进行了系统的梳理。基于下志留统与奥陶系之间角度不整合、下石炭统与泥盆系之间平行不整合以及上石炭统二道沟组与下伏岩系之间的角度不整合的确定,揭示奥陶纪与志留纪之交、泥盆纪与石炭纪之交以及晚石炭世期间存在几次重大构造事件。结合古生代不同时期沉积大地构造背景转换、岩浆活动构造环境转换以及构造变形格式转换的地质新纪录,提出奥陶纪与志留纪之交的造山事件为北部阿尔曼太洋闭合导致准噶尔—吐哈地块与阿尔泰地块碰撞的响应;泥盆纪与早石炭世之间的造陆构造事件可能是北部卡拉麦里洋盆初始汇拢碰撞的响应,其平行不整合以及下伏的志留纪—泥盆纪较稳定环境的沉积序列预示着介于卡拉麦里洋盆与南部北天山洋盆之间的准噶尔—吐哈地块为古亚洲洋盆体系中相对刚性的稳定陆块区,研究区作为准噶尔—吐哈地块的北部被动陆缘受卡拉麦里洋盆汇聚的影响较小;晚石炭世的造山事件则表现为响应卡拉麦里洋盆闭合后周缘前陆盆地的演化,是早石炭世沿卡拉麦里缝合带发生陆块碰撞以来挤压构造作用峰期的产物,其奠定了东天山北部北西-南东向构造基本格局。本文还重新界定莫钦乌拉断裂为北天山构造带(准噶尔—吐哈地块)与东准噶尔构造带的构造-地层分区界线,推断其为卡拉麦里缝合带向南东的延伸,并讨论了早石炭世受控不同构造体制的沉积和岩浆纪录的空间差异性,认为早石炭世北部莫钦乌拉山区域为与北侧卡拉麦里洋盆闭合后周缘挤压前陆盆地的发育过程,而南部博格达—哈尔里克山则总体呈现为响应南侧北天山洋盆闭合后的碰撞后伸展裂谷发育过程。     

合肥盆地基底构造属性

根据合肥盆地及周边地表地质、地震剖面、同位素测年及MT等新资料的综合研究,提出中-新生代合肥盆地的基底是一个不同构造类型基底的叠合与复合.上古生界以前的基底以六安断裂为界,其北为华北板块陆壳型-过渡壳型结晶基底及其上的华北克拉通-被动大陆边缘盆地沉积的上元古-下古生界基底;其南为大别型结晶基底及其上的北淮阳弧后盆地沉积的上元古-下古生界变质基底,而上古生界基底属于弧后前陆盆地型沉积.六安断裂是合肥盆地部位北大别弧、北淮阳晚元古-早古生代弧后盆地在早古生代晚期-晚古生代早期与华北板块的弧-陆碰撞缝合线.     

南天山古生代-中生代沉积盆地演化

南天山位于塔里木—卡拉库姆板块和伊犁-哈萨克斯坦板块的碰撞造山带.前人研究表明, 该区在古生代经历了洋盆的扩张、俯冲消减和碰撞造山; 中生代则进入到陆内发展阶段.但由于该区特殊的地理位置和复杂的构造背景, 洋盆的闭合时间及盆地演化的阶段依然存在诸多争论.在广泛收集地质资料的基础上, 对我国境内南天山地层大区进行了地层分区, 并对每个分区的古生代-中生代盆地沉积序列进行了详细分析, 最终划分出5个演化阶段: 寒武纪-奥陶纪, 南天山洋从有限洋盆发展为成熟洋盆, 洋盆性质为弧后盆地; 早志留世, 南天山洋盆开始俯冲消减, 东部红柳河段洋盆在早泥盆世闭合, 而西部的俯冲消减则延续至泥盆纪晚期; 石炭纪-早二叠世, 西部仍存在残余海盆.中二叠世, 残余海盆消失, 南天山西部碰撞造山, 南天山造山带最终形成; 中生代, 该区进入陆内发展阶段, 在三叠纪接受剥蚀夷平; 侏罗纪, 西部发展成为断陷盆地, 东部继续接受剥蚀夷平; 白垩纪, 西部延续侏罗纪断陷盆地特征, 东部则发育成拉分盆地. 关键字: 南天山; 古生代; 中生代; 沉积; 构造; 盆地演化.      

中国西北地区沉积盆地发育的区域构造格局与演化

中国西北地区是不同地质时期多个全球性大地构造单元的组成部分,具有南北分带、东西分区的构造特征,经历了中、新元古代—古生代期间地壳增生、洋-陆转换、板块开-合旋回、晚二叠世以来盆地的叠加改造和新生代印度与欧亚板块碰撞远源效应等长期演化过程,具有明显的阶段性。研究表明,现今盆地多位于具有一定规模的经过前震旦系不断增生作用所形成的陆块基底之上,塔里木盆地塔中、塔北、塔东北地区基底可能以古元古界为主,而巴楚地区则以晋宁期的变质基底为主。准噶尔盆地前震旦纪存在多个独立发育的块体,古生代总体具有多岛洋的性质。柴达木盆地、河西走廊及邻区的诸多中小型盆地的基底主要为中元古代形成。敦煌盆地、北山地区众多中小型盆地坐落在中小地块或者古生代活动陆缘的岛弧之上。西北地区早古生代经历了一个完整的板块开-合旋回,但不同地区有不同表现方式。北疆地区至少存在寒武纪—早奥陶世、志留纪和泥盆纪3个主要时期的蛇绿岩,反映了在早、晚古生代各存在一定规模的洋盆。在不同带的早古生代洋盆具有不同的闭合时间。塔里木盆地周缘南天山洋、西昆仑洋及阿尔金、祁连、东昆仑、北山地区早古生代洋盆的发育时间为寒武纪早期,经过了中、晚寒武世到早奥陶世早期洋盆的扩张,早奥陶世晚期构造应力场转为挤压体制。志留纪中晚期至早泥盆世,西北地区存在全区性的板块拼合与碰撞以及不同程度的变形变质过程。西北地区晚古生代又经历了一个完整的板块开-合旋回,天山全区、准噶尔南部、东西两侧分别进入碰撞后新的大规模的伸展阶段,均形成了有限洋盆,其时代略有差别,上、下石炭统之间可能存在构造转换。塔西南地区早石炭世伸展作用形成了晚古生代的西昆仑洋和陆缘裂陷盆地,中二叠世康西瓦—苏巴什洋盆向北侧俯冲消减,发生于中、晚二叠世之间的海西晚期构造运动是西北地区具有重大变革意义的一次构造运动。晚二叠世—新生代是西部地区构造格局大的调整与定型时期,在总体表现为多板块拼合后的宏观背景下,经历了多期幕式挤压与伸展交替的构造演化过程,并不是以往所简单认为的各种前陆盆地的组合,晚期均受到了青藏高原快速隆升所导致的远源碰撞作用的强烈改造。构造格局的差异性和演化的阶段性使西北不同地区、不同时期盆地发育和叠加组合方式差异很大,油气地质条件的明显不同,油气资源丰度差别很大。     

天山后峡盆地晚中生代反冲断层的发现及其地质意义

天山山脉是通过古生代陆壳增生和晚古生代陆-陆碰撞形成的,新生代又受到强烈的陆内挤压隆升与褶皱断裂作用的改造,但对天山造山带中生代的构造变形特征知之甚少。在北天山后峡盆地发现一系列北倾南冲的逆冲推覆构造,根据区域地质资料推测应属于晚中生代的反冲断层。区域资料,特别是磷灰石裂变径迹测试结果表明,天山造山带在中生代晚期经历了一次重要的构造隆升事件,后峡盆地的反冲构造就属于该期山脉隆升事件的构造表现方式。这对进一步认识天山造山带中生代的构造演化和印-亚碰撞对该地区的远程效应有重要意义。     

北祁连盆地群构造运动特征

北祁连盆地群位于青藏高原北部,长期处于欧亚大陆的边缘活动带,对构造运动有着敏感的反应,各次构造运动在该区都有表现。现今北祁连盆地群经历多次构造运动的改造,先后经历了早古生代大陆裂谷阶段、晚古生代稳定陆内沉积盆地阶段、中生代的板内变形阶段和伸展断陷阶段、新生代挤压变形与前陆盆地发育阶段,是各个时期盆地叠合的产物。     

西秦岭北缘一个新生代伸展型角度不整合及其地质意义

通过对西秦岭北缘漳县地区渐新统—中新统含盐红层地层与下伏造山带地层之间的角度不整合及其之上的砾岩、地层序列、沉积旋回等特征研究,提出了该角度不整合为伸展型角度不整合的认识。该伸展型角度不整合的存在指示了西秦岭北缘漳县渐新统—中新统含盐红层盆地具有伸展断陷盆地的属性,意味着在渐新世—中新世漳县含盐盆地形成和沉积充填时期,青藏高原东北缘(至少西秦岭北缘)一直处于伸展构造环境。这与印度板块与欧亚板块碰撞汇聚动力学作用向东北缘扩展形成的以挤压缩短和隆升为主的构造环境不协调,也就是说,青藏高原东北缘在渐新世—中新世可能尚未卷入现今青藏高原构造系统。     

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。     

西天山的增生造山过程

西天山位于中亚造山带的西南缘,经历了复杂的增生造山过程。它也是标志塔里木地块北部被动陆缘与西伯利亚地块南侧宽阔活动陆缘最后拼合的构造带。根据近年来的研究进展,将西天山划分为北天山弧增生体、伊犁地块北缘活动陆缘、伊犁地块、伊犁地块南缘活动陆缘、中天山复合弧地体、西天山（高压）增生楔和塔里木北部被动大陆边缘。同时综述了西天山蛇绿岩、高压变质岩、花岗岩类的年代学新资料,讨论了其增生造山的过程。西天山增生造山与早古生代帖尔斯克依古洋、早古生代晚期—晚古生代南天山洋和晚古生代北天山洋3个代表洋盆的演化相关,增生造山结束的时间可能是早石炭世末。二叠纪时期,西天山至整个中亚地区进入后碰撞演化阶段。现有资料证实西天山为晚古生代增生造山带,并非三叠纪碰撞造山带。