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.     

北亚造山区南部及其毗邻地区地壳构造分区与构造演化

基于板块构造理论和已有资料的综合研究,建议把北亚造山区南部及其毗邻地区地壳构造单元划分为西伯利亚、哈萨克斯坦、布列亚-佳木斯、塔里木和中朝等5个古板块,每个古板块再可以进一步划分为古陆和古陆缘区,并简要讨论了各个古板块的组成和演化以及蒙古弧、准噶尔盆地基底和北山与毗邻地区关系等几个重大地质构造问题;提出了蒙古-鄂霍茨克碰撞带不是古板块缝合带、华北北缘是一条复合造山带而不是克拉通、在晚古生代存在一个大华北古陆、北亚造山区前身洋盆包括中元古代大陆裂解形成的古太平洋和新元古代大陆裂解形成的古亚洲洋等新认识。     

华北克拉通构造演化

华北克拉通是中国大陆的主要构造单元,从早期到中生代以来的地质记录较完整,受到国际关注,是大陆形成和演化研究的天然实验室。华北克拉通的构造演化可以分为八个大的阶段:陆核形成阶段;陆壳巨量生长阶段;微陆块拼合与克拉通化;古元古代大氧化事件与地球环境剧变;古元古代活动带构造与高级麻粒岩相变质作用;中-新元古代多期裂谷与地球中年调整期;古生代边缘造山;中生代构造转折与去克拉通化。华北克拉通的大陆演化显示了地球的进化和不可逆过程,特别是热体制的演变。早期陆核的成因仍存在争议,但是陆壳由小到大、多阶段生长的过程是明确的。25亿年前后的克拉通化是最具显示度的地质事件,微陆块的拼合是大陆聚合和形成稳定克拉通的主要过程,已经被揭示。但是由绿岩带-高级区构成的穹隆-龙骨构造并不遵从板块构造的基本构造样式。经历了太古宙与元古宙分界时期的"静寂期"之后,华北克拉通记录了与全球休伦冰期以及大氧化事件相关的地质活动。古元古代活动带则记录了裂谷-俯冲-碰撞的过程,具有显生宙造山带的某些特征,伴有高级麻粒岩岩相的变质作用,暗示了早期板块构造的出现。从约18~8亿年长达十亿年或更长的时限里,华北克拉通一直处于伸展环境,发育多期裂谷,有多期陆内岩浆活动,是岩石圈结构和下地壳组成的关键调整期。从古生代起,华北的南、北缘都经历了现代板块构造意义的造山事件,显示了华北克拉通古陆通过古蒙古洋和古秦岭洋与相邻陆块之间的构造活动,分别称为兴蒙造山带和秦岭-大别造山带。中生代的华北克拉通出现构造体制的转折和地壳活化,表现为岩石圈减薄和大量壳熔花岗岩的出现。古太平洋板块的活动显然是重要因素之一,但周边其它陆块的作用也是重要的,克拉通破坏机制及其内涵的研究还有进一步深化的空间。华北克拉通的构造演化有其特点,也具有全球意义。      

山东省大地构造单元组成、背景和演化

通过对沉积建造、岩浆活动、构造变动等形成背景研究,结合区域对比,提出了山东省不同地质年代大地构造单元组成和演化过程。山东省早前寒武纪基底属华北克拉通东部陆块群的胶辽微陆块、渤鲁微陆块和迁淮微陆块,经历了不成熟陆壳向成熟陆壳转化、陆壳拼贴和弧陆碰撞等演化过程。中-新元古代分别属华北克拉通和大别-苏鲁造山带的组成部分,经历了大陆裂解与聚合的演化过程。古生代处于华北陆表海盆地、华北板块东南缘被动大陆边缘和大别-苏鲁裂谷环境,经历了由海相沉积--陆相沉积转化的海陆变迁演化。中生代是板块构造演化转换和构造体制转折期,早期受华北板块与扬子板块碰撞作用制约,表现为挤压构造体制;中晚期受太平洋板块向欧亚板块俯冲作用制约,构造体制转换为伸展为主。中新生代构造单元可划归滨太平洋构造域,在基底构造单元的基础上形成了若干受伸展构造体制控制的隆起、盆地和凸起、凹陷等上叠构造单元。中新生代经历了早中生代的挤压改造、晚白垩世至中渐新世的拉张聚敛、中渐新世至早上新世的扩张断陷和晚上新世至全新世的俯冲沉降的大地构造演化过程。     

华北陆块的构造格局及其演化

华北陆块是由陆核→地块(体)→联合地块逐渐生长、增大、拼合形成的。根据大量的地质构造、地层岩石、同位素年代学、含矿特征、地球化学、地球物理等多方面的信息,华北陆块可划分为辽吉、燕辽、阴山、晋冀、豫皖、阿拉善前寒武纪地块和鲁西、胶北前寒武纪地体,鄂尔多斯、华北中新生代盆地,共10个构造单元。华北陆块是多地块拼(缝)合形成。据现有的岩石记录,始太古代-中太古代主要是陆核生成阶段,不排除在早期有绿岩带形成;新太古代主要是花岗岩-绿岩带的生成阶段,花岗岩-绿岩带环绕地核周边形成地块,是华北陆块结晶基底的主要生长时期;古元古代是联合地块的形成阶段,多个地块(体)拼合形成联合地块;中元古代是稳定环境下的拉伸阶段,沿陆块南北两缘形成三大裂谷系(燕辽、狼山—渣尔泰、熊耳山—西阳河);新元古代-古生代陆块形成稳定环境的沉积盖层,除南北两缘外,内部很少有岩浆活动;中-新生代陆块大部分地区为活动大陆边缘的环境,出现大规模的构造-岩浆活动。     

华北地台北侧的古板块构造演化

在华北地台北侧原兴蒙华力西褶皱带内相继确立了加里东褶皱带和中晚元古代褶皱带,并划分了早、晚华力西褶皱带,探讨了定位于中亚—蒙古古大洋中的微大陆。本文概述了华北地台北侧古板块构造格局、各板块构造单元的地质构造特征以及华北地台北侧元古代—古生代岩石圈的形成与演化。     

从变质作用观看板块构造何时在华北克拉通开始

了解板块构造在地球上何时和怎样开始的是地球科学领域还没有解决的重要问题之一。作为板块运动的最终结果,大陆碰撞造山带是识别地球历史演化中板块构造机制起主导作用的重要标志。大陆碰撞带变质作用一般以顺时针p-T轨迹演化为特征,尤其伴有峰期变质之后的等温减压过程。这样,具有峰后等温减压过程的顺时针p-T轨迹是识别地球早期的板块构造作用的重要标志之一。作为世界上最古老的克拉通陆块之一,华北克拉通基底岩石变质作用p-T演化在过去几年已得到广泛深入的研究,使得该克拉通可能成为应用大规模变质作用p-T轨迹途径来探讨构造环境和构造演化过程的最佳场所。构造上,华北克拉通可划分为三个小的陆块(东部陆块、阴山陆块和鄂尔多斯陆块)和三个古元古代活动带(华北中部碰撞带、孔兹岩带和胶—辽—吉带)。东部陆块和阴山陆块新太古代基底岩石变质作用具有等压冷却型逆时针p-T演化轨迹特征,反映变质作用热源与大量地幔岩浆底板垫托或侵位有关。尽管理论上这样大规模的地幔岩浆可形成在大陆岩浆弧、地幔柱或大陆裂谷环境,只有地幔柱模式才能合理地解释东部陆块和阴山陆块新太古代基底岩石时空分布、岩石组合和构造特征。这样,地幔柱可能是主导东部陆块和阴山陆块新太古代地壳形成和演化的主要构造机制,而板块构造在晚太古宙并不是其主要的构造机制。古元古代孔兹岩带和华北中部碰撞带基底岩石变质作用均具有等温减压型顺时针p-T演化特征,反映两造山带都经历地壳加厚和随后的隆升剥蚀构造过程。这样的构造过程是板块构造体制下的碰撞造山带的典型标志。古元古代胶—辽—吉带可进一步划分为南部带和北部带,其中南部带基底岩石具有逆时针p-T演化特征,而北部带基地岩石具有顺时针p-T演化特征,也反映板块构造机制下的产物。现代规模的板块构造在华北克拉通上的启动时间可以由三个活动带中最老的与板块俯冲有关的新生地壳形成时间来大致标定。目前,华北克拉通内部三个活动带中可识别出来的最老的与板块俯冲有关的新生地壳是华北中部碰撞带2·56Ga五台花岗岩,它们的形成可能大致标志着现代样式的板块构造在华北克拉通大规模作用的开始。     

西昆仑地区元古宙岩浆侵入作用及构造-岩浆演化过程

通过对西昆仑地区元古代侵入岩的岩石类型、形成时代和岩石地球化学资料的综合分析,探讨各个构造单元侵入岩形成期次、岩石成因及构造-岩浆演化过程。铁克里克断隆带元古宙中酸性侵入岩以A型花岗岩为主,是塔里木板块古老基底在高温低压条件下发生部分熔融的产物。西昆仑造山带古元古代和中元古代早期中酸性侵入岩为钙碱性I型花岗岩,是变玄武岩在低温条件下部分熔融条件下形成的,而古元古代晚期和新元古代中酸性侵入岩则是高温条件下老基底岩系部分熔融而形成的A型花岗岩。甜水海地块仅发育新元古代侵入岩,为S型花岗岩,是高温高压环境下甜水海地块古老基底部分熔融而形成。根据侵入岩岩浆演化规律,将西昆仑地区元古宙划为4个演化阶段:12 426~1 567Ma:以铁克里克断隆带A型花岗岩为代表的塔里木板块陆内演化,以西昆仑造山带钙碱性-拉斑质I型花岗岩为代表的陆缘弧。21 301~1 000Ma:铁克里克断隆带和西昆仑造山带均以陆内演化性质的A型花岗岩为主。31 000~851 Ma:甜水海地块S型花岗岩可能是陆-陆碰撞导致地壳加厚的产物,指示甜水海地块可能作为Rodinia超大陆的一员发生聚合拼接作用。4815~644 Ma:铁克里克断隆带和西昆仑造山带均存在碱性基性岩浆岩和A型花岗岩的双峰式侵入岩组合,指示塔里木地块和西昆仑地块可能作为Rodinia超大陆组成部分,在该阶段发生了裂解作用。通过对元古宙侵入岩的系统分析,西昆仑地区不同构造单元地壳演化有一定差异,经历了不同演化过程。     

兴蒙造山带的基底属性与构造演化过程

为了解兴蒙造山带基底属性和多个构造体系演化与叠加历史,系统总结了近年来在基础地质研究中取得的新成果,并利用这些成果讨论了兴蒙造山带的基底属性与演化历史.兴蒙造山带是指我国东北地区古生代构造作用影响的地区,这些地区也遭受了中生代构造作用的叠加与改造.兴蒙造山带主要由微陆块和其间的造山带组成.虽然传统上认为属于前寒武纪结晶基底的地质体主要已解体为古生代和早中生代,但随着新太古代和古元古代地质体的相继发现,以及新生代玄武岩中幔源古元古代橄榄岩包体的发现,可以判定兴蒙造山带内微陆块应具有古老的前寒武纪基底,并且壳幔是耦合的.微陆块内部地壳增生以垂向增生为主,且主要发生在新元古代和中元古代,以及次要的新太古代和古生代.相反,陆块间造山带或岛弧地体的陆壳则以侧向增生为主,且主要发生在新元古代和古生代.额尔古纳地块与兴安地块的拼合发生在早古生代早期;兴安地块与松嫩地块的拼合发生在早石炭世晚期;松嫩地块与佳木斯地块的拼合发生在早古生代晚期,中生代早期又经历了裂解与再闭合的构造演化过程;华北克拉通北缘增生杂岩带与北方微陆块群的最终拼合发生在晚二叠世-中三叠世,古亚洲洋的最终闭合发生在中三叠世,且为剪刀式闭合.晚古生代晚期蒙古-鄂霍茨克大洋板块南向俯冲作用的发生以及早中生代(三叠纪-早侏罗世)的持续南向俯冲,控制了大兴安岭-冀北-辽西地区的岩浆活动,蒙古-鄂霍茨克大洋的闭合发生在中侏罗世,晚侏罗世-早白垩世主要表现为闭合后的伸展环境.古太平洋板块中生代的俯冲起始时间为早侏罗世,晚侏罗世-早白垩世早期东北亚陆缘主要表现为走滑的构造属性和陆缘地体从低纬度到高纬度的构造就位过程,早白垩世晚期-古近纪岩浆作用的向东收缩揭示了古太平洋板块的持续俯冲和俯冲板片的后撤过程,古近纪晚期日本海的打开标志着东北亚陆缘从活动陆缘已经转变为沟-弧-盆体系,并且标志着东亚大地幔楔的形成.     

华北克拉通古老大陆地壳组成及演化

对鞍本、冀东、鲁西、阴山等早前寒武纪典型地区和深部物质进行了深入研究,总结了华北克拉通早期地壳形成演化历史。揭示出鄂尔多斯地块本身强烈卷入了古元古代晚期构造热事件。首次在华北克拉通划分出3个>2.6 Ga古陆块。     

北祁连造山带中—西段陆壳残块群的构造—地层特征

北祁连造山带是一条多旋回的造山带,其最大特点是早古生代岩系中镶嵌有众多大小不一的由前震旦系变质岩系所组成的陆壳残块群,它们源于晋宁期末,统一的巨型华北古大陆早古生代初的裂解。寒武 奥陶纪西段演化为裂谷系,陆壳残块群组成裂谷系的正性隆起构造单元;中段发育微洋盆沟弧盆体系,在南缘的陆壳残块群处于奥陶纪活动大陆边缘张裂带上,并构成被晚期弧后盆地及裂谷分开后的陆壳基底部位,少数陆壳残块为沟弧盆体系中的孤岛隆起。它们不是由中祁连推覆来的飞来峰或是外来移置的滑覆体,而是由统一的巨型华北古大陆西南缘古阿拉善地块于早古生代初裂解后向洋或裂谷演化过程中残留其中的大小不一的陆壳残块。北祁连早奥陶世海域与现在加拿大北部巴芬湾及伊丽莎白女王群岛的构造格局相似。     

越南红河平原区新生代构造应力场特征

红河平原在新生代期间受印度板块、欧亚板块和太平洋板块三大板块的影响,其构造应力场复杂多样.通过研究红河平原新生代构造应力场的变化规律,确定在新生代早期红河平原地区的构造应力场特点为东西的挤压应力场与左旋走滑机制,晚期则转变为南北的挤压应力场与右旋走滑机制,且右旋走滑作用在东南部地区呈增加趋势.红河平原区的这种构造应力场的变化为对红河三角洲的形成和发展提供了条件,控制了红河平原地区的现代构造活动特征.     

地洼区铀成矿的时间分布规律

根据国内外发现的地洼区及其与铀成矿时代的关系,分为早元古代、中元古代、晚元古代、早古生代、晚古生代,中生代和新生代等7个不同时代的地洼区。铀的成矿富集,发生在地洼阶段激烈期向余动期的过渡时间内。元古代地洼区地壳固结早,铀成矿年龄值大,地洼余动期时间长。中新生代地洼区地壳固结晚,铀成矿年龄值小,地洼余动期时间较短。     

北秦岭漂池岩体的源区特征及其形成的构造环境

北秦岭漂池花岗质岩基为早古生代岩浆活动的产物，岩石类型主要为二云母花岗岩。通过主要元素，微量元素及Ｎｄ，Ｓｒ，Ｏ同位素特征的分析，其成因类型为Ｓ型花岗岩，地物质来自壳源碎屑物，研究表明，秦岭群片麻岩类是形成漂池岩体的主要源岩，结合区域地质背景分析，岩体并不形成于板块碰撞环境，而形成北秦岭早古生代活动大陆边缘，受板块俯冲作用的动力学影响所诱发的陆缘地壳物质熔融的产物，因此，漂池岩体形成的构造类型是活     

东北亚活动大陆边缘中生代构造格架主体特点

东北亚是全球板块构造活动最复杂地区之一.中生代活动大陆边缘构造格架主体特点是,东部为陆缘增生带,包含碰撞造山带和增生造山带两种类型;西部为陆缘活化带,包含西伯利亚古陆东部活化区（北段）,东蒙古-兴安-吉黑活化区（中段）和中-朝古陆东部活化区（南段）.整体构造格架具有东西分带,南北分段,由北东向南逐渐发展的特点.华北-蒙古-兴安地区中侏罗晚期-早白垩世初的沉积-火山-沉积磨拉石,属东北亚中生代活动大陆边缘构造演历进程的组成部分,是构造体制转换的标志之一.     

华南中生代大地构造研究新进展

华南地区中生代构造动力体制经历了从特提斯构造域向滨太平洋构造域的转换,由此产生了强烈的陆内造山作用和岩浆活动,形成了复杂构造组合的晚中生代陆内造山带和火成岩省。本项研究在下列几个方面取得了新的进展:(1)通过对雪峰山地区沅麻盆地的野外调查和构造测量,确定了该盆地晚中生代-早新生代5期构造应力场及其演替序列:中晚侏罗世近W—E向挤压、早白垩世NW—SE向伸展、早白垩世中晚期NW—SE向挤压、晚白垩世近N—S向伸展、古近纪晚期NE—SW向挤压。构造应力场方向的变化记录了不同板缘的动力作用对该区的影响。(2)识别了湖南地区晚古生代-早中生代海相地层中发育的横跨叠加褶皱构造,并基于地层接触关系和已有火成岩同位素年代学数据分析,认为该地区横跨叠加褶皱构造记录了中生代两期构造挤压和地壳增厚事件:早期近东西向褶皱构造是对三叠纪华南地块南北边缘大陆碰撞和增生作用的远程响应,晚期NE—NNE向褶皱构造则是对中晚侏罗世古太平洋板块向华南大陆之下低角度俯冲作用的变形响应。(3)对湖南衡山西缘拆离断裂带的变形结构和运动学特征进行了详细的调查和构造测量,确定了衡山变质核杂岩构造,并对拆离带中韧性剪切变形的钠长岩脉的锆石进行了SHRIMP U-Pb测年,从而确定了华南地区伸展构造的起始时代约137 Ma,即早白垩世早中期。(4)通过锆石U-Pb年代学测试分析,揭示了东南沿海长乐—南澳构造带早白垩世2期构造-岩浆事件:早期(147~135 Ma)表现为强烈的混合岩化作用和深熔作用形成的片麻状花岗岩、花岗片麻岩等;晚期(135~117 Ma)岩浆岩以含石榴子石花岗岩为主。这个结果表明东南沿海构造带是晚中生代陆缘造山带,造山作用可能起始于晚侏罗世,于早白垩世早中期(135 Ma)以来发生伸展垮塌。在上述研究结果的基础上,探讨了华南地区三叠纪"印支运动"和中、晚侏罗世"燕山运动"的表现及其产生的板块构造动力体制及其转换时代、早白垩世从挤压构造应力体制向伸展构造应力体制转变的时间节点。     

内蒙古西部苦楚乌拉—英巴地区花岗岩锆石U-Pb定年及地球化学特征

锆石U?Pb定年结果表明,内蒙古西部苦楚乌拉—英巴地区花岗岩包括晚泥盆世二长花岗岩((371±2)Ma)、中二叠世钾长花岗岩((271±1)~(270±1)Ma)和早白垩世二长花岗岩((133±1)Ma)。结合前人资料,将研究区晚古生代以来的酸性岩浆活动分为4期:晚泥盆世(~371 Ma)、晚石炭世(313~311 Ma)、早—中二叠世(282~270 Ma)和早白垩世(133~130 Ma)。地球化学组成上,晚泥盆世二长花岗岩属于非典型的S型花岗岩,反映了一种后碰撞的构造背景,一方面说明珠斯楞—杭乌苏构造带在石炭纪之前已经开始出现岩浆活动,另一方面可能也恰好反映了哈萨克斯坦+塔里木+华北板块与西伯利亚板块拼合时间的下限;中二叠世钾长花岗岩则属A型花岗岩,反映了地壳伸展减薄的构造背景,与同时期区域强烈的拉张构造背景具有良好的对应关系;早白垩世二长花岗岩与晚泥盆世二长花岗岩具有相似的地球化学特征,同样反映了一种后碰撞的构造背景,与同时期区域后碰撞的拉张构造背景一致。     

祁连造山带断裂构造体系、深部结构与构造演化

祁连造山带处在特提斯构造域的北缘,经历了早古生代原特提斯洋发育以来的构造演化,是青藏高原东北缘高原隆升与扩展的关键构造带。本文依据区域地质调查与构造地质填图,结合前人地球物理场资料,阐述了中国西北和祁连造山带断裂构造体系特征。通过超宽频大地电磁测深(MT)剖面数据采集处理,以及浅、中—深层电性剖面反演与构造解释,分析了祁连造山带全地壳深部结构特征与盆山耦合关系,揭示了原特提斯洋构造域北祁连洋板块向南和向北进行双向俯冲的化石俯冲带深部结构特征;俯冲消减的北祁连洋板块的宽度约在600 km以上。其中,北祁连洋向南在柴达木—祁连地块之下的俯冲作用角度较缓,俯冲带向南延伸的距离较远,其俯冲断离的板片可以达到现今柴达木盆地的北缘;北祁连洋向北的俯冲作用产状较陡,其俯冲断离的板片具有向南陡倾的产状倒转特征,可能与中生代以来、特别是印度—亚洲大陆碰撞的远程效应引起的挤压构造变形有关。大地电磁测深剖面的浅层反演与构造解释,验证了祁连山北缘断裂以北发育的榆木山逆冲推覆构造,榆木山构成飞来峰构造,将早白垩世酒泉盆地的一个分支掩盖在外来的逆冲推覆体之下;飞来峰之下具有油气勘查前景。根据早白垩世晚期普遍发育的伸展作用,限定榆木山逆冲推覆构造发育的时间在早白垩世早期,从而提供了青藏高原北缘早白垩世早期高原隆升与扩展的证据。综合前人资料和本研究成果,建立了祁连造山带自新元古代以来的构造演化概念模型。     

再论塔里木板块的归属问题

长期以来，对塔里木板块属于华北板块？扬子板块？还是一个独立的板块？一直存在争议。本文根据塔里木板前寒武纪基底的性质，古生代沉积建造序列，生物古地理区系的面貌和古地磁资料认为：（１）塔里木是属于前寒武纪陆壳基底的独立板块，与周边板块之间的存在不同规模的洋盆；（２）早古生代时，塔里木位于南半球，更接近于扬子板块，而远离华北板块（３）在古生代一中生代时，塔里木板块与周边坡板块先后碰撞，直到三叠纪末，塔里