江汉叠合盆地及邻区中生代以来盆山耦合数值模拟研究

江汉叠合盆地位于扬子地台中部,夹持于秦岭-大别及江南造山带中段之间。中生代以来,先后经历了北部陆陆碰撞、南部陆内挤压造山与断陷、裂陷成盆的演化历程,区域构造体制在中生代发生了重大转换,其中复合、联合了众多的地质现象;盆地历经的海盆、煤盆、盐盆、陆相广盆四个盆地世代详细记录有中国南北大陆联合及东北亚大陆构造体制转换的运动学过程,是认识欧亚大陆东部深层动力地质作用过程的关键地区之一。盆地沉积充填过程可简要概括为前陆、裂陷、坳陷三种基本样式。系统的盆山构造样式及运动学分析结果表明:叠合盆地前陆期发育于同碰撞-造山后作用阶段早期,断、坳陷期发育于造山后作用阶段晚期-非造山裂解阶段。本文运用大陆动力学数值模拟(FLAC软件)方法,从挤压和伸展两方面效验了山-盆演化分别受控于印支-早燕山期的华南与华北陆块的旋转碰撞造山,以及随后的晚燕山-喜山早期碰后陆内俯冲作用所产生的板片断离引起的地幔物质上升与对流作用,晚喜山期太平洋板块俯冲作用以及由此产生的地幔调整等三期动力学系统。为南方中小型叠合盆地动力学解析提供了一种新的思路与研究方法。     

大别山造山带与安徽沿江中新生代盆地的盆山耦合关系

安徽沿江中新生代盆地位于大别山造山带南缘，为先挤压、后伸展形成的叠合盆地，是探讨扬子板块陆内深俯冲—大别山造山带隆起与中、下扬子盆地沉降的耦合关系的理想场所。在早中生代，大别山为华南和华北大陆碰撞造山带，华南地壳向深处俯冲并承受超高压变质作用，超高压变质岩不断向上折返，沿江坳陷具有前陆盆地性质，盆地充填有晚三叠世—中侏罗世磨拉石层序；在晚中生代，在中国东部整体的拉张背景下，大别山变质带完全折返上隆，处于变质核杂岩隆升状态，而沿江坳陷具有裂陷盆地性质，充填有晚侏罗世—早白垩世、晚白垩世—古近纪两个红色碎屑构造层序，起因于地壳拆沉而产生的均衡隆升和伸展断陷的构造耦合。     

上扬子地区中生代沉积盆地演化

以地层分区为单位对上扬子地区中生代沉积建造进行了详细分析, 对盆地原型进行了初步划分, 建立了中生代上扬子陆块沉积盆地时空分布格架.结合年代地层和生物地层划分对比、生物古地理、岩相古地理和构造演化规律的综合分析, 对上扬子地区中生代3个阶段的盆地演化过程进行生动刻画, 并以此为依据分析了盆地形成演化的大地构造环境.早三叠世上扬子陆块受印支造山运动的影响不断抬升, 海相盆地水体变浅, 形成一系列混积陆表海、台盆-台地构造相; 晚三叠世-早侏罗世上扬子西缘与其西侧的特提斯域地块或多岛弧盆增生体发生碰撞拼合, 且华南陆块与华北陆块的碰撞拼合, 使上扬子陆块西南缘、西缘和北缘发育了前陆盆地和周缘前陆盆地, 与此同时雪峰隆起进入造山过程; 中侏罗世之后, 由于受古太平洋板块向西对亚洲大陆的俯冲, 上扬子陆块进入了以陆内造山作用为主的新的构造阶段, 以雪峰山为界, 东部发育一系列断陷-坳陷盆地, 西侧则发育陆内大型压陷盆地.      

盆地-山岭耦合体系与地球动力学机制

盆山耦合分析应该将地球动力学环境和板块运动学序列结合起来, 根据地球动力学环境所提出的: 伸展构造体系、挤压构造体系、走滑构造体系和克拉通构造体系进行定性与定量分析; 依照板块运动学序列所划分的主要旋回: 裂解阶段、俯冲阶段、碰撞阶段和后造山阶段进行定位与定时分析.伸展构造体系在离散期为陆内裂陷盆地及伸展造山带; 在聚合期为弧后裂陷盆地及张性岩浆弧造山带; 在后造山期为后继裂陷盆地及晚期伸展造山带.挤压构造体系在俯冲期为弧后前陆盆地及俯冲造山带; 在碰撞期为周缘前陆盆地及碰撞造山带; 在再活动期为再生前陆盆地及再生造山带.走滑构造体系在伸展期为走滑拉分盆地及剪张山岭; 在挤压期为走滑挠曲盆地及剪压造山带.克拉通构造体系在裂解期为克拉通内部盆地; 在拼合期为克拉通边缘盆地.      

松潘地区北东向构造的新认识及其区域成矿意义

四川松潘地区位于松潘—甘孜造山带与秦岭造山带接合部,经历了前寒武纪扬子陆块北缘海沟、华北陆块与扬子陆块拼合,古生代陆间裂谷发展、稳定碳酸盐台地,印支期特提斯洋盆、大陆边缘浊流沉积盆地等发展阶段。在晚印支期褶皱造山,形成近东西向主构造,叠加南北向构造,在燕山、喜山期叠加北东向构造,形成复杂的造山带构造格架。区内发育有褶皱造山期后构造体制转化形成的穿透造山带的北东向横跨叠加构造体系。前人将它们全都作为主构造的伴生构造,或者认为它仅局限于个别地区,并未穿切前期构造。笔者第一次认识到,并     

陆-陆碰撞造山带双前陆盆地模式——来自大别山、喜马拉雅和乌拉尔造山带的证据

大陆碰撞造山带不同的构造演化阶段往往形成不同成因类型的周缘前陆盆地 (系统 )。根据对几个典型大陆造山带的研究 ,我们把大陆碰撞造山带的构造演化过程分为陆 -陆拼接和大规模陆内逆冲推覆 (陆内俯冲 )两个阶段 ;早期陆 -陆拼接阶段直接在俯冲板块被动大陆边缘基础上形成的前陆盆地称为“原前陆盆地” ,后期大规模陆内逆冲 -推覆 (或陆内俯冲 )阶段在俯冲板块内部形成的前陆盆地称为“远前陆盆地”(它比原前陆盆地距主缝合带远 )。原前陆盆地和远前陆盆地是同一大陆碰撞造山带不同构造演化阶段的产物 ,是两种不同成因类型的周缘前陆盆地 ,它们构成了同一大陆造山带的双前陆盆地 ,而不是传统概念的单一成因类型前陆盆地。     

云南哀牢山地区构造岩石地层单元及其构造演化

依据新获得的同位素年代学资料和构造岩石地层单元,重新认识了云南哀牢山造山带形成与演化历史。认为:在哀牢山地区元古界深变质岩系属基底构造层;前造山期岩石组合及构造演化为扬子地块西缘被动大陆边缘志留纪深水相碎屑岩→陆缘泥盆纪被动裂谷盆地中火山-沉积岩→石炭纪哀牢山有限洋盆及蛇绿岩石组合→晚二叠世-早三叠世哀牢山洋-陆碰撞成陆及弧火山岩-陆相碎屑岩组合。燕山期主造山期及岩石组合为晚三叠世-侏罗纪前陆盆地磨拉石建造-同造山期中酸性侵入岩-燕山期脆韧性剪切带及构造岩。喜马拉雅山期陆内造山成原的岩石组合为第三-第四纪陆内山间盆地中磨拉石建造-红河韧性剪切带及构造岩-富碱侵入岩和煌斑岩。     

西藏阿里札达盆地的“翘板式”形成机制

西藏阿里札达地区基本构造格架是由-系列褶皱、断裂、岩浆岩带和动力变质带组成的一套北西向构造系统，起源于晚侏罗世以来印度-欧亚板块俯冲-碰撞和陆内会聚作用。按照板块运动时间顺序，可区分出早、晚两阶段构造组合。早阶段构造组合与板块俯冲-碰撞有关，形成缝合带-陆缘弧系统；晚阶段构造组合与陆内会聚有关，形成基底断块系统。札达盆地与高喜马拉雅断块隆起存在盆-山耦合关系，藏南谷地基底断块的翘板式运动是形成盆地的主要控制因素。     

冈底斯-喜马拉雅碰撞造山带前陆盆地系统及构造演化

碰撞带前陆盆地的建立是大陆碰撞的直接标志和随后造山带构造变形的忠实记录。本文对欧亚板块与印度板块碰撞前后发育在拉萨地块上的冈底斯弧背前陆盆地,同碰撞产生的雅鲁藏布江周缘前陆盆地,以及碰撞后陆内变形产生的喜马拉雅前陆盆地的沉积地层演化以及碎屑锆石物源特征等进行了系统分析,结合前人及我们近些年的研究成果,认为冈底斯岛弧北侧发育一个典型的弧背前陆盆地系统而不是以前普遍接受的伸展盆地。除传统认为的喜马拉雅前陆盆地系统外,在碰撞造山带中还发育一个雅鲁藏布江前陆盆地系统,它是欧亚板块与印度板块碰撞以后,欧亚板块加载到印度被动大陆边缘产生的典型周缘前陆盆地。上述2个造山带前陆盆地系统的识别,大大提高了对新特提斯洋俯冲、碰撞过程的认识。造山带前陆盆地证据指示,新特提斯洋至少于140 Ma以前就已开始俯冲, 110 Ma俯冲速度开始提高,在65 Ma前后印度大陆与欧亚大陆发生碰撞,喜马拉雅山于40 Ma开始隆升,其剥蚀物质大量堆积在喜马拉雅前陆盆地中。     

华南印支期碰撞造山--十万大山盆地构造和沉积学证据

十万大山盆地是云开造山带前陆地区的一个窄长的晚二叠世—中三叠世沉积盆地,位于扬子与华夏陆块拼接位置的西南端。十万大山盆地晚二叠世—中三叠世沉积由巨厚的磨拉石建造组成,并构成多个向上变粗和向上变细的构造-地层层序。云开造山带及前陆冲断带上泥盆统至下二叠统中发育了大量的印支期形成的薄皮褶皱和冲断构造。这些指示扬子和华夏陆块在印支期发生了强烈陆内碰撞与会聚及前陆盆地的沉积作用。P2 /P1 之间的不整合面是伸展构造向挤压构造转换的转换面,为华南印支期碰撞挤压造山或活化造山的序幕。T3 /T2 之间不整合面是挤压构造向伸展构造转换的转换面,是印支期活化挤压造山结束的界面,标志着晚二叠世开始的碰撞造山作用的结束。华南内部晚二叠世—中三叠世构造运动性质及转换与当时华南南缘存在的古特提斯洋的闭合及印支板块与华南陆块的碰撞作用有关。     

秦岭——大别造山带与江南造山带的差异隆升过程:来自江汉盆地中新生代沉积记录的证据

江汉叠合盆地地处扬子地区中部,夹持于秦岭--大别造山带与江南造山带中段之间,是中生代中期以来在扬子浅海台地基础上发育起来的典型海陆交互相-陆相叠合盆地,其中充填了厚逾10000m的中三叠世-新近纪陆源碎屑岩系。据印支期以来的造山活动历程与成盆演化特点,将盆山耦合过程划分为造山前期、主造山期、造山后期与非造山期4个阶段,将盆地充填层序划分为陆架边缘、前陆、断陷和坳陷4个(盆地世代)超层序。依据盆内沉积物碎屑组份分析,发现中三叠世江南造山带进入强造山活动期,白垩纪末进入造山带坍塌后的活动平静期;秦岭--大别造山带的主造山活动阶段为晚三叠-早侏罗世,古近纪末处于非造山活动相对平静阶段。盆区整体呈现东部造山活动早,山带隆升早,持续时间长,剥露地层较快较早进入变质岩层段;西部造山活动时间晚,隆升时间相对较晚,剥露地层在早侏罗世初期才依次切入变质岩层段;盆地南、北缘山带总体呈现多幕式差异隆升过程。     

依据古地磁资料探讨华北和华南块体运动及其对秦岭造山带构造演化的影响

本文在收集和整理国内外近年来古地磁研究结果的基础上,按照一定的规则选取了部分数据,经统计分析计算,得到华南和华北块体的古生代至中生代古地磁极移曲线和古纬度变化曲线,由此导出两块体的运动形式和北向运动速度分量,估算了两块体间的南北向距离,即秦岭海域的宽度,指出两块体拼合的时限,并根据华北、华南块体的相对位置改变,探讨了秦岭造山带的构造演化历史,对秦岭研究中一些争议较大的问题提出了新的解释。     

杨山晚古生代沉积盆地成因类型及其与桐柏-大别造山带关系的探讨

杨山晚古生代沉积盆地位于桐柏-大别山北麓,它具有明显的前陆盆地沉积特点,由早期(D₂?—C₁)的复理石建造到晚期(C₁—P?)的磨拉石建造;古生物地理分析表明其与华北、扬子陆块都有密不可分的联系,其间不可能有古洋盆的存在,因而它应当是桐柏一大别造山带碰撞造山过程中形成的前陆盆地。杨山晚古生代前陆盆地的形成说明,扬子陆块和华北陆块的陆-陆碰撞起始于晚泥盆世之前(S₃—D₂),而桐柏-大别造山带中生代的构造事件则可能代表一次大规模陆内逆冲-推覆作用。     

华北陆块对Rodinia超大陆的响应及其特征

研究揭示华北陆块1300-1000Ma和800-650Ma都存在比较弱的岩浆-变质事件，它们可能对应于华南陆块的碰撞（四堡运动）和裂解事件。华北陆块的四堡期蛇绿混杂岩可能只见于新元古代秦岭造山带中。秦岭造山带北缘识别出了一些花岗质分清入体，它们具有碰撞或碰撞后花岗岩的特征。华北陆块北缘的火山沉积岩生活费不具有离散边界杂岩的特征，它们可能揭示了大陆边缘或者大陆伸展过程。华北陆块与800-650Ma事件相关的岩石主要为来自富集地幔的基性岩墙和来自陆内裂谷的沉积岩，它们很可能与Rodinia裂解有关。沉积学和古生物学特征表明元古宙华北陆块不同华南陆块，而与西伯利亚陆块相似。据此可以认为华北陆块是Rodinia超大陆的一部分，它位于超大陆的边缘，可以不与华南陆块紧邻，而与西伯利亚陆地较近。     

中国南大陆古地理与Pangea对比

中国南大陆为一构造古地理名称，在地理上包括昆仑、秦岭山脉以南的广大地区，泛称中国南方。这些地区在地质历史演化中分属于扬子陆块、华夏陆块、羌塘－昌都陆块、中咱微陆块，也包括由冈瓦纳陆块群裂解出来的拉萨陆块和印度陆块北缘的江孜地区。塔里木陆块和紫达木陆块在中国古大陆的聚合中裂解、漂称，在早古生代末脱离扬子陆块的群体，与华北陆块聚合，因此，中国南大陆古地理的重建，不仅涉及南方各块体的聚合，还涉及中国古大     

中扬子地区显生宙构造演化及其对油气系统的影响

中扬子地区作为南方海相油气勘探的重点战略区块 ,自基底形成至今 ,陆块南北经历了多期造山活动。其中 ,古生代以来的后四期造山作用控制与发育了区内海陆相四套含油气系统 ,加里东及印支早期造山作用利于原生海盆含油气系统的发育与形成 ;印支晚期—喜山期造山作用对其具有改造和破坏作用 ,但利于陆相含油气系统的形成。研究区海盆发育期形成的古隆起及其周缘斜坡带是海相残留盆地油气运聚与保存的有利场所     

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.     

华南地块的地极移动曲线及其地质意义

结合最近获得的古地磁数据,作者重新计算编制了华南地块的地极移动曲线,进而讨论了华南和华北地块在早古生代的地理位置,二者最后拼合的时代,以及华南地块和欧亚大陆北部两条极移曲线之间的系统偏差等问题。     

郯庐断裂系研究的新进展─—兼论东亚北东向走滑断裂系统

对郯庐断裂系研究的最新进展作了介绍。郯庐断裂是多期活动、性质多次转换的巨型断裂。最初的启动时间在晚三叠世末，与南北大陆的碰撞有着直接的关系。早期以走滑（左行）运动为主，伴随挤压和拉伸，范围限于华北地块内部。断裂纵向伸展的高峰期为白垩纪到早始新世，这一时期也是裂陷作用最强的时期。始新世以来以挤压作用为主。东亚走滑断裂系各组成断裂性质复杂，不能以中生代左行平移运动简单概括。走滑断裂系的发展和演化与同时期大陆边缘所处的地球动力学环境，也就是与南北大陆的碰撞和古大洋板块的持续俯冲关系密切。新生代以来的构造事件使中生代的构造发生强烈变形变位改造。