中国西部柴达木—祁连山—北山地区的地壳结构和地体拼合演化史

通过最近完成的格尔木—额济纳旗地学断面的研究,揭示了青藏高原北部(柴达木—祁连山)至中蒙边境北山地区的地壳结构构造、物质组成及其构造演化,提供了大量有关该地区深部构造的信息。确定了在断面内莫霍界面最深处位于南祁连哈拉湖以南的居洪吐地带,深度值为74km,并与祁连山主峰不相对应。柴达木盆地地壳厚度平均55km,盆地中央莫霍界面略有隆起。北山地区莫霍界面较为平缓,平均地壳厚度为45 km。深地震测深资料发现,沿整个断面地壳内20km深度附近存在着一个连续的低速层,厚度一般为5～10km,速度值在5.80～6.05 km/s间变化,一般与上覆层位有0.3～0.5kn/的速度差。大地电磁测深发现的壳内高导层沿断面全线展布,但埋深及厚度均变化较大。壳内高导层的电阻率明显降低,约5～10Ω·m。从横向上来看,不同地体的地壳结构具有明显的不同。 通过对断面走廊域地质构造及发展历史的研究,划分出6个不同的构造-地层地体、由北而南分别为:北山北部地体,北山南部地体,北祁连地体,中—南祁连地体,柴达木—北昆仑地体和南昆仑地体,并提出了它们在古生代及其以前时期,分属哈萨克斯坦—准噶尔、塔里木、华北—柴达木和华南 -扬子等不同板块。到早二叠世末,随着古亚洲洋和阿尔金洋盆的闭     

中国满洲里-绥芬河地学断面地震学研究

满洲里－绥芬河地学断面域地震学研究表明：沿断面可划分额尔古纳－大兴安岭、松辽盆地－张广才岭和佳木斯－兴凯三个波速块体;纵向上地壳分为三层,地壳厚度２９～３８ｋｍ;Ｐ波平均速度６．２５～６．４０ｋｍ／ｓ;松辽盆地沉积盖层较厚,基底面下方附近低角度断层发育;Ｍｏｈｏ面厚度１．５～５．０ｋｍ,内部结构复杂;上地幔低速层埋深差异较大,松嫩块体埋深最浅;深源地震频度高、强度大、震源深,浅源地震相对较少和较弱,震源多位于地壳中上部;地壳构造应力场主压应力优势方向为北东—南西。     

四川阿坝——秀山地学断面

四川省阿坝—秀山地学断面长约1000km,横跨上扬子地台和松潘-甘孜地槽褶皱系。在综合研究现有地质、地球物理资料的基础上,对断面及邻区划分出不同性质的三大岩石圈块体;结合表壳变形特征又区分出以四川地块为中心的东、西对冲构造体系;并进一步划分出8个次级构造带(块)。在垂向上划分出地壳、岩石圈厚度及形态,讨论了地壳次级分层及壳、幔低速层、低阻层和高阻层异常的特征,提出了初步解释。指出龙门山断裂带西部地壳缩短、增厚的主要因素。概述了地壳演化。     

新疆地学断面（独山子—泉水沟）走廓域及邻区地球物理调查综合研究

沿新疆地学断面 (独山子-泉水沟 )走廊域实施了多种地球物理方法调查研究。对岩石圈现今活动性、位场异常图像处理与岩石圈变形踪迹、地体基底构造与边界断裂划分等进行了综合研究。整条地学断面处于近SN向的挤压环境中。挤压力一方面来自印度板块向北的推挤 ,另一方面来自增厚岩石圈根带下沉的拖力。塔里木岩石圈呈刚性 ,且整体变形 ,对应力的传播起到放大的作用。阿尔金断裂向南延展进入西昆仑造山带 ,南端与泉水沟断裂相接 ,并且斜截了库地断裂和康西瓦断裂。中天山地体与北天山地体与准噶尔盆地统属同一基底构造区 ,南天山地体与北塔里木统属同一基底构造区。南北塔里木是 2个基底性质不同的地体。 4 0°N是分割南北塔里木的地体边界断裂。研究结果表明 ,新疆新构造运动不是古板块的简单复活。     

北祁连地体古地磁新数据及古生代地体南向位移事件的发现

格尔木－额济纳旗地学断面古地磁学研究工作中，在北祁连地体上获得了８个古生代、中生代古地磁新数据。研究结果在明北祁连地体在古生代一直处于北纬低纬度（１０°～１７°Ｎ）地区，并且表现出于古生代明显的南向位移过程。南移幅度为５．５°左右。这与北祁连地区原始陆壳在中奥陶世的强烈拉张及其后期洋壳闭合作用有关。     

秦岭洛阳—伊川—十堰—秭归地学断面大陆岩石圈的岩石学模型

根据该地学断面Ｖｐ结构模型，造山带中基性火成岩、金伯利岩和花岗岩中的深源包体资料，以及火成岩和变质岩，特别是超高压变质岩和超基性岩的分布和组成所揭示的壳幔深部组成的信息，结合与相对应的岩石实验Ｖｐ数据的对比，建立了秦岭洛阳－伊川－十堰－秭归地学断面及邻区的岩石圈组成的岩石学模型。这一岩石学模型表明，华北与扬子克拉通，南北秦岭造山带与其克拉通的过渡带岩石圈的岩石学模型各不相同。华北克拉通下地壳是以麻粒岩相中酸性片麻岩和紫苏花岗岩为主，同时含有基性麻粒岩，而扬子克拉通的下地壳是以角闪岩相－麻粒岩相酸性片麻岩和ＴＴＧ为主体，广泛存在基性火成岩层。南北秦岭造山带的中下地壳各自继承了扬子和华北克拉通的中下地壳的特点，但已被强烈改造；南北秦岭造山带上地幔组成差异性较大，北秦岭上地幔上部以榴辉岩及榴闪岩为主，而南秦岭以蛇纹石化橄榄岩为主体，各单元１００ｋｍ以下的地幔都是一样的，都是石榴石二辉橄榄岩组成。因此，秦岭造山带是一个具有近３０亿年历史的由不同大陆块体拼合组成的，不具简单的岩石圈分层结构样式。     

新疆天山（独山子）—西昆仑（泉水沟）地学断面地震与重力联合反演地壳构造特征

利用滑动平均的布格重力异常剖面结合地震资料和大地电磁资料,参考介质纵波速度与密度的经验转换关系,通过二维均匀介质模型人机交互式计算得到了新疆天山(独山子)-西昆仑(泉水沟)地学断面走廊域中心剖面的地壳构造特征.所得的反演结果表明,准噶尔盆地与北天山地体、中天山地体为一整体;准噶尔盆地和天山构造带的中、下地壳之间存在低密度层,但塔里木盆地不存在低密度层;由于受到南北两侧板块挤压,造成塔里木盆地的地壳结构在横向上似一南陡北缓、中部隆起的不对称"拱形"弯曲;塔里木盆地南缘与西昆仑构造带间呈"V型盆山耦合关系",其下方恰好是莫霍面上隆区.     

祁连山造山作用与岩石圈地幔的特型结构构造

本文探讨了祁连山地壳增厚与造山机制。提出新生代以来,由于印度地块向北推进,其延迟的远程效应使祁连地块内4条断裂再次活动,特别是23 Ma以来,分阶段的活动使上地壳缩短了30%,40 km厚的祁连地壳增加到57km厚;并通过柴达木地块下地壳物质的挤入,使祁连地块地壳厚度增加到现今的60~74 km;地壳质量基本平衡表明其下部地壳物质横向迁移较小,即走滑断裂带走的地壳物质较少。依据INDEPTH-V新的宽频地震调查成果,提出祁连地块下岩石圈地幔的复杂结构,南部来的昆仑岩石圈地幔(双层结构)与北部向南俯冲的阿拉善地块下的亚洲岩石圈地幔在祁连地块深部相碰撞,而柴达木—祁连岩石圈地幔则被保存在昆仑岩石圈与亚洲岩石圈地幔碰撞带之上,共形成一倒三角汇聚区;在柴北缘与中祁连北缘岩石圈地幔各出现一条北倾和南倾的正转换震相,可能是老俯冲带残存岩片的显示;在祁连地块岩石圈地幔的两端地壳底部还出现有"双"莫霍"现象",地表见有多条榴辉岩带。以上结果构成了高原最具特色的构造区。     

北祁连地体古地磁新数据及古生代地体南向位移事件的发现

格尔木－额济纳旗地学断面古地磁学研究工作中，在北祁连地体上获得了８个古生代、中生代古地磁新数据。研究结果表明北祁连地体在古生代一直处于北纬低纬度（１０°￣１７°Ｎ）地区，并且表现出于古生代明显的南向位移过程。南移幅度为５．５°左右。这与北祁连地区原始陆壳在中奥陶世的强烈拉张及其后期洋壳闭合作用有关。     

北祁连加里东造山带从挤压到伸展造山机制的转换

早古生代早期，北祁连造山带发生强烈的挤压变形作用，形成加里东期的俯冲－增生杂岩、高压变质岩，并使造山带岩石圈地壳加厚缩短。志留纪末期，加厚的造山带岩石圈由于垮塌作用及根部的拆沉作用，使造山带从挤压造山机制转换为伸展造山机制，并进入后造山伸展作用阶段，增厚的岩石圈开始减薄，发生不同层次的伸展作用，同时伴随花岗岩及Ａｎ∈变质岩的穹隆以及泥盆纪磨拉石盆地上叠盆地（Ｃ－Ｔ）的形成。石炭纪末，北祁连造山带岩石圈地壳已基本减薄到正常厚度。而现今的北祁连造山带的缩短和抬升则为喜马拉雅期再造山作用的产物     

中国地学断面的主要进展

扼要介绍全球地学断面(简称GGT)计划和中国地学断面计划的产生;中国地学断面计划宗旨;中国地学断面的布署及其实施、完成概况;中国地学断面研究获得的主要成果与新认识;最后,对中国地学断面计划的未来发展做了展望。     

全球地学断面(GGT)地理信息系统的编码技术

依据全球地学断面的特点 ,以及《数字化地质图图层及属性文件格式》和《GGT数字化指南》等标准 ,研制一套全球地学断面地理信息系统的编码标准 ,为建立中国乃至全球地学断面地理信息系统设置主题、分层标准和命名规则 ,以及实体编码标准 ,并把它们应用于中国地学大断面三维地理信息系统的建立中。该编码标准为地学断面信息系统的建立 ,为深入研究大陆岩石圈结构构造、地球动力学、物质成分及不同地学断面的对比 ,进而建立大陆岩石圈的三维结构模型具有重要意义     

柴达木北缘超高压变质带形成与折返的时限及机制

位于青藏高原北缘的祁连山加里东造山带的形成是阿拉善板块、祁连微板块及柴达木一东昆仑板块在加里东期间汇聚和碰撞的结果。祁连微板块和柴达木一东昆仑板块之间的柴(达木)北缘超高压变质带形成于495～440Ma,是继南祁连洋壳向北俯冲于祁连微板块下形成增生的柴北缘火山岛弧带之后,陆壳深俯冲的产物。柴北缘超高压变质带是在祁连微板块及柴达木一东昆仑板块之间的“正向陆内俯冲”向“斜向陆内俯冲”转化过程中“斜向挤出”机制下折返的,开始折返年龄为470～460Ma,最后的折返时间为400～406Ma。折返构造很好地保存在超高压变质岩石中,并且记录了广泛的退变质作用。     

柴达木盆地西部中—新生代沉积构造演化

通过柴达木盆地西部茫崖-赛什腾山地表地质、航磁、重力、大地电磁测深和地震资料的综合分析,认为柴达木盆地夹持在昆北地块与赛什腾构造带之间,其中包括柴达木地块与祁连地块南缘2个一级构造单元和昆北地体北缘,柴达木盆地,赛什腾构造带和祁连地块南部的苏干湖盆地等4个二级构造单元。盆地的总体结构表现为东昆仑山和祁连山相向向盆地挤压对冲,盆地中部沉降的构造格局。盆地内部的构造样式以自盆地边缘至中心以此形成背斜构造为显著特征,背斜两翼多发育逆断层,构成“两断夹-隆”的构造格局。挤压应力主要来自南西方向、北东方向起阻挡作用。在两侧造山带的强烈挤压作用下,侏罗纪时期在祁连造山带南缘形成并不典型的前陆盆地,古近纪至新近纪时期则在祁连造山带与昆仑造山带之间形成双侧前陆盆地,第四纪属挤压坳陷盆地。     

揭示青藏高原的隆升——青藏高原亚东—格尔木地学断面

沿着亚东－格尔木地学断面，由地质，地球物理和地球化学综合数据，给出岩石圈演经的一般图像，青藏高原系由６个地体组成的；高原在垂向与横向是不均匀的，各地体间的组构是不同的；高原地壳的缩短与隆升是因素的，包括其中向北运动的印度板块的挤压作用及柴达木盆地阻力，地幔热活动比预期要差；喜马拉雅山带不同于安第斯山和阿尔卑斯山，有其自己的特征。     

Late Permian–Triassic siliciclastic provenance,palaeogeography, and crustal growth of the Songpan terrane,eastern Tibetan Plateau: evidence from U–Pb ages,trace elements,and Hf isotopes of detrital zircons

In order to constrain the detrital provenance of the siliciclastic rocks, palaeogeographic variations, and crustal growth history of central China, we carried out simultaneously in situ U–Pb dating and trace element and Hf isotope analyses on 368 detrital zircons obtained from upper Permian–Triassic sandstones of the Songpan terrane, eastern Tibetan Plateau. Two groups of detrital zircons, i.e. magmatic and metamorphic in origin, have been identified based on cathodoluminescence images, zircon Ti-temperatures, and Th/U ratios. Our data suggest that the derivation of siliciclastic rocks in the Songpan terrane was mainly from the Qinling, Qilian, and Kunlun orogens, whereas the Yangtze and North China Cratons served as minor source areas during late Permian–Triassic times. The detrital zircons from Middle–Late Triassic siliciclastic rocks exhibit wide age spectra with two dominant populations of 230–600 Ma and >1600 Ma, peaking at ~1.8–1.9 Ga and ~2.4–2.5 Ga, suggestive of a derivation from the Qinling, Qilian, and Kunlun orogens and the Yangtze Craton being the minor source area. The proportions of detrital zircon populations from the northern Qinling, Qilian, and Kunlun orogens distinctly decreased during Middle–Late Triassic time, demonstrating that the initial uplift of the western Qinling occurred then and it could have blocked most of the detritus from the Qilian–northern Qinling orogens and North China Cratons into the main Songpan–Ganzi depositional basin. The relatively detrital zircon proportions of the Yangtze Craton source decreased during Early-Middle Late Triassic time, indicating that the Longmenshan orogen was probably being elevated, since the early Late Triassic and gradually formed a barrier between the Yangtze Craton and the Songpan terrane. In addition, our Lu–Hf isotopic results also reveal that the Phanerozoic magmatic rocks in central China had been the primary products of crustal reworking with insignificant formation of a juvenile crust.     

西昆仑—塔里木—天山岩石圈深地震探测综述

沿新疆地学断面走廊域实施了3种深地震探测方法：近垂直深地震反射剖面、宽角反射与折射深地震测深剖面和移动式宽频地震观测，揭露出西屁仑-塔里木-天山岩石圈的结构与横向变化，发现了塔里木大陆地块与青藏高原西北部西昆仑造山带碰撞的地震学证据，揭示出天山与塔里木、天山与准噶尔，以及昆仑山与塔里木之间的岩石圈尺度盆山耦合关系。阶段成果发表后引起国内外学者广泛注意，本文结合相关资料对这些新成果进行了系统综述，旨在对比研究青藏高原南北两缘不同的碰撞变形之深部过程。     

青藏高原东北缘祁连山三叠系砂岩碎屑锆石U-Pb定年及其物源分析

三叠系沉积物广泛覆盖青藏高原东北缘,其中松潘—甘孜地区三叠系的沉积物得到了较系统的研究,但是青藏高原北缘的祁连山三叠系盆地的研究却较为缺乏。为了丰富相关研究和揭示区域构造演化的特点,通过古水流方向统计、砂岩中碎屑矿物统计和碎屑锆石U-Pb测年等方法对祁连山三叠纪盆地物源进行系统研究。结果表明,祁连山三叠系盆地的古流向主要有南东向、正南向、南西向,物源来自岩浆弧和大规模褶皱造山作用的混合区。祁连山三叠系砂岩中的碎屑锆石的年龄谱主要峰值集中在250~290 Ma、360~460 Ma、1 600~2 000 Ma和2 200~2 600 Ma这4个年龄段。通过对比分析华北板块、华南板块中和秦祁昆中央造山带中岩浆锆石年龄谱特征可知:1 600~2 000 Ma和2 200~2 600 Ma年龄段的锆石来自华北板块,360~460 Ma年龄段的锆石来自北祁连造山带,250~290 Ma年龄段的锆石来自东昆仑的火山岛弧。此外,600~1 000 Ma年龄段锆石很少,这些锆石来自扬子板块,表明在三叠纪扬子克拉通和华北克拉通发生碰撞形成了秦岭造山带,阻断了来自扬子克拉通的物源。     

阿坝-简阳地学剖面深部温度及热结构

在青藏高原东部到四川盆地这两个构造单元进行了稳态钻孔温度测量和岩石热导率测试,确定了相应钻孔的大地热流数据.应用这些可靠的热流数据,对横穿这两个构造单元的阿坝-简阳地学断面进行了2-D温度场研究,获得其深部热结构的认识.模拟结果显示,松潘-甘孜地块地表为高热流区域,达到80～110 mW/m2,四川盆地地表为中低热流区...