大别造山带片麻岩区可燃气的发现及勘探意义

大别造山带和合肥盆地是紧密相连的两个构造单元,它们在形成和时空演化上具有密切的关系。在大别造山带内发现的可燃天然气和发生燃烧的隧道具有明显的区域性,集中分布于磨子潭-晓天断裂以南的北大别杂岩带和信阳-舒城断裂附近的早石炭世变质石英片岩中,磨子潭-晓天断裂和信阳-舒城断裂是连通深部的气源通道断裂;推覆体之下的寒武系凤台组和北淮阳型石炭系两套海相烃源岩是隧道可燃天然气的主力气源岩,其中下寒武统凤台组烃源岩具有高碳、高“R0”、高Tmax低氯仿“A”的特点,已进入热演化的过成熟阶段;北淮阳型石炭系烃源岩有机质丰度高,以Ⅲ型干酪根为主,热演化程度很高,大量的油气已经生成,最重要的是研究其成烃过程与圈闭配套史的关系。大别造山带隧道可燃天然气的发现展示了合肥盆地区深部海相层系良好的勘探前景,因此下步勘探重心应从“中新生代盆地系统”转移到“深部海相层系”,以寻找“古生古储”或“古生新储”类型油气藏为主。     

华北板块东南缘海相层系演化特征及油气远景

在大别造山带内发现的可燃天然气和发生燃烧的隧道具有明显的区域性,集中分布于磨子潭-晓天断裂以南的北大别杂岩带和信阳-舒城断裂附近的早石炭世变质石英片岩中,磨子潭-晓天断裂和信阳。舒城断裂是连通深部的气源通道断裂;推覆体之下的下寒武统凤台组和北淮阳型石炭系两套海相烃源岩是隧道可燃天然气的主力气源岩,其中下寒武统凤台组属大陆边缘沉积,其发育的海相泥质烃源岩具有高碳,高“R。”,高T…和低氯仿“A”的特点,已进入热演化的过成熟阶段;北淮阳型石炭系处于前陆盆地的沉积中心,地层序列齐全,其煤系源岩有机质丰度高,以Ⅲ型干酪根为主,热演化程度很高,大量的油气已经生成,最重要的是研究其成烃过程与圈闭配套史的关系。大别造山带隧道可燃天然气的发现展示了合肥盆地区深部海相层系可能潜在良好的勘探前景。因此,进一步勘探重心应从“中新生代盆地系统”转移到“深部海相层系”,以寻找“古生古储”或“古生新储”类型油气藏为主。     

南华北盆地与东秦岭—大别造山带的耦合关系

南华北盆地包括周口坳陷和合肥坳陷 ,是横跨在华北地块南部和华北地块南缘构造带之上的具有挤压和伸展双重性质的叠合盆地。受东秦岭—大别造山带的影响 ,它在中生代表现为东秦岭—大别山北麓冲断带前沿的前陆盆地 ,到新生代转化为断陷盆地。区域上 ,南华北盆地和东秦岭—大别造山带跨越四大构造单元 ,由南向北依次为扬子板块、南秦岭—大别 (包括南大别碰撞杂岩带和北大别弧杂岩带 )构造带、北秦岭—北淮阳构造带、华北地块南缘构造带和华北板块。其间分布着 5条主要断裂 ,即襄樊—广济断裂、桐柏—磨子潭断裂、方城—舒城断裂、确山—合肥…     

磨子潭—晓天断裂南侧发现佛子岭岩群

以往在对大别造山带的研究中 ,多将磨子潭—晓天断裂作为北淮阳构造带与大别地块的构造分界 ,其北侧出露卢镇关岩群、佛子岭岩群 ,广泛发育中生代火山岩 ,南侧为大别山中深变质岩系 ,变质侵入体广泛发育。近来通过大别山地区 1∶ 5万区调工作 ,在磨子潭—晓天断裂南侧岳西县沈桥、舒城县花坪一带发现一套大理岩及片岩岩石组合 ,其下与强烈变形的大别山片麻岩群二长花岗质片麻岩、斜长片麻岩、斜长角闪岩接触。片岩、大理岩组合的变形特征、稀土元素含量特征与大别山片麻岩群差异较大 ,而与北部佛子岭岩群相似 ,可划分为仙人冲岩组、诸佛庵岩…     

大别山北部中生代火山岩的地球化学特征及其地质意义

沿大别造山带北部的河南信阳、罗山、光山、商城和安徽金寨、霍山、舒城一线分布的一套中生代火山岩,由于其分布范围与地质上习称的北淮阳构造带相吻合,因而将这套火山岩称为北淮阳中生代火山喷发岩带[1].     

晓天—磨子潭断裂的运动学涡度、应变速率及其大地构造意义

晓天—磨子潭断裂作为北大别带与北淮阳带的地表分界线,是大别造山带内重要的折返边界之一。本次工作在详细的野外观察、糜棱岩化过程中温-压条件的计算、糜棱岩中石英C轴组构分析等一系列工作的基础上,计算晓天—磨子潭断裂内同造山糜棱岩化过程的运动学涡度和应变速率。变形温-压条件指示糜棱岩形成于30~40km的深部,明显大于早白垩世以来的剥蚀深度,指示断裂带糜棱岩化过程发生于同造山折返过程中。涡度分析表明,断裂带的涡度值大于0.9,指示其变形以简单剪切变形为主,并说明大别造山带同造山晚期折返的驱动力表现为浮力。显微构造与石英C轴组构分析均指示了一致的上盘向NW的运动方式。断裂带同造山糜棱岩化过程的应变速率为10-10s-1左右,表明造山带峰期变质之后的折返过程是非常快速的。     

晓天-磨子潭剪切带的早白垩世活动及其对北大别穹隆演化的制约

晓天-磨子潭剪切带是大别造山带内北大别杂岩带与北淮阳浅变质岩带的地表分界线,其构造演化特征可以为北大别穹窿的形成演化提供重要制约.本次由此韧性剪切带内4个未变形岩体的锆石样品进行LA-ICP MS U-Pb年龄测定得知,该韧性剪切带形成于早白垩世130～120 Ma期间,为后造山伸展断层.构造分析表明,这条剪切带形成于北大别穹窿深处,为一条平缓韧性拆离剪切带.其形成指示北大别单元在早白垩世初的造山带重力垮塌中发生了深部地壳物质的韧性侧向流动,而该剪切带则是地壳物质韧性侧向流动的上部运动边界.在随后的大规模岩浆上升与浮力增加中,该剪切带与北大别穹窿一起发生隆升而变陡,并随着不均匀隆升而使剪切带出现现今的几何学特征.晓天-磨子潭剪切带的演化显示北大别穹窿是由大别造山带晚造山伸展过程中形成的变质核杂岩组成的.     

大别造山带地壳泊松比结构与超高压变质带—来自宽角反射与近垂直反射剖面的启示

综合宽角反射、近垂直反射的探测结果和有关地质资料，对大别造山带地壳结构和超高压变质带研究显示：大别造山带地壳具有层块结构特征。沿安义－庄墓剖面，上地壳有7个弹性块体，中地壳有5个，下地壳有4个。扬子与华北地块的主缝合带是超高压变质带，扬子地块与大别造山带的现今分界线是与郯庐断裂相交的太湖－马庙断裂，磨子潭－晓天断裂是大别造山带的北界，北淮阳构造带呈楔状向下插入，它与华北地块的分界是肥中断裂。郯庐断裂在中、上地壳近于直立，下地壳向西倾斜。超高压变质带的厚度为5－7km，产状向北插入到北大别块体之下，折返过程是构造就位，不是大别山的均匀抬升，折返的主运动面是水吼－五河高温剪切带。     

晓天-磨子潭剪切带的早白垩世活动及其对北大别穹窿演化的制约

晓天-磨子潭剪切带是大别造山带内北大别杂岩带与北淮阳浅变质岩带的地表分界线,其构造演化特征可以为北大别穹窿的形成演化提供重要制约。本次由此韧性剪切带内4个未变形岩体的锆石样品进行LA-ICPMSU-Pb年龄测定得知,该韧性剪切带形成于早白垩世130～120Ma期间,为后造山伸展断层。构造分析表明,这条剪切带形成于北大别穹窿深处,为一条平缓韧性拆离剪切带。其形成指示北大别单元在早白垩世初的造山带重力垮塌中发生了深部地壳物质的韧性侧向流动,而该剪切带则是地壳物质韧性侧向流动的上部运动边界。在随后的大规模岩浆上升与浮力增加中,该剪切带与北大别穹窿一起发生隆升而变陡,并随着不均匀隆升而使剪切带出现现今的几何学特征。晓天-磨子潭剪切带的演化显示北大别穹窿是由大别造山带晚造山伸展过程中形成的变质核杂岩组成的。     

晓天—磨子潭断裂带构造变形分析及其对大别山构造变形的启示

晓天—磨子潭断裂带是大别造山带非常重要的韧性剪切带之一,叠加在北大别灰色片麻岩之上。通过其构造几何学、运动学的研究表明:晓天—磨子潭韧性剪切带具有管壁状弯曲的几何学特征,运动学方式为沿NWW—SEE向近水平左旋剪切。地质温压计和变形矿物动态重结晶型式揭示了剪切带变形温度约618.2℃,地质压力约0.7GPa,相当于中下地壳环境。据此推测大别造山带曾上覆一管状背形韧性剪切层(大部分现已被剥蚀),晓天—磨子潭剪切带为其北界部分;造山带中下地壳物质曾发生近平行造山带走向的侧向流动。。     

西大别造山带中新县-红安地区的变质变形分析

以商麻断裂为界,大别造山带分为东段和西段,西大别造山带是连接桐柏造山带和大别造山带的纽带。通过对几何学和运动学以及变质环境的研究表明：西大别造山带的形态为一个枢纽向西倾伏的巨型背形构造,且有圈层结构,层间存在滑脱面。西大别地区至少存在着3 期构造变形,第一期是南北边界剪切带的形成,第二期是层间滑脱面和榴辉岩透镜体的形成,第三期是晚期的岩体侵入。应力场的统计结果可知,西大别造山带主要受到近南北方向的挤压,统计结果真实地记录了西大别造山带形成时的古应力状态,对应着3 期变形的第一期。有限应变测量结果显示,从北向南岩石的变形强度存在着：强变形带→弱变形带→强变形带→弱变形带→强变形带这种强弱变形带交替出现的规律。通过白云母Ti温度计以及多硅白云母压力计结果显示西大别造山带中新县-红安地区岩石的变质条件为T = 450 ℃～620 ℃,P = 1.0～1.6 GPa,属于高压蓝片岩相到榴辉岩相。     

扬子北缘复合构造带的结构、演化和动力学

扬子北缘复合构造带位于秦岭—大别造山带南缘与扬子板块北缘之间,由桐柏—大别造山带、武汉—怀宁断褶带、九岭—江南隆起带、瑞昌—铜陵断褶带和大冶—宿松对接带等构造单元组成,是中生代不同时期构造体制叠加,不同方向构造复合、联合的结果。该复合构造带北侧的桐柏—大别山南缘构造带和武汉—怀宁前陆断褶带由北向南逆冲,主要形成于晚印支期,是特提斯构造体制作用的产物; 而南侧的九岭—江南隆起带和瑞昌—铜陵断褶带,则由南向北逆冲,主要形成于早燕山期,是太平洋构造体制作用的产物,同时北侧的大别山南缘构造带和前陆断褶带受到影响,再次活动; 位于该复合构造带中部的大冶—宿松对接带是上述不同构造体制下,不同方向应力叠加,多期构造形迹复合最终形成的复杂构造带。所以,扬子北缘复合构造带是特提斯构造体制与太平洋构造体制转换的产物,是中下扬子两大构造体系转换的经典记录。     

大别造山带构造归属：海西期以来地幔化学成分特征证据

通过对海西湘以来幔源岩石化学成分（特别是高度不相容元素对比值和具有相似性质的元素对比值）研究并与相邻构造单元（扬子板块北缘，华北板块南缘，北秦岭带，南秦岭带）地幔特征对比表明，大别造山带中海西期春秋庙－王母观辉长岩，碰撞后晚燕山早期镁铁－超镁铁质岩体（包括南，北大别造山带）以及产于大别造山带南部和扬子地块北缘的晚燕山晚期碱性玄武岩源区地，均具有富Sc,Cu,贫MgO，低Zr/Hf和高Rb/Sr,Ba/Sr,Ba/La,Nb/Ta,Yb/Hf等特征，源区地幔的这些特点与元古宙以来扬子地幔特征相似，而与华北地幔特征存在显著区别，反映大别造山带发育在扬子地幔上，根据大量的地质学，构造地质学，岩石学，地球物理及地球化学等研究结果，指出桐柏－商城－磨子潭－晓天断裂带是秦岭造山带中商丹断裂带的东延，综合研究证实大别造山带主体属南秦岭的组成部分。     

大别山商城—麻城断裂带的~(40)Ar-~(39)Ar年龄及其意义

商城 麻城断裂带在大别山的构造格局中占有重要地位,但长期以来对其形成时代缺乏精细的测年研究,有鉴于此,我们采用断裂带糜棱岩中黑云母单矿物~(40)Ar-~(39)Ar年代学方法测定其变形时代。结果表明,商麻断裂带形成于226 Ma左右,是扬子和华北两大板块碰撞后期的产物,是一条垂直于造山带走向的横向平移断层。在商麻断裂带的转换调节下,其两侧地块发生差异位移、抬升和相对旋转,导致东西两侧的超高压岩石的折返出露呈现出不同的特征。     

大别山构造地貌的DEM初步分析

以地理信息系统(GIS)为平台,利用航天飞机雷达地形测量(SRTM)数据,构建了大别造山带地区的数字高程模型(DEM),对大别山地区的构造地貌进行了模拟解译分析.研究表明,大别山在造山带走向和垂直走向的方向上都是中间高、两边低,两边地势低的部位发育断陷盆地.SRTM DEM地貌图显示,郯庐等大断裂地貌特征明显,断裂构造严格控制了水系的发育,大别山水系多呈格子状分布,在地貌上主要表现为河流的大角度转弯以及主支流近直角交汇;由于本区地壳沿断裂作差异性升降运动,造成地堑谷、断块山和断陷盆地并存的地貌特点.本文统计分析了坡度与高程之间的相互关系,并提取了夷平面信息.      

大别造山带北麓地区自石炭纪以来构造演化研究

大别造山带北麓地区位于大别造山带外侧缘,其构造演化过程严格受大别造山过程的控制。大别造山带北麓地区构造热史的恢复对于整个大别造山带造山过程的研究具有重要意义。造山带外缘复杂的构造演化过程,造成了其埋藏史恢复的复杂性。在综合分析该地区石炭系上覆地层分布、侵入岩中矿物结晶压力以及构造运动发展阶段等多方面资料的基础上,以全新的思路恢复了大别造山带北麓地区石炭系埋藏史,分析认为,自石炭纪以来,大别造山带北麓地区共经历了三次沉降和三次隆升的演化过程。     

南秦岭花岗岩锆石U-Pb定年及其地质意义

锆石Ｕ－Ｐｂ定年结果表明,南秦岭勉、略构造带以北迷坝、光头山和东江口等花岗岩体形成于三叠纪（２０６￣２２０Ｍａ）,与南秦岭勉－略构造带洋盆的闭合时代及大别山超高压变质时代基本一致显示了它们的形成与勉－略古生代洋盆闭合后及华南陆块与华北陆块碰撞之间的内在联系。它支持华南和华北两大陆块最终在印支期碰撞的观点。     

Relationship between the TanLu Fault and Dabie Orogenic Belt in Eastern China

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＦｉｇ．１．　ＴｅｃｔｏｎｉｃｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅＤａｂｉｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔａｎｄＴａｎＬｕｆａｕｌｔｉｎｅａｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ　　ＴｈｅＤａｂｉｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔａｎｄＴａｎＬｕｓｔｒｉｋｅｓｌｉｐｆａｕｌｔａｒｅｓｉｔｕａｔｅｄｉｎｃｅｎｔｒａｌａｎｄｅａｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ,ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ（Ｆｉｇ．１）．Ｔｈｅｉｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｐｒｏｃｅｓｓｅｓ,ｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅａｄｊａｃｅｎｔｇｅｏｌｏｇｉｃｂｌｏｃ…     

大别造山带晚造山期花岗岩类

大别造山带存在中侏罗世花岗质岩浆活动,相关花岗岩类在成分上与准铝质岩一致,其锆石U-Pb与全岩Rb-Sr年龄为174~161 Ma。这些岩体主要属于造山带中下地壳深部熔融、侵入之产物,具有晚造山挤压型花岗岩的特点。岩体出露面积与剥露深度的区域变化,主要与后期强烈的热窿伸展差异改造作用有关。大别造山带晚造山期的挤压环境,还控制合肥盆地前陆挤压阶段(中侏罗世–晚侏罗世早期)以及南北两侧逆冲推覆构造的发育。西太平洋汇聚特性的急剧变化(侏罗纪末),是促成大别山造山根突发性拆沉事件以及区域伸展机制取代晚造山期挤压作用的根本原因,推测这种晚造山期挤压环境大致结束于~160Ma,即造山根突发性拆沉作用发生之时。