南北构造带北部石炭纪东西沉积边界分合演变及其地质意义

南北构造带是中国大陆地质构造及深部过程和地表系统的重要分界线,也是地震活动的多发地带,对其在前中生代是否存在、不同时期各区带的构造属性和联系研究薄弱。文中以南北构造带北部为研究对象,重点讨论其中南段,探讨研究区石炭纪地质构造特征及其与具分区意义的南北构造带形成演化的联系。研究表明,在石炭纪,今南北构造带北部所在地区处于伸展裂陷环境,断裂活动强烈,总体控制着河西走廊—北祁连沉积域的东界和隆拗格局及沉积厚度等变化。南北构造带北部及其西沉积区的断裂活动和沉积演化,经历了前黑山期初始裂陷、臭牛沟期进一步(向北)扩张、土坡期沉积-沉降鼎盛及太原期衰减4个阶段。其中于晚石炭世土坡晚期(本溪期)和太原期,东(华北)、西沉积域的沉积范围均向南北构造带北部扩展,先后经历了北部连通到全部相通的演变过程。石炭纪各期诸断裂与中、新生代断裂在位置和方向上具有明显的相关性,反映二者成生和演化联系密切。南北构造带北部及邻区,在石炭纪主要时期分隔华北和河西走廊—北祁连两大沉积域,东、西沉积域的沉积边界在该区带的分合演变和建造特征及断裂的主控因素,显示该区带在石炭纪已属具明显分区作用的重要地质构造单元,为此后南北构造带北部的进一步发展演化和重要的构造地位奠定了基础。     

巨型纬向构造体系和区域性东西构造带

一、巨型纬向构造体系巨型纬向构造体系(以下简称纬向带)与地壳运动之联系,是地质力学一项基本理论问题。李四光教授早年探讨地壳运动规律时即得到启发,经过几十年的研究,逐步深入,得出了一些基本的规律,充实了地质力学的基本理论。本文拟从地质力学的基本观点出发,根据地球表面客观存在的纬向构造形变,结合其他学科观测研究的成果,对巨型纬向带,作一些补充讨论。(一)巨型纬向带发生的原因及其展布的规律性1.纬向带发生的原因     

东西构造带形成机制和有关问题的讨论

<正> 早在二十年代初期,李四光教授在研究中国和东亚各种类型构造体系的时候,就明确指出地壳表面存在着沿一定纬度分布的东西向构造带。以后又进一步讨论了它们长期发展的历史和它们在全球的规模。他从不同类型构造体系在地壳上分布和排列的规律,探索构造运动的起源,认为这些构造体系所表现的方向性显然与地球的旋转轴有一定的联系,它们的成生与地球自转角速度的变化密切相关,当地球自转角速度发生变化时,它的离心惯性力也随着发生变化,离心惯性力的水平分力推动着地壳的定向水平运动——经向和纬向水平运动。     

东西构造带形成机制和有关问题的讨论

早在二十年代初期,李四光教授在研究中国和东亚各种类型构造体系的时候,就明确指出地壳表面存在着沿一定纬度分布的东西向构造带。以后又进一步讨论了它们长期发展的历史和它们在全球的规模。他从不同类型构造体系在地壳上分布和排列的规律,探索构造运动的起源,认为这些构造体系所表现的方向性显然与地球的旋转轴有一定的联系,它们的成生与地球自转角速度的变化密切相关,当地球自转角速度发生变化时,它的离心惯性力也随着发生变化,离心惯性力的水平分力推动着地壳的定向水平运动——经向和纬向水平运动。     

对昭乌达盟地区东西构造带的认识

昭乌达盟(简称昭盟)位于辽宁省的西部,面积约八万多平方公里。昭盟南部为华北地台的“内蒙地轴”,北部为内蒙兴安华力西地槽褶皱带的内蒙华力西晚期褶皱带。从地质力学观点来看,阴山东西复杂构造带从昭盟南部通过,昭盟北部为大兴安岭新华夏系隆起带的南端。     

南北构造带北部香山地区中-新生代构造抬升事件

南北构造带北部位于鄂尔多斯地块和阿拉善地块,秦祁褶皱造山带和兴蒙褶皱带四大构造单元的结合交汇部位,演化历史复杂。本文以南北构造带北部香山地区为研究对象,探讨该区中-新生代的隆升过程和阶段。对采自香山地区的9件样品分别进行了锆石、磷灰石裂变径迹测年及热历史模拟分析。香山地区的裂变径迹年龄主要分布在4个区间,对应地质时代分别为晚三叠世末-早侏罗世、晚侏罗世末-早白垩世初、晚白垩世和始新世,反映出香山地区在这4个时期内发生了明显的冷却事件。而这4期冷却抬升事件与区域构造背景及野外地质特征均有很好的响应关系。同时热历史模拟表明,香山地区晚白垩世以来整体上经历了2期快速隆升事件,其中始新世的快速隆升主要是该区对鄂尔多斯地块新生代周缘裂陷解体事件的响应。值得注意的是,香山地区并未反映出8Ma左右的快速隆升,说明青藏高原隆升对该区的影响是较为有限的。     

论中国大陆复杂和混杂的碰撞带构造

中国大陆碰撞带是以结构复杂、形成过程复杂和物质成分趋于混杂为主要特征的。在构造特征上 ,表现为由构造岩片和混杂岩带所组成 ,形成扇状褶皱和对冲型逆掩断层。在剖面上常形成楔状(鳄鱼式 )构造 ,在平面上可构成嵌入构造 ,它们其实是两个板块在碰撞过程中互相挤压、缩短与穿插的、一个统一的三维共轭剪切断裂系统中的不同表现形式。绝大多数中国大陆碰撞带都不是一次形成的 ,而是经历了多期次、活动性质各不相同的、复杂的形成过程。为了进一步提高碰撞带的研究水平 ,应该把碰撞带及其两侧的板块当作一个整体来进行综合研究 ,应该大力加强碰撞带周邻板块的沉积古地理、生物古地理、古地磁学、地球化学和构造变形、变位资料的系统研究。碰撞作用时期是元素、岩石和构造单元趋于混杂的时期 ,而不是有利于元素、物质的分异和富集。碰撞带的主碰撞期形成的矿床是十分有限的。笔者推测有 4种类型的矿床可能将成为西部古碰撞带地区找矿的主要目标。     

内蒙古中部交其尔复杂构造带构造研究

通过对内蒙古中部地区苏尼特左旗等８幅图１：５万区域地质调查发现了交其尔构造带。该构造带由浅部的逆冲推覆断裂与深部的韧性剪切带上、下叠置而成。     

南北构造带天水、武都强震区地壳和上地幔顶部结构

利用两条相互垂直的高分辨地震折射/宽角反射剖面和相应的非纵观测的多个扇形剖面取得的人工地震资料, 研究天水和武都8级大震区的地壳和上地幔顶部结构和构造.二维剖面结果显示, 地壳沿垂向可分为上地壳和下地壳两大层.上地壳中部存在低速层, 层内介质速度比背景值低0.3~0.5km/s.莫霍面深度大约为46~48km.NE向的天水-武都剖面下地壳速度在横向上变化剧烈, NW向的成县-武山剖面, 在礼县以西, Moho面和C界面有被上涌物质改造过的迹象.三维速度成像显示, 在105°E附近, 从7至11km的深度范围内, 存在一条近NS向的断裂带, 在该带的两侧速度结构有明显的差异, 西侧为低速异常, 而东侧为高速异常, 这一近NS向的断裂带与二维剖面的下地壳深断裂在位置上很接近.该地区的几个8级大震均发生在105°E附近, 并且呈一近NS条带.      

南北构造带北段S波分裂研究及其动力学意义

南北构造带北段位于青藏高原东北缘及其向北东方向扩展的区域,其岩石圈变形特征对于探讨青藏高原东北缘变形机制及其扩展范围具有非常关键的意义。地震波各向异性能很好地反映上地幔的变形特征。因此,本文对布设在南北构造带北段的流动地震台站记录的远震波形资料进行S波分裂研究,获得了研究区上地幔各向异性图像以及该区岩石圈地幔的变形特征信息。S波分裂研究结果表明,研究区地震波各向异性来自于上地幔,区内不同构造单元上地幔各向异性方向不尽相同。快波方向分布显示,青藏高原东北缘,鄂尔多斯西缘以及贺兰构造带北段的快波方向主要表现为NW-SE向,与前人在银川地堑和贺兰构造带中、北部得到的NW-SE向的上地幔各向异性方向一致,显示这些地区岩石圈地幔变形一致,该结果表明青藏高原东北缘向北东方向扩展的影响范围已到达贺兰构造带北段。阿拉善地块内部快波方向显示为NE-SW向,与阿拉善地块北部存在的北东向展布的晚古生代岩浆岩方向一致,表明该NE-SW向的快波方向可能代表地是“化石”各向异性,是晚古生代阿拉善地块受到古亚洲洋闭合作用的结果。此外,鄂尔多斯地块内也存在NE-SW向的各向异性方向,与区内中-晚侏罗世存在的NE-SW向逆冲推覆构造方向一致,因此该各向异性方向也代表了“化石”各向异性,是鄂尔多斯地块受到古特提斯构造域的块体碰撞、古太平洋板块北西向俯冲以及西伯利亚板块向南俯冲共同作用的结果。     

中国南北构造带北部中生代地质事件及其演化序列

南北构造带是中国大陆中部地表系统、地质构造及地球物理场的重要分界线,也是一条强震多发地带,长期以来被诸多学者所关注。但目前对该带中生代期间所经历的重要地质事件及其演化序列的研究较为薄弱,限制了对该带演化过程的认识。本文以南北构造带北部（宁南—六盘山地区）为研究对象,收集整理了大量低温热年代学数据、火山事件、构造事件及其它事件沉积的时空分布,分析和探讨了南北构造带北部中生代构造事件的演化序列。裂变径迹年龄统计结果表明,南北构造带北部中生代期间经历了晚三叠世—早侏罗世（220~180 Ma）、晚侏罗世—早白垩世早期（160~135 Ma）和晚白垩世—古新世中期（100~60 Ma）等多期的构造抬升事件。这些构造抬升事件在研究区均具有明显的地质响应,且其形成与中生代期间研究区及周邻的地球动力学环境变迁密切相关。而在构造变动的间歇期内,研究区大量接受沉积,并伴随着区域气候的变化,发生了诸多事件沉积,这一时期也往往是研究区油、气、煤、膏岩等能源矿产的富集时期。     

南北活动构造带中段地质灾害与重大工程地质问题概论

甘肃天水等城镇和成兰交通廊道位于青藏高原东缘南北活动构造带中段,是中国东西部地质、地貌边界带,断裂活动性强,地震活动频繁。本文在区内地质资料收集分析和野外地质调查的基础上,从活动断裂、浅表层地质灾害、深埋隧道重大工程地质问题等角度,分析了甘肃天水等城镇和成兰交通廊道规划建设过程中可能遇到的工程地质问题,认为:研究区内对成兰铁路和甘肃天水等城镇具有重大影响的活动断裂带主要有15条,并对区域构造应力场具有重要影响,具有强震诱发背景;研究区内地质灾害极为发育,主要包括崩塌、滑坡和泥石流,地质灾害的发育分布受强降雨、地震和活动断裂影响大,并发育一系列古地震滑坡,部分崩塌和滑坡方量大,具有高位、高速远程等特征,已严重制约着城镇、铁路、公路等地面工程建设,危害严重;研究区内深埋长大隧道多且工程地质问题复杂,已经遇到并严重受高地应力、软岩大变形、涌水突泥和高地温等重大工程地质问题的影响,同时还存在活动断裂断错效应对深埋隧道和桥梁等重要工程设施的长期影响。针对上述工程地质问题,深入探讨了其发育分布规律,并提出了调查研究途径和解决办法,对区内重要城镇、重大工程规划建设具有一定的借鉴意义。     

从重磁场特征探讨南北构造带北段与地震带的统一性

从分析地球物理场特征着手,提出将南北向重力梯级带和重磁场特征东西差异作为划分南北构造带的依据,探讨了形成南北构造带的区域与深部地质构造背景以及地震成带分布的对应关系.重力梯级带反映的南北构造带既有与中轴构造一致的继承性,又有向西拓展的新生性,并在南北统一成带的基础上叠加了分段性,形成南压北张不同背景的控震、控热机制,同时也是构成青藏高原东界和我国大陆构造域东西分界线,对应着狭义南北地震带.     

西秦岭新生代双峰式火山作用及南北构造带成因初探

本文提供了西秦岭新生代流纹岩的全岩化学、稀土微量元素和Pb、Sr、Nd同位素分析数据,以及新生代双峰式火山岩27个同位素定年结果。研究表明,西秦岭新生代双峰式火山岩具有与东非裂谷完全相同的岩石组合。K/Ar和³⁹Ar/⁴⁰Ar同位素定年确定新生代双峰式火山岩的年龄从23~7.1Ma。双峰式火山岩中的钾霞橄黄长岩与钾玄岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr在0.704031~0.70525之间, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为18.408~19.062,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.476~15.677,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.061~39.414,ε_Nd=0.3~5.3,几乎全部为正值,与新特提斯地幔端元地球化学域非常相似,岩浆起源于与Ontong Java和FOZO地幔柱相似的亏损地幔源区。由此推测,火山岩的成因与印-亚大陆碰撞诱发的软流圈地幔流向东移动和上涌有关,也是青藏高原向东扩展的一种响应。西秦岭新生代双峰式火山岩的厘定为查明南北构造带的性质提供了岩石探针,它证明南北构造带是一条大陆裂谷。但是,将西秦岭的双峰式火山岩产出的大地构造背景,深部地球物理以及地幔热结构与贝加尔裂谷和东非裂谷的地幔相比较可以看出,南北构造带的裂谷特征不同于东非大陆裂谷,也与贝加尔裂谷不尽相同。南北构造带的裂谷成因与印-亚大陆碰撞诱发的软流圈物质向东的移动和上涌有关,其特征受西秦岭周边各个小块体间相对运动速度与方向以及东昆仑断裂-西秦岭北缘断裂运动性质的联合制约。由此推测,南北构造带是一条复杂的裂谷带,也可能是一个发展中的板块边界。     

基于区域地震数据的中国南北构造带三维速度结构估算

本文利用天然地震P波走时残差进行了中国南北构造带(22.0°N～44.0°N,97°E～107.5°E)上地幔和地壳的三维速度成像研究。天然地震数据由中国地震台网和国际地震中心(ISC)提供。在反演方法模型参数化过程中,网格间的速度由插值函数表示,允许出现速度间断面。由于应用了LSQR算法,极大地降低了计算量和计算机内存量。因此,确保了算法的稳定性。针对解的分辨率评价,本文提出了一种非线性问题线性解的评价方法,并将LSQR算法及本文解的评价方法用于中国南北带岩石三维地震波速度结构的成像研究。     

柴达木盆地南北推覆构造概论

柴达木盆地南北地区，可以划分出两个巨型推覆构造带，分别称为柴北缘推覆构造带和东昆仑推覆构造带。其间的柴达木盆地形成一个相对的应变减弱区（低应变带）。两大推覆构造带在相同力源作用下统一构成了青海省北部的基本构造格局，成为华北板块的南部边缘带，是华北板块与南华板块碰撞拼合形成的浅部构造变形的产物，也是南北板块拼合的证据。