日本海的扩张模式

从美国的阿留申群岛经过日本和菲律宾一直延伸到新西兰的链状弧后盆地是太平洋板块西部边缘的一大特征.大多数盆地位于远离大陆的火山岛弧后面,是太平洋岩石圈伸展的结果.日本海一边与大陆壳(亚洲大陆的苏联锡霍特山脉和朝鲜半岛)接壤另一边则是带有大陆碎块的活动岛弧.因此,可以说日本海与大陆裂谷作用有关而与大洋作用关系不大.我们引用的来自日本岛弧的古地磁资料表明,早中新世以来,日本东北部围绕一个垂直轴反时针方向旋转了47°,而日本西南部围绕垂直轴顺时针方向旋转了56°.我们提到的这个差异旋转发生在11百万年以前到21百万年之间,是日本海的弧后盆地呈双门式扩张的结果,也就是     

塔里木地块泥盆纪古地磁结果及构造含义

利用塔里木地块新的古地磁资料,研究了塔里木地块漂移和构造演化历史,对北方大陆形成提出了新的认识。从古纬度资料反映出塔里木地块泥盆纪位于北纬13°,到二叠纪晚期达到了北纬25°,向北漂移了12°左右,同时顺时针旋转了40°,自二叠纪以来塔里木地块又向北漂移了10°左右,并顺时针旋转了20°。     

喜马拉雅山北坡奥陶纪—古近纪构造古地磁新数据

在喜马拉雅山北坡奥陶系—古近系近乎连续的沉积地层中系统采集古地磁样品3791件,其中测试统计样品数为2920件,基本获取了统级年代古地磁数据,绘制出喜马拉雅地块奥陶纪—古近纪古地磁极移曲线和古纬度变化曲线。喜马拉雅地块在向北漂移过程中曾发生了多次旋转,最后一次约28°的顺时针旋转发生在始新世,可能与西喜马拉雅构造结形成有关;晚三叠世和晚侏罗世曾发生了纬度为2°和3.8°的向南回返,可能与雅鲁藏布新特提斯洋弧后扩张有关。根据古纬度数据推算:中白垩世雅鲁藏布新特提斯洋盆的宽度至少为2200km;始新世以来的喜马拉雅陆-陆碰撞造山运动导致印度地块-喜马拉雅褶冲带-拉萨地块之间的地壳缩短量至少为1000km。     

塔里木盆地古董山地区早二叠世古地磁特征 及其地质意义

通过对塔里木盆地内古董山地区早二叠世玄武岩的古地磁测定,揭示了1组高温特征剩磁分量。实验结果表明,其特征剩磁方向为：Dg=213.7°, Ig=26.9°,κg=19.7, N=9,α95=13.7°; Ds=217.7°, Is=-37.5°, κs=15.4,α95=13.6°,相对应的古地磁极位置为：53.2°N、 187.5°E,A95=12.3°,古纬度为21.0°N。由于采样剖面所获得的早二叠世古地磁结果全部为反极性特征,认为这一高温特征剩磁分量很可能代表了研究区早二叠世时期的原生特征剩磁。对比塔里木地块西北缘早二叠世的古地磁结果,认为研究地区与塔里木地块西北缘之间在古地磁误差范围内并未发生明显的相对构造运动。依据塔里木早二叠世古地磁极与哈萨克斯坦地块同时期古地磁极的一致性,结合二者的古生物资料,提出早二叠世时期塔里木地块可能已经与哈萨克斯坦地块碰撞相连,至晚二叠世,二者之间的海水完全退出,碰撞造山使得天山雏形基本形成。结合前人古地磁研究成果,对塔里木地块及周边主要块体早二叠世的古地理进行了重建。     

青藏高原拉萨地块早白垩纪火山岩古地磁结果及其构造意义

对青藏高原拉萨地块早白垩纪火山岩15个采点的古地磁测定,揭示了一组高温特征剩磁分量.实验结果表明采样剖面获得的早白垩统卧荣沟组的古地磁结果全部为正极性,显示与早白垩纪正极性超静带的极性特征相似.对岩石的显微镜观察表明岩石未受后期热液化学交代作用和风化作用,这表明所获得的高温分量很可能代表岩石形成时的原生剩磁.其特征剩磁方向为:偏角D=18.4°,倾角I=26.5°,α95=8.6°;相应的极位置为:经度ψp=220.3°E,纬度λp=66.4°N,dp=9.3°,dm=6.9°,古纬度plat=14.0°.通过对比拉萨地块以北诸地块早白垩纪古地磁结果,认为拉萨地块在早白垩纪已与芜塘地块碰撞拼合在一起,而自早白垩纪以来相对欧亚大陆发生了1500±600km的构造缩短.结合拉萨地块已有的晚白垩纪和古新纪古地磁数据,认为欧亚大陆的最南缘(拉萨地块)在印度/欧亚大陆发生碰撞前自早白垩纪一始新纪一直处于北纬12.8°～14°N低纬度位置,并未发生明显的纬向运动.     

新疆北部古地磁研究

通过和布克赛尔、克拉玛依、玛纳斯—乌鲁木齐地区泥盆纪到白垩纪古地磁研究,主要取得以下结果:(1)首次建立了准噶尔西北缘及南缘石炭纪—白垩纪古地磁极移曲线,由石炭纪到二叠纪的古地磁极位置基本在同一区间,说明该时期这些地区为一个统一的构造单元,而其古地磁极明显与塔里木、哈萨克斯坦、西伯利亚地块存在着差异。(2)该地区侏罗纪及白垩纪古地磁结果与塔里木地块结果一致,侏罗纪乌鲁木齐与和布克赛尔磁偏角相差30°左右,说明和布克赛尔地区相对乌鲁木齐地区逆时针旋转了30°左右,晚古生代以后曾发生过南向移动,而侏罗、白垩纪以来均向北发生了相当规模的北向运动,并发生了相对旋转,目前东、西准噶尔的构造格局可能就是由于局部相对旋转造成的。(3)中国大陆在早二叠世还不是一个联合的整体,而是以相互分离的独立块体分布于45°N—15°S的古特提斯洋中。(4)该地区二叠纪的磁偏角为165°—168°,而塔里木为218°,哈萨克斯坦为229°,说明存在35°—55°的逆时针旋转,这个旋转可能是由于西部推覆构造造成的。如果将西准噶尔超基性岩带顺时针旋转35°—55°后,东准噶尔超基性岩带、西准噶尔超基性岩带和斋桑泊—鲁布佐夫斯克超基性岩带应在同一构造带上。(5)该地区晚古生代古纬度变化不明显,位于30°—45     

喜马拉雅山北坡奥陶纪—古近纪构造古地磁新数据

在喜马拉雅山北坡奥陶系-古近系近乎连续的沉积地层中系统采集古地磁样品3791件,其中测试统计样品数为2920件,基本获取了统级年代古地磁数据,绘制出喜马拉雅地块奥陶纪-古近纪古地磁极移曲线和古纬度变化曲线.喜马拉雅地块在向北漂移过程中曾发生了多次旋转,最后一次约28°的顺时针旋转发生在始新世,可能与西喜马拉雅构造结形成有关;晚三叠世和晚侏罗世曾发生了纬度为2°和3.8°的向南回返,可能与雅鲁藏布新特提斯洋弧后扩张有关.根据古纬度数据推算:中白垩世雅鲁藏布新特提斯洋盆的宽度至少为2200km;始新世以来的喜马拉雅陆-陆碰撞造山运动导致印度地块-喜马拉雅褶冲带-拉萨地块之间的地壳缩短量至少为1000km.     

柴达木盆地东北部新近纪构造旋转及其意义

青藏高原东北缘构造变形的研究是认识高原隆起过程、机制和印度—欧亚板块碰撞远程效应的重要途径。柴达木盆地是印度－欧亚板块碰撞后南北向挤压应力为动力背景的高原东北部内陆盆地,沉积物主要来自于周边山地,完整的保存了新生代以来高原隆升的详细记录。通过柴达木盆地东北部瑙格剖面精细古地磁及构造旋转研究发现,20.1～15.1Ma以及15.1～8.2Ma柴达木盆地分别发生了9.7°±7.4°和6.4°±4.4°的顺时针旋转,约8.2Ma后,柴达木盆地东北部瑙格地区发生了16°±7.5°的逆时针快速旋转。通过分析认为,前两次的顺时针构造旋转事件可能与阿尔金断裂的左旋走滑有关。而约82Ma以来的逆时针旋转事件属于柴达木盆地东北部瑙格地区的局部旋转,可能与温泉断裂的右旋走滑有关,说明青藏高原东北部在昆仑山、阿尔金山和祁连山三条巨型断裂系左旋相对运动的宏观控制下形成的NNW向温泉右旋走滑断裂开始走滑的年代为约8Ma。     

西藏喜马拉雅地块显生宙古地磁特征及其构造地质意义

通过对采自西藏南部喜马拉雅地块珠穆朗玛峰北坡地区奥陶系—古近系沉积地层中的2920件古地磁定向样品进行了系统测试研究,结果表明,喜马拉雅地块在显生宙时期向北漂移过程中曾发生过多次顺时针旋转运动。在奥陶纪—晚白垩世喜马拉雅地块在向北漂移过程中发生了大约20.0°的顺时针旋转运动。但在晚泥盆世末到早石炭世初曾发生了0.4°逆时针旋转,在石炭纪和早三叠世分别逆时针旋转了6.0°和8.0°,可能与晚泥盆世末到早石炭世初、石炭纪和早三叠世大陆裂谷的张裂作用有关。在晚三叠世-早侏罗世和晚侏罗世-早白垩世期间,分别发生了古纬度为2.0°和3.8°的向南回返的逆时针旋转,可能与雅鲁藏布新特提斯洋弧后扩张及洋盆开启有关。在始新世到上新世,喜马拉雅地块在相对快速北移的同时产生了约28.0°的顺时针旋转。根据古纬度数据推算,始新世以来的喜马拉雅陆-陆碰撞造山运动导致印度板块-喜马拉雅褶冲构造带-拉萨地块之间的地壳构造缩短量至少为1 000km。通过对珠穆朗玛峰地区显生宙古地磁的系统研究,为进一步深入研究冈瓦纳大陆的演化、古特提斯洋的形成、消亡历史和青藏高原隆升机制提供了科学依据。     

青藏高原东北缘六盘山地区新生代构造旋转及其意义

青藏高原东北缘构造变形的研究是认识高原隆起过程、机制和印度-欧亚板块碰撞远程效应的重要途径。新生代时期,海原-六盘山断裂、香山-天景山断裂、烟筒山-窑山断裂和青铜峡-固原断裂控制的青藏高原最东北缘六盘山地区山前盆地群,接受了巨厚的新生代沉积,较完整地记录了高原东北部的变形隆升历史。通过六盘山地区丁家二沟剖面的精细古地磁研究发现,白垩纪结束后至中新世六盘山地区发生了约23°的长期顺时针构造旋转,并主要发生在三个时期:可能于晚始新世至早渐新世六盘山地区发生了约9°的顺时针旋转、早渐新世晚期顺时针快速旋转约9°、早中新世初顺时针快速旋转约5°,同时它们也被地层变形侵蚀和沉积演化所记录,说明印度-欧亚板块碰撞变形的前峰最迟在约始新世末-渐新世初就已经达到六盘山地区。这比目前普遍认同的六盘山地区变形隆升是青藏高原隆起中最晚形成(第四纪以来)的观点早了至少3千多万年,它为深入认识高原隆升过程和环境效应提供了新的证据。     

新疆泥盆纪古地理

根据古地磁资料,泥盆纪时期除印度地块处于南半球10°～40°外,新疆境内其它块体均处于北半球0°～35°,位置变化不大。西伯利亚、准噶尔和塔里木3大地块向北漂移,华北地块基本未动,华南地块、印度地块和柴达木断块向南漂移。 晚古生代时,形成阿尔泰泥盆纪弧后拉张裂谷,发育一套细碧－角斑岩建造。在准噶尔地块中,形成了谢米斯台－淖毛湖晚古生代岛弧、弧间盆地和萨吾尔晚古生代岛弧。塔里木北缘的南天山南缘洋盆,形成哈尔克山、艾尔宾山南缘断续的火山岛弧带。塔里木古陆区处于区域挤压背景,海水自东向西大规模退缩,形成一套陆…     

印度支那地块第三纪构造滑移与青藏高原岩石圈构造演化

印度支那地块于早第三纪至中新世发生大规模地向东南方向走滑,同时伴随着15°顺时针旋转。青藏高原及邻区晚自垩世以来的古地磁古构造及地质年代学研究新成果,说明青藏高原岩石圈的构造演化过程,即古新世初印度板块与欧亚大陆的南缘拉萨地块碰撞,至49 Ma左右印度与拉萨地块发生全面拼合,随着印度板块进一步向北挤压,从碰撞期至16 Ma,印度支那地块沿红河大型走滑断裂发生侧向滑移;印度与“欧亚大陆”之间的构造缩短通过岩右圈板块沿着大型走滑断裂系的挤出以及板块间的消减得到调整。青藏高原大规模的岩石圈构造缩短很可能始于中新世27 Ma左右沿着早期陆块间的接合带发生。一些事实还说明青藏高原的总体隆起很可能是通过10 Ma前后和3 Ma以后多期非均匀隆升形成的。     

西藏和云南三江地区特提斯洋盆演化历史的古地磁分析

通过对华南、思茅、保山、缅泰、印支、羌塘、拉萨和喜马拉雅地块进行了古纬度和纬度运移量的对比分析,以确定西藏和云南西部三江地区主要地块的碰撞拼合历史,以及相应的特提斯洋盆演化时限。结果表明:①分隔保山和思茅地块的古特提斯洋可能于早志留世张开;②保山与思茅地块于晚二叠世碰撞,然后继续和华南地块、缅泰地块一起向北漂移,直到晚三叠世;③古特提斯洋年龄范围在早志留世至晚二叠世之间;④中特提斯洋年龄范围在早二叠世至早白垩世之间,在晚三叠世达到其最大纬度宽度,约42°;⑤雅鲁藏布江缝合带所代表的新特提斯洋于晚三叠世张开。     

塔里木地块晚新元古代古地理位置的古地磁新制约

塔里木地块新元古代的古地理位置一直都存在争议。本文对新疆阿克苏地区晚新元古代苏盖特布拉克组上亚组两个剖面286块古地磁样品进行了系统古地磁学研究,从151个样品中分离获得了三个剩磁组分。其中,中温组分未通过褶皱检验,为新生代的重磁化结果;高温特征剩磁组分HTC1和HTC2均通过了褶皱检验,且HTC1组分还在95%置信水平上通过了倒转检验。但HTC2组分对应古地磁极落在塔里木地块晚泥盆世—中石炭世古地磁极之间,而HTC1对应古地磁极,λp/φp=4. 5°S/93. 0°E（dp/dm=7. 6°/9. 9°）显著区别于塔里木显生宙以来的古地磁极。为此,我们将HTC1组分解释为岩石形成时期获得的原生剩磁;根据砂岩碎屑锆石测年结果,其年龄为~588 Ma。结合地质和地球化学资料以及邻近陆块的古地磁数据,我们认为塔里木地块在新元古代很可能位于Rodinia超大陆的外围,澳大利亚 东南极板块的西北缘;在Rodinia超大陆的裂解过程中,随着原特提斯洋的扩张不断向西北方向漂移,直到~580 Ma完全裂离于澳大利亚古陆。     

日本北海道中部的北部地区前渊环境中晚第三纪弧后盆地的层序地层模型

北海道中部位于千岛群岛和日本岛弧东北部的汇合处。晚第三纪沉积岩广泛地分布在一些盆地中,这些盆地形成于日本海东缘地区,且与弧后扩张和岛弧碰撞有关。其中在Habozo沉积盆地中沉积了从中中新世到上新世的厚达几千米的碎屑岩。基于露头资料,笔者认为这个盆地的沉积层序似乎受盆地沉降和第三级海平面升降的双重控制。根据层序地层学观点,可以计算沉降速率和海平面变化。该分析表明从16Ma     

扬子地块泥盆纪—石炭纪古地磁新结果及其古地地理意义

本文通过对扬子地块西南缘贵州独山－平塘地区泥盆－石炭纪316块定向岩心样品的系统退磁处理，揭示出晚侏罗世、新生代两期重磁化成.73个岩心样品，分布在早一中泥盆世（17个）、晚泥盆世（25个）、早石炭世（24个）和中－晚石炭世（7个）4个统计单元，得到了最可能的原生剩磁。结合已有的古地磁数据，修订了扬子地块极移曲,纯利 移曲线拟合的结果表明，扬子地块在早古生代是冈瓦那大陆的组成部分，与印度－喜马拉雅－澳大利亚地区临近。晚泥盆世、冈瓦那大陆发生大规模顺时针旋转，扬子地块开始与之分离。     

从东海和南海北部盆地群演化探讨日本大陆板块的形成过程

日本列岛是位于欧亚东缘和西太平洋过渡带上的大陆板块,其来源和成因机制得到了广泛研究,传统上认为其成因是由太平洋俯冲形成的沟弧盆体系的一部分,但仍存在诸多争议。基于地形地貌、地震勘探剖面和盆地构造演化史恢复、古地磁测量和古生物等诸多证据,将南海北部的珠江口盆地、台西南盆地和东海盆地及冲绳海槽的构造迁移进行统一的系统分析,研究结果表明日本大陆板块在新生代由两个区域分别漂移而来。北海道来自赤道附近,而本州、四国和九州来自华南大陆边缘。其成因动力机制与欧亚板块从北大西洋的裂解东漂和印度与欧亚碰撞密切相关,在这个过程中,位于欧亚板块东缘的日本三岛首先发生了裂解,之后发生了漂移。新的大陆漂移模型合理地解释了沟弧盆体系的形成机制和过程,说明了弧状岛弧的成因机制,也给出了所形成的盆地内油气富集的规律。本研究为大陆漂移模式提供了一个新的动力机制。     

扬子地块西南缘晚古生代基性岩浆岩的性质与古特提斯洋的演化

扬子地块西南缘晚泥盆世至晚二叠世的基性岩浆岩具有大体类似的地球化学性质, 它们均富集Ｔｉ（ＴｉＯ２＞ ２％ ）、ＬＩＬＥ和ＬＲＥＥ（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ＝ ４．８～１４．６）,Ｔｉ／Ｖ（３２～６７）、Ｔｉ／Ｙ（４００～６９３）和Ｚｒ／Ｙ（３．２～７．６）比值高,具洋岛玄武岩的特征,推测它们均与地幔柱岩浆的活动有关。该地幔柱岩浆活动的时期与古特提斯洋盆演化的时期大体吻合, 但地幔柱岩浆开始喷发的中心与古特提斯初始扩张的中心相距甚远,看来,金沙江－哀牢山洋盆的张开与地幔柱岩浆活动无关。从晚泥盆世至晚二叠世,地幔柱岩浆活动的规模和强度逐渐增加,玄武岩分布中心从广西的南宁－百色之间逐渐向北西３１０°方向迁移了约６００ ｋｍ ,推测这一迁移轨迹可能受金沙江－哀牢山洋盆扩张的影响。据此估计, 金沙江－哀牢山洋盆宽度可达约１ ０００ ｋｍ 。据地幔柱岩浆轨迹与金沙江－哀牢山缝合带所夹的角度推测, 扬子地块可能经历了顺时针旋转, 与古地磁资料一致。     

华北陆块、秦岭地块和扬子陆块构造演化的古地磁证据

通过对河北井陉和湖北宜昌、兴山的39个采样点、392个样品进行的古地磁测试,以及7个采样点、71个样品中的原生剩磁以及笔者前期研究结果,系统分析了三大块体的古地磁极位置、古地磁偏角以及古纬度自寒武纪以来的变化特征,并进行了古地理复原。研究表明,三块体为不同地质构造单元,寒武纪时,华北陆块、秦岭地块以及扬子陆块自北到南顺序排列于北纬2.9°、南纬5.5°以及南纬17.0°。秦岭地块北侧和南侧分别存在一古洋盆,此时华北陆块和扬子陆块相距约1400Km左右;三块体向北漂移的过程中伴随着旋转运动;三块体开始拼合的时间为晚二叠纪至早三叠纪之间,华北陆块和秦岭地块完全拼合的时间为早三叠纪至中三叠纪之间,三块体完全拼合的时间为中三叠纪至晚白垩纪之间;晚白垩纪以后,一体化的三块体继续向北漂移,并于第四纪到达现今地理位置。     

印度-欧亚侧向碰撞带构造-岩浆演化的动力学背景与过程——以藏东三江地区构造演化为例

对于印度与欧亚板块的侧向碰撞带,即藏东三江地区的新生代构造分析揭示出三种不同性质的构造样式,它们形成于不同的地质时期,发育于不同的地壳层次：（1）区域规模至露头尺度上发育的具有薄皮属性的逆冲断层与推覆构造,它们广泛分布于三江地区,尤其是兰坪-思茅盆地内;（2）以红河-哀牢山断裂、澜沧江和怒江-高黎贡山断裂等为代表的区域高温型走滑韧性剪切带构造和局部发育的脆性走滑断裂构造,后者在中新生代盆地内部断裂更为发育;（3）遍布全区发育的变质核杂岩构造与地堑-半地堑盆地.区域岩浆活动性与区域构造事件的发生具有密切的时空联系.区域性递进收缩事件与走滑事件发生于碰撞过程的早期阶段,并随后伴随着早期具有岩石圈板块俯冲性质的碰撞弧高钾岩浆活动,而后期的递进伸展事件诱发了板内伸展环境中的晚期高钾岩浆活动.二者之间的碱性岩浆活动间歇期,对应着区域构造体制的转变与区域伸展作用的发生,变质核杂岩的发育与微弱的钙碱性岩浆活动是其最直接的表现.区域古地磁资料分析表明,印度-欧亚板块之间的板块相互作用、区域板块与地块的旋转以及由此所致的不同构造环境制约着各种地质事件的发生与发展.北向运动的印度板块的旋转致使三江地块在新生代演化中发生了两次规模与特点不一的地块旋转过程,即早期的大角度快速旋转和晚期的小角度慢速旋转事件.它们分别对应于早期的递进收缩变形、走滑事件和具有碰撞弧属性的碱性岩浆活动与中期的区域伸展、变质核杂岩的发育与微弱的钙碱性岩浆活动性,以及后期的递进伸展作用和晚期陆内碱性岩浆活动性.