新疆北部壳体大地构造演化与运动初步研究

位于亚洲大陆中腹的新疆北部地区,是由不同壳块组成的复合型大陆壳块区,经历了长期复杂的壳体运动-演化历程,造就了该区不同地段岩石圈结构和构造的差异。本文在前人研究的基础上,运用壳体大地构造学的研究思路和方法,通过对该区地质-地球物理特征和壳体结构的分析,将该区划分为 4个不同性质和地壳结构的壳块,其中天山地区又可进一步分为东、西两段。文章分析了区域壳体的运动 -演化特征,并初步认为东、西天山在深部地球物理特征、基底性质和前地台期的构造演化,可能分属不同的构造演化体制。中新生代全区先后经历了地台演化阶段之后,陆续发生活化作用,由于不同地段地壳和岩石圈结构的差异,形成浅部地壳不同的活化地质构造特征。     

中国西部新生代沉积盆地演化

新生代期间中国西部发生了多次强烈的构造运动, 经历了复杂的构造-地貌演化历史.地质构造背景和地球动力学过程则控制了中国西部大陆新生代期间的构造-地貌演化.盆-山系统是中国西部新生代构造的基本格局, 盆-岭体系是中国西部新生代的主要地貌单元.根据盆地的几何学、动力学与构造演化特征, 中国西部新生代盆地可以划分为压陷盆地、断陷盆地、走滑拉分盆地以及残留海-前陆盆地4类.这些新生代封闭盆地均被造山带所围限, 而盆地与山脉之间由挤压型活动断裂(逆冲断层和走滑断层)所分割.新生代以来印度板块与欧亚板块的碰撞以及其后印度板块的向北俯冲挤压, 对中国西部新生代沉积盆地的发育和演化产生了重大影响.中国西部新生代盆地构造岩相古地理演化与板块运动和构造隆升之间存在明显的耦合.      

中国华南活化区历史-动力学的初步研究

强调了中国大陆活化区动力学研究的理论创新意义和指导找矿、预测的经济价值。指出采用历史-动力学综合分析和注重四维时、空并重研究,对中国大陆活化区动力学历史背景和阶段性发展、演变研究的必要性。文中以中国华南中、新生代活化区为例,从大陆活化构造体制岩石圈的地质-地球物理场背景和动力学边界特点,及其活化解体前“活化前奏”的地质表现,中、新生代大陆活化构造演变的地质、构造表现和运动学-动力学特点及热-构造作用过程的地质-地球物理场特征等方面,指出大陆活化是热-构造对克拉通岩石圈深、浅部进行改造、再造的动力作用过程。各种地质记录和信息均显示,在地幔热能大规模聚集驱动下,热异常软流圈主动上涌的热侵蚀、转换,具有垂向为主兼有二维平向的三维运动学-动力学和时间维的阶段性演变,是大陆活化区动力学及其构造应力场的基本特性。     

中国东部中—新生代大陆构造的形成与演化

20世纪60年代提出的"威尔逊旋回"以关闭洋盆两侧板块的碰撞作为板块运动旋回的终结,然而板块构造学说"登陆"20多年来的实践说明这种认识是不全面的。大陆弥散而宽广的陆内变形说明洋盆闭合两侧板块的碰撞并未终止板内构造作用。古亚洲大陆形成后中国东部中—新生代广泛发育的板内构造变形、岩浆活动、克拉通内盆地的形成都和古亚洲大陆南、北,印度洋和北冰洋洋脊的持续扩张、西太平洋和菲律宾洋壳的俯冲相关。本文拟厘清中国东部中—新生代大陆构造形成与演化的重大事件、构造性质、形成背景及其时空展布:(1)晚海西—印支期古特提斯洋关闭陆块拼合碰撞古亚洲大陆雏形形成;(2)晚侏罗—早白垩世蒙古—鄂霍茨克海闭合,陆-陆碰撞古亚洲大陆形成,挤压逆冲推覆构造在陆内变形中形成高潮,西太平洋伊佐奈岐洋壳板块的斜俯冲叠加了自东而西的影响;(3)早白垩世晚期—古近纪加厚地壳-岩石圈减薄、转型,陆内伸展变形达到高潮,大陆克拉通泛盆地、准平原化;(4)始新世晚期—早中新世(40~23 Ma)太平洋板块运动转向对东亚大陆NWW向的挤压和印度洋脊扩张印—澳板块对古亚洲南部陆-陆碰撞挤压的叠加,形成中国东部新生的构造地貌;(5)中-上新世—早更新世受东亚—西太平洋巨型裂谷系和印度洋中脊扩张的叠加影响,中国东部岩石圈地幔隆升、地壳减薄,陆缘、陆内伸展变形相继形成边缘海、岛弧、裂谷型盆地和剥蚀高原地貌;(6)早更新世晚期(0.9~0.8 Ma)—晚更新世末(0.01 Ma)中国东部大陆构造地貌基本形成。     

东亚陆缘扩张带──一条离散式大陆边缘成因的探讨

亚洲东部大陆边缘，介于大陆与大洋之间，存在着一条巨型的“沟弧盆”地带。该构造带的出现是亚洲大陆岩石圈演化－运动史上的重大事件之一，它的成因问题流行假说颇多，本文侧重从亚洲东部壳体演化运动历史背景的分析入手，探讨该构造带形成时期的历史动力环境，地壳结构及性质、壳体演化过程的特点，以及壳体增生扩展过程等，阐明了它是由于东亚陆缘扩张所成。并探讨了该陆线扩张带的形成与壳体演化运动的关系及其扩张机因。研究表明：亚洲陆缘扩张带的形成机理，并非“洋壳俯冲、弧后引张”所致。它们主要是陆缘壳体上的大陆类型活动区（华夏地洼型造山带），在其发展的余动期，由于陆缘扩张及陆壳薄化所致。作者认为，从壳体大地构造学这一新思路入手，对该陆缘扩张带成因的深入研究，有助于正确认识该大陆架上广泛分布的有色、稀有金属内生矿床，以及泥炭、褐煤、油气田的构造类型、特点、分布规律及其经济价值。     

活化构造的动力学机制研究进展

活化构造理论的核心是构造活化, 他强调的是陆内活化区造山。活化构造动力学机制是活化构造理论的研究重点。在活化构造理论提出的初期, 就提出了热能聚散交替, 地幔蠕动假说。随着大陆动力学研究的深入,活化构造动力学机制的研究也获得了较快的发展。运用“岩石探针”和数值模拟实验, 对中国东部典型构造活化区进行了探讨。华北陆块中新生代构造活化( /岩石圈减薄)的动力学过程, 是源自地幔的热流与伸展应力共同作用的结果,其构造活化( /减薄)过程可以描述为:早期以热侵蚀作用为主,晚期则以机械伸展占主导地位。华南陆块的活化构造动力学机制研究表明,华南陆块的形成与发展,与岩石圈下地幔热能聚集, 导致软流圈上涌的热侵蚀、置换动力机制密切有关。活化构造动力学机制的研究发展, 是对大陆动力学研究的促进。     

《大地构造与成矿学》(季刊)2005年(第29卷)总目录

第1期纪念陈国达院士专集●第一部分陈国达院士与《大地构造与成矿学》(代序)夏斌(1)………………………………………………………………………………陈国达院士简历与主要学术成就本刊编辑部(3)……………………………………………………………………………………●第二部分:学术研究论文自主创新研究亚洲陆海大地构造与成矿学之必要陈国达(5)………………………………………………………………………亚洲大陆中部壳体东、西部历史-动力学的构造分异及其意义陈国达,彭省临,戴塔根(7)……………………………………活动构造研究及其应用——…     

印度-亚洲碰撞：从挤压到走滑的构造转换

印度-亚洲板块碰撞导致喜马拉雅山脉的崛起、青藏高原的生长、两倍于正常地壳厚度的巨厚陆壳体,以及大量青藏高原腹地的物质沿着大型走滑断裂朝东、东南、西的方向逃逸。印度-亚洲碰撞如何造成板块汇聚边界由挤压到走滑的构造转换对认识大陆岩石圈的变形机制具有重要意义。本文通过总结喜马拉雅造山带及青藏东南缘~55Ma以来的构造、变质、岩浆记录,发现高喜马拉雅的挤出起始于始新世加厚的喜马拉雅造山带中—下地壳的部分熔融,受控于渐新世以来同期发育的向南逆冲和平行造山带的韧性伸展,并建立了高喜马拉雅"三维挤出"构造模式。晚始新世以来,羌塘地块和拉萨地块的物质通过"岩石圈横弯褶皱和壳内解耦"的运动学机制,围绕东构造结发生顺时针旋转并向青藏高原东南缘逃逸。结合东南亚板块重建的资料,我们认为:印度-亚洲的"陆-陆碰撞"到印度洋板块-亚洲东南大陆的"洋-陆俯冲"的转换是导致从印度-亚洲主碰撞带的挤压到青藏东南缘走滑转换的根本原因。     

大陆盆地的聚敛-闭合过程研究:以塔里木盆地为例

印度与欧亚大陆第三纪以来碰撞汇聚,造成亚洲大陆内部强烈缩短变形。塔里木盆地如何发生相应的变形调节和应变分解,成为中亚板内构造的重要问题。塔里木陆块新生代以来被板内造山带及走滑断裂系环绕,盆地内部以刚性为特征,未发生强烈构造变形。区域大断裂与塔里木盆地的冲断、走滑构造边界共同作用,形成盆地边缘复杂的构造系。其新生代构造变形主要集中于盆地的构造边界上,4条构造边界显示差异性的运动特征和构造交切关系。盆地边缘构造带叠加并向盆内扩展,造成盆地总体上水平缩短,并发生应变分解。盆地内部发生沉积-构造分异,发育前陆盆地、前缘隆起、复合前陆盆地、拉分盆地等单元。其中,盆地西北缘及西南缘发生陆内俯冲,形成前陆盆地及前陆冲断带,对盆内构造演化有重要影响。区域构造研究表明,塔里木盆地新生代主要发生了4期区域构造变形,第三纪以来还发生顺时针旋转。大陆盆地构造边界上的运动组合、盆内不均匀阻挡和滑脱拆离,造成其变形扩展方式的差异,并影响盆内单元构造演化。因此,塔里木盆地是认识大陆盆地聚敛与闭合过程的天然实验室。     

大陆盆地的聚敛-闭合过程研究:以塔里木盆地为例

印度与欧亚大陆第三纪以来碰撞汇聚,造成亚洲大陆内部强烈缩短变形。塔里木盆地如何发生相应的变形调节和应变分解,成为中亚板内构造的重要问题。塔里木陆块新生代以来被板内造山带及走滑断裂系环绕,盆地内部以刚性为特征,未发生强烈构造变形。区域大断裂与塔里木盆地的冲断、走滑构造边界共同作用,形成盆地边缘复杂的构造系。其新生代构造变形主要集中于盆地的构造边界上,4条构造边界显示差异性的运动特征和构造交切关系。盆地边缘构造带叠加并向盆内扩展,造成盆地总体上水平缩短,并发生应变分解。盆地内部发生沉积-构造分异,发育前陆盆地、前缘隆起、复合前陆盆地、拉分盆地等单元。其中,盆地西北缘及西南缘发生陆内俯冲,形成前陆盆地及前陆冲断带,对盆内构造演化有重要影响。区域构造研究表明,塔里木盆地新生代主要发生了4期区域构造变形,第三纪以来还发生顺时针旋转。大陆盆地构造边界上的运动组合、盆内不均匀阻挡和滑脱拆离,造成其变形扩展方式的差异,并影响盆内单元构造演化。因此,塔里木盆地是认识大陆盆地聚敛与闭合过程的天然实验室。     

东海地区壳体构造演化及其盆地形成机制探讨

本文引用最近的地震、钻探、海底拖网采样及其它地质资料,通过综合研究与分析,证实东海地区的壳体属薄化陆壳型壳体,其构造演化经历了地槽阶段（Ｐｔ－Ｄ＿２）、地台阶段（Ｄ＿３－Ｔ＿２）和地连阶段（Ｔ＿３－Ｑ）。其中,前两个阶段与东亚壳体东南地区的构造演化基本一致,进入地洼阶段后逐步薄化。东海盆地的形成与“菲律宾海板块俯冲”无关,而与地幔蠕动流所产生的拖拽型拉张应力场和地洼造山带所具拉伸趋势而形成的伸展型拉张应力场有关。     

辽河裂谷形成的地史条件

作者获得资料说明,辽河裂谷是以今辽河裂谷中的主断裂为界,辽宁东部和辽宁西部是相互远离的两个地块—辽东地体和辽西地体。在古生代后期或中生代初期它们发生增置作用(或拼合作用)。中生代晚期在拼合的辽东地体和辽西地体接触部位的构造薄弱带上产生了地壳变薄、膨胀上隆,并形成了辽河裂谷。这说明除地幔内部物质所特有的异常活动外,裂谷作用显然与地球历史早期潜伏下来的基底构造格局有关。     

中、新生代太平洋陆缘带的构造格局和构造转换

亚洲东部大陆边缘和北美西部大陆边缘同处于环太平洋构造带，但具有不同的构造属性。从晚白垩世到新生代，前者以构造扩张为背景，由此引起陆缘裂解，陆块漂移以及岛弧、边缘海的形成；后者以构造收缩为基础，导致陆缘增生、陆块拼贴和陆缘造山带的出现。然而，从晚侏罗世到早白垩世，亚洲东部是以构造封闭型的陆缘带为特点，北美西部则主要表现为开放型的陆缘带。构造扩张和构造收缩是环太平洋陆缘带构造环境的两种基本型式，它们在空间上呈有规律的对峙分布，在时间上成有节奏的交替转换。     

中国东部深部构造特征及其与矿集区关系

文中以地震层析原始数据为基础,结合大地电磁测深和热流值数据,对老资料重新开发,编制了中国东部岩石圈厚度图、大地热流值图、岩石圈构造与矿集区关系图等,在此基础上对中国东部上地幔岩石圈-软流圈构造及其变异进行了初步研究,认为:(1)中生代燕山期较大型深部构造(如软流圈上涌体)的地震层析影象可存留至今,运用大地热流值及其相应浅表岩浆岩、矿集区等特征差异可以将中、新生代深部构造加以区分;(2)中国东部深部构造总特征:上地幔岩石圈-软流圈构造起伏变化,岩石圈西厚东薄,软流圈上涌发育且形式各异。大体可分为华南(构造线呈NWW)、华北(构造线近SN)、东北(构造线呈NNE)三大块,其基本特征各异。整个中国东部深部构造中,软流圈上涌起主导作用;(3)中生代软流圈上涌是相应浅表燕山期花岗质岩形成的根源,并与金属矿集区密切相关,新生代软流圈上涌则是大陆裂谷、玄武岩喷发及大型油气田形成的基础;(4)岩石圈减薄的主因是软流圈上涌,中生代燕山期主要减薄于中国东部大陆内部,新生代主要减薄于偏东部沿海区域。     

中国大陆“十字构造”形成演化及其大陆动力学意义

东亚大陆是由许多分别亲劳亚或亲冈瓦纳的中小陆块经过复杂拼合而成的最为复杂的大陆,而中国大陆地处东亚的核心位置,是研究东亚大陆形成演化的关键。控制中国大陆形成演化的最主要的构造格架是"十字构造",即东西向的中央造山系和南北向的贺兰-川滇南北构造带。前者自东而西包括秦岭造山带、祁连造山带和昆仑造山带,是南方和北方陆块群历经古生代-印支期拼合形成中国大陆主体的构造结合带,并遭受中新生代陆内造山改造,构成了中国大陆地质地理、生态环境、人文经济等南北分野;后者不同区段继承了前寒武纪板块构造记录,逐步转化为古亚洲洋或古特提斯构造域大陆边缘,尤其是新特提斯构造运动,形成青藏高原隆升-扩展变形的东部边界,控制了晚中生代-新生代中国大陆东西反转演化。以"十字构造"为坐标系,中国大陆四个象限的地质、地球物理结构、自然资源、生态环境、人文经济等存在明显差异。      

论中国含油气区的构造环境性质、分区及其成油气专属性

在前中生代,形成了华北、扬子和塔里木等较大的海相及海陆交互相含油气区（盆地）,构造格架呈南北分异。经海西-印支运动,形成统一的中国大陆板块,且整体构造格架演变为东西分异。根据盆地结构、构造变形样式、岩浆活动、地温场、壳幔结构及壳幔连通程度等方面的特征,论述了中、新生代中国含油气区的大地构造环境性质与含油气特征。据此划分出 4个具有不同构造环境性质的含油气区：①东部裂谷伸展区,其西带为华夏裂谷系,以产下第三系和白垩系原油为主,东带为大陆架裂谷系,以产下第三系煤型气为主;②中部克拉通构造稳定区,以产古生界天然气为主;③西北构造反转区,含油气层系较多,油气成因类型也多样;④特提斯碰撞-走滑区,构造变形复杂,部分地区具有较好的油气资源前景。进一步讨论了油气形成的"构造环境专属性"问题。     

中国东部岩石圈根／去根作用与大陆“活化”──东亚型大陆动力学模式研究计划

本文提出东亚大陆动力学研究中的主要科学问题──为什么东部大陆会“活化”？基于近１０多年来研究获得的一个重要地质事实：印支期东部诸陆块拼合成统一大陆时岩石圈巨厚（≥１５０～２００ｋｍ），新生代以来岩石圈厚度只有６０～８０ｋｍ，指出岩石圈根与去根作用是东部大陆“活化”的根本原因，并提出５组具体的科学问题需要探索与研究。     

兰坪中新生代盆地沉积岩源区构造背景和物源属性研究--砂岩地球化学证据

沉积盆地中砂岩的地球化学成分主要受物源区控制。因此，通过分析砂岩的化学成分可以揭示盆地沉积岩的源区构造背景和物源属性。对兰坪盆地中新生界砂岩的常量成分、稀土和微量元素进行的分析，揭示盆地沉积岩的源区构造背景属被动大陆边缘和大陆岛弧，结合岩相古地理资料认为在中生代以前，盆地东侧可能主要处于被动大陆边缘环境。而西侧则可能以大陆岛弧环境为主，这与区域地质资料相吻合。沉积物源岩的原始物质应来自上地壳，以长英质岩石为主，并有少量安山质岩石和古老沉积物的混入，故兰坪中新生代盆地属典型的大陆型盆地。从而为正确认识古特提斯洋的演化和盆山转换过程提供了强有力的地球化学证据。     

West Pacific-type convergent boundaries and their role in the formation of the Central Asian Fold Belt

The type of convergent boundaries forming in the area of mantle plumes is considered. These convergent boundaries (West Pacific type) are characteristic of the western margin of the Pacific. West Pacific-type boundaries are a regular succession of structures from ocean to continent: island arcs, marginal basins, rift basins, and associated OIB-type volcanics at the continental edge. The convergence zones are up to a thousand kilometers wide.Studies of the history of the part of the Central Asian Fold Belt forming the folded periphery of the Siberian continent have shown that the continent drifted above the African plume or corresponding low-velocity mantle province for most of the Phanerozoic (up to the Early Mesozoic inclusive). This fact determined the West Pacific type of convergent boundaries for the accretionary structures of the Central Asian Fold Belt. The drift of Siberia from African to Pacific province in the Late Cenozoic determined the structure and development of the convergent boundary in the western Pacific, including extensive intraplate magmatism in continental Asia in the Late Mesozoic and Cenozoic.     

Continental margin basins in East Asia: tectonic implications of the Meso‐Cenozoic East China Sea pull‐apart basins

The East China Sea basins, located in the West Pacific Continental Margin (WPCM) since the late Mesozoic, mainly include the East China Sea Shelf Basin (ECSSB) and the Okinawa Trough (OT). The WPCM and its adjacent seas can be tectonically divided into five units from west to east, including the Min‐Zhe Uplift, ECSSB, the Taiwan–Sinzi Belt, OT, and the Ryukyu Island Arc, which record regional tectonic evolution and geodynamics. Among those tectonic units, the ECSSB and the OT are important composite sedimentary pull‐apart basins, which experienced two stages of strike‐slip pull‐apart processes. In seismic profiles, the ECSSB and the OT show a double‐layer architecture with an upper half‐graben overlapping on a lower graben. In planar view, the ECSSB and the OT are characterized by faulted blocks from south to north in the early Cenozoic and by a zonation from west to east in the late Cenozoic. The faulted blocks with planar zonation and two‐layer vertical architecture entirely jumped eastward from the Min‐Zhe Uplift to the OT during the late Cenozoic. In addition, the whole palaeogeomorphology of the ECSSB changed notably, from pre‐Cenozoic highland or mountain into a Late Eocene continental margin with east‐tilting topography caused by the eastward tectonic jumping. The OT opened to develop into a back‐arc basin until the Miocene. Synthetic surface geological studies in the China mainland reveal that the Mesozoic tectonic setting of the WPCM is an Andean‐type continental margin developing many sinistral strike‐slip faults and pull‐apart basins and the Cenozoic tectonic setting of the WPCM is a Japanese‐type continental margin developing dextral strike‐slip faults and pull‐apart basins. Thus, the WPCM underwent a transition from Andean‐type to Japanese‐type continental margins at about 80 Ma (Late Cretaceous) and a transition in topography from a Mesozoic highland to a Cenozoic lowland, and then to below sea‐level basins. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.