四川盆地东部弧形构造控制的地形和水系发育

利用构造地貌学的研究方法,基于数字高程模型(DEM)数据对四川盆地东部大巴山和川东-湘鄂西弧形带的地形特征和水系样式进行深入剖析,结果表明: 1)弧形构造变形机制控制了大尺度地形特征。在大巴山弧形带的逆冲推覆机制作用下形成高海拔-高起伏地形,而在川东-湘鄂西弧形带的拆离滑脱机制作用下形成高海拔-低起伏地形。2)弧形构造扩展模式控制了水系样式。大巴山弧形带"推土机"式扩展模式导致山脉前缘发育横向水系,而川东-湘鄂西弧形带则表现为"三维"构造扩展,即在垂直构造走向递进式扩展的同时,还伴随有平行构造走向从中央向两侧的扩展,此种模式导致弧形带发育由中央分水岭分隔的纵向水系。弧形构造控制的地形和水系发育规律还暗示了长江三峡的成因。长江三峡很可能是在川东-湘鄂西弧形构造变形阶段首先发育先成河,而后由于构造叠加作用伴随河流下切而形成的深切峡谷。     

帕米尔弧形构造带的构造过程与地貌特征

帕米尔弧形构造带是印度-欧亚板块碰撞变形最强烈的地区之一,是研究构造过程、地貌演化以及气候变化及其相互作用的理想场所。本文基于前人的研究成果,对帕米尔弧形构造带新生代构造单元、地貌特征和动力学演化模型进行了总结归纳,包括:主要构造单元的活动起止时间、活动量及活动速率;帕米尔弧形构造带现今的地貌特征(水系和冰川的分布);帕米尔弧形构造带6种主要的地球动力学演化模型的主要样式、优点及限制。论文提出了帕米尔弧形构造带晚新生代构造研究的三个重要的科学问题:精细厘定构造带内部的不同断裂带运动学特征和相互关系;深部地质过程与浅部响应相结合,探讨构造带形成的深部地质过程控制;将构造过程、气候特征与地貌演化作为一个耦合系统开展研究。     

湘鄂西褶皱带中-新生代剥蚀特征及其构造指示:来自磷灰石裂变径迹的证据

恢复湘鄂西褶皱带中-新生代以来的剥蚀历史, 探讨其变形的时空格架, 对于研究陆内褶皱造山以及指导该地区的油气勘探具有重要的意义.利用该地区磷灰石样品进行裂变径迹年龄测定与热史模拟, 对中-新生代的剥蚀厚度和速率进行分析.结果表明, 湘鄂西地区磷灰石裂变径迹的年龄为71~100 Ma, 与川东隔挡式褶皱带中的磷灰石样品年龄进行对比, 具有由SE到NW向递进变新的趋势; 中新生代以来的热史呈现出"三段式"的特征, 这3个阶段的转折时期为115~90 Ma和35~20 Ma, 分别对应了从晚侏罗世-早白垩世挤压造山到晚白垩世伸展成盆再到新生代整体抬升的构造转换; 燕山期为湘鄂西褶皱带的主变形期, 变形时序呈现出由SE到NW向递进变新的趋势, 剥蚀程度呈现出由SE到NW向变弱的趋势.这些认识为燕山期湘鄂西-川东褶皱带陆内递进变形的形成演化研究提供了有力的证据.      

青藏高原周缘的河流纵剖面特征及其对构造地貌演化的启示

河流水系是改造地表地貌的主要外动力,其形态样式记录了造山带和高原的生长和演化。目前对于青藏高原周缘的河流剖面研究主要集中在南缘、东南缘及东缘。相比而言,对于流经高原其他边缘河流的纵剖面特征仍然缺乏分析,不同位置的高原边缘河流发育是否存在相似性或差异性及其内在原因尚未开展相关研究。选取青藏高原北缘西昆仑—阿尔金地区、东北缘祁连山地区、东南缘三江地区和南缘喜马拉雅等典型区域,通过开展河流地貌对比研究,利用河流纵剖面的关键地貌参数定量分析了高原周边地貌边界带的空间特征及相关的构造与气候因素。结果表明,在青藏高原周缘地貌边界带上,河流陡峭度指数最大值与区域地形起伏最大区域一致,河流流经高原边缘时陡峭度有显著升高,而在高原边缘两侧陡峭度均相对较低,且河流向高原内部的溯源侵蚀十分有限,而且河流裂点均出现在区域地形起伏较高的地貌部位。其中青藏高原北缘、东北缘与南缘,地形起伏最大的区域与构造边界所围限的高原边界一致,并大致对应最新构造活动的强隆升区,而青藏高原东南缘的高原边界较模糊,地形起伏度变化最明显的区域出现在雅砻逆冲断裂两侧,与前人提出的古高原边界一致,暗示该区河流裂点的形成可能与雅砻逆冲断裂的早期活动有关。基于研究结果认为,对于青藏高原这样大尺度或经历长时间构造演化过程的地貌单元,基于稳态假设下的河流形态分析高原隆升时间可能存在较大偏差。青藏高原东南缘的高海拔低起伏地貌面可能是在较平缓的内流水系作用下形成的,在随后的河流袭夺等过程中演变为现今的外流河状态。     

四川盆地东部构造-热演化:来自镜质体反射率和磷灰石裂变径迹的约束

利用镜质体反射率(Ro)和磷灰石裂变径迹(AFT)数据,对四川盆地东部不同地区的古地温梯度、古热流、剥蚀量进行了研究。AFT模拟结果表明,四川盆地东部在晚白垩世早期(100~80 Ma)开始抬升,抬升剥蚀过程具有一定的阶段性且不同地区存在差异:以约30 Ma为界,重庆北碚地区表现为两期冷却,先期冷却缓慢,后期冷却迅速;川东北持续的冷却过程虽有波动但冷却速率差别较小。依据重建的最高古地温剖面恢复了侏罗系顶部不整合面的剥蚀量,川东北普光地区剥蚀量在2.45~2.85km,鄂西渝东地区齐岳山复背斜北部剥蚀量较大,达3.65km,齐岳山复背斜南部剥蚀量2.67km,川东南地区剥蚀量2.05km。研究区的构造热演化表现为既存在抬升剥蚀又存在盆地冷却效应的双重作用:由三叠纪至今,研究区地温梯度和热流持续降低,地温梯度由30~38℃/km降低至20~23℃/km;热流由70~85mW/m2降低至50~55mW/m2。     

青藏高原东缘龙门山构造带晚第四纪构造隆升作用的河流地貌响应

基于ASTER GDEM数据,提取了青藏高原东缘龙门山地区12条基岩河道纵剖面,通过河流纵剖面形态的数学函数拟合、坡度-面积双对数函数关系以及基岩水力侵蚀模型的分析,探讨了龙门山北、中、南段不同河流水系地貌对其晚第四纪构造隆升运动的响应过程。研究表明：1）龙门山地区的河流纵剖面拟合形态中段多为对数型、指数型,南段多为指数型、直线型,北段均为对数型,表明了龙门山中段和南段的河流受构造运动的控制作用强烈,隆升较快,而北段隆升相对较慢。2）河流水力侵蚀模型中段多呈直线型和上凸型,南段均为上凸型,北段则呈直线型,表明了龙门山地区的河流水系地貌具有由SW向NE逐渐从前均衡状态向均衡状态转换的特征,指示了其构造隆升速率也由SW向NE逐渐递减。3）河流地貌的参数值表明了龙门山北段的河流地貌处于均衡状态,而龙门山中、南段的河流地貌则受构造隆升运动的影响较强;反映了青藏高原东缘向东扩展的时空格局。

     

长江第一弯虎跳峡的贯通——来自于地表地貌和弹性挠曲的数值模拟分析

以往注入南海的古金沙江的袭夺及其相关的长江第一弯的形成不仅造成了南海一系列盆地内部充填物质的急剧变化,同时还记录了与南海北部边缘海扩张相关的构造活动机制的重大变革。尽管如此,由于缺乏直接证据,对于金沙江东流和长江第一弯形成的时间和机制还存在较大分歧。鉴于此,本研究通过TTLEM和LIFFE模型直接对虎跳峡的贯通和下切过程开展数值模拟分析。结果显示虎跳峡现今深切峡谷的形成是两阶段地表快速侵蚀的产物。而其初始的贯通应形成于中新世中期(~15 Ma)前后,和虎跳峡背斜的形成同期,与大理断裂系大规模走滑兼具逆冲运动直接相关。随后,进入第四纪(~2 Ma)以来,大理断裂系的构造活动由压扭转变为张扭性。虎跳峡由于地壳的弹性挠曲变形再次快速下切,剥蚀厚度达到~3 km,最终形成了现今的地貌样式。结合区域的其他研究结果,我们认为伴随着印度板块向欧亚板块之下持续的俯冲,青藏高原东南缘南东向的物质运移曾发生过一系列构造活动机制的重大转变,不仅引起了区域内断裂系统活动性质的转换,造成了大型水系的袭夺和重组,同时还与南海海盆的扩张和最终形成紧密关联。     

川东北地区构造-热演化探讨——来自(U-Th)/He年龄Ro的约束

利用镜质组反射率和磷灰石与锆石的(U-Th)/He年龄一起模拟了川东北地区三叠纪以来的构造-热演化特征.结果表明早三叠世的热流值在51～66 mW/m2,自晚三叠世至白垩纪随盆地性质由前陆盆地演化为陆内坳陷盆地,热流缓慢降低直至现今的44.5 mW/m2.但在晚白垩世-古新世时期受燕山晚期构造运动的影响,热流有一个微弱增高的现象.同时,磷灰石和锆石的He年龄揭示了川东北地区大致在晚白垩世期间开始隆升且抬升剥蚀量较大.因此,磷灰石和锆石的(U-Th)/He年龄可以揭示后期详细的冷却历史.     

从地震信息看油气地质扭动构造的六大特征——兼述中国东部和中-西部典型扭动构造样式

中国东部和中—西部含油气盆地内构造样式在平面上多为雁列展布,在构造演化过程中都注入了扭动因素。归纳出了扭动构造的六大地震地质特征,如扭断裂带主断面产状近于直立插入基底,向上向外撒开呈花状结构;花状结构的花枝呈喇叭口形弯曲;扭断裂带两侧同期构造及断裂呈雁列式展布等。中国东部第三纪以拉张翘倾运动为主,贯穿其内的郯庐断裂具有一定程度的扭动性质,使得中国东部的构造存在扭动因素,如济阳坳陷张扭性帚状构造样式、黄骅“入”字形断裂构造样式等。中国中—西部扭动构造的形成,受红河、阿尔金等断裂的影响,从河内盆地的扭动痕迹可以推测莺歌海盆地也具有扭动属性;沿阿尔金主断裂南缘派生的一组近东西向断裂呈右旋雁列。塔里木盆地的东西向断裂构造带以挤压为主,北西向形成右旋性质的压扭构造带,北东向则为左旋性质的压扭构造带。     

西秦岭北缘构造带的新生代构造活动——兼论对青藏高原东北缘形成过程的指示意义

西秦岭北缘构造带是青藏高原东北部一条重要的北西西向构造带,它由一组近于平行的断裂组成,中部发育活动的左旋走滑断裂,两侧发育向外扩展的多条逆冲断裂,剖面上呈向北偏心的花状构造。自古近纪中晚期以来西秦岭北缘构造带成为青藏高原早期的北东边界,其新生代构造活动控制了两侧的新生代盆地沉积演化和构造变形。在构造带南侧滩歌盆地自古近纪中晚期堆积了一套厚度较大的砾岩和砂岩地层,但未见新近纪地层;沿西秦岭北缘构造带中部在中新世形成具有剪切拉张性质的武山—漳县盆地,沉积了厚度超过千米的砾岩、砂岩和泥岩序列;在构造带北侧陇西盆地从古近纪中晚期至中新世晚期一直处于前陆盆地发育阶段,沉积了连续的新生代地层序列。在中新世晚期以后,整个构造带遭受挤压变形,逆冲活动强烈,中部的武山—漳县盆地和北侧的陇西盆地相继消亡,新生代地层发生强烈构造变形,位于构造带南侧的滩歌盆地也同时发生轻微缩短变形。第四纪晚期以来西秦岭北缘构造带断裂活动主要表现为左旋走滑运动方式,而逆冲断裂活动则迁移到了北东方向的海原断裂和香山—天景山断裂(又称中卫—同心断裂)等构造带之上,实现了大区域范围内的应变分配。     

长江中下游成矿带岩浆-成矿系统深部背景和过程的电性结构约束

长江中下游成矿带是我国重要的铁铜金属"仓库",然而,关于矿体密集分布成因的深部背景研究仍存较多争议,前人相继提出了碰撞变形、俯冲变形、构造机制转换等多种解释模型.本文基于成矿系统概念和前人对成矿系统各组成要素的研究成果,分析长江中下游成矿带内宁芜、庐枞、南陵-宣城和安庆-贵池矿集区的深部电性结构,并发现成矿带地壳深部普...     

川东北地区构造-热演化探讨——来自（U-Th）／He年龄和Ro的约束

利用镜质组反射率和磷灰石与锆石的(U-Th)/He年龄一起模拟了川东北地区三叠纪以来的构造-热演化特征。结果表明早三叠世的热流值在51～66mW/m2,自晚三叠世至白垩纪随盆地性质由前陆盆地演化为陆内坳陷盆地,热流缓慢降低直至现今的44.5mW/m2。但在晚白垩世—古新世时期受燕山晚期构造运动的影响,热流有一个微弱增高的现象。同时,磷灰石和锆石的He年龄揭示了川东北地区大致在晚白垩世期间开始隆升且抬升剥蚀量较大。因此,磷灰石和锆石的(U-Th)/He年龄可以揭示后期详细的冷却历史。     

碧口地块麻山、木皮岩体岩石地球化学与地质年代学:对构造属性的指示意义

对侵位于康县断层南侧青川-平武断层北侧碧口地块中的麻山和木皮岩体进行了系统的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd同位素研究。锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄分析表明木皮岩体的形成时代为226±2Ma。麻山和木皮岩体分别由二长花岗岩和花岗闪长岩组成,岩石为过铝质,主量元素特征为SiO2≥56%,Al2O3≥15%和MgO3%。岩石具有较高的Sr(578×10-6～1146×10-6)和较低的Yb(0.4×10-6～0.9×10-6)含量,Sr/Y比值介于69～139之间。岩石显示右倾的REE配分型式和弱的负Eu异常,(La/Yb)N比值为12～36。这些地球化学特征表明麻山和木皮岩体可能主要是由埃达克质岩石组成。岩石较高的ISr(0.706～0.705)和较低的εNd值(-6.5～-9.4)表明这些埃达克质岩石可能是加厚下地壳物质部分熔融的结果。麻山和木皮岩体的地球化学特征及年龄与勉-略缝合带北侧光头山等岩体一致,表明这些岩体可能代表了秦岭造山带南部晚三叠世造山加厚地壳条件下的产物,因此碧口地块可能属于南秦岭造山带,并推测麻山和木皮岩体及所在的碧口地块可能是印支期加厚的下地壳韧性流壳层向SW方向斜向挤出的结果。     

再论长江中下游转换构造结——基于结构、属性、过程与动力学的思考

长江中下游转换构造结现象经典、结构复杂、过程清晰,是中国东部中生代以来有时空联系的多种构造的集中展现。该构造结的主要内涵包括：1） 3大构造类型：大陆造山带（大别造山带）、陆缘剪切带（郯庐断裂带）和陆内热点（下扬子热点）;2） 3大应力方式：华南和华北两大板块近SN向的挤压,太平洋板块作用下东亚陆缘剪切和中国东部伸展背景下的下扬子热点;3） 3大转换机制：特提斯与太平洋两大构造域的构造体制转换,中生代从SW-NE向到近S-N 向再到SE-NW 向的挤压方向转换,区域性的挤压应力作用向伸展应力作用的应力方式转换。可见,长江中下游转换构造结的结构、属性和演化过程完整记录了中生代以来变化有序的构造演化和丰富多样的构造属性,展示了区内复杂连续的动力学系统背景下的深部过程与浅表响应,揭示了全球性特殊的岩石圈动力学过程。     

西藏中部狮泉河-纳木错蛇绿岩带的构造属性——来自阿索混杂岩带岛弧玄武岩的地球化学制约

明确狮泉河-纳木错蛇绿岩带的构造属性是重建西藏中部中特提斯演化的关键之一.报道了西藏中部阿索地区蛇绿混杂岩带中岛弧玄武岩的岩石学、地球化学特征,并讨论了该岩石的构造意义.野外和镜下观察结果显示,该样品具有枕状构造并具有细碧岩的岩石特征,表示其形成于海底喷发环境.全岩地球化学分析结果显示,该样品属于亚碱性系列中的钙碱性玄...     

甘孜-理塘俯冲增生杂岩带中二叠世构造演化——来自龙蟠蛇绿岩年龄、地球化学的证据

龙蟠蛇绿岩位于甘孜-理塘俯冲增生杂岩带南段,以蛇绿混杂岩中的辉绿岩、玄武岩作为研究对象,开展地球化学及年代学研究。结果显示,岩石具有较低的SiO2、TiO2、Na2O,低的K2O,高的Al2O3、CaO和MgO,具亚碱性玄武质岩石特征。稀土元素总体含量较低,平均为59.08×10-6;（La/Yb）N值为1.93~2.96,（La/Sm）N值为1.41~1.77,轻稀土元素微弱富集,轻、重稀土元素分馏不明显,Eu异常不明显,表明岩石经历了以斜长石为主的分离结晶作用,且形成于还原环境,与富集型洋脊玄武岩类似。强不相容微量元素相对富集,玄武岩相对亏损Sr、Nb,Nd相对富集;辉绿岩Ba、Nb亏损,Sr富集,有明显的富集型洋脊玄武岩特征。在辉绿岩中获得一组LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄262.3±1.5 Ma,表明龙蟠蛇绿混杂岩形成于中二叠世。结合研究区已有的研究成果,表明至少在中二叠世中期甘孜-理塘洋盆还在持续扩张,为甘孜-理塘洋盆中二叠世构造演化提供直接证据。     

安徽铜陵铜官山矿区中生代侵入岩的形成过程——岩浆底侵、同化混染和分离结晶

对安徽铜陵铜官山矿区的小铜官山岩体进行了SHRIMP锆石U-Pb定年,并对天鹅抱蛋山岩体及其辉长岩和闪长岩包体进行了全岩主量元素和稀土元素以及锶 钕同位素分析,结合对区内老庙基山和小铜官山岩体及其辉长岩和闪长岩包体的岩石学和地球化学资料的综合整理,讨论了这些岩体及其包体的成因。小铜官山岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄为(139.5±2.9 ）Ma,表明它属于长江中下游晚侏罗世-早白垩世岩浆作用的产物。辉长岩和闪长岩包体具有低w(SiO₂)(52.03%~54.61 %）、w(Al₂O₃)(12.87%~14.43 %)和全碱含量w(Na₂O+K2O)(5.26%~6.30 %）, 但高w(MgO)(5.41%~11.66 %）的特征;寄主岩与此相反,具有高w(SiO2)(59.97%~64.44 %）、w(Al₂O₃)(16.43%~17.59 %）和全碱含量(6.67%~8.25 %）,但低w(MgO)(1.52%~2.50 %）的特征。辉长岩和闪长岩包体的稀土元素总量为165.70×10^-6~190.40×10^-6,寄主岩的稀土元素总量为166.12×10^-6~185.95×10^-6,二者十分相近,它们的稀土元素球粒陨石标准化配分模式也十分相似。但辉长岩和闪长岩包体的轻、重稀土比值为3.39~4.27,明显小于寄主岩的轻、重稀土比值(4.86~5.94）。辉长岩和闪长岩包体具明显的正铕异常,而寄主岩具有弱负铕异常。从辉长岩到寄主岩,ε Nd (t) 从-4.9~-9.9减小到-11.4~-11.9,(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_o 从0.706 4~0.707 3增加到0.707 2~0.708 4。上述资料表明,铜陵铜官山矿区晚侏罗世-早白垩世侵入岩及其辉长岩和闪长岩包体可能是由基性到中酸性岩浆通过幔源岩浆底侵、同化混染和分离结晶过程形成的,而基性到中酸性岩浆则是由底侵的玄武岩浆与不同量的中下地壳物质发生一系列复杂的相互作用形成的。     

内蒙古大青山基底晚中生代以来的差异隆升-剥蚀过程及其构造意义 ——来自磷灰石裂变径迹低温热年代学的约束

地形地貌和沉积学研究表明,在内蒙古大青山地区发生过早白垩世晚期、晚白垩世和新生代三期隆升-剥蚀事件,但在大青山北部前寒武纪基底岩石中,磷灰石裂变径迹研究仅识别出晚白垩世早期和中新世以来等两期隆升-剥蚀事件.为了探讨大青山南部晚中生代以来的隆升-剥蚀过程,本文报道了6件古元古代花岗岩样品的AFT结果.这6件样品的最大高差...