造山带与相邻盆地间物质的横向迁移

本文以太行山隆起与相邻华北断陷盆地为例，论述了在大陆岩石圈中造山带与相邻断陷盆地在地球动力学机制上是相辅相成的对立统一体系。当软流圈受力产生波状起伏变形时，在软流圈和上地幔隆起上方，地壳发生减薄并裂陷；软流圈和上地幔拗陷上方，地壳变厚，由脉隆升。造山带遭受物理（化学）风化作用的产物被搬运至相邻断陷盆地，并以逆冲推覆岩片、拆离滑脱构造体系向盆地扩展。断陷盆地的中下地壳物质，则在地幔上隆形成的地幔位势差、密度差和盆地扩张力的共同驱动下，沿向造山带缓倾的拆离滑脱变形带，向山根蠕动流动，以补充因地幔拗陷和山脉隆升造成的重力亏损，从而达到岩石圈四维空间物质的动态调整。     

中生代济源盆地沉积充填特征及其对秦岭、 太行山隆升作用的响应

中生代是济源盆地形成并发展的重要时期。秦岭造山带在晚三叠世造山以及太行山在中侏罗世隆升对济源盆地的沉积格局产生了显著影响,这段时间,盆地始终处在一个盆山相互作用的阶段,将盆地与造山带的构造演化联系起来,有利于更好的认识这一构造沉积响应过程。本文通过对济源盆地中生代地层、沉积及其充填特征的研究,将盆地中生界划分为4个构造层序:TS1、TS2、TS3、TS4,其中TS1充填了下三叠统刘家沟组、和尚沟组和中三叠统二马营组、油房庄组,它是在扬子、秦岭及华北板块汇聚的背景下形成的内陆克拉通型层序。TS2、TS3分别充填了上三叠统椿树腰组、谭庄组和下侏罗统鞍腰组(义马组)、中侏罗统杨树庄组,它们都具有前陆盆地型充填特征,分别响应的是秦岭造山带造山作用沿洛南—栾川断裂以及三门峡—鲁山—舞阳断裂发生的逆冲推覆作用。TS4充填的是中侏罗统马凹组,受太行山隆升作用的影响,形成了厚层的磨拉石堆积。在此基础上,可将济源盆地盆山系统演化归为3个阶段:早—中三叠世大陆基底隆升与内陆克拉通型盆地,晚三叠世—中侏罗世早期秦岭造山与前陆盆地,中侏罗世晚期太行山隆升与山间盆地。显然,济源盆地响应了秦岭造山及太行山隆升,秦岭造山带晚三叠世造山表现为两次逆冲推覆作用,而太行山主体隆升应在中侏罗世晚期,标志着华北克拉通破坏进入高峰期。     

青藏高原东缘—扬子特提斯构造域深部结构与地壳形变研究

青藏高原东缘和扬子西缘的构造带是中国特提斯构造域的重要组成部分,该构造域受欧亚板块与印度板块陆—陆碰撞、高原隆升、块体裂解或拼接挤压等强烈构造活动的影响,记录和保存了多期次的特提斯构造演化历史痕迹。同时,该研究区域也是中国西部地区地壳形变最强烈的地区之一,其浅表形变特征与深部构造之间存在怎样的关联和制约机制是目前国际地球科学的一个研究热点。本研究依据作者十多年来持续在该区域开展的地质—地球物理研究,通过深部地球物理多参数结构成像、沉积盆地分析、地壳形变和强震孕育机制等综合对比分析,发现在青藏高原东缘的下地壳存在低速和高泊松比异常带,该异常体与来自青藏高原上涌的软流圈热物质汇聚,导致从扬子西缘到青藏高原的下地壳和上地幔的深部结构发生显著变化。沿着龙门山断裂带,中、下地壳存在交叠相间的低速(高泊松比)和高速(低泊松比)区域,这些深部结构分布特征与地表形变及前陆盆地隆坳格局具有较好的一致性。基于上述认识,提出了青藏高原东缘—扬子板块的深部接触模式及其相应的盆山耦合关系,阐明了板块碰撞—耦合的深部动力学过程对剧烈地壳形变、盆地隆坳格局和强震诱发的制约关系。本研究成果将为深入认识青藏高原东缘高原急剧隆升、盆地基底结构与隆拗格局,以及强烈地壳形变的深部动力学机制提供参考信息。     

构造体制转折是岩石圈尺度的行为

试将华北中生代的构造-岩浆演化划分为3个阶段：早中生代岩石圈结构的深部调整和底侵作用；中晚侏罗世的断块差异隆升和火山喷发；早白垩世的地壳伸展和岩石圈减薄。据此说明构造体制转折是一个渐变的过程，其动力来源应与岩石圈地幔乃至软流圈的运动相联系。因此，转折的过程应从深部开始，不同深度的响应必然有一个滞后效应。构造体制转折的标志也应是多方面的，其构造格局的转化是首位的，而且应从全球角度探讨它们的背景。     

构造体制转折是岩石圈尺度的行为

试将华北中生代的构造-岩浆演化划分为3个阶段:早中生代岩石圈结构的深部调整和底侵作用;中晚侏罗世的断块差异隆升和火山喷发;早白垩世的地壳伸展和岩石圈减薄.据此说明构造体制转折是一个渐变的过程,其动力来源应与岩石圈地幔乃至软流圈的运动相联系.因此,转折的过程应从深部开始,不同深度的响应必然有一个滞后效应.构造体制转折的标志也应是多方面的,其构造格局的转化是首位的,而且应从全球角度探讨它们的背景.     

中新生代天山隆升及其南北盆地分异与沉积环境演化

明确中生代以来天山隆升的时间顺序、隆升范围,及其与南北两侧盆地的沉积环境演化之间的关系,是天山两侧准噶尔盆地、吐哈盆地与塔里木等盆地原型恢复研究的重要需求。通过分析天山南北主要盆地类型、沉积充填、古气候变化,物源属性、边缘相带迁移反映的物源区远近变化与古水流特征,以及大量磷灰石裂变径迹测年数据认为,中新生代天山主要存在晚三叠世-早侏罗世、晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世-始新世、中新世-第四纪的四期阶段隆升。在此基础上,编制了早侏罗世早期-第四纪的天山隆升范围及其南北盆地的沉积环境演化图,表明天山的四阶段隆升控制了北疆与南疆盆地由早、中侏罗世统一泛湖盆至晚侏罗-早白垩世盆地开始分异,再到新近纪以来彻底分割成独立盆地的沉积演化过程。同时,明确了天山南北两侧各盆地储层、烃源岩及盖层的重要形成期与天山隆升的关系,对有效拓展油气勘探范围有所启示。     

10±Ma--伸展盆地裂陷旋回的重要周期

沉积盆地的发展演化过程往往表现为旋回性和周期性.根据部分典型大陆裂陷盆地的伸展沉降史分析结果,认为10±Ma应该是一个重要的旋回周期,这一周期的控制因素更可能与深部软流圈的脉动性隆升有关.通过理想情况下的盆地非稳态古地温场的模拟计算,发现软流圈上涌作用10±Ma之后,岩石圈温度场便基本达到稳定,造成了岩石圈减薄、盆地沉降以及岩浆作用达到相对平衡,从而使软流圈发生热回沉或进一步上涌.因此软流圈的脉动式上涌造成了裂陷盆地的幕式沉降过程,这一周期可能在10±Ma左右,并因具体的动力学参数的差异而略有不同.而伸展裂陷幕的次数也与软流圈的上涌次数以及板块的边界应力场密切相关.     

内蒙古隆起晚古生代构造隆升的沉积记录

内蒙古隆起位于华北克拉通与兴蒙造山带的过渡部位,受古亚洲洋俯冲、闭合过程的影响,在晚古生代发生了重要的构造隆升。华北盆地北缘紧靠内蒙古隆起,其晚古生代沉积记录了内蒙古隆起的构造活动历史。本文对盆地冀北—辽西地区的晚石炭—中三叠世地层进行详细的沉积体系分析和物源研究,结果表明:1盆地由远滨—滨岸、扇三角洲、三角洲、河流四种沉积体系充填而成,总体上经历了由海陆交互到陆相的进积充填过程。在晚石炭—早二叠世,盆地边缘发育扇三角洲和河流体系,盆地内部由远滨—滨岸、三角洲与河流体系组成。在中二叠—中三叠世期间盆地整体发育河流体系。盆地的沉积中心位于唐山、宝坻一带;2古水流数据、碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素表明盆地物源来自内蒙古隆起,源岩由中上元古界碎屑岩和碳酸盐岩、寒武—奥陶系碳酸盐岩、晚古生代岩浆岩以及少量前寒武结晶基底组成。大量沉积岩碎屑颗粒表明内蒙古隆起在晚古生代被沉积盖层所覆盖,在二叠纪末期花岗岩以及片麻岩砾石的出现代表了内蒙古隆起隆升和侵蚀作用的加强;3根据沉积体系和物源变化将盆地划分为三个充填序列,这些序列记录了内蒙古隆起的隆升和侵蚀过程。晚石炭—早二叠世充填序列以沉积岩砾石、泥盆纪碎屑锆石和凝灰岩夹层为特征,物源来自沉积盖层和晚古生代火山岩。该序列记录了内蒙古隆起陆缘弧的初始隆升和同期火山活动。中晚二叠世充填序列以河流环境下的火山碎屑岩和火山岩为主要特征,记录了华北北缘与南蒙地块的碰撞过程,碰撞导致内蒙古隆起的隆升,同时伴随火山喷发。早中三叠世充填序列以辫状河粗碎屑和花岗质砾石为特征,记录了古亚洲洋闭合后的伸展环境。     

西藏札达盆地控盆断裂有限元数值模拟

札达盆地是喜马拉雅构造带中的一个山间断陷盆地,其演化过程与盆地两侧的控盆构造密切相关。对控盆断裂的构造应力场进行模拟计算,将有助于进一步深化对本区构造控盆的认识。因此,在对盆地构造地质进行详细调查的基础上,结合本区的深部地质与地球物理资料,对札达盆地控盆断裂的构造应力场进行了模拟。计算结果表明,札达盆地的演化明显受盆地两侧边界断裂的控制,札达盆地是在整体南北向挤压应力的作用下,不同块体差异隆升作用的结果。其南侧的控盆断裂为北倾的正断层,北侧的控盆断裂为南倾的逆断层,二者共同形成了南降北升的翘板式断陷盆地运动过程,是喜马拉雅地块在陆内汇聚挤压构造环境中构造应力场调整的一种方式。     

大别山造山带与安徽沿江中新生代盆地的盆山耦合关系

安徽沿江中新生代盆地位于大别山造山带南缘，为先挤压、后伸展形成的叠合盆地，是探讨扬子板块陆内深俯冲—大别山造山带隆起与中、下扬子盆地沉降的耦合关系的理想场所。在早中生代，大别山为华南和华北大陆碰撞造山带，华南地壳向深处俯冲并承受超高压变质作用，超高压变质岩不断向上折返，沿江坳陷具有前陆盆地性质，盆地充填有晚三叠世—中侏罗世磨拉石层序；在晚中生代，在中国东部整体的拉张背景下，大别山变质带完全折返上隆，处于变质核杂岩隆升状态，而沿江坳陷具有裂陷盆地性质，充填有晚侏罗世—早白垩世、晚白垩世—古近纪两个红色碎屑构造层序，起因于地壳拆沉而产生的均衡隆升和伸展断陷的构造耦合。     

拆沉作用(delamination)及其壳—幔演化动力学意义

拆沉作用导致下地壳和岩石圈地幔下沉，相应软流圈上涌至壳—幔边界，使下地壳、岩石圈地幔和软流圈三者发生物质交换，引起岩浆作用、山脉隆升、伸展、垮塌，形成坳陷盆地，并最终使大陆地壳向长英质方向演化，产生与其它行星不同的、独一无二的中性安山质或英云闪长质成分。拆沉作用是对经典板块构造理论的重要补充与完善     

秦岭显生宙地幔组成及其演化

通过对秦岭造山带及扬子克拉通北缘显生宙时期 3个含地幔捕虏体的煌斑岩、钾镁煌斑岩、碱性玄武岩以及 11个不含捕虏体的辉石岩、辉长岩、玄武岩出露点的岩石地球化学对比研究 ,揭示出研究区地幔演化经历了自古生代的OIB亏损地幔到中生代的高度富集地幔再到中生代末期 -新生代的OIB MORB的亏损地幔的两次明显变更。制约这种变更的主要因素是熔融岩浆时源区发生的层圈相互作用类型。鉴于大陆岩石圈软流层体系的特征 ,有必要划分出岩石圈 /软流层相互作用带(过渡带 ) ,它是大陆岩浆作用的重要源区。     

大陆地壳演化的拆沉作用模式综述

近20年来,中外学者研究认为,拆沉作用导致大陆岩石圈物质快速下沉入软流圈中,伴随大规模的岩浆作用,山脉隆升、伸展和跨塌作用,最后形成拗陷盆地。原始地壳形成时是玄武质的,然而现今的大陆壳整体成分呈现中性,拆沉作用模式很好地解释了地学中的这一困惑,补充和完善了经典板块理论。通过地球物理测探、地球化学示踪和地质学、岩石学方面提供的证据和一些其它的辅助佐证基本可以判定拆沉作用的存在。     

Recent mountain building of the central Alpine-Himalayan Belt

From the end of the Eocene through the Pliocene, the Alpine-Himalayan Belt underwent collisional shortening induced by convergence of the Gondwana plates with the Eurasian Plate and varied in orientation from the north-northwestern to the northeastern directions. The collisional shortening was expressed in folding, thrusting of continental crustal tectonic sheets over one another, and closure of the residual basins of Neotethys and its backarc seas; it resulted in local thickening of the crust and its isostatic uplifting. As a rule, the uplifts were not higher than ∼1.5 km. In other words, before the Pliocene, the growth of local mountain edifices was caused by collisional shortening of the belt. Isostatic uplifting of the thickened crust was continued in the Pliocene and Quaternary even more intensely than before, but the general rise of the mountain systems was superposed on this process. The rise substantially exceeded in amplitude the contribution of the uplift caused by shortening and did not depend on the preceding Cenozoic history of either territory. Not only the mountain ridges but also most adjacent basins were involved in rising, which eventually led to the contemporary mountain topography of the belt. The spread of the hot and fluidenriched asthenosphere of the closed Tethys beneath the orogenic belt could have been a cause of such additional rising. The uplift was an isostatic reaction to decompaction of the lithospheric mantle partly replaced with asthenosphere and of the lower crust subject to retrograde metamorphism under the effect of cooled asthenospheric fluids. The deep transformations are also probably responsible for deepening of some basins in the Pliocene-Quaternary and more contrasting transverse segmentation of the belt.     

A possible mechanism of inversion of the vertical lithosphere movements in the back-arc basins of the West Pacific region

We present results of the study of a three-layer tectonosphere model of the West Pacific Transition Zone based on modeling of a piecewise inhomogeneous medium caused by local density reduction of the asthenosphere, whose viscosity decreases due to fluid accumulation. We used the viscous liquid motion equation in the Stokes approximation. It was shown that the anomalous asthenosphere in the back-arc basins can move as a convective cell with an uprising flow in the zone of maximum density reduction and extension of the lithosphere above it. At the initial stages, this process causes formation of the central crustal uplift, which is transformed into a system of depressions as the asthenosphere viscosity decreases to values of the order of 4.0 × 10¹⁹ Pa s and lower. The modeling results satisfactorily agree with the reconstructions of the Cretaceous Cenozoic lithotectonic evolution of the Okhotsk Sea region.     

营潍断裂带结构特征及其与相邻盆地的关系

营滩断裂带是渤海湾盆地东部重要的边界条件,对油气地质条件具有重要影响。依据大量实际地震资料,将营潍断裂带划分为三段,即潍坊-莱州湾-黄河口段、渤东低凸起段和辽东凸起段,各段在断裂走向、结构及组成等方面具有较大的差异。结合区域应力分析和新生代盆地盖层构造变形特征,认为营潍断裂带在新生代的活动具有明显的差异性,以伸展、右旋走滑活动为主,大致可分为三个时期,即古新世-早始新世、中始新世-渐新世、新近纪-第四纪。在此基础上,探讨了营潍断裂带与相邻新生代盆地的关系,并根据结构样式将相邻盆地划分为五种类型。     

对山西隆起区中新生代构造演化的认识

对山西隆起区中新生代构造演化的认识,是探讨华北陆块演化、破坏等科学问题的基础。在中新生代期间,不论是岩石圈的差异演化、构造体制转换、岩浆活动,还是地貌反转,位于华北陆块中心部位的山西地区总是处于过渡带的位置。该地理位置说明了该区在华北陆块演化研究中的重要性。在近年1∶5万、1∶25万区域地质调查成果及以往研究资料的基础上,以中生代区域性断裂、新生代汾渭裂谷及山体隆升为主要研究内容,探讨山西隆起区中新生代岩石圈从增厚到减薄、构造体制从挤压到伸展转换,以及随华北陆块一起经历地貌格局从东高西低到西高东低转换的构造演化进程。研究认为,山西地区中新生代构造体系的发育从属统一的区域动力学环境,周边板块之间的相互作用引起深部软流圈变化: 软流圈下沉,岩石圈则相对增厚,地壳垂向伸展,横向收缩; 软流圈上涌,岩石圈相应减薄,地壳水平伸展。软流圈的变化对该地区中新生代构造变形、沉积格局、岩浆活动等方面起着控制作用。     

含油气盆地构造分析的认识与实践

摘 要　 从我国含油气盆地研究与勘探实践出发‚结合当今盆地构造分析在理论上的重大进 展‚重点讨论盆地类型与地球动力学的关系‚盆地与造山带的耦合关系‚盆地内构造变形与 动力学背景的关系‚盆地构造活动与油气分布的关系等。     

河北滦平盆地构造演化及对扇三角洲发育的控制作用

滦平盆地可与中国东部含能源盆地类比 ,其在构造发育上经历了 5个阶段 ,各阶段具有不同的盆地充填特点。盆地发育的动力学分析表明 ,中国东部中生代盆地发育的动力学因素包括深部高热流和厚地壳 ,以及板块间相互作用变化而导致的构造应力场的改变。滦平盆地构造活动通过改变湖水深度、古坡度并与古气候共同控制扇三角洲体系的发育