青藏高原的构造分区及其边界的变形构造特征

宏观构造特征的确立对青藏高原隆升和“动力学建模”具有重要意义。青藏高原是由来自塔里木-中朝板块的北昆仑-阿尔金-祁连地体,华南-东南亚板块的南昆仑地体、可可西里-巴颜喀拉地体和冈瓦纳古陆的羌塘地体、冈底斯地体及喜马拉雅地体等3大板块(或古陆)的6个地体经多次裂解、会聚和陆内俯冲作用拼合而成的巨型“会聚-陆内俯冲型”岩石圈块体,它以青藏高原南缘结合带、青藏高原北缘结合带和青藏高原东缘结合带依次与印度岩石圈块体、塔里木-阿拉善-鄂尔多斯岩石圈块体和扬子岩石圈块体相隔。按现今动力学特征,这一巨型岩石圈块体(一级构造单元)又可进一步划分为喜马拉雅、藏北、青南和昆仑-阿尔金-祁连等4个二级构造单元(地块),它们依次以雅鲁藏布江结合带、西金乌拉-金沙江结合带、中昆仑结合带为界。4个地块又可进一步划分为若干以断裂为界的三级构造单元(地体)。组成青藏岩石圈块体的各构造单元处于统一的地球动力学系统,它总的表现为:在印度板块向欧亚板块持续、强烈俯冲和热的、具柔性流变学特征的青藏块体整体向北北东方向移动的区域构造背景上,其南、北两侧的喜马拉雅地块、昆仑-阿尔金-祁连地块分别向冷的、刚性的印度岩石圈块体和塔里木- 阿拉善-鄂尔多斯岩石圈块体不对称逆冲叠覆。位于青藏高原腹部的藏北地块和青南地块,在深部存在大量低速体向上涌动和整体自西向东扩展的区域构造背景上,前者叠置近南北向挤压,形成以南北向断陷带及北西和北东向共轭走滑为主的构造格局,而青南地块除松潘-甘孜地体显示自北而南的逆冲叠覆外,可可西里-巴颜喀拉地体以逐一向东挤出的左行走滑作用为主,以致整个青南地块呈现向扬子岩石圈块体逆冲扩展和向三江构造带平移扩展。因此,就现今动力学而言,青藏高原在随着时间推移、隆升速度不断加快的同时,还逐渐向外缘的刚性地块扩展,即高原面积在不断增大。因此青藏高原的边界具有扩展性质,按扩展机制可区分两类扩展型动力边界:走滑型扩展边界和逆冲型扩展边界。典型的走滑型扩展边界位于青藏高原北缘的阿尔金山和青藏高原东缘的三江地区,青藏高原南缘的动力边界属典型的逆冲型扩展边界,而位于祁连山和龙门山的动力边界兼有逆冲和走滑双重扩展性质。     

盆地形成与演化的动力学类型及其地球动力学机制

借鉴国内外已有的盆地研究成果, 在盆地分析的基础上, 从岩石圈板块作用、岩石圈深部作用和岩石圈表生作用3个方面, 兼顾系统性、科学性和应用性, 确立了盆地新的分类原则, 由此深入研究了盆地形成与演化的动力学类型, 并进一步阐述了盆地形成与演化的地球动力学机制。研究结果表明: 在盆地分类中, 首先主要根据盆地形成的地球动力学环境如岩石圈板块作用环境、深部作用环境以及表生作用环境来划分大类; 再根据盆地形成与演化的各种地质作用及其动力学过程如构造作用(伸展、挤压或剪切过程)、热力作用及重力作用进行主要类型划分; 再根据盆地的基底性质和地壳类型(如陆壳、洋壳或过渡壳)以及盆地的沉积充填史和构造古地理等(如海相盆地、陆相盆地或过渡相盆地)细分亚类。盆地形成与演化的动力学类型主要包括: 单一构造或热体制下盆地演化时的原型盆地类型、单一重力体制下盆地演化的原型盆地类型、多种构造—热体制下盆地演化的叠合盆地类型以及多种构造—热体制下盆地演化的残留盆地类型。在单一构造或热体制下, 从板块作用或壳幔作用角度原型盆地动力学类型主要划分为:伸展盆地(陆内伸展盆地、陆间伸展盆地、大洋伸展盆地和弧后伸展盆地), 挠曲盆地(弧后挠曲盆地、周缘挠曲盆地、陆内挠曲盆地), 走滑盆地(走滑伸展盆地、走滑挠曲盆地)以及克拉通盆地(克拉通退缩盆地、克拉通扩展盆地和克拉通迁移盆地); 单一重力体制下原型盆地动力学类型有负载盆地和撞击盆地;多种构造—热体制下的叠合盆地动力学类型有叠加盆地和复合盆地; 多种构造—热体制下盆地演化的残留盆地动力学类型有伸展隆起下局部沉降引起的残留盆地、推覆褶皱隆起引起的残留盆地、俯冲至局部碰撞引起的残留盆地及周边抬升隆起引起的残留盆地。关于盆地形成与演化的地球动力学机制包括: 岩石圈的板块作用机制, 岩石圈的深部作用机制以及岩石圈的表生作用机制。岩石圈的板块作用机制包括板块伸展、挤压和剪切作用; 岩石圈的深部作用机制包括软流圈与超级地幔柱对岩石圈的作用, 尤其是壳幔作用; 岩石圈的表生作用机制也很重要, 包括盆地的重力作用、大气作用、海洋作用和生物作用。通过本文的研究, 可以为研究整个岩石圈演化、壳幔作用、地球动力学过程以及成藏成矿机制奠定重要理论基础; 同时, 对于沉积盆地矿产资源、能源资源、水资源勘探和开发, 以及灾害防治和环境保护也具有重要应用价值。     

青藏高原壳幔结构构造的基本特征

青藏高原是新生代以来由于印度板块与欧亚板块碰撞而迅速隆起,平均海拔超过4000 m的高原,是研究碰撞过程和形成演化的理想窗口。有关青藏高原的碰撞过程及印度板块岩石圈北缘界线,至今仍然存在较大争议,这可能主要是由于不同研究方法获得认识的差异性和局限性所导致。基于此,本文利用前人深部结构资料,讨论了高原岩石圈的壳幔构造及物质组成等,并从新的地质视角讨论了班怒带的大地构造属性。通过梳理前人的深部结构资料,认为青藏高原的壳幔岩石圈结构较为复杂,如高原内部岩石圈厚度显著大于周缘地区,中下地壳及上地幔广泛分布着低速高导层,这些特殊的地质地球物理结构是印亚板块碰撞的结果。此外,本文进一步对比分析了班怒带的地质与地球物理结构,揭示该构造带两侧存在显著的差异,认为其是印度岩石圈的北缘,这对于认识青藏高原的形成演化具有重要的意义。     

西藏南部印度-亚洲碰撞带岩石圈: 岩石学-地球化学约束

拟以岩石学和地球化学的研究为基础, 结合地球物理与构造地质学的研究成果, 从一个侧面探讨青藏高原岩石圈、特别是印度-亚洲主碰撞带岩石圈结构、组成及今后进一步的研究方向.印度-亚洲主碰撞带具有青藏高原最厚的地壳, 由初生地壳及再循环地壳两类不同性质的地壳构成; 青藏巨厚地壳是由于构造增厚及地幔物质注入(通过岩浆作用) 增厚两种机制形成的.碰撞以来藏南地壳加厚主要发生在约50~25Ma期间.青藏岩石圈地幔在地球化学和岩石学上是不均一的, 至少存在3种地球化学端元: (1) 新特提斯大洋岩石圈端元; (2) 印度陆下岩石圈端元; (3) 新特提斯闭合前青藏原有的岩石圈端元.在青藏高原还发现了一批壳幔深源岩石包体及高压-超高压矿物, 对于认识青藏深部有重要的意义.可以识别出青藏高原现今存在3种岩石圈结构类型: 第1种, 增厚的岩石圈(帕米尔型); 第2种, 减薄的岩石圈(冈底斯型); 第3种, 加厚-减薄-再加厚的岩石圈(羌塘型).这3类岩石圈是否在时间上具有先后顺序, 尚无明确的证据, 需要在今后加以注意.研究表明, 沿冈底斯带后碰撞钾质-超钾质火山活动, 可能与新特提斯洋俯冲板片在后碰撞阶段的断离及印度大陆岩石圈向青藏的持续俯冲作用有关, 但西段、中段与东段的动力学机制不相同.在青藏高原北部地区(羌塘、可可西里等地区), 后碰撞钾质-超钾质火山活动, 可能与波状外向扩展式的软流圈上隆引起的减压熔融有关.在高原北缘西昆仑、玉门等地区, 其形成机制可能为大规模走滑断层引起的减压熔融.青藏高原后碰撞火成活动具有明显而有规律的时空迁移.同碰撞的林子宗火山活动在65Ma左右始于冈底斯南部, 标志印度-亚洲大陆碰撞的开始.于45Ma左右火山活动向北迁移到羌塘-“三江”北段, 开始了后碰撞火山活动; 然后自内向外迁移, 即北向可可西里、南向冈底斯(在冈底斯内部又自西向东)、东向西秦岭迁移; 最后(6Ma以来), 再分别向高原的西北、东北、东南三隅迁移.结合已有地球物理资料, 一种可能的解释是它可能暗示由印度和亚洲大陆板块碰撞所诱发的深部物质(如中-下地壳、软流圈地幔物质) 流动.      

印度板块向欧亚板块俯冲碰撞的新模式及其对青藏高原构造演化的影响

青藏高原南部与北部的断裂带走滑方向不同，断裂带在高原东、西两侧的展布规律和构造运动方式也存在极大的差异。通过高原南缘横向地球物理特征的对比，发现该地区东、西两侧深部岩石圈结构存在明显不同，表明印度次大陆向欧亚大陆俯冲碰撞的方式和强度在横向上差异明显。在充分利用高原地质研究最新成果的基础上，提出印度次大陆向欧亚大陆碰撞前地壳增厚及斜向碰撞是造成上述地质现象的根本原因，并由此对青藏高原构造演化的一些特点作了新的解释和探讨。     

从德令哈地震分析青藏高原北缘东段的深部构造活动

在祁连山南北布设的10台REFTEK宽频地震仪器记录到了2003年4月发生在仪器台阵范围内的6．7级地震及其数十次余震,提供了研究青藏高原北缘深部构造的新资料,对3级以上震源的定位和震源机制研究结果表明,柴达木盆地北缘逆冲左行走滑断裂东段的宗务隆山逆冲断裂在南北挤压作用下引发了此次地震活动,是陆陆碰撞和内陆俯冲的结果,青藏高原北缘的走滑断裂在浅部呈缓倾斜,深部往往以较陡的产状向下延伸。震源区的构造分析证实了印度板块岩石圈的超深俯冲作用对高原北缘的影响,受南北向应力作用影响形成的走滑断裂近东西向的位移目前仍很剧烈。     

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。     

印度—亚洲俯冲带结构——岩浆作用证据

在印度与亚洲大陆碰撞之后 ,两个大陆之间是否存在大陆俯冲是关系到高原地壳加厚、隆升等构造演化模式的重要问题。近 2 0年来以各种地球物理方法为主的深部探测结果揭示了青藏高原的岩石圈结构 ,表明印度向亚洲下部的俯冲是存在的 ,但是其俯冲的规模仍存在争议。不同观点认为印度岩石圈前缘已经到达班公—怒江缝合带的下部约 2 0 0km深度、俯冲在整个西藏岩石圈深部、或者仅仅越过雅鲁藏布江断裂。地热泉He同位素、碰撞后岩浆作用的年代学、岩石学与地球化学研究结果表明冈底斯带与高原北部地区具有相同的岩石圈地幔源区 ,并且存在印度板块在 13～ 2 5Ma之前就俯冲在冈底斯带西部的岩石学和地球化学证据 ,考虑到印度板块的持续向北运动 ,则岩浆作用支持印度岩石圈现今已经达到或者越过班公—怒江缝合带的俯冲模式。     

侏罗纪地壳转动与中国东部岩石圈转型

对中国东部侏罗纪时期地壳增厚和岩石圈显著变薄的现象,提出一个新的形成机制假说.基于古地磁和地质学的证据认为,鄂霍次克板块朝西和伊佐奈岐板块朝西北方向运移、俯冲和碰撞,造成西伯利亚东部边缘的强烈构造变形,使东亚大陆地壳产生20°～30°的逆时针转动,形成东亚大陆北部地壳朝西运移,而东亚大陆南部(中国东部)地壳相对向东运移.这种滑移作用使中国东部发生强烈的构造-岩浆活动、地壳增厚,同时也使中国大陆东部的上地壳从大陆型岩石圈地幔滑移到大洋型岩石圈地幔之上,出现岩石圈类型的转变和厚度显著变薄的现象.看来,中国东部岩石圈变薄并不是深部地幔羽或大陆伸展作用的结果.     

尼日尔Termit盆地Trakes斜坡走滑构造的发现及其形成演化分析

含油气盆地走滑构造及其控藏作用研究可以揭示研究区构造特征、形成演化过程, 深化油气成藏条件和油气富集规律认识, 对于指导油气勘探部署具有重要意义。基于地震与钻井资料的解释与分析, 运用断层相干体切片等三维地震精细解释、复杂构造分析等技术, 对在Termit盆地东缘Trakes斜坡首次发现的走滑构造几何学、演化过程、成因机制及其控藏作用进行了研究。研究结果表明, Termit盆地东缘Trakes斜坡发育系列走滑断层, 其主走滑带走向为北北西-南南东和北西-南东向, 其雁列断层(T破裂)走向近南北, 呈右旋右阶排列; 走滑构造性质以张扭性为主, 少量为压扭性, 其剖面样式以负花状构造与Y型断裂为主, 少量直立断层, 局部发育正花状构造; 上述走滑构造是早期先存正断层受后期剪切作用的结果, 主走滑变形阶段为古近纪始新世-渐新世; 新生代以来欧亚板块与非洲板块碰撞, 其累积效应在非洲板块内部形成了近南北向挤压应力, 由于挤压应力在非洲板块北部边界的不均衡性, 造成西北非陆块与东北非陆块发生差异运动, 这种差异运动导致Trakes斜坡早期发育的早白垩世正断层发生张扭性走滑变形。在该系列走滑断层带内, 形成一系列古近系Sokor1组和Sokor2组以及上白垩统Yogou组反向断块圈闭, 其主走滑位移带构成油气垂向运移通道, 有利于上白垩统烃源岩生成油气向上运移、在浅层聚集与成藏。

     

四川会理天宝山组U-Pb年龄

广泛分布于四川会理地区的天宝山组 ,由于缺少精确的年龄数据 ,对其归属和区域地层对比存在较大的分歧。本次在对分布于会理洪川桥、孔明寨等剖面的天宝山组地层进行详细的野外地质考察的基础上 ,通过采集天宝山组中的变质斑状英安岩样品 ,从中挑选单颗粒锆石进行 U - Pb年龄测试 ,获得年龄为 95 4— 96 1Ma,平均值为 95 8± 16 Ma。根据国际地层划分方案 ,表明天宝山组为新元古代的地层     

嫩江阶底界层型剖面研究

通过对黑龙江省嘉荫县东南永安村东的黑龙江南岸永安村组和太平林场组界线剖面的研究 ,发现两组界线之下是永安村组顶部的灰色厚层状粉砂质泥岩 ,界线之上整合覆盖着太平林场组的黑灰色页岩 ,页岩以产俞氏链叶肢介 H alysestheria yui(Chang)为特征。全国地层委员会 2 0 0 2年指定嫩江阶的层型剖面为黑龙江省肇州县光荣乡郑德福屯的 2 5号钻孔剖面 ,以青岗链叶肢介 H alysestheria qinggangensis Zhang & Chen的首现作为嫩江阶底界的生物标志。古生物学研究表明 ,青岗链叶肢介 H.qinggangensis是俞氏链叶肢介 H.yui的同物异名 ,俞氏链叶肢介 H.yui的首现便是嫩江阶底界的生物标志 ,因此建议将该阶的界线层型剖面由钻井岩心剖面改为嘉荫县永安村东的永安村组和太平林场组界线的地表露头剖面。该层型剖面沿黑龙江边呈陡坎出露 ,界线清楚 ,交通方便 ,化石丰富 ,易于参观和研究对比。     

浙江龙泉早元古代花岗岩的发现及基底时代的讨论

浙江龙泉石英二长岩的Sm-Nd同位素等时线年龄为2059±52Ma,它代表了该岩体的结晶年龄,并且也是目前在浙、闽地区发现的最老的花岗质岩浆侵位年龄。由此表明,浙、闽地区最初的岩浆活动可能始于早元古代。Rb-Sr同位素等时线年龄仅反映该岩体受到后期地质作用扰动的年龄信息。该岩体属于一种S型或改造型花岗岩类,t_(DM)~(Nd)为2600—2700Ma,反映了本区最早的地壳形成年龄属于晚太古代。上述的早元古代花岗岩的发现和由此得到的晚太古代基底的年龄信息将对进一步研究中国东南大陆地壳的演化提供新的证据。     

ON THE GEOLOGY OF THE NORTHERN, WESTERN AND SOUTHERN BORDERS OF THE ORDOS, CHINA

During the last summer (1923), the authors of this paper were sent by the National Museum of Paris and by the French Ministere de l'Instruction publique for a geological mission in Inner Mongolia. Leaving from Pao T'eou, the geologists crossed the Oula Shan, took a view of the Scheiten Oula     

四川攀西康定群混合杂岩的成因

沿康滇地轴分布的前震旦系变质——混合杂岩为一套深变质的结晶岩石。据对混合岩及其中残留体的岩石化学、岩相学和显微结构的研究,这类混合岩是由区域变质岩原地部分熔融——重结晶方式形成的。各类混合岩及其中残留体在稀土配分型式上比较协调一致。用Shan的平衡部分熔融的方程估算,实际存在的熔体相为11～16％。混合岩成因模式:地壳深处岩石长期处于初熔温压条件下,以部分熔融的流体相为媒介,以重结晶方式转化成混合岩。     

深圳市地壳稳定性评价研究

<正> 针对通过深圳市的莲花山断裂带的活动性问题,地质矿产部特地组织了有关力量,对深圳市的地壳稳定性进行了多学科的综合评价研究,从1985年起至1987年止历时3年。 通过研究发现广东东部中强地震多发生在北东向断裂带和北西断裂带与东西向断裂带的交会部位,特别是北东向断裂有较大垂直运动的地段。东西向断裂带看来控制着前两个断裂带上发震地点。这也为数学-物理模拟所证实,因为在这些交会点上有明显的应力集中和应变能增加的现象。