青藏高原周围河流基岩和碎屑矿物低温热年代学研究进展

大型河流是陆源碎屑物质搬运入海、入盆的主要方式,对全球地球化学循环起到了重要的作用。青藏高原是东亚和南亚大型河流的主要发源地,来源于这些河流的碎屑沉积物,不仅提供了源区重要的地质演化信息,同时还记录了河流本身的演化发育情况。碎屑矿物(锆石、磷灰石等)低温热年代学方法可对河流物源区进行限定,建立其源-汇沉积体系;还可以结合区域构造变形分析,获得河流潜在的物源区和高原地貌格局的形成年代,是近几年的研究热点。文中在近几年青藏高原周围的大型河流碎屑矿物和河谷基岩低温热年代学研究结果的基础上,对这些成果进行了总结和梳理。提出在进行河流碎屑矿物低温热年代学分析时,应在河流上游、中游和下游关键地点进行系统采样,同时加强主要支流的样品分析,才能给出更为详尽的区域热历史演化结果。在河谷基岩低温热年代学分析时,针对同一河流不同河段采用同一低温热年代学方法和不同河段同一研究位置采用多矿物(磷灰石、锆石等)低温热年代学分析方法,给出的河流下切时间序列更完整。并建议在青藏高原地区,将河谷基岩和河流碎屑矿物低温热年代学结果相结合,同时运用研究区内构造分析以及其他沉积学等研究结果,可提供研究区内详细的构造和河流自身演化过程。     

米仓山楔入冲断构造模型低温热年代学证据及其意义

基于低温热年代学特征的构造重建（或解译）与浅部地表过程模型在诠释盆-山结构与演化过程中受到越来越广泛的重视与应用.青藏高原东缘米仓山-川北前陆盆山系统楔入冲断构造模型与浅部地貌建造（非）耦合的检验校正为米仓山造山带构造变形及其动力学模型研究提供了契机.基于稳态楔入冲断构造低温热年代学模型研究表明,米仓山-川北前陆盆-山结构带盆山地貌的建造和低温热年代学（磷灰石裂变径迹和（U-Th）/He）特征具有明显的耦合性,二者统一于（盆地向）具~4°古地貌斜坡的楔入冲断构造模型.现今米仓山地区低温热年代学不具有明显的海拔高程和年龄线性关系,但当古地貌具有~4°坡度时低温热年代学与古地貌具有明显的线性相关性,揭示晚白垩世米仓山东西段具有一致（或相似）的稳态抬升剥露特征,东西段剥露速率分别为0.05 mm/a 和0.03 mm/a.古地貌坡度与古地温梯度具有较好的相关性（R²=95%~98%）,相关古地温梯度（25~35 ℃/km）符合米仓山稳态剥露地质结构特征.米仓山造山带楔入冲断构造模型的发育可能受控于多套滑脱层系（尤其是深部和浅部滑脱层系）和扬子板块能干性基底对造山带盆地向扩展变形过程的阻挡作用.     

漠河前陆盆地砂岩岩石地球化学的构造背景和物源区分析

砂岩岩石地球化学对沉积盆地形成时期构造背景的稳定与否有着较高的敏感性, 已成为地质构造复杂地区研究的有效手段. 分析表明, 中生代漠河盆地砂岩在化学成分特征上显示出活动大陆边缘盆地的特点; 同时又充分地揭示出, 碎屑物质主要来自北侧的造山带并接受了盆地南侧的大陆区碎屑来源, 具有前陆盆地的二元物源特征. 根据岩石地球化学分析并结合构造等方面的研究结果, 认为中国黑龙江省漠河盆地的堆积物应属于磨拉石沉积, 所反映出的盆地构造类型应为前陆盆地, 而不是以往认为的裂谷盆地. 这一研究结果为漠河前陆盆地与相邻蒙古-鄂霍茨克造山带在中生代的构造成因关系提供了重要的岩石地球化学依据.     

新疆吐-哈、三塘湖盆地二叠纪玄武岩形成古构造环境恢复及区域构造背景示踪

吐-哈盆地和三塘湖盆地是上叠在古生代造山带褶皱基底之上的晚古生代-中新生代叠合改造型陆内沉积盆地. 其中发育的玄武岩的全岩⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学研究揭示其形成时限在293~266 Ma, 为二叠纪. 玄武岩元素地球化学特征的对比分析表明, 三塘湖盆地玄武岩具有Nb, Ta强烈亏损, 高场强元素选择性富集的特点, 显示岩浆源区存在消减组分影响, 可能与古洋壳板片俯冲作用的影响有关, 具“滞后弧”火山岩的特征; 而吐-哈盆地Nb, Ta轻度亏损, Th/Ta较高, 应与陆内拉张带或者初始裂谷玄武岩相似. 据此并结合新疆北部区域的蛇绿岩和蛇绿混杂岩带形成时期及与造山期后伸展的区域岩浆活动研究综合分析, 推测吐-哈盆地、三塘湖盆地二叠纪的成盆构造背景可能与新疆北部地区晚古生代陆-陆碰撞造山之后发生的区域性伸展作用密切相关. 两盆地二叠纪玄武岩应属来自不同源区、但成盆动力学相似的造山期后伸展背景, 均应为陆内裂谷环境, 但三塘湖盆地火山岩源区明显受到过消减组分的交代, 显示先期应存在过板块俯冲消减作用.     

秭归盆地下侏罗统火山碎屑沉积物源分析及其对东秦岭造山带晚三叠世地壳增厚的启示

秦岭造山带在晚三叠世经历了强烈的碰撞造山作用,伴随岩浆底侵和构造变形,造山带可能发生了显著的地壳增厚和隆升,但对缺少同时期岩浆岩记录的造山带东段,其造山过程的地壳厚度变化还未有明确约束.在东秦岭造山带的南麓发育一系列的早中生代前陆盆地,保存有大量源自造山带隆升剥蚀的碎屑沉积记录,是重建造山带演化的重要信息载体.为进一步厘定秦岭造山带的碰撞造山过程,本文对秭归盆地下侏罗统桐竹园组的砂岩开展了火山岩岩屑地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学和微量元素组成分析.结果显示,含有大量火山岩岩屑的砂岩具有250～200Ma的特征性碎屑锆石年龄组成,指示了其主要物源为三叠纪的火山岩.下侏罗统碎屑锆石U-Pb年龄谱的区域对比和古水流分析表明,该火山岩物源区应位于盆地北部的秦岭造山带,可与造山带西部出露的三叠纪花岗质岩体进行对比,同属于秦岭三叠纪碰撞造山的岩浆作用.依据花岗质岩和锆石化学组成与地壳厚度的相关关系,桐竹园组的火山岩岩屑La/Yb比值和三叠纪年龄碎屑锆石Eu/Eu^*比值指示,秦岭造山带在晚三叠世发生了显著的地壳增厚,最大厚度可达60～70km,与秦岭造山带三叠纪花岗质岩石记录...     

大别山南麓中生代盆地充填记录对造山作用属性的反映

大别山南麓暨江汉盆地北部中生代充填序列显示5个演化阶段: ①早三叠世-晚三叠世早期: 为陆缘海相碳酸盐岩(T₁)-海陆交互相细碎屑岩沉积(T₂-T₃¹); ②晚三叠世中晚期: 抬升剥蚀, 反映挤压构造背景; ③晚三叠世晚期到早-中侏罗世: 为准平原化陆相含铁质结核细碎屑岩沉积(T₃³)、辫状河流相碎屑岩及含煤沉积(J_1-2); ④晚侏罗世至早白垩世: 酸性火山岩与火山碎屑岩的旋回充填, 区域构造背景转换为陆内伸展; ⑤晚白垩世: 粗碎屑类磨拉石堆积. 砂岩碎屑和砾石组成特征并结合沉积相研究表明, 第1至第3演化阶段的陆源碎屑主要来自扬子大陆, 其物源具有“再旋回造山带”属性; 第5阶段碎屑岩矿组合反映物源具有“弧造山带”类型特征, 其源区为大别山. 研究区没有与大别山“晚三叠世同碰撞造山作用”直接相关的沉积记录, 而上白垩统类磨拉石建造显然是大别山碰撞后造山作用(陆内造山作用)和伸展体制下强烈剥露作用的反映. 此外讨论并指出了大别山南、北麓盆地沉积记录与造山带差异隆升模式存在的不协调关系及其核心问题.     

阴山造山带和鄂尔多斯盆地北部磁异常场与结晶基底特征研究

阴山造山带与鄂尔多斯盆地跨越不同的构造单元,是典型的盆、山耦合地带,且是构造活动强、弱的变异地域,了解该区结晶基底分布特征对于深化认识盆山耦合的深部要素和深层动力学过程具有十分重要的意义.本文在最新的高精度的地磁观测剖面和数据采集基础上,与航磁异常场在该区域上的展布进行集成研究.通过磁场特征分析以研究盆地和造山带地域的...     

祁连盆地第三纪沉积物磁性地层和岩石磁组构初步研究

祁连山山间盆地内的新生代沉积物是研究新生代以来祁连山构造演化的重要材料.本文以位于祁连山中部祁连盆地内的新生代沉积物为研究对象,利用磁性地层学方法结合碎屑颗粒裂变径迹定年方法获取其沉积时代框架,在此基础上,结合岩性变化与沉积环境变迁分析祁连山构造演化历史.野外实测剖面显示该盆地内的第三系可划分为下部砾岩组和上部砂岩组两大岩性单元.古地磁结果显示砾岩组的沉积时代约为10—14.3Ma.砾岩组沉积大约在14.3 Ma开始形成,指示祁连山14.3 Ma以来构造活动变强烈.磁组构结果显示砾石组顶部沉积形成时的受力方向与现今祁连盆地周缘断层分布所指示的应力方向一致,表明这些断层大约在10 Ma附近开始活动.我们的结果揭示祁连山中部山脉14.3 Ma以来尤其在10 Ma附近构造活动较强烈.这与过去低温热年代学所获得的祁连山山体的快速冷却年龄及祁连山两端大型盆地内的第三系所记录的构造事件发生的时间基本吻合.而砂岩组的古地磁结果并未通过褶皱检验,其古地磁记录发生了后期重磁化,无法获得地层的准确沉积年龄.     

若尔盖盆地及周缘褶皱造山带地壳结构—深地震测深结果

松潘-甘孜地块位于青藏高原东北部、由近东西向构造向近南北向构造转折的部位,若尔盖盆地位于该地块核心。利用近期在该区域完成的深地震测深结果,建立了若尔盖盆地及周缘褶皱造山带地壳结构模型,对若尔盖盆地基底结构、性质,若尔盖高原盆地与周缘褶皱造山带构造关系,青藏高原东北缘地壳形变增厚、壳内解耦松弛进行了研究。结果表明：若尔盖盆地近地表三叠纪岩层为高致密（2.65-2.75g·cm^-3）和高速度（约5.6km·s^-1）介质岩性,形成了特殊的“中生代基底”构造;松潘。甘孜地块在青藏高原隆升、物质东流以及周缘稳定地块的阻挡过程中被改造为相对稳定的若尔盖高原盆地和盆地周缘更为活动的褶皱造山两类不同地壳结构性质的构造单元;青藏高原东北部的地壳增厚、壳内解耦主要发生中下地壳,这种壳内以低速为主、多反射界面结构特征在若尔盖盆地周缘褶皱带造山带更为明显,突出了褶皱造山构造区域中下地壳内部经历了更为强烈的构造形变;若尔盖盆地及南北两侧褶皱造山带地壳厚度约50km,未发现“山根”构造,推测在褶皱造山后期,青藏高原地壳东流物质在周边刚性地块阻挡下围绕东构造结、沿着相对松弛的南侧方向顺时针转向流出,其结果使若尔盖盆地周缘褶皱造山带经历了强烈的伸展构造作用。     

剥蚀及同构造沉积作用对断层活动性影响的实验模拟研究

<正>在统计分析内陆构造地震活动的空间分布特征时,容易发现构造地震活动带主要分布在造山带内部或者其盆山耦合带,如我国天山造山带、西昆仑造山带、龙门山褶皱造山带以及伊朗扎格罗斯褶皱造山带等。这些地震频发区域具有两个明显的构造特征,一是造山带隆升往往伴随着比较强烈的区域剥蚀作用,二是盆山耦合带容易沉积巨厚的同构造沉积地层。前人研究表明断层活动和盆山体系的剥蚀、沉积特征之间存在相互影响的作用。那么在构造地震诱发时,区域剥蚀作用和同构造沉积作用对断层活动性具有怎样的影     

阴山造山带—鄂尔多斯盆地岩石圈层、块速度结构与深层动力过程

阴山造山带位于鄂尔多斯盆地的北缘,这一地带不仅是构造活动强、弱的变异地域,且为盆、山的耦合地带,故在造山带与盆地地域具有各异的深层动力过程.本文基于高精度人工源地震宽角反射、折射探测和高分辨率的数据采集,通过反演求得了满都拉—鄂尔多斯—榆林—延川长达650 km剖面辖区的岩石圈精细层、块结构.研究结果表明：①沿该剖面由南向北地壳厚度为40~45 km;在不同构造单元其介质、结构均不相同;速度分布、空间结构形态和界面起伏及属性亦存在着明显差异;上地幔顶部速度为8.0~8.1 km/s;②沿剖面存在5条深、大断裂,且将该区切割成为壳、幔结构明显差异的4个构造单元,即鄂尔多斯盆地、盆山耦合地带、阴山造山带、内蒙构造带,它们各自具有固有的深层过程和动力学响应.同时厘定了阴山造山带与内蒙构造带之间的白云鄂博深、大断裂带是古亚洲洋的南界.在这里不仅导致了阴山造山带的形成,而且聚集了诸多的金属矿产资源,地震亦频繁活动.基于上述研究表明,阴山造山带—鄂尔多斯盆地耦合地带的壳、幔结构复杂、呈现出速度结构各异的层、块状展布.显然,在这一错综的成山、成盆、成岩、成矿和成灾地带,有着特异的深层过程和动力机制.     

碎屑颗粒热年代学——一种揭示盆山耦合过程的年代学方法

碎屑颗粒热年代学以沉积物中未重置的低封闭温度的矿物颗粒为研究对象,是一种在时间上把山体抬升、剥露与盆地沉积联系起来的年代学方法。该方法既可用于研究山体基岩区冷却、剥露的历史,也可用于研究沉积源区、制约古生物缺乏地层的沉积年龄和进行地层对比。简要回顾了该方法的发展历史,并介绍了这一方法的基本原理、数据处理方法和应用实例,评述了碎屑颗粒热年代学方法的优点及存在的问题,介绍了在我国新构造活动研究中的应用前景。     

潮汕盆地断裂构造特征及其晚第四纪活动性初探

潮汕盆地主要受控于北东向和北西向2组断裂构造,盆地及周缘曾发生过多次破坏性地震。因此,厘定相关断裂的构造特征和第四纪活动性,对合理评估区域地震危险性至关重要。在系统总结和分析已有第四系钻孔年代学的基础上,采用野外地质调查与地球物理勘探相结合的方法,对潮汕盆地及周缘断裂构造开展详细的研究工作。盆地周缘基岩区断裂构造野外解析表明,北西向断裂具有正断层性质,兼具左行走滑特征,北东向断裂以逆冲变形为主。结合盆地第四系覆盖区浅层人工地震探测和已有地层年代学分析结果,进一步厘定了榕江断裂、韩江断裂、饶平-汕头断裂和普宁-潮州断裂在潮汕盆地内的几何学展布和晚更新世以来的活动特征。     

哈山冲断带构造变形数值模拟

岩石圈流变结构是控制大陆碰撞造山的重要因素.哈山冲断带的构造变形、地表地形与青藏高原周缘冲断带差异较大,指示需要开展地壳流变学研究.本研究采用二维数值模拟,设计了盆山上地壳强度横向差异的单因素实验,模拟结果分析表明：若上地壳强度“山弱盆强”,构造变形集中于造山带,断块垂向叠置造成造山带隆升,使地表地形的构造高点位于造山带;若上地壳强度“山强盆弱”,构造变形集中于冲断带和盆地,盆山相互作用造成地表地形的构造高点位于冲断带,而非后陆.本文基于此单因素实验,模拟了哈山冲断带构造演化,发现哈山冲断带晚二叠世发育推覆构造后,构造变形逐渐减弱,扩展方式由前展式变为后展式,基底倾向由向后陆变为向前陆.结合哈山及龙门山的多学科观测资料,本文认为哈山和龙门山冲断带的构造变形、地表地形分别符合地壳强度“山强盆弱”模式和“山弱盆强”模式.研究成果可以为中西部冲断带的地球动力学模型和实验模型的搭建提供一定启示,同时对研究区内构造控藏分析和油气勘探具有指导意义.     

江汉-洞庭盆地构造特征和地震活动的初步分析

本文根据地质、地球物理和地震等资料,初步分析了江汉-洞庭盆地构造及其演化和地震活动的基本特征。此盆地由江汉坳陷、华容隆起和洞庭湖坳陷组成,整个盆地呈现二坳一隆、多凹多凸的构造特征。盆地之下是低缓的北东向莫霍面隆起带,埋深30—31km。自早白垩世至第四纪盆地经历了裂陷、强烈裂陷和区域性沉降等复杂过程,第四纪仍存在一定程度的断裂活动和断块差异活动。盆地区有中强地震和小震活动,地震带基本位于第四纪差异活动较明显的地区和莫霍面隆起的斜坡带     

塔里木盆地西南前陆构造分段及其成因

大量野外调查和地球物理资料构造解释发现, 塔里木盆地西南凹陷周边前陆盆地带具有沿前陆走向构造分段的规律性, 即在西昆仑-帕米尔和西南天山前陆发育了一系列相间分布的由山系向盆地逆冲的弧形推覆构造系统及由塔里木盆地西南凹陷向山系反冲的弧形反冲构造系统, 逆冲与反冲构造间以走滑或斜冲断层相隔; 塔西南凹陷基底的北东向隆起和凹陷与前陆构造分段具成因联系, 发现薄皮弧形推覆构造段对应基底构造上隆区(小于10 km), 塔里木盆地反冲构造段对应基底构造下凹区(大于8 km). 沿造山带走向隆升幅度和速率或变形格局的差异、前陆盆地多个沉降中心及巨厚沉积盖层、盆地基底构造中隆起带和凹陷带及前陆盆地沉积盖层中存在多层膏岩层等软弱层是塔西南盆地前陆构造分段产生的控制因素, 而晚第三纪以来西昆仑-帕米尔与西南天山再造山隆升与塔里木盆地基底构造深浅部不同耦合变形作用是塔里木盆地西南前陆构造分段的主因.     

江汉洞庭盆地水系展布特征与新构造运动

利用水系线密度与面密度分布特征，结合野外地质调查等方法，详细研究了江汉洞庭盆地的新构造活动。认为至少全新世以来江汉洞庭盆地普遍沉降，主要沉降带的展布成“Ｓ”型，“Ｓ”型的北端分布于武汉至梁子湖一带，中段沿沙湖－湘阴断裂西侧展布，“Ｓ”的南端由南洞庭，津市，公安沉降区构成。     

国内外前陆盆地油气藏特征分析与初步认识

前陆盆地是世界上不同的含油气盆地原型中油气最富集的一类,石油地质条件优越,具有较大的勘探潜力,本文对比分析了国内外前陆盆地及其周缘造山带之间的的盆山耦合关系及油气藏的控制因素与分布规律,在此基础上形成了对国内外前陆盆地油气藏特征的初步认识,认为国外典型前陆盆地结构较为单一,一般叠置于被动大陆边缘或弧后盆地之上,而中国中西部典型前陆盆地基底结构十分复杂,具有多演化阶段、多成因类型特点,油气的分布主要与褶皱冲断带的发育特征有.     

东亚大陆及周边海域Moho界面深度分布和基本构造格局

基于中国大陆和周边相邻各国及邻近海域: 俄罗斯、哈萨克斯坦、日本、印度、巴基斯坦、菲律宾以及日本海、黄海、东海、南海、菲律宾海盆、太平洋及印度洋等地多年来所进行的人工源深部地震探测剖面及所取得的岩石圈结构和构造的结果, 并通过这些资料的分析与研究, 提出了以中国大陆及海域为核心的东亚大陆及海域Moho界面的二维结构分布特征. 依据莫霍(Moho)界面的埋深和起伏变化特征提出: 东亚地域可以划分为18条大小不一的梯度带, 18个地壳块体, 20个沉积盆地与拗陷地区. 这些块体本身的Moho界面深度变化相对平缓, 而不同块体之间却为Moho界面深度明显变化的边界. 基于东亚及周边地域Moho界面展布和块体分区与梯度带的分布特征, 对造山带与沉积盆地、断裂体系与裂谷、板块边界与海陆耦合及构造格局进行了论述.     

日喀则弧前盆地的埋藏和剥蚀历史——来自低温热年代学的约束

日喀则弧前盆地紧邻印度板块与欧亚大陆碰撞带,研究其剥蚀历史对理解印度板块与欧亚大陆碰撞对造山带剥蚀的影响具有重要意义。文中利用磷灰石裂变径迹(AFT)及锆石和磷灰石的(U-Th)/He(ZHe和AHe)年龄数据,结合已发表的低温热年代数据探讨日喀则弧前盆地的热演化和剥露历史。日喀则弧前盆地磷灰石裂变径迹年龄存在明显的南北差异,南部磷灰石裂变径迹年龄为74～44Ma,对应的剥蚀速率为0. 03～0. 1km/Ma,剥蚀量≤2km;北部磷灰石裂变径迹年龄为27～15Ma,剥蚀速率为0. 09～0. 29km/Ma,但缺失早新生代的热演化历史。而磷灰石的(U-Th)/He年龄表明15Ma BP之后日喀则弧前盆地整体呈现一致的剥露历史。低温热年代数据表明日喀则弧前盆地南部自新生代以来尽管受到印度板块与欧亚大陆碰撞及后期断层活动的影响,海拔由海平面抬升至4. 2km,但一直保持缓慢的剥蚀,表明高原隆升并未直接促使该地区的岩石剥蚀速率加快,这与快速剥蚀即代表造山带开始隆升的假设不相符。此外,日喀则弧前盆地北部的低温热年代学研究表明晚渐新世—早中新世Kailas盆地仅发育于日喀则弧前盆地与冈底斯造山带之间的狭长地带,并在短期内经历了快速的埋藏和剥露。