哀牢山地区新生代岩浆活动与掀斜式抬升:来自短周期密集台阵观测的证据

地质研究表明,新生代以来哀牢山-红河剪切带南段先后经历了掀斜式抬升和复杂成矿过程.为探讨该区大坪、长安等重要金及多金属矿床的深部结构及其成矿动力学背景,在云南南部布设一条长240km、台间距约500m的短周期密集台阵剖面.利用台阵记录的远震数据,用接收函数H-κ扫描和共转换点叠加方法,揭示了绿春-马关剖面地壳精细结构特征,并获得以下认识:(1)剖面下方地壳平均厚度37km,平均波速比为1.75;哀牢山隆起下方地壳偏厚,地壳平均波速比为异常高值1.79,高于东西两侧的华南和印支地块,可能暗示造山后地壳内富含铁镁质组分或存在热流体异常.(2)哀牢山隆起下方的中上地壳存在显著倾斜界面,指示哀牢山中上地壳在造山过程中遭受了强烈变形;较弱的Moho界面Pms转换波震相、上地幔顶部较低的P波速度、地表高热流值及普遍发育的温泉等证据表明,哀牢山-红河剪切带南段存在强烈的壳幔相互作用;包括幔源岩浆的底垫作用(东强西弱)、印度板块侧向碰撞的挤压作用及红河断裂走滑运动引起的差异性隆升等,这些深部作用共同导致了哀牢山的掀斜式抬升.(3)结合矿集区的位置、地壳平均波速比变化特征、小震分布、Moho界面形态及Pms震相振幅横向变化情况等,推测哀牢山断裂是新生代深部成矿岩浆上涌的通道,对该时期哀牢山地区发育多形式金属矿床起重要控制作用.     

哀牢山-红河剪切带的热年代学研究——多重扩散域模式的应用实例

洛弗拉等人(1989)把Dodson(1973)建立的单一扩散域模式扩展成矿物扩散域不连续分布的模式,即多重扩散域模式,与之对应具有某一封闭温度范围,因此利用单个K-长石矿物样品可以揭示更长时间段上的冷却过程。对云南哀牢山-红河剪切带的K-长石样品(FA-2-1)进行40Ar/39Ar同位素分析,利用多重扩散域模式,揭示在距今约20～19Ma问该带存在一快速冷却过程,这与西藏南部曲水地区快速抬升的时间是一致的     

依兰-伊通断裂带中生代走滑构造特征与起源时代

北东走向、长达900km的依兰-伊通断裂带是东北地区重要的大型断裂构造,然而其起源问题却长期存在着较大的认识上分歧.通过系统的野外观察与室内综合分析,表明该断裂带在白垩-古近纪地堑外侧仍保存着走滑断层或韧性剪切带,代表了其起源期构造.这些走滑构造多为脆性平移断层,仅在南部威远堡-叶赫段和中部舒兰段出露为韧性剪切带.这两段剪切带走向北东-南西,具有陡倾的糜棱面理和缓倾的矿物拉伸线理.露头与显微构造及石英C轴组构均指示剪切带为左行走滑运动,并具有小幅度的逆冲分量.显微构造指示威远堡-叶赫段剪切带的变形温度为400~450℃,而舒兰段剪切带为350~400℃.一系列剪切带内变形与未变形岩体或岩脉的锆石U-Pb定年,限定了其走滑活动时限为160~126Ma.再依据研究区主要地质事件的对比,推断该断裂带起源时间为早白垩世初.由此表明,起源于中三叠世的郯庐断裂带中-南段,在早白垩世初区域挤压作用下(相当于燕山运动B幕)沿着依兰-伊通断裂带以左行平移断层的形式向北扩展进入东北地区.依兰-伊通断裂带在早白垩世初的出现应是东部太平洋区伊泽纳崎板块的高速斜向俯冲与西北部蒙古-鄂霍茨克洋最终关闭联合动力作用下的结果,但前者的动力贡献占主导.     

长乐-南澳韧性剪切带~(40)Ar/~(39)Ar热年代学研究

采自长乐-南澳韧性剪切带的5个单矿物~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄分别为107.9 Ma(Mus)、108、2Ma(Bi),107.1 Ma(Bi),109.2 Ma(Hb)和117.9 Ma(Bi),与对应的等时线年龄一致.它们记录了长乐-南澳韧性剪切带的形成时间.样品在不同封闭温度下的年龄重叠说明,作为闽粤沿海碰撞造山带主体之一的长乐-南澳韧性剪切带在形成后(107～118 Ma)经历了快速的初始冷却上升.结合钾长石K-Ar年龄研究和相关的年代学资料表明,该带后期(107～70 Ma)冷却上升速率有所减缓,大约为0.18～1.12mm/a.     

红河断裂带南段中新世以来大型右旋位错量的定量研究

红河断裂带南段(元江—元阳一带)穿经盆地内的“中谷断裂”,是一条新构造期明显活动的主平移断裂。它的新近活动将中新世红河盆地一分为二,右旋切错至倮头山—大曼迷一带。与此相伴,山前断裂则以正断活动为主。沿“中谷断裂”高角度切错中新统的剪切走滑断面,被断错的中新世条形盆地内发育轴向NE的挤压褶皱及压缩变形的空间变化特征,下中新统、中上中新统、上新统及第四系的分布依次自SE向NW有序迁移且在“中谷断裂”的东北盘节节错后分布等,均表明红河断裂南段中新世以来自SE向NW的不断破裂扩展和右旋走滑位错;区段内中下中新统较厚的山前磨拉石沉积建造、卷入“中谷断裂”剪切变形的强度中新统明显强于上新统等表明,红河断裂南段大规模的右旋走滑运动应发生在中中新世前后,其FT年龄约为距今13.7Ma;根据切错的中新统的平面尺度、用平衡剖面法恢复压缩前盆地的长度和由断层变形带宽度等计算,求得红河断裂带南段中新世以来大型右旋位错总量介于62~69km,中值为65km。研究资料还表明,红河断裂右旋走滑运动作为一个过程,经历转换活动期(N1)、右旋走滑初始期(N21)、大型右旋走滑期(N31—N21)和右旋走滑扩展期(N22—Qp1)等多个发生、发     

红河断裂带大型右旋走滑运动发生时代的地质分析与FT测年

红河断裂带后期大型右旋走滑运动在地质上表现为: 北段-滇西北的正断裂陷南东向伸展变形和中南段的右旋剪切断错. 通过对剑川、弥渡东南、元江、元阳等典型断裂段中新世以来地层变形与断裂活动关系的研究, 认为红河断裂带于中新世以来有过2期正断剪切为主的断裂右旋活动. 对采自上述典型断裂段内与断裂右旋剪切活动相关的样品进行了磷灰石裂变径迹测年(简称FT测年, 下同), 同时以所测单颗粒年龄及围限径迹长度, 选择Laslet退火模式完成样品所经热历史的反演计算得出: 断裂带在(5.5±1.5)和(2.1±0.8) MaBP, 有过2次明显的断层剪切错动. 断裂中南段元江-元阳—带在3.6~3.8 MaBP及1.6~2.3 MaBP发育2期山体快速隆升, 这与红河断裂中新世末以来存在上述二次右旋正断位错事件相对应.     

松辽盆地西缘边界断裂带中南段走滑性质、时间及其位移量

松辽盆地的西缘边界断裂带,又称嫩江-八里罕断裂带,位于东北地区中部,大兴安岭的东缘,传统认识上认为其为一条NNE向的大型正断层或拆离断层.通过对断裂带中南段楼子店,岭下地区韧性变形岩石构造要素系统测量和统计,显微构造观察,有限应变测量,石英组构EBSD(电子背散射衍射)分析和变形带白云母40Ar/39Ar年代学等方面的对比研究,证实断裂带南段楼子店地区与中段岭下地区变形岩石具有相同的变形组构特征,应为同一断裂带同期变形的产物,初步确定了松辽盆地西缘边界断裂带中南段在早白垩世早期(~130 Ma)曾经历左行走滑变形阶段;通过对断裂带两侧西拉木伦河缝合带和倭勒根岩群展布的研究,确定嫩江-八里罕断裂带的现今累计走滑位移量在40~50 km之间.     

哀牢山-红河断裂带及其邻区的地壳上地幔结构

利用地震台站的到时资料, 通过体波地震成像技术重建了青藏高原东南缘和南海西北部大陆边缘地壳上地幔的速度结构, 揭示出哀牢山-红河断裂带及其邻近地区的构造差异. 在上地壳和中地壳深度内, 哀牢山-红河断裂带为高速异常, 反映出韧性剪切后变质岩带抬升和快速冷却的特征, 下地壳和Moho面附近为低速异常, 意味着壳-幔边界仍然处于相对活动的状态; 在上地幔顶部, 断裂西侧滇西地区大范围的低速异常证实了地幔深部热流对该地区火山、热泉、岩浆活动的影响, 而断裂东侧则具有扬子地块的稳定性质, 断裂东南部分上地幔深部的低速异常可能与南海扩张引起的地幔对流有关.     

胶东东部中生代逆冲推覆构造研究

研究区胶东东部位于华北东部苏鲁超高压变质带东端, 发育逆冲推覆构造. 采用多尺度构造研究和构造年代学研究相结合的方法, 可将胶东东部逆冲推覆体划分为石岛推覆体、荣成推覆体、米山推覆体、牟平推覆体等四个推覆体. 这些推覆体以相应的走滑逆冲型剪切带为底界, 主要活动于中生代. 研究表明, 由石岛剪切带、荣成剪切带至牟平剪切带, 古差异应力值和韧性变形强弱序列呈现逐渐降低的趋势, 与变形温度的变化趋势呈负相关. 根据逆冲推覆构造研究、⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素测年数据以及前人在区域上的同位素构造年代学研究成果, 推测研究区中生代构造的发展主要经历了四期运动: 三叠纪末(约210~180 Ma)的逆冲推覆运动; 侏罗纪-早白垩世(约180~130 Ma)的伸展运动; 早白垩世(130~120 Ma)的走滑逆冲运动; 晚白垩世以后(约120 Ma~)的伸展运动. 其中, 早白垩世(130~120 Ma)的走滑逆冲运动期剪切带的活动序列为石岛剪切带→荣成剪切带→牟平剪切带→米山剪切带, 引起了推覆体的逆时针旋转效应. 胶东东部逆冲推覆构造与郯庐断裂带的两期走滑事件时代吻合、运动学相容, 可吸收或调节部分郯庐断裂带的走滑运动量, 从而导致该断裂带北段走滑量的显著变小.     

额尔古纳断裂特征、形成时代及构造属性

额尔古纳断裂是沿额尔古纳河东岸分布的由花岗质糜棱岩所组成的大型韧性剪切带.本文报道了韧性剪切带几何学、运动学特征以及花岗质糜棱岩中黑云母40Ar/39Ar定年结果,以便揭示断裂特征、形成时代、构造属性及大地构造背景.大型韧性剪切带呈NE向展布,具有上盘向NW倾向滑动特征.糜棱岩中糜棱面理和矿物拉伸线理十分发育,属于S-L构造岩.求得对数付林参数在1.18~2.35之间,显示糜棱岩的应变类型为接近平面应变的拉长应变.用极摩尔圆法和石英斜交面理法测得的运动学涡度值分别为0.42~0.92和0.48~0.94,表明剪切带是简单剪切和纯剪切共同作用的一般剪切带.应变和运动学涡度综合分析显示剪切带为伸展作用下的加长-减薄型剪切带.矿物的变形行为指示了额尔古纳糜棱岩经历了中深地壳高温剪切阶段、高温环境下应力撤消后静态恢复重结晶阶段和低温隆升冷却阶段.花岗质糜棱岩中黑云母40Ar/39Ar坪年龄分别是(106.16±0.79)和(111.55±0.67)Ma,是额尔古纳韧性剪切带低温隆升冷却阶段的产物,明显年轻于外贝加尔-蒙古东北部地区变质核杂岩隆升冷却时代.基于实测地质剖面、显微构造、有限应变测量、运动学涡度分析、年代学研究以及区域对比,认为额尔古纳断裂的构造属性属于早白垩世NNE向展布的大型低角度伸展型韧性剪切带.额尔古纳断裂与俄罗斯外贝加尔-蒙古东北部-中国大兴安岭西坡的早白垩世变质核杂岩、火山断陷盆地和超大型-大型火山-热液矿床具有相同的大地构造背景,它们是中-俄-蒙3国交界地区板块碰撞后加厚的地壳在早白垩世发生伸展减薄和重力坍塌背景下的产物.     

红河断裂(中国境内段落)现今地壳形变特征分析

正红河断裂带作为一条大型走滑断裂带,总体呈NW走向,西北端始于中国云南洱源,往南东向进入越南直至南海,在中国的云南省境内长约600 km。该区域地质背景复杂、构造活动强烈,新构造时期以来,先后经历了早期的左旋走滑运动,后又转变为右旋走滑运动。因为在研究中国大陆尤其是青藏高原东南部大陆动力学方面的重要作用,很多学者已经围绕地质构造、地壳活动、地震活动等特征对其开展了大量的研究。而红河断裂带各段落的地震活动性存在明     

利用接收函数研究哀牢山-红河断裂带地壳上地幔特征

对哀牢山-红河断裂带附近宽频带数字地震台阵的远震体波记录, 采用接收函数方法研究台站下方地壳上地幔S波速度结构, 并估算了平均地壳厚度、波速比(Vp/Vs)和泊松比. 研究结果显示, 哀牢山-红河断裂带的壳幔边界不具有简单的速度间断面特征, 表现为速度递增的梯度带, 在Moho深度处速度增大较快, 而上地幔顶部速度偏低, 并呈缓慢递增趋势, 速度结构具有壳幔过渡带特征; 地壳泊松比值偏高(0.26~0.28), 可能与下地壳中镁铁质含量增加有关; 断裂带两侧地壳平均厚度突变, 在断裂带的西南侧约36~37 km, 而东北侧约为40~42 km, 表明红河断裂是陡立的超壳断裂; 下地壳表现为S波低速, 是地壳与壳下岩石圈解耦的有利部位.     

胶东东部中生代走滑逆冲构造带的构造年代学制约

胶东东部走滑逆冲构造带处于秦岭-大别-苏鲁造山带的东端、中朝和扬子两陆块之间, 构造地位非常重要. 区域性同位素年代学数据虽然已经不少, 但在研究区尚缺乏构造年代学的系统研究, 本文旨在弥补这一缺陷. 系统选取同变形矿物, 对胶东东部NE-ENE向压剪性主剪切带及其所夹旋转推覆岩片进行了⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学测试. 根据本文的⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学研究, 结合研究区现有年代学、构造地质学和岩石学数据, 可得出如下认识: (1) ~190 Ma代表了旋转推覆岩片的主变形年龄, 跟郯庐主断裂同造山期左旋走滑期完全一致; (2) 130~120 Ma左右年龄值代表了主剪切带的主活动期, 为构造转折的启动的结果. 很可能胶东的左旋(NE-ENE向)逆冲推覆作用以及辽东半岛的ESE向的伸展构造作用共同推动了朝鲜半岛晚中生代的顺时针旋转.     

青藏高原北部东昆仑-羌塘地区的岩石圈结构及岩石圈剪切断层

通过横穿青藏高原北部东昆仑-羌塘地区的格尔木-唐古拉山口(西段)和共和-玉树(东段)两条天然地震探测剖面的综合研究, 揭示东昆仑-羌塘地区岩石圈结构的如下特征: (1)地壳厚度自南往北由70~75 km减小至55~60 km, 西段厚度变化幅度(10 km)较东段(20 km)小; (2)地壳具高速与低速转换界面相间组成的层状结构, 东段中地壳为透镜状低速层; (3)在150 km深度范围内岩石圈的物理状态具高速体和低速体相间特征; (4)岩石圈结构不连续性表明地体边界及地体内部存在150~250 km深度的3条主要的岩石圈剪切断层带: 昆南-阿尼玛卿岩石圈剪切断裂带、金沙江岩石圈剪切断裂带和鲜水河岩石圈剪切断裂带. 推测青藏高原北部存在岩石圈规模的向东挤出作用.     

沿龙门山构造带走向上地形发育差异特征及其对青藏高原东缘地貌演化的启示

2008年5月12日,沿青藏高原东缘龙门山构造带内部的中央及前山断裂发生了Ms8.0级强烈地震,两条同震地表破裂带分别达240 km和72 km.野外调查及震源破裂过程反演得到同震破裂样式表现为沿走向上的差异特征,其中同震破裂的南段(映秀—北川)以逆冲运动为主,走滑运动为辅,然而北段(北川以北)则表现为走滑运动为主.     

滇西点苍山变质杂岩中叠加低温糜棱岩的变形-变质、流体及地质意义

点苍山变质杂岩是发育在哀牢山-红河走滑断层带上的四个变质杂岩体之一,其遭受了多阶段的变质-变形改造,特别是自晚渐新世以来其深变质岩石广泛遭受了高温韧性剪切变形及从地壳深部剥露到地表过程.本文在前人研究成果及详细的野外地质观测的基础上,对新生代点苍山杂岩的深变质岩石变形-变质作用和剥露过程开展了相关研究,尤其是重点针对叠加低温糜棱岩开展了详细的研究.其中通过光学显微镜、扫描电子显微镜的附件电子背散射衍射以及结合阴极发光技术方法和手段,开展了叠加低温糜棱岩的显微构造、变形矿物晶格优选定向以及矿物相的深入分析.研究结果表明:(1)点苍山深变质杂岩经历了早期的高温左行剪切变形以及晚期的伸展快速剥露过程,其低温变形-变质构造特征和矿物组合叠加在早期的高温变形-变质基础之上,且高温显微构造和组构部分或全部遭受晚期叠加低温剪切变形作用改造;(2)叠加低温变形-变质出现在韧-脆性转换过程中;(3)同构造剪切叠加低温变形-变质过程中的流体非常活跃,以及伴随由动态重结晶作用和/或伴随的破裂-微破裂作用导致岩石中主要组成矿物强烈细粒化,并进一步致使变形应变局部化(如微剪切带发育),其常常伴随着岩石强度的降低,并在进一步的演变过程中影响着岩石的整体流变性.     

川西鲜水河断裂带晚新生代剪切变形40Ar/39Ar测年及其构造意义

基于野外地质调查、构造测量和白云母、黑云母、钾长石等矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar阶段升温测年分析, 获得了鲜水河断裂带新近纪左旋剪切变形冷却年龄. 观察和测试结果记录了剪切带两次热事件. 早期热事件(12~10 Ma)对应于鲜水河主干断裂西侧折多山中细粒花岗岩体从高温(>700℃)到中低温(<350℃)的快速冷却; 晚期热事件(5~3.5 Ma)对应于鲜水河主干断裂东侧细粒花岗岩体或岩脉的快速冷却. 测年结果为青藏高原东南缘川滇地块晚新生代向东构造挤出提供了重要的热年代学制约.     

红河断裂带中南段断层活动转换构造岩特征及FT测年

位于印支和扬子地块间的红河断裂带是东南亚最重要的构造带之一,长期以来为国内外众多地质学家所关注.该断裂带经历了早期(古近纪)大型左旋走滑和后期(新近纪以来)的右旋走滑运动.断裂西南侧糜棱岩面理走向一般310°～320°,倾向北东,倾角60°～70°.     

川滇菱形块体主要边界运动模型的GPS数据反演分析

利用川滇地区1991-1999年的高精度GPS观测处理结果,采用稳健 - 贝叶斯最小二乘算法与多断裂位错模型,分析研究了川滇菱形块体主要边界运动的定量模型.反演分析表明:川西鲜水河断裂带和安宁河断裂带的左旋走滑运动速率约30mm/a,倾滑运动(逆断层)速率分别约9-11mm/a;滇西红河断裂带、程海断裂带、鹤庆 - 洱源断裂带的走滑运动(分别为右旋、左旋、左旋)速率分别约、11、13mm/a,倾滑运动(正断层)速率分别约16、24、16mm/a;如将其视为弹性应力应变积累,则各断层每年有相当于6级左右的地震能量积累.依据上述反演结果,模拟了区域主要断层运动引起的水平位移、应变速率场图像,显示了边界断裂及其之间的相互作用.     

排山楼金矿韧性剪切带演化过程

野外地质调查、室内显微构造及石英EBSD组构分析等综合研究表明,排山楼金矿区发育了三期韧性剪切活动,并先后形成了东西向、北东向延伸的韧性剪切带.前者主要表现为右行压扭活动,后者切割了前者,先后经历了左行压扭、左行走滑-伸展等多期构造活动.东西向韧性剪切带中发育大量多晶石英条带与云母的显微构造分层现象,形成于较深的地壳层次及中高温的环境下,石英结晶学优选(CPO)表明石英以柱面a、柱面c滑移为主,该剪切带可能形成于印支期,是蒙古带与华北太古宇克拉通沿索伦-林西缝合带拼合作用在排山楼地区的一种构造表现.北东向韧性剪切带早期的韧性剪切活动可能发生于~160 Ma,是燕山运动早期活动的结果,该期韧性剪切形成于中低温环境及中浅层地壳层次,显微构造以多晶石英集合体和石英的亚颗粒旋转为代表,石英以菱面a滑移为主.晚期的韧性剪切以韧性变形为主,叠加了后期脆性变形,主要表现为低温变形的左行走滑-拆离伸展,发育石英低温颗粒边界迁移、膨凸重结晶和方解石机械双晶,形成于地壳较浅层次,可能与130~120 Ma期间华北克拉通岩石圈大规模减薄与破坏作用有关,该期韧性剪切与拆离伸展运动可能直接导致了排山楼金矿的形成.