南海中部和北部海域重力异常特征与地壳构造关系

1976年,中国科学院南海海洋研究所与国家海洋局南海分局共同协作使用“向阳红”五号海洋调查船,利用西德GSS-2型海洋重力仪和我国的CHHK-1型核子旋进式磁力仪,在南海珠江口外海域(北纬22°—17°、东经113°50′—115°10′),进行约3000公里的海洋重力、磁力和测深。设计的测线方向为南北向,测线距为10海里。     

南海东北部及其邻近地区地壳上地幔P波速度结构

利用中国地震台网和ISC台站记录的P波到时数据,采用球坐标系有限差分地震层析成像方法反演了南海东北部及其邻近地区壳幔三维P波速度结构,并分析了不同地质单元的构造差异及其深部特征。结果表明:南海东北部表现出陆架地区的岩石层特性,属于华南大陆向海区的延伸,岩石层厚度较大,现今不存在大规模的地幔热流活动,推测大陆边缘张裂作用仅限于地壳内部而没有延伸进入上地幔,具有非火山型大陆边缘的深部特点。中央海盆附近上地幔P波速度明显降低,与海盆下方地幔热流活动密切相关。不同的速度异常特征表明:华南大陆暨台湾地区属于欧亚大陆的正常地壳或是与菲律宾海板块相互作用产生的增厚型地壳,冲绳海槽则是弧后扩张产生的减薄型地壳。滨海断裂带作为华南大陆高速异常和南海北部高速异常的分界,代表了一定地质时期华南地块和南海地块的拼合边界。断裂附近的上地幔低速异常揭示了闽粤沿海岩浆作用的深层动力机制。吕宋岛弧、马尼拉海沟、东吕宋海槽的速度异常与其所处的特殊构造位置有密切的关系,清晰地反映出岛弧俯冲带的地壳结构差异;台湾南部至吕宋岛弧的上地幔低速异常揭示了两个重要火山链的深部构造特征,北吕宋海脊下方100 km深度的条带状高速异常有可能代表了俯冲下沉的岩石层板片。     

关于古亚洲洋构造演化研究的几点思考

古亚洲洋不是西伯利亚陆台和华北地台间的一个简单洋盆,而是在不同时间、不同地区打开和封闭的多个大小不一的洋盆复杂活动(包括远距离运移)的综合体.其北部洋盆起始于新元古代末-寒武纪初(573~522Ma)冈瓦纳古陆裂解形成的寒武纪洋盆.寒武纪末-奥陶纪初(510~480Ma),冈瓦纳古陆裂解的碎块、寒武纪洋壳碎块和陆缘过渡壳碎块相互碰撞、联合形成原中亚-蒙古古陆.奥陶纪时,原中亚-蒙古古陆南边形成活动陆缘,志留纪形成稳定大陆.泥盆纪初原中亚-蒙古古陆裂解,裂解的碎块在新形成的泥盆纪洋内沿左旋断裂向北运动,于晚泥盆世末到达西伯利亚陆台南缘,重新联合形成现在的中亚-蒙古古陆.晚古生代时,在现在的中亚-蒙古古陆内发生晚石炭世(318~316Ma)和早二叠世(295~285Ma)裂谷岩浆活动,形成双峰式火山岩和碱性花岗岩类.蒙古-鄂霍次克带是西伯利亚古陆和中亚-蒙古古陆之间的泥盆纪洋盆,向东与古太平洋连通,洋盆发展到中晚侏罗世,与古太平洋同时结束,其洋壳移动到西伯利亚陆台边缘受阻而向陆台下俯冲,在陆台南缘形成广泛的陆缘岩浆岩带,从中泥盆世到晚侏罗世都非常活跃.古亚洲洋的南部洋盆始于晚寒武世.此时,华北古陆从冈瓦纳古陆裂解出来,在其北缘形成晚寒武世-早奥陶世的被动陆缘和中奥陶世-早志留世的沟弧盆系.志留纪腕足类生物群的分布表明,华北地台北缘洋盆与塔里木地台北缘、以及川西、云南、东澳大利亚有联系,而与上述的古亚洲洋北部洋盆没有关连,两洋盆之间有松嫩-图兰地块间隔.晚志留世-早泥盆世,华北地台北部发生弧-陆碰撞运动,泥盆纪时,在松嫩地块南缘形成陆缘火山岩带,晚二叠世-早三叠世华北地台与松嫩地块碰撞,至此古亚洲洋盆封闭.古亚洲洋的南、北洋盆最后的褶皱构造,以及与塔里木地台之间发生的直接关系,很可能是后期的构造运动所造成的.     

塔里木盆地及邻区岩石圈拆离解耦与盆山格局关系的天然地震分析

与洋陆俯冲关系不同,在板内汇聚过程中,大陆岩石圈固有的多圈层、多界面结构的特点,使得地块的俯冲变形伴有多圈层顺层拆离解耦的行为,使变形结构复杂化。虽然多圈层界面拆离解耦所引发的地震点群空间分布不像洋陆俯冲关系那么规则完美,但是依据地震群与破裂位置、破裂与岩石圈分层力学特性的依次控制关系,运用深度/频次、平面密度等统计方法,再以各种地球物理实测手段得到的岩石圈结构构造数据作为界面标定依据,还是能够得出诸如拆离解耦的界面深度、界面归属和区域层间变形范围等重要的几何学信息,这些变形几何学、运动学数据是构建大陆岩石圈板内汇聚造山特别是盆山耦合模式时的关键性的依据。文中通过对塔里木盆地及周缘造山带的相关研究,在岩石圈层拆离解耦状态及其与盆山构造格局之间的关系方面得出以下几点认识:(1)塔里木盆地及周缘造山带岩石圈的主拆离解耦层均发育于中地壳,但随各区中地壳的具体深度位置不同而有所差别;(2)塔西南/西昆仑盆山构造耦合关系是构建于岩石圈尺度上的,塔北/南天山盆山耦合关系是构建于地壳尺度上的;(3)地震活动的密集程度及密集带的展布与天山的变形强度、隆升状态和地貌阶段类型的变化规律有着近乎完美的精确匹配关系;(4)塔北/南天山和塔西南/西昆仑对应于岩石圈的强拆离解耦区,塔东北/东天山和塔东南/阿尔金山之间无耦合关系,其边缘带对应于岩石圈弱拆离解耦和无拆离解耦区;(5)塔里木盆地总体上的弱变形状态与其岩石圈弱或未拆离解耦类型占据总面积90%的情形相适应;(6)塔里木地块以驱动、阻挡约束、平移滚筒约束和克拉通过渡等多重“身份”存在于相邻单元“包围”的力学环境中。     

北山地区早古生代板块构造特征

位于甘肃省西北边界和内蒙古自治区西端的北山地区,早古生代大地构造单元由塔里木板块东段北缘和北侧贝加尔期分裂出来的旱山微板块组成,其间被石板井-小黄山蛇绿混杂岩带所分隔。在漫长的构造演化进程中发育有蛇绿岩带。同时,经历了大西洋型、安第斯型(?)和西太平洋型大陆边缘的演化阶段,陆壳增厚,地壳成熟度增加,由大洋地壳和过渡型地壳向大陆型地壳转化。晚古生代初,全区进入板内活动时期。     

新疆蛇绿岩带的分布、特征及研究新进展

新疆位于亚洲大陆的北部,构造上跨越了古亚洲和特提斯两大构造域,现今主要由中新生代盆地和其间的古生代造山带组成。古生代造山带主要由陆缘岩系和岩浆岩组成,其中夹有洋壳残片和前寒武结晶基底的碎块;洋壳残片从北向南大致分布12条,其中出露较集中的约30多处。这些蛇绿岩,以塔里木盆地为界,北部主要为古亚洲洋的洋壳残片,南部主要为特提斯洋的洋壳残片。在介绍其基本特征的同时,本文侧重报道了近年来新疆区域地质调查的一些成果。     

中国大陆地壳“镶嵌与叠覆”的结构特征及其演化

初步探讨了中国大陆地壳“块带镶嵌多层叠覆”的结构特征和多阶段的构造演化过程。中国大陆地壳新元古代中期以来的一级构造单元有中朝、塔里木、扬子、敦煌4个陆块和中央、西北、东北、西南、东南5个造山区(带)。中朝陆块的形成源于古元古代期间发生的古大陆裂解;扬子、塔里木和敦煌陆块的形成源于新元古代早期发生的古大陆裂解。西北造山区的形成源于古生代晚期洋盆关闭、大陆碰撞并叠加新生代陆内再造山;东北造山带的形成过程包括古生代碰撞造山及中生代增生、碰撞造山;中央造山带至三叠纪大陆碰撞才最后形成并叠加有新生代再造山;东南造山带的形成经历了古生代至新生代的多次造山作用;西南造山带主要是中—新生代造山作用的产物。这些单元都具有“块带镶嵌多层叠覆”的结构特征和多阶段构造演化的特点。中国大陆地壳的形成与演化可以划分为太古宙—古元古代、中元古代—新元古代早期、新元古代中期—古新世和始新世以来4个构造阶段,每个阶段都对应不同的超大陆裂解-聚合旋回。其中新元古代中期以来的地壳形成演化与全球洋陆格局中的古亚洲洋、古特提斯洋、古太平洋、特提斯洋和太平洋5个动力学体制有关,相应地可以归结为古亚洲、古特提斯、古太平洋、特提斯和太平洋5个造山域。正是这些多阶段的超大     

南沙中部海域北康·曾母盆地重磁异常特征及解释

通过对南沙中部海域北康、曾母盆地重、磁资料的定量计算、定性解释,认为空间重力异常主要受浅部地质因素影响,空间重力异常的高低间接地反映了海底地形起伏变化、新生代沉积层厚度大小、沉积岩密度变化以及基底的坳、隆等特征;磁力异常资料通过预后处理及反演计算,推测北康、曾母盆地新生代火成岩以中酸性-中基性岩为主,磁性基底与声波基底基本一致,可划分为2处坳陷及3处隆起;北康、曾母盆地位于减薄的大陆壳上,莫霍面深度约21～2 km.重、磁资料综合解释结果为沉积盖层构造分区、基底断裂推断及火成岩岩性识别提供依据.     

中国岩石圈的基本特征

中国及邻区岩石圈结构构造十分复杂,并具有若干明显的特点:中国大陆地壳西厚东薄、南厚北薄,青藏高原地壳平均厚度为60~65 km,最厚达80 km;东部地区一般为30~35 km,南中国海中央海盆平均只有5 km;中国大陆地壳平均厚度为476 km,大大超过全球地壳392 km的平均厚度。中国大陆及邻区岩石圈亦呈西厚东薄、南厚北薄的变化趋势,青藏高原及西北地区岩石圈平均厚度为165 km,塔里木盆地中东部、帕米尔与昌都地区岩石圈厚度可达180~200 km。大兴安岭-太行山-武陵山以东,包括边缘海为岩石圈减薄区,厚度为50~85 km。西部岩石圈、软流圈“层状结构”明显,反映了板块碰撞汇聚的动力学环境;东部岩石圈、软流圈呈“块状镶嵌结构”,岩石圈薄,软流圈厚,反映了地壳拉张、软流圈物质上涌的特点,并在东亚及西太平洋地区85~250 km深处形成一巨型低速异常体。中国东部上、下地壳及地壳、岩石圈地幔之间普遍存在“上老下新”年龄结构。     

新疆岩石圈三明治结构与油气资源

重力勘探是普查油气盆地常用的方法。利用重力研究岩石圈构造时，卫星重力具有独特的作用。它不但与自由空气重力异常相似。能直接反应岩石圈物质的积聚或亏损。可以获得较深处物质产生的重力场，还可以利用对重力场的分解处理，突出分层深度的异常特征，用以分析研究不同深度物质对重力场的贡献。根据对卫星重力异常的解释，可以将新疆地区岩石圈分成3层。最上层是中新生代陆相断陷盆地巨层。它的特点主要是四盆（伊宁盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地和塔里木盆地）三山（阿尔泰山、天山和阿尔金山）的特殊景观。中间层是海相古生代盆山构造巨层。它是在印支-燕山期．强烈的挤压褶皱使地壳发生规律的平行线状排列盆山构造。最下层是低密度块体基底层。新疆地区岩石圈三明治构造的形成是因为在喜马拉雅期．印度板块自西南向东北的俯冲作用下．对古生代末已拼合成大陆的新疆地区进行改造，西天山的婆罗科努山、察布查尔山、阿拉沟山、额尔宾山、霍拉山等山系横向隆升。它们和南天山山脉一起。将新疆地区分割而成。从这项研究中得到启示，西部寻找油气资源不应局限于新生代盆地，而要考虑深部构造对地表出露盆山构造的控制。     

雅鲁藏布江缝合带中段构造特征及成因模式新见解

雅鲁藏布江缝合带中的蛇绿岩在西藏南部不同地段,表现形式并不相同.通过对缝合带中段的构造特征及蛇绿岩组合特征的深入研究,认为印度板块的大陆地壳北缘具有特殊的波状弯曲的几何边界--东西两端为向北突出的犄角,构造结之间为向南突出的弧形边界.这种特殊的边界条件,在新特提斯洋俯冲碰撞过程中,新特提斯洋首先在突出结点处完成关闭,而...     

塔里木北部二叠纪长英质火山岩年代学及地球化学特征

大面积分布于塔里木盆地的二叠纪玄武岩构成了面积250000km²的大火成岩省(LIP),长英质火山岩的发现为塔里木二叠纪火山作用的研究打开了新的窗口。本文从塔北地区约5000m深的钻井中收集了4件二叠纪长英质火山岩的样品。通过对其进行锆石U-Pb同位素测试,得出其形成时代为274~282Ma,为塔里木大火成岩省晚期岩浆作用的产物。岩石具有高钾的特征K₂O+Na₂O=7.29%~8.34%,K₂O/Na₂O>1,大部分属于高钾钙碱性系列,且属于过铝质(A/CNK=1.32~1.53)。具有富集LREE和Zr、Hf、Y,亏损Sr、P、Ti、Nb、Ta等特征,微量元素分布曲线形态与地壳相近,具有右倾的稀土元素配分曲线,且显示出一定的负铕异常。通过Sr-Nd-Pb同位素的分析得出其源区有大量地壳物质,这与其具有较高的Th、U含量和与地壳平均值相似的Nb/La、Nb/U、Th/Ta相一致。综合年代学、地球化学特征及构造环境的判断,认为塔北地区二叠纪长英质火山岩形成于地幔柱活动背景下的地壳物质的部分熔融。     

甘肃内蒙古北山地区古生代地壳演化

甘肃、内蒙古北山地区从寒武纪初期在前震旦纪统一古陆壳的基础上发生裂解，到石炭纪末洋盆最终闭合形成新的统一大陆，先后经历了两期板块构造体制和两次主要的俯冲-碰撞造山作用.其中，第一期板块构造体制出现在早古生代（O2-S3），沿红柳河-牛圈子-洗肠井一带裂解形成洋盆，晚奥陶世-志留纪发生由南向北俯冲，志留纪末大洋封闭;第二期板块构造体制出现在晚古生代中期（C），随着早石炭世初期红石山-百合山-蓬勃山有限大洋的发育，分割了哈萨克斯坦板块和塔里木板块，石炭纪末结束了板块构造格局，形成了新的统一大陆，自此以后北山地区进入陆内演化.石炭-二叠纪北山地区南部还出现了陆内裂谷、裂陷槽及断陷盆地等一系列扩张机制。     

柴达木盆地构造古地理分析

研究的目的是分析柴达木盆地显生宙构造古地理特征和盆地叠合过程。在寒武纪—泥盆纪 ,柴达木板块处于低纬度区 ,从寒武纪时的南纬 4 1°往北漂移到泥盆纪时的北纬 10 6° ,与塔里木、华北、扬子等块体有较大的纬度差 ,表明柴达木板块在该时期是一个并不隶属于其它任何板块的独立的块体 :与华北板块之间以北祁连洋相隔 ,与塔里木板块之间以阿尔金洋相隔 ,与中昆仑地块之间以东昆仑洋相隔 ,柴达木板块内部也被赛什腾—锡铁山洋所分隔。这些洋盆经历了寒武纪—早、中奥陶世张裂阶段和晚奥陶世—早、中泥盆世聚敛阶段 ,最终于中泥盆世末期闭合。该时期在柴达木盆地内部 ,叠合在震旦纪大陆裂谷盆地之上的是寒武—奥陶纪台地—陆棚相碳酸盐岩和碎屑岩建造 ,生物发育 ;志留纪—早、中泥盆世柴达木盆地以隆起为特征。石炭纪—三叠纪柴达木板块继续北移 ,石炭纪时位于北纬 11 9° ,二叠纪时位于北纬 12 7° ,三叠纪时位于北纬 2 2 2° ,该时期柴达木板块已与华北板块、塔里木板块拼合 ,但与羌塘板块之间以南昆仑洋相隔 ,柴达木处于南昆仑洋的弧后部位 ,叠加在早期盆地之上的是石炭纪—早二叠世滨岸—台地—陆棚相碳酸盐岩、碎屑岩夹煤线。晚二叠世—三叠纪柴达木盆地再度隆升。侏罗纪以来 ,柴达木板块缓慢北     

塔里木盆地震旦系-中泥盆统层序地层分析

塔里木盆地震旦系-中泥盆统层序地层可划分为2个巨层序、6个超层序、17个层序。震旦纪-中泥盆世区域大地构造演化经历了古新疆克拉通板块的裂解与拼合,塔里木盆地演化则经历了震旦纪-奥陶纪克拉通边缘裂陷盆地和志留纪-中泥盆世弧后前陆盆地两个阶段。巨层序Ⅰ代表克拉通边缘裂陷盆地演化阶段的产物:其中超层序 Ⅰ A 代表震旦纪裂谷盆地充填沉积;超层序Ⅰ B 和Ⅰ C 代表寒武纪-早奥陶世克拉通边缘坳陷盆地的沉积;超层序Ⅰ D 代表中、晚奥陶世弧后拉张盆地充填沉积。巨层序Ⅱ代表弧后前陆盆地演化阶段的产物:其中塔东地区超层序Ⅱ A 代表志留纪挤压挠曲为主的弧后前陆盆地充填沉积;塔西南地区超层序Ⅱ B 代表中、晚泥盆世主要以构造负荷作用为主的周缘前陆盆地充填沉积。层序地层的研究表明,构造作用在大部分Ⅲ级层序形成中起着决定性的作用,只是在寒武纪-早奥陶世盆地处在稳定的被动大陆边缘盆地和克拉通盆地演化时期,全球海平面的升降变化才对其层序的形成起着重要的作用。     

Lithospheric structure and dynamic processes of the Tianshan orogenic belt and the Junggar basin

Located at the center of the Eurasian continent and accommodating as much as 44% of the present crustal shortening between India and Siberia, the Tianshan orogenic belt (TOB) is one of the youngest (<20 Ma) and highest (elevation>7000 m) orogenic belts in the world. It provides a natural laboratory for examining the processes of intracontinental deformation. In recent years, wide angle seismic reflection/refraction profiling and magnetotelluric sounding surveys have been carried out along a geoscience transect which extends northeastward from Xayar at the northern margin of the Tarim basin (TB), through the Tianshan orogenic belt and the Junggar basin (JB), to Burjing at the southern piedmont of the Altay Mountain. We have also obtained the 2D density structure of the crust and upper mantle of this area by using the Bouguer anomaly data of Northwestern Xinjiang. With these surveys, we attempt to image the 2D velocity and the 2D electric structure of the crust and upper mantle beneath the Tianshan orogenic belt and the Junggar basin. In order to obtain the small-scale structure of the crust–mantle transitional zone of the study area, the wavelet transform method is applied to the seismic wide angle reflection/refraction data. Combining our survey results with heat flow and other geological data, we propose a model that interprets the deep processes beneath the Tianshan orogenic belt and the Junggar basin.Located between the Tarim basin and the Junggar basin, the Tianshan orogenic belt is a block with relatively low velocity, low density, and partially high resistivity. It is tectonically a shortening zone under lateral compression. A detachment exists in the upper crust at the northern margin of the Tarim basin. Its lower part of the upper crust intruded into the lower part of the upper and the middle crust of the Tianshan, near the Korla fault; its middle crust intruded into the lower crust of the Tianshan; and its lower crust and lithospheric mantle subducted into the upper mantle of the Tianshan. In these processes, the mass of the lower crust of the Tarim basin was carried down to the upper mantle beneath the Tianshan, forming a 20-km-thick complex crust–mantle transitional zone composed of seven thin layers with a lower than average velocity. The thrusting and folding of the sedimentary cover, the intrusive layer in the upper and middle crust, and the mass added by the subduction of the Tarim basin into the upper mantle of the Tianshan are probably responsible for the crustal thickening of the Tianshan. Due to the important mass deficiency in the crust and the upper mantle of the Tianshan, buoyancy must occur and lead to rapid ascent of the Tianshan.The episodic tectonic uplift of the Tianshan and tectonic subsidence of the Junggar basin are closely related to the evolution of the Paleozoic, Mesozoic, and Cenozoic Tethys.     

Tonian Tectonic-Strata Regions and their Geological Significance in China

The continent of China developed through the coalescence of three major cratons(North China, Tarim and Yangtze) and continental micro-blocks through the processes of oceanic crust disappearance and acceretionary-collision of continental crusts. The strata of the Chinese continental landmass are subdivided into 12 tectonic-strata regions. Based on the composition of geological features among the three main cratons, continental micro-blocks and other major global cratons, their affinities can be preliminarily deduced during the Tonian period, using evidence from sedimentary successions, paleobiogeography, tectonic and magmatic events. The Yangtze and Tarim cratons show that they have close affinities during the assembly-dispersal milestone of the Rodinia Supercontinent. The sedimentary record and magmatic age populations in the blocks suggest that there was a widespread, intensive magmatic event that resulted from a subduction process during ～1000–820 Ma, related to continental rifting around the Yangtze and Tarim cratons. However, they differ greatly from the North China Craton. The continental micro-blocks in the Panthalassic Ocean could have some missing connection with the North China Craton that persisted until the Middle-Late Devonian. In contrast, the Alxa Block showed a strong affinity with the Tarim Craton. The revised Tonian paleogeography of the Rodinia Supercontinent is a good demonstration of how to show the relationship between the main cratons and the continental micro-blocks.     

最新的岩石圈磁场模型

推介了Stefan Maus博士和他的同事根据CHAMP卫星观测数据构建的地球岩 石圈磁场模型系列MF1-MF6。我们目视对比了分别根据MAGSAT观测数据和根据 CHAMP（MF6）观测数据编绘的中国大陆上的磁异常图,发现在MAGSAT异常图上的 磁异常（如塔里木盆地）,在MF3、MF4、MF5、MF6异常图上分解为几个范围较小 、幅度较大的异常。因此,MF3、MF4、MF5、MF6更适宜于勾画小的地质构造。     

东帕米尔及邻区古生界基性火山岩地球化学特征与构造属性

西昆仑山库地、乌依塔格地区的超铁镁质岩及基性火山岩的岩石化学、微量元素、稀土元素特征表明：在震旦－早古生代时期塔里木板块南部的被动陆缘上存在一个扩张规模有限的边缘海洋盆;而在喀喇昆仑山南带的明铁盖地区下二叠统的深海相的硅质岩、纹泥岩、滑塌堆积物及基性火山岩岩石化学、微量、稀元素特征表明,是属于塔里木板块南部活动大陆边缘上的弧后盆地,陆壳的增生是以软碰撞的方式实现的。