合肥盆地中新生代构造演化

综合地质、物探及钻井等资料,通过对合肥盆地的构造演化分析,认为合肥盆地是大别造山带和郯庐断裂带共同作用产生的中新生代残留盆地。受两大构造体系的共同作用,合肥盆地在印支期形成了盆地的基底,中新生代的演化大体可划分为以下5个时期：J1～J2坳陷盆地发育期;J3再生前陆盆地发育期;K1走滑盆地发育期;K2—E断陷盆地发育期;N—Q盆地消亡期。其中,在盆地发育早期受大别造山带影响较大,郯庐断裂作用较小;在盆地发育的中后期,郯庐断裂的影响逐渐成为主导因素。     

合肥盆地白垩纪地层及盆地演化

合肥盆地白垩纪地层分为二统四组,岩性特征明显,物源主要来自大别造山带和张八岭造山带.白垩纪初期在大规模右旋走滑拉伸条件下的伸展变形,导致地下热能释放,形成盆地.早白垩世由于盆山幕式构造作用和深断裂的走滑作用,造成盆地的差异性隆升.晚白垩世合肥盆地转入应力松驰、整体不均匀抬升的坳陷初始阶段.末期由应力松驰转为受SW-NE向挤压应力的发展阶段,形成箕状断陷盆地.     

合肥盆地圆筒山组物源分析及其地质意义：来自碎屑锆石的证据

合肥盆地位于华北板块东南缘,形成于华南、华北板块碰撞过程中。合肥盆地形成时表现为大别造山带向北逆冲形成的前陆挠曲盆地,早白垩世在区域伸展背景下转变为断陷盆地。中侏罗统圆筒山组是合肥盆地前陆挠曲阶段的沉积地层之一,主要表现为湖泊相沉积,与下伏的防虎山组典型的河流相沉积明显不同。为了获得圆筒山组更详细的物源信息,对肥西地区出露的圆筒山组紫红色粉砂岩开展了碎屑锆石LA-ICP MS U-Pb定年。定年结果显示,两个粉砂岩样品均获得了约2.0 Ga和约770 Ma两个主要峰值以及约2.4 Ga次要峰值。该特征与扬子板块锆石年龄分布特征几乎完全一致,指示圆筒山组物源应来自扬子板块。考虑到盆地地层的物源不应来自其周边隆起区分水岭的另一侧,因而推测圆筒山组物源应来自张八岭隆起中侏罗世时地表出露岩石。在燕山运动A幕影响下,下扬子地区发生逆冲褶皱活动,张八岭隆起发生明显隆升,上部岩石被剥蚀殆尽,仅保留现今出露的新元古代张八岭群及肥东杂岩,被剥蚀的岩石搬运沉积于合肥盆地内,形成圆筒山组。     

合肥盆地中新生代三维埋藏史分析

在合肥盆地地震资料的基础上,求得现今盆地内部中新生代各个地层的厚度分布。并通过回剥技术模拟盆地埋藏史,获得合肥盆地中生代以来三维演化历史。结果显示中生代以来,合肥盆地沉积地层最厚超过万米,中上侏罗统为主要沉积地层;三维埋藏史揭示合肥盆地的中新生代沉积演化历史受大别造山带和郯庐断裂带的共同控制,盆地沉积中心的迁移与大别造山带和郯庐断裂的活动密切相关。     

合肥盆地南部侏罗系砂岩碎屑组分及其物源构造属性

根据侏罗系砂岩碎屑的岩矿组成及主元素地球化学分析, 认为合肥盆地南部侏罗系物源主要来自大别造山带, 具有明显的陆壳岛弧混杂属性。主要物源类型经历了下—中侏罗统的 “再旋回造山带”类型向上侏罗统 “弧造山带”类型的复杂演变, 期间中侏罗世特别是相当于凤凰台组时期由于强烈的剥离作用, 大别造山带切割的 （ｄｉｓｓｅｃｔｅｄ） 岩浆弧物源已有所暴露。据古地理恢复, 推断侏罗纪合肥盆地南部沉积演化曾受控于挤压动力体制, 极可能与扬子板块进一步陆内俯冲作用有关     

鄂尔多斯盆地晚三叠世早期物源分析

通过对鄂尔多斯盆地晚三叠世早期古水流方向及沉积物扩散方向、轻重矿物组合特征及稀土元素地球化学特征等的分析,发现延长组沉积早期古水流方向明显具有从湖盆四周向中心汇聚的特征,并可从轻重矿物组合上可以划分出5个物源方向,即东北、东、南、西南和西北方向,其中东北、西南和西北物源是主要物源方向.以东北方向物源明显占优势,南物源影响范围较小为特征.延长组早期沉积的母岩主要为太古宙的复杂变质岩系及下元古界的变火山一沉积岩系.其中,盆地东北部物源来自古阴山及大青山提供的稳定物源,因此三角洲沉积大面积发育;西南物源主要来自秦祁褶皱造山带的早古生界片麻岩、花岗岩类,以距离源区近,沉积物粒度明显比东北物源区粗为特征.     

甘肃兰州-民和盆地中铺地区下白垩统河口群沉积特征及其盆地分析意义*

甘肃兰州-民和盆地是中国西部典型的陆内断陷沉积盆地,该盆地发育的下白垩统河口群是一套以红褐色为主的碎屑岩地层。依据野外调查,以盆地分析方法为手段,从地层、沉积相、物源和古水流等方面入手对盆地东南部的中铺地区河口群进行了沉积环境的系统分析。通过对研究区内河口群沉积相、沉积构造和沉积序列的研究,认为整套地层垂向上发育有冲积扇相-辫状河相-曲流河相沉积,并进一步划分出若干微相;同时结合该地区的物源和古水流分析认为,早白垩世研究区内的物源主要来自南部的祁连山多旋回造山带;盆地内的下白垩统河口群在不同地区呈现出不同特点,并以此建立了兰州-民和盆地早白垩世古地理格局及盆地演化模式。     

合肥盆地中生代地层时代与源区的碎屑锆石证据

合肥盆地位于大别造山带北侧、郯庐断裂带西侧,其发育过程与这两大构造带演化密切相关。本次工作对合肥盆地南部与东部出露的中生代砂岩与火山岩进行了锆石年代学研究,从而限定了各组地层的沉积时代,确定了火山岩喷发时间,指示了沉积物的源区。这些年代学数据表明,合肥盆地南部的中生代碎屑岩自下而上分别为下侏罗统防虎山组、中侏罗统圆筒山组或三尖铺组、下白垩统凤凰台组与周公山组(或黑石渡组)与上白垩统戚家桥组,其间缺失上侏罗统。盆地东部白垩系自下而上为下白垩统朱巷组与响导铺组和上白垩统张桥组。该盆地出露的毛坦厂组或白大畈组火山岩喷发时代皆为早白垩世(130～120 Ma)。盆地南部的下——中侏罗统及白垩系源区皆为大别造山带,分别对应该造山带的后造山隆升与造山后伸展隆升。而盆地东部白垩系的源区始终为东侧的张八岭隆起带,后者属于郯庐断裂带伸展活动中的上升盘。     

从源到汇:大别造山带物源区与合肥盆地南缘中生代沉积耦合关系——来自碎屑锆石U-Pb年龄证据

形成于印支期的大别造山带和周缘中生代盆地构成了一级源汇系统,其中位于造山带北缘的合肥盆地中生代地层发育,且以盆地南缘出露最好,这为盆山源汇系统研究提供了理想的沉积记录。笔者从合肥盆地南缘采集了10个砂岩样品和1个砾岩样品,进行锆石U/Pb (LA-ICP-MS)定年分析,获得了742个有效年龄(置信度不小于85%),范围为113±3. 6-2983 Ma。这些碎屑锆石年龄谱可以被分为5个年龄段:113-137 Ma,峰值131 Ma; 184-273 Ma,峰值226 Ma; 274-517. 3 Ma,具有2个峰值280 Ma和474 Ma; 532-856. 6 Ma,具有3个峰值572 Ma、649 Ma和772 Ma; 1786-2600 Ma,具有2个峰值2035 Ma和2506 Ma。同时,总结了物源区大别造山带不同单元锆石U-Pb年龄特征。根据锆石U/Pb年龄和Th/U值,发现这5个年龄段比较准确地记录了物源区地质体,分别是早白垩世的岩浆岩、大别山高压—超高压变质岩、北淮阳的浅变质岩、北大别的正片麻岩和卢镇关群变质岩。根据锆石最小年龄,修正了合肥盆地南缘中生代地层格架,为源汇系统研究确立了时间框架。合肥盆地南缘中生代沉积可以分为4个演化阶段:晚三叠世瑞替期—早侏罗世辛涅缪斯期、中—晚侏罗世、早白垩世早期和早白垩世晚期,并据此确定了每个阶段主要物源区特征及其时空变化。碎屑锆石U/Pb年龄和Th/U值限定了大别造山带仅存在三叠纪的超高压变质作用,且超高压变质岩折返到地表的最早时间是晚三叠世瑞替期,大别造山带大陆岛弧发育的时间是新元古代。上述研究结果不仅为恢复大别造山带构造古地理做出了新的贡献,而且更为盆山源汇系统研究提供了一个实例。     

定量恢复大别造山带侏罗-白垩纪的隆升和剥蚀

以造山带为物源区的周缘盆地中的沉积物记录着物源区的成分特征,保存着造山带的演化历史.根据地层资料,利用质量平衡方法得到大别造山带周缘的合肥盆地、江汉盆地、安庆-潜山盆地和信阳盆地在侏罗-白垩纪的沉积总量为1.685×105km3.大别造山带周缘盆地的平均沉积速率分别为早侏罗世0.407×106 m3/a,中晚侏罗世0....     

Detrital zircon UPb geochronology of the Wuyu (Oiyug) Basin,southern Tibetan Plateau,and its geological implications

Cenozoic strata in the Wuyu Basin record the tectonic evolution of the southern Tibetan Plateau. Here, we use detrital zircon isotope data and paleocurrents based on petrographic and sedimentary facies analyses to constrain the provenance of sediments in the Wuyu Basin. On this basis, we recognize multiple phases of tectonic activity in the southern Tibetan Plateau since the Miocene. Tectonic activity at ca. 15 Ma ended the lacustrine sedimentary facies of the Mangxiang Fm. and caused volcanic eruptions; the Wuyu Basin received deposits of the Laiqing Fm. dominated by volcanic and pyroclastic rocks. Tectonic activity at ca. 8 Ma resulted in the volcanic and pyroclastic rocks of the Laiqing Fm. becoming one of the main provenances for the overlying Wuyu Fm. The lacustrine environment in the Wuyu Basin ended again and shifted to braided river sedimentation, the paleocurrent directions changed from northward to southward, and the central Lhasa subterrane became one of the main provenances at ca. 2.5 Ma. By comparing the detrital zircon ages of our samples in the Wuyu Basin and sands from the Lhasa River, we infer that a long river comparable to the modern Lhasa River existed in the Wuyu Basin area at ca. 2.5 Ma. During the Quaternary, due to the consistent convergence between the Indian and Eurasian plates, the eastern Gangdese Mountains uplifted, which resulted in the blocking of this river and the development of the current geomorphic features in the Wuyu Basin area.     

合肥盆地基底构造属性

根据合肥盆地及周边地表地质、地震剖面、同位素测年及MT等新资料的综合研究,提出中-新生代合肥盆地的基底是一个不同构造类型基底的叠合与复合.上古生界以前的基底以六安断裂为界,其北为华北板块陆壳型-过渡壳型结晶基底及其上的华北克拉通-被动大陆边缘盆地沉积的上元古-下古生界基底;其南为大别型结晶基底及其上的北淮阳弧后盆地沉积的上元古-下古生界变质基底,而上古生界基底属于弧后前陆盆地型沉积.六安断裂是合肥盆地部位北大别弧、北淮阳晚元古-早古生代弧后盆地在早古生代晚期-晚古生代早期与华北板块的弧-陆碰撞缝合线.     

大别造山带折返剥露历史:来自合肥盆地南缘中生界变质岩碎屑的证据

在合肥盆地南缘广泛分布的中生界内,砾石主要由变质岩碎屑组成。碎屑在地层中分布及垂向上的变化,为重塑造山带折返剥露历史提供了证据。防虎山组和三尖铺组底部砾岩碎屑组合为:石英片岩+云母片岩+石墨片岩+千枚岩+石英岩+脉石英+片麻岩(局部),表明在早侏罗世晚期Pliensbachian期(距今195Ma)之前,佛子岭群和卢镇关群已经折返到地表并遭受剥露。早白垩世凤凰台组、毛坦厂组和周公山组中砾岩碎屑组合为:片岩+石英岩+片麻岩+混合岩+榴辉岩+角闪岩+斜长岩+花岗岩+大理岩等,榴辉岩以及其它基性岩的微量元素特征表明它们可能是一个在早白垩世以前(距今135Ma)折返到地表并遭受完全剥露,而现在已经从造山带消失的超高压构造地层单元。大别造山带出露的超高压变质带(大别杂岩)在北缘中生代地层中目前尚未发现有可靠的沉积记录,推测它们的大规模折返和剥露可能在新生代,并持续到现在。据此认为大别造山带大规模的折返剥露分为3个阶段:早侏罗世之前、晚侏罗世—早白垩世早期和新生代。     

新疆博格达山北缘晚古生代-中生代古水流样式转折及其构造意义

新疆准噶尔盆地南缘博格达山北缘地区古水流方向在晚古生代到中生代期间发生过三次重要的转变。晚石炭世晚期以前指向南,晚石炭世晚期到二叠纪期间指向东、南东东向,三叠纪—侏罗纪指向南,白垩纪及其以后指向北。结合盆地物源和沉积环境分析,博格达山北缘自晚古生代以来可划分为四个构造演化阶段,古流向转折期为盆地各期构造演化的分界线,它们是盆地对周缘造山带构造演化沉积响应的重要记录。另一方面,古水流转折时间资料的获得,对准噶尔盆地周缘不同构造带的隆升时代是一个非常重要的限定。晚石炭世晚期至二叠纪,古水流资料指示沉积物主要来自准噶尔盆地西部,准噶尔盆地西—西北缘强烈隆升,自三叠纪早期开始到侏罗纪晚期,准噶尔盆地北缘抬升,博格达山北缘沉积物主要来自北方;侏罗纪晚期到白垩纪,古水流指示沉积物主要来自盆地南部,博格达山隆起并遭受剥蚀。然而,什么原因造成石炭纪末以来,准噶尔盆地周缘几个造山带顺时针方向依次隆起,有待进一步研究。     

郯庐断裂带(安徽段)对地表水系空间分布形态的影响研究

为了研究郯庐断裂带(安徽段)构造活动对其周边地表水系形态及其发育特征的影响,本文基于DEM数据,利用GIS空间分析功能并结合郯庐断裂带构造运动特征,对郯庐断裂带(安徽段)周边水系的几何分布特征进行研究。研究表明:郯庐断裂带(安徽段)在不同地质历史时期对区内地表水系产生错动影响。受郯庐断裂三叠纪到白垩纪期间左旋走滑运动影响,两条二级水系在大别山区自西北向东南流经郯庐主干断裂及次级断裂时与断裂呈近似直角相交并发生左旋错动。大别山地区的皖河流域与华阳河流域水系受郯庐断裂第四纪以来逆右行平移运动影响流向由东南向同步大幅度拐向南西,表现为右旋扭错;巢湖流域水系受五河—合肥断裂和石门山断裂影响也出现了右旋位错。此外,受郯庐断裂带构造运动形成的合肥盆地和地堑式嘉山盆地的影响,池河的主河道沿合肥盆地东侧的沉降带和石门山断裂与嘉庐断裂之间的嘉山盆地发育。     

合肥盆地早侏罗世防虎山组沉积岩碎屑锆石的矿物包裹体及内部结构

防虎山组的下部砂岩地层是合肥盆地最古老的中生代沉积地层,在样品FH4中选出了碎屑锆石,通过显微激光拉曼光谱、电子探针的研究发现,锆石中含有柯石英、绿辉石、多硅白云母等典型的高压-超高压(HP-UHP)矿物包裹体、熔体玻璃包裹体以及磷灰石、石英、斜长石、白云母等矿物包裹体。结合阴极发光图像所揭示的锆石内部结构的分析以及锆石的微区测年数据,对碎屑锆石的物源进行了讨论。HP-UHP矿物包裹体在具有三叠纪年龄的变质碎屑锆石中的发现,进一步证明大别造山带高压-超高压岩石在早侏罗世时期已经出露地表并为合肥盆地提供了重要物源;碎屑锆石内部结构及成因的多样性表明当时作为源区的大别造山带岩石的复杂性。