新生代大陆板内伸展盆-山耦合与大陆碰撞效应——以渤海湾盆地济阳坳陷、周缘隆起及边界断裂构造演化为例

新生代印欧大陆碰撞引发了中国西部前缘大规模多阶段地壳挤压缩短、构造变形与隆升及岩浆事件,在中国东部,新生代山脉的抬升、盆地的伸展、沉降,以及郯庐断裂带新生代的活动与青藏高原的隆升具有准同时性,伸展盆地-伸展山脉之间存在耦合关系。这种对应关系呈"幕式"变化,主要表现在印欧大陆碰撞岩石圈增厚、构造变形和抬升的高峰时期,对应盆地岩石圈伸展、减薄、快速构造沉降以及郯庐断裂带活动等阶段,当构造转入相对稳定(松弛)时期,表现为高原剥蚀夷平、岩浆活动频繁以及盆地构造沉降速率减缓等阶段。从全球板块构造的角度来看,中国西部、东部新生代挤压、伸展和走滑活动属同一动力学体系条件下的耦合关系,驱动力可能是两大板块碰撞、深部地幔脉动上涌以及新生代太平洋板块与欧亚板块俯冲和速率变化的共同作用。     

扬子板内大娄山渐变型盆-山结构带多期构造特征及其对板内-板缘构造的响应

板内多期构造变形与盆-山建造是板缘和/或板内构造动力学的综合体现,它们与隆升剥蚀和沉积建造等作用过程具有明显的响应与互馈。大娄山渐变型盆-山结构带地处中国扬子板块内部四川盆地南缘,为特提斯-喜马拉雅构造域和滨太平洋构造域的交接转换部位,走向NEE-NE,长~250 km、宽~80 km,缺少山前地形地貌陡变带,具渐变性山-盆地貌;浅部构造具挤压-坳陷结构,以隔槽式构造样式为主,构造变形缩短量约12~20 km。基于水平缩短变形、多期节理构造和古应力反演等揭示大娄山地区晚中生代-新生代发生了四期具不同应力场特征的构造变形事件与盆-山建造过程:第一期晚侏罗世-早白垩世近E-W向主应力场挤压变形事件;第二期晚白垩世(~80 Ma)近S-N向主应力场挤压变形事件;第三期古近纪晚期(40~20 Ma)NE-SW向主应力场挤压变形事件;第四期晚新生代(10~5 Ma以来)NW-SE向主应力场抬升剥蚀事件。大娄山渐变型盆-山结构带晚中生代-新生代的多期构造事件、中国南方大陆板缘主要板块事件、板内构造与隆升事件具有明显的相关性,表现为它们之间的沉积建造、构造和岩浆热事件、低温热年代学等具有一致性和同步性特征,共同揭示出区域晚中生代-新生代由滨太平洋构造域向特提斯-喜马拉雅构造域逐渐转换的重要过程。     

华南中生代大地构造研究新进展

华南地区中生代构造动力体制经历了从特提斯构造域向滨太平洋构造域的转换,由此产生了强烈的陆内造山作用和岩浆活动,形成了复杂构造组合的晚中生代陆内造山带和火成岩省。本项研究在下列几个方面取得了新的进展:(1)通过对雪峰山地区沅麻盆地的野外调查和构造测量,确定了该盆地晚中生代-早新生代5期构造应力场及其演替序列:中晚侏罗世近W—E向挤压、早白垩世NW—SE向伸展、早白垩世中晚期NW—SE向挤压、晚白垩世近N—S向伸展、古近纪晚期NE—SW向挤压。构造应力场方向的变化记录了不同板缘的动力作用对该区的影响。(2)识别了湖南地区晚古生代-早中生代海相地层中发育的横跨叠加褶皱构造,并基于地层接触关系和已有火成岩同位素年代学数据分析,认为该地区横跨叠加褶皱构造记录了中生代两期构造挤压和地壳增厚事件:早期近东西向褶皱构造是对三叠纪华南地块南北边缘大陆碰撞和增生作用的远程响应,晚期NE—NNE向褶皱构造则是对中晚侏罗世古太平洋板块向华南大陆之下低角度俯冲作用的变形响应。(3)对湖南衡山西缘拆离断裂带的变形结构和运动学特征进行了详细的调查和构造测量,确定了衡山变质核杂岩构造,并对拆离带中韧性剪切变形的钠长岩脉的锆石进行了SHRIMP U-Pb测年,从而确定了华南地区伸展构造的起始时代约137 Ma,即早白垩世早中期。(4)通过锆石U-Pb年代学测试分析,揭示了东南沿海长乐—南澳构造带早白垩世2期构造-岩浆事件:早期(147~135 Ma)表现为强烈的混合岩化作用和深熔作用形成的片麻状花岗岩、花岗片麻岩等;晚期(135~117 Ma)岩浆岩以含石榴子石花岗岩为主。这个结果表明东南沿海构造带是晚中生代陆缘造山带,造山作用可能起始于晚侏罗世,于早白垩世早中期(135 Ma)以来发生伸展垮塌。在上述研究结果的基础上,探讨了华南地区三叠纪"印支运动"和中、晚侏罗世"燕山运动"的表现及其产生的板块构造动力体制及其转换时代、早白垩世从挤压构造应力体制向伸展构造应力体制转变的时间节点。     

东至断裂带构造变形特征及其构造演化

东至断裂带是皖西南一条重要的北北东向断裂带。详细的构造解析表明,该断裂带主要经过3期构造变形,分别是发生在晚侏罗世末—早白垩世初的左行平移断层、早白垩世期间的伸展构造和晚白垩世—新生代的右行平移断层。通过断层擦痕矢量反演和断层叠加改造关系分析,认为东至断裂带及其两侧多期构造变形对应的区域应力场分别为近南北向挤压、北北西—南南东向挤压、北西—南东向伸展和近东西向挤压应力场。东至断裂带的形成和演化与郯庐断裂带相似,主要与华南与华北板块俯冲碰撞、伊泽奈崎板块和古太平洋板块向欧亚板块俯冲碰撞与弧后扩张、及印度板块向北碰撞后产生向东的构造挤出等多构造体制共同作用有关。     

西天山中新生代古高程恢复研究

横亘中亚的天山山脉是全球大陆中的一条重要构造带, 其绵延超过2 500 km, 总体上呈近东西向延伸, 与昆仑山—阿尔金山、阿尔泰山和塔里木盆地、准噶尔盆地共同构成了“三山夹两盆”的独特构造地貌格局。天山造山带在早二叠世期间开始解体, 三叠纪遭受区域剥蚀夷平, 侏罗纪由于板内伸展形成一系列伸展盆地, 新近纪以来天山地区发生强烈的陆内变形作用。因此, 中新生代天山造山带的隆升不仅受控于新生代印度与欧亚两个大陆强烈碰撞产生的远距离效应, 还受控于古生代板块俯冲与碰撞造山作用所形成的基底构造的制约。天山新生代的隆升与剥露历史, 是研究亚洲大陆内部造山带的运动学和动力学过程的重要途径之一, 通过相应的野外调查和测试手段, 对天山的中新生代古高程进行恢复, 对于天山地区新生代以来的气候、矿产保存以及反演印亚碰撞的远程效应方面都具有明显的意义。     

试论华北地块中生代以来的盆—山运动

华北地块内自中生代以来,不存在蛇绿岩套。因此,该区不可能用板块观点解释其地壳演化问题。作者根据华北地块内盆地与山脉的构造格局及其应力场分析,认为该地块内盆地地壳的扩张拉伸体制与周边山脉的收缩挤压体制,二者相互作用与转化才是地壳运动的主要控制因素。本文还从山脉隆升速度、地震分带、岩浆活动性质、大地热流差异、岩石的变质和变形作用、上地幔的波动等方面,探讨了华北地块在中—新生代以来地壳演变的特点及其成因联系。     

中国北方新生代大陆变形及其动力学机制分析

大陆变形研究是大陆动力学的基本内容之一,对断裂构造及盆山演化进行研究是认识与了解大陆变形最直接有效的途径。中生代晚期—新生代,中国北方受到印度板块向北俯冲、太平洋板块向西运动与西伯利亚板块阻挡所导致的复杂构造动力系统的长期作用,地壳变形复杂,是研究大陆变形理想的天然实验室。本文在详细野外构造解析基础上,结合遥感与数字地貌技术、地震反射资料解释以及低温热年代学方法,通过对中国北方新生代断裂作用和山脉隆升历史研究,理清了断裂发育序次、断裂作用与构造应力场的对应关系,掌握了现今构造地貌格局东西差异的成因,并探讨了大陆变形的动力学机制。古新世—早始新世,中国北方普遍发育一组NNE向的断裂构造,该组断裂并非全区均匀发育,东部断裂规模较大,地貌特征明显,向西规模逐渐变小。NNE向断裂具有左行走滑的运动学特征,大致对应NW-SE向挤压应力场,推测NNE向左行走滑断裂的发育与新生代早期太平洋板块NNW向运动有关。NNE向断裂发育之后,东部渤海湾周边发育了NE向右行、NW向左行共轭走滑断裂,大致对应近EW向挤压应力场。西准噶尔地区发育了NE向左行、NW向右行走滑断裂,大致对应近NS向挤压应力场。东、西部的NE、NW向断裂都叠加在NNE向断裂之上,改造和破坏了早期NNE向断裂。本文推测东部后期断裂的发育与43~42 Ma太平洋板块运动由NNW转变为WNW向有关,而西部NE、NW向断裂发育与印度-欧亚大陆碰撞远程效应有关。随着印度板块持续北向运动并发生顺时针旋转,西部地区保持NNE向挤压应力场,发育了一系列NW、NNW向断裂。东部地区依然呈现近EW向挤压应力场。受到新生代以来各组断裂构造的影响,中国北方山脉和盆地呈现出线状与面状结合的网格状特征。磷灰石裂变径迹年龄统计显示,东部地区普遍经历了古新世—早始新世(66~42 Ma)的隆升-剥露,该期构造事件为现今东部地区构造地貌格局的形成奠定了基础。与东部地区不同,西部地区则存在8~6 Ma等时面,且8~6 Ma整体隆升-剥露为西部地区现今构造地貌格局的形成做出了主要的贡献。     

祁连造山带构造演化与新生代变形历史

祁连造山带位于东特提斯北缘,蛇绿混杂岩带、(超)高压变质岩和弧岩浆岩等广泛发育,是前新生代华北克拉通与柴达木古地块之间多期次俯冲、碰撞和造山形成的复合造山带。现今的祁连山是青藏高原北缘高原隆升与扩展的关键构造带,具有复杂的陆内变形构造和深部结构,记录了新生代高原生长过程中不同阶段的构造变形和盆-山演化历史。本文在区域地质研究资料的综合分析基础上,讨论祁连造山带元古宙变质基底属性、新元古代—古生代古海洋演化和中—新生代构造变形特征,探讨祁连(山)造山带的构造演化过程和陆内变形历史。祁连造山带发育新元古代早期和早古生代两期岩浆弧,分别代表了古祁连洋和(南、北)祁连洋的俯冲-碰撞事件;亲华北的基底属性指示了祁连洋实属陆缘海。新生代青藏高原东北缘发育两阶段构造变形和盆-山演化,在中新世完成了由新生代早期以逆冲断裂活动为主向走滑断裂和逆冲断裂共同作用的转变,随着东昆仑山的快速隆起将古近纪大盆地隔开成两个盆地,即现今的柴达木盆地和可可西里盆地。中新世中晚期以来,青藏高原东北缘的构造格局主要受控于东昆仑和海原两个近乎平行的大型转换挤压构造系统的发育、顺时针旋转和侧向生长。大型走滑断裂系统在造山带内的...     

南羌塘盆地中-新生代逆冲推覆构造样式及构造应力场特征

新生代印度板块与欧亚板块的持续碰撞挤压,造成南羌塘地块向南逆冲于拉萨地块之上,并在南羌塘地块内部形成了一系列的由北往南的逆冲推覆构造。然而,到目前为止,我们对这些逆冲推覆构造及夹持其间的褶皱变形的结构组成、构造样式、形成时代以及缩短量分布等问题仍存在很大的争议。本文在详细的野外调查基础上,对赛布错-扎加藏布断裂（SZT）,多玛-其香错断裂（DQT）,隆鄂尼褶断带（LF）及南羌塘与中央隆起带分界的肖查卡-双湖断裂（XST）进行了几何学、运动学分析,建立了精细的构造框架。我们认为这些断裂为始新世以来形成的同时期的叠瓦状逆冲推覆;并通过野外褶皱形态,结合层面、节理面、断层面滑动矢量的分析,识别出南羌塘盆地4期构造应力场：1） 代表中特提斯俯冲碰撞阶段的近S-N 向的挤压;2） 中特提斯碰撞后,随着班公湖-怒江缝合带的形成,南羌塘地区构造应力场转为S-N 向的伸展;3） 新生代印度板块向欧亚板块俯冲碰撞,青藏高原进入陆内变形阶段,南羌塘盆地内表现为NE-SW 向的挤压,形成本文提及的一系列逆冲推覆构造;4） 随着高原的持续隆升,约14 Ma南北向裂谷开始活动,应力场转为NWW-SEE 向伸展,形成双湖裂谷系。     

湘黔边境加里东板内造山期后正向滑脱构造与成矿

湘黔边境地处扬子板块东南缘,加里东运动是区内古生代最强烈的板内造山运动;由新元古界板溪群至下古生界奥陶系所构成的NE-NNE向褶皱带为区内主体构造;近期区域地质调查所发现的加里东造山期后,构造体制由挤压转换为伸展所产生的一套正向顺层滑脱构造系统更具特色,不但空间结构完整,构造变形清楚,正向顺层滑脱标志明显,而且成矿控矿作用突出,是湘黔边境著名汞矿带的重要控矿构造.     

西秦岭古代地层记录中内波、内潮汐沉积及其成因解释

内波、内潮汐沉积是近十年来在古代深海环境中新发现的一种具牵引流性质的沉积相类型。西秦岭海西-印支造山带深海沉积中发现了多种样式的内波、内潮汐沉积,据沉积构造特征归纳为 7种微相类型 :1)具双向交错层细-中砂岩;2 )羽状交错纹理粉砂岩;3)束状透镜体叠加的交错纹理粉砂岩;4)复杂交织的双向交错纹理粉砂岩;5 )双向交错纹理粉砂岩;6 )波状、脉状和透镜状复合层理砂泥岩互层;7)波浪波痕细砂岩。研究表明,它们分别形成于 3种不同环境的深海浊流沉积体系内。内波、内潮汐沉积在深海环境中的分布特点 :一是具有普遍性;二是数量不够丰富;三是在层位上具有明显的选择性。通过研究说明,这些分布特点是与其形成和保存条件密切相关。     

Immobile elements and mass changes geochemistry at Sar-Faryab bauxite deposit,Zagros Mountains,Iran

The Sar-Faryab bauxite deposit is located in 250 km east of Ahvaz city in southwestern Iran. Structurally the deposit located in the Zagros Simply Folded Mountain Belt. Outcrops of the bauxite horizons in the area are distributed irregularly over an area of about 20 km² but have fairly uniform thickness averaging 1 to 1.5 m. The Sar-Faryab bauxite is situated in NW–SE trending Mandan anticline and occurs in karst horizons near or at the boundary between the Sarvak and Ilam Formations. Based on field observation, mineralogy and stratigraphy an unconformity during Cenomanian–Turonian times has exposed the Sarvak Limestone to karst weathering and the layers of Marly Limestone, Argillite, Oolitic–Pisolitic, Yellow, Red and White Bauxite were formed and accumulated in the karstic areas.     

阿尔金山北东东向构造带内枕状玄武岩的发现及其大地构造意义

阿尔金山是青藏高原的北缘边界,控制了青藏高原北部乃至中国西部的大地构造-地貌格局。通过野外地质调查,在阿尔金山北东东向构造带中段发现了枕状玄武岩,这对研究和探讨阿尔金山乃至青藏高原北缘边界的形成及构造演化将提供重要线索。地球化学测试表明,枕状玄武岩表现为低Si O2、A12O3、P2O5和(Na2O+K2O),显示亚碱性玄武岩和安山岩/玄武岩之间的过渡类型,其中两个样品的Si含量较低,Fe、Ti含量较高(TFe O12%,Ti O22%,TFe O/Mg O1.75),显示出具有Fe-Ti玄武岩特征。稀土元素含量(37.34×10–6~42.14×10–6)、稀土配分模式和微量元素比值,以及Ti/100-Zr-Y×3、Ti/100-Zr-Sr/2、Zr/4-2×Nb-Y图解均表明该枕状玄武岩具有正常大洋中脊玄武岩(N-MORB)的特征;而与典型正常洋中脊玄武岩相比,样品低度富集大离子亲石元素,亏损Zr、Hf和Ti等高场强元素,在Th/Nb-Ce/Nb图中,所有样品落入弧后盆地玄武岩范围内,显示出弧后盆地构造环境。结合北东东向构造带内相关镁铁-超镁铁岩的特征,推测新发现的枕状玄武岩形成于远离海沟的弧后盆地内具有扩张脊的构造环境,其岩浆源区应为一个类似于N-MORB的亏损地幔。通过与阿尔金北缘东西向红柳沟—拉配泉构造带内出露枕状玄武岩的地球化学特征相对比,显示出两者具有完全不同的岩浆源区和构造环境,但与柴北缘地区的早古生代蛇绿岩具有相似的构造环境及岩浆源区,推测阿尔金山北东东向构造带内的枕状玄武岩可能是柴北缘古生代蛇绿岩套的一部分,后遭受阿尔金断裂带左旋走滑运动的构造肢解与拖拽,最终残留在北东东向阿尔金构造带内。     

北大别主簿源花岗岩和片麻岩矿物的

对大别造山带北部主簿源中生代花岗岩侵入体及其围岩片麻岩进行了矿物氧同位素分析，同时对同一样品进行了矿物 Rb- Sr内部等时线定年。结果表明，花岗岩和片麻岩矿物的氧同位素温度大小顺序为：角闪石 >磁铁矿 >榍石 >石英 >黑云母 >长石，遵循缓慢冷却条件下扩散控制的氧同位素交换封闭顺序，指示这些岩石没有受到后期热液蚀变的扰动。根据黑云母-长石-磷灰石-全岩内部 Rb- Sr等时线测定，花岗岩的年龄为 (118± 3) Ma，代表了岩浆侵位冷却年龄；片麻岩的年龄为 (122± 1) Ma，代表了片麻岩受大面积燕山期岩浆侵位热烘烤达到高温同位素平衡后的冷却年龄。因此，矿物之间的氧同位素平衡与否 ,能够对矿物 Rb- Sr体系封闭后平衡状态的保存性以及矿物内部等时线定年的有效性予直接制约。     

大别山北缘凤凰台组砾石地球化学特征及源区构造环境

根据大别山北缘合肥盆地凤凰台组暨毛坦厂组中的榴辉岩、角闪岩、斜长片麻岩等砾石地球化学研究,SiO2含量为43.31%～57.35%,原岩主要为古橄玄武岩-玄武岩-玄武安山岩-玄武粗安岩组成的火山岩,其次为斜长岩和辉绿玢岩等侵入岩.与原始地幔相比,岩石具有LILE富集、Nb-Ta负异常槽明显、Ti强烈亏损等特征.它们可能属于一个由苦橄玄武岩、拉斑玄武岩、英安岩和流纹岩等组成的火山弧,是一个SSZ型岛弧.砾石原岩与北大别杂岩("古岛弧根带")中的镁铁-超镁铁岩带、片麻岩等有成因上的联系.砾石主要不是直接来源于现在遭受剥露的"古岛弧根带",而可能是来自上部的火山弧.     

小兴安岭-张广才岭地区晚古生代至中生代花岗岩的成因及其地质意义

中国东北地区显生宙花岗岩的成因一直是中亚造山带东段研究的热点之一,尤其是小兴安岭-张广才岭地区的花岗岩其成因及形成的大地构造背景一直存在较大争议。本文新获得小兴安岭-张广才岭铁力和依兰地区的二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为188±1 Ma和257±3 Ma。地球化学数据显示,两地区的二长花岗岩均为Ⅰ型花岗岩并且富集大离子亲石元素(Th和U等)和轻稀土元素,亏损高场强元素(Nb和Ta等)和重稀土元素具有弧岩浆岩的地球化学特征。锆石Hf同位素数据显示,铁力地区二长花岗岩的岩浆源区可能来自于中新元古代的下地壳部分熔融。综合前人在小兴安岭-张广才岭地区已发表的花岗岩类岩石的地质年代学和地球化学数据,初步推测小兴安岭-张广才岭地区在晚古生代至中生代期间处于活动大陆边缘环境。同时,小兴安岭-张广才岭地区晚古生代至中生代的岩浆岩具有自东向西形成时代逐渐变年轻的趋势,这可能是由于东侧的牡丹江洋在晚古生代至中生代期间俯冲角度逐渐变缓造成的。     

新疆东天山觉罗塔格带中康古尔金矿床成因的再认识

东天山觉罗塔格构造带中康古尔金矿因其独特的成矿地质特征,成因一直备受争议。文章立足于康古尔金矿地质特征,结合前人的研究资料,通过探讨觉罗塔格带的构造演化,重新审视康古尔金矿的成因。笔者总结了觉罗塔格构造带晚古生代地层时代及火山-沉积建造特征,认为晚古生代早期大洋板块向北俯冲,发育奥陶纪-泥盆纪弧火山岩及火山-沉积岩系,石炭纪康古尔洋发生双向洋-陆俯冲,在两侧形成对称岛弧带,局部平稳拉张环境为铜-铅-锌-金成矿的有利环境。野外地质观察及室内研究结果表明其成因不仅仅与韧性剪切作用有关。康古尔金矿体位于海相安山岩、凝灰岩的交替部位,上部富金-中部铅锌-下部富铜的金属分带特征,与VMS矿床特征一致。矿体呈板状且与围岩截然接触,明显受挤压变形的网脉状矿化表明矿体形成早于韧性剪切作用。矿床地球化学特征表明,康古尔金矿成矿作用具有多期多阶段性。通过详细对比康古尔金矿和造山型金矿、小热泉子VMS铜矿的特征,笔者认为康古尔金矿具有原生VMS矿床的特征,并且被二叠纪韧性变形所改造,为喷流沉积-变质热液改造型富金多金属矿床。     

Evolution of the Loei Belt in northeastern Thailand and northwestern Laos

On the tectonic evolution of the mainland South-east Asia, researchers pay more attention to the Chiang Mae and Nan belts. Investigation on the Loei Belt is usually ignored. Therefore, there are different opinions about its naming and evolution: Loei Fold-belt located at the western margin of the Indochina Block during the Late Paleozoic and Triassic (Bunopas, 1981; Man-tajit, 1999), Petchabun Fold-belt between the Khao Khwang and Pha Nok Khao carbonate plateforms dur-ing the Carboniferous and Permian (Helmcke, 1983, 1986; Altermann, 1989, 1991), Loei Suture Zone be-tween the Nakhon Thai and Indochina blocks during the Late Paleozoic and early Mesozoic (Charusiri et al., 1997, 2002; Chutakositkanon et al., 1997, 1999)     

Paleoarchean bedrock lithologies across the Makhonjwa Mountains of South Africa and Swaziland linked to geochemical,magnetic and tectonic data reveal early plate tectonic genes flanking subduction margins

The Makhonjwa Mountains, traditionally referred to as the Barberton Greenstone Belt, retain an iconic Paleoarchean archive against which numerical models of early earth geodynamics can be tested. We present new geologic and structural maps, geochemical plots, geo- and thermo-chronology, and geophysical data from seven silicic, mafic to ultramafic complexes separated by major shear systems across the southern Makhonjwa Mountains. All reveal signs of modern oceanic back-arc crust and subductionrelated processes. We compare the rates of processes determined from this data and balance these against plate tectonic and plume related models. Robust rates of both horizontal and vertical tectonic processes derived from the Makhonjwa Mountain complexes are similar, well within an order of magnitude, to those encountered across modern oceanic and orogenic terrains flanking Western Pacific-like subduction zones. We conclude that plate tectonics and linked plate-boundary processes were well established by 3.2-3.6 Ga. Our work provides new constraints for modellers with rates of a 'basket' of processes against which to test Paleoarchean geodynamic models over a time period close to the length of the Phanerozoic.