华北陆块、秦岭地块和扬子陆块构造演化的古地磁证据

通过对河北井陉和湖北宜昌、兴山的39个采样点、392个样品进行的古地磁测试,以及7个采样点、71个样品中的原生剩磁以及笔者前期研究结果,系统分析了三大块体的古地磁极位置、古地磁偏角以及古纬度自寒武纪以来的变化特征,并进行了古地理复原。研究表明,三块体为不同地质构造单元,寒武纪时,华北陆块、秦岭地块以及扬子陆块自北到南顺序排列于北纬2.9°、南纬5.5°以及南纬17.0°。秦岭地块北侧和南侧分别存在一古洋盆,此时华北陆块和扬子陆块相距约1400Km左右;三块体向北漂移的过程中伴随着旋转运动;三块体开始拼合的时间为晚二叠纪至早三叠纪之间,华北陆块和秦岭地块完全拼合的时间为早三叠纪至中三叠纪之间,三块体完全拼合的时间为中三叠纪至晚白垩纪之间;晚白垩纪以后,一体化的三块体继续向北漂移,并于第四纪到达现今地理位置。     

扬子陆块南缘东段反转剪切褶皱及韧性剪切带阵列

扬子陆块南缘东段的中元古界诸家群浅变质岩系中发育一系列“Ｓ”形剪切褶皱，它们是由Ｚ形褶皱发展而成的反转剪切褶皱，且伴随着雁行状、网结状、平行带状剪切带阵列的形成。它们的生成演化过程反映了加里东期扬子陆块与南华陆块碰撞呈右行走滑对接。     

华北与扬子陆块的碰撞时代及过程

秦岭—大别山造山带是我国东部华北陆块与扬子陆块相互碰撞形成的。它作为我国东部天然地质界线历来受到国内外学者重视。尤其近年来在大别山及其东延部分(苏—鲁地体)发现了柯石英和金刚石,使它成为世界上最大的超高压变质带并引起广泛注意和兴趣。确定这两大陆块的碰撞时代及过程是认识秦岭—大别山造山带形成演化机制及中国东部大陆形成演化历史的关键。然而正是在这一关键问题上地质学界存在着明显的认识分歧。国家自然科学基金资助项目“华北与扬子陆块的碰撞时代”(编号:4870188)及“秦岭造山带多期蛇绿岩识别”(编号:49070165)正是试图通过对与碰撞造山运动有关的高压变质岩(榴辉岩、蓝片岩)及蛇绿岩的同位素年代学和地球化学研究以求为解决这一重要地学基础研究课题做出贡献。经过近六年的工作,在认识华北与扬子两大陆块碰撞时代和过程以及合柯石英榴辉岩的成因方面取得了重要进展。     

华北陆块的构造格局及其演化

华北陆块是由陆核→地块(体)→联合地块逐渐生长、增大、拼合形成的。根据大量的地质构造、地层岩石、同位素年代学、含矿特征、地球化学、地球物理等多方面的信息,华北陆块可划分为辽吉、燕辽、阴山、晋冀、豫皖、阿拉善前寒武纪地块和鲁西、胶北前寒武纪地体,鄂尔多斯、华北中新生代盆地,共10个构造单元。华北陆块是多地块拼(缝)合形成。据现有的岩石记录,始太古代-中太古代主要是陆核生成阶段,不排除在早期有绿岩带形成;新太古代主要是花岗岩-绿岩带的生成阶段,花岗岩-绿岩带环绕地核周边形成地块,是华北陆块结晶基底的主要生长时期;古元古代是联合地块的形成阶段,多个地块(体)拼合形成联合地块;中元古代是稳定环境下的拉伸阶段,沿陆块南北两缘形成三大裂谷系(燕辽、狼山—渣尔泰、熊耳山—西阳河);新元古代-古生代陆块形成稳定环境的沉积盖层,除南北两缘外,内部很少有岩浆活动;中-新生代陆块大部分地区为活动大陆边缘的环境,出现大规模的构造-岩浆活动。     

新元古代扬子—华夏陆块拼合带：来自华南重磁异常的启示

扬子和华夏两大陆块是构成华南大陆的最基本单元, 但它们的拼合带位置（尤其是西延位置）是人们长期争论的焦点。本文以国家专项“深部探测技术与实验研究”探测得到的深反射地震剖面以及华南大陆的地质资料为约束, 对重、 磁异常作地壳构造融合解译, 追踪扬子—华夏陆块拼合带。由于华南大陆广泛发育具有剩磁多期、 多类的火山—侵入岩, 本文将磁异常换算为受剩磁影响小的解析信号作构造解译, 减小剩磁造成的地质解释偏差。研究认为, 扬子与华夏两陆块的拼合带东界为鹰潭—萍乡—衡阳—贺州—北海一线, 而西界为宜昌—张家界—铜仁—都匀—百色一线, 鹰潭以东和以北的拼合带位置因为受大规模岩浆岩的干扰而不清。     

扬子陆块古-中元古代地质演化与Columbia超大陆重建

扬子陆块在古-中元古代时期经历了较为强烈的岩浆-变质-沉积-成矿等地质事件,这些事件是理解该陆块陆壳演化和成矿效应内在联系及动力学的关键,也是探讨该陆块在Columbia超大陆中古地理重建的前提。本文以古-中元古代地质单元出露较为完整的扬子西南缘为重点研究对象,在总结已有资料的基础上,对扬子陆块古-中元古代时期地质事件进行剖析和讨论,明确了扬子陆块西南缘在古-中元古代时期经历了由Columbia超大陆初始裂解引起的陆内裂谷相关的沉积作用,岩浆侵位及矿产富集等地质过程。通过与全球陆块进行对比,发现相似的裂谷的相关沉积-岩浆-成矿事件在劳伦大陆西北部、澳大利亚北部及Siberian克拉通都有体现。本文认为扬子陆块在2. 4～2. 3 Ga通过增生拼贴到劳伦大陆Rae克拉通。在共同经历过Columbia超大陆聚合的峰期变质作用(2. 03～1. 81 Ga)之后,超大陆开始逐步裂解并形成大陆内部裂谷,最终在古元古代后期(～1. 66～1. 60 Ga)扬子陆块和Columbia超大陆主体分离。     

华北、秦岭及扬子陆块的若干古地磁研究结果

本文对华北陆块、秦岭陆块以及扬子陆块内的70个采样点,474个标本进行了古地磁研究,利用16个采样点,112个标本中所获得的原生剩磁,重点分析了三陆块自寒武纪以来的古地磁极位置、古地磁偏角以及古纬度的变化特点。结果表明,三陆块为不同地质构造单元;寒武纪以来,华北陆块、秦岭陆块以及扬子陆块自北到南顺序排列;寒武纪时,秦岭陆块北侧和南侧分别存在一古洋盆,此时华北陆块和扬子陆块相距约1060km,三陆块向北漂移的过程中伴随着旋转运动,其中华北陆块和秦岭陆块以反时针旋转占优势,扬子陆块以顺时针旋转占优势;三陆块完全拼合时间在早三叠世至晚白垩世之间。     

新太古-古元古代华北陆块构造演化的研究进展

在过去的二十年里 ,华北克拉通早期陆块形成和演化的研究进展是中国固体地球科学研究领域最为显著的成果之一。第一个十年代表性的工作包括深变质变形的层状岩系与块状岩系的识别与成因研究、高级区与绿岩带的划分、构造样式与变形序列研究、变质历史与变质动力学、年代学与地质事件的研究等。第二个十年的研究重点是如何认识和理解早期大陆地壳的性质和它们的形成与演化过程。代表性的进展包括均匀域与地质体的划分、古老微陆块的识别、残留洋壳与早期陆壳的形成、下地壳组成和性质、大陆拼贴机制、古地幔柱构造与前Rodinia超大陆旋回等。其中高压麻粒岩地体和退变质榴辉岩的发现 ,是华北早前寒武纪研究中最重要的进展 ,它为早期大陆的拼合机制、地壳的深部结构和古老下地壳与现代的对比等多个领域打开了新的研究思路。对新太古 -早元古代的重大地质事件的厘定已表明 ,华北主要的地壳生长期是在 2 9～ 2 7亿年 ,但 2 5和 18亿两期事件是重大的事件 ,虽然对其性质尚存争议 ,但越来越多的证据把它们与超大陆和地幔柱构造相联系。     

扬子陆块北缘地壳的钕同位素组成及其构造意义

本文报道了扬子陆块北缘主要地体的变质岩和沉积岩钕同位索组成。根据这些数据和陈江峰等已发表的皖南变质岩和沉积岩钕同位素数据可以初步获得一扬子陆块东段钕同位素地球化学图。该图表明，在晋宁运动期，扬子陆块的南北陆缘区均为构造岩浆活动带，南大别地体为北缘活动带之一部，佛子岭群是华北陆块南缘的复理石建造，其基底为较年青的火山．沉积建造．构造背景与弧后盆或弧前类似。大别山超高压片麻岩的原岩为具有非常古老(太古宙)物源区的沉积岩。     

湖北青峰韧性剪切带构造岩的磁性组构研究

通过对青峰韧性剪切带中糜棱岩的磁性组构研究,同时与常规主应变分析方法所测结果比较,表明岩石磁化率各向异性椭球体与应变椭球体之间有一定的对应关系。磁性组构的特征为构造岩变形机制,以及断裂带的运动学、动力学等的研究提供了一种比较可靠、准确、方便的方法。     

磁化率各向异性与剪切带

岩石组构记录了地壳形成与演化的关键信息,提取这些信息对分析和恢复地球动力学过程具有重要意义.磁化率各向异性(AMS)是一种重要的岩石组构方法,可以有效地揭示岩石的应变特征,分析其地球动力学过程,是研究构造变形性质以及应力作用方式的有效手段.本文在梳理AMS的研究历史、主要成果和最新进展的基础上,系统阐述了AMS的基本原...     

桂北四堡韧性剪切带的发现及其构造意义

通过野外观察、室内显微构造分析和磁组构测量方法,在桂北四堡地区浅变质地层中厘定出一条NE30°走向,南东倾,倾角约40°的大型左旋斜冲韧性剪切带——四堡韧性剪切带;该韧性剪切带内发育糜棱岩系列、糜棱面理、拉伸线理、A型褶皱、S-C组构、亚颗粒、显微分层及石英条带等宏观和微观构造特征;磁各向异性度测量结果显示四堡韧性剪切带由一宽约4 km的强应变带及边缘弱带组成,全带宽达10 km,长度超30 km;在对韧性剪切带运动学、构造年代学研究的基础上,结合区域地质资料,认为四堡韧性剪切带是华南加里东晚期华夏地块由南东向北西作低角度斜冲到扬子地块的产物。这一发现揭示了扬子地块与华夏地块碰撞拼合的方式,为深化华南构造演化提供了新资料。     

桂东北地区鹰扬关韧性剪切带的厘定及其构造意义

论文通过宏-微观构造、磁组构、热液锆石和石英EBSD组构等,厘定鹰扬关韧性剪切带并讨论其构造意义。鹰扬关韧性剪切带具有宏-微观韧性变形组构,发育糜棱岩、拉伸线理、S-C组构、旋转碎斑系、书斜构造、压力影和石英的动态重结晶等。磁组构和宏-微观构造表明,鹰扬关韧性剪切带呈NNE向延伸超过40 km,宽2.5～8 km。糜棱C面理的极密点产状127°∠50°;磁面理的极密点产状107°∠83°。宏-微观构造研究表明,鹰扬关韧性剪切带具有早期左旋逆冲剪切,晚期右旋正滑剪切的运动学性质。石英EBSD组构表明,鹰扬关韧性剪切带具有晚期中低温变形(400～550℃)叠加于早期中高温变形(550～650℃)的特征。年代学研究表明,鹰扬关韧性剪切带早期左旋逆冲剪切的时代为(441.1±2.3)Ma,晚期右旋正滑剪切的时代应晚于420 Ma,区域构造应力由挤压转为伸展的时限为420 Ma。在磁组构、石英EBSD组构和热液锆石定年的基础上,结合区域地质资料,认为鹰扬关韧性剪切带形成于华夏陆块自SE向扬子陆块造山挤压的构造背景。早期造山挤压,产生压扁型应变和中高温左旋逆冲剪切;晚期造山后伸展,产生拉伸型应变和...     

塔里木盆地中部航磁异常带新解译

横亘于塔里木盆地中部的纬向航磁高ΔTa异常带,一直是探讨盆地及深部基底的物质组成及结构构造的焦点。根据钻井及地震资料综合分析,发现满加尔坳陷中南部上奥陶统内发育大型地震反射异常体,平面上主要由8个地震反射异常体近东西向呈带状展布,与盆地中部航磁高ΔTa异常带相关。从地层发育及地震相特征分析,这些地震反射异常体应为辉绿岩-玄武岩等基性火成岩体,且与航磁ΔTa异常带上的磁力高相对应。异常体具有垂直向下的通道,与断裂及岩浆活动通道有关。盆地中部高航磁异常带为多期构造易活动带,反映了满加尔坳陷震旦纪与中晚奥陶世处于拉张的构造背景。     

华北板块南缘韧性推覆剪切带的发现及大地构造意义

栖霞塔顶地区是华北板块南缘唯一可以看到古元古代荆山群与粉子山群直接接触的区段,二者之间发育一韧性推覆剪切带,荆山群底部高铝片岩被推覆于粉子山群的不同层位之上.该韧性推覆剪切带显示一个台阶状的几何学模式,其形成和发展与晋宁期扬子板块向华北板块大规模的斜向仰冲密切相关.同时,由于大规模的推覆作用,元古界粉子山群底部的岗嵛组高铝片岩被推到了顶部.伴随这一过程,造山带的深源包体也发生了大规模的向地表的斜向位移.     

黄河源地区磁组构特征及其地质意义

黄河源区位于青藏高原东北部,区内主要为三叠系沉积地层,发育一系列由北向南的推覆构造带,间有早期近直立的韧性剪切带。笔者对黄河源地区巴颜喀拉山群沉积岩进行了磁组构分析,结果显示岩石磁化率各向异性度P值和磁化率百分率各向异性度H值均不大,反映该地区总体韧性变形较弱,较强韧性变形仅发育于局部地段;岩石磁组构具有磁面理发育、磁线理不发育、磁化率椭球呈压扁形椭球体的特点,反映在挤压应力作用下,岩石发生了压扁变形,主应力方位主要为NNE-SSW(近SN)向,其次为NE-SW向。根据岩石磁组构分析认为黄河源地区存在两条韧性剪切带,韧性剪切带与现今湖泊水体的展布有一定的耦合关系;北部韧性剪切带沿现今黄河河谷分布,控制着扎陵湖、鄂陵湖和玛多"四姐妹湖"的展布;南部韧性剪切带沿岗纳格玛错—野牛沟一线展布,控制着岗纳格玛错和尕拉拉错等残余湖泊的分布。     

郯庐断裂带南段晚期韧性剪切带涡度分析及其构造意义

天然剪切带通常都是简单剪切和纯剪切叠加的一般剪切的产物。通过测量韧性剪切带的运动学涡度，可以很好地解决剪切带变形过程中究竟是简单剪切占优势还是纯剪切占优势的问题。本次研究中利用石英C轴组构与主应变比值的方法以及石英C轴组构与斜列颗粒形态的方法，测量了郯庐断裂带南段晚期韧性剪切带的运动学涡度。获得的运动学涡度主要介于0．80～0．95之间，明显大于0．75且小于1，指示郯庐晚期左旋走滑韧性剪切带的变形以简单剪切为主的同时，还存在一个纯剪切分量。根据本次研究获得的涡度值、断层产状以及断裂带的运动学特征综合分析，可以认为郯庐晚期韧性剪切带是一个具有压扭性质的走滑构造。并且，本次工作中获得的运动学涡度支持伊佐奈崎板块与欧亚板块的边界为典型的汇聚型板块边界的现有成果。     

宣化小营盘金矿的控矿构造研究

本文建立了高等级公路路面排水街沟缘石开孔入水口截水量公式，并据收集的实测资料确定了截水量经验系数的计算式，同时进行了误差计算。为工程设计提供了一个科学的设计计算方法，供应用参考。     

内蒙古察右后旗三道沟一带韧性剪切带磁组构特征及其构造意义

变形岩石的磁组构参数K1、K2、K3、P、T、F、L、E等可以用来定量地分析和了解构造变形的性状。笔者对分布于察哈尔右翼后旗三道沟一带的构造岩进行磁组构特征研究发现:E值多大于1,或接近于1;T值大于0的明显多于小于0的;P值均大于1,而以F和L的对数值为轴所作的变型弗林图解中数据主要集中在剪切区和压扁区。上述结果表明磁化率椭球体主要表现为磁面理较磁线理发育的压扁型椭球体,三道沟一带韧性剪切带的构造岩石经历了力学机制为挤压剪切的强烈构造活动。这种由磁组构揭示的应力应变特征得到了野外露头及显微构造的佐证。