中国西北盆山地区地壳结构及其演化

根据新疆及其它相关地学断面所获资料，论述了中国西北盆山构造地区的地壳结构，已有资料表明，在中国西北盆山地区，山脉和盆地具有明显不同的地壳结构，它们的地壳厚度不同，表现为山区地壳厚，具有明显的山根：盆地区地壳厚度小，同时地壳分层和各层的组分也有所差异，这些地壳本身结构性的差异，以及它们所受到的应力状态和热状态的不同，就是小区各种构造活动产生的根源，最后从区内地质构造形成过程讨论了区内地壳不同结构形成的演化历史。     

中国西北盆山地区中-新生代古地理及地壳构造演化

中国西北地区的盆山地形和该地区地壳结构具有明显的一致性,反映了现代盆山构造的一个重要特征。文中讨论了中国西北盆山区在中-新生代不同时期的古地理面貌和它们的发展演化过程。本区在中-新生代不同时期具有不同的古地理面貌,而且随着地壳上地幔的构造演化而不断发展,盆山构造的形成受到了地壳活动和演化的控制。一般来说,中国西北的主要山系是古生代或早中生代的造山带,但它们形成现在这样巨大的山系主要发生在晚新生代。如天山山脉的构造演化,三叠纪天山曾经一度隆起成山,两侧的准噶尔和塔里木盆地中堆积了巨厚的磨拉石;侏罗纪时由于剥蚀夷平成为一个准平原,形成了广泛分布且可以对比的含煤岩系;从白垩纪到早新生代,它再度隆升,直至第四纪时形成雄伟的高大山系,两侧形成相应的大型沉积盆地。其他一些山脉,如祁连山和昆仑山,也具有类似的发展演化过程。最后,控制这一过程的根本原因则是地壳、甚至整个岩石圈的构造发展演化。     

新疆地壳结构和演化中的若干问题

以新疆独山子-泉水沟地学断面的资料为主,讨论了泉水沟-阿勒泰剖面的地壳结构主要特征。它们不仅在地表形成了三山两盆的盆山结构面貌,而且在深部的地壳结构上也有明显的不同。进而我们认识到以天山和祁连山为代表的中国西北的主要山系在地质历史上虽然属于不同时期的造山带,但真正形成现代的盆山结构是新生代以来壳幔相互作用的结果。特别是天山地区,新生代以来的造山活动和古生代时期有明显的不同,也和高原南侧喜马拉雅山的新生代造山作用不同,我们称之为“天山型造山运动和天山型造山带”。     

天山-西昆仑地区沉积-构造演化史——新疆地学断面走廊域及邻区不同地体的沉积-构造演化

通过新疆地学断面项目的研究,本文探讨了新疆南部天山-塔里木-昆仑山地区的沉积-构造演化史。本文以古生代及其以后的历史为重点,针对若干有争议的问题提出了初步的认识。本区的地壳演化历史可以分为4个不同的时期,总体来说,表现为一个地壳逐渐从活动趋于稳定、不同时期的古洋盆闭合和不同陆壳板块碰撞拼合的过程。古生代时以古亚洲洋的活动为主导因素,到古生代末,北方形成统一的古欧亚大陆。晚古生代至中生代时受南面特提斯洋活动所控制,随着特提斯洋的闭合及南侧陆块的碰撞而发生了一系列沉积-构造事件,包括古特提斯洋的闭合和康西瓦缝合带的形成,南侧羌塘、冈底斯和喜马拉雅等陆块的碰撞产生的不同效应,形成了本区现代的盆山构造面貌和丰富多彩的演化历史。     

华北盆-山演化和岩石圈转型与煤层气富集的关系

以华北陆块盆-山构造与岩石圈岩浆热结构演化研究为基础,以区内不同富集机制的含煤区域为研究对象,对华北典型地区盆-山演化、岩石圈转型及其与煤层气富集的关系进行了深入探讨。研究表明,华北典型地区盆-山动力学过程从中生代开始经历了挤压盆-山阶段、挤压盆-山向伸展盆-山转换阶段以及伸展盆-山阶段;华北岩石圈结构演化则经历了岩石圈增厚与稳定过程、岩石圈转型过程、岩石圈快速减薄过程等,且自古生代以来至少经历了两次以上具有时空不均一性的岩石圈转型。沁水盆地和两淮煤田的构造—热动力学环境有利于煤层气富集,且在挤压与伸展作用的转换和叠加过程中形成的构造过渡带是煤层气富集的有利构造单元。沁水盆地煤层气富集特征是岩浆—热作用有利于煤层气储集,而一定的构造变形有利于煤层气的渗流和开采;两淮煤田的强构造作用和后期叠加的张性应力场有利于煤层气的富集和储层的增渗,可在构造煤发育区寻找煤层气开发的有利区域。     

华北克拉通中生代下地壳置换：非造山过程的壳幔交换

华北克拉通内部前寒武纪麻粒岩地体和新生代火山岩的麻粒岩捕虏体的研究表明，前寒武纪下地壳与现今下地壳的是不同的。下地壳的主要置换发生在中生代。这表明，华北克拉通中生代的构造重大转折，不仅使得盆山格局发生了变化，而且下地壳和上地幔的组成和结构发生了变化。已发表的关于东部岩石圈减薄的机理有折沉作用、幔柱构造模式，均与造山带的演化相联系。本文注意到，华北克拉通最下部地壳的部分或大部都已被中代的下地壳置换，它们不仅发生在克拉通边部，而且发生在克拉通内部。因此华北克拉通中生代的下地壳被中生代的下地壳取代的作用，可称为华北克拉通中生代换底作用。中生代时期的华北拉通下可能存在有规模的地幔柱，强烈的壳幔交换是换底的作用的主要方式，热侵蚀和化学侵蚀的细节还不清楚。但可以推测这与造山带的演化没有直接关系，和造山带岩石圈根部的折沉作用有一般意义的底侵作用不同。     

斜切中亚的深部滑移构造带地球物理证据及对表层构造的制约

斜切中亚的帕米尔一阿尔泰滑移构造带向南延伸，可与恰曼转换断裂系统相接，影响其两侧表层断裂构造格局、中新生代盆山演化、现今地壳变形和地震活动．地球卫星重力异常带在滑移构造带两侧表现出显著的不连续性和系统位移特征，其深部滑移幅度达600km以上．从卫星资料反演计算出的地壳厚度图上可看出，新疆地区地壳厚度比中亚邻区厚4～8hn，岩石圈厚度比中亚邻区厚10-20km，新疆及邻区地震波速层析成像结果提供了不同深度速度结构，在平行于中国西部国界处的10km、30km、50km深处均有NE向速度结构不连续面的反映．     

鄂尔多斯盆地西南部晚中生代-新生代盆山转换及构造-沉积响应

鄂尔多斯盆地是位于华北克拉通西部的一大型多旋回叠合盆地，自晚中生代以来长期处于多个板块汇聚的中心，在盆地不同构造部位也不可避免地发生构造叠加作用和盆山结构的变化。因此准确厘定和恢复鄂尔多斯盆地晚中生代以来的构造活动期次、变形过程和深部动力学是理解东亚地区多板块汇聚的一把关键钥匙，同时也有助于认识盆地内部沉积矿产的关键控矿要素。文章通过解析鄂尔多斯盆地西南部晚三叠世以来的盆-山结构、构造-地层特征、变形和断层的演化序列，结合前人的盆山隆升史和区域动力背景研究成果，系统恢复了鄂尔多斯盆地西南部晚中生代-新生代的盆山演化过程和相应的构造-沉积响应。研究认为早白垩世末—古近纪，鄂尔多斯盆地西南部大部分地区处于夷平阶段，与盆缘具有不同的隆升过程，直至30 Ma以来盆地内部才发生强烈的垂直隆升剥露事件。盆地西南部大量切穿下白垩统的走滑断层为中新世-更新世早期北西向左旋走滑剪切应力作用下形成的不同走滑断层组合，是青藏高原向东北扩展过程中贯入到相对刚性盆地内部的弱应变响应。     

胶东西北部早白垩世区域应力场演化及构造控矿规律研究

胶东西北部是我国重要的金矿集区,其所在的华北克拉通在古生代末-早中生代,经南(大别-苏鲁)北(兴蒙)两条东西向碰撞造山带的焊接成为欧亚大陆东缘的一部分,随后强烈卷入到北北东向的滨太平洋构造域,使区内大陆地壳的演化进入了一个崭新的陆内造山阶段。这一剧烈的构造体制转折,标志着前中生代盆山系统演化的终结,并奠定了晚中生代至今的华北克拉通基本     

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。     

四川盆地复合盆山体系的结构构造和演化

盆山体系研究是当前大陆动力学探索的热门。四川盆地周缘为造山带所围绕,盆地与造山带存在着耦合关系。系统地分析四川盆地和周缘造山带组成的盆山体系的结构和演化特征对深入认识四川盆地的构造和油气分布规律具有重要的意义。通过构造剖面的解释、沉积充填特征和陆源碎屑物源的分析以及同位素年代学的分析,研究了四川盆地盆山体系的结构、构造变形特征和演化历史。四川盆地与周缘造山带均以冲断褶皱带相耦合,构造变形在平面上和纵向上具有明显的分带性和层次性的特点。提出了"复合盆山体系和亚盆山体系"的概念,并认为四川盆地及周缘造山带组成了一个复合盆山体系,并由多个次一级的亚盆山体系所组成,各亚盆山体系是互相影响、互相叠加、互相干扰联合的。这在一定程度上丰富了盆山体系的认识。     

准噶尔盆地基底构造

我们已完成了穿越准噶尔盆地及其周边地区的I-I、II-II、III-III、IV-IV和额敏—哈密剖面5条综合地球物理剖面。通过综合研究,初步了解准噶尔盆地及邻近地区的地球动力学问题:准噶尔盆地基底由北部的乌伦古地体和南部的玛纳斯地体组成。两者的分界为西西北方向的滴水泉—三个泉缝合线。其西部与北东向Dalbutte缝合带相连,东部与北西向的Cranamary缝合带相连。准噶尔盆地北部的乌伦古地体基底为双层构造,上层为泥盆系和下石炭统组成的褶皱基底,大致表现为北厚(3~5 km)、南薄(1~2 km)。缝合线以南的玛纳斯地体为单层基底,即新元古代结晶基底。准噶尔盆地地壳厚度为44~52 km,北薄南厚。周边山区地壳厚度高于盆地地区。盆地及邻近地区地壳分为上、中、下层,并且中地壳一般较薄。盆地地区的地壳存在多条深断裂。南北方向发育了6条主要深断裂,分别为红车、德伦山、石溪、呼图壁、彩南和阜康。这些断层倾角较大,向上延伸至上地壳下部,向下切入地壳基底界面。壳内水平构造和构造面无明显垂向断层,似有“开放断层”特征。这些断层是上地幔物质挤入地壳的良好通道。此外,该地区还有两条主要的横向深断层。一是北西西走向的滴水泉—三个泉深断裂,它向南倾斜,具有逆断层性质,可能会破坏滴水泉—三个泉缝合带。另一条是近东西向的昌吉—玛纳斯深断裂,向南倾斜,主要发育在中下地壳,具有逆断层性质。这些深断裂对盆地构造发育具有一定的控制作用。准噶尔盆地西部的莫霍面基本连续地延伸到了天山的莫霍面,并且后者的莫霍面深度明显大于前者。但是,盆地东部的莫霍面与博格达山脉的莫霍面并不连续。前者以叠加关系延伸到后者之下,表明盆地东部的地壳向博格达山脉俯冲。这有助于解释天山东部构造活动相对减弱而博格达山脉向北推高的构造地貌现象。周边准噶尔盆地具有挤压盆地-山地构造耦合格局,尤其是南部边界东部博格达—准东盆地的山地-盆地构造耦合。现在将准噶尔盆地与吐哈盆地分开的博格达山脉是年轻的、仍在上升的山脉。博格达山的隆升是印支运动以来多次推覆造山运动的反映,其现貌是新近纪以来新构造运动的结果。准噶尔盆地盖层发育经历了3个阶段:与天山和松潘—甘孜造山带形成有关的二叠纪—三叠纪前陆盆地阶段,区域压缩较弱的侏罗纪—早始新世陆内坳陷阶段,以及新近纪晚期以来与天山抬升有关的活化前陆盆地阶段。     

新疆博格达山分段及深浅构造转换关系

研究表明 ,天山及邻区自中生代以来一直处于热衰减状态 ,博格达山新生代再造山具有“冷隆升”性 ,盆山边界断裂多限于上地壳内 ,而非直通中地壳低速体甚至上地幔的“深大断裂”。造山带内的韧性剪切带是在古生代形成的 ,而不是再造山期的断裂 ,它对造山带隆升及盆山耦合无贡献 ,博格达山的隆升为复式背斜构造所支持。博格达山与准东的关系为背斜北翼与盆地平缓基底构成的挠曲构造 ,而不是被深大断裂分隔的断块。博格达山具有独特鲜明的分段性 ,造山带的两个弧形构造与新生代再生前陆盆地构成独特的“斜方对称”分布样式。以板条观点为指导 ,从盆山单元的平面配置关系和深浅构造转换关系入手 ,探讨了博格达山板内造山阶段的几何学和运动学分段性的成因 ,构建了盆山耦合模式     

Wide rift model in Bohai Bay Basin: insight into the destruction of the North China Craton

The Bohai Bay Basin is a Cenozoic extensional basin along the eastern aspect of Asia. Whether the Bohai Bay Basin is a pull-apart or rift basin is controversial. The Bohai Bay Basin exhibits a high density of extensional faults and records destruction of the North China Craton. Many structural analyses have been performed on the Bohai Bay Basin, especially the Tan-L and Taihang Mountain fault systems which control its boundary. The initial deposition of Kongdian Formation was mainly distributed along the boundary of Bohai Bay Basin during the Palaeocene–early Eocene. Subsequently, tectonic activity migrated toward the interior of the basin during deposition of Shahejie Formation in the middle Eocene–early Oligocene. Bohai Bay Basin crust was thickened in early Mesozoic time and has thinned since late Mesozoic time. The crustal strength profile of Bohai Bay Basin is characterized by very weak lower crust, which differs from that of adjacent crust. In regard to the crustal structure, lithospheric thickness, and extensional style, an alternative rift model is proposed. Initial Bohai Bay Basin rifts were characterized by metamorphic core complexes affecting the North China Craton, which reflects collapse of parts of the early Mesozoic intra-plate orogen. Furthermore, westward subduction of the Palaeo-Pacific Plate led to upwelling of asthenosphere mantle. Persistent upwelling of mantle decreased the strength of lower crust and led to the warm heat-flow regime and generation of a lower crustal fluid layer and wide rifting. Outward flow of ductile lower crust following late Cretaceous extension thinned the lower crust and generated the overall sag appearance of the basin in early Cenozoic time. The model supports a model whereby a wide rift narrows with time. For the Bohai Bay Basin, extension and strike-slip faulting were two independent deformation systems superimposed on each other.     

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。     

南海西南次海盆两侧陆缘中生代晚期构造接触关系

为探究南海西南次海盆两侧陆缘地块在中生代晚期构造接触关系及其对南海形成演化的影响,利用过南海西南次海盆两侧陆缘采集的地球物理资料以及公开发表的数据资料,对两侧陆缘的地壳结构及前新生界构造变形特征进行了研究.研究结果显示,西南次海盆两侧陆缘的地壳结构及物质组成存在差异,属于性质不同的两个微地块;两侧陆缘前新生代地层在晚中生代经历了来自不同方向的挤压作用,且遭受抬升剥蚀.结合南海及邻区中生代花岗岩分布特征及区域构造背景,进一步推测两侧陆缘地块在晚中生代以俯冲碰撞的方式完成拼贴缝合,该俯冲碰撞带是南海北部俯冲带在南海西南方向的延伸,并且新生代南海的扩张可能与该俯冲碰撞带这个先存的软弱带有关,是南海海盆初始破裂的部位.      

焉耆盆地博湖坳陷形成过程及动力学机制

在综合分析区域地质、构造、沉积等资料的基础上, 结合中国西北地区中生代构造背景、火成岩分布特征、平衡剖面的研究和热史方面的研究成果, 以及参照碎屑矿物系数的时空展布特征, 证实了早中侏罗世的西北地区处在2次构造运动(印支运动和燕山运动) 强烈挤压与碰撞(即羌塘块体和拉萨块体分别向北拼贴于欧亚板块南缘) 之间的相对松弛的弱伸展环境中, 焉耆盆地侏罗系原型性质为拉张背景下的坳陷盆地; 并在此基础上探讨了焉耆侏罗系盆地的形成机制以及后期构造作用对其进一步的改造, 其构造格局最终定型为具有前陆盆地的结构特征, 从而建立了其充填演化序列.      

福建宁化湖村盆地构造解析及其地质意义

湖村盆地位于闽西宁化县境内，是闽西北地区变质岩系之上，几个零星出露上古生界的和下三叠统地区之一。本文运用平衡剖面的基本原理及构造解析方法，论证了湖村盆地既不是闽西北隆起之上的断陷盆地，也不是简单的“构造窗”而是在早三叠世末－中株罗世，闽西地区自北西向南发生叠瓦式逆冲推覆作用而形成的残存构造盆地。