华北东部地区中生代盆地格局及演化过程探讨

华北东部中生代盆地演化受控于欧亚构造域的板块挤压拼接和滨太平洋构造域"洋-陆"俯冲碰撞两大动力学背景,与兴蒙造山带、秦岭-大别造山带、太行山隆起及郯庐断裂带等陆内及周边造山带的形成、深大断裂发育演化以及深部动力等因素有着密切的联系。早-中三叠世华北地区基本继承了晚海西期以来的构造格局和沉积特点,地势北西高、东南低,为一南陡北缓、呈NWW向展布的大型内陆沉积盆地;晚三叠世扬子板块与华北板块剪刀式碰撞拼接,华北地区全面抬升,且西部抬升小,东部抬升幅度大,盆地范围向西部退缩,沉积范围缩小,东部地区地势较高,地貌复杂,以隆升剥蚀为主;早-中侏罗世华北东部处于由古亚洲构造域向滨太平洋构造域演化的过渡阶段,该时期太行山的形成将华北地区分割成东、西两个大盆,西部鄂尔多斯盆地依然为一个大型沉积盆地,东部渤海湾盆地区在早-中侏罗世的早期为一些小的山间沉积盆地群,主要表现为对印支期造成的大量NWW或近EW向逆冲断层及阔缓褶皱所产生的低洼地区的充填,晚期则表现为披覆式沉积;晚侏罗世-早白垩世太平洋板块活动取代了扬子板块、西伯利亚板块活动对华北地区构造演化的控制地位,中国东部进入大规模的裂陷或断陷盆地发育阶段,且出现了明显的分区性:在盐山-歧口-新港-兰考-聊城断裂系以东,由于受郯庐断裂带左旋走滑构造应力场的控制,主要发育NW或NWW向断陷盆地,而在该断裂系以西至太行山以东的地区,受左旋走滑影响较弱,主要发育NE和NNE向断陷盆地,在张家口-蓬莱走滑断裂带以北的下辽河坳陷区,盆地的长轴方向为NNE,属郯庐断裂带内部的走滑拉张盆地;晚白垩世郯庐断裂带以西的华北广大地区整体处于隆升剥蚀状态,仅在河南信阳盆地及冀中、临清、黄骅坳陷的少数低洼地区接受沉积,多以红色河湖相粗碎屑为主。研究华北东部中生代盆地演化对于该地区前第三系油气勘探具有指导意义。     

华北克拉通东部南北缘中生代火山-沉积格局及其构造转折过程

通过华北克拉通东部北缘和南缘盆地充填序列和盆地分布演化对比研究,解析了该区中生代构造转折过程。研究发现两侧盆地均大致从早侏罗世开始发育,约以晚侏罗世为界,之前盆地充填记录反映以挤压作用、岩石圈增厚为主,之后以陆内伸展、岩石圈减薄为主,显示晚侏罗世明显的构造转折,并且地壳浅部的构造体制转变均滞后于岩石圈深部构造环境的变化。然而,两侧盆地演化也有明显差别：①北缘燕辽地区从早侏罗世到白垩纪,发育了多层系的从基性、中基性到中酸性的火山岩及火山碎屑岩组合,而南缘合肥盆地仅在晚侏罗世早白垩世产出钙碱性火山岩及火山碎屑岩组合,反映出不同的深部构造过程和源区特征;②北缘的岩石圈减薄可能始于约163 Ma,南缘明显的岩石圈减薄则始于约149 Ma,而反映在盆地构造与充填尺度上的伸展作用分别对应于大约145 Ma和132 Ma;③晚侏罗世构造转折期,北缘燕辽地区粗碎屑沉积以河流体系为主,反映盆山地势高差较小;而南缘该期发育冲积扇体系,盆山地势高差较大;④北缘盆地沉积中心迁移规律复杂,而南缘总体呈现由南向北的迁移趋势。显然,大别山碰撞造山和后造山期强烈的隆升和剥露对南缘盆地演化具有极大的主导和制约作用,而北缘则显示出强烈的壳幔相互作用并伴有区域性的陆内挤压推覆（转折前）和张裂 伸展（转折后）交替的特点。华北克拉通晚中生代构造转折的时限北缘较南缘早,说明诱发这一转折事件的区域构造动力可能首先与华北北部壳幔相互作用密切关联。     

华北板内深部构造与区域成矿

本文应用深部地球物理资料，认为华北板块的形成经历了早前寒武纪、燕山期及喜马拉雅期。由于华北板块自身及周围板块的相对运动，上地幔岩石圈的不均一性等特点，造成了许多板内构造单元，如阴山板缘带、鄂尔多斯稳定硬块，河－淮活动软块、燕山活动硬块、山西过渡地块、鲁皖相对硬块及秦岭板缘带。笔者还划出了６个金及多金属成矿带，郯庐金刚石成矿带及华北西部金刚石远景带。此外，华北地区的地热田皆为新生代大陆裂谷型，计有河淮大型裂隙地热带及汾渭线状裂谷地热带。     

中,新生代太平洋陆缘带的构造格局和构造转换

亚洲东部大陆边缘和北美西部大陆边缘同和于环太平洋的构造带，但具有不同的构造属性。从晚白垩世到新生代，前者以构造扩张为背景，由此引起陆缘裂解，陆块漂移以及岛弧，边缘海的形成；后者以构造收缩为基础，导致陆缘增生，陆块拼贴和陆缘造山带的出现。然而，从晚侏罗世到早白垩世，亚洲东部是以构造封闭型的陆缘带为特点，北美西部则主要表现为开放的陆缘带。     

下辽河盆地外围深部构造特征及中生代构造演化模式

深部地质、地球物理综合研究表明，辽西地区与松辽南部地区在莫霍面起伏、岩石厚度、壳内高导层深度和分布形式及岩石圈的有效弹性厚度方面的均存在着重大差异，这种差异是造成辽西盆岭区与松辽盆地中生代构造发展差异的主要原因。软流圈顶面积深度和岩石圈有效弹性厚度决定了盆地类型，壳内高导分布控制着盆地构造样式。辽西盆地岭区和松辽盆地南部构造的差异可以解释二者之间构造演化的不同。     

深部作用在华北中生代陆内造山过程中的主导性 ——对断块构造力源机制的讨论

本文结合笔者对大兴安岭和燕山中生代陆内造山作用的研究,对张文佑先生提出的“断块构造”的力源机制作进一步的探讨。大兴安岭中生代不同深度的两种作用同时控制着岩浆活动和构造变形,即软流圈底辟体上涌与陆缘剪切走滑的共同作用--可称之为构造-岩浆活动的二元机制,其中前者起主导作用。燕山地区中生代的断陷和隆起,是在岩石圈断裂继承性活动的基础上,在地幔物质上升和参与的背景下发生的,其中深部作用也是主导性的。     

松辽盆地形成与演化的深部作用过程--中生代火山岩探针

松辽盆地中生代火山作用从一个侧面揭示了松辽盆地形成与演化历史。松辽盆地中生代火山岩的岩石地球化学研究表明，中生代火山作用的深部过程表现为岩浆源区从逐渐上升到下降的过程。晚侏罗世到早白垩世早期为降温降压过程，表现为等温面逐渐升高，岩石圈伸展速度增大，岩浆源区变浅，盆地演化由断焰向坳陷转化。从早白垩世早期到晚白垩世，则为升温升压过程，等温面下降，岩石圈伸展速度变小，岩浆源区加深，盆地演化进入坳陷期。     

华北东部中生代构造体制转折峰期的主要地质效应和形成动力学探讨

华北中生代构造体制转折始于 15 0～ 14 0Ma ,终于 110～ 10 0Ma ,峰期是 12 0～ 110Ma ,总体上是由挤压构造体制转化为伸展构造体制 ,由EW向转变为NNE向的盆岭构造格局。但是转折过程有复杂的细节和多次挤压与伸展的转变 ,边缘与克拉通内部、北缘与南 (东 )缘之间在时间和空间上也有一定的变化。南 (东 )缘的挤压构造以 2 30～ 2 10Ma为主 ,然后在 130～ 110Ma期间达到构造转折的剧变期。北缘则似乎表现出 2 30～ 2 10Ma和 180 ( 170 )～ 16 0 ( 15 0 )Ma两期挤压构造 ,130～ 110Ma是构造转折的峰期。盆地的演化有多样性 ,燕山地区前晚侏罗世时期呈现出北东东向褶皱逆冲带与挤压挠曲盆地带相邻并存的盆山结构 ;而后晚侏罗世时期呈现出北北东向裂谷盆地与断隆相间的盆岭结构 ;晚侏罗世后时期则呈现出北东—北北东向盆地与“活动”断隆相间 ,并受北东东向褶皱逆冲带控制的盆山结构。大别山南北隆升历史完全不同。深部结构的研究表明 ,华北东部的岩石圈在古生代末期已有减薄表现 ,在中生代急剧减薄 ,地幔和下地壳发生大规模置换 ,至 130～ 110Ma到达顶峰。新生代以来又有加厚的趋势。中生代构造转折不具典型造山带特征 ,可能与周围块体夹击引发的区域性大规模地幔隆起有关     

贺兰山深部构造及其对浅部构造的响应过程

根椐实测贺兰山地区二叠系、三叠系和侏罗系含煤地层热解数据及石英脉中包裹体测温发现贺兰山地区热演化程度整体水平较高,相对邻区而言,明显具有异常地热场的特征。在分析航磁ΔT化极图、重力上延5km、10km等值线图后认为该区并不存在磁力高,前人设想贺兰山下2~5km处发育中酸性巨型岩基造成该区地热异常的说法缺乏足够证据。并且在贺兰山地区重力上延3km、5km等值线图上存在明显的重力高,剩余重力异常、莫霍面深度和地温梯度图也显示贺兰山地区为一热异常的幔隆区,它明显有别于其他造山带区。因此,贺兰山地区的高热演化特征应是莫霍面的上隆引起的地温梯度升高所致。最后结合研究区玄武岩地质地球化学特征认为贺兰山及周邻地区莫霍面上隆是造成早中侏罗世以来的热事件的原因。     

湖南深部构造活化及其浅部响应

湖南深部构造的古老性由其在古元古代的表象所证实,而长期性则由其所分割的岩石圈块体在漫长时期内的活化改造特征所体现。本研究表明,大型的深部构造是构造、岩浆活动和矿产的集中带,沿走向的区域构造、岩浆及成矿历史是深部构造在浅部的响应。深部构造作为多次能量释放带,其交汇处有利于大型或超大型矿物资源的形成和聚集,因而对找矿预测有巨大潜力。     

太平洋板块俯冲与中国东部中生代地质事件

中国东部至少自侏罗纪开始就一直处于俯冲大洋板块之上,但是有关俯冲板块对其影响程度一直有不同的认识。最近的研究表明,太平洋海山岛链的时空分布显示太平洋板块的漂移方向曾发生多次转折,这些转折与白垩纪中国东部的构造演化和岩浆事件有着密切的时空耦合关系。从时代和力学性质上看,太平洋板块俯冲方向的改变在很大程度上控制着中国东部中生代的盆地演化和郯庐断裂活动等重要地质事件。这些认识为理解中国东部构造演化提供了新的视角,包括岩石圈减薄的机制、郯庐断裂的演化,以及燕山期大规模岩浆活动等。本文重点分析了太平洋板块俯冲与中国东部中生代岩浆活动的对应关系。在125～140Ma太平洋板块向南西方向俯冲,造成中国东部岩石圈减薄,软流圈卸载上涌,发生减压部分熔融;约125Ma,太平洋板块漂移方向发生了大幅度转折,形成安第斯式的俯冲挤压,岩石圈停止减薄和减压部分熔融,出现岩浆宁静期。随着俯冲的深入,到110Ma前后俯冲板块后撤,形成弧后拉张,岩浆活动又重新开始。     

中国东南部晚中生代岩浆作用的深部条件制约

通过对中国东南部区域地质条件的分析和地球物理资料的研究,获得了如下认识：1．区域构造作用和基底物质成分影响并制约着晚中生代岩浆活动,岩浆岩的分区性具有很好的地表与深部一致性;2．按岩浆岩类型可分为三区,即沿海钙碱性中酸性火山－侵入杂岩区、武夷山弱过铝花岗质火山－侵入杂岩区和赣江以西强过铝花岗岩区,三者之间分别被政和－大埔断裂与赣江断裂所分隔;3．在沿海地区,存在局部高导层,推测与拉开裂解有关。玄武岩浆底侵和碱性花岗岩形成与晚白垩世拉张作用关系密切;4．政和－大埔、赣江和长乐－南澳三大断裂是重力梯度带或梯度宿突变带,且深部地球物理存在明显差异,可能是壳幔作用剧烈的场所;5．存在中地壳低速带,厚2－4km,为地壳部分熔融或韧性变形产物,推测是部分晚中生代花岗岩浆的策源地;6．支持中国东南部晚中生代岩浆作用的板块俯冲＋陆内玄武岩浆底侵的成因模式,日本中央构造线－台湾纵谷带是中生代太平洋板块朝东亚陆缘消减的俯冲带和缝合带。     

华北东部平原浅层高矿化弱渗透地下水的开发技术示范研究

开发利用华北东部低海拔平原浅层弱渗透含水层地下水,是挖掘水土资源潜力与提高光热生物环境资源利用水平的关键问题。通过借鉴国内外经验和现场勘查设计施工,在天津、沧州、衡水和济阳等地成功建立了"抽咸换淡辐射井"、"河水-雨洪水-潜水循环利用井"、"虹吸连通增采井"等不同类型示范工程,取得了在低成本条件下的良好效果。这既解决了淡水、微咸水、甚至是咸水地区的农业灌溉用水问题,也使浅层咸水大规模改造利用成为可能,为合理开发利用水土资源开辟了一条可行的途径。     

渤海湾盆地形成与华北克拉通破坏

渤海湾盆地是一个中、新生代盆地,位于华北克拉通的东部地块上,是华北克拉通破坏的中心区域。渤海湾盆地的结构、构造记录了华北克拉通破坏的构造过程。文章综合10a来据三维地震资料揭示的渤海湾盆地构造,和20a来渤海湾盆地周边华北克拉通区域中、新生代构造和地球化学研究成果,系统提出华北克拉通破坏期间,渤海湾盆地深、浅部的构造机制分别为:中生代浅部构造机制是挤出构造成因,深部构造机制为局部有限的拆沉+底侵模式;新生代构造机制是北西向壳内伸展机制,与印度和欧亚板块碰撞激发的软流圈的东扩远程效应和太平洋俯冲带的跃迁式东撤的联合效应——区域性西进东退的深部机制有关。     

中国东部中新生代构造格局和岩浆岩带的形成与演化

在研究印支期秦岭-大别-苏鲁造山带的形成与地幔差速环流的基础上,系统综合了中国东部中新生代的基底构造对断裂构造的控制,深层构造对隆凹与断陷盆地的制约,伸展构造在陆内及陆缘外的表现,岩浆岩带的时空分布及展布特点等规律,依据中国东部中新生代构造格局与岩浆岩带在时空分布上的宽阔性、方向性、迁移性、分带性,特别是深层构造对浅层断裂构造、伸展构造的制约,以及岩浆岩带、隆起与盆地等自西向东迁移特点,提出其形成机制可能与强大地幔东向差速环流有关.     

中国东部深层油藏隔层裂缝及其地质意义

中国东部深层油藏隔层由于其破裂压力小，受地静压力、构造应力的作用而形成裂缝，降低了其封闭性，从而影响油田注水开发的效果。以冀东油田高尚堡Es3^2 3油藏为例，综合地质、地震、测井和生产动态资料，应用一系列先进技术，对我国东部深层油藏隔层裂缝的基本特征、分布规律进行了深入的研究，分析了隔层裂缝的形成原因及其对注水开发的影响，并提出了解决措施。     

Extensional Tectonic System of Erlian Fault Basin Group and Its Deep Background

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｈｉｇｈｌｙｅｘｔｅｎｄｅｄｒｅｇｉｏｎｓ（β＞１．５－２）ｓｕｃｈａｓｔｈｅＢａｓｉｎａｎｄＲａｎｇｅＰｒｏｖｉｎｃｅａｎｄｐａｓｉｖｅｍａｒｇｉｎｓ,ｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｌｔｅｃｔｏｎｉｃｓｙｓｔｅｍｉｓｃｈａｒａｃｔ...     

Potash–rich Magmatism and Associated Gold-Copper Mineralization in the Yishu Deep Fault Zone and Its Vicinity, Eastern China

Abstract: The Mesozoic potash‐rich volcanic rocks which hosted several gold or gold (copper) deposits are widely distributed around the Yishu deep fault zone, eastern China. Lithologically, these rocks include basaltic trachyandesite, trachyandesite, latite and trachyte, of which the trachyandesite and latite are the predominant rock types. Whole‐rock Rb‐Sr isochron ages and ⁴⁰Ar‐³⁹Ar plateau dates of them are 108.2 ? 119.6 Ma and 114.7 ? 124.3 Ma, respectively. Chemically, they are characterized by high and variable Al₂O₃ contents, high K₂O+Na₂O values, and high K₂O/Na₂O and Fe₂O₃/FeO ratios. The rocks also have enriched LILE and LREE concentrations, low HFSE abundance, and display extraordinary Sr‐Nd isotope signatures (I_Sr = 0.7084 ? 0.7125, ε_Nd(t) = ‐9.43 ? ?18.07). Integrated geological and geochemical data suggest that they were formed in a continental‐arc setting and most likely originated from the partial melting of enriched mantle which was induced by source contamination of subducted continental crustal materials. Gold (copper) deposits in this district are closely related to Mesozoic volcanic‐subvolcanic magmatism. They are frequently located either at the margin or adjacent to the volcanic basins. Most of them are spatially associated with maar‐diatreme systems and/or flow‐dome complexes. The formations of two gold (copper) deposits, the Qibaoshan breccia pipe‐porphyry type Au‐Cu deposit and the Guilaizhuang tellurium‐gold type epithermal Au deposit, have been proved to be in close relation with potash‐rich magmatism. The genetic relations between potash‐rich magmatism and Cu‐Au mineralization is still quite unclear. Detailed review of the previous works demonstrates that the high contents of volatiles (such as H₂O, CO₂, S, F and Cl, especially F and Cl) and the high oxidation state of the potash‐rich magmas may be the main favorable factors for the formation of the Cu‐Au deposits.     

Deep Tectonic Processes and Superaccumulation of Metals Related to Granitoids in the Nanling Metallogenic Province, China

The Nanling region is an important nonferrous and rare metal metallogenic province in South China, in which most of the deposits are related to granitoids in genesis. It covers southern Hunan, southern Jiangxi, Guangxi, Guangdong and Fujian provinces, with a total area of about 550,000 km2. This metallogenic province is well known in the world for its rich tungsten and tin resources. In the past 40-odd years, a vast amount of mineral exploration activities and studies of the geology of mineral deposits have been carried out and great achievements obtained in the province. This paper is focused on a discussion about the deep tectonic processes in the orogenic belt during the Mesozoic and their contribution to the superaccumulation of metals. Tectonically, this metallogenic province is composed of three units: (1) the marginal continental orogenic belt in the Southeastern Coast fold system in the Yanshanian; (2) the intercontinental orogenic belt in the collision suture belt between the Yangtze and Cathaysian plates mainly in the Caledonian; and (3) the intracontinental orogenic belt induced by subduction of the ocean crust and delimination of the mantle lithosphere in the Yanshanian. It is suggested that superaccumulation of metals in this metallogenic province was caused by the existence of mantle rooted tectonics at the depth based on comprehensive studies of geophysical information of seismic, geothermal and magnetotelluric surveys in Nanling and its adjacent areas. The Xihuashan wolframite quartz vein deposit, the Shizhuyuan W, Sn, Mo, Bi greisen-skarn deposit and the Dachang tin-polymetallic deposit are three typical examples of the deep tectonic processes. However, this kind of deep tectonic processes only act as the "engine" of the superaccumulation of metals, which means that they should have to correspond with the super-crust ore-controlling pattern of "lines-rows-clusters" (L-R-C). This recognization is expected to play an important role in assessment of mineral resources in this province.