东北大兴安岭北段蛇绿岩的时空分布及与区域构造演化关系的研究

大兴安岭北段作为中亚造山带东段重要组成单元,该区域的构造背景一直悬而未决,它涉及兴安与松辽地块基底属性、额尔古纳地块亲缘性以及三者之间的拼贴位置、时限和方式等众多科学问题。蛇绿岩作为研究造山带的重要工具之一,不仅是古板块或微地块的重要边界,而且是认识地幔组成和壳幔演化的重要窗口。然而大兴安岭北段蛇绿岩却鲜有报道。根据近年来野外工作及结合前人研究成果,文章探讨了蛇绿岩形成时代及构造环境。研究表明：(1)大兴安岭北段蛇绿岩整体呈北东向展布,但时代跨越较大,主要包括新元古代、早奥陶世-志留纪、石炭纪-二叠纪;(2)大兴安岭北段蛇绿岩均有E-MORB地球化学特征,其中新元古代的蛇绿岩明显亏损高场强元素Nb、Ta,而晚古生代的蛇绿岩则相对富集高场强元素;(3)大兴安岭北段新元古代蛇绿岩可能形成于洋内岛弧环境,记录着前寒武纪陆弧碰撞信息,而早奥陶世-志留纪蛇绿岩可能与早古生代弧盆体系演化相关。尽管上述认识为大兴安岭北段古生代的地球动力学背景研究提供了新的依据,但大兴安岭北段蛇绿岩仍存在较多问题亟须解决。     

与亚洲古季风有关的中国及邻区新生代构造演化的几个问题

本文简要综述和讨论了与亚洲古季风气候形成有关的中国及邻区新生代,特别是晚新生代构造演化的一些问题。新生代初印度一欧亚板块汇聚以来,特提斯海的消退过程,以及太平洋板块在亚洲大陆东缘和东南缘消减引致的弧后海盆(如日本海、东海、南海)的扩张和陆缘海盆(如黄海、渤海等)的出现,对于亚洲古季风形成的意义要比青藏高原隆升所起的作用更重要。青藏高原地表快速隆升在时间上滞后于高原地壳S—N方向的强烈缩短,其原因可能与青藏高原下地壳和上地幔熔融或局部熔融有关。此外,东亚古东南季风区域特征的形成还与我国华北及东南沿海构造运动导致的晚新生代地形地貌演化有着重要关联。     

东北地区及邻区晚古生代晚期构造特征及演化规律

本文通过区域物探、地质资料的综合分析和野外调查,在重新厘定了东北地区晚古生代晚期区域断裂构造和区域构造格局的基础上,重点探讨了石炭—二叠纪的沉积构造特征。     

佳木斯地块及邻区早古生代——晚中生代构造演化

为厘清嘉荫—牡丹江缝合带的形成时代,确定佳木斯地块早古生代—晚中生代构造演化过程,笔者对佳木斯地块及邻区出露的一些特征岩石的相关资料进行了收集与系统分析。分析结果显示,黑龙江杂岩外来岩块原岩具有类似蛇绿岩的特征,锆石U--Pb年龄结果显示其形成时代为257～210 Ma,云母及蓝闪石Ar--Ar年龄显示基质与外来岩块共同发生高压变质与退变质事件的时间为193～145 Ma,结合出露于佳木斯地块与松嫩地块的早古生代-早侏罗世火成岩地球化学特征及锆石U-Pb年龄,提出佳木斯地块与松嫩地块间经历了早古生代拼合—二叠纪末期三叠纪裂解—侏罗纪-白垩纪初期再次拼合的构造演化过程。古太平洋板块向西的俯冲作用,驱动了其最终的拼合,形成了以黑龙江杂岩为标志的嘉荫—牡丹江缝合带。     

中国东北地块群及其构造演化

东北地块群主要有额尔古纳、兴华、松嫩、佳木斯和兴凯等地块,它们都不是从西伯利亚克拉通分裂出来的,而都具有独立的演化史.额尔古纳、兴华地块参与到西伯利亚板块东南大陆边缘古亚洲洋弧盆体系中,组成岛弧-山弧或弧后盆地的一部分;松嫩、佳木斯和兴凯地块分别为泛古洋和古太平洋作用区内亲西伯利亚和亲华北的地块,具有前白垩纪较复杂的演化史.在较详细讨论了东北地块群的构造演化的基础上,认为东北大地构造格架,除可以划分出西伯利亚板块和华北板块外,还应划分出滨太平洋松嫩-佳木斯联合地块、环太平洋兴凯地块、胶辽地块和那丹哈达地体.     

从卫星重力资料看中国及邻区地壳密度结构

本文应用小波多尺度分析等信息提取新方法,从地球重力场模型(EGM2008)经各项校正得到的中国及邻区卫星布格重力异常中提取和反演了中国及邻区上、中、下地壳的密度信息,揭示了区域地壳三维密度结构。下地壳低密度扰动主要出现在青藏高原和华南沿海到对马海峡一带,其它地区多现较高密度扰动。所有克拉通地体密度在中下地壳都是高密度的。中下地壳低密度扰动带可分成四类:(1)出现在板块边界的低密度扰动条带,(2)出现在中国西部挤压构造有关的山脉下方,(3)与拉张走滑构造有关的构造带,(4)和与大陆内部板内造山有关的构造带。上地壳结晶基底的低密度扰动可出现在显生宙造山带和未充分发育的大陆裂谷。碰撞俯冲造山带以地壳低密度大厚度为特征,但是板内造山带不同,以地壳局部高密度中厚度为特征,局部高密度反映了中基性结晶岩的存在,莫霍面上拱反映了中基性岩浆侵入。板内拉张裂谷带上地壳基底密度局部低、中地壳低速带发育反映拉张区的流体活动,而下地壳反射体发育、莫霍面变厚成层反映拉张区的玄武岩浆底侵。由于卫星重力测量资料分辨率毕竟有限,对中国东部地区还未能给出关于中地壳密度扰动的细节,还必须开展地面重力测量资料的小波多尺度分析。     

大兴安岭中北段原岩锆石U-Pb测年及其与区域构造演化关系

作者认为单个锆石的同位素年龄记录了所在区域单次构造、岩浆或变质事件活动的时间,不同来源的大量原岩单颗粒锆石的测年数据则可以反映研究区总体构造演化历史。本文对近年来在大兴安岭中北段自测和收集的123件原岩样品的2636个锆石U-Pb测年点的同位素年龄进行统计,结果显示研究区的锆石年龄数据总体上出现840~780Ma, 530~440Ma, 330~280Ma, 240~190Ma,180~160Ma和150~120Ma等多个明显高峰值区间和>840Ma, 770~540Ma和440~400Ma三个相对数据较少的空白地段,且岩浆结晶锆石、变质锆石、继承性锆石等不同成因类型的锆石的年龄统计分布有良好的对应性。年龄数据的高峰值区间与该地区基底形成、陆壳生长、主要板块或微板块俯冲、碰撞、拼贴等主要构造事件时间吻合;而年龄空白区间则与主要的洋底扩张、被动陆缘时代相吻合。研究说明大量原岩锆石的测年数据与河流碎屑锆石同位素年代学一样,可以用于研究物源区的地壳生长和构造演化历史。综合大兴安岭中北段大量单颗粒锆石的同位素年代学、岩石组合和构造特征研究,说明该地区经历了古元古代基底形成、新元古代陆壳生长、新元古代末期板块裂解,古生代期间古陆块间的俯冲、拉张、拼贴碰撞,早中生代碰撞造山、晚中生代造山后伸展垮塌、大陆边缘弧后伸展等复杂的构造演化历史;同时表明蒙古-鄂霍茨克洋在早中生代时期(晚三叠世)即已碰撞造山,大兴安岭中北段及额尔古纳地区发育大量与碰撞有关的花岗岩、混合岩及碰撞后伸展跨塌有关的构造和岩石产物(盆岭构造、滑脱构造、变质核杂岩、陆相双峰式火山岩和多金属成矿等),这对于重新认识研究区中生代多金属成矿的地球动力学背景提供了新的依据。     

新疆北部及邻区地壳构造格架及其形成过程的初步探讨

基于笔者近20年来在新疆北部地质调查积累的资料,并结合对现有地质地球物理资料的综合分析,本文简要讨论了新疆北部及邻区地壳现今构造格架及其形成过程。该区地壳现今构造格架的基本特征是垂向上具有双层结构,侧向上不同时期具有不同的构造分区。新生代侧向构造分区表现为盆山构造,古生代晚期侧向构造分区总体表现为显生宙造山带与古老地块的镶嵌,具体划分为两个弧形造山系、两个雁行斜列的帚状构造和3条线性造山系,分别属于西伯利亚、哈萨克斯坦、塔里木、喀拉塔格等4个古板块;喀拉塔格古板块是新元古代地壳作为基底的古岛弧与其周围的海洋岩石圈组成的板块,残迹保存在南天山碰撞带之中;阿尔泰山、东准噶尔、准噶尔—吐哈地块是西伯利亚古板块的一部分,西准噶尔和中亚地区是哈萨克斯坦古板块的组成部分,查尔斯克—斋桑带、依连哈比尔尕带和康古尔塔格带,构成了是西伯利亚古板块的南界,南天山是哈萨克斯坦与塔里木古板块的碰撞带。在纵向上,该区地壳被划分为震旦纪至石炭纪、二叠纪至侏罗纪和白垩纪以来的陆内演化等3个构造层。该区构造格架的形成过程包括中元古代至古生代晚期古洋盆的演化与关闭、二叠纪至侏罗纪受古太平洋和古特提斯洋演化影响、以及新生代期间受印度板块与欧亚板块碰撞影响等3个构造阶段;在某些地质时期还与幔源岩浆的底垫对地壳或岩石圈的改造有关。该区前身的古洋盆包括古太平洋和古亚洲洋两个洋盆。从动力学角度看,该区地壳的形成与演化,分别受控于水平方向上板块之间的相互作用和垂直方向上软流圈地幔与上覆岩石圈或地壳的相互作用。结果是不仅使该区大陆地壳的增生有水平的和垂直的两种方式,而且使该区地壳演化表现为挤压和伸展两种方式并存。     

中国东北及邻区白垩纪古地磁分析与块体旋转运动动力学背景

内容提要：为了更好地理解中国东北及邻区白垩纪各块体的旋转运动模式及其运动量,本文根据最新的地层学进展分早白垩世中期、早白垩世晚期与晚白垩世三个阶段对该区古地磁数据进行了精细分析。通过与华北-华南地块（不包括朝鲜半岛、辽东及胶东半岛）相应时期的古地磁极对比,说明朝鲜半岛及辽东早白垩世中、晚期相对华北-华南地块分别顺时针旋转约11º,晚白垩世以来没有明显的旋转运动。辽西地区则出现了小幅度的逆时针旋转运动。以上旋转运动与太平洋板块俯冲引起的中国东北及邻区强烈岩石圈减薄和伸展作用具有密切联系。     

白垩纪：中国及邻区板块构造演化的一个重要变换期

中国及邻区是一系列不同起源的微大陆（克拉通）和地块经多期增生和碰撞而形成的复合大陆,海西-印支旋回和新特提斯旋回在其形成中起了决定性的作用。侏罗纪末白垩纪初部分新特提斯洋（有人称中特提斯）闭合,亚洲大陆的雏形出现,白垩纪末新特提斯洋全面消减,亚洲大陆形成,因而白垩纪是中国及邻区板块构造演化的一个重要变换期。笔者从地球动力学系统的变换、构造格局的变换、北东向新生构造的出现和造山作用类型的多样化等方面论述了这一变换。这一变换集中表现在中国及邻区的构造演化由原来的南、北分异在白垩纪转变为东、西两部发生分异,西部以构造的继承性为特色,东部则新生构造起了主要作用。反映在地形一地貌上,早白垩世该区东高西低,白垩纪末开始出现今日的西高东低面貌。盆地发育和“盆”“山”系统也在白垩纪开始发生重要变换,说明东亚大陆边缘因向太平洋的蠕散而不断解体,大陆内部构造则日趋复杂。中国及邻区的这一实例再次说明必须坚持活动论构造观,以动态演化的思路来重塑区域大地构造演化。     

中国及相邻区域岩石圈结构及动力学意义

中国大陆及邻近陆域海域是晚古生代以来由多个较小的板块或地块汇聚形成的。中生代亚洲东部岩石圈拉张解体和减薄。古新世印度与欧亚大陆碰撞引起地壳缩短隆升,形成青藏高原和喜马拉雅造山带。根据中国大陆及相邻区域天然地震、人工地震及其他地学资料,采用多学科多手段进行反演。对沉积层、地壳、岩石圈特性及厚度变化进行研究,探讨中国大陆及相邻陆域海域岩石圈结构特征及深部动力学问题。     

东北地区中生代火成岩Sr-Nd同位素区划及其大地构造意义

东北地区中生代火成岩的Sr-Nd同位素填图显示该区可划分为4个Sr-Nd同位素省:大兴安岭北区同位素省(Ⅰ)、大兴安岭南区(Ⅱ1)-辽源-延吉(Ⅱ2)同位素省、张广才岭-佳木斯同位素省(Ⅲ)及完达山外来地体(Ⅳ).在南兴安岭的林西-霍林河地区存在一条近似平行索伦-贺根山-小兴安岭古缝合带的高εND(t)早白垩世中酸性火成岩带,该带很可能为南北大兴安岭的岩石圈边界.在西乌珠穆沁旗一带出露具低εND>(t)(-10.5～-6.3)、高TDM>(1.22～1.51 Ga)和中等放射成因Sr(87Sr/86Sr(i)=0.7063～0.7066)的安山岩,可能反映区域上存在古老的岩石圈或微古陆块.张广才岭-佳木斯地区中生代花岗岩的占εND>(t)为-3.5～ 2.1、TDM>=1.0～1.27 Ga和87Sr/86Sr(i)=0.705～0.711,反映了古亚洲洋远洋沉积物或变沉积岩为区域地壳的重要组分之一.完达山地体出露了中国东部唯一的中生代HIMU型洋岛玄武岩,为拼贴增生的外来地体.Sr-Nd同位素填图结果反映东北地区地壳增生作用主要发生在中侏罗世前,局部的地壳增生作用可能一直持续到早白垩世,主要出现在活动深大断裂带或古缝合带区域.     

滇黔桂盆地及邻区二叠纪层序地层格架及古地理演化

滇黔桂盆地及邻区的二叠系包括船山统、阳新统和乐平统。船山统与阳新统之交的黔桂运动主幕不整合面、阳新统和乐平统之交的东吴运动主幕不整合面的不整合特征明显,同时因其代表了研究区沉积盆地性质发生较大变化的界面而成为较为典型的I型层序界面。滇黔桂盆地及邻区的二叠系以其明显的沉积相分异而引人注目：在连陆台地上发育含煤地层,而在连陆台地边缘及孤立台地上发育海绵生物礁,形成一个典型的“台-盆-丘-槽”的古地理格局。伴随着强烈的东吴运动第一幕,研究区西北部发生强烈的火山活动,形成分布范围较广的峨嵋山玄武岩;东南部的“钦防残留海槽”关闭,使研究区的古地理格局发生了较大变化。二叠系与三叠系之交发生的较为典型的台地淹没事件形成了一个较为典型的淹没不整合面。根据沉积物的时间演化序列和沉积相的空间展布形式所指示的规律,研究区的二叠系可以划分为以下三级层序：船山统与下伏石炭系顶部的地层构成一个三级层序(SQ¹⁹),阳新统包含四个三级层序(SQ²⁰到SQ²³),乐平统包括两个三级层序(SQ²⁴和SQ²⁵)。在层序地层框架内,系列古地理图和系列层序地层格架栅状图较为系统地反映了研究区二叠纪复杂而有序的时间和空间相变特征。主要的时间相变面即形成层序界面,具有明显的“跳相”和地层间断现象,由于在不同地点间断的时限不一致而造成“间断面穿时”;沉积环境的空间变化,以及伴随着时间变化中的相带迁移所造成的空间相变,其相应的相变面总是斜交时间面而造成“相变面穿时”;不同沉积阶段的层序具有不同的相序组构,并在空间上形成有序的变化,从而代表了不同的古地理背景。因此,层序地层研究的核心内容是“沉积物的时间演变序列和沉积相的空间展布形式所代表的规律性”,结合生物地层特征,这种规律性本身也可以作为地层划分和对比的标志。     

Discussion on the dextral movement and its effect in continental China and adjacent areas since Cenozoic

Continental China has moved dextral Eastward since Cenozoic time, driven by the collision of the Indian with the Eurasian plate. Evidence for this comes from landscape evolution, the distribution of earthquake epicenters, Cenozoic sedimentary and volcanic rocks, and the measurement of GPS velocity vectors, the distribution of crustal stress, paleomagnetic data, and deep mantle structure, among others. This movement commenced around 40 Ma, coupled with thickened lithosphere and widespread stress release along strike-slip faults that bound the continental Chinese block. Because of continued Northward subduction of the Indian plate, manifestation of the dextral movement has intensified since 25 Ma. Far-reaching effects include extensive strike-slip movement on the Tan-Lu fault in Eastern China, formation of the Dabie ultrahigh pressure metamorphic terrane, extensive thrust faults in East China, delamination and thickening of the lithosphere of South China, a possible tectonic doubling of the Middle-Lower Yangtze Valley metallogenic belt, and the formation of the Japan, Huanghai (East China), and South China Sea.     

南海及其围区中生代岩相古地理和构造演化

以岩相古地理分析和编图为基础,结合构造变动和岩浆活动资料,阐述了南海及其围区中生代构造演化。中生代时研究区位于欧亚大陆的东南缘,受特提斯域和太平洋域交替复合影响。早三叠世时古特提斯洋经过黑水河盆地东延至南海。从中三叠世开始构造岩相古地理演化出现明显的东西分异。晚三叠世时,受印支运动影响华南地块与印支地块拼合,研究区西部抬升,黑水河水道关闭;而研究区东部和东南部却受古太平洋的影响发生海侵,形成“粤东-西北加里曼丹海盆”,该海盆在早侏罗世遭受更大海侵,导致与中特提斯的良好贯通。中侏罗世在中特提斯发生过短暂海侵而形成“滇缅海”。晚侏罗世至早白垩世是中特提斯洋和古太平洋的俯冲鼎盛期,形成绵延数千km的欧亚大陆东南缘俯冲增生带。文中还讨论了中特提斯向南海延伸的通道、中特提斯与古太平洋对南海中生代演化的交替和复合影响以及南海东北部新近发现的晚中生代俯冲带等问题。     

东海盆地中、新生代盆架结构与构造演化

基于地貌、钻井、岩石测年和地震等资料,分析盆地地层分布、盆架结构、构造单元划分和裂陷迁移规律,结果表明东海盆地由台北坳陷、舟山隆起、浙东坳陷、钓鱼岛隆褶带和冲绳坳陷构成,是以新生代沉积为主、中生代沉积为辅的大型中、新生代叠合含油气盆地;古元古代变质岩系构成了盆地的基底。该盆地不仅是印度-太平洋前后相继的动力体系作用下形成的西太平洋沟-弧-盆构造体系域一部分,而且也是古亚洲洋动力体系作用下形成的古亚洲洋构造域和特提斯洋动力体系作用下形成的特提斯洋构造域一部分,晚侏罗世至早白垩世经历了构造体制转换,盆地格局发生重大变革,早白垩世以前主要受古亚洲-特提斯洋构造体制影响的强烈挤压造山和地壳增厚作用演变为早白垩世以来主要受太平洋构造体制控制的陆缘伸展裂陷和岩石圈减薄作用,经历侏罗纪古亚洲-特提斯构造体制大陆边缘拗陷和白垩纪以来太平洋构造体制弧后裂陷两大演化阶段。白垩纪以来太平洋构造体制的弧后裂陷演化阶段可细分为早白垩世至始新世裂陷期、渐新世至晚中新世拗陷期和中新世末至全新世裂陷期。     

中国北方大陆及邻区岩石圈演化及与大规模成矿作用关系

根据地质和地球物理特征,中国北方大陆可区分为造山带型和裂谷型两类岩石圈,其中造山带型又可区分出分别代表古生代、中生代和新生代物质结构的造山带型岩石圈:在从空间上,自西向东分别由以天山为代表的新生代造山带型、以额济纳旗为代表的古生代造山带型、以大兴安岭为代表的燕山期造山带型和张广才岭为代表的新生代裂谷型岩石圈组成,反映了古生代形成的中亚造山带在中新生代大陆动力学过程中的分异演化,导致不同类型岩石圈形成和陆壳、岩石圈地幔物质组成、结构的不均一性,以及构成大规模成矿作用大体上以E110°为界,西部主要为晚古生代,东部主要为中生代的格局.简要讨论了不同岩石圈类型的壳幔物质、结构的地质含义,以及区域找矿方向和深部找矿空间问题.     

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。