日本海张开和日本列岛变弯的运动学模式

结合海洋地球物理资料和陆上地质资料在分析了过去25年期间已报道的日本古地磁资料之后,重建了日本海的张开和本州的变弯过程.根据这些资料,提出日本海的张开是通过两个阶段的弧后扩张事件完成的:1.在早一中第三纪,日本作为一个完整的刚性地块开始与亚洲海岸分离,顺时针方向旋转25°,并形成了日本海盆;2.在中新世,大和海盐和对马海盐张开,稍后(19百万年前),日本弧与另一个岛弧在北海道中部碰撞.在此阶段,本州开始呈现为两个刚性地块—西南本州和东北本州.当大和海盆和对马海盆继续张开时,西南本州继续顺时针方向旋转45°.由于弧碰撞使北海道固定,而大和海盆继续张开时,东北本州反时针方向旋转了约40°.对马海盆和大和海盆的张开以及北海道内弧的碰撞这两个事件导致在古地磁资料中观测到的早一中新世中期日本弧的变弯过程.12Ma之后,弧后扩张停止.     

弧后盆地火山-沉积特征

多数被描述的现代弧后盆地的经典例子,诞生于最引入注目的环西太平洋大陆边缘的弧盆体系,而古代的弧后盆示则多幸存于碰撞造山带中,如东特斯构造域内的义敦弧后盆地。目前普遍认为大多数的弧后盆地是与俯冲作用有关的弧后扩张作用形成的。弧后盆地火山－沉积特征主要为：物源具双向性,一是大陆物源区,二是岛弧或扩张中心火山活动处。沉积类型复杂多样,靠近大陆一侧多发半发育浅水碎屑岩和碳酸盐岩沉积;岛弧侧发育大量的火山碎     

弧后盆地火山沉积特征

多数被描述的现代弧后盆地的经典例子,诞生于最引人注目的环西太平洋大陆边缘的弧盆体系。而古代的弧后盆地则多幸存于碰撞造山带中,如东特斯构造域内的义敦弧后盆地。目前普遍认为大多数的弧后盆地是与俯冲作用有关的弧后扩张作用形成的。弧后盆地火山沉积特征主要为：物源具双向性,一是大陆物源区;二是岛弧或扩张中心火山活动处。沉积类型复杂多样,靠近大陆一侧多半发育浅水碎屑岩和碳酸盐岩沉积;岛弧侧发育大量的火山碎屑岩与火山熔岩,并与碎屑流、浊积沉积和深水相沉积共生,沉积作用方式多,沉积速率较高等。沉积序列上具有下粗上细的双层结构特征     

2011 年日本东北Mw 9.0 级地震的岩石圈三维建模分析

 2011 年3 月11 日日本东北地区太平洋海域发生Mw 9.0 级地震。日本海沟板块俯冲速率高,地震活动性强,因此研究 程度高,到目前为止已获得了覆盖日本海沟弧前区域的地震波剖面数据。本文利用8 条岩石圈结构剖面建立了日本海沟的 三维岩石圈结构模型。日本海沟岛弧地壳由上到下包含5 层：古近系-新近系-第四系海相沉积岩、白垩系海相沉积岩、 岛弧上地壳俯冲杂岩、岛弧下地壳和地幔楔;日本海沟北部还存在中地壳;洋壳是一个双层构造,上层为熔岩和席状岩墙群, 下层为堆晶辉长岩;陆壳和洋壳之间存在一个低速的板间层。本文在三维模型基础上讨论了俯冲板块的弯曲点和弯曲轴等 几何学特征,分析了日本海沟俯冲带的历史地震和日本东北Mw 9.0 级地震主震和余震的震源分布,日本东北地区的地震活 动与太平洋板块向日本岛弧下方的俯冲活动关系密切。     

弧后盆地的形成机制及沉积特征

弧后盆地的形成机制及沉积特征匡立春，王东坡（能源地质系）（能源地质研究所）现今分布在环西太平洋大陆边缘的海沟－岛弧－弧后盆地系是世界上最引人注目的构造框架。尤其是弧后盆地的成因与沉积物充填式样之间的关系普遍受到重视。自Ｋａｒｉｇ（１９７１），Ｐａｃｈ...     

内蒙古中西部多岛海构造演化

内蒙古中西部大陆由一个微大陆、三条弧后盆地和三条火山岛弧,即华北微大陆、白云鄂 傅弧后盆地、白乃庙火山岛弧、温都尔庙弧后盆地、苏尼特左－锡林浩特火山岛弧、贺根山弧后盆 地和二连浩特－锡林郭勒火山岛弧组成。经过了长期而复杂的微大陆和火山弧的裂解、弧后盆地 的消减衰亡及弧－陆和弧－弧碰拉等构造演化,才最终形成今天所见到的这种构造样式。     

日本北海道中部的北部地区前渊环境中晚第三纪弧后盆地的层序地层模型

北海道中部位于千岛群岛和日本岛弧东北部的汇合处。晚第三纪沉积岩广泛地分布在一些盆地中,这些盆地形成于日本海东缘地区,且与弧后扩张和岛弧碰撞有关。其中在Habozo沉积盆地中沉积了从中中新世到上新世的厚达几千米的碎屑岩。基于露头资料,笔者认为这个盆地的沉积层序似乎受盆地沉降和第三级海平面升降的双重控制。根据层序地层学观点,可以计算沉降速率和海平面变化。该分析表明从16Ma     

智利铁氧化物铜金型矿床成矿规律、控制因素与成矿演化

智利中生代铁氧化物铜金型(IOCG)矿床成矿带位于海岸科迪勒拉山带,与斑岩铜金和浅成低温热液型金银矿床共同组成了南美安第斯型活动大陆边缘上成矿系统组合。在成矿时代上,IOCG矿床成矿时代集中在175.6～141,140～100和99～66 Ma BP。IOCG矿床位于弧前盆地、主岛弧带和弧后盆地等五级构造单元中;而斑岩铜金和浅成低温热液型金银矿床位于主岛弧带和弧后盆地中,与IOCG矿床成矿带成对出现。综述了智利超大型IOCG矿床研究和勘查进展,认为智利IOCG矿床主要为富铁质岩浆的火山喷溢作用、岩浆热液—盆地流体混合成矿和岩浆热液成矿作用等3种端元类型。侏罗—白垩纪弧前盆地、主火山岛弧带和弧后盆地等五级构造单元是IOCG矿床定位构造,在晚白垩世发生构造反转后,在安第斯大陆边缘从伸展构造体制转变为走滑挤压收缩构造体制,同时形成了平行于岛弧带的阿卡塔玛(AFZ)断裂系统,AFZ断裂系统导致弧前盆地—主岛弧带—弧后盆地发生构造变形并伴有同构造期岩浆侵入,主岛弧带岩浆活动停滞,晚白垩世深成岩浆弧向东迁移,在岛弧带和弧后盆地反转过程中因岩浆—构造叠加程度不同,形成了IOCG矿床叠加成矿序列,同期,白垩纪斑岩型铜金矿床和浅成低温热液型金银矿床相伴形成。提出富铁基性—超基性岩、IOCG矿床和斑岩型铜金矿床等与弧后盆地构造变形的动力学机制是今后的研究方向。     

东特提斯多弧一盆系统演化模式

自70年代以来,以板块构造观点分析特提斯演化已有三种模式,即"剪刀张"、"传送带"和"手风琴运动与开合"模式。所有这些模式都是以一个联合古陆的形成和特提斯是泛大洋(古太平洋)中一个海湾的假设为前提,或以冈瓦纳大陆裂离、亚洲大陆增生为基点。随着对东特提斯(以青藏高原地区为主体)地质构造演化的认识深化,特提斯演化、造山作用的解释由两陆(劳亚和冈瓦纳)一洋(特提斯)模式转变为三陆群(劳亚、冈瓦纳、泛华夏)二洋(特提斯和古亚洲)的特提斯多弧-盆系统洋陆转换演化模式,即多岛弧造山模式。这一多岛孤造山模式源自大陆地质,尤其是在中国西部造山带、盆地长期的地质考察研究实践。
运用多岛弧造山模式,反思青藏高原及邻区山盆系统的地质事实,深刻认识到在东特提斯发现的许多由消减洋壳和消减杂岩所组成的蛇绿混杂岩带中,"三位一体"的蛇绿岩多数是"小洋盆"、弧后盆地、岛弧边缘海型,既存在早古生代岛弧、陆缘弧和晚古生代的火山孤,又有中生代的陆缘弧、岛弧。多岛弧-盆系统的存在意味着大洋岩石圈的存在、消减和转换。特提斯大洋岩石圈至少从古生代到中生代历经发生、发展到萎缩、消亡的长期连续的复杂的演化过程。古特提斯是原特提斯的继承和发展。中生代东特提斯也不是古特提斯洋消亡后重新打开,有部分特提斯洋壳可被随后的印度洋归并。
早古生代时,在泛华夏大陆群西侧已经出现昆仑前锋弧和康滇海岸山陆缘弧。昆仑北侧奥陶纪时的多岛弧-盆系统的形成,受原特提斯洋和古亚洲洋双重制约,类似于东南亚多岛弧-盆系受控于印度洋和太平洋双向俯冲。
从昆仑前锋弧和康滇陆缘弧裂离出的唐古拉-他念他翁残余弧构成泛华夏大陆西南缘的晚古生代前锋弧,羌塘-三江的晚古生代到中生代是弧后扩张、多岛弧-盆系统发育、弧-弧碰撞、弧-陆碰撞的演化史。
特提斯洋南侧的冈瓦纳大陆北缘,已有证据表明存在从石炭纪开始转化为活动大陆边缘的信息。中生代是西藏群岛的弧-盆演化史。
根据东特提斯时空结构单元的岩石组合和弧-盆系统共生规律,提出东特提斯演化多岛弧造山模式的假说,是阐明大洋岩石圈向大陆岩石圈构造体制转化的关键。我们相信多岛弧造山模式具有潜在的生命力。     

西秦岭关家沟组物源分析

西南秦岭摩天岭地区关家沟组的时代、沉积环境及构造背景一直是争论的焦点。对关家沟组粉砂岩、板岩进行了常量、微量及稀土元素地球化学分析表明关家沟组物源主要来自活动大陆边缘的岛弧环境。以本区地层斜层理产状及砾石优选方位为依据,对关家沟组岩层古水流方向综合分析,推测其古水流方向为230°~356°,以北西向为主;砾石的优选方位在228°~338°之间,以北北西向为主;砾石分布特征由南向北颗粒由大逐渐变小、磨圆度由差至较好、优选方位由杂乱到较好的变化趋势。结合前人成果,关家沟组应属于碧口弧前盆地系统内,推测关家沟组内的沉积物主要来自南东向的岛弧。     

中国东部中生代岩浆活动与板块俯冲的关系——浙闽与日本弧和安第斯弧的对比及其意义

中国东部中-新生代的构造背景是中国地质学界最关注的问题之一。自20世纪70年代板块构造学说引入中国后,中国地质学家普遍接受了太平洋板块向欧亚板块俯冲导致中国东部中生代强烈的构造-岩浆活动和相应的成矿作用的观点,乃至成为被中外学者普遍认知的理论,至今仍然广泛流传。但是,本文研究认为问题很多。众所周知,岛弧是以玄武岩出露为主,大陆弧则是以安山岩出露最多,而中国东部玄武岩和安山岩极不发育。本文按照大数据研究思路,对日本和安第斯全部新生代岩浆岩的统计研究表明,上述认识基本上是对的:日本弧主要是玄武岩,其次是安山岩;安第斯弧主要是安山岩,其次是玄武岩;而中国东部(以浙闽地区为代表),主要是花岗岩,其次是玄武岩,出现双峰式分布的特征。看来,中国东部与日本和安第斯的构造背景完全不同,中国东部没有俯冲作用的明显证据。其次,岛弧和大陆弧有明显的成分和结构分带,如日本弧,从海沟开始,岩浆活动是从前弧-岛弧-后弧-弧后(frant-arc,arc,rear-arc,back-arc)。安第斯弧不如日本弧明显,从海沟向东到大陆是从弧前杂岩-弧岩浆岩-弧后盆地。中国东部(包括东海大陆架、中国东部沿海)与俯冲有关的结构和成分分带哪里有?我们的研究集中讨论了浙闽地区400km宽度范围内侏罗纪-白垩纪岩浆岩的分布,从年龄到地球化学(Si O2的变化,Mg O、K2O的变化,年龄的变化等等),基本上见不到有从东到西分带的趋势,这种情况如何与板块俯冲作用联系起来呢?岛弧岩浆岩主要来源于亏损的地幔、洋壳、深海沉积物,以及由俯冲带带来的流体,因此,岛弧岩浆岩洋壳的特征非常明显。大陆弧也来自地幔,但是,岩浆穿过大陆壳,会带来明显的陆壳混染的影响,因此安第斯型岩浆岩陆壳的印记比较明显。大陆岩浆岩如果不考虑俯冲带的影响,岩浆岩应当来自高热的软流圈地幔。如果高热的软流圈停滞在岩石圈底部,在那里发生部分熔融,形成的应当是大陆溢流玄武岩,而中酸性岩浆岩非常少;相反,如果高热的软流圈突破岩石圈的阻隔而上升到地壳底部,则会加热下地壳底部使之发生部分熔融,形成的则是大量的酸性花岗岩,而玄武岩和安山岩很少。峨眉山是前面的情况,中国东部则是后面的情况。中国东部岩浆岩究竟与日本、安第斯有何异同点?应当是岩石学家研究的首要命题,建议中国的岩石学家和地球化学家不要仅限于中国东部的研究,而将研究的触角延伸一步,深入细致地研究一下日本和安第斯岩浆岩的情况,再对比中国东部的情况,如此可能会得出新的认识,这样的认识也许才可能有益于解决中国东部岩浆岩形成背景的问题。     

得克萨斯州西部一个元古宙双峰火成岩套的地球化学与构造关系

得克萨斯州西部丰里措(Carrizo)山群1270百万年的辉绿岩床具有与现代洋中脊玄武岩相似的不活动元素丰度。卡里措山群厚层陆源沉积岩和超铝流纹质火山灰流凝灰岩的存在排除了辉绿岩形成于典型的现代洋中脊玄武岩环境的可能。野外的、岩石学和地球化学证据指示卡里措山群沉积在早期大陆边缘弧后盆地。该盆地向北东方向延伸到得克萨斯州柄状狭长地区。上覆的阿兰莫雷(Allamoore)组由沉积岩和堆聚在成熟边缘弧盆地的玄武岩组成。该边缘弧盆地位于拉诺(Llano)区以拉斑玄武岩为主的岛弧后面。     

西北太平洋岛弧系列成因的探讨

西北太平洋岛弧系列中的各岛弧(除马里亚纳岛弧为洋壳型弧外)均由陆壳型弧和洋壳型弧组成,并且左端与大陆相连,右端被后形成的岛弧所截。整个岛弧系列,从中生代末期开始发育至今,由北向南依次发展,规律明显。     

北祁连山奥陶纪弧后盆地火山岩浆成因

本文对北祁连山早古生代弧后盆地熔岩的岩石地球化学研究结果加以报道。样品的分布将南部弧后盆地拉伸最早阶段发育的岛弧裂谷化区和北部的弧后海底扩张区联系起来。熔岩的岩相学和地球化学特点反映了拉伸方式的改变,北部是典型的弧后盆地基性熔岩,向南则逐渐向岛弧熔岩过渡。海底扩张区以玻质(现已脱玻化)、少斑基性熔岩为特征,长英质熔岩和斑状基性熔岩产于南部岛弧裂谷化区。成熟岛弧部分(Y<20×10-6,TiO2<0.60%,Th/Yb>0.60)和弧后扩张区(Y>20×10-6,TiO2>1.0%,Th/Yb<0.60)在地球化学上相互有别。从由海底扩张形成的弧后盆地基性熔岩,向南经过逐渐与岛弧岩石相似的熔岩,直至裂谷区最南部的岛弧熔岩,它们的地球化学成分显示逐渐的变化。这种变化反映了弧后盆地形成过程中弧后盆地之下地幔对流方式和熔体产生作用的改变:从初始岛弧裂谷之下由消减板片俯冲引起的地幔下沉,转变为弧后海底扩张带之下的地幔上隆。早期岛弧裂谷阶段,裂谷轴捕获了岛弧岩浆流,从而使得喷出的熔岩在成分上与岛弧熔岩无法区分;随着弧后拉张继续,弧后盆地变宽,岛弧岩浆流逐渐离开裂谷轴,最终产生一个似洋中脊的减压熔融系统———弧后盆地岩浆系统。     

多岛弧盆系构造模式:认识大陆地质的关键

本文在对以青藏高原为主体的东特提斯30多年来的地质调查和研究实践基础上,通过与现今西南太平洋区域弧盆构造体系的对比研究,提出了适合于板块构造登陆的现实主义替代模型-多岛弧盆系构造模式。大洋岩石圈与大陆岩石圈之间的多岛弧盆系构造模式是板块构造登陆的入门向导,是认识大陆地质演化的关键。基于该模式研究认为,特提斯大洋最初开始于Rodinia超大陆解体的晚前寒武纪晚期,比太平洋体系更老。青藏高原形成受控于不同时期大陆边缘多岛弧盆系构造演化,一系列弧后或弧间盆地消亡、弧-弧或弧-陆碰撞的岛弧造山作用实现大陆边缘增生。该现实主义模式即可成功地解释青藏高原的形成演化过程,亦可为现在和将来特提斯构造域与亚洲大陆的地质工作所检验。多岛弧盆系构造的识别与深入研究不仅在造山带具有强大的生命力,能够全面解剖造山带的物质组成、结构构造与演化历史,而且对于分析前寒武纪大陆克拉通基底的形成也具有重要启示。     

东秦岭陡岭古岛弧和武当古弧后盆地及其地质意义

丹凤—信阳蛇绿混杂带作为秦岭—大别碰撞造山带主缝合带，其南部属于扬子板块北部大陆边缘。研究区域位于东秦岭南翼，是扬子板块北部大陆边缘的一部分。①晚元古—中震旦世，扬子板块北缘（东秦岭段）为活动型大陆边缘，发育有陡岭岛弧和武当弧后盆地；②晚震旦—早古生代，扬子板块北缘转为被动型大陆边缘，陡岭古岛弧构成边缘地块，武当古弧后盆地演化为边缘盆地；③早古生代晚期，华北板块南缘的秦岭岛弧首先与扬子板块北缘的陡岭边缘地块（古岛弧）碰撞，造成武当边缘（古弧后）盆地的闭合，并形成刘岭前渊和二峪沟前陆盆地；④由于岛弧—边缘地块碰撞加之弧后和边缘盆地的存在，因此在早古生代末期，秦岭—大别山并未大规模隆起，造山带只具雏形。直至中生代早期，华北与扬子两个板块间进一步的陆内俯冲作用才使秦岭—大别山大规模隆起。陡岭古岛弧和武当古弧后盆地的确认合理地解释了秦岭—大别碰撞造山带“加里东碰撞不造山，印支造山不碰撞”的“矛盾”现象。     

东海到南海晚中生代岩浆弧及陆缘汇聚体制综述

晚中生代是古太平洋板块俯冲汇聚东亚大陆的重要时期,这一构造期促发了华南强烈的岩浆活动和陆内变形,相关俯冲杂岩残留在日本西南、中国台湾到婆罗洲一线。华南大陆特别是岩浆岩研究已取得了丰富的成果认识,但缺乏与典型岩浆弧相关的中性岩浆岩发现。位于海陆结合部的东海到南海区域,将是开展晚中生代岩浆弧和弧前盆地等研究的优选地区,目前已陆续发现了相关岩浆岩和沉积记录。开展东海到南海这一区域性的岩浆弧和弧前盆地等研究,同时结合东部俯冲杂岩和华南大陆岩浆岩等成果资料,将有助于形成和完善晚中生代古太平洋俯冲体制和东亚活动大陆边缘的演变模式,也是深化认识我国海域中生界沉积盆地性质及其油气潜力的重要环节。     

西太平洋岛弧造山带形成机制的模拟实验

西太平洋一侧的岛弧都被一边缘海将其与大陆隔开,这些边缘海是因弧后扩张形成的。本文的目的在于根据弧后扩张的重力驱动机制,研究岛弧造山带的起源。作者按照相似性理论设计和进行了模型实验,观察到了在海洋岩石层消减和弧后扩张的过程中,原来的大陆边缘被分裂,分裂出来的大陆板片出现隆起、褶皱以致断裂,并且其向海洋一侧的边缘在平面图上呈现出凸向大洋的弧形。这些模型运动现象可用来解释岛弧地区的许多观测事实,因而可作为岛弧造山带成因的一种模式来提出,以供讨论。     

东秦岭陡岭古岛弧和武当古弧后盆地及其地质意义

丹凤－信阳蛇绿混杂带作为秦岭－大别碰撞造山带主缝合带，其南部属于扬子板块北部大陆边缘。研究区域位于东秦岭南翼，是扬子板块北部大陆边缘的一部分。①晚元古－中震旦世，扬子板块北缘为活动型大陆边缘，发育陡岭岛弧和弧后盆地；②晚震旦－－早古生代，扬子板块北缘转为被动型大陆边缘，陡岭岛弧构成边缘地块，武发古弧后盆地演化为边缘盆地；③早古生代晚期，华北板块南缘的秦岭岛弧首先与扬子板块北缘的陡岭国缘地块（古岛弧     

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.