试论汾渭“S”型旋转拉分构造体系及其影响

汾渭地堑系位于我国东部阴山与秦岭纬向带之间,自北向南,由集宁、怀来、大同、蔚县、忻州、太原、晋中、汾渭、天水、礼县、西和、成县等10余个NE向斜列的新生代断陷盆地组成,它们呈“S”形展布,反映华北地块在新生代时期发生了顺时针旋转,使古老地块发生裂解,可称之为“S”型旋转拉分构造体系。这个构造体系对中国东部构造格局和构造发展有广泛和深远的影响,强烈改造了秦岭—大别山纬向构造带和江南地块北缘的构造格局,使新华夏系形成分段特征,启动了华北地块伸展构造发展模式,影响所及直达琉球海沟。无独有偶,亚洲中部俄罗斯、蒙古境内有贝加尔地堑系,由反“S”形分布的新生代断陷盆地组成,它们也发育于古老结晶地块之中,可与之对比,是逆时针旋转的反“S”型旋转拉分构造体系。说明它们是同一类型的旋转构造型式,是古老地块裂解的一种方式。     

华北地块中部活动构造特征及汾渭地堑成因探讨

研究区位处华北克拉通中部,受太平洋构造域和特提斯构造域的影响,新生代开始裂解,先后形成了渤海湾盆地和汾渭地堑。第四纪以来,华北地块中部活动日趋活跃,不同走向的断裂和盆地也表现出不同的活动性。NW向和近EW向断裂主要表现为左旋走滑性质,而NE向断裂则主要表现为正断性质。NNE向断裂虽也表现出正断性质,但右旋走滑性质正逐渐占主导地位。汾渭地堑中,NE向盆地与NNE向的盆地也因此表现出一定的活动差异。盆地形成初期,两种走向的盆地沉降速率差别不大,但第四纪以来,NE向盆地的沉降速率已大大超过NNE盆地。对于第四纪以来这种构造运动的表现,同时结合GPS观测数据及青藏高原的大规模隆升与华北地块中部山地相对隆升和盆地沉降事件在时间上的高度一致性,推测华北地块中部中新世以来的构造活动主要受印度与欧亚板块碰撞的挤出作用影响,在NWW和NE向剪切应力的作用下,华北地块中部自南北两端受NWWSEE向拉张的合力作用下开始裂解。随着青藏高原隆升速度的加快,两种剪切应力也随之增强,其合力的影响范围逐渐向中心向东不断扩展,形成了一系列的NNE和NEE向盆地。同时,NE向剪切应力增幅明显强于NWW向剪切,导致其合力由NW向拉张逐渐转变为NNW向拉张,引起不同走向断层活动性的差异与不同走向盆地沉降速率的相应改变。     

华北克拉通内部的拉分盆地:渤海湾盆地黄骅坳陷结构构造与演化

华北克拉通内部的拉分盆地有汾渭地堑、胶莱盆地和渤海湾盆地内部一些次级拉分构造单元等。黄骅坳陷就是这样一个拉分构造,位于渤海湾盆地中心地带,整体呈北北东走向,分割西侧北北东向的冀中坳陷和东侧北西西向的济阳坳陷,是发育在一个巨型走滑构造带中的新生代拉分盆地。黄骅坳陷的西界为沧东断裂系,东界为兰聊—盐山—羊二庄断裂系,最大负向构造单元在"大歧口凹陷",古近系最大沉积厚度达11km以上,是渤海湾地区地壳伸展最剧烈的地区。黄骅坳陷东、西边界相对较陡,受其控制,整个黄骅坳陷表现为拉分盆地;而"大歧口凹陷"为其主体,"大歧口凹陷"内部构造样式的控制性构造为东西向的断裂,而不是传统认为的沧东断裂等;所以,黄骅坳陷内部单个凹陷具有比较独特的下部为地堑式断陷、上部叠加北断南超的箕状结构。黄骅坳陷内部的凸起是沙一期才开始出现并起分割沉积空间的作用,沙一期以前,现今的歧口主凹、板桥次凹、歧北次凹、歧南次凹、北塘凹陷等都还是统一的一个湖盆。黄骅坳陷主要构造总体可划分为北北东向盆缘走滑断裂系、北东东向区域伸展断裂系、东西向盆内次级伸展构造和南北向变换构造,其中,最为显著的分割构造就是南北走向的沿岸变换带与孔店隆起。不同的伸展构造区受统一的基底拆离构造系统控制。"大歧口凹陷"的结构构造是华北克拉通破坏晚期阶段裂解过程的直接记录,是区域北北西向伸展背景下的产物。盆地构造经历了4个重要发展阶段:始新世孔店事件形成的拓展裂解阶段、渐新世初济阳运动事件形成的地堑式拉分断陷阶段、渐新世末东营运动形成的箕状断陷阶段、中—上新世热沉降期的碟状挠曲拗陷演化阶段。     

辽河盆地东部凹陷北段构造样式形成机制

辽河盆地东部凹陷北段新生代盆地具下断上拗的双层结构,是伸展和走滑联合作用的断陷盆地。通过盆地的几何学、运动学、动力学分析表明:东部凹陷的形成可分为断陷期和拗陷期两个不同的阶段。在断陷期的过程中,伸展及走滑作用的影响程度是不同的。断陷早期以伸展作用为主,中期伸展和走滑联合作用,晚期以走滑作用为主。在这种独特机制作用下,不同时期断陷由不同类型的半地堑组成。断陷阶段早期构造样式主要为非旋转或旋转半地堑;中期主要为滚动半地堑及复式半地堑;晚期主要为走滑半地堑;拗陷是新生代盆地萎缩期的构造样式。不同时期构造样式的研究,实际上再现了构造样式的演化史,同时也是含油气系统成藏动态过程的研究前提。      

地堑系断陷盆边缘海的成因与地壳伸展运动

我国东部分布有汾渭地堑系,华北、渤海、黄海等断陷盆,东海老第三纪边缘海(即早第三纪褶皱带)和冲绳边缘海等,三者都是中国板块东部的组成部份且都形成于新生代,其基本特征是那些?成因有何不同?而三者都位于同一板块内部,如何从板块运动方式和地壳动力学原理进行统一的、互有联系的进行认识是非常重要的。一、基本特征(见表1) 几点说明: 1.斜整合接触关系是半地堑、半地堑一半地垒形成过程中特有的构造接触关系,并具有其特征。 2.应力场资料来自震源机制群,东海及冲绳边缘海的震源机制群资料与太平洋板块俯冲带的活动有关。 3.汾渭地堑系形成于新生代,其中渭河地堑始于早第三纪,汾河地堑系始于晚第三     

南华北盆地与东秦岭—大别造山带的耦合关系

南华北盆地包括周口坳陷和合肥坳陷 ,是横跨在华北地块南部和华北地块南缘构造带之上的具有挤压和伸展双重性质的叠合盆地。受东秦岭—大别造山带的影响 ,它在中生代表现为东秦岭—大别山北麓冲断带前沿的前陆盆地 ,到新生代转化为断陷盆地。区域上 ,南华北盆地和东秦岭—大别造山带跨越四大构造单元 ,由南向北依次为扬子板块、南秦岭—大别 (包括南大别碰撞杂岩带和北大别弧杂岩带 )构造带、北秦岭—北淮阳构造带、华北地块南缘构造带和华北板块。其间分布着 5条主要断裂 ,即襄樊—广济断裂、桐柏—磨子潭断裂、方城—舒城断裂、确山—合肥…     

华北新构造：印欧碰撞远场效应与太平洋俯冲地幔上涌之间的相互作用

作为大陆内部典型的伸展断陷区和强震活动区,华北地区处于东部太平洋板块俯冲构造和西部印欧大陆碰撞构造的双重大地构造背景之下,其新构造运动相当复杂:西部沿鄂尔多斯地块周缘两个地堑盆地系引张伸展断陷作用、中部太行山块体的局部断陷和整体隆升、东部华北平原区和渤海湾海域区的区域沉降,南缘沿秦岭构造带的左旋走滑拉张活动,东缘沿郯庐断裂带的右旋挤压走滑活动。这些不同类型的断裂构造在晚新生代的阶段性活动,产生了复杂的构造地貌组合特征。综合研究发现,华北晚新生代经历了3期伸展断陷-挤压隆升演化阶段:新近纪晚期(10～2.5 Ma)、早中更新世和晚更新世以来。地壳引张应力方向或NW-SE、或NE-SW向;地块隆升导致湖盆的消亡,挤压应力方向为NE-SW至W-E向。研究认为,华北地区新构造受两个岩石圈构造过程的相互影响:印欧碰撞产生的远程效应和东部岩石圈地幔的上涌。一方面,青藏高原东北缘地块的持续推挤及其构造应力向东的传递导致鄂尔多斯地块反时针旋转和秦岭山地的向东挤出逃逸,这个挤出构造动力学统治了华北地区晚新生代的引张伸展、斜张走滑和挤压变形。尤其是,新近纪晚期强烈的NW-SE向地壳伸展变形与青藏东缘挤出造山作用同步(10～9 Ma至4.2 Ma);上新世末期(约2.5 Ma)、晚更新世早期(约200～70 ka)和晚更新世晚期—全新世(约20 ka以来)3次构造挤压事件与青藏高原东缘构造事件基本对应。另一方面,岩石圈地幔上涌主导了华北东部平原区的区域地壳沉降,同时伴随着早、中更新世的5期幔源火山活动。这两个岩石圈构造作用力此消彼长,深刻统治着华北地区新构造与现今活动构造以及地震构造。     

汾渭地堑地裂缝的控热现象及其机制分析

摘要：汾渭地堑断陷盆地内有些地裂缝具有明显的地热异常显示，地裂缝成为地温异常区和F^-、Na^ 、Sr^2 、CI^-、He、H2、Rn等化学成分的富集带。热源分析结果表明，这种现象与区内活跃的地热活动有关，深部热流上涌过程中的强物理作用对于地裂缝的控热作用产生了重要影响。地裂缝的控热作用对于巨厚第四系沉积的汾渭断陷盆地浅埋型热田的形成具有重要意义，是汾渭地堑地热资源勘查和远景预测中应予以重视的控热构造。     

华北地块中部新构造运动

由于印度板块持续向北运动,引起青藏高原的挤出,并于中新世末引起华北地块的向东挤出。大约在7.3 Ma,太行山西侧渭河盆地唐县面首先解体,继而向北、向东发展;到5 Ma左右,太行山东麓断裂带的右行走滑,导致华北中部唐县面全面解体,形成多个太行山内部山间盆地,以及太行山西侧山西地堑系。这些断陷盆地的断陷幅度各不相同,太行山西侧山西地堑系断陷幅度较大,太行山内部山间盆地断陷幅度较小,太行山东部的渤海湾盆地断陷活动不明显。伴随着盆地的形成,太行山相对进入快速隆升阶段。山西地堑系控盆断裂以及太行山东麓断裂带第四纪以来仍存在明显活动,切割并控制第四系,局部在地表形成地裂缝。华北地块中部的应力场恢复以及深部构造分析表明,深部地幔上涌对浅部伸展构造的形成具有重要的影响,深部构造演变与浅部构造演变具有高度的一致性和耦合性。太行山东部渤海湾盆地自中新世以来就进入拗陷阶段,断裂活动弱,构造演化与西侧差异较大,表明这期构造运动动力源于西侧,太行山东麓断裂带作为两侧差异演变的边界,调节着两侧的差异构造活动。     

汾渭地堑系盆地发育进程的差异及其控震作用

基于盆地断陷规模、断陷幅度、构造样式的差异,将汾渭地堑系诸盆地划分为初始型、成长型、成熟型及连接型四类;认为盆地从初始型、成长型至成熟型,其构造闭琐度有减弱的趋势;剖析了各级强震震源区的构造特征,依据震源体理论,认为盆地类型与震级上限有对应关系。      

华北地块南部断裂体系新构造活动特征

根据野外观察、测量与分析,特别是综合华北地块南部断裂体系第四纪活动性质的构造和地貌标志,表明现今华北地块南部NWWNW向断裂活动最为显著,主要表现为左旋走滑性质;在前新生代构造基础上发育的三门峡-鲁山-舞阳断裂带和新构造期发育的新乡-商丘断裂带是具有走滑性质的新生代壳内活动断裂。地球物理资料表明,在介休-新乡-溧阳和巴东-泉州-台湾地震带西北部的深部存在两个NW向构造带,在地幔可能汇聚为一条构造带。综合这些断裂及其所控断陷盆地的展布特征,明确了该区的NE向、NW向及近EW向断裂的运动学关系。即在应力应变基底格局的制约下,两个NW向构造带强烈的左旋走滑拉分运动作用下导致华北地块南部发育拉分盆地,NW向新断裂的形成和先存NNE、NW及近EW向断裂的复活,控制了新生代复杂的断裂或断块构造格局的形成。     

西秦岭北缘漳县新生代伸展断陷盆地确定及其地质意义

西秦岭北缘断裂带新生代以来挤压逆冲变形起始于何时?挤压逆冲变形之前是否经历过伸展拉张过程?北缘断裂带北侧的新生代红层盆地到底是类前陆压陷挠曲盆地还是拉张断陷盆地?上述问题对西秦岭新生代盆-山构造格局重建和印度-欧亚板块碰撞汇聚的远程构造响应的时间与方式等科学问题的认识具有重要的地质约束。本文通过对西秦岭北缘构造带内漳县渐新世—中新世含盐红层盆地沉积序列和沉积旋回特征以及盆地边界断裂之间的几何学-运动学关系分析,认为西秦岭北缘构造带内漳县含盐红层盆地具有拉张伸展动力学背景下形成的断陷盆地的地质特征。西秦岭北缘构造带内渐新世—中新世断陷盆地的确定,指示了印度板块与欧亚板块碰撞汇聚而导致的青藏高原构造挤压缩短作用至少在盆地沉积充填阶段尚未扩展到西秦岭北缘及以北地区。而漳县含盐红层盆地沉积地层褶皱缩短变形以及之后角度不整合在漳县含盐红层盆地之的上新统韩家沟粗砾岩,可能记录了西秦岭北缘由伸展边界向挤压缩短逆冲边界的转换过程。因此,青藏高原东北缘真正成为青藏高原体系组成部分是在上新世的漳县含盐红层盆地封闭-构造反转之后。这一认识对地学界长期以来认为印度板块与欧亚板块碰撞汇聚而导致的高原隆升和构造挤压早在渐新世就已经波及西秦岭北缘的观点提出了挑战。     

汾渭盆地南段地温分布特征

在渭河盆地及汾河盆地南段(即运城盆地)范围内,地表热显示较广泛,热水温度变化较大(20℃—80℃),现已发现十余处地热异常。为探索其分布规律,本文根据部分井孔测温等资料,对区内地温分布及地热异常作一初步分析。一、区域地质特征汾渭盆地属新生代断陷盆地,其基本特征如下。1.盆地之基本格架受祁吕弧形褶带、新华夏系、纬向构造带及陇西系控制。诸构造在此相互穿插,彼此改造,复合而成一新月形地堑盆地。区内自西向东,表现为西安凹陷、固市凹陷和运城凹陷呈北东东向斜列展布。凹陷深度均逾5km,且北仰南俯,形态不对称。     

西秦岭地区东昆仑-秦岭断裂系晚新生代左旋走滑历史及其向东扩展

要通过在TM遥感图像解译和野外观测的基础上,描述了东昆仑断裂带东段活动形迹的组成和活动断层地貌特征,阐述了甘南高原西秦岭地区新近纪拉分盆地的沉积-构造特征,提出了该区东昆仑-秦岭断裂系晚新生代左旋走滑伸展-走滑挤压-走滑伸展的3个阶段的构造变形模式。指出,中新世晚期至上新世早期,东昆仑-秦岭断裂系以左旋走滑伸展活动为主,伴随着西秦岭地区拉分盆地的形成和超基性火山岩群的发育。这期左旋走滑伸展活动向东扩展导致了渭河盆地新近纪引张应力方向由早期的NE-SW向转变为晚期的NW—SE向。上新世晚期以来(约3．4Ma以前),东昆仑-秦岭断裂系以左旋走滑挤压活动为主,导致早期拉分盆地的轻微褶皱变形,走滑挤压活动主要集中在东昆仑东段玛沁-玛曲主断裂带上。该期构造变动持续到早更新世,它的向东扩展产生了广泛的地壳形变效应,包括青藏东缘岷山隆起带的快速崛起、华北地区汾-渭地堑系的形成和发展以及郯庐断裂带右旋走滑活动等。中、晚更新世时期,断裂系以走滑伸展变形为主,主要集中在东昆仑断裂带东段3个分支上,地块向东挤出伴随着顺时针旋转。     

黑龙江东部中-新生代盆地演化

黑龙江省东部中-新生代盆地基底由佳木斯地块和完达山地体复合而成.佳木斯地块以加里东期变质岩及花岗岩为主,东缘发育晚古生代和早中生代大陆边缘沉积.完达山地体在中-晚侏罗世就位在佳木斯地块东缘,并在早白垩世早期逆冲到佳木斯地块之上,形成具有前陆盆地性质的大三江盆地.大三江盆地在早白垩世晚期遭受逆冲、走滑构造改造.敦密断裂以北的诸多盆地均属大三江盆地改造后的残余盆地.这些残余盆地和完达山地体之下可能存在隐伏的晚古生代和早中生代大陆边缘沉积.三江盆地东部是古近纪断陷的主要发育区,可能存在一与佳依地堑平行的深断陷.隐伏的大陆边缘沉积和断陷是值得重视的油气勘探领域.     

中国黄海海域的构造演化

燕山运动以来,华北东部地区发生了翻天覆地之构造转变,构造体制从印支期末的华北地块与扬子地块的拼贴－增生,转变为地幔热柱演化－区域伸展断陷,地形地貌上亦从东部的高原转变为华北东部盆－山耦合格局。     

侯马—运城盆地沉积特征及其对构造运动、气候变化及河流演化的响应

侯马-运城盆地为晚新生代以来强烈下沉的盆地,现今却大面积遭受剥蚀,有悖于构造下沉接受沉积的常理。为探究其原因,在对侯马-运城盆地及邻区20多个黄土剖面进行野外测量及年代对比的基础上,选择运城盐湖北缘进行连续钻探,开展钻孔岩芯的粒度、磁化率、色度、烧失量及微量元素环境替代性指标分析,并进行光释光及磁性地层学综合定年,同时与前人在侯马-运城盆地的近50个钻孔进行了对比。结果表明,盐湖钻孔200 m岩芯代表了大约距今0.7 Ma以来的沉积。55~200 m深度（约距今0.2~0.7 Ma）岩芯反映受气候旋回影响为主的宽阔河湖沉积环境,指示侯马-运城盆地曾与邻近的渭河盆地、三门盆地连成浩瀚的汾渭古湖;55 m深度以上（约0.2 Ma以后）突然转为以河流相为主的沉积环境,这是由于三门峡谷河流溯源侵蚀贯通三门盆地,导致湖水下泄,使盆地发生大面积湖退,从长期沉积转向广泛剥蚀,并被S₂以来黄土/古土壤披盖。研究区盆岭空间分布分析揭示,早期北东东向隆起-凹陷被晚期北北东向隆起-凹陷叠加,隆起叠加处构成较强抬升区（峨嵋台地等）,披盖不同时期的黄土或古土壤;凹陷叠加区则构成强烈沉降区,如运城盐湖因强烈下沉而封闭和咸化。其构造叠加可能与鄂尔多斯地块运动方式有关。距今约8 Ma前,青藏地块向东北方向与鄂尔多斯地块发生强烈碰撞,在来自青藏高原深部地幔流的配合下,可能使鄂尔多斯地块向东北方向移动,一方面使北东东向汾渭盆地进一步拉张;另一方面与华北克拉通构成右旋力偶,拉裂成北北东雁行排列的山西地堑系。两者于侯马-运城盆地叠加,形成隆起与凹陷的叠加构造地貌格局。     

洛南、山阳盆地沉积充填特征及其对东秦岭中—新生代陆内演化的约束

晚三叠世后东秦岭造山带进入陆内造山阶段,其陆内演化过程主要表现为显著的隆升冷却和剧烈的岩浆活动,形成了一系列的山间断陷盆地。作为东秦岭陆内演化的重要载体,这类盆地的发育在很大程度上揭示了造山带的演化。以东秦岭地区的洛南、山阳山间断陷盆地为对象,通过实测剖面、构造要素测量,分析其沉积充填特征,并厘定其地层构造变形期次,从而为东秦岭地区中—新生代陆内演化提供约束。研究结果显示:(1)晚白垩世,洛南与山阳盆地主控断裂发生总体N—S向拉张兼具左行走滑运动,盆地基底由此开始进入以N—S向拉张断陷为主的活动期。受盆地发生拉张断陷作用的影响,两盆地的物源区岩体在该时期经历了强烈的隆升剥蚀冷却过程,剥蚀下来的碎屑颗粒被就近搬运到相应的盆地中,在盆地内部形成扇三角洲、湖泊及旱地冲积扇等沉积体系,形成了非常典型的山间断陷盆地。(2)从古新世开始到渐新世盆地沉积规模由大变小,磷灰石裂变径迹计算结果和构造变形证据共同表明,控制盆地发展的深大断裂拉张兼走滑作用持续减弱,推测此时的洛南与山阳盆地可能受到其它非东西方向上的挤压作用,抑制了拉张走滑运动。     

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。     

青藏高原东部晚新生代重大构造事件与挤出造山构造体系

文章系统梳理了青藏高原东部地区晚新生代重大构造事件的沉积记录、岩浆记录和构造变形响应,重新厘定了青藏运动或横断事件的起始时限,建立了青藏高原东部晚新生代构造演化序列与挤出造山构造体系。研究认为,发生在上新世之前的青藏运动是青藏高原东部最重要的构造作用阶段,起始于距今12~8 Ma,并持续到上新世早期,持续时间达6~8 Ma。在这个构造运动阶段,青藏高原东部地块(川滇地块、川青地块、西秦岭构造带和陇中地块等)有序地向东挤出,受到鲜水河、东昆仑、海原等WNW-ESE向大型断裂左旋走滑运动调节,构造挤出同时伴随地块内部逆冲褶皱变形,导致地壳增厚和高原东缘山脉快速崛起;构造挤出也超越了现今东缘地貌边界,向东扩展导致扬子地块盖层滑脱褶皱,形成龙泉山、大凉山等褶皱构造带。上新世出现的砾石层(东缘前陆地带的大邑砾石层、临夏盆地的积石砾石层、兰州盆地的五泉砾石层等)标志了青藏高原东部差异性构造地貌的形成。上新世晚期至早更新世时期(3.6~1.0 Ma)对应一个构造松弛阶段,青藏高原东部整体进入冰冻时期,沿其东缘发育一系列受正断层控制的南北向伸展断陷盆地,如安宁河谷地、元谋盆地、盐源盆地、滇西北盆地群等,其中加积了以昔格达组为代表的稳定河湖相沉积。发生在早、中更新世之交(距今1.0~0.6 Ma)的昆—黄运动或元谋事件使青藏高原东部地块进一步向东挤出、东缘地壳逆冲增厚和年轻山系加速隆升。晚更新世以来的构造运动称为共和运动或最新构造变动阶段,起始于距今约120 ka,青藏高原东缘构造变形系统出现重大分化,南段川滇菱形地块发生绕喜玛拉雅东构造结的顺时针旋转运动,形成川滇双弧形旋扭构造体系;而中段川青地块的挤出伴随东缘龙门山断裂带的右旋走滑运动和秦岭山系的向东挤出。在这个最新构造变动阶段,青藏高原东部下地壳通道流可能是重要的深部构造驱动因素。