西秦岭北缘构造带的新生代构造活动——兼论对青藏高原东北缘形成过程的指示意义

西秦岭北缘构造带是青藏高原东北部一条重要的北西西向构造带,它由一组近于平行的断裂组成,中部发育活动的左旋走滑断裂,两侧发育向外扩展的多条逆冲断裂,剖面上呈向北偏心的花状构造。自古近纪中晚期以来西秦岭北缘构造带成为青藏高原早期的北东边界,其新生代构造活动控制了两侧的新生代盆地沉积演化和构造变形。在构造带南侧滩歌盆地自古近纪中晚期堆积了一套厚度较大的砾岩和砂岩地层,但未见新近纪地层;沿西秦岭北缘构造带中部在中新世形成具有剪切拉张性质的武山—漳县盆地,沉积了厚度超过千米的砾岩、砂岩和泥岩序列;在构造带北侧陇西盆地从古近纪中晚期至中新世晚期一直处于前陆盆地发育阶段,沉积了连续的新生代地层序列。在中新世晚期以后,整个构造带遭受挤压变形,逆冲活动强烈,中部的武山—漳县盆地和北侧的陇西盆地相继消亡,新生代地层发生强烈构造变形,位于构造带南侧的滩歌盆地也同时发生轻微缩短变形。第四纪晚期以来西秦岭北缘构造带断裂活动主要表现为左旋走滑运动方式,而逆冲断裂活动则迁移到了北东方向的海原断裂和香山—天景山断裂(又称中卫—同心断裂)等构造带之上,实现了大区域范围内的应变分配。     

南北地震带中段地貌发育差异性及其与西秦岭构造带关系初探

南北地震带中段地区发育一系列与西秦岭构造带走向近似平行的断裂系统,历史上沿上述断裂系统曾发生过多次强震甚至大地震,预示着断裂系统的最新活动特征,同时也表征了南北地震带中段地区断裂活动的差异性.文章选取南北地震带中段西秦岭构造带交接区长江水系嘉陵江一级支流白龙江和西汉水,黄河水系一级支流洮河以及渭河等上游流域为研究对象,以宏观地貌发育、水系平面展布和河流纵剖面陡峭程度等特征为基础数据,初步分析了南北地震带中段地貌发育总体特征及其与西秦岭构造带的关系.研究发现,地貌特征指示南北地震带中段明显存在构造活动性差异特征:南侧白龙江流域表现为地形起伏大、坡度陡、河流陡峭指数高等特征,主要受控于迭部-白龙江断裂带的持续活动;北侧西秦岭北缘断裂带发育部位,武山以西断裂迹象明显,渭河流域上游与洮河岷县-临洮南段等地区的地貌参数也指示了该段断裂较强的活动性.渭河及嘉陵江上游西汉水地区水系分布不对称特征指示了晚新生代以来西秦岭造山带与渭河地堑系活动的共同控制.白龙江水系主要支流所表现出的平行展布的线性水系特征表明迭部-白龙江断裂带等一系列平行断裂带对水系发育的控制作用.结合以往研究成果、历史强震和大震以及微震分布资料,我们进一步分析发现,南北地震带中段存在一条地震密集带,该带沿岷山-龙门山构造带向北,至舟曲-迭部附近跨过白龙江,向北沿礼县、宕昌及岷县至天水-甘谷-武山一带再向北经通渭、西吉等地区与六盘山构造带相接.这一认识支持南北向构造特征晚于东西向构造体系,并且很大程度上是深部地幔动力学和岩石圈圈层关系调整变动的产物的认识,同时也揭示了南北地震带与西秦岭构造带复杂的叠加复合构造关系.     

西秦岭新生代双峰式火山作用及南北构造带成因初探

本文提供了西秦岭新生代流纹岩的全岩化学、稀土微量元素和Pb、Sr、Nd同位素分析数据,以及新生代双峰式火山岩27个同位素定年结果。研究表明,西秦岭新生代双峰式火山岩具有与东非裂谷完全相同的岩石组合。K/Ar和³⁹Ar/⁴⁰Ar同位素定年确定新生代双峰式火山岩的年龄从23~7.1Ma。双峰式火山岩中的钾霞橄黄长岩与钾玄岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr在0.704031~0.70525之间, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为18.408~19.062,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.476~15.677,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.061~39.414,ε_Nd=0.3~5.3,几乎全部为正值,与新特提斯地幔端元地球化学域非常相似,岩浆起源于与Ontong Java和FOZO地幔柱相似的亏损地幔源区。由此推测,火山岩的成因与印-亚大陆碰撞诱发的软流圈地幔流向东移动和上涌有关,也是青藏高原向东扩展的一种响应。西秦岭新生代双峰式火山岩的厘定为查明南北构造带的性质提供了岩石探针,它证明南北构造带是一条大陆裂谷。但是,将西秦岭的双峰式火山岩产出的大地构造背景,深部地球物理以及地幔热结构与贝加尔裂谷和东非裂谷的地幔相比较可以看出,南北构造带的裂谷特征不同于东非大陆裂谷,也与贝加尔裂谷不尽相同。南北构造带的裂谷成因与印-亚大陆碰撞诱发的软流圈物质向东的移动和上涌有关,其特征受西秦岭周边各个小块体间相对运动速度与方向以及东昆仑断裂-西秦岭北缘断裂运动性质的联合制约。由此推测,南北构造带是一条复杂的裂谷带,也可能是一个发展中的板块边界。     

西秦岭中—新生代红层的构造层划分及其构造意义

西秦岭及其邻区中—新生代红层地层包括白垩系、古近系和新近系。这些红层地层的沉积组合、构造变形、空间分布及相互关系等是西秦岭中—新生代陆内地质过程的客观记录,对其系统研究是重建西秦岭及其邻区中—新生代构造演化过程之基础。依据这些红层地层之间的角度不整合、沉积序列与沉积环境、空间分布型式和构造线方向及构造样式,西秦岭及邻区中—新生代红层地层可分为早白垩世、晚白垩世、古近纪—新近纪三个构造层。三个构造层对应于西秦岭中—新生代陆内构造演化的三个不同阶段,即早白垩世北东向盆—山构造、晚白垩世区域左旋走滑拉分构造和渐新世—上新世区域伸展泛盆地阶段。结合印支期多块体拼贴形成的中国大陆中—新生代陆内构造格局与岩石圈动力学过程分析,认为西秦岭早白垩世北东向盆山构造格局是中生代以来西太平洋板块向西俯冲导致的东亚区域性伸展构造的组成部分;晚白垩世走滑拉分盆地则是白垩纪拉萨地块与羌塘—昌都地块汇聚碰撞背景下中国西北大陆区域性左旋走滑作用的结果;而渐新世—上新世的泛盆地阶段则指示了印度板块与欧亚板块碰撞的远程构造—地貌响应之前经历了漫长区域伸展均衡坳陷和侵蚀夷平期,这说明上新世,西秦岭尚未成为现今青藏高原的组成部分,也就是说新生代以来印度板块与欧亚板块碰撞汇聚的构造响应起始于上新世末期。     

南北构造带北段S波分裂研究及其动力学意义

南北构造带北段位于青藏高原东北缘及其向北东方向扩展的区域,其岩石圈变形特征对于探讨青藏高原东北缘变形机制及其扩展范围具有非常关键的意义。地震波各向异性能很好地反映上地幔的变形特征。因此,本文对布设在南北构造带北段的流动地震台站记录的远震波形资料进行S波分裂研究,获得了研究区上地幔各向异性图像以及该区岩石圈地幔的变形特征信息。S波分裂研究结果表明,研究区地震波各向异性来自于上地幔,区内不同构造单元上地幔各向异性方向不尽相同。快波方向分布显示,青藏高原东北缘,鄂尔多斯西缘以及贺兰构造带北段的快波方向主要表现为NW-SE向,与前人在银川地堑和贺兰构造带中、北部得到的NW-SE向的上地幔各向异性方向一致,显示这些地区岩石圈地幔变形一致,该结果表明青藏高原东北缘向北东方向扩展的影响范围已到达贺兰构造带北段。阿拉善地块内部快波方向显示为NE-SW向,与阿拉善地块北部存在的北东向展布的晚古生代岩浆岩方向一致,表明该NE-SW向的快波方向可能代表地是“化石”各向异性,是晚古生代阿拉善地块受到古亚洲洋闭合作用的结果。此外,鄂尔多斯地块内也存在NE-SW向的各向异性方向,与区内中-晚侏罗世存在的NE-SW向逆冲推覆构造方向一致,因此该各向异性方向也代表了“化石”各向异性,是鄂尔多斯地块受到古特提斯构造域的块体碰撞、古太平洋板块北西向俯冲以及西伯利亚板块向南俯冲共同作用的结果。     

西秦岭晚新生代构造变形的几何图像、运动学特征及其动力机制

西秦岭位于东西向展布的秦岭-大别-苏鲁中央造山带与南北向展布的贺兰山-龙门山-川滇地震带构成的巨型"十字"构造区的交汇点,是中国大陆中部"西秦岭-松潘构造结"的重要组成部分.西秦岭晚新生代的构造变形与青藏高原的侧向扩展过程密切相关.该区构造变形的几何图像、运动特征及其深部动力学机制对于揭示青藏高原东北部的动力过程及强震...     

青藏高原东北缘何时卷入现今青藏高原构造系统?——来自西秦岭北缘漳县盆地新生代沉积记录的约束

新生代以来印度-欧亚板块持续碰撞汇聚形成号称世界第三极的青藏高原。青藏高原的扩展生长和构造变形系统形成的动力学过程是地球科学研究的重大科学问题。青藏高原东北缘新生代以来构造演化过程及其与印度-欧亚板块碰撞汇聚的动力学耦合关系研究对于揭示青藏高原扩展生长过程具有重要地质意义。尽管前人已经开展了大量研究探索,提出各种构造-隆升模型,但青藏高原东北缘何时卷入印度-欧亚碰撞汇聚的青藏高原构造系统尚未达成共识。作为青藏高原东北缘组成部分的西秦岭北缘构造带漳县地区不仅新生代地层记录齐全,而且断裂构造发育,构造变形现象丰富,是研究青藏高原东北缘新生代构造演化及印度-欧亚碰撞汇聚远程构造响应的良好区域。通过对西秦岭北缘构造带漳县地区新生代沉积盆地地层构造格架、沉积地层序列和沉积旋回等详细野外观测研究,结合区域断裂带几何学-运动学及变形历史分析,取得如下认识:(1)西秦岭北缘漳县地区新生代沉积地层主要由为不整合分隔的两套构造性质完全不同的构造地层单元组成,即渐新世—中新世伸展断陷盆地沉积和上新世再生前陆磨拉石盆地沉积;(2)渐新世—中新世时期的地壳伸展拉张构造环境与印度-欧亚碰撞汇聚的挤压环境相悖,指示了西秦岭北缘在渐新世—中新世尚未卷入现今的印度-欧亚碰撞汇聚构造系统;(3)上新世磨拉石盆地的发育标志着西秦岭北缘构造带从伸展到挤压的构造体制转换,可能指示了印度-欧亚碰撞汇聚的挤压构造作用这时才波及西秦岭北缘;(4)上新世粗砾岩、西秦岭造山带地层和中生代沉积地层共同经历了抬升剥蚀作用,形成了西秦岭北缘广泛发育的夷平面。第四纪以来夷平面的抬升和解体、现代河流侵蚀系统和多级河流阶地的出现,指示了青藏高原东北缘整体的不均匀大规模抬升而进入现今青藏高原构造系统。     

西秦岭新生代以来地质构造过程对青藏高原隆升和变形的约束

西秦岭位于青藏高原东北缘重力梯度带内,是高原物质向北、向东扩展的前缘,其新生代以来地质构造 地貌过程应该是印度板块-欧亚板块的碰撞造山过程和高原隆升过程的一部分。通过对西秦岭内部中-新生代沉积、变形及地貌记录的初步综合分析,得出如下初步认识:(1)根据西秦岭中-新生代红层沉积岩石组合和构造变形特征,可以分为晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世-古近纪和新近纪三个构造层,分别对应于西秦岭新生代3个构造演化阶段。(2)西秦岭晚白垩世-古近纪构造层的褶皱缩短和区域断裂带的逆冲推覆发生在古近纪末期-新近纪初期,与整个青藏高原主要逆冲推覆构造事件同步,说明印度板块与欧亚板块碰撞的构造应力在古近纪末已波及至西秦岭。(3)西秦岭新近纪以来经历了一个构造相对稳定的侵蚀夷平期,于36 Ma之前形成了以晚白垩世-古近纪构造层侵蚀面、前新生代碳酸盐地层的岩溶夷平面为标志的主夷平面以及夷平面发育过程中形成新近纪近水平的、以红色粘土岩为主要特征的细碎屑沉积。这一夷平面可以作为高原组成部分的西秦岭隆升的基准面。该夷平面现今高程自西向东逐渐降低,反映了西秦岭隆升呈现自西向东连续的扩展。(4)青藏高原南部构造变形方式在中新世发生了由逆冲推覆 褶皱缩短向伸展走滑的构造转换,而在西秦岭内部却并未发生这样的构造转换,仍然以逆冲构造为主,只是西秦岭北缘的边界断层在中-晚更新世才发生逆冲 左旋走滑作用,这可能指示了青藏高原东北缘晚新生代构造变形的走滑作用只是构造块体边界与构造挤压应力方向下非正交的应力分解所致,同时也可能反映了作为西秦岭块体整体滑移和块体内部的收缩变形并行不悖。(5)由GPS观测数据确定的区域位移场应该指示了现今西秦岭块体的整体缓慢的向东移动,地震机制解确定的构造应力是下地壳向东蠕动拖曳脆性上地壳的整体运动,西秦岭地壳厚度由西向东逐渐增厚是西部由于南北向缩短增厚的下地壳向东扩展流动的结果,增厚地壳的均衡抬升是西秦岭地貌面高度变化的内在原因。     

青藏高原东北缘新近纪晚期构造挤出：来自西秦岭地区安化-成县盆地的证据

西秦岭位于青藏高原东北缘由挤压走滑向走滑伸展构造的转换地带,成为研究青藏高原晚新生代构造扩展过程的重要构造部位。在西秦岭地区发育的一系列新近纪盆地作为高原物质向外扩展的载体,记录了扩展过程中不同阶段的构造活动和演化信息。文中选择位于成县-太白山断裂内的安化-成县盆地,通过对该盆地沉积过程与构造变形方面的详细研究,确定了盆地在新近纪晚期的两阶段构造演化历史。早期受迭部-白龙江、成县-太白山弧形断裂左行走滑的影响,在弧顶及以东位置发生走滑伸展,形成长条形的地堑半地堑盆地。同期沿青川断裂、西秦岭北缘断裂、礼县-罗家堡断裂以及西和断裂分别形成了汉中盆地、武山盆地、天水盆地以及西和盆地。这些走滑断裂向东扩展可能控制了渭河地堑约9 Ma以来的NWSE向伸展,并伴随华山、太白山以及西秦岭东段10~4 Ma的快速隆升。在4.2~2.5 Ma期间,受断裂运动学调整的影响,西秦岭地区新近纪盆地遭受挤压而发生构造反转。新近纪盆地的形成与反转历史清楚地记录了青藏高原东北缘新近纪晚期向东构造挤出的过程。     

甘肃西秦岭阳山金矿控矿构造特征及对勉略构造混杂岩带金矿勘查的启示

阳山金矿大地构造位置位于秦祁昆造山系秦岭弧盆系南秦岭勉略构造混杂岩带,成矿区划属秦岭成矿省南秦岭成矿带新关-阳山成矿亚带。由于矿床位于构造混杂岩带中,控矿构造复杂,给勘查工作带来了很大的困难,一度无法提交勘查报告。为了详细理清构造控矿样式,利用矿区探矿工程资料,提取大量的构造要素,利用构造统计分析及应力分析方法,结合野外现场观察,提出了全新的构造控矿模式。通过研究认为,阳山金矿位于勉略构造混杂岩带文县安昌河－观音坝逆冲断裂推覆构造体系前锋断褶带的葛条湾-草坪梁复背斜东部转折端,矿体受褶皱两翼的韧脆性断裂破碎带及其核部楔入式断层控制,总体以北东东向展布为主,平面上呈"网结状"展布,剖面上倾向既有向北,也有向南,还有近水平的。从而解决了阳山金矿的控矿构造和矿体圈连问题,对勉略构造混杂岩带中金矿勘查具有很好的借鉴意义。     

西秦岭南部地形异常隆起与构造解释——兼论东昆仑断裂东段的走滑转换

西秦岭造山带位于东昆仑断裂和西秦岭北缘断裂的应变转换区,关于该区宏观地形地貌与构造活动的关系研究仍较薄弱。文章基于分辨率为30 m的SRTM1-DEM数据,利用ArcGIS 10.2软件的空间分析工具集(地表分析、水文分析等),提取西秦岭地区的地形地貌参数(坡度、起伏度)、流域地貌参数(流域盆地不对称度)和3条地形条带剖面,据此分析西秦岭地区的宏观地形地貌特征,结合区域活动断裂的几何图像和走滑分解,探讨西秦岭地区宏观地形地貌与构造活动的关系。研究结果如下：第一,西秦岭南部为坡度和起伏度的高值区,呈帚状散开形态,以3像素×3像素为统计单元的坡度可达86°,起伏度可达694 m;当步长为0.54 km时,西秦岭南部白龙江流域的平均地形起伏度(862 m、 1104 m、 1200 m)显著高于西秦岭北部的洮河-渭河流域(489 m、 594 m、 526 m),白龙江流域的河谷横剖面呈窄“V”形,以上结果表明西秦岭南部为地形异常隆起区,受到了强烈的构造抬升与河流下切;第二,白龙江流域盆地不对称度为67.5,远离对称状态(流域盆地不对称度=50),白龙江南西侧的流域面积远大于北东侧,说明白龙...     

龙首山南麓新发现的地震地表破裂带——兼论1954年山丹MS7?地震发震构造

基于详细的遥感解译和野外调查,发现龙首山南缘断裂发育有较新的地震地表破裂遗迹,包括断层坎、地震鼓包、河道的系统位错等断层地貌标志,破裂带总长度超过20 km,沿断裂走向其垂向位移介于0.35～4 m,水平位移介于0.3～1.9 m,龙首山南缘断裂主体表现为逆冲性质,仅在西端表现为局部左旋走滑的性质。通过剖面和探槽揭示,龙首山南麓地区全新世以来发生多次断层活动,最新的一次在约3.96 ka以来。经过与区域内的强震记录比对,认为此次新发现的地震地表破裂带可能是1954年山丹M_S 7地震所致。1954年山丹M_S 7地震在浅表沿两条断裂同时发生了地表破裂,表现为正花状构造的变形样式。这种同震位移分配现象以往多发现于走滑型地震中,此次在逆冲型地震中发现。龙首山南缘断裂地表破裂带的发现为揭示1954年山丹地震的震源过程和破裂样式提供了新的证据和思路。     

大黑山金矿化矿石特征和岩石显微构造演化——兼论剪切带与金矿化的关系

本文简要介绍了大黑山金矿化的矿石特征;对大黑山剪切带岩石显微构造的演化进行了初步探讨;论述了剪切带与金矿化的关系;指出大黑山地区适合含金变质岩系、低温韧-脆性剪切带、弱碱性钾质花岗岩三位一体的岩金矿床找矿模式。     

秦岭-大别中央造山系南缘勉略古缝合带的再认识——兼论中国大陆主体的拼合

秦岭-大别等中央造山系南缘的勉略(勉县-略阳)构造带是中国大陆构造中划分南北、连接东西的重要构造带。构造、沉积、地球化学、地球物理、古生物和同位素定年以及变质变形、岩浆活动等多学科综合研究证明,勉略构造带先期原是秦岭-大别造山带中除商丹缝合带以外的另一条于中—晚泥盆世扩张打开、晚二叠世开始俯冲、中—晚三叠世陆-陆碰撞造山的古板块缝合带,也是中国大陆印支期完成其主体拼合的主要结合带,具有重要的科学意义。     

秦岭-大别中央造山系南缘勉略古缝合带的再认识——兼论中国大陆主体的拼合

秦岭-大别等中央造山系南缘的勉略(勉县-略阳)构造带是中国大陆构造中划分南北、连接东西的重要构造带.构造、沉积、地球化学、地球物理、古生物和同位素定年以及变质变形、岩浆活动等多学科综合研究证明,勉略构造带先期原是秦岭-大别造山带中除商丹缝合带以外的另一条于中-晚泥盆世扩张打开、晚二叠世开始俯冲、中-晚三叠世陆-陆碰撞造山的古板块缝合带,也是中国大陆印支期完成其主体拼合的主要结合带,具有重要的科学意义.     

从地震信息看油气地质扭动构造的六大特征——兼述中国东部和中-西部典型扭动构造样式

中国东部和中—西部含油气盆地内构造样式在平面上多为雁列展布,在构造演化过程中都注入了扭动因素。归纳出了扭动构造的六大地震地质特征,如扭断裂带主断面产状近于直立插入基底,向上向外撒开呈花状结构;花状结构的花枝呈喇叭口形弯曲;扭断裂带两侧同期构造及断裂呈雁列式展布等。中国东部第三纪以拉张翘倾运动为主,贯穿其内的郯庐断裂具有一定程度的扭动性质,使得中国东部的构造存在扭动因素,如济阳坳陷张扭性帚状构造样式、黄骅“入”字形断裂构造样式等。中国中—西部扭动构造的形成,受红河、阿尔金等断裂的影响,从河内盆地的扭动痕迹可以推测莺歌海盆地也具有扭动属性;沿阿尔金主断裂南缘派生的一组近东西向断裂呈右旋雁列。塔里木盆地的东西向断裂构造带以挤压为主,北西向形成右旋性质的压扭构造带,北东向则为左旋性质的压扭构造带。     

岩浆核杂岩和变质核杂岩特征对比及控矿实例——南秦岭牛山-凤凰山变质核杂岩和牛山北岩浆核杂岩构造群落及控矿模式

以南秦岭牛山-凤凰山变质核杂岩和牛山北岩浆核杂岩为例, 通过核杂岩的构造群落、变质程度、岩浆侵位与变形时代、构造层次与演化、控矿特征与控矿构造-蚀变岩相填图及测年研究, 对比2类核杂岩的特征及其控矿作用。结果表明, 2类核杂岩有相似的结构样式, 但构造群落和演化差别较大。牛山-凤凰山变质核杂岩核部为新元古代武当岩群和耀岭河岩组中深变质岩, 其中可见新元古代石英闪长岩和加里东期辉石岩-辉绿岩株, 说明是在新元古代或加里东期形成的。核杂岩与外围震旦系—泥盆系浅变质岩间由剥离断层及韧性剪切带分割。志留系梅子垭岩组为浅变质强变形的岩片组合, 发育多层次韧性剪切、固态流变、滑脱-逆冲-走滑变形3期新生面理及其置换。而牛山北岩浆核杂岩核部和外围是浅变质岩, 在核部和外围填图、测试时发现新元古代、早古生代、三叠纪、侏罗纪4期侵入岩, 与岩浆核杂岩相关的有三叠纪—早侏罗世二长花岗岩株和晚侏罗世花岗岩脉2期侵入岩。研究发现, 与岩浆核杂岩伴随的岩浆侵位、韧性剪切变形与热变质增温-变斑晶加大-自然金沿S2面理分布-金矿化热液蚀变等的时代均集中在晚三叠世—侏罗纪, 指示了时代较新的陆内造山期岩浆核杂岩的脆-韧性剪切变形-立交桥式岩浆-热力垂向增生-热液蚀变成矿时空关联特点及深部找矿方向。