Prototypes of Late Triassic Sedimentary Bsins of North China Craton (NCC) and Deformation Pattern of Its Early Destruction

华北克拉通破坏的过程在地壳浅层沉积和构造变形中留有相应的建造和改造形迹.本文在前人研究基础上,据钻井、地震剖面和露头资料揭示的地层分布、沉积面貌以及构造变形特征,综合论述了印支期华北克拉通的沉积盆地原型及与克拉通破坏早期构造变形之间的响应关系.晚三叠世,华北克拉通残留地层具有分区分布特点:克拉通腹地的鄂尔多斯地区上三叠统延长组发育较全,向东延展至晋中、豫西一带;克拉通北缘的上三叠统杏石口组(及同期老虎沟组、黑山窑组等)沿辽西—京西—冀北一线零星分布;克拉通南缘上三叠统沿豫南—陕南一线发育在北秦岭一带.南、北两缘晚三叠世地层均已卷入同期和后期构造变形,多被逆冲断层夹持并呈断片状产出.从构造变形角度,晚三叠世华北克拉通两侧均已发现大规模的南北向挤压构造,大致形成“对冲”格局,与内克拉通先存的东西向构造线一致.同生沉积记录了区域构造变形过程和/或由变形等因素控制的抬升剥蚀信息.在内克拉通,西部鄂尔多斯地区构造稳定,变形轻微,残留地层较全;东部地区抬升强烈,上三叠统大多数缺失;在东、西部之间存在一个沉积—构造的“缓冲”过渡区.从盆地原型恢复角度,晚三叠世华北克拉通表现为南北两缘陆内前陆盆地镶边的内克拉通盆地格局.华北克拉通腹地的盆地原型是叠覆在早—中三叠世盆地之上的继承性内克拉通盆地.华北克拉通北缘的陆内前陆盆地系统由阴山—燕山楔顶带、张家口—承德前渊带、清水河—山海关前隆带和京西—柳江隆后坳陷带构成;南缘的陆内前陆盆地系统则为北秦岭楔顶带、平凉—南召前渊带、环县—霍邱前隆带和铜川—济源隆后坳陷带.其中的铜川—济源和京西—柳江两个隆后坳陷带则可归属于华北内克拉通盆地.     

华北克拉通晚三叠世沉积盆地原型与破坏早期构造变形格局

华北克拉通破坏的过程在地壳浅层沉积和构造变形中留有相应的建造和改造形迹。本文在前人研究基础上,据钻井、地震剖面和露头资料揭示的地层分布、沉积面貌以及构造变形特征,综合论述了印支期华北克拉通的沉积盆地原型及与克拉通破坏早期构造变形之间的响应关系。晚三叠世,华北克拉通残留地层具有分区分布特点： 克拉通腹地的鄂尔多斯地区上三叠统延长组发育较全,向东延展至晋中、豫西一带; 克拉通北缘的上三叠统杏石口组（及同期老虎沟组、黑山窑组等）沿辽西—京西—冀北一线零星分布; 克拉通南缘上三叠统沿豫南—陕南一线发育在北秦岭一带。南、北两缘晚三叠世地层均已卷入同期和后期构造变形,多被逆冲断层夹持并呈断片状产出。从构造变形角度,晚三叠世华北克拉通两侧均已发现大规模的南北向挤压构造,大致形成“对冲”格局,与内克拉通先存的东西向构造线一致。同生沉积记录了区域构造变形过程和/或由变形等因素控制的抬升剥蚀信息。在内克拉通,西部鄂尔多斯地区构造稳定,变形轻微,残留地层较全;东部地区抬升强烈,上三叠统大多数缺失;在东、西部之间存在一个沉积—构造的“缓冲”过渡区。从盆地原型恢复角度,晚三叠世华北克拉通表现为南北两缘陆内前陆盆地镶边的内克拉通盆地格局。华北克拉通腹地的盆地原型是叠覆在早—中三叠世盆地之上的继承性内克拉通盆地。华北克拉通北缘的陆内前陆盆地系统由阴山—燕山楔顶带、张家口—承德前渊带、清水河—山海关前隆带和京西—柳江隆后坳陷带构成;南缘的陆内前陆盆地系统则为北秦岭楔顶带、平凉—南召前渊带、环县—霍邱前隆带和铜川—济源隆后坳陷带。其中的铜川—济源和京西—柳江两个隆后坳陷带则可归属于华北内克拉通盆地。     

北黄海盆地东部坳陷中新生代构造演化

在最新二维地震资料解释的基础上,对北黄海盆地东部坳陷的重要不整合面进行了研究,共识别出了4个重要不整合面;利用声波时差法和构造横剖面法,恢复了两期重要不整合面的剥蚀厚度;同时根据重磁资料及精细地震解释,对北黄海盆地东部坳陷的断裂特征作出了初步的研究,分析了主要断裂的形成期次及活动时间。最终,结合地层的分布特征及钻井资料,将北黄海盆地东部坳陷的构造演化史分为5个阶段。     

华北克拉通东部新元古代宏体化石生物地层序列

华北克拉通东部是中国晚前寒武纪地层出露最为完整、连续的地区,特别是华北克拉通东缘连续出露了新元古代自老至新的全部地层,是对比和衔接中国南、北方晚前寒武纪地层的关键地区。在该地区所发现和建立的宏体化石群——“龙凤山生物群”、“辽南生物群”和“淮南生物群”可能是新元古代“南华大冰期”前后较为独特的生物群落,其中相当部分可能归属于多细胞后生动物和多细胞藻类,是地球早期生命景观的重要代表。因此,对这些新元古代早期生物群的研究将可能揭示比陡山沱期更早的多细胞后生动植物的演化面貌,在演化生物学上意义重大。近年来,在地调项目的资助下,开展了华北克拉通东部地区的新元古代年代地层及生物地层的研究。本文综合现有资料,详细记述了华北克拉通东部（燕山地区和辽南、徐淮地区）含宏体化石的新元古代地层及其宏体化石特征、组合面貌和生物地层序列。同时,依据宏体化石记录,探讨了中国新元古代地层的对比问题。     

冀北金台子盆地早白垩世酸性火山岩地球化学、锆石年代学及其地质意义

华北克拉通在中生代以来遭受了显著破坏。前人的研究对克拉通破坏的机制和峰期取得了较大共识, 但是关于克拉通破坏的启动时间一直存在争议。本文通过对冀北金台子中生代盆地构造特征及其填充的火山岩地球化学和年代学进行分析, 为华北克拉通破坏启动时间提供新的约束。研究表明, 金台子盆地为一伸展断陷盆地。盆地呈北东-南西向展布, 东侧被正断层控制, 西侧为地层超覆边界。盆地内自下而上发育后城组、白旗组、啕北营组、九佛堂组火山-沉积组合。后城组是一套稳定的河流相红色砂砾岩沉积地层;白旗组和啕北营组主体为巨厚层流纹岩、流纹质凝灰熔岩, 局部夹安山岩和火山碎屑岩;九佛堂组是一套以砾岩、砂砾岩等为主体的碎屑岩。地球化学分析表明金台子盆地中发育的酸性火山岩源于地壳重熔。锆石U-Pb年代学研究显示, 金台子盆地内流纹岩自约145 Ma开始广泛喷发并形成巨厚层的酸性火山岩地层, 表明此时在华北北缘地区的岩石圈减薄和破坏可能就已非常剧烈, 据此华北克拉通在其北缘的破坏至少应早于145 Ma。     

从华北燕辽岩床群到哥伦比亚超大陆巨型裂谷系——燕辽大火成岩省近20年研究回顾与展望

近20年的研究工作表明,华北克拉通北部燕辽地区侵入到中元古代沉积地层中的大规模辉绿岩床群构成了一个1. 32 Ga的基性大火成岩省。该大火成岩省与华北克拉通西北缘白云鄂博矿区富稀土 铌火成碳酸岩相伴生。大火成岩省、沉积地层对比和古地磁资料研究结果表明,燕辽大火成岩省与北澳大利亚克拉通代理姆 加里温库大火成岩省是被大陆裂解分割开来的同一个基性大火成岩省的组成部分,显示1. 8~1. 3 Ga期间华北克拉通北 北东缘与北澳大利亚克拉通北缘在哥伦比亚（奴那）超大陆中长期相邻（连）。全球1. 4~1. 3 Ga大火成岩省及基性岩浆活动的时空分布及其岩石学、地球化学及同位素组成对比研究显示,这些全球广泛分布的大火成岩省或基性岩浆活动主要形成于裂谷环境。结合1. 4 Ga左右哥伦比亚超大陆古地理重建结果,发现在哥伦比亚超大陆中存在沿劳伦（北美+格陵兰）克拉通西缘、西伯利亚克拉通西缘及北缘、波罗地克拉通东南缘、西非克拉通西缘及北缘、亚马逊克拉通西南缘、刚果/圣弗朗西斯科克拉通南缘及东缘、卡拉哈里克拉通东缘、华北克拉通北缘及北澳大利亚克拉通北缘分布,长度>15000 km的巨型裂谷系。该巨型裂谷系由一个主裂谷带和三个分支裂谷组成,其中主裂谷带和位于华北与北澳大利亚克拉通之间的分支裂谷发展成了大洋,并导致了大陆分离;而位于西伯利亚东缘、格陵兰北缘和波罗地东缘的1. 38 Ga分支裂谷,以及位于北美北缘和西伯利亚西南缘的1. 35~1. 32 Ga分支裂谷则为夭折裂谷,未导致大陆裂离。这一巨型裂谷系是哥伦比亚超大陆裂解的重要标志,并可能是其最终裂解的最主要原因。另外,研究结果也显示,虽然全球两个最大规模的火成碳酸岩型稀土矿床,即华北克拉通西北缘的白云鄂博超大型稀土矿床和北美克拉通西缘的Mountain Pass超大型稀土矿床在哥伦比亚超大陆中并不相邻（相连）,但却可以通过1. 4~1. 3 Ga巨型裂谷系相联系起来,显示这一巨型裂谷系控制了白云鄂博和Mountain Pass大型稀土矿床的形成,并具有较好的稀土及金属成矿潜力。未来需要进一步加强燕辽辉绿岩床群侵位机制与岩浆补给系统,岩床侵位过程中温室气体排放量定量估算及其环境效应,哥伦比亚超大陆中1. 4~1. 3 Ga巨型裂谷系的形成机制、深部动力学背景、环境效应及资源能源潜力等方面的研究。     

东部海域地学大断面地质结构特征及其对综合地层分区的约束

本文利用实测的地质地球物理资料,在中国东部海域开展了地学大断面重磁震联合反演,系统研究了各构造单元的基底性质和地层结构,并以此为约束开展了海陆综合地层分区。研究认为,东海陆架盆地基底为元古宇和古生界,盖层发育5套构造层;南黄海盆地具有双重基底,盖层可以划分为8个构造层。东海陆架盆地以晚中生代燕山期以来的变形为主;南黄海盆地海相下构造层主要表现为挤压变形,陆相中构造层主要发育拉张作用形成各种构造样式。区内莫霍面深度稳定,一般在30 km左右,仅在勿南沙—中部隆起处上地幔略有抬高,总体上南部东海陆架盆地区莫霍面埋深要大于北部南黄海盆地—苏鲁造山带。将中国东部海域划分为2个地层大区,6个地层区和14个地层分区。大断面地层结构研究揭示,在南黄海海域和东海海域广泛发育中、古生代地层,巨厚的中—古生界为油气资源的形成与赋存提供了丰富的物质基础。     

华北克拉通东部盆地白垩-古近纪构造沉降的时空变化及其与克拉通破坏的关系

白垩-古近纪为华北克拉通东部断陷盆地的形成时期,通过运用盆地分析技术,本次工作得到了这一时期各盆地的各阶段构造沉降曲线及相应的构造沉降量和沉降速率。构造沉降分析表明,华北克拉通东部白垩-古近纪盆地的最强构造沉降峰期为古新世(孔店期),次构造沉降峰期为早白垩世早期(莱阳期)。其中早白垩世早期为华北克拉通东部、南部盆地的最强构造沉降峰期,古新世为克拉通内部渤海湾盆地区的最强构造沉降峰期,而其它时期盆地的构造沉降特征表现为构造沉降峰期前后的弱沉降过渡阶段。结合盆地的分布规律,盆地的主要构造沉降中心在白垩纪集中在华北克拉通的南缘和北缘,而在古近纪则迁移到克拉通内部渤海湾地区,即由华北克拉通边缘向内部迁移。伸展期盆地的演化经历了宽裂谷(莱阳期)→窄裂谷(大盛期)→宽裂谷(孔店期)→窄裂谷(东营期)的循环演化模式,揭示了岩石圈的温度和强度的变化。而这种构造沉降的时空变化更支持华北克拉通破坏以拆沉机制为主。     

北黄海盆地东部前中生界基底特征

北黄海盆地是中国近海唯一未获得油气突破及勘探程度最低的含油气盆地（朝鲜已在该盆地东部实现了工业性油气突破）,朝鲜在东部凹陷的3口钻井证实北黄海盆地东部凹陷主体前中生界基底是下古生界(Pz₁)地层,与上覆以砂泥岩为主的中-新生界地层在地球物理特征上有很大差异,该特征提供了以地球物理资料推断和确定中-新生界盆地基底特征的可靠性。通过重力、磁力及大量多道地震资料解释认为,北黄海盆地前中生界基底最大埋深约5.5 km,凹陷主体部位前中生界基底以下古生界碳酸盐岩为主,其东北角可能存在上古生界碎屑岩基底,而凹陷南部可能是元古界浅变质岩基底。     

北黄海盆地中侏罗世-早白垩世构造体制转换期的古气候演化及元素地球化学响应

中侏罗世-早白垩世华北地台东部的北黄海盆地受古亚洲构造体制向滨太平洋构造体制转换的影响,其构造演化经历了伸展-反转挤压-伸展的转变.构造体制的差异不但表现在大地构造性质及其产生的地质效应上,也表现在盆地沉积特征、古生物及古气候等方面.本文以北黄海盆地东部坳陷X1井中侏罗统至下白垩统为研究对象,利用泥岩元素地球化学特征对...