内蒙古中部晚石炭世—早二叠世古地磁新数据及其地质意义

对采自内蒙古苏尼特左旗白音乌拉乡晚石炭世—早二叠世宝力高庙组和敖汉旗安庆沟乡晚石炭世酒局子组的凝灰岩和凝灰质砂岩开展了古地磁学研究。宝力高庙组和酒局子组样品退磁特征表明,高温剩磁分量均以赤铁矿为主要载磁矿物,可能携带了岩石形成时期的特征剩磁分量。层面校正后2个组平均特征剩磁分量分别为:D=159.3°,I=-33.1°,α95=8.7°;D=328.8°,I=31.3°,α95=5.7°。这反映了内蒙古中部晚石炭世—早二叠世位于北纬17°—18°N。将所获得的古地磁结果与已发表的相邻地区古地磁数据进行比较,并结合古生物、古气候等地质数据,推测晚石炭世—早二叠世时内蒙古中部与华北地块关系密切,距离较近,而远离西伯利亚地块,内蒙古中部晚石炭世—早二叠世时可能是华北地块的组成部分。     

塔里木地块上石炭统的古地磁研究

本文对塔里木地块西北缘柯坪地区的3条上石炭统康克林组剖面进行了古地磁研究。95个定向岩心样品的逐步热退磁和交变退磁揭示出3个磁性组分,第一个是具有低解阻温度谱或低矫顽力谱在现代地磁场作用下形成的粘滞剩磁A(D=10°;I=56°,α95=4°);第二个是红色石英砂岩的具有反极性的高温组分B(D=217°,I=-43°,λ=56°,Φ=184°E;A25=6°详细研究表明,该分量受附近晚二叠世脉岩侵入的重磁化;第三个是灰岩高矫顽力谱的反极性组分C（D=241°、I=-51°,λ=41°N,Φ=160°E,A（?）=4°）。这一分量通讨倾斜检验,在95%概率水平上明显不同于塔里木地块目前已有的石炭纪以后的古地磁方向,它代表了原生剩磁。研究结果表明:（1）晚石炭世塔里木地块已和哈萨克斯坦地块、苏联西天山地块以及西伯利亚地块发生碰撞:（2）苏联西天山地块相对塔里木地块曾逆时针旋转了70°（欧拉极位置λ=8°N,Φ=69°E）,而塔里木地块则相对西伯利亚地块逆时计旋转了21°（欧拉极位置λ=20°N,Φ=34°E）。从该区已有的晚古生代至早三叠世占地磁数据看,这些地块之间的相对旋转运动发生于早三叠世之后。     

拉萨地块北缘尼玛地区晚白垩世古地磁结果及其构造意义

通过对青藏高原拉萨地块北缘尼玛县城附近晚白垩世红层8个采点的系统古地磁测定,获得了研究区晚白垩世可靠的古地磁数据。通过系统热退磁获得了采样剖面高温特征剩磁方向平均值为:Dg=9.9°,Ig=5.5°,κg=30.3,α95=10.2°,N=8(地理坐标下);D_s=8.2°,I_s=27.4°,κs=37.6,α_(95)=9.2°,N=8(层面坐标下);对应古地磁极为:71.2°N,241.9°E,dp/dm=5.5°/10.0°。该高温剩磁分量在地理坐标下与现代地磁场方向有显著差别,具有正、反极性,并通过了倒转检验,由此认为其很可能代表岩石形成时的原生剩磁。本次研究结果表明拉萨地块北缘在晚白垩世位于~14.5°N的古纬度位置(参考点:31.8°N,87.2°E)。对比稳定亚洲大陆参考极显示晚白垩世以来拉萨地块北缘与稳定亚洲大陆之间发生了1200±630km(10.9°±5.7°)的南北向构造缩短,但并未发生明显的相对旋转作用(0.8°±5.9°)。综合地质证据提出印度与亚洲大陆碰撞所造成的亚洲大陆内部南北向构造缩短主要集中在拉萨地块以北的区域。     

海南岛白垩纪古地磁结果及其构造地质意义

对海南岛地区白垩系鹿母湾组和报万组碎屑岩219个独立定向岩芯样品(29个采点)的岩石磁学和古地磁学研究表明,白垩纪的碎屑岩以赤铁矿为主要载磁矿物。逐步热退磁分析表明,绝大多数样品可分离出特征剩磁分量。综合前人的结果,获早白垩世特征剩磁方向D=6.5°,I=42.7°,κ=73.4,α95=8.2°;晚白垩世特征剩磁方向D=6.7°,I=44.7°,κ=125.5,α95=5.4°。其早白垩世古纬度24.8°(+6.2°/-5.8°),晚白垩世古纬度26.3°(+4.6°/-4.0°);均位于现在地理位置以北约5°～6°。与华南板块东南缘白垩纪的古地磁数据对比表明,晚白垩世海南地块仍是华南板块的一部分。海南岛白沙断裂东西两侧早白垩世古地磁数据的差异,表明存在一个北东向的构造走滑带,白沙断裂可能是华南沿海北东向构造带的南延部分。海南岛白垩纪古地磁结果也表明,相对印支地块,海南岛在早白垩世时发生了25°左右局部顺时针旋转。推测此局部旋转很可能与晚侏罗世—晚白垩世早期,印度洋开始第一次海底扩张,印度板块向北运动有关。     

华北克拉通东北缘改造：来自吉林辉南地区构造热事件的古地磁记录

华北克拉通东北缘处于构造运动活跃地区,古地磁研究可为构造演化和岩浆热事件提供依据。笔者在吉林辉南地区中寒武统32个采点共采集246块样品进行了岩石学、岩石磁学及系统热退磁实验。古地磁实验表明,徐庄组砂质泥岩主要磁性矿物是赤铁矿和磁铁矿,张夏组灰岩主要磁性矿物是颗粒较小的磁铁矿和黄铁矿,且均发生了重磁化,并记录了稳定的中温分量,前者中温分量地理坐标平均方向为D/I=10.9°/50.8°,α₉₅=11.7°,对应的极位置为76°N,264.6°E,A₉₅=13°,与早白垩世岩浆活动记录的古地磁极位置一致;后者中温分量地理坐标平均方向为D/I=29.1°/59.0°,α₉₅=6.5°,对应的极位置为68°N,213.7°E,A₉₅=8.4°,与第四纪火山岩记录的古地磁极位置一致。综合区域地质背景分析,早白垩世一第四纪,吉林辉南及邻区古地磁记录的2次较为强烈的构造热事件,以及因敦化-密山断裂带左旋走滑运动造成的北向运移形成的古纬度差,一定程度上对华北克拉通东北缘起到双重改造作用。     

龙门山构造带早三叠世古地磁新结果及其对四川盆地构造旋转的制约

选择龙门山构造带剑阁县竹园镇马鹿乡地区早三叠世飞仙关组,开展了详细的古地磁研究。通过对飞仙关组9个采样点灰岩、泥质灰岩样品系统的古地磁测试,热退磁结果分离了一组高温特征剩磁分量。样品的高温剩磁分量具有正、反双极性,且通过了倒转检验,表明它们很可能代表了岩石形成时的原生剩磁。构造校正后的特征剩磁方向为:偏角D_s=42.3°,倾角I_s=12.6°,α_(95)=9.4°;相应的极位置为:经度φ_p=219.3°E,纬度λ_p=42.9°N,d_p/d_m=4.9°/9.6°,古纬度plat=6.4°。对比稳定的四川盆地早三叠世的古地磁结果,获得龙门山构造带相对于稳定四川盆地发生了1.2°±4.4°的顺时针旋转运动,为此从构造古地磁角度,提出龙门山构造带和四川盆地自早三叠世以来,在动力学上已是统一的构造单元,并没有发生明显的构造旋转作用。     

美国西北部前寒武系贝尔特超群贝尔特岩层(Belt terrane)

贝尔特沉积岩层(约8.5—14.5亿年)出露在从阿拉斯加东北经加拿大到亚利桑那和加利福尼亚州的南部。这套地层在加拿大叫普赛尔(purcell)超群或系,它广泛分布在美国西北部及与加拿大的毗邻区。为方便起见把它称之为贝尔特盆地,很明显,这个盆地只是在贝尔特时期伸向北美前寒武纪克拉通西部边缘一个海的外古陆重新进入部分。     

化向地磁极

上期介绍了重磁异常的解析延拓方法,这里谈谈磁异常转换的另一种方法——化向地磁极。一、为什么要“化向地磁极”大家知道,地磁场在地表是按一定规律分布的。如图所示,在赤道附近(A、B处),地磁倾角I=0°,地磁场强度T指向水平方向,因而磁体受到地磁场“水平磁化”;在地理南、北极附近(H、G处),I=90°,T指向铅直(向上或向下)方向,因而磁体受到“垂直磁化”;而在赤道和两极间的广大地区(如C、D、E、F等处),Ⅰ<90°T指向倾斜方向,磁体则受到“倾斜磁化”。我国领土大约在北纬20°—60°之间,符合倾斜磁化的条件。     

柴达木地块早奥陶世古地理位置的古地磁学约束

柴达木地块早古生代古地理位置和构造归属长期存在争议。前人根据沉积地层和古生物资料认为柴达木地块早奥陶世位于赤道附近的低纬度地区,但是这种定性认识还缺少古地磁学的定量证据。本次研究对柴达木地块欧龙布鲁克地区下奥陶统多泉山组灰岩开展了古地磁学研究,通过系统热退磁获得了8个采点的高温特征剩磁分量,其构造校正后的古地磁平均方向为Ds=345.3°,Is=-14.5°,κs=54.8,α₉₅=7.5°。这一高温特征剩磁分量远离现代地磁场方向,且所有样品的特征剩磁分量均为反极性,其单一反极性特点与全球奥陶纪磁性地层研究确定的早奥陶世反向极性期相吻合,本文认为这一高温特征剩磁分量很可能代表了研究剖面早奥陶世时期的原生剩磁。根据奥陶纪地磁极性特征,确定柴达木地块早奥陶世的古地磁极位置为-43.4°N/116.9°E(dp/dm=3.9°/7.7°),相应的古纬度为7.4°N±5.5°(参考点:37.2°N/96.6°E),表明柴达木地块在早奥陶世位于赤道附近的低纬度位置。综合古生物和沉积学资料,提出柴达木地块早奥陶世可能处于华南地块北部,冈瓦纳古大陆澳大利亚陆块西北的古地理位置。     

龙门山南段二叠系—下三叠统的古地磁研究

为了约束龙门山南段的构造运动特征,文章对龙门山南段大川镇附近的下三叠统飞仙关组淡紫灰色泥岩、粉砂岩和宝兴地区的二叠系灰岩开展了古地磁研究。古地磁样品取自10个采样点,其中3个采点为二叠系灰岩;7个采点为飞仙关组淡紫灰色泥岩、粉砂岩。对样品开展了逐步热退磁、岩石磁学（等温剩磁获得曲线和三轴等温剩磁热退磁）及扫描电镜实验。80个样品进行的逐步热退磁实验结果显示,二叠系灰岩样品未分离出稳定的特征剩磁;飞仙关组样品分离出了稳定的特征剩磁,并通过了广义褶皱检验,其特征剩磁的平均方向为：Ds=36.9°,Is=16.5°,α95=5.9°,K=33.8,N=18,对应的古地磁极投在了华南视极移曲线的早三叠世段附近。岩石磁学实验结果表明飞仙关组样品的载磁矿物为磁铁矿,扫描电镜观察展示其为碎屑状的铁氧化物,且无明显成岩后自生特征。结合退磁曲线特征,扫描电镜微观特征,特征剩磁的古地磁极位置和岩石磁学结果,飞仙关组样品的特征剩磁很可能为原生剩磁。该结果表明龙门山褶皱冲断带与四川盆地的没有明显地相对构造旋转运动,自晚三叠世以来,其与龙门山北段以及四川盆地在动力学上是统一的构造单元。     

编制天水幅地质图之讨论

(一)图幅范围本图为中央地质调查所主编百万分之一全国地质图中之一幅,其范围为经度102°—108°,纬度32°—36°,包括陇山区,秦岭区(秦岭西段),巴山区,及夏河松潘间草地区。     

冀东元古界朱杖子群原岩建造特征及其形成条件

河北省青龙县位于秦皇岛市西北约七十公里的燕山山脉东段。本文所涉及的朱杖子群主要是指分布于河北省青龙县城以东的岳家杖子—东汗沟一带,北以大巫岚—大张杖子为界,南至杨台子—老爷庙。面积约200平方公里。 区内变质岩层走向及构造线方向为北东—南西向,倾向北西,倾角多数为50°—60°,局部较陡,可达70°—80°。层理和片理方向基本一致(图1)。原生结构构造比较发育,     

华南早新元古代莲沱组地层磁倾角偏低研究及其古地理意义

华南莲沱组最新的年龄结果表明,其时代结束于715Ma,因此,准确确定莲沱组的古纬度对"雪球地球"的研究具有重要意义。通过对莲沱组红层进行等温剩磁各向异性研究,获得其磁倾角校正因子为0.8719,校正后的磁倾角为70.4°,对比热退磁实验测得的莲沱组磁倾角为67.8°,则其磁倾角偏低量为2.6°。通过校正前后的磁倾角分别计算古纬度,获得磁倾角偏低所引起的古纬度变化为3.9°±6°。通过对比华南与澳大利亚-东南极板块的720Ma古地理位置,发现这一时期冰碛岩从中纬度到赤道广泛分布,验证了当时的"雪球地球"环境。     

碰撞前印度大陆北缘古地理轮廓——藏南晚白垩世堆拉灰岩古地磁研究

堆拉灰岩的古地磁数据为重建碰撞前印度大陆北缘轮廓提供了重要制约,但也留下了一些疑点,为此,本文对该地区晚白垩世海相沉积开展了进一步的古地磁研究。通过对10个采点样品的系统退磁及统计分析,得到宗山组最下段经地层校正后的特征剩磁分量为D=168.2°,I=-7.3°,α95=7.5°。该分量与前人从该地区宗山组中、上段得到的古地磁结果无显著区别,并在95%的置信水平上通过褶皱检验,表明剩磁是褶皱前获得的。尽管如此,堆拉晚白垩世灰岩统一的负极性特征与其沉积期间(Turonian-Maastrichtian)对应的古地磁标准极性柱不符,表明该地区宗山组不同层位可能普遍遭遇了重磁化,不能用来约束喜马拉雅地体的古地理位置。基于以上考虑,本文仅用前人从岗巴宗山地区获得的古地磁结果对晚白垩世期间特提斯喜马拉雅地体的古地理位置进行了计算和修正,结果显示该地体在宗山组上段沉积期间(约71~65Ma)的古纬度约为9°S,计算得到当时大印度的北向延伸量为1500km,与前人从宗浦组得到的古地磁结果一致。     

青藏高原东南缘兰坪—思茅盆地反S型构造属性的古地磁约束

兰坪—思茅(盆地)内部发育的一系列褶皱和逆冲断层组成了显著的弧形构造,其中部呈现反S形构造形态。该地区地壳构造变形方式及其演化过程与青藏高原东南缘地壳物质新生代侧向挤出逃逸密切相关,对其开展地壳构造变形方式的定量分析,具有重要的意义。本文通过兰坪—思茅盆地中部反S形构造区域四条白垩纪红层剖面的岩石磁学和古地磁学研究,获得南涧牛街地区早白垩世LN-a和LN-b剖面的特征剩磁方向分别为D_s=244.7°,I_s=-47.3°,Ks=31.6,α_(95)=16.6°(K_1j~1),和D_s=245.4°,I_s=-46.4°,K_s=52.2,α_(95)=9.4°(K_1n~2),两剖面在99%置信度下通过了Mc Fadden(1990)褶皱检验;小湾镇地区早白垩世NX-a和NX-b剖面(两套地层分属轴向不同的两褶皱)特征剩磁方向分别为D_s=244.9°,I_s=-40.2°,K_s=1067.5,α_(95)=2.3°(K_1j~1)和D_s=182.6°,I_s=-42.1°,K_s=335.2,α_(95)=3.7°(K_1j~2)。结合前人在兰坪—思茅地体中部获得的可靠古地磁数据及青藏高原东南缘区域新生代断裂活动演化过程的分析,指出兰坪—思茅盆地中部弧形反S形构造的形成和演化,以及兰坪—思茅盆地构造区内部差异性旋转变形作用主要受控于新生代时期青藏高原东南缘地壳块体侧向旋转挤出过程中的相互挤压作用和临沧花岗岩基对兰坪—思茅地体侧向顺时针旋转挤出运动的阻挡等一系列构造因素。     

青藏高原东南缘保山地体上新世地壳旋转变形运动的古地磁学研究及构造意义

青藏高原东南缘受印度板块的持续挤压发生了强烈的陆内变形,前人的研究结果显示,保山地体中新世以来发生强烈的旋转变形,因此,在保山盆地东南缘上新世湖相沉积地层中采集了30个采点(约300块定向样品),其中160块样品分离出了特征剩磁分量,通过了褶皱检验和倒转检验,代表了沉积地层形成时的原生剩磁分量。地层产状校正后剩磁平均方向为:Ds/Is=20.2°/37.1°,Ks=59.7,α95=4.8°,N=16;对应古地磁极为:北纬67.9°、东经205.7°,A95=2.6。通过与保山盆地东缘科研钻井磁性地层结果进行对比,可以确定羊邑剖面年代为6±0.2Ma;与10Ma东亚构造稳定区古地磁参考极对比发现,保山盆地发生了19.2°±6°的顺时针旋转,表明保山地体上新世以来平均顺时针旋转速率为3.2°±1.0°/Ma,如此快速的旋转速率印证了保山地体和腾冲地块古近纪和中新世古地磁研究所揭示的大角度顺时针旋转变形量。     

中国古地磁数据表(2)

这里发表的是自数据表(1)发表以来(林金录,1987)到1988年底所发表的古地磁数据。数据取舍的原则与表1相同。第一栏编号中的头两个字母所代表的为:NC——华北,SC——华南,TB——青藏,TR——塔里木。例如,NC2.01代表华北地块在数据表(2)中的第1号数据,余者类推。对青藏高原的数据,为了进一步注明其来自哪个地体,编号中增加了第3个字母,它们代表的地块如下:H——喜马拉雅地体,L——拉萨地体,Q——羌塘地体,K——昆仑地体。采样点数(R)栏中,数字下面加有横线者,则代表独立研究的次数(如NC2, 16为4个独立研究的平均值),统计分析是以研究次数为单位进行的。退磁方式(TR)栏中,T代表热退磁,A代表交变退磁, C代表化学退磁。反向比例指反向磁化标本占标本总数的百分比。有些文章只报道存在正反两种极性,但没有具体给出正反磁化标本的比例,此时则随意假定反向比例为50%。     

青藏高原北部柴达木块体晚二叠世古地磁结果及其构造意义

通过对柴达木地块天峻县组合玛地区晚二叠世13个采点的系统古地磁测定,揭示了一组高温特征剩磁分量.实验结果表明,采样剖面获得的晚二叠世古地磁结果具有正、反极性,其特征剩磁方向为:Dg=333.7°,Ig=37.3°,Kg=35.4,N=9,α95 =8.8;Ds=333.9°,Is=41.7°,Ks=69.9,α95 =6.2°,相对应的古地磁极位置为:64.0°N,342.4°E,A95=5.9°,古纬度为24.0°N.这一高温分量通过了倒转检验,我们认为这一高温特征剩磁分量很可能代表了研究区晚二叠世时期的原生特征剩磁.通过对比塔里木地块晚石炭-晚二叠世古地磁结果,发现两块体在晚石炭世存在明显的古纬度差(16.6±9.3°),而在晚二叠世其古纬度差(3.5±5.4°)在古地磁误差范围内并没有明显差别,从构造意义上说,说明柴达木地块在晚二叠世已是塔里木地块的一部分,结合地质资料,认为柴达木地块在晚二叠世时古地理位置处于塔里木地块的南缘或西南缘,这表明柴达木/塔里木地块间的古阿尔金断裂的形成时代不可能早于晚石炭世时,很可能形成于晚二叠世以后.     

安徽巢北地区古构造应力场恢复

以巢北地区发育的节理为研究对象,在前人研究的基础上,依据区内选取的15个观测点节理数据,对巢北古构造应力场进行恢复,发现该地区经历过2次主要构造运动:第一次为印支运动,控制该区所发育的NEE向主要大型褶皱,应力场方向以NNW—SEE向为主,主要方向为287°~355°,平均为319°;第二次为燕山运动,对前期形成的褶皱进行改造,应力场方向以NE—SW向为主,主要方向为23°~68°,平均为44°。     

青藏高原东南缘兰坪—思茅地体晚始新世以来差异性地壳变形的成因讨论

印支地块北部地壳的侧向挤出逃逸方式和动力机制仍存在争议,本文通过兰坪盆地晚始新世红层的构造磁学和磁倾角偏低矫正研究,探讨了青藏高原东南缘大陆变形的成因等关键问题。磁倾角偏低矫正后的原生特征剩磁分量为D_s=264.5°,I_s=-39.4°,k=21.4,α_(95)=9.6°,N=12。结果表明自晚始新世以来,位于印支地块西北部的兰坪—思茅地体,其北部相对于东亚古地磁参考极发生了80.3°±8.9°的顺时针旋转运动,同时发生了5.8°±7.2°(638±792 km)的不显著南向运动。综合前人的古地磁研究结果,表明兰坪—思茅地体北部和中部地区存在显著的差异性旋转变形。本文提出地体北部～80°的顺时针旋转变形与印度板块东端和西缅甸地块向北揳入欧亚大陆联合作用造成的北东—东向挤压作用相关,而地体中部复杂的差异性旋转变形则与川滇地体的南向挤压和临沧花岗岩带的阻挡作用所导致的局部地壳构造变形相关。因此,兰坪—思茅地体北部和中部的差异性旋转运动是地体整体性顺时针旋转运动和局部差异性旋转变形相叠加的结果,与下地壳粘性通道流的驱动并无直接关联,而与相邻地块间的差异性运动所导致的地块间的挤压作用相关。自晚始新世以来,在兰坪—思茅地体北部地区上地壳沿大型走滑断裂带发生的东南向挤出逃逸运动和下地壳通道流所导致的上地壳韧性变形作用可能共存,而地体中南部地区沿大形走滑断裂带发生整体性侧向挤出逃逸模型可能占据主导地位。