中国东部大陆边缘晚新生代构造演化及板块相互作用过程重建

晚新生代中国东部大陆边缘的构造活动主要集中于东海东缘。中新世以来菲律宾海板块俯冲、冲绳海槽弧后张裂、台湾弧-陆碰撞等一系列重大构造过程,塑造了现今琉球沟-弧-盆体系、台湾碰撞造山带和南海东北部的构造-地貌格局。本文基于对重磁和多道地震资料的解译,并结合前人研究成果,恢复了冲绳海槽构造演化史,阐明了冲绳海槽弧后张裂和台湾弧-陆碰撞之间的关系。在此基础上,重建了中新世以来欧亚板块、菲律宾海板块、南海板块之间的相互作用过程模型。本研究有助于进一步理解板块汇聚背景下东亚大陆边缘深部动力-热力过程对浅部构造格局变迁的制约和影响。     

大洋板块俯冲的加积楔

加积楔 (ａｃｃｒｅｔｉｏｎａｒｙｗｅｄｇｅ)是指板块俯冲过程中被刮削下来的沉积体残片 ,又称增生楔。大洋板块在俯冲碰撞过程中 ,俯冲板块上部的沉积体一部分随俯冲板块带入地下深部 ,遭受高压超高压变质作用 ,再经过后期折返而出露地表形成以榴辉岩相岩石为代表的超高压变质岩 ;另一部分岩石(主要为俯冲板块表层沉积物及少量混入的蛇绿质岩石 ) ,则未被俯冲板块带入地下而被刮削下来 ,这些被刮削下来发生强烈形变的构造残片堆积保存下来则形成加积楔 ,又称加积棱柱体 (ａｃｃｒｅｔｉｏｎａｒｙｐｒｉｓｍ)。加积楔这一构造单元在现今…     

中国东部新生代玄武岩记录古太平洋俯冲带壳幔相互作用

大陆玄武岩通常具有与洋岛玄武岩相似的地球化学成分,其中含有显著的壳源组分.对于洋岛玄武岩来说,虽然其中的壳源组分归咎于深俯冲大洋板片的再循环,但是对板片俯冲过程中的壳幔相互作用缺乏研究.对于大陆玄武岩来说,由于其形成与特定大洋板片在大陆边缘之下的俯冲有关,可以用来确定古大洋板片俯冲的地壳物质再循环.本文总结了我们对中国东部新生代玄武岩所进行的一系列地球化学研究,结果记录了古太平洋板片俯冲析出流体对地幔楔的化学交代作用.这些大陆玄武岩普遍具有与洋岛玄武岩类似的地球化学成分,在微量元素组成上表现为富集LILE和LREE、亏损HREE,但是不亏损HFSE的分布特点,在放射成因同位素组成上表现为亏损至弱富集的Sr-Nd同位素组成.在排除地壳混染效应之后,这些玄武岩的地球化学特征可以由其地幔源区中壳源组分的性质来解释.俯冲大洋地壳部分熔融产生的熔体提供了地幔源区中的壳源组分,其中包括洋壳镁铁质火成岩、海底沉积物和大陆下地壳三种组分.华北和华南新生代大陆玄武岩在Pb同位素组成上存在显著差异,反映它们地幔源区中的壳源组分有所区别.中国东部新生代玄武岩的地幔源区是古太平洋板片于中生代俯冲至亚欧大陆东部之下时,在>200 km的俯冲带深度发生壳幔相互作用的产物.在新生代期间,随着俯冲太平洋板片的回卷引起的中国东部大陆岩石圈拉张和软流圈地幔上涌,那些交代成因的地幔源区发生部分熔融,形成了现今所见的新生代玄武岩.      

中国东部及邻区中新生代构造演化与太平洋板块运动

中新生代以来,我国东部及邻区濒临太平洋区域广泛发育着一个规模宏伟、活动强烈的北东—北北东向构造体系。对此构造体系的性质及其动力来源有着几种不同的看法。本文根据地质构造和地球物理资料分析了本区构造形变和构造应力场特征,认为,北东—北北东向构造的不同性质是不同发展阶段的产物。我国东部构造形变和构造应力场自中生代以来经历了三个重要的演化阶段,各阶段的构造动力与太平洋内各时期板块运动的方向和边界条件有着密切关系。     

太平洋板块俯冲与中国东部中生代地质事件

中国东部有着十分独特的演化历史.例如华北曾经是一个有着30多亿年历史的古陆块,古生代金伯利岩的存在表明华北克拉通在古生代岩石圈厚度仍然达到200 km,但是到了中生代以后岩石圈厚度降低至约80 km(Xu,2001),并伴随着一系列的构造运动和岩浆活动.长期以来,中国东部一直是大家关注的焦点之一,取得了大量成果,与此同时有关中国东部构造演化的模型也层出不穷,归纳起来主要有:拆沉模型、热侵蚀模型和岩石圈置换模型(Xu,2001;Wu等,2002;Gao等,2004).太平洋板块俯冲对中国东部的影响也受到广泛关注(Xu等,1987;Zhou和Li,2000;Zhou等,2006).     

太平洋板块俯冲与中国东部中生代地质事件

中国东部至少自侏罗纪开始就一直处于俯冲大洋板块之上,但是有关俯冲板块对其影响程度一直有不同的认识。最近的研究表明,太平洋海山岛链的时空分布显示太平洋板块的漂移方向曾发生多次转折,这些转折与白垩纪中国东部的构造演化和岩浆事件有着密切的时空耦合关系。从时代和力学性质上看,太平洋板块俯冲方向的改变在很大程度上控制着中国东部中生代的盆地演化和郯庐断裂活动等重要地质事件。这些认识为理解中国东部构造演化提供了新的视角,包括岩石圈减薄的机制、郯庐断裂的演化,以及燕山期大规模岩浆活动等。本文重点分析了太平洋板块俯冲与中国东部中生代岩浆活动的对应关系。在125～140Ma太平洋板块向南西方向俯冲,造成中国东部岩石圈减薄,软流圈卸载上涌,发生减压部分熔融;约125Ma,太平洋板块漂移方向发生了大幅度转折,形成安第斯式的俯冲挤压,岩石圈停止减薄和减压部分熔融,出现岩浆宁静期。随着俯冲的深入,到110Ma前后俯冲板块后撤,形成弧后拉张,岩浆活动又重新开始。     

西准噶尔蛇绿岩:古大洋俯冲增生过程的记录

蛇绿岩记录了大洋岩石圈形成、演化、消亡的全过程,是刻画区域板块构造和洋 陆格局演化的关键证据。本文通过系统梳理前人相关研究,总结西准噶尔蛇绿岩最新研究成果,探讨大陆地壳增生方式、恢复古大洋演化历史,从而对西准噶尔构造体制转化提供新制约。西准噶尔地区发育多条震旦纪—石炭纪被构造肢解的蛇绿岩带,具有典型的岩块 基质结构,绝大多数蛇绿岩包括正常洋壳组分和海山/大洋高原残片,其中基性岩具有MORB和OIB的地球化学特征。基于前人研究,本文认为在西准噶尔古大洋发育过程中,发育不同时代与地幔柱有关的海山/大洋高原,同时存在增生型和侵蚀型两类汇聚板块边界。另外,大洋高原增生不仅是大陆地壳增生的有效途径之一,还可能诱发俯冲极性反转和传递。而在大洋高原形成初期,还可能存在地幔柱诱发俯冲起始机制。     

大洋板块拖曳窄条陆壳俯冲——大规模超高压变质形成的构造条件

超高压变质岩生成问题中解决低密度大陆地壳深俯冲力学机制是一个关键问题。虽然俯冲地幔岩石可以裹携十几千米乃至几十千米尺度的陆壳块体到超高压变质深度，大规模的陆壳深俯冲需要特殊的构造条件。新西兰南岛北端研究表明，俯冲大洋板块能携带宽度达150km左右的窄条陆壳克服浮力达到超高压变质深度，而大陆板块碰撞的主体则浮在岩石圈上形成走滑断层。苏鲁-大别可能曾存在类似的构造条件：苏鲁西侧俯冲海洋板片首先拖曳苏鲁陆壳俯冲到超高压变质深度；随后大别以西俯冲大洋板片拖曳大别至超高压变质深度，而陆壳浮力导致苏鲁陆壳停止俯冲，飘浮的陆壳被北推而形成郯庐断裂；秦岭陆陆碰撞造山后大别超高压陆壳也折返；秦岭作为典型造山带，虽然不排除零星超高压变质的可能，但不具备大规模超高压变质的条件。     

太平洋板块中—新生代构造演化及板块重建

太平洋板块是一个中生代以来形成的地球上最大的大洋板块,但其起源机制、结构构造、构造演化等始终不清楚。太平洋板块内部的复杂性更是未受到重视,其内部的大火成岩省、海山链、微洋块、微陆块及其下部更深层地幔的微幔块都非常发育,这些复杂板内或板下构造代表的地球动力学含义亟待解决。文章基于最新的板块重建结果,试图分析其运动学过程,揭示太平洋板块形成与演化机制。研究表明,太平洋板块起源于RRR三节点,但不是一个纯粹的完整大洋板块,其增生演化过程经历了非威尔逊旋回模式,其板缘经历了一些外来微陆块或微洋块的并入,其内部也因各种原因出现了一些新生微洋块,总体表现为一个碎片化的镶嵌式板内格局。太平洋板块记录了与邻区板块相互作用的重要构造事件,大约55 Ma左右开始俯冲到东亚陆缘,导致东亚陆缘短暂的北西-南东向伸展,随后受印度-欧亚碰撞动力系统和太平洋俯冲动力系统联合控制,总体处于右行右阶的拉分背景,形成了一系列盆地群,俯冲后撤等逐渐形成了双俯冲系统。太平洋板块还记录了深浅部耦合过程,下地幔中的太平洋LLSVP通过遥相关对上部岩石圈微板块、大火成岩省分布具有决定性作用;火山链或热点揭示板块运动同时,也反映深浅部物质交换过程,海山群也揭示太平洋板块之下软流圈并非单一对流胞,其对流格局的多样性尚待深入研究。      

扬子板块俯冲的构造加积楔

在总结大洋板块俯冲形成加积楔的基础上，对大别－苏鲁造山带内部及北缘浅变质岩进行了系统的研究，指出它们是扬子大陆板块俯冲的构造加积楔，这些浅变质岩既有产出在造山带北缘，也有少量出露在超高压变质带的内部，它们均形成于前印支期扬子板块北缘，主体为低绿片岩相变质的复理石相沉积岩和少量侵入岩，并遭受了与造山带超高 为质岩相同的加里东－印支期构造热事件的改造，具有板块俯冲过程中被刮削下来的构造残睛－加积楔的形成机制和特征。垂向剖面上，这些浅变质岩原岩主要由表层浅海复理石相沉积岩系和下伏陆壳基底岩石（花岗质侵入体－变质中基性杂-岩大理岩组合）两部分组成，而超高压变质岩原岩主要为扬子板块北缘的俯冲击壳基底岩石，将构造加积楔形成理论纳入到印支期扬了变质岩及构造加积楔形成过程的时空耦合关系，确定子扬子板块俯冲加积楔不同构造部位浅变质岩的构造组合特点，探讨了扬子板块俯冲过程中构造加积楔形成的动力学过程。     

中国东部新生代玄武岩及构造的研究

我国东部新生代玄武岩分布较广,其中晚第三纪一第四纪玄武岩多出露地表,均属拉斑玄武岩及碱性玄武岩系列,碱性玄武岩系列又可分为钠质与钾质两类。总的来看,从老到新,玄武岩的成分有碱度加大、钾质增高的趋势。碱性玄武岩中,常见地幔橄榄岩包体及长石、辉石等巨晶。东部11个省(区)玄武岩地质学、岩石化学、矿物化学、地球化学的研究可以反映以下几个构造问题。     

中国东部中、新生代构造-岩浆活化史

一、概述半个多世纪以来,我国地质工作者在中国东部做了大量工作,并早就发现该区中、新生代地质特征不同于国内外其它地区或其它地质阶段,而有其独特的特点。如李四光教授认为,在中国东部普遍发育着北东、北北东向的所谓“华夏式”及“新华夏式”等构造,其特点为压扭性质的,主要形成于中、新生代。黄汲清教授早就注意到在中、新生代阶段中     

中国东部中新生代多字型构造的发展过程及地壳运动方式的演化

亚洲环太平洋地区,中新生代以来最为明显的构造型式是展布为北东及北北东向多字型构造,其中包括华夏系、新华夏系和近华夏系。本文主要讨论它们的成因、演化过程及其地壳运动方式的演化问题。     

中国东部中—新生代大陆构造的形成与演化

20世纪60年代提出的"威尔逊旋回"以关闭洋盆两侧板块的碰撞作为板块运动旋回的终结,然而板块构造学说"登陆"20多年来的实践说明这种认识是不全面的。大陆弥散而宽广的陆内变形说明洋盆闭合两侧板块的碰撞并未终止板内构造作用。古亚洲大陆形成后中国东部中—新生代广泛发育的板内构造变形、岩浆活动、克拉通内盆地的形成都和古亚洲大陆南、北,印度洋和北冰洋洋脊的持续扩张、西太平洋和菲律宾洋壳的俯冲相关。本文拟厘清中国东部中—新生代大陆构造形成与演化的重大事件、构造性质、形成背景及其时空展布:(1)晚海西—印支期古特提斯洋关闭陆块拼合碰撞古亚洲大陆雏形形成;(2)晚侏罗—早白垩世蒙古—鄂霍茨克海闭合,陆-陆碰撞古亚洲大陆形成,挤压逆冲推覆构造在陆内变形中形成高潮,西太平洋伊佐奈岐洋壳板块的斜俯冲叠加了自东而西的影响;(3)早白垩世晚期—古近纪加厚地壳-岩石圈减薄、转型,陆内伸展变形达到高潮,大陆克拉通泛盆地、准平原化;(4)始新世晚期—早中新世(40~23 Ma)太平洋板块运动转向对东亚大陆NWW向的挤压和印度洋脊扩张印—澳板块对古亚洲南部陆-陆碰撞挤压的叠加,形成中国东部新生的构造地貌;(5)中-上新世—早更新世受东亚—西太平洋巨型裂谷系和印度洋中脊扩张的叠加影响,中国东部岩石圈地幔隆升、地壳减薄,陆缘、陆内伸展变形相继形成边缘海、岛弧、裂谷型盆地和剥蚀高原地貌;(6)早更新世晚期(0.9~0.8 Ma)—晚更新世末(0.01 Ma)中国东部大陆构造地貌基本形成。     

中国东部黄山的成山过程及其构造意义

黄山是否存在过冰川是长期争议的科学问题,反对者的证据之一是黄山的海拔高度不能满足终年积雪的要求。这种认识源于地理学家对黄山成山过程的推测,没有考虑黄山岩体和区域地质演化所反映的成因信息。黄山岩体为一个主要由4个岩性单元组成的早白垩世复式小岩基,从早到晚、由边缘到中心依次为温泉细粒黑云母二长花岗岩、云谷寺连续不等粒粗粒黑云母正长花岗岩、狮子岭斑状黑云母正长花岗岩和贡阳山细粒黑云母碱长花岗岩组成。这种结构变化表明黄山地区发生过同侵位剥蚀作用,暗示岩浆侵位深度越来越小,受挤压构造力的驱动。与此相应,狮子岭单元的钾长石斑晶定向排列和云谷寺单元中的原生节理垂直于相邻两单元的接触界面,暗示黄山花岗岩具有强力侵位的特点。因此,黄山岩体形成于挤压构造环境,而不是前人推测的伸展环境。这种认识与区域构造变形和盆地分析的证据一致,暗示黄山地区曾经处于挤压造山环境,具有造山带型厚陆壳。对比岩浆起源深度和现今地壳厚度,可以合理地推测,晚白垩世以来黄山地区地壳减薄了约14～29 km,其地貌响应约为194～418 km。据此,黄山在早白垩世的海拔高度可能达到2 693～4 776 m。因此,黄山形成于地壳沉陷过程中的差异侵蚀,而不是地壳的阶段式隆升。     

黄骅坳陷中新生代构造负反转分析

黄骅坳陷在中生代经历了印支运动和燕册运动Ⅱ幕的褶皱－冲断作用,以及晚中生代至新生代的伸展作用。这种由挤压构造体制到伸展构造体制的构造反转,属于负横行反转,它具有先存冲断层的重新活动,且沿断层面向下滑动,形成梨式正断层的特征。由于构造负反转作用,造成了前第三系分布和构造格局相对复杂的面貌,负反转构造在现今地震剖面上难以发现。从构造负反转作用与油气关系看,应重视隆起部位（多为二级构造单元）的古炭－二叠     

中国东部中、新生代裂陷作用和伸展构造

本文主要是讨论中国东部中、新生代陆内裂陷作用及其伸展构造。前者指既裂又陷造成沟、槽的构造作用,是与造山作用相对应的。它所造成的伸展构造也是最长见的构造类型,发育于岩石圈演化的各阶段和各种不同的构造环境中。鉴于中国东部的油、气田和煤田及绝大多数强震都贮存或发生于中、新生代裂陷作用所造成的盆地中,因此对它们的研究无疑有重要的理论和实际意义。     

从松辽盆地的构造反转看中国东部盆地构造圈闭的形成

通过对松辽盆地构造反转的分析，把该盆地构造反划分为３种类型：平面上分为４个反转向构造带，结合中国东部含油气盆地构造样式和演化机制，认为松辽盆地的构造反转不同局部现象，它代表了中国东部裂谷盆地演化的普遍模式，并与构造圈闭，油气藏的形成密切相关，中国东部盆地重要的构造反转４期；盆地内众多构造圈闭类型是多种地质应力联合作用和多期构造作用叠加的结果，而后期的挤压反转到了加剧和定型作用，中国东部燕山－喜山期