岩石圈中热压系数的计算

中国中西部地区发育众多前陆冲断带,它们具有构造变形复杂、油气潜力大和有别于经典前陆盆地的沉积和油气地质特征,但其成因过程和动力学并不清楚。文中利用中西部盆地区的地温、岩石热物性参数和地热学模拟技术,分析该区岩石圈热状态和流变学特征,进一步结合其他地质、地球物理资料,揭示盆地区的深部构造特征和岩石圈性质。研究表明,中西部各主要盆地的岩石圈具有厚度大、强度高、地温低等热-流变学特征,表现为刚硬块体;而其周缘和造山带区却表现为温度高、强度低和厚度小等特征,是构造变形的易发区。在此基础上讨论了岩石圈性质和变形过程等深部构造对前陆盆地成因演化的控制作用,进而初步归纳这类陆内再生前陆盆地的成因演化机制:发育于小型克拉通块体的边缘,其就位受控于岩石圈热-流变学非均质性和构造继承性,其动力来源是新生代印度-欧亚大陆碰撞及其持续的挤压作用。上述研究为探讨中国中西部地区的前陆盆地成因机制提供了深部资料和岩石圈热-流变学约束。     

Continental subduction and exhumation of UHP rocks. Structural and geochronological insights from the Dabieshan (East China)

In the Dabieshan, the available models for exhumation of ultrahigh-pressure (UHP) rocks are poorly constrained by structural data. A comprehensive structural and kinematic map and a general cross-section of the Dabieshan including its foreland fold belt and the Northern Dabieshan Domain (Foziling and Luzenguang groups) are presented here. South Dabieshan consists from bottom to top of stacked allochtons: (1) an amphibolite facies gneissic unit, devoid of UHP rocks, interpreted here as the relative autochton; (2) an UHP allochton; (3) a HP rock unit (Susong group) mostly retrogressed into greenschist facies micaschists; (4) a weakly metamorphosed Proterozoic slate and sandstone unit; and (5) an unmetamorphosed Cambrian to Early Triassic sedimentary sequence unconformably covered by Jurassic sandstone. All these units exhibit a polyphase ductile deformation characterized by (i) a NW–SE lineation with a top-to-the-NW shearing, and (ii) a southward refolding of early ductile fabrics.

The Central Dabieshan is a 100-km scale migmatitic dome. Newly discovered eclogite xenoliths in a Cretaceous granitoid dated at 102 Ma by the U–Pb method on titanite demonstrate that migmatization post-dates HP–UHP metamorphism. Ductile faults formed in the subsolidus state coeval to migmatization allow us to characterize the structural pattern of doming. Along the dome margins, migmatite is gneissified under post-solidus conditions and mylonitic–ultramylonitic fabrics commonly develop. The north and west boundaries of the Central Dabieshan metamorphics, i.e. the Xiaotian–Mozitan and Macheng faults, are ductile normal faults formed before Late Jurassic–Early Cretaceous. A Cretaceous reworking is recorded by synkinematic plutons.

North of the Xiaotian–Mozitan fault, the North Dabieshan Domain consists of metasediments and orthogneiss (Foziling and Luzenguang groups) metamorphosed under greenschist to amphibolite facies which never experienced UHP metamorphism. A rare N–S-trending lineation with top-to-the-south shearing is dated at 260 Ma by the ⁴⁰Ar/³⁹Ar method on muscovite. This early structure related to compressional tectonics is reworked by top-to-the-north extensional shear bands.

The main deformation of the Dabieshan consists of a NW–SE-stretching lineation which wraps around the migmatitic dome but exhibits a consistently top-to-the-NW sense of shear. The Central Dabieshan is interpreted as an extensional migmatitic dome bounded by an arched, top-to-the-NW, detachment fault. This structure may account for a part of the UHP rock exhumation. However, the abundance of amphibolite restites in the Central Dabieshan migmatites and the scarcity of eclogites (found only in a few places) argue for an early stage of exhumation and retrogression of UHP rocks before migmatization. This event is coeval to the N–S extensional structures described in the North Dabieshan Domain. Recent radiometric dates suggest that early exhumation and subsequent migmatization occurred in Triassic–Liassic times. The main foliation is deformed by north-verging recumbent folds coeval to the south-verging folds of the South Dabieshan Domain. An intense Cretaceous magmatism accounts for thermal resetting of most of the ⁴⁰Ar/³⁹Ar dates.

A lithosphere-scale exhumation model, involving continental subduction, synconvergence extension with inversion of southward thrusts into NW-ward normal faults and crustal melting is presented.     

南天山北缘麻粒岩残迹与辉石相韧性变形研究

对新疆北部南天山北缘蛇绿混杂岩带中麻粒岩的岩石学、矿物学、岩石化学、矿物化学、稀土元素地球化学特征及辉石相韧性变形构造的研究表明,榆树沟麻粒岩的共生矿物组合为透辉石-次透辉石-紫苏辉石-石榴石-斜长石,属基性岩类暗色麻粒岩,以低硅高钙为特征,稀土总量低,轻稀土与铕弱亏损,反映高温高压熔融环境和岩浆分异差的特点。麻粒岩及超镁铁岩中的辉石经历了强烈的韧性剪切变形作用,不对称辉石残斑系、动态重结晶辉石亚颗粒集合体、辉石变形双晶纹、鱼尾构造、核幔构造等显微韧变构造广泛发育。宏观和微观运动学分析揭示了一期从南向北的推覆构造。麻粒岩的形成与早古生代大陆地壳拉伸作用有关,辉石相韧性变形则与早古生代末南天山边缘海的挤压关闭和推覆逆冲有关。     

莺歌海盆地成因及其大地构造意义

莺歌海盆地位于南海西北部 ,属 NW走向红河断裂带向南海海域的延伸。本文通过对盆地结构、沉降特征和构造 -沉积迁移过程的研究 ,提出莺歌海盆地在始新世—早渐新世期间属左旋扭张性断陷盆地 ,晚渐新世—早中新世的盆地演化阶段受到红河断裂带的左行剪切运动影响。莺歌海盆地的形成和演化历史反映了印藏板块碰撞过程对南海形成演化的影响历史     

华南早中生代从印支期碰撞构造体系向燕山期俯冲构造体系转换的形变记录

华南地区中生代动力体制经历了从特提斯构造域向滨太平洋构造域的转换,但对这种动力体制转换发生的时间和产生的地质效应则存在不同的认识。通过分析华南印支—早燕山构造层(D—J1-2)广泛发育的褶皱构造,识别了早中生代两个世代褶皱构造的横跨叠加型式,发现早期近东西向褶皱构造具有南北成带、晚期NNE向褶皱构造具有东西分区的区域展布特征。基于地层接触关系和早中生代岩浆岩和火山岩同位素年代学数据统计分析,认为这两组叠加褶皱构造清楚地记录了华南早中生代两期挤压事件,近东西向褶皱是对印支早期华南地块南北边缘碰撞造山事件的远程响应,NNE向褶皱则起源于燕山早期((170±5)Ma)古太平洋板块向华南大陆之下低角度俯冲作用,两者发生转换的时代在中晚侏罗世之交。伴随这两期构造挤压而产生的地壳增厚分别诱发了华夏地块三叠纪和晚侏罗世地壳深熔作用和岩浆侵入活动。华南两组叠加褶皱构造的识别为进一步探讨早中生代从碰撞动力构造体系向俯冲动力构造体系转换提供了关键的构造地质学依据。     

郯庐断裂带的分段性研究

本文从航磁、重力以及地学断面等地球物理资料入手,对郯庐断裂（即郯城—庐江断裂）带地球物理场和深部构造特征进行了分析;在总结前人研究成果的基础上,探讨了郯庐断裂带的各段的运动学性质,并对郯庐分段差异性的成因地球动力学过程进行了探讨。研究表明郯庐断裂带各段的地球物理场和深部构造特征及演化过程都存在着显著的差异。华南与华北板块的碰撞造山过程主要影响郯庐断裂带中南段的活动,而西太平洋俯冲的弧后扩张作用及由此产生的地幔底辟则是沈阳—渤海段活动的主控因素。中国东部中生代以来多期地质事件造成区域构造动力多次改变,使郯庐断裂带经历了多期的构造体制转换,并造成了各段活动特征的巨大差异性。     

诸广—贵东大型铀矿聚集区富铀矿成矿地质条件

位于南岭中部的诸广—贵东地区是中国花岗岩型铀矿最为重要的大型矿聚集区，已发现数个花岗岩型铀矿田，发育有数十个铀矿床，它们主要集中分布在诸广岩体南部和贵东岩体东部。区内富铀矿的形成与富铀古陆块、深部构造环境、幔涌区强烈深源岩浆活动、挤压向拉伸转变的构造环境、富铀沉积建造及富铀岩体、多期次热液蚀变叠加、高低差异的放射性元素迁移、良好的还原条件和封闭环境等区域地质背景和条件有着十分密切的关系。富铀矿在诸广、贵东两岩体内的集中分布和一系列有利于铀成矿的良好地质背景表明，该区乃至整个南岭范围地质背景相似的地区是铀成矿的有利地区，仍存在着寻找隐伏富大铀矿的巨大潜力。     

塔里木盆地岩石圈热-流变学结构和新生代热体制

塔里木盆地是我国特大型沉积盆地,也是“西气东输”工程的重要战略基地。利用盆地区大量的地温及岩石热物性参数并结合地热学知识分析了塔里木盆地的现代地温场、热演化和岩石圈热-流变学结构,并进一步讨论了地热场和岩石圈性质对成盆、成烃和成藏的意义。研究结果表明塔里木盆地现今平均大地热流为45mW/m2,平均地温梯度为18~20℃/km;整体上具有低温冷盆的特征。地温场的展布具有明显的横向差异,不同构造单元的地温场特征相差较大:坳陷部位具有较低的地温,隆起区具有较高的地热特征。热演化模拟表明盆地自成盆以来经历了从震旦纪—奥陶纪高热流(“热”盆)、志留纪—晚古生代热衰减(“热”盆向“冷”盆过渡)、中生代稳定的热演化(低热流“冷”盆阶段)、新生代岩石圈挠曲热演化等阶段。“热”岩石圈厚度为205~230km,有效弹性厚度(Te)达66±7km,脆-韧性转换深度为25~28km,岩石圈总强度为1.6×1013~7.8×1013N/m。盆地区的岩石圈表现为地温低、强度高的刚性块体,具有整体变形特征。受印度-欧亚大陆碰撞的远程效应影响,塔里木盆地作为刚性块体进行应力传递,盆地周边产生强烈变形,表现山脉的急剧隆升和盆地边缘的快速挠曲沉降。这一动力学过程造成地层内部流体趋于流向山前隆起带,并对油气成藏和分布具有重要的控制作用。     

利用背景噪声反演鄂尔多斯块体及其南缘地区地壳速度结构

文中利用分布在鄂尔多斯块体及其南部周缘地区的53 个宽频带地震固定台站的连续波形记录,采用双台互相关计算 方法由背景噪声提取瑞利波格林函数,经时频分析获得相速度和群速度频散曲线,并分别计算了汾渭地堑、秦岭北缘、鄂 尔多斯块体内部和六盘山地区4 个不同构造区的平均频散曲线,进而反演了各构造区的地壳上地幔一维横波速度结构。结 果显示：地壳厚度在汾渭地堑为34 km,在秦岭北缘地区和鄂尔多斯块体均为40 km,在六盘山地区最厚,达49~50 km;相 应的上地幔顶部横波速度分别为4.20,4.2,4.30 和4.15 km/s;地壳内结构浅部特征差异最大,在地壳中部六盘山地区的速 度较低,下部地壳不同地区的波速较一致。     

Evolution Features of Depositional and Tectonic Setting from Late Paleozoic to Meso-Cenozoic in the Yong' an Basin

永安盆地发育在前泥盆纪基底之上,位于华夏块体南缘,沿NE向政和—大埔断裂带展布.利用层序地层学方法,辅之以野外调查,研究了永安盆地的地层序列和岩石组合:①对晚古生代至早三叠世地层格架及柱状剖面的分析表明,伴随海平面的升降,海相沉积序列具有阶段性,不同沉积相在盆地东、中、西区段分布不均,盆地沉积沉降中心大致位于龙岩和梅县地区;②对横贯盆区的地质剖面及盆内辅助剖面的研究表明,中—新生代,盆内以断块作用为主,改造了晚古生代地层,代之以断褶复合地层;③有机碳质层为盆地的海陆变迁作了时域界定,并且其赋存部位和形态也在空间上表征了盆地构造演化的力学机制.通过分析构造事件、古地理及物源区、深部构造、边界构造等盆地要素,研究了盆地的沉积构造环境演化及其应力机制,结果表明:①晚古生代,海进海退的快慢受控于不同时期构造事件的强弱变化,由此产生的沿岸隆起区的剥蚀以及拉张背景的山体风化剥蚀为盆地提供了物源,存在北、南两个物源区;中—新生代,盆地总体为火山活动背景下的山前及河湖相沉积环境.②盆地具有隆起—伸展构造发育的特点,主要经历了华力西期海陆交互相巨厚沉积阶段,印支期稳定的台地向活动大陆边缘转变阶段并伴随挤压隆升,以及印支期后中—新生代由挤压向拉张机制转换的构造改造阶段.以上认识为中国东南部盆地的薄弱基础研究提供了新的基础参考信息.