第四纪以来天津北部燕山隆升与山前盆地的形成

文中报道了天津市北部燕山山前地带共4个高岩心采取率钻孔的沉积学、地层学、年代学和微体古生物综合研究。420个热退磁样品的磁倾角曲线显示,具147 m厚松散地层的标准孔Z3孔下部地层属于2.58 Ma的松山(Matuyama)极性带。随着地壳沉降,只是从早更新世,冲积扇侧缘泥质沉积物才开始充填了底砾岩层之上的沉积空间,形成广义的山前盆地中的泛滥平原;与传统上视为上新统特征沉积的红棕色黏土类似的亮黄橙—黄橙色—亮红棕色黏土,延续出现到早更新世中期,当时区域沉降中心位于距离山前断裂不足4 km处。0.78 Ma以来的布容(Brunhes)极性带厚57.8 m。谨慎地依据120 ka的布莱克(Blake)亚时确定上更新统后,可见中更新统大部缺失,与天津市区沧县隆起和北京永定河冲积平原南部所见此时的地层间断十分相近。3个钻孔的7个14C测年数据证实,距离山前断裂不足2 km的钻孔45 ka以来的地层最厚达41 m;显示自MIS3初始期,沉降中心向北迁移更靠近山前断裂,且在构造断裂作用下形成了新的狭义的山前盆地。研究区可见15 ka富有机质黏土及上覆泥炭,表明末次冰消期开始的气候转暖首先影响到华北平原山前地区。此项工作为研究晚新生代以来"源到汇"过程中渤海湾西岸的沉降提供了一个基准点。     

汶川地震假玄武玻璃的特征、成因及其构造意义

富流体的断层泥是浅部地震断层带中的特征岩石。一般认为，地震过程中摩擦热会导致粒间孔隙流体热膨胀增压，形成同震断层弱化(热增压机制),从而抑制摩擦熔融的发生。然而我们研究发现，在2008年汶川大地震(M_W 7.9)中断层浅部发生了摩擦熔融。汶川地震发生一年后，我们在汶川地震断裂带科学钻探项目一号钻孔(WFSD-1)732.6m深处的断层泥中发现了厚度约2mm的假玄武玻璃(凝固的摩擦熔融物)。该假玄武玻璃形成的位置极浅，且产生于非固结的、富流体的断层泥中。从岩心来看，断层面可见镜面构造和同震擦痕。微构造分析显示，该假玄武玻璃主要由石英碎屑和由长石与黏土矿物熔融的非晶质基质组成，基质中发育众多不规则的微裂隙，并可见流动构造。化学成分分析显示，其基质富Ba且被重晶石(BaSO₄)小细脉切割，为同震及震后流体存在的证据。由于假玄武玻璃在流体存在的条件下会快速蚀变，且龙门山地区大地震复发周期为3000～6000年，因而这些完全未被蚀变的新鲜假玄武玻璃可能是最近一次大地震，即2008年汶川大地震的产物。针对钻孔中断层泥进行的高速摩擦试验，证实了在钻孔732...     

大火成岩省及其在古大陆重建及裂解研究中的应用

大火成岩省是地质历史上与地球深部过程（如地幔柱）密切相关的极端地质事件,以相对较短时期内形成规模宏大的板内幔源基性岩浆活动为主要特征,对研究全球性大气—海洋环境的巨变与生物灭绝、大规模成矿及超大陆的重建和裂解均有重要意义。从潘吉亚超大陆的裂解过程可以看出,尽管不是所有的大火成岩省都与大陆裂解有关,但几乎每一次重要的裂解事件都伴有大火成岩省的出现,因此大火成岩省对于研究前潘吉亚超大陆,特别是对于缺少古生物等重建标志,古地磁数据偏少的前寒武纪超大陆重建及裂解研究有重要价值。近20多年来随着年代学技术的进步及研究工作的不断深入,大火成岩省在古大陆重建及裂解方面取得了一些重要进展,并发挥了越来越重要的作用。前寒武纪大火成岩省由于经历了多次裂解事件改造及后期抬升剥蚀或覆盖的影响,现今保留的是一些分散在不同大陆上的大火成岩省残片或碎片。用大火成岩省开展古大陆重建及裂解的目标就是通过不同陆块大火成岩省或大规模基性岩浆活动的年代学、岩石学及地球化学对比,结合其他证据,恢复大火成岩省形成时的时空分布特征,据此来确定这些陆块在超大陆中的相对或绝对位置。与其他前寒武纪大陆重建标志相似,大火成岩省也有一些局限性及不确定性,因此应用大火成岩省开展古大陆重建及裂解研究中要与前岩浆期沉积地层中的特殊事件层（如冰碛岩、火山灰、黑色页岩、不整合面、古生物等）对比、岩墙几何学产状、基性岩浆事件序列对比、古地磁、大型构造（如造山带）对比及深部地球物理等多学科方法相结合。     

塔里木盆地中南部麻扎塔格逆冲—褶皱带变形特征及其意义

麻扎塔格地区地层、地貌及构造变形特征的研究,对于认识塔里木盆地新生代构造演化过程、塔里木—西昆仑的盆山耦合关系、新构造运动对塔里木油气资源分布的影响以及塔克拉玛干沙漠的气候、环境变化都具有重要意义。本文通过卫星照片解译、野外变形观察、剖面实测、地球物理资料解释等手段,对该地区晚新生代的构造特征进行了研究,确定了麻扎塔格构造带为典型的逆冲—褶皱带,并探讨了麻扎塔格逆冲—褶皱带的构造指向、活动时限、隆升速率及缩短速率、东西方向的延伸等问题,取得如下认识:1)麻扎塔格逆冲—褶皱带为西昆仑山前陆褶皱冲断带的前缘部位,和田河气田就是处在逆冲前锋背斜顶部,晚新生代变形作用已明显地改造了塔里木盆地南部及中部的古生代和中生代构造,并促成了和田河气田的形成;2)麻扎塔格山在中新世末(约7 Ma)和中更新世(约780 ka B.P.)经历了两次构造隆升,后一次形成了麻扎塔格逆冲—褶皱带和麻扎塔格山现今的地貌特征;3)估算出麻扎塔格逆冲—褶皱带中更新世以来的隆升速率约为0.26～0.4 mm/a,缩短速率约为0.9 mm/a;4)认为麻扎塔格逆冲—褶皱带向西应与同属西昆仑山前褶皱—冲断带前缘的喀什背斜相连,东端的突然消失可能是由于东段和田河附近存在北东—南西向的走滑断层造成。     

华北克拉通北缘及邻区前燕山期主要地质事件

近年来,华北克拉通北缘及邻区的研究进展集中在前燕山期的主要地质构造格架的廓清,以及晚中生代以来的构造岩浆事件和克拉通岩石圈减薄研究的深化。本文对前者的研究进展作评述和展望。华北克拉通自1.8～1.75Ga形成后,时有岩浆扰动。1.35Ga的基性岩床和岩墙群事件代表了华北克拉通与北美克拉通的裂解,说明华北克拉通曾经是哥伦比亚超大陆的组成部分。华北克拉通北缘大陆边缘的演化也应当从1.35Ga以后开始。早古生代时期,在华北克拉通以北的兴蒙造山带南部发育了白乃庙岛弧岩带,但此时华北克拉通依然记录的是稳定沉积。该岛弧岩带在早古生代末期可能通过弧-陆碰撞形式增生到华北克拉通北部边缘。早中泥盆世期间,在华北克拉通北缘发育了年龄为410～380Ma的碱性杂岩,可能与弧陆碰撞后的伸展有关。从晚石炭世(～320Ma)开始,华北克拉通北缘发展为安第斯型活动大陆边缘,古亚洲洋向南俯冲在华北克拉通之下。在相邻的兴蒙造山带,古亚洲洋还存在向北的俯冲,形成了白音宝力道岛弧岩带。古亚洲洋沿索伦缝合带的最终闭合发生在二叠纪末—三叠纪初期。华北克拉通北缘大量～250Ma以来的后碰撞岩浆活动记录了这一拼合过程。晚三叠世—早侏罗世华北克拉通北缘发生大规模逆冲推覆。早侏罗世时期,华北克拉通北缘已经出现基底结晶岩系的广泛剥露。在燕山期构造岩浆作用之前,华北克拉通北缘的东西向构造格架基本奠定。     

华北中元古界古地磁测试新结果与Columbia超级大陆研究

华北地块中元古代杨庄组的古地磁研究提供了一个同时通过褶皱检验和倒转检验的古地磁极,极位置为经度190.4°、纬度2.4°。通过与Laurentia、Baltica和Siberia可靠的古地磁数据对比,支持了古—中元古代可能存在Columbia超级大陆的假说。华北地块与Laurentia、Baltica和Siberia视极移曲线的对比表明华北地块与Baltica在古—中元古代可能长期相连。     

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。     

阿尔金山脉新生代剥露历史——前陆盆地沉积记录

新疆且末县江尕勒萨依盆地位于阿尔金山脉的北西山前,其内连续沉积了中生代一新生代地层。盆地内古新统一始新统为河流相沉积;渐新统至中新统为山麓河流相灰色砾岩和棕色砂岩;上新统为山麓洪积相砾岩夹泥岩;下更新统全为砾岩层。岩性组合特征及其砂岩碎屑、砾石组分变化规律,反映出阿尔金山脉的新生代剥蚀历史：古近纪早、中期,阿尔金山脉的地形高差小,古生界双峰式火山岩首先被剥蚀;至渐新世末一中新世早期,山脉高差加大,基底元古宇开始出露地表被剥蚀;中新世末期,山脉高差进一步加大,剥蚀速率加快;至第四纪早期西域砾岩开始沉积时,地形高差加剧,中、古元古界开始暴露被剥蚀。区域资料分析表明,阿尔金山脉在新生代具有多期次阶段性隆升的特征,存在3期次快速隆升事件：渐新世末一中新世早期、中新世晚期(大约8Ma)和第四纪早期。     

三门峡地区黄土L9的重磁化现象及原因探析

对黄河三门峡地区曹村黄土剖面L₁至L₁₃(年代持续约1.1Ma)的高分辨率古地磁研究发现:布容/松山界线位于第8层古土壤(S₈)的顶部,贾拉米洛正极性亚时的顶、底界分别位于S₁₀和L₁₃的顶部,上述古地磁极性转换界线与洛川标准剖面一致。“上粉砂层”(L₉)的绝大多数样品特征剩磁方向与现代地磁场方向一致,而其中的弱发育古土壤层(L₉SS₁)则呈预期的反极性特征。综合L₉的厚度、岩性和岩石磁学特征,认为这一巨厚的正极性带可能反映了完全由岩性所控制的重磁化特征。对于L₉重磁化的原因,似乎很难用后生的化学剩磁和粘滞剩磁来解释。文章尝试性地提出,可能在L₉沉积后的间冰期(对应S₈)和布容正极性时内气候较湿润的时期,由于雨水的向下渗透而诱导了其中强磁性矿物(磁铁矿)在沉积后随地磁场方向的变化而进行了重新排列。     

帕米尔-西昆仑地区新生代古地磁结果及其构造意义

通过对帕米尔-西昆仑地区新生代地层51个采点古地磁样品系统的古地磁测试,获得了研究区新生代较可靠的古地磁数据。尽管上述研究剖面因为单斜地层无法对所获得的古地磁结果进行褶皱检验,但从实验结果可以看出,其地理坐标下平均的高温特征剩磁方向远离现代地磁场方向,且和田朗如乡古近纪、策勒恰恰古近纪、叶城柯克亚乡新近纪剖面所获得的古地磁结果具有正、反2种极性,由此,我们认为以上剖面的高温特征剩磁很可能代表了岩石形成时的原生剩磁方向。结合研究区已有的古地磁数据,认为在新生代印度板块向北挤压作用下,塔里木地块西缘地区(帕米尔高原东北缘)早白垩世-晚白垩世始相对欧亚大陆在古地磁误差范围内并没有发生明显的构造旋转作用(1°~1.6°),而始新世以来相对欧亚大陆则发生了明显的逆时针旋转(22°~38°),该地区的逆时针旋转作用可能与塔拉斯-费尔干纳断裂新生代以来的右旋走滑作用有关,而在帕米尔高原以东则主要以沿大型走滑断裂的走滑作用为主,并没有发生明显的旋转作用。