大别造山带东段重力异常多尺度分解及其构造意义

文中通过多源数据融合、模型构建、数据试验、二维离散小波变换和功率谱分析等方法获取了大别造山带东段深、浅部场源布格异常及其场源似深度,并结合地壳结构、地质构造、岩石圈有效弹性厚度和地震活动等资料,讨论了地壳深、浅部的结构特征及地震活动构造背景。结果表明,低频布格异常显示大别造山带东段与华北地块间深部构造缝合带在东部应位于青山-晓天断裂前缘,在落儿岭-土地岭断裂和商城-麻城断裂之间向N偏移至梅山-龙河口断裂之下,造山带南侧与扬子地块间深部构造缝合带位于襄樊-广济断裂以北约20km,造山带东侧与扬子地块间的深部构造转换带位于郯庐断裂带之下,造山带东段腹地显著的低频布格异常低值表明对应部位的莫霍面存在明显下凹,造山带内部的布格异常高梯度带表明其深部结构不完整;高频布格异常揭示肥中断裂、六安-合肥断裂、肥西-韩摆渡断裂和郯庐断裂带等主要断裂对地壳中上部密度结构的影响明显,落儿岭-土地岭断裂对地壳中上部密度结构的影响范围向N延伸至肥西-韩摆渡断裂前缘。结合地震活动资料进一步分析认为,大别造山带东段与华北地块在青山-晓天断裂前缘附近接触和相互作用,且大别造山带东段地壳深、浅部结构均不完整,不利于应力积累,趋向于在断裂交错的脆弱部位频繁释放应力,是霍山地区小地震活动频繁的主要原因。     

中国东部及邻近海域磁异常数据所揭示的深部构造

通过对中国东部及邻近海域磁异常数据的化极和上延处理,全面分析了不同构造块体和区域深大断裂的磁异常特征和空间展布,并在此基础上,通过计算化极后的磁异常数据的径向平均振幅谱,反演计算出区域居里等温面的深度分布．研究发现磁异常的化极和上延处理有效地增强了区域构造带（大别造山带、郯庐断裂、钓鱼岛隆起等）的边界特征．计算得到的居里等温面深度在19．6～48．9km之间,平均深约31．7km,下扬子地区的苏北盆地和南黄海盆地的居里等温面明显较深,最深可达35km左右,而其周围区域的居里等温面深约25km,表明了下扬子地区的苏北盆地和南黄海盆地在构造演化以及基底岩性和结构上的独特性．从区域上看,沉积盆地（苏北盆地、南黄海盆地、东海陆架盆地）的居里等温面一般较深,而周围隆起区（钓鱼岛隆起、浙闽隆起）的居里等温面一般较浅．在火山活动区（琉球岛弧、济州岛周围）以及沿江绍断裂海域部分居里等温面隆升非常明显,表明来自深部强烈的岩浆或其他地热活动．     

新疆吐-哈、三塘湖盆地二叠纪玄武岩形成古构造环境恢复及区域构造背景示踪

吐-哈盆地和三塘湖盆地是上叠在古生代造山带褶皱基底之上的晚古生代-中新生代叠合改造型陆内沉积盆地. 其中发育的玄武岩的全岩⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学研究揭示其形成时限在293~266 Ma, 为二叠纪. 玄武岩元素地球化学特征的对比分析表明, 三塘湖盆地玄武岩具有Nb, Ta强烈亏损, 高场强元素选择性富集的特点, 显示岩浆源区存在消减组分影响, 可能与古洋壳板片俯冲作用的影响有关, 具“滞后弧”火山岩的特征; 而吐-哈盆地Nb, Ta轻度亏损, Th/Ta较高, 应与陆内拉张带或者初始裂谷玄武岩相似. 据此并结合新疆北部区域的蛇绿岩和蛇绿混杂岩带形成时期及与造山期后伸展的区域岩浆活动研究综合分析, 推测吐-哈盆地、三塘湖盆地二叠纪的成盆构造背景可能与新疆北部地区晚古生代陆-陆碰撞造山之后发生的区域性伸展作用密切相关. 两盆地二叠纪玄武岩应属来自不同源区、但成盆动力学相似的造山期后伸展背景, 均应为陆内裂谷环境, 但三塘湖盆地火山岩源区明显受到过消减组分的交代, 显示先期应存在过板块俯冲消减作用.     

大别山北缘深部结构的高精度重磁电震解析

大别山北缘位于大别造山带与华北陆块会聚地带,其深部精细结构还存在一些争议问题.根据近年来在研究区域内采集的地球物理数据,通过OMEGA、OASIS和FUGRO-LCT等多个重磁电震软件处理,获得了深部信息丰富的多种地球物理属性图像.本文从中选取了2条平行的电法和地震剖面,辅以高精度重磁数据,揭示了大别山北缘深部地质结构总体呈现华北陆块南向俯冲、北淮阳构造带向北逆冲的特征,并可清楚地识别大别山北缘造山带、肥南山前坳陷带和肥北斜坡带.其特征分别如下:①大别山北缘造山带,地震反射杂乱,电性高阻大于2000Ωm,以磨子潭-晓天断裂为界分为北大别杂岩带和北淮阳构造带,主要由大别群、卢镇关杂岩和佛子岭群组成,沿舒城-信阳断裂逆冲于中、下侏罗统之上,浅部发育北倾的金寨-龙门冲滑覆断裂.②肥南山前坳陷带,上部为中、新生界,呈现中低阻特征,地震反射界面清楚,断面波明显;下部为华北型前中生界沉积岩(上部可能残存古生界),电性特征为低阻(5~50 Ωm),地震反射较连续,内部反射弱.以六安断裂为界分为舒城凹陷和肥中断裂带,其北侧边界为肥中断裂.③肥北斜坡带,上部主要为侏罗系,呈现中低阻、水平层状地震反射特征;下部主要为霍邱群,电性为高阻,地震反射杂乱;中间为华北型前中生界沉积岩,向北逐渐减薄、直至缺失.上述认识将为华北陆块南向俯冲、南北板块碰撞缝合线和油气资源勘查等研究提供深部地质约束.     

北山造山带南部早古生代构造演化：来自花岗岩的约束

北山造山带是中亚造山带的重要组成部分,处于天山造山带和索仑缝合带之间的关键构造位置,对认识中亚造山带的构造演化和古亚洲洋的最终闭合具有重要意义。本文选择北山造山带南部早古生代桥湾糜棱岩化花岗岩和金塔钾长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素和地球化学研究。结果表明,桥湾糜棱岩化花岗岩和金塔钾长花岗岩均形成于~430Ma,岩浆结晶锆石的二阶段Hf模式年龄分别为2.14~2.37Ga和1.32~1.72Ga。样品中含有少量继承锆石,继承锆石的Hf同位素特征与北山南部新元古代花岗质片麻岩类似。在地球化学组成上,两者均具有高的SiO2含量(73.18%~75.00%),弱过铝质,富集Rb、U、K等元素,亏损Ba、Nb、Ta、和Sr、P、Ti等元素的特点,类似于北山南部其它早古生代钾长花岗岩。它们的岩浆均起源于北山南部古老地壳基底的部分熔融,金塔钾长花岗岩可能还有幔源岩浆或新生下地壳的贡献。这同时也暗示了北山南部石板山地块与敦煌地块具有显著不同的地壳基底组成。结合敦煌地块早古生代高压麻粒岩的研究结果,我们认为北山南部早古生代岩浆活动可能与敦煌地块向北山南部石板山地块的碰撞、俯冲作用有关,反映了中亚造山带南缘的北山造山带在早古生代经历了造山带中微陆块与周缘克拉通碰撞拼贴的造山事件。     

苏鲁造山带古元古代超高温麻粒岩及其构造意义

本文报道了在苏鲁超高压变质带北端威海地区识别出的古元古代超高温泥质麻粒岩。泥质麻粒岩与大理岩、钙硅酸盐岩和片麻岩等变质表壳岩伴生。这些表壳岩以透镜体的形式产于经历了三叠纪超高压变质的新元古代正片麻岩中。泥质麻粒岩由石榴石、夕线石、斜长石、钾长石、反条纹长石、石英、黑云母、白云母和金红石组成。黑云母和白云母呈石榴石和夕线石的冠状体产出,为退变质矿物。相平衡模拟结果表明,麻粒岩峰期变质的温度和压力条件为~940℃和~1.2GPa。泥质麻粒岩中的锆石近等粒状或椭圆形,具有扇状或冷杉状分带,大多数具有平坦甚至亏损的重稀土配分模式,并有Eu负异常,为典型的麻粒岩相变质锆石。锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年结果给出了1845±9Ma的207Pb/206Pb加权平均年龄,表明超高温麻粒岩形成于古元古代。结合现有的其他研究结果,我们推测扬子板块北缘经历了古元古代的增生造山作用。     

印支期龙门山造山楔推进作用与前陆型礁滩迁移过程研究

马鞍塘期龙门山前陆盆地是印支期造山楔加载于扬子地台西缘而形成的挠曲前陆盆地。根据地表露头、钻孔剖面和地震反射剖面资料,本文通过分析前陆盆地早期前陆缓坡型鲕粒滩-硅质海绵礁组合在时间和空间上的迁移规律,标定了卡尼期龙门山造山楔的推进速率。结果表明:卡尼期马鞍塘组是分布于底部不整合面之上的第一套地层单元,在垂向上前陆型鲕粒滩-硅质海绵礁组合显示为鲕粒灰岩滩-生物碎屑滩-硅质海绵礁灰岩-泥页岩的向上变细的沉积序列,记录了前缘隆起边缘碳酸盐缓坡和海绵礁的构建和淹没过程,反映了在相对海平面的持续上升中鲕粒滩-硅质海绵礁被淹没致死的过程。在横向上,盆地结构显示为西厚东薄,并向西倾斜的不对称盆地,由西向东依次分布了深水盆地、碳酸盐缓坡和海绵礁和浅水滨岸带等沉积物类型,显示了从龙门山造山楔向前陆一侧具有泥页岩向鲕粒滩-硅质海绵礁的变化特征。其中鲕粒滩-硅质海绵礁丘组合发育于15～30m深度的前陆同斜缓坡上,呈面向西的条带状展布,其走向线与龙门山冲断带的走向大致平行。并可将其划分为7个鲕粒滩-硅质海绵礁相带,表明卡尼期硅质海绵礁丘和滩沿底部不整合面向南东方向的前陆缓坡超覆,其超覆线和相带的走向与龙门山冲断带的走向平行,显示了7条硅质海绵礁丘和滩是随着相对海平上升过程而向南东方向的前陆缓坡超覆过程中逐次形成的。卡尼期硅质海绵礁迁移速率为18mm·yr-1,其与龙门山造山楔推进速率(15mm·yr-1)基本一致,表明印支期龙门山逆冲楔推进速率与前陆鲕粒滩-硅质海绵礁丘迁移速率具有明显的耦合关系。据此,本次提出了龙门山前陆盆地早期前陆型碳酸盐缓坡和硅质海绵礁的迁移模式,其形成的过程为:龙门山造山楔于卡尼期初始构造负载于扬子板块西缘,导致了前陆地区的挠曲沉降,形成了前陆盆地,驱动了相对海平面的持续上升,前陆盆地处于欠补偿状态,当相对海平面上升速率与硅质海绵礁生长速率相同时,在15～30m深度的前陆同斜缓坡上发育了鲕粒滩-硅质海绵礁丘组合,随着龙门山造山楔不断地的向前陆地区推进,前陆盆地内相对海平面持续上升,逐次在前陆缓坡上15～30m深度的的位置开启了新的硅质海绵礁群的生长窗,形成了本区卡尼期7条带状展布的鲕粒滩-硅质海绵礁丘组合。因此,硅质海绵礁的淹没过程和迁移过程是龙门山造山楔向扬子克拉通推进过程的沉积响应,显示了在卡尼期-诺利期松潘-甘孜残留洋盆的迅速闭合和逆冲楔构造负载向扬子板块推进的动力学过程。     

中国及亚洲重要造山带花岗岩浆时空演化及成矿背景对比研究

在全面收集中国及邻区花岗岩年代学资料的基础上,在包括俄罗斯、蒙古、吉尔吉斯坦、韩国、日本、越南等境外地区开展了野外调研, 获得大量高精度锆石U-Pb年龄,发现一些重大岩浆事件;结合系统收集的公开发表的高质量数据,建立了一些关键地区的花岗岩年代学格架;初步总结了中亚、中央、特提斯和环太平洋构造域花岗岩的时空分布及构造-岩浆演化,提供相关成矿背景,编制了四个构造域的花岗岩时空分布图。在此基础上,初步编制了亚洲花岗岩时空分布图,总结了花岗岩浆作用与构造演化的关系,为探讨亚洲大地构造演化,特别是陆块聚合过程的研究提供了依据。这是一次尝试性的较系统地论述亚洲花岗岩及构造-岩浆演化的研究。     

混杂岩组构和运动学解析:以华北克拉通新太古代赞皇和遵化混杂岩为例

混杂岩广泛出现于世界范围内的碰撞和增生型造山带中,是汇聚板块边缘增生杂岩内标志性岩石构造单元之一,记录了板块汇聚边缘增生的大地构造演化史.大比例尺野外地质填图、组构及运动学解析可有效揭示古老混杂岩的形成历史,为地球上早期造山带演化过程提供重要信息.本文简要介绍了混杂岩定义、形成机制、形成过程中可能的影响因素及其研究的重...