板块汇聚带的造山和重力垮塌作用及其力学成因:以雅鲁藏布江-喜马拉雅山汇聚带为例

从大洋底部磁异常条带的宽度变化可以看出,大洋的扩张速率是时常变化的,这种变化与板块俯冲角度的变化一样,对板块汇聚带的应力和应变场有重要的控制作用。中国存在众多不同特征、不同年代的板块汇聚带,根据其中发生的构造作用可以反演汇聚带在板块扩张速率和俯冲角度控制下的演化。有着巨大高差的喜马拉雅山构造带和雅鲁藏布江缝合带在喜马拉雅山东、西构造结逐渐交汇在一起,其平均海拔高度随之增大而宽度不断变小。喜马拉雅山中段的推覆发生在中新世早期,在推覆的过程中,其北缘沿藏南拆离系还发生了大规模的南北向伸展。这表明在中新世前,在雅鲁藏布江缝合带和喜马拉雅山之间可能存在一个规模很大的造山带,在这里称之为喜马拉雅山—雅鲁藏布江造山带,它在中新世初发生了垮塌。作为这个造山带的前缘,喜马拉雅山中段发生向南的推覆,这就是喜马拉雅山中段的推覆时间要远远滞后于印度和欧亚大陆的碰撞时间的原因。造山带的垮塌可能是印度与欧亚大陆间水平汇聚速率的突然减小造成的。发生在古近纪的日本海和中国的松辽盆地的弧后扩张与喜马拉雅山—雅鲁藏布江造山带的重力垮塌作用可以对比,可能是太平洋和欧亚大陆汇聚速率的突然减小造成的。在白垩纪,太平洋和欧亚大陆汇聚速率很大,所以,欧亚大陆东缘,包括日本海和中国的松辽盆地,在当时可能是规模很大的造山带。位于秦岭南侧,上覆在四川盆地之上的大巴山推覆带的形成机制与喜马拉雅山在中新世的推覆成因类似,与晚白垩世—古近纪秦岭的垮塌有成因关联。秦岭的垮塌可能是华南—华北汇聚速率减小造成的,在此之前秦岭要比现今高得多。

高黎贡山脉南部的晚新生代构造-重力垮塌及其成因

云南西部高黎贡山脉构成青藏高原东南边界的一部分，平均海拔3000m以上，山脉南部高度突然下降到海拔2000m左右，线性延伸的山体变为平缓起伏的面状高地。野外工作发现，这一地貌突变是由于伸展变形和重力垮塌造成的。晚新生代以来高黎贡山脉中段和南段东西两侧均发育伸展构造，其中分隔盆地与山脉地貌单元的主要正断层被称为高黎贡山脉东坡和西坡主边界正断层，它们控制了山脉两侧盆地沉积及腾冲地块内部的火山喷发作用，造成山脉与盆地的地势差距、山体的构造剥蚀以及水系的下切。高黎贡山脉及其西侧的腾冲地块构成青藏高原周边唯一的伸展边界。这些伸展构造是畹町、瑞丽、梁河等左行走滑断裂的尾端转换构造。畹町断裂的左行走滑运动将上部地壳物质向东、向西拉开，使得高黎贡山脉南部发生构造重力垮塌变形，形成三角形的构造窗，暴露出由变质结晶岩系构成的保山地块基底。磷灰石裂变径迹年龄表明，大约距今14Ma开始的构造-重力垮塌去顶作用首先发生在山脉南部，并逐渐向北发展，高黎贡山脉中部在距今8～5Ma进入伸展构造的强烈活动期。

东喜马拉雅缺口的地质与地貌成因

东喜马拉雅缺口位于西藏东南部米林地区 ,平均海拔高度只有 450 0 m,远远低于喜马拉雅山其它地段。我们的研究揭示 ,它的形成是由一条规模很大的 ,称之为米林韧性正断层的活动造成的。断层带的宽度至少有 2 0 km,大体倾向西 ,主要由眼球状糜棱岩组成 ,岩石中的拉伸线理以及眼球旋转的方式表明位于其东西两侧的高喜马拉雅深变质岩系和特提斯喜马拉雅中浅变质岩系之间发生过大规模的拆离运动 ,导致了东喜马拉雅构造结的最高峰——南迦巴瓦 (7756m)的早期抬升以及特提斯喜马拉雅的重力垮塌。该断裂的南西端和藏南拆离系 (STDS)相交 ,因此 ,它很可能是藏南拆离系的东翼断裂 ,同样形成于中新世。拆离构造的发生表明喜马拉雅山在中新世发生南北向构造缩短的同时还伴随着近东西向的拉伸。米林断裂的北东端和派区断裂相接。后者在中新世呈左旋剪切 ,构成东喜马拉雅挤入构造的西边界。米林断裂和上述两个断裂的衔接关系表明该断裂是一个协调高喜马拉雅和特提斯喜马拉雅之间斜向拆离运动的转换断层。

印度陆块新生代两次仰冲事件及其构造驱动机制:论印度洋、特提斯和欧亚板块相互作用

印度陆块与欧亚大陆的碰撞是印度洋扩张和特提斯洋闭合综合作用的结果。本文通过综合分析和研究提出这3个板块的相互作用致使印度陆块发生过2次向北的仰冲:早期(古新世末-始新世初,~57Ma)仰冲受其超高速运动(>140mm/yr)的驱动,与特提斯之间产生的速度差致使两者间的边界发生破裂,密度小的印度陆块沿印度洋东经90°海岭和马尔代夫岛链向北仰冲到特提斯洋壳之上,两者的叠加导致印度陆块北缘——特提斯喜马拉雅地壳增厚(~70km)并且沉积了一套造山磨拉石——柳曲砾岩;晚期(渐新世-中新世之交,~25Ma)仰冲发生在碰撞后,由于高喜马拉雅结晶岩系沿主中央冲断带和藏南拆离断裂发生的垂向挤出,位于上盘的特提斯喜马拉雅沉积盖层同时发生重力垮塌,沿大喜马拉雅反冲断裂仰冲到冈底斯岩浆岩带之上并且造成后者的隆升和前陆下陷,其北缘充填了一套造山磨拉石沉积——大竹卡砾岩。这两次构造事件均受印度陆块的快速运动驱动。此外,在印度陆块超高速运动的挤压下,特提斯洋可能在早白垩世之后就停止了扩张,而老的洋壳不是俯冲消减了就是被仰冲的印度陆块掩盖了,这解释了为什么雅鲁藏布江缝合带只存早白垩世蛇绿岩。印度洋内东经90°海岭和马尔代夫岛链构成印度陆块的南东和南西边界,前者呈右行走滑,后者呈左行走滑,两者勾画出印度陆块向北漂移的轨迹。

对沉积混杂作用和沉积混杂岩的再认识

回顾了沉积混杂岩的研究历史 ;指出了沉积混杂岩的分布位置和形成机制 ;重新给出了沉积混杂岩的定义 ;依据沉积混杂作用的不同方式划分为四种类型 :重力垮塌和重力流混杂作用、冰筏混杂作用、古喀斯特混杂作用和陨落混杂作用 ;最后探讨了海底混杂岩块的来源和搬运方式。

北大别造山后伸展变形特征及其深部动力学意义

大别造山带位于华北板块南缘,其早白垩世伸展活动是华北克拉通伸展破坏活动的一部分。北大别穹隆是造山带伸展构造主要分布区域,其构造特征、岩石变形特征以及深部动力学对理解造山带伸展活动以及华北克拉通破坏具有重要意义。北大别穹隆内变形组构的构造归属及其所指示的岩石变形方式是研究穹隆伸展过程及深部动力学机制的基础。本次工作对北大别穹隆内发育不同倾伏方向拉伸线理的变形岩石开展了详尽的构造观察和锆石U-Pb年代学分析。年代学结果显示,6个样品的锆石边部给出了118~131Ma的年龄。结合实际构造观察与分析,我们认为这一变质年龄代表了拉伸线理的形成时间。北大别穹隆从边界剪切带到中部的垂向剖面上,变形组构分布指示边界剪切带以简单剪切为主的平面应变;随着深度增大,垂直剪切方向的主应变愈发显著,形成垂向上缩短,平行于剪切方向(上盘向NW)和垂直于剪切方向的伸长都不可忽略的三维变形。岩石变形特征及构造组合特征揭示,北大别穹隆总体上是以边界剪切带为拆离带的变质核杂岩,是古太平洋板块后撤的结果;拆离带以下的中-下地壳岩石发生的伸展,是加厚地壳受热活化后重力垮塌的结果。

燕山-太行山北段中生代收缩变形与华北克拉通破坏

燕山-太行山中生代收缩构造变形主要表现为基底卷入的逆冲构造、基底为核的大型纵弯褶皱构造,以及韧性逆冲推覆构造.构造形迹展布方向主要有近WE,NWW和NE-NNE向.在总体构造线呈NNE向展布的太行山构造带和辽西燕山东段,均发现有近WE向和NWW向收缩构造变形.收缩变形发生在二叠纪晚期、三叠纪、侏罗纪及早白垩世.它们的发生已经使克拉通遭受破坏.燕山中部近NS向构造剖面复原表明,在135Ma之前的构造变形缩短率约为38%.华北东部晚古生代和早中生代岩相古地理研究显示,收缩变形前的地壳厚度约为35km.如果将上述地质历史时期韧性剪切收缩变形反映的变形深度(20～25km)作为卷入收缩变形的地壳厚度,并假定水平缩短变形量由垂向地壳加厚所调节,则在南北向缩短变形之后地壳厚度可达47～50km,已经接近拆沉构造模型下地壳榴辉岩化所需的地壳厚度.同时,加厚地壳均衡抬升产生的重力势能差,与地壳加厚期间持续不断的岩浆活动导致的岩石圈强度弱化,为在区域构造应力状态不发生改变的情形下产生中浅部地壳的伸展垮塌创造了充分条件.因此,燕山太行山中生代收缩构造变形,一方面直接导致了克拉通岩石圈浅层稳定状况的破坏,另一方面为在深部可能发生的拆沉作用和在浅部产生强烈伸展变形创造了有利条件.拆沉作用和伸展变形可能同是早期收缩变形导致地壳强烈加厚的结果.伸展变形既可以与拆沉作用相伴发生,也可以单独出现,不宜将浅层伸展变形作为深部拆沉作用曾经发生的直接证据.