Characteristics of tectonic deformation of the melange zone in the Lachlan Orogen along eastern coast of Australia

The Narooma-Batemans Bay(NBB)area along the southeast coast of Australia is a part of the eastern zone of the Early Paleozoic Lachlan Orogen.In the NBB,a set of rock association consisting of turbidites,siliceous rock,basic lava,and argillaceous melange zone is mainly developed.According to systematic field geological survey,the deformation of 3 stages(D1,D2,and D3)was identified in the NBB.At stage D1,with the original bedding S0 in a nearly east-west trending as the deformation plane,tight folds,isoclinal folds,and other structures formed in the NBB accompanied by structural transposition.As a result,crenulation cleavage developed along the axial plane of the folds and schistosity S1 formed.At stage D2,with north-south-trending schistosity S1 as the deformation plane,a large number of asymmetrical folds and rotated porphyroclasts formed owing to thrusting and shear.At stage D3,leftlateral strike-slip occurred along the main north-south-trending schistosity.Based on the analysis of the characteristics of tectonic deformation in the NBB and summary of previous research results,it is determined that the early-stage(D1)deformation is related to Ordovician Macquarie arc-continent collision and the deformation at stages D2 and D3 is the result of the westward subduction of Paleo-Pacific Plate.That is,it is not the continuous westward subduction of the Paleo-Pacific Plate that constitutes the evolution model of the NBB as previously considered.

东亚原特提斯洋(Ⅳ):北界西段早古生代构造变形

北祁连造山带是原特提斯洋北支西段——古祁连洋闭合的地质记录,其经历了早古生代复杂的造山过程,但其俯冲极性、闭合时间、拼合方式还存在争议。通过详细的野外构造解析,并对变质年代学资料进行统计,在研究区识别出三幕早古生代褶皱变形。其中,第一幕变形发生在489~442Ma,形成于古祁连洋壳俯冲-碰撞阶段,主要表现为区域性的片理、片麻理或糜棱叶理;第二幕变形发生在422~406Ma,形成于俯冲板片的折返阶段,主要表现为轴面南倾的紧闭褶皱;第三幕变形则主要为轴面近于直立的宽缓褶皱。前两幕变形被第三幕变形叠加改造。祁连地区广泛分布着奥陶系-志留系与上覆泥盆系的角度不整合,不整合面上、下的地层对比指示西段不整合时间早于东段不整合时间,可能代表了古祁连洋西段拼合较早、东段拼合较晚的斜向"剪刀式"拼合。此外,多条穿过整个研究区的1∶20万地质剖面上的运动学解析,揭示了古祁连洋壳自北向南的俯冲极性。综合以上研究结果,认为古祁连洋壳最早的俯冲时间为544Ma,中祁连和阿拉善微陆块自462Ma开始碰撞拼合,古祁连洋于442Ma最终闭合。早古生代原特提斯洋北界西段俯冲方式为自南向北"后退式"俯冲,可能发生过俯冲带跃迁事件。

东亚原特提斯洋(Ⅴ):北界西段陆缘属性及微陆块拼合

早古生代原特提斯洋在祁连造山带的分支本文称为古祁连洋。其洋内及邻区存在中祁连、阿拉善、柴达木、华北、扬子、塔里木等多个陆块、微陆块,处在一个复杂的多岛洋的环境中。祁连地区早古生代经历了较为复杂的俯冲拼合、碰撞造山过程。本文探讨了祁连造山带的几个构造单元构造属性,认为早古生代阿拉善微陆块南缘为被动大陆边缘,中祁连北缘为活动大陆边缘。阿拉善南部与之平行的龙首山构造单元为俯冲造山形成的增生楔体;北祁连构造带为一套俯冲增生杂岩,包含高压变质岩带、蛇绿岩带、岛弧岩浆和部分洋壳残片等,记录了古祁连洋壳从大陆裂解,洋壳形成,俯冲拼合,碰撞造山的造山过程。495Ma左右南祁连南部柴达木微陆块向北俯冲的影响,古祁连洋壳俯冲受阻,俯冲带向北后退,形成大岔大坂岛弧。弧前地区发生洋-洋俯冲事件,堆积增生大岔大坂、白泉门、九个泉等SSZ型北祁连蛇绿岩北带,并伴随第二期清水沟、牛心山、野牛滩等地岩浆事件。460Ma左右阿拉善微陆块和中祁连微陆块开始碰撞拼合,古祁连洋开始闭合。值得注意的是拼合过程不是均一的,存在自西向东斜向"剪刀式"的拼合方式,产生了由西向东年代变新的"S"型同碰撞岩浆岩。约440Ma古祁连洋闭合,进入陆内造山阶段。440Ma之后,拼合陆块处在一种拉伸的构造环境之下,金佛寺、牛心山、老虎山等地产生碰撞后岩浆岩。422~406Ma发生俯冲折返、高压榴辉岩和高压低温蓝片岩退变质作用,形成以紧闭不对褶皱为特征的第二幕变形。根据各陆块、微陆块碎屑锆石年龄谱分析对比,中祁连基底应与华北不同,而可能与扬子有关。Rodinia超大陆聚合之前,中祁连微陆块作为一个独立的微陆块与华北、扬子保持一定距离。1.0~0.8Ga Rodinia超大陆聚合过程中祁连微陆块与冈瓦纳北缘拼贴在一起,而距华北较远。随着Rodinia超大陆裂解,中祁连微陆块远离冈瓦纳,逐渐向华北靠近,500~400Ma原特提斯洋闭合,华北、阿拉善与中祁连拼合,并整体拼合到冈瓦纳大陆北缘。

阿尔金北缘脆-韧性剪切带内变形闪长岩的年代学、地球化学特征及其对北阿尔金早古生代构造演化的指示

阿尔金北缘脆-韧性剪切带是北阿尔金地区一条重要的构造边界,对其形成时代及剪切特征进行深入的研究有利于加深对北阿尔金地区早古生代构造格局与构造演化的认识。本文在喀腊大湾地区发现了一套卷入该脆-韧性剪切带内的变形闪长岩,对其开展了详细的野外地质调查、显微构造观察、地球化学及其年代学研究。野外观察该变形闪长岩发育片麻状面理及拉伸线理,线理的倾向为114°~137°,倾角为25°~43°;面理产状为走向98°~120°,倾向SW,倾角60°~75°,与脆-韧性剪切带延伸方向一致。显微构造观察显示变形闪长岩发育有云母鱼和S-C组构,并可见角闪石残斑被错断,显示出右行剪切的指向。地球化学特征研究表明变形闪长岩的Si O2为57.59%~62.39%,全碱(Na2O+K2O)为4.79%~5.29%,具有较高的Mg O(3.10%~4.04%)、Mg#值(49.9~51.2),铝饱和指数(A/CNK)为0.81~0.89,属准铝质钙碱性岩石,具有I型花岗岩特征。样品富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、K)、轻稀土(LREE)和活泼不相容元素(Th、U),而相对亏损重稀土(HREE)和高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf、Ti),具有弱的Eu负异常(δEu=0.75~0.84),与岛弧岩浆岩类似。岩石成因研究表明岩体应形成于与洋壳俯冲有关的活动大陆边缘岛弧环境,其岩浆应来源于俯冲板片流体交代地幔楔诱发的部分熔融,并在岩浆上升过程中混染了上地壳物质或/和在俯冲过程混入了俯冲沉积物。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析,获得206Pb/238U加权平均年龄为478.1±2.1Ma(MSWD=0.27),代表了变形闪长岩的结晶年龄,这不仅表明北阿尔金洋在早奥陶世已处于俯冲消减阶段,而且限定了阿尔金北缘脆-韧性剪切带形成时代的下限。结合区域地质资料和本项目组以往对变形闪长岩体东北侧出露的未变形似斑状二长花岗岩和黑云母二长花岗岩(即阿北岩体,锆石SHRIMP U-Pb年龄为413±5Ma^427.3±5.7Ma)的研究,推测阿尔金北缘脆-韧性剪切带的形成时代应介于早奥陶世至晚志留世早期之间,这一年龄范围与北阿尔金洋闭合的时代具有良好的一致性。因此,笔者认为阿尔金北缘脆-韧性剪切带可能是塔里木板块和阿中地块斜向碰撞汇聚事件的构造响应。

中扬子地块西部地区结构构造与页岩气保存条件的关系

中扬子地块西部地区下古生界暗色页岩发育,为海相页岩气的富集成藏奠定了物质基础。为了查明构造对页岩气差异保存的控制作用、揭示页岩气保存的关键因素,首先精细解析该区的结构构造特征,开展构造结构模式识别与构造区带划分,研究构造的变形方式及变形强度;在此基础上,分析确定不同构造样式与页岩气保存条件的关系;进而结合构造变形与海相页岩岩相古地理特征,指出该区页岩气勘探的有利区带。研究结果表明:①该区可分为4个构造形变带,识别出限制型、弱改造型和强改造型3类前展式结构模式;②限制型位于湘鄂西北段,前展式构造不完整,发育冲断带和挤压断褶带;③弱改造型和强改造型分别位于湘鄂西和武陵山地区,具有完整的前展式构造,但前者的变形强度较弱,未经历晚期的构造叠加改造作用;④该区存在着3个构造转换带--川东断褶带与湘鄂西断褶带构造转换带、湘鄂西断褶带与武陵山断褶带构造转换带、中扬子地块露头区与盆腹区构造转换带,其中前者以齐岳山断层发生构造转换,西侧川东断褶带为隔档式褶皱,断层密度小、地层剥蚀强度小、页岩气富集于背斜和斜坡中,东侧湘鄂西断褶带为隔槽式褶皱,断层作用强、地层剥蚀强度大、页岩气富集于残留向斜中。结论认为,该区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气在秭归向斜、冲断-滑脱带和齐岳山断层西缘保存条件为最好;下寒武统牛蹄塘组页岩气勘探的有利区带分布于开县对冲带、挤压褶皱带、冲断-滑脱带和宜昌斜坡西侧。

扬子地块西南瓮安穹隆早古生代构造变形特征及其区域构造意义

扬子地块在前泥盆纪与泥盆纪之间发生了一次强烈且影响广泛的早古生代构造事件。前人对扬子地块早古生代构造事件存在3幕、2幕和古地理格局变迁等不同认识。文中选取扬子地块西南早古生代构造保存较完整的瓮安穹隆体,通过6条构造剖面详细的构造层划分和不同方向构造叠加关系与构造变形样式和序列的解析,综合构造年代学限定,认为瓮安穹隆本质上为一构造叠加穹隆,其自古生代以来至少发育两期主要构造变形,即D1期早古生代构造变形和D2期燕山期构造变形。D1期变形以东西向褶皱、右行走滑-逆冲断层和东西向近直立间隔劈理为代表,为近南北向纵弯挤压变形的结果。相比之下,区域上早古生代构造变形仅发育于寒武系—志留系构造层及其下伏构造层中。D1期变形形成的东西向构造普遍被D2期构造横跨和叠加改造,表明其形成于寒武系—志留系构造层与上覆泥盆系—中三叠统构造层角度不整合之前。根据碎屑锆石年龄分布统计结果,早古生代构造运动在瓮安地区发生时间约晚于438 Ma;结合地质关系分析和近年来区域上大量测年数据结果,进一步限定其早古生代构造事件发生的时间为438~390 Ma。从华南早古生代构造运动的时间来看,华南早古生代构造运动形成的时间从南向北从早到晚迁移变化。