鄂尔多斯盆地西南部三叠纪末抬升剥蚀事件及热年代学记录

三叠纪末期大型鄂尔多斯盆地遭受了中生代成盆以来首次较大规模的抬升剥蚀,显著改造了中晚三叠世延长期盆地面貌,并控制了侏罗纪早期沉积格局和油藏分布,对盆地演化及矿产资源分布产生了重要影响。本文利用地质及大量钻井资料揭示了该期构造事件对盆地的剥蚀改造特征,盆地及周邻地区磷灰石裂变径迹年代学记录并约束了此次构造抬升的时限与过程;综合周邻区域构造研究成果,探讨了其发育的动力学背景。结果表明,鄂尔多斯盆地三叠纪末期的剥蚀具西南强、东北弱的特点,西南部大范围内延长组地层残缺不全,剥蚀量最大可达1000余米;前侏罗纪沉积古地貌总体呈西南高、北东低的特点;其抬升时间始于205~190Ma,西南部稍早于盆地腹部,抬升速率大于1℃/Myr,可持续至中侏罗世(约160Ma)。该期抬升剥蚀事件范围可涉及至盆地西南缘更广阔的区域,与同期秦岭造山带内出现的快速抬升冷却事件具有较好的时空耦合关系,是对秦岭造山带区域构造环境转变的响应和纪录。该研究丰富和发展了三叠纪末期构造事件在华北克拉通的影响,对该区油气、煤炭资源的进一步勘探和评价提供了新的思路,具有一定的现实意义。

三叠纪末生物集群绝灭事件

发生于三叠纪末期的生物集群绝灭事件是显生宙以来5大集群绝灭事件之一,但有关研究远较其余初步,只是到了近年才成为国际地学界的一个研究热点.研究表明,在此次事件中,海洋生态系统的双壳类、腕足类、菊石、珊瑚、放射虫、介形类、有孔虫等发生了显著的绝灭,但其他一些门类,如腹足类、海生脊椎动物等的变化则不明显;陆生生态系统的植物和四足动物有较明显的影响;总体上种级的绝灭、更替表现强烈,而属级以上单元因门类的不同而有别.对这一集群绝灭事件的成因有多种解释,从地内和地外方面进行了探讨.地内说包括由于联合大陆的解体,大西洋裂开,玄武岩喷发带出大量的CO2及其他有害气体,造成温室效应和生态环境的恶化;以及三叠纪末海退被后续突然海侵造成的大洋缺氧环境.地外说认为在三叠纪末发生了天体撞击事件,引发了火山喷发、地震或尘埃蔽日,造成环境恶化,致使生物集群绝灭.由于研究得比较详细的海相剖面有限,对陆相剖面的研究更为初步,资料不够详细,对这一生物集群绝灭事件的基本特征、影响范围和成因、机制等的认识均还存在分歧.中国西藏有较好的海相三叠系-侏罗系连续剖面,新疆及华北地区有多处连续发育的陆相三叠系-侏罗系剖面,加强对这些剖面的研究将会为增加对此事件的认识做出重要贡献.

华北地台北缘乌兰哈雅地区二叠纪末—三叠纪初推覆构造

华北地台北缘乌兰哈雅地区发现二叠纪未—三叠纪初蒙古寺—盘羊山—乌兰哈雅推覆构造,将晚太古代色尔腾山岩群绿片岩系推覆到震旦系什那干组灰岩和古生代碎屑岩系之上。推覆面走向近东西向,延伸长度大于50km,推覆方向180～230°,推覆距离大于4.5km。推覆界面被中三叠世(U-Pb同位素年龄231Ma)二长花岗岩侵入,又被中侏罗统大青山组不整合覆盖。本推覆构造的发现改变了前人认为本区不存在古生代末大型推覆构造的看法,对了解华北地台(板块)构造发展历史与地壳演化有重要意义。说明华北地台(板块)晚古生代末存在大型陆内造山事件,其动力来源推测为华北板块与华南板块的碰撞所产生的巨大挤压应力。

准噶尔盆地郝家沟剖面三叠纪—侏罗纪之交孢粉组合与古气候

三叠纪—侏罗纪之交(Triassic-Jurassic boundary,TJB)发生了三叠纪末的生物大灭绝(end-Triassic mass extinction,ETE),海洋和陆地生态系统都发生了不同程度的崩溃。而在陆地生态系统中,植物群首当其冲,但是该时段的植物群变化的详细数据还相对缺乏。本文在新疆准噶尔盆地南缘郝家沟剖面TJB地层系统采样研究,来揭示该过程的植物群响应。根据孢粉属种组成及含量变化划分了3个孢粉组合,对古气候进行了重建。结果表明,准噶尔盆地南缘TJB的气候演变经历了湿热—湿冷—干热的转换过程。同时对ETE和TJB两个重要界线及灭绝发生的期次关系进行了讨论,由孢粉数据结合前人植物大化石、有机碳同位素地层曲线、生物标志化合物和Hg/TOC全球对比的结果,指示ETE和TJB可能分别位于郝家沟组43层底附近和八道湾组49层底附近;并推测三叠纪末陆地植被的灭绝在高纬度的准噶尔盆地记录到3个期次。在ETE与TJB之间地层中发现了与全球多处记录到的孢子含量激增一致的现象,推测该时期陆地生态系统的波动具有全球性。

塔里木盆地西北缘乌什西次凹的地层系统和构造特征

乌什西次凹位于塔里木盆地西北缘,隶属于库车坳陷的乌什凹陷。它位于南天山主山脉(哈尔克山)和塔里木盆地柯坪—温宿凸起之间。区域构造格局上,这里是塔里木克拉通向西北自然延伸的部分。次凹北缘的阿合奇断裂是南天山造山带和塔里木克拉通的分界。乌什西次凹内发育与柯坪—温宿凸起相似的晚前寒武纪—古生代地层系统,包括寒武系、奥陶系和石炭系的烃源岩。新近系—第四系碎屑岩建造直接不整合于变形的古生代被动大陆边缘碎屑岩—碳酸盐岩沉积建造之上;剖面上,向南天山方向加厚,向塔里木克拉通方向减薄,呈现典型的前陆盆地剖面结构特征。这是一个晚新生代陆内前陆盆地,叠加在晚海西期—燕山期古隆起之上。这里的构造变形主要有3期,分别是中海西期、晚海西期—印支期和晚喜山期。变形以厚皮冲断构造及其相关褶皱为主,薄皮构造不发育。平面上,主构造线走向NE-SW。剖面上,以南天山向塔里木冲断为主。

关于南天山碰撞造山时代的讨论

南天山是天山山脉的一支,是中亚型造山带的典型代表,它经历了复杂的增生—碰撞过程。关于古南天山洋最终闭合—碰撞造山(碰撞事件)发生的时间一直存在不同的认识,争论由来已久。综合分析南天山造山带的构造、地层、古生物、岩石、地球化学和同位素年代学等方面的资料,特别是对放射虫、蛇绿岩、蓝片岩、火山弧及前陆盆地沉积等地质事实的研究,我们认为,南天山碰撞造山作用起始于二叠纪末—三叠纪初。

准噶尔盆地西北缘冲断构造新解

准噶尔盆地西北缘最重要的构造特征是发育一组冲断构造。对这组冲断构造的冲断时限和冲断性质的认识不同,导致对准噶尔盆地的属性存在断陷盆地与前陆盆地之争。西北缘花岗岩及其中发育的岩墙群的精确年龄限定了研究区在314～255Ma中处于伸展状态。西北缘侏罗系沉积范围较三叠系广,早侏罗世发育碱性玄武岩,这些都表明准噶尔盆地在侏罗纪处于伸展阶段,盆地范围不断扩大。西北缘晚三叠世地层不整合覆盖于花岗岩之上,这种现象将本区冲断构造发生的时间限定为晚二叠世至早三叠世,最晚不超过晚三叠世。在地震资料解释的西北缘剖面上,冲断构造的前缘二叠纪地层平缓且厚度稳定。西北缘二叠系发育火山岩,沉积层序具从下到上粒度由粗变细的正旋回沉积特征,沉积速率稳定,沉降曲线由陡变缓,且古地温梯度和大地热流值均较高。西北缘的圈闭类型以岩性地层等非构造圈闭为主,以构造-岩性圈闭为辅。笔者认为西北缘冲断构造的性质是在314～255Ma伸展阶段与侏罗纪伸展阶段之间发育的一次短期反转构造,发育基底卷入的高角度冲断带,并非大规模与造山作用相关的前陆冲断带。

重新划分塔里木盆地塔北隆起的次级构造单元

塔北隆起位于塔里木盆地北部,是塔里木盆地油气最富集的构造单元之一。其在古生代克拉通内古隆起的基础上,于二叠纪末-三叠纪早期定型为库车周缘前陆盆地的前缘隆起。新生代,其整体沉降,成为埋藏于北塔里木陆内前陆盆地前渊下的一个残余古隆起。目前通用的塔北隆起构造单元划分方案不能准确反映其真实的构造格局。根据最新的研究成果,我们建议重新划分塔北隆起构造单元:(1)取消哈拉哈塘凹陷和草湖凹陷,重新定义轮南低凸起。重新定义的轮南低凸起包括原轮南低凸起、哈拉哈塘凹陷和草湖凹陷北部,是一个下古生界大型鼻状背斜构造,形成于前石炭纪;原草湖凹陷南部划归北部坳陷。(2)以中奥陶统顶面海拔约-6500m的等高线作为塔北隆起的南部边界,该等高线较好地反映了塔北隆起南部的构造轮廓,特别是轮南大型鼻状背斜构造的轮廓。(3)以羊塔1-英买8断裂和英买4-英买1背斜组成的一条较清晰的古生界构造线划分轮台凸起和英买力低凸起。此界线两侧,古生界各反射层存在陡然、明显的落差,岩浆作用、地层发育、构造变形和演化历史存在明显差异。重新划分的塔北隆起包括库尔勒鼻状凸起、轮台凸起、轮南低凸起、英买力低凸起和温宿鼻状凸起五个次级构造单元。本文给出了塔北隆起及其各次级构造单元清晰的定义和范围,并简单论述了其形成演化过程。

南天山造山带的同碰撞和碰撞后构造——塔里木盆地北部地震解释成果

南天山位于中亚造山带的南缘,是一条增生—碰撞型造山带。其碰撞造山的时间,是中亚造山带研究的一个关键构造问题,引起广泛的关注。以往关于碰撞造山的时间证据,基本上都来自造山带自身,即南天山前新生界露头区。前陆区广泛覆盖着巨厚的新生界,无法直接考察,很少从前陆区碰撞相关构造的角度研究南天山碰撞造山的时间。塔里木盆地北部是南天山碰撞造山带的前陆区。经认真系统地解释这里的地震资料,发现了南天山碰撞造山带的同碰撞构造和碰撞后构造。同碰撞造构造由二叠纪末—三叠纪冲断层及其相关褶皱组成。三叠系/二叠系和侏罗系/三叠系两个不整合给出了二叠纪末—三叠纪初和三叠纪末—侏罗纪初两期挤压冲断的时间。造山后构造为侏罗纪—白垩纪正断层组成。正断层活动起始于三叠纪末—侏罗纪初,持续至白垩纪中期。根据同碰撞构造和碰撞后构造的形成时间推论,南天山碰撞造山作用起始于二叠纪末,结束于三叠纪末;侏罗纪—白垩纪中期为造山后应力松弛构造演化阶段。

塔里木盆地北部跃南断裂带的形成演化

跃南断裂带是塔里木盆地北部的一条形状奇特的断裂带,平面展布呈口袋状。在系统的地震资料解释的基础上,通过认真的断裂构造分析,认为跃南断裂带经历了二叠纪、二叠纪末—三叠纪和侏罗—白垩纪3期断裂作用的叠加。二叠纪大陆裂谷作用形成的一系列NE-SW和NW-SE走向的陡倾的正断层,组成一个共轭断裂系统。沿跃南断裂带的两组不同方向的正断层活动加强,并最终追踪、贯通,形成了口袋状的跃南断裂带。也就是说,跃南断裂带实际上是由NE-SW和NW-SE走向两组断层组合而成的。断裂带围限的地块相对抬升,形成一个大型的垒块。二叠纪末—三叠纪南天山碰撞造山作用引起的逆冲断层,叠加在二叠纪正断层之上,进一步强化了跃南断裂带,使之断距加大,围限的垒块进一步抬升。侏罗—白垩纪的正断层属于南天山造山后的伸展构造,见于跃南断裂带上方,规模不大,数量不多,对断裂带有一定的调整作用。