西秦岭北缘漳县新生代伸展断陷盆地确定及其地质意义

西秦岭北缘断裂带新生代以来挤压逆冲变形起始于何时?挤压逆冲变形之前是否经历过伸展拉张过程?北缘断裂带北侧的新生代红层盆地到底是类前陆压陷挠曲盆地还是拉张断陷盆地?上述问题对西秦岭新生代盆-山构造格局重建和印度-欧亚板块碰撞汇聚的远程构造响应的时间与方式等科学问题的认识具有重要的地质约束。本文通过对西秦岭北缘构造带内漳县渐新世—中新世含盐红层盆地沉积序列和沉积旋回特征以及盆地边界断裂之间的几何学-运动学关系分析,认为西秦岭北缘构造带内漳县含盐红层盆地具有拉张伸展动力学背景下形成的断陷盆地的地质特征。西秦岭北缘构造带内渐新世—中新世断陷盆地的确定,指示了印度板块与欧亚板块碰撞汇聚而导致的青藏高原构造挤压缩短作用至少在盆地沉积充填阶段尚未扩展到西秦岭北缘及以北地区。而漳县含盐红层盆地沉积地层褶皱缩短变形以及之后角度不整合在漳县含盐红层盆地之的上新统韩家沟粗砾岩,可能记录了西秦岭北缘由伸展边界向挤压缩短逆冲边界的转换过程。因此,青藏高原东北缘真正成为青藏高原体系组成部分是在上新世的漳县含盐红层盆地封闭-构造反转之后。这一认识对地学界长期以来认为印度板块与欧亚板块碰撞汇聚而导致的高原隆升和构造挤压早在渐新世就已经波及西秦岭北缘的观点提出了挑战。

用面积平衡原理预测伸展断陷盆地中岩层内部应变及亚分辨正断层的方法

大多数地堑和半地堑是由深度近水平的拆离正断层控制的 .根据面积平衡原理 ,这些伸展断陷盆地岩层的区域基准面至拆离断层面高度 (h)与其损失面积 (S)呈线性比例 .拆离断层之上的盆地基底岩层的水平伸展量相同 ,因此 ,用“S -h图解法”可以确定拆离断层深度 ,并能在此基础上计算出岩层的总水平伸展量 .伸展盆地中的总水平伸展量主要是由不同尺度的正断层的水平离距体现出来的 .可观测解释的断层的水平位移可以通过测量盆地宽度、岩层长度等直接得到 .用剖面面积平衡方法可计算出盆地各岩层的平行岩层面的应变 ,其中相当部分是由在观测尺度上不能直接解释出来的“亚分辨正断层”的小尺度位移造成的 .因此 ,在分析伸展断陷盆地的构造样式、岩层力学性质基础上 ,有可能对计算得到的平行岩层的伸展应变进行合理评估 ,进而可以定量地预测“亚分辨正断层”的密度和可能的分布部位 .

北秦岭灵官庙盆地砂岩碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄

秦岭造山带在印支造山作用主造山期之后,发育一系列晚三叠世—早侏罗世伸展断陷盆地。选择陕西丹凤北秦岭灵官庙盆地中低绿片岩相的灰绿色中细粒砂岩,进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析。结果表明,85个以岩浆成因为主的碎屑锆石给出5个年龄组：426～605Ma、661～1174Ma、1494～1789Ma、2113～2261Ma和2826～3298Ma。其中,最年轻的锆石年龄为426Ma±5Ma,最老的锆石年龄为3298Ma±70Ma。主要的年龄峰期为426～605Ma年龄组,其次为661～1174Ma年龄组。这一年龄结构反映出物源区加里东造山期和Grenvillian期岩浆活动的重要影响。年龄谱中缺少中志留世—晚三叠世的锆石,说明普遍发育的印支期岩浆岩体并不构成物源区。通过与现今周缘地体年龄结构对比并结合其他地质证据认为,灵官庙盆地的物源可能主要来自加里东期侵位于二郎坪群、秦岭群中的花岗岩和新元古代宽坪群,少量来自二郎坪群和秦岭群。灵官庙盆地形成之后,盆地内沉积岩遭受了变质变形作用,记录了秦岭造山带在板块构造驱动的造山作用结束后进入了新的陆内造山作用阶段。

青藏高原东北缘何时卷入现今青藏高原构造系统?——来自西秦岭北缘漳县盆地新生代沉积记录的约束

新生代以来印度欧亚板块持续碰撞汇聚形成号称世界第三极的青藏高原。青藏高原的扩展生长和构造变形系统形成的动力学过程是地球科学研究的重大科学问题。青藏高原东北缘新生代以来构造演化过程及其与印度欧亚板块碰撞汇聚的动力学耦合关系研究对于揭示青藏高原扩展生长过程具有重要地质意义。尽管前人已经开展了大量研究探索,提出各种构造隆升模型,但青藏高原东北缘何时卷入印度欧亚碰撞汇聚的青藏高原构造系统尚未达成共识。作为青藏高原东北缘组成部分的西秦岭北缘构造带漳县地区不仅新生代地层记录齐全,而且断裂构造发育,构造变形现象丰富,是研究青藏高原东北缘新生代构造演化及印度欧亚碰撞汇聚远程构造响应的良好区域。通过对西秦岭北缘构造带漳县地区新生代沉积盆地地层构造格架、沉积地层序列和沉积旋回等详细野外观测研究,结合区域断裂带几何学运动学及变形历史分析,取得如下认识:(1)西秦岭北缘漳县地区新生代沉积地层主要由为不整合分隔的两套构造性质完全不同的构造地层单元组成,即渐新世—中新世伸展断陷盆地沉积和上新世再生前陆磨拉石盆地沉积;(2)渐新世—中新世时期的地壳伸展拉张构造环境与印度欧亚碰撞汇聚的挤压环境相悖,指示了西秦岭北缘在渐新世—中新世尚未卷入现今的印度欧亚碰撞汇聚构造系统;(3)上新世磨拉石盆地的发育标志着西秦岭北缘构造带从伸展到挤压的构造体制转换,可能指示了印度欧亚碰撞汇聚的挤压构造作用这时才波及西秦岭北缘;(4)上新世粗砾岩、西秦岭造山带地层和中生代沉积地层共同经历了抬升剥蚀作用,形成了西秦岭北缘广泛发育的夷平面。第四纪以来夷平面的抬升和解体、现代河流侵蚀系统和多级河流阶地的出现,指示了青藏高原东北缘整体的不均匀大规模抬升而进入现今青藏高原构造系统。

准噶尔南缘古生代晚期盆山关系：阿尔巴萨依组火山岩锆石SHRIMP U-Pb定年及岩石地球化学限定

准噶尔盆地南缘沿巴音沟蛇绿岩带北侧发育一套晚古生代(原下二叠统)阿尔巴萨依组中基性、酸性火山岩夹火山碎屑岩。采用锆石SHRIMPU-Pb定年方法,对其中流纹岩进行定年,得到年龄为307.2±1.3Ma(MSWD=1.2),表明原定为早二叠世的阿尔巴萨依组火山岩的确切喷发时间为晚石炭世。地球化学分析表明,阿尔巴萨依组火山岩为钙碱性和高钾钙碱性系列,富集轻稀土(LREE),轻重稀土有一定程度的分馏,富集大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta等高场强元素,流纹岩有Ba、Sr、P、Eu、Ti的异常。阿尔巴萨依组火山岩的εNd(t)值在+4.21～+7.79之间,显示源区富集特征。晚石炭世阿尔巴萨依组火山岩、火山碎屑岩与后碰撞A型花岗岩在岩石学、地球化学特征方面相似,表明两者应有相似的构造背景,都为后碰撞伸展环境。阿尔巴萨依组还发育一套火山沉积地层,表明准噶尔南缘沉积作用在晚石炭世已经开始,开始沉积盆地的类型应为伸展断陷盆地。

遥感技术在西藏班戈地区构造研究与找矿预测中的运用

西藏班戈地区的遥感地质调查研究表明:该区发育菱形网结状构造;错那、东错、蓬错、巴木错呈明显的"多字形"斜列,应为统一应力场下形成的伸展断陷盆地,并受到后期右行活动破坏;在东卡错—东错菱形块体中央隆起内发现有较大规模的岩浆岩侵入,推测该隆起区下为一地幔热柱;由北向南出露有东巧蛇绿岩带、东错—蓬错蛇绿岩带、白拉—觉翁蛇绿岩带,蛇绿岩带呈断续条带状出露;通过遥感蚀变信息提取和野外踏勘发现了多处矿化露头和矿化蚀变带。

构造对沉积的控制作用

近年来,构造活动对沉积体系的控制作用研究是当前国际研究和油田生产实践中的一个热点。大量研究结果表明,在断陷伸展盆地中,沉积体系在盆内的分布及其发育不仅仅与湖平面变化、气候等因素有关,而是主要受构造作用的控制。研究构造作用对沉积体系的控制作用,为更好的进行储集体预测提出了新的研究思路。