北祁连西段昌马地区晚奥陶世弧前沉积-构造演化

北祁连早古生代多岛洋盆的古地理格局和构造演化一直存在争议。位于北祁连南、北蛇绿岩之间的昌马地区广泛出露了一套早古生代深水火山-碎屑建造。早期填图工作普遍认为其形成于寒武纪至早奥陶世。本次研究对昌马西部的鹰嘴山和车路沟山南侧剖面开展系统的野外地质调查。并对采集到的浊积岩和火山岩样品开展了锆石LA-ICP-MSU-Pb定年工作。研究结果表明,原填为寒武系a岩组的鹰嘴山剖面所采集的砂岩样品2307NQL-13最年轻的锆石给出了(456±4)Ma的加权平均年龄;车路沟山南侧,原划归为下奥陶统阴沟群的安山岩样品2307NQL-06给出了(450±4)Ma的加权平均年龄,证明研究区大面积存在晚奥陶世沉积地层,现有年代地层方案需要重新审视。砂岩样品中的碎屑锆石以寒武纪—奥陶纪年龄为主,主要源于岩浆弧的剥蚀;32颗新元古代和古元古代碎屑锆石揭示古老基底物质的大量加入,表明晚奥陶世昌马地区沉积了大量来自中祁连的碎屑物质。来自中祁连基底的碎屑物质暗示北祁连洋的南分支已经闭合;碎屑物质形成于俯冲相关构造环境暗示北祁连洋的北分支俯冲仍在继续。本次研究给出的新数据将为昌马地区进一步的地层和沉积演化提供可靠的同位素年代约束,也为探讨北祁连洋早古生代复杂的俯冲、闭合过程提供重要依据。

北秦岭南缘弧前盆地沉积作用及盆地发展

秦岭被商丹缝合带分为北秦岭和南秦岭两个部分，在北秦岭南缘残留着与俯冲作用相关的岛弧火山岩以及弧前沉积体。对沿海丹带两个地区（黑河地区和黑山地区）弧前沉积体岩相组合和相序的研究显示，它们主要由深水浊积岩系。火山碎屑岩，扇三角洲沉积以及局限性台地碳酸盐岩和陆棚碎屑岩组成。总的沉积序列显示向上变浅趋势，但在弧前内侧边缘则表现为向上变深趋势。两个不同地区岩相和相序的差异明显受物源、海平面变化以及特别是构造作用的挫制。深水浊积岩系所反映的线状物源供给形式、扇三角洲体系的发育和其内部不同沉积段反复重叠的特征指示一种活动构造环境。弧前区构造发展一方面与其前部加积或下部垫底作用有关，另一方面则在很大程度上受由斜向俯冲而导致的伸展作用的影响。

南秦岭横丹浊积岩系——晚古生代发育于扬子板块被动陆缘上的弧前盆地充填物

南秦岭横丹浊积岩系是一套巨厚的浊流沉积,以向南或南东倾的单斜构造产出。由下而上,该沉积层序包括深水盆地、深水浊积扇和斜坡水道3个相序。相应地,沉积物粒度变粗,厚度变大,火山质组分含量增加,凝灰层大量发育,表明横丹浊积岩系为活动型浊积岩;其古水流方向为NNW—NNE向,物源区为南侧的碧口火山岩系。另外,横丹浊积岩系内还见石英岩、重结晶大理岩成分的砾石,说明其物源还包括被动陆缘环境的沉积物。相序、组构、沉积特征和物源区综合分析表明,横丹浊积岩系为弧前盆地充填物。构筑这一弧前盆地的动力学机制是洋壳板块向南俯冲于扬子板块被动陆缘之下,时代可能晚于中晚泥盆世。

雅鲁藏布江蛇绿岩的形成与日喀则弧前盆地沉积演化

雅鲁藏布江蛇绿岩被时代连续的日喀则群沉积覆盖及其形成时代（１２０—１１０Ｍａ）与冈底斯弧开始发育的时代（１１５—１００Ｍａ）十分相近的事实使人们有理由提出：雅鲁藏布江蛇绿岩是否代表着印度板块与拉萨地块间的特提斯－喜玛拉雅洋残迹的疑问。根据近期的研究，笔者认为雅鲁藏布江蛇绿岩不是形成于三叠纪的特提斯－喜玛拉雅洋的残迹，而是特提斯－喜玛拉雅洋向拉萨地块俯冲的初期（阿普第－阿尔必期），由俯冲作用在冈底斯弧前地区引发的海底扩张作用形成的一种俯冲带上叠型蛇绿岩（ｓｕｐｒａ－ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｚｏｎｅｏｐｈｉｏｌｉｔｅｓ）。至森诺曼期，弧前海底扩张作用停止，雅鲁藏布江蛇绿岩开始向南仰冲，在其南侧形成增生杂岩楔。仰起的蛇绿岩开始向日喀则弧前盆地提供蛇绿质碎屑，如冲堆组。森诺曼期－土仑期，盆地接受了一套深水复理石沉积，沉积物源部分来自南部边缘脊的蛇绿质碎屑，而大部分则来自北侧的弧火山岩和岩浆岩碎屑。森诺期－路坦丁期，盆地逐渐变浅，接受了浅海－滨海沉积，物源均来自北部的岩浆弧。至始新世末期，发育在盆地南侧的增生杂岩楔与印度板块发生碰撞。

秦岭晚古生代增生弧前盆地的热水成矿系统

目的探讨中秦岭地区铅锌金多金属矿集区的成矿地质背景和成矿机制。方法从板块构造角度进行分析。结果位于商丹带与留坝—山阳断裂带之间的中秦岭地区,其主体是在华北南缘晚古生代活动陆缘环境下增生的一个介于秦岭古岛弧带和留坝—山阳古俯冲带(古海沟)之间,并建立在俯冲增生楔之上的弧前盆地,发育有大规模的热水成矿系统。结论该区是横亘中国大陆中部的中秦岭岷礼—西成—凤太—山柞大型—超大型金、铅锌多金属矿集区。

祁连山南部地区三叠纪弧后前陆盆地——基于沉积填充与大地构造的证据

本文通过对祁连山南部地区三叠纪沉积充填特征的研究,建立了盆地形成过程中沉积充填与区域构造演化的关联。依据沉积充填特征、构造接触关系及区域地质背景,认为祁连山南部地区三叠纪盆地具有弧后前陆盆地的构造属性;综合分析年代学、沉积物性和盆地内部填充单元的差异划分出与柴达木岛弧带和祁连山南部弧后前陆盆地相关的区域大地构造单元。认为早三叠世-中三叠世中期,南部遭受俯冲作用持续向北挤压推覆导致盆地挠曲沉降;中三叠世中期-晚三叠世中期发生弧(东昆仑-柴北缘)-陆(巴颜喀拉地块)碰撞,祁连山南部盆地挠曲沉降增大,其间形成区域性断裂和不整合等盆地记录的地质事件;晚三叠世晚期祁连山南部盆地发生过补偿陆相填充,弧后前陆盆地消亡。

弧前盆地研究进展综述

综述了弧前盆地的沉降机制、充填序列及主要识别标志。沉降机制分析表明，其沉降速率总体呈下降趋势。沉积充填序列总体表现为一向上变粗、变浅的巨层序，其具体发育规律主要受增生槛高程、充填速率与沉降速率比值控制。特殊的构造部位，弱的变形、变质和富有特色的沉积序列，砂岩碎屑组分是判别化石弧前盆地的主要标志。

日喀则弧前盆地碎屑铬尖晶石地球化学与物源判别

该工作在藏南日喀则弧前盆地砂岩中发现了大量碎屑铬尖晶石。电子探针化学成分分析显示这些铬尖晶石具有高铬(铬指数Cr#为0.52～0.89)、低Fe3+含量(Fe3+/Fe2+<0.5)、低TiO2含量(多小于0.2%)的特征,指示这些铬尖晶石来源于与洋壳俯冲作用有关的橄榄岩和火成岩,因此弧火山岩和SSZ型蛇绿岩套是其最可能的物源。考虑到日喀则弧前盆地的碎屑物主要来源于拉萨地体,而拉萨地体北侧的班公—怒江缝合带的碎屑物质不可能穿过晚白垩世时期已经隆起的冈底斯岩浆弧。笔者推测,铬尖晶石可能来自于冈底斯弧和拉萨地体内部已经消失的古蛇绿岩套。

南美西部次安第斯弧后前陆盆地分段特征

发育在南美西缘的次安第斯弧后前陆盆地群为南美重要的油气产区,其形成于3个大的构造背景之下:北部为加勒比板块演化叠加安第斯前陆挤压;中部的次安第斯前陆盆地长期处于冈瓦纳古陆的大陆边缘环境,之后受到大洋板块的俯冲和安第斯山脉的隆升和冲断;南部巴塔哥尼亚各盆地的形成演化更多地受到冈瓦纳古陆裂解和大西洋形成的影响。综合安第斯山脉的形成演化以及各盆地的构造演化和石油地质特征,将其划分成6段。

新疆博格达地区早二叠世软沉积物变形构造:弧后碰撞前陆盆地地震记录

早二叠世下岌岌槽子群发育于博格达弧后碰撞前陆盆地缓坡带,为一套长石含量较高的陆源碎屑岩。古流向、沉积相带分布研究表明,当时的古坡向向南。岌岌槽子群中首次发现大量软沉积物变形构造,包括链环层理、水塑性褶皱、液化沙脉、沙侵蘑菇、碟状泄水构造、球枕构造、流化砾岩、底辟流化砾岩坨、滑混层、同沉积断层等,均是与地震驱动相适配的变形构造。这些变形构造常沿限定的岩层发育,上、下均为未变形的岩层,显示事件变形特征。大量滑混层褶皱枢纽和球枕构造轴面实测结果显示,它们既没有优势方位,其位态也与古坡向无关,进一步证实最有可能的驱动机制是地震。由于古地震活动直接与东天山造山活动密切相关,因此,研究软沉积物变形构造的时、空发育特征能够成为认识天山造山过程和相关盆地发育的一个新视角。

藏南日喀则弧前盆地帕达那组沉积相分析

藏南桑桑地区帕达那组是上白垩统日喀则弧前盆地浅水沉积。基于野外实测剖面对帕达那组进行了详细的沉积相研究。帕达那组岩相类型主要有五类:砾岩相、砂岩相、粉砂岩相、页岩相和灰岩相。砂岩中发育大量楔状和板状交错层理、平行层理、粒序层理及泥砾、潜穴、生物扰动等沉积构造,页岩中发育潜穴及大量钙质结核。根据岩相和沉积构造特征识别出陆棚相和三角洲相。三角洲相包括前三角洲、三角洲前缘及三角洲平原三个亚相,可进一步划分为水下分支河道、河口砂坝、支流间湾、分流河道、洪泛平原、沼泽等微相。帕达那组地层自下向上发育陆棚相和三角洲相(依次为前三角洲、三角洲前缘及三角洲平原亚相),整体显示出古水深变浅的趋势。这一沉积环境的变化代表着日喀则弧前盆地由欠充填到过充填阶段的演化。

日喀则残留型弧前盆地的构造与沉积演化

发育在冈底斯岩浆弧与雅鲁藏布江蛇绿岩带之间的日喀则群是残留型弧前盆地沉积。盆地的南部基底和前缘脊由雅鲁藏布江蛇绿岩带构成。盆地形成初期是一套蛇绿质碎屑沉积即冲堆组,沉积物源主要来自盆地南部前缘脊;盆地发育中期主要是一套浊流成因的深海扇,沉积物源主要来自盆地北部的岩浆弧,少量来自前缘脊蛇绿岩;盆地发育晚期为一套浅海-滨海沉积,物源来自北部岩浆弧。至始新世末期或渐新世早期,盆地结束沉积。

台湾东部海岸山脉乐合弧前盆地层序：记录活跃斜向弧陆碰撞之构造演化

台湾东部海岸山脉弧前盆地层序由西侧的利吉混杂岩和东侧的残留弧前浊积层序组成,记录了北吕宋火山岛弧与欧亚大陆边缘碰撞的构造演化。在海岸山脉中段,利吉混杂岩不仅分布于乐合弧前盆地西侧,也出露于残留弧前层序中央。本文通过野外地质调查及微体化石研究,论述乐合弧前盆地内各地层单元的时空展布特征及其构造控制机制。综合浮游有孔虫与钙质超微化石研究结果,利吉混杂岩泥质基质可限定在早上新世4.3~3.4 Ma内,而残留弧前浊积层序沉积在晚上新世3.4~3.0 Ma,说明利吉混杂岩不是与残留弧前浊积层序同时异相的滑塌堆积,出露于盆地中心的利吉混杂岩也不是沉积于向斜轴部的最年轻地层。在乐合弧前盆地,年老的利吉混杂岩总体上分布于年轻的残留弧前层序西侧,该地层展布特征类似于台湾东南海域北吕宋海槽内受向东背冲构造控制的花东海脊–残留弧前盆地。这说明乐合弧前盆地早期沉积层序在不晚于3.4 Ma时同样受到背冲构造的控制,被变形抬升为花东海脊地形高区。而位于东侧的残留弧前盆地在3.4~3.0 Ma间继续沉积正常浊积层序。乐合弧前盆地的地层展布特征不仅记录了初期弧陆碰撞阶段的向东背冲构造,也记录了成熟期弧陆碰撞阶段的向西逆冲构造。在成熟期弧陆碰撞阶段,花东海脊被进一步向西剪切为利吉混杂岩,残留弧前层序及火山岛弧向西逆掩于利吉混杂岩之上,形成海岸山脉。由于河流的侵蚀作用使得部分利吉混杂岩以构造窗的方式出露于盆地中心。

云南思茅三叠纪弧后前陆盆地的沉积特征

思茅盆地位于古特提斯构造域的东段 ,西侧为澜沧江造山带 ,东侧为哀牢山造山带。三叠纪沉积盆地建立在晚古生代褶皱基底之上 ,形成于古特提斯洋闭合后 ,造山早期的弧陆碰撞阶段。前人提出过后陆盆地、滞后型弧后盆地、裂谷盆地和前陆盆地等多种认识。本文通过对盆地形成的地球动力学背景及盆地内沉积体的性质、结构、时空叠置关系、古流向、特殊沉积体的时空展布及其所表现出的盆地沉降中心的迁移规律等方面的系统研究 ,认为思茅三叠纪盆地属弧后前陆盆地 ,其演化阶段始于中三叠统安尼期以前 ,盆地主要受控于澜沧江造山带 ,晚三叠世晚期受哀牢山造山带影响 ,具有复合式前陆盆地特点 。

叠加于弧后前陆盆地挠曲沉降之上的另一类沉降--动力沉降

弧后前陆盆地挠曲沉降包括逆冲负载沉降和盆地沉积物负载沉降。叠加于挠曲沉降之上还存在另一类沉降,即动力沉降。动力沉降是动力地形的一种,即动力地形低。动力地形一般认为具有两种成因,一种为与超大陆集聚和分散有关的动力地形,另一种为与大洋板片俯冲有关的动力地形。由大洋板块俯冲产生的动力沉降往往分布于弧后前陆盆地区,其幅度、波长与板块俯冲角度、俯冲速率、俯冲板块在地幔中通过的位置和俯冲岩石圈的热年代密切相关。将通过弧后前陆盆地沉积地层的去压实得到的总沉降减去盆地模拟获得的逆冲带负载和盆地沉积物负载沉降可以得到剩余沉降,即动力沉降。从地层资料中定量分离出动力沉降为改进和限制长期以来悬而未决的由洋壳俯冲导致的地幔-粘性流动构造模型提供理论基础和实际资料。

琉球岛弧区弧前盆地新生代层序地层特征及沉积演化

琉球弧前盆地位于菲律宾海板块北部与欧亚板块汇聚部位,发育于琉球海沟北部增生楔与琉球岛弧之间,是典型“沟-弧-盆”体系的组成单元。现利用多道地震资料,首次建立琉球弧前盆地的层序地层格架,分析其新生代层序地层特征,阐明弧前盆地沉积充填演化过程,并探讨各盆地主要物源。通过地震剖面解释分析,表明:①始新世为岛弧变质基底沉积期,晚渐新世晚期-早中新世阶段发育残余伸展盆地基底沉积,属于浅海环境,主要受岩浆活动影响,发育火山碎屑岩相;②中中新世-第四纪时期是弧前盆地的主体沉积期,盆地从半深海沉积环境向深海环境过渡,发育典型深海沉积相,局部为火山碎屑岩相;中中新世时北部的南琉球群岛是弧前盆地主要物源区;晚中新世至第四纪时期,台湾岛东北部陆区成为对该弧前盆地贡献最大的物源区,而南琉球群岛的物源供给量降为次要地位。该研究结果是对琉球岛弧及周缘构造控盆作用研究的拓展,并对台湾岛陆地与东部海域“源-汇”系统研究有重要的指导意义。

西藏日喀则弧前盆地彭措林斑岩型铜多金属矿点的发现意义和成岩成矿时代约束

在特殊的大地构造位置——西藏日喀则弧前盆地内新发现了彭措林斑岩型铜多金属矿点,从矿点成矿地质背景和地球化学特征推测,该矿点具有中型斑岩型铜多金属矿的找矿远景。与成矿关系密切的花岗闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb法定年结果为(11.04±0.46)Ma,指示该矿点形成时代为晚喜马拉雅期,可能属于冈底斯斑岩铜矿带大规模成矿事件。该矿点的发现扩大了冈底斯斑岩铜矿带南成矿亚带的范围,使斑岩型铜矿今后的找矿空间一直向南扩大到日喀则弧前盆地。

弧前盆地天然气水合物分布区的地质特征——以东南海海槽为例

东南海海槽弧前盆地蕴藏着丰富的天然气水合物资源。介绍了该区的区域大地构造背景,论述了弧前盆地天然气水合物分布区的地质特征。认为该区丰富的烃源层、地层中大量流体的排出和粗粒沉积物的广泛分布有利于天气水合物的形成。指出了研究该区天然气水合物的方法与有关资料。

柴达木盆地北缘早奥陶世陆-弧碰撞及弧后前陆盆地——来自碎屑岩地球化学的证据

奥陶纪是柴达木盆地北缘早古生代碰撞造山演化的重要时期,柴达木地块与滩间山岛弧碰撞起始时限以及欧龙布鲁克海盆盆地类型、构造-古地理格局一直存在争议。本文在对欧龙布鲁克地块早奥陶世碎屑岩沉积野外观测及室内分析的基础上,测试了30个砂泥岩样品的主量元素、微量元素及稀土元素含量。结果表明,石灰沟组碎屑岩建造具有快速堆积、低成分成熟度、低结构成熟度的特征;该套碎屑岩沉积于活动大陆边缘背景下的弧后前陆盆地,碎屑物质来自南部由大陆上地壳与岛弧物质组成的上隆基底;早奥陶世（488~472 Ma）柴达木地块与滩间山岛弧陆-弧碰撞已经开始,但陆-弧碰撞起始时间不会早于493Ma。在此基础上,结合前人研究成果,认为早古生代欧龙布鲁克地块处于滩间山岛弧北部,盆地沉降、沉积演化受柴达木盆地北缘洋盆俯冲及柴达木地块-滩间山岛弧碰撞控制,寒武纪发育弧后伸展盆地,奥陶纪初期转为弧后挤压前陆盆地,弧后伸展与弧后挤压、沉积体系转换发生在490~480Ma之间。该成果从沉积学角度为柴达木盆地北缘陆-弧碰撞起始时限提供了新的制约。

日喀则弧前盆地的埋藏和剥蚀历史——来自低温热年代学的约束

日喀则弧前盆地紧邻印度板块与欧亚大陆碰撞带,研究其剥蚀历史对理解印度板块与欧亚大陆碰撞对造山带剥蚀的影响具有重要意义。文中利用磷灰石裂变径迹(AFT)及锆石和磷灰石的(U-Th)/He(ZHe和AHe)年龄数据,结合已发表的低温热年代数据探讨日喀则弧前盆地的热演化和剥露历史。日喀则弧前盆地磷灰石裂变径迹年龄存在明显的南北差异,南部磷灰石裂变径迹年龄为74～44Ma,对应的剥蚀速率为0. 03～0. 1km/Ma,剥蚀量≤2km;北部磷灰石裂变径迹年龄为27～15Ma,剥蚀速率为0. 09～0. 29km/Ma,但缺失早新生代的热演化历史。而磷灰石的(U-Th)/He年龄表明15Ma BP之后日喀则弧前盆地整体呈现一致的剥露历史。低温热年代数据表明日喀则弧前盆地南部自新生代以来尽管受到印度板块与欧亚大陆碰撞及后期断层活动的影响,海拔由海平面抬升至4. 2km,但一直保持缓慢的剥蚀,表明高原隆升并未直接促使该地区的岩石剥蚀速率加快,这与快速剥蚀即代表造山带开始隆升的假设不相符。此外,日喀则弧前盆地北部的低温热年代学研究表明晚渐新世—早中新世Kailas盆地仅发育于日喀则弧前盆地与冈底斯造山带之间的狭长地带,并在短期内经历了快速的埋藏和剥露。