混合网格方法在巴巴多斯增生复合体热演化有限元模拟中的应用

为研究巴巴多斯增生复合体构造热演化的过程，采用空间坐标系和质点坐标系相结合的方法，在处理构造运动和变形的平流热效应时，并用变网格法及固定网格中的迎风法，成功地对该区域进行了二维有限单元法热模拟。计算结果表明，巴巴多斯增生复合体前弧下存在较高孔隙压力（约为岩体压力值的０．８）和一定摩擦生热（等效摩擦系数约为０．１７），俯冲沉积物压密和脱水排出的水沿脱顶断层从变形前锋流出是解释该区地热特征的必要条件。

日本侏罗纪增生复合体内石炭─二叠纪灰岩与碰撞塌陷有关的内部破坏

1 引 言 正如Ichikawa(1990)所归纳的,日本前白垩纪地体包括具有不同增生时代的两类增生复合体。一类是以秋吉地体为代表的二叠纪复合体,其增生时代为中二叠世晚期至晚二叠世早期,另一类增生复合体的增生发生在侏罗纪至早白垩世,它包括美浓地体及其相当体,北秩父地体,南秩父地体和北北上地体。 这些前白垩纪增生复合体通常以存在具各种岩石和年代的大洋岩石为特征。在这些大洋岩石中最特殊的是常被玄武岩下伏的巨大体积的晚古生代浅海相碳酸盐岩。它们通常与同时代的深海粉砂岩及相伴它的玄武岩共同出露。密切岩性关系的浅海相碳酸盐岩、深海相粉砂岩和玄武岩构成了二叠纪和侏罗纪地体内的大洋岩石组合。碳酸盐岩和粉砂岩分别被复原为玄武岩海山上的浅海岩帽和玄武岩海山周边的深水盖层。 晚古生代大洋岩石在前白垩纪地体内与陆源岩石表现为复杂相混。大洋岩石常表现为复盖在较年轻的主要为泥岩的陆源岩石上的巨大构造片。很多小型孤立大洋岩石体常混乱地夹入在泥岩内。由于又强调把年轻时代的相连陆源岩石作为外来方式出现的,故广泛采纳晚古生代大洋岩石是由古海山和相关沉积岩的残余组成的,它们是被碰撞到活动大陆边缘并与海沟充填物一起并入增生往的。 这些古地理和构造解释引起了一些新问题,即?

洋板块地层学的概念、模式、组成及失序变化

着重介绍了洋板块地层的概念、模式、组成及失序变化特征。造山带混杂岩和大陆边缘增生复合体是经历俯冲碰撞消亡后的古洋沉积记录,利用微体古生物地层学和同位素年代学方法可以重建造山带混杂岩和大陆边缘增生复合体的原始地层。洋板块地层(学)是用来描述沉淀在洋壳基底之上的沉积岩和火成岩序列的术语,其开始于洋中脊形成,终止于该洋中脊被移入到汇聚边缘增生楔。从造山带混杂岩中重建的古大洋地层的基本组成大体相似,但因大洋岩石圈的岩浆背景不同,造成不同时期和不同类型的洋板块地层组成也会有差异。在前人研究成果的基础上,笔者通过对不同类型洋板块地层进行分类,介绍了如何从经历碰撞造山过程的增生造山带进行洋板块地层的重建。引入“洋板块地层学”概念的主要目的在于通过对因俯冲增生而消亡的具有洋壳基底的构造洋盆和边缘海盆地的地层单元进行重建,恢复已消失洋的地层组成单元,这对造山带地层解析、造山带构造古地理恢复、重大构造变革期古地理学研究和板块重建等都将起到积极的促进作用。

年轻造山带洋板块地层

重点分析和总结了由显生宙增生复合体和造山带混杂岩重建的年轻造山带洋板块地层——太平洋洋板块地层,也简要介绍了东古印度洋(东新特提斯洋)和古亚洲洋洋板块地层的重建情况。通过对阿拉斯加南部中生代增生地体、俄罗斯远东和中国东北侏罗纪—早白垩世增生复合体、日本二叠纪—侏罗纪—白垩纪等不同时期的增生复合体、菲律宾侏罗纪增生复合体和美国加州海岸山脉中侏罗世—古新世弗朗西斯卡杂岩体等不同单元的岩石学特征、古生物地层学、年代地层学、因逆冲导致的构造叠置和混杂失序特征及演化阶段的分析,重建了太平洋洋板块地层。其中加州海岸山脉中侏罗世—古新世弗朗西斯卡杂岩体的研究比较深入,对该区俯冲带上叠蛇绿岩(大峡谷群弧前盆地蛇绿岩)和弗朗西斯卡北部马林海岬杂岩体(原岩为洋中脊玄武岩)进行了有效区分,不仅还原了太平洋板块的俯冲碰撞过程,还厘清了与之伴生的弧前盆地裂陷和扩张过程。另外,板块俯冲的滞留和幕式增生在活动时间较短的板块俯冲体系中可能不容易识别。

古老造山带洋板块地层

重点分析和总结了由前寒武纪增生复合体和造山带混杂岩重建的古老造山带洋板块地层,包括由英国威尔士安格尔西岛新元古代莫纳超群混杂岩重建的太平洋洋板块地层、由澳大利亚西北部皮尔巴拉早太古代克里夫维尔绿岩带重建的古印度洋洋板块地层。澳大利亚东皮尔巴拉地块大理石坝地区早太古代玄武岩—硅质岩—碎屑岩序列与日本二叠纪—三叠纪洋板块地层在岩石组成和地球化学特征方面具有高度的相似性,这一认识将为早太古代洋板块地层的沉积环境从高热流洋脊扩张区经过热点向低热流海沟陆源碎屑沉积区转变这一过程提供有力支持。从增生造山带洋板块地层保存的岩石记录看,不同年代洋板块地层的主要物质组成和岩石类型相似,因此在地球38亿年的演化进程中,洋壳扩张、海洋沉积、俯冲及增生的过程并没有显著变化;但随着时间推移,年轻造山带洋板块性质和洋板块地层组成与古老造山带相比,可能会发生一些变化。就古老造山带洋板块地层而言,前寒武纪的地幔温度略高,太古代局部熔融显著,熔融量大大超过洋壳扩张速率,因而没有形成席状岩墙群。