西昆仑-塔西南坳陷晚古生代以来的沉积构造演化

自柯克亚深层油气勘探取得突破以来,塔西南坳陷一直受到各类地质学家的广泛关注,有关该盆地的形成和演化历史及其油气资源评价近年来更是成为人们的研究热点。本文在总结前人资料的基础上,探讨塔西南和西昆仑地区自晚古生代以来所经历的构造及沉积格架的演变过程,对塔西南坳陷性质及其演化阶段划分所存在的争议进行了归纳,分析了塔西南-西昆仑这一盆山体系形成和演化中的构造变形和沉积记录。总体来说,根据现有沉积和构造变形资料,中生代之前西昆仑和塔西南坳陷分别处于同一构造背景下的不同沉积单元;二者之间盆山体系的形成主要自晚侏罗世-早白垩世,中-上新世是造盆造山作用机制发生重大转折的时期,或者说早更新世末的构造运动基本上奠定了西昆仑-塔里木盆地南缘现今的盆-山构造格架。

东天山晚古生代以来大地构造与矿产勘查

大地构造研究一直被认为是地球科学中的纯基础性理论研究,实际上它与矿产勘查工作关系也很密切,其结论可为资源评价特别是含矿潜力的确定,提供科学依据。通过近年研究东天山地区构造格架取得的新资料和新认识,对该区部分矿产的含矿潜力及找矿方向提出了初步建议。

新疆西准噶尔晚古生代以来构造样式与变形序列研究

断裂构造的发育是不同地质历史、不同应力场条件下地壳应变的叠加。针对某一地域断裂构造的研究,理清其发育序次和不同阶段断裂系统对应的构造应力场,是了解区域大地构造性质演变的重要环节。新疆西准噶尔地区构造运动和岩浆活动非常强烈,是认识中亚构造域性质的重要研究基地,同时也为断裂构造和变形序次研究提供了很好的野外实验室。通过对研究区1500个构造面理产状数据的统计与分析,认为新疆西准噶尔地区主要发育以下几组构造面理:(1)290°走向;(2)10°～20°和80～90°走向;(3)40°～45°和320°～325°走向;(4)60°～70°和340°～350°走向。通过对野外构造现象、断裂之间的交切关系、断裂与相关地层及岩体的切割关系等的综合分析,结合遥感图像解译,确立了走滑断裂是西准噶尔地区晚古生代以来主要的构造样式,并建立了相应的变形序列:(1)大约在二叠纪晚期一三叠纪,由于准噶尔与中天山汇聚末期的区域性水平运动,受到北西-南东向的挤压应力作用,发育最早一期北西西向(290°左右)右旋走滑断裂;(2)侏罗纪—白垩纪,地层产状平缓,没有发现区域性构造变形证据;(3)古近纪,主要受制于太平洋构造域,受到北西-南东向挤压应力作用,发育北北东向(10°～20°)左旋与近东西向(80°～90°)右旋共轭走滑构造;(4)新近纪早期,受印度大陆和欧亚大陆碰撞的远程效应影响,应力场为近南北向,发育北东向(40°～45°)、北西向(320°～325°)走滑构造,新近纪晚期应力场发生了小角度顺时针旋转,构造形迹又转变为北东东向(60°～70°)和北北西向(340°～350°)。

塔里木板块周缘晚古生代以来的构造演化

塔里木板块在晚古生代以来,经历了一系列碰撞和拼合事件。受北侧哈萨克斯坦-准噶尔板块碰撞的影响,南天山石炭纪再生洋盆于早二叠世末隆起,并导致天山山前的前陆盆地形成。这一时期塔里木西部强烈的热活动事件,反映了一次地壳开裂活动,同时进一步推动了塔里木向天山下插的陆内俯冲活动及前陆盆地的形成。中生代时期,特提斯洋盆的活动及先后闭合,推动了羌塘、冈底斯等地块以及印度板块不断向北增生,发生了一系列碰撞和拼合事件。这些事件在塔里木周缘的沉积作用和构造演化中都有明显反映。新生代时期,拼合以后的印度板块继续不断向北推挤,形成了一系列逆掩断层、帕米尔构造结以及塔里木周缘的现代构造面貌。

闽西南晚古生代以来伸展构造演化：中基性岩墙群的年代学、地球化学制约

为了深入探讨闽西南地区晚古生代以来的伸展构造演化特征,在岩石地球化学研究基础上,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法对闽西南龙岩一带中基性岩墙群进行年龄测定。地球化学特征表明,该岩墙群属于钙碱性系列,主量元素以低TiO2（0.99%~1.73%）、高Al2O3（13.80%~15.76%）、高K2O（0.59%~4.42%）、K2O〉Na2O为特征；富集轻稀土元素（LREE）及大离子亲石元素（LILE,如Rb, Ba, Th, K等）,亏损高场强元素（HFSE,如Nb, Ta, Zr等）。锆石U-Pb测年结果表明,两期代表性岩墙分别形成于316 Ma和141 Ma,属于晚古生代中晚期和中生代晚期。本文运用构造环境判别方法,并结合沉积古地理特征,认为早期辉绿岩（316 Ma）可能形成于被动大陆边缘的板内拉张环境,晚期辉绿岩（141 Ma）可能形成于板块俯冲之后的火山弧？伸展的过渡环境。在以上研究基础上,讨论了闽西南地区晚古生代以来经历的构造演化阶段,即晚泥盆世？早三叠世伸展,中？晚三叠世印支运动挤压,早？中侏罗世古特提斯构造域向燕山期太平洋构造域转换,以及晚侏罗世末？早白垩世大规模伸展等主要阶段。

晚古生代以来古亚洲洋构造域主要块体运动学特征初探

基于近年来的古亚洲洋两侧地质和古地磁资料 ,总结华北块体和西伯利亚板块拼合焊接的时间和位置 ,对兴蒙造山带晚古生代以来大地构造演化历史进行简要阐述 ,探讨了华北块体与西伯利亚板块的运动学特征 .早侏罗世 ,西伯利亚板块北向漂移达到高潮 ,转为南向漂移 .受其影响 ,早侏罗世期间华北块体也表现为相应的南向位移 ,但由于块体间造山带的应力消减 ,使得南向位移量产生差异 .早侏罗世以后 ,由于库拉板块的斜向俯冲 ,使得华北块体转为北向漂移 ,并产生 10°左右的逆时针旋转和形成中国东北巨大的弧形构造体系 .

塔里木陆块晚古生代以来古地磁特征研究

塔里木陆块晚古生代以来极移曲线具有相似的规律,二叠纪以来塔里木陆块是一个稳定的整体.经统计各时代古地磁极位置:晚石炭世:184.9°,56.0°N;二叠纪:194.4°,64.4°N;三叠纪:206.0°,78.2°N;侏罗纪:251.6°,75.9°N;白垩纪:296.3°,75.8°N;老第三纪:223.4°,75.3°N;新第三纪:268.3°,79.9°N.

南海区域晚古生代以来的大地构造演化

在已有地质、地球物理成果的基础上，结合天然地震面波层析成像（ＳＶＣＴ）、卫星重力异常计算，海南岛野外地质考察和古地磁、古生物的研究成果，采用综合分析的方法，我们对南海及围区的大地构造单元划分、特征及演化进行了深入探讨。南海及围区可划分为华南陆块（包括黔桂、闽粤和海南－南海北缘缘地体）、印支陆块（包括印支、东马－西南婆罗洲、中西沙、礼乐－北巴拉望地体）郑和曾母陆块。

晚古生代以来印亚古陆的构造运动

文章用地质力学的分析方法提出晚古生代以来,印亚古陆在地球经向贯性离心力(f_1)作用下.以震移的形式由北向南运动。提出了中纬度以南为挤压带,以北为拉张带.亚洲东部的中低纬度区产生斜断构造,而高纬度区形成直断构造;在岩浆岩方面也表现出不同的特点.

柴北缘尕海南山晚志留世—晚泥盆世火山岩浆组合对早古生代造山后伸展时限的约束

柴达木盆地北缘(柴北缘)构造带经历了早古生代的大洋俯冲到大陆俯冲,形成了广为人知的柴北缘超高压变质带。早古生代造山带何时开始垮塌一直存在争论,火山岩和侵入岩作为深地岩石探针能为约束地壳活动提供关键制约。应用锆石LA–ICP–MS U–Pb年代学和Lu–Hf同位素方法对柴北缘东段尕海南山地区出露的牦牛山组火山碎屑岩和侵入其中的花岗岩开展研究。锆石U–Pb年代学结果显示,牦牛山组火山碎屑岩的形成时代约为423 Ma,侵入其中的花岗岩的形成时代为370 Ma,表明火山岩喷发的年龄在晚志留世,后期侵入的花岗岩结晶年龄为晚泥盆世;锆石Lu–Hf同位素结果显示,晚志留世熔结凝灰岩ε_(Hf)(t)值集中在–11.5~–8.3,其两阶段Hf模式年龄集中在1945~2133 Ma,显示火山岩主要源于古老地壳物质熔融;而晚泥盆世侵入的花岗岩的ε_(Hf)(t)值分布在3.9~9.1,其两阶段的Hf模式年龄集中在792~1118 Ma,显示花岗岩主要源于中—新元古代地壳物质的部分熔融。结合对区域地质、岩石学等资料的综合分析认为,晚志留世—早泥盆世时期,大陆深俯冲导致的强烈造山作用造成柴北缘地壳发生明显加厚,加厚的欧龙布鲁克地壳基底发生部分熔融,形成了该时期的火山岩;晚泥盆世时期,加厚地壳的拆沉作用导致软流圈地幔上涌,引发区域地壳伸展,上涌的软流圈物质与地壳相互作用并发生部分熔融作用。因此区域牦牛山组形成时代跨度较大,不能笼统地用牦牛山组代表造山结束的时限,晚泥盆世岩浆岩的出现才预示着柴北缘地区进入显著的地壳伸展状态。

华夏陆块晚新元古代-早古生代沉积物源的组成与演化及其对冈瓦纳大陆重建的意义

华南板块是冈瓦纳大陆的重要组成部分,其在冈瓦纳大陆中的古地理位置是恢复古大陆格局的关键要素,也是地质学界争论的焦点。本文汇总并对比了华南东南部华夏陆块多个盆地的成冰纪-奥陶纪碎屑沉积岩的岩石地层学、全岩地球化学和碎屑锆石数据,厘清了华夏陆块晚新元古代-早古生代三次重要的沉积-构造事件:晚成冰世砾岩指示的近源沉积事件,晚埃迪卡拉世硅质岩指示的海进事件,以及中寒武统底部平行不整合界面、砂岩中砾石的广泛出现指示的构造抬升事件。成冰纪-奥陶纪沉积岩中含有大量格林威尔早期(1300~1000 Ma)和晚期(1000~900 Ma)的碎屑锆石,分别主要来自澳大利亚和印度板块。印度东部为华夏盆地长期提供物质补给,而澳大利亚西部在晚埃迪卡拉世从主要源区变为次要源区。中寒武世华夏陆块抬升使内部850~700 Ma岩浆岩出露成为主要物源之一,是对外部构造应力的远程响应。因此,华夏陆块在晚新元古代-早古生代位于东冈瓦纳北缘,与印度、澳大利亚具有长期稳定的联系,毗邻东南极洲。在冈瓦纳大陆聚合过程中,印度和澳大利亚泛非期造山带的形成、抬升和剥蚀影响了华夏陆块沉积盆地的物源变化。

阿拉善地块晚古生代构造演化新模式:来自岩浆岩和沉积岩的记录

本文根据阿拉善地块岩浆岩和沉积岩的记录分析,结合造山带岩石圈演化,提出阿拉善地块随着古亚洲洋在晚志留世末闭合,发生弧-陆或陆-陆碰撞、以及与相邻地块的碰撞,使陆壳得到广泛加厚;晚古生代时期以伸展为特征,早石炭世造山带岩石圈初始垮塌,致使阿拉善地块北部珠斯楞—杭乌拉带由泥盆纪相对稳定的被动陆缘,转为活动陆缘,并形成一套前弧碎屑岩-火山岩沉积;晚石炭世乌力吉—宗乃山—沙拉扎山带岩石圈初始垮塌、诺尔公—红古玉林带造山带岩石圈初始垮塌,由此构成阿拉善地块岩石圈部分垮塌,使中南部广泛区域沉降,形成一套后弧环境的海相碳酸盐-碎屑岩沉积岩石组合,并伴随同时期的辉长岩等基性岩体侵入;二叠纪造山带岩石圈完全垮塌,大规模软流圈上涌物质和热,使俯冲的洋壳物质、加厚下地壳混合物质、交代岩石圈地幔衍生新生物质等被加热熔融,形成高(超)钾岩浆储库。早二叠世,因侧向强迫重力翻转或受塔里木早二叠世地幔柱活动的触发,导致高(超)钾质岩浆沿珠斯楞、乌力吉、诺尔公陆壳中的岩石圈不连续挤出,以气球膨胀式短时、快速侵位,形成以珠斯楞、乌力吉、诺尔公为代表的二叠纪巨量花岗岩带,该时期也应该是阿拉善地块最重要的大规模成矿时期。阿拉善地块是华北克拉通的组成部分,至今在其南部依然保留着大于200 km厚的岩石圈。阿拉善地块在早古生代时期汇聚,伴随古亚洲洋、祁连洋的形成、演化与消亡及与华北地块相互作用,使阿拉善地块被“破坏”;晚古生代时期伸展,伴随造山带岩石圈垮塌被“肢解”,总体上属于西部“华北克拉通破坏”范畴,显生宙以来的构造-岩浆事件,是西部“华北克拉通破坏”的响应。

西昆仑晚古生代盆地演化与成矿作用

在西昆仑北部地区,由于古特提斯洋汇聚作用,导致形成弧后伸展构造带以及一系列晚古生代沉积盆地。本文着重综述以下几个问题:1)位于塔里木地块南缘上的塔木-卡兰古盆地带,由于坳陷作用连续沉积了中泥盆统-上二叠统地层,其构造位置相当于远域大陆弧后环境盆地;位于西昆仑地块北缘的奥依塔格-库尔良弧后盆地带,由于裂陷作用断续地沉积了中泥盆统-上二叠统地层,其构造位置相当于弧后盆地。虽然这两个盆地带之间被铁克里克断隆带所分隔,但它们的演化过程具有同时性。2)盆地中主要有两期岩浆岩活动,一是与盆地扩张期同生的“双峰式”岩浆岩(339~291 Ma),二是与盆地闭合有关的中酸性岩浆岩(265~206 Ma);3)在盆地演化过程中,中泥盆世-早二叠世是盆地扩张期,在局部坳陷的封闭盆地和缺氧环境下形成同生沉积矿床,主要包括海相砂岩型铜矿床、喷流沉积型铅锌矿床、沉积锰矿床以及VMS型铜矿床;中二叠世-早三叠世是盆地闭合期,由于盆-山转换作用导致沉积基底褶皱和岩浆活动,并形成了构造-热液和岩浆热液成矿作用。总之,晚古生代区域伸展构造环境受制于古特提斯汇聚作用,在这些盆地扩张到闭合的演化过程中,形成沉积型矿床、岩浆热液型矿床和构造-热液型矿床。

中亚造山带北山南部柳园洋晚古生代两阶段古地理演化

甘蒙北山地区位于中亚造山带中段,其间的柳园洋是古亚洲洋的重要分支之一,关于该洋盆的演化过程存在两阶段裂谷盆地和单阶段长期俯冲两种认识。柳园洋位于北山南部石板山地块和双鹰山地块之间,石板山地块的晚古生代沉积序列和物源变化完整记录了洋盆的古地理演化过程,对于重建区域构造演化有重要意义。此次研究聚焦石板山地块独山地区的上古生界火山-沉积序列,通过砂岩碎屑颗粒组分和碎屑锆石U-Pb-Hf同位素分析,提供柳园洋古地理演化的约束证据。本文数据表明:独山地区下—中泥盆统碎屑锆石年龄为早古生代单峰式分布(~415Ma),来自于柳园洋向南俯冲在石板山地块边缘而形成的岩浆弧;上石炭统—下二叠统样品中出现了明显的中元古代碎屑锆石年龄(~1426Ma),来自于北侧的双鹰山地块和中天山地块,指示洋盆闭合事件;下二叠统碎屑锆石年龄主要为晚石炭世—早二叠世单峰式分布(301~290Ma),来自于裂谷火山活动。此外,本次研究通过对北山南部已发表物源学数据的统计计算,进一步证明并完善了古生代柳园洋两阶段演化模型:中奥陶世—中泥盆世,柳园洋双向俯冲至敦煌-石板山地块和双鹰山地块之下;晚泥盆世,柳园洋闭合,直至石炭纪晚期,敦煌-石板山-双鹰山地块形成了统一的陆缘环境;早—中二叠世,柳园裂谷盆地逐步发育至原洋盆地。

黔南晚古生代早期碎屑锆石记录及物源转换响应

贵州黔南独山地区处扬子陆块东南缘,出露较完整的下古生界地层,对该区开展碎屑锆石U-Pb年龄谱研究可为晚古生代之前扬子地块与华夏地块结合带构造属性的进一步确定和对华南大地构造演化的深入研究提供新依据。本文对该区下泥盆统丹林组5件石英砂岩分析了375颗碎屑锆石:锆石阴极发光具有典型的振荡环带、不规则分带,Th/U比值多大于0.1,强Ce正异常、弱Eu负异常特征;346组谐和年龄显示来自多个源区,5组主要年龄峰值2456 Ma、1366 Ma、970 Ma、536 Ma、402 Ma,以970 Ma为最突出峰值。研究认为古生代锆石源于桂北-湘西内陆加里东期花岗岩、新元古代锆石主要来自江南造山带内新元古代四堡群、丹州群的火成岩;中元古代-太古宙锆石可能从华夏板块内部搬运到扬子板块。进一步论证了古生代华夏板块和扬子板块之间不存在沉积阻隔区,是一个整体板块;丹林组沉积于华南地块内的一个克拉通盆地。

辽北开原地区晚古生代—早中生代混杂岩的厘定及其地质意义

辽宁省开原地区地处华北克拉通北缘,域内沿清河断裂出露一套中浅变质岩系,前人先后将其称为“辽河群”、“清河镇群”、“开原岩群”、“清河构造混杂岩”,但对其物质组成和形成时代尚未形成统一认识。通过系统总结不同岩石锆石U-Pb测年结果和地球化学数据,该套变质岩系是由新太古代、古元古代、晚二叠世-中三叠世不同时代地质体组成,其中早三叠世的海相沉积盖层和大面积的晚二叠世-中三叠世活动大陆边缘岛弧岩块指示古亚洲洋的闭合过程,碰撞背景下形成的变质英安岩(244 Ma)将古亚洲洋的最终闭合时间限定为中三叠世。综合对比区域地质资料,古亚洲洋在开原地区的俯冲闭合作用导致形成这套变质程度不同以新太古代华北板块基底岩石、晚二叠世-中三叠世火山岩为“岩块”,变粒岩、浅粒岩等变质碎屑岩为“基质”的混杂岩系。

古土壤干湿特征指示晚古生代气候演化

古土壤是地质历史时期气候变化的重要记录者,通过古土壤记录的信息,可以定性和定量重建深时古环境和古气候,为认识地质历史时期的各种地质事件提供依据。前人大多对特定区域展开古土壤研究,对全球性古土壤数据的整理和古气候、古环境研究相对较少。基于古土壤的干湿情况对古气候环境的指示作用,我们按照植物根迹、根系结构与根化石、黏土矿物以及古土壤的结构构造等依据,将前人报道的古生代(410~255 Ma)古土壤分为干旱古土壤和湿润古土壤两种类型。将古土壤干湿特征与其他气候敏感性沉积物进行对照,显示为干旱古土壤分布与钙质结核以及蒸发岩等指示干旱气候带的敏感性沉积物分布一致,湿润古土壤分布与高岭石、煤以及铝土矿等指示湿润气候带的敏感性沉积物分布一致。干旱古土壤大都分布在晚古生代中低纬度干旱地区;湿润古土壤大都分布在晚古生代赤道附近及中纬度湿润地区。通过以上分析认为,古土壤干湿特征可以作为一个新的气候敏感指标指示古气候环境,进而作为划分气候带的有力依据。

东天山中段晚古生代面状剪切带形成机制与金成矿关系研究

东天山晚古生代康古尔塔格构造—金矿带的中段南带开展构造控矿研究,为区域金矿定位预测与勘探提供依据。采用区域构造分析和构造解析方法,在雅满苏北部厘定出一类已发生变形改造的大型面状脆韧性—韧性剪切带,构造恢复表明,其形成于晚古生代造山早期向北的分层剪切或低角度逆冲剪切(S1//S0)作用,并作为区域金矿的一级控矿构造而成为俯冲带深源成矿流体向上运移成矿的主通道。在造山过程中递进变形的分层剪切或低角度逆冲剪切晚期、向南北向横向缩短转换阶段,伴随区域抬升和断褶作用,拆离剪切带分支断裂开始成生并向上突破,导致封闭在拆离带内运移的深源含矿流体以断层阀方式分流排泄,成矿流体沿分支断裂向上运移,在断裂上盘或上盘背斜枢纽处的低序次的断裂、破裂中聚集卸载,形成充填石英脉和交代蚀变岩型(造山型)金矿,并有时限为276.5±2.9Ma的石英闪长斑岩侵入产出;晚期褶皱、断裂等叠加构造则对矿床(体)破坏、改造及保存起了重要作用。

晚古生代构造—沉积分异对四川盆地二叠系多类型气藏的控制作用

基于晚古生代全球构造背景和上扬子地区构造环境、盆地原型及四川盆地二叠纪岩相古地理的分析,结合二叠系气藏特征和成藏条件认识,探讨了晚古生代构造—沉积分异对四川盆地二叠系多类型气藏的控制作用。结果表明,伸展背景下构造差异隆升或沉降形成隆凹相间的古地貌,导致四川盆地中二叠世—晚二叠世经历早期台地与台凹相间,晚期台地与裂陷槽(陆棚)相间的沉积格局的演化,台凹、潮坪—潟湖、斜坡、陆棚—盆地等相区(亚相—微相)控制发育的多套、多类型烃源岩,与受台地边缘礁滩、台内浅滩控制及后期成岩作用改造形成的多套、多类型储层构成下生上储、旁生侧储、自生自储等多种高效源储组合,构建了二叠系成藏的基本条件;多套、多类型储层是二叠系含气层系多、气藏类型多的根本原因。二叠系具备多领域、多类型、多层系综合、立体勘探的有利条件。

鄂尔多斯盆地东南部晚古生代陆表海层序演化过程与其控制下的聚煤模式

鄂尔多斯盆地东南部作为我国重要的煤炭和煤层气产地,其较为复杂的沉积环境演化过程为陆表海背景下聚煤环境研究提供了良好的研究对象。以鄂尔多斯东部晚古生代沉积为例,建立统一标准的层序地层格架,并且提出对应的层序叠置样式;在此基础上结合陆表海聚煤规律,揭示不同层系间聚煤范围的差异,厘清垂向上的层序叠加样式和平面含煤沉积体展布规律之间的关系。从井—震精细解释出发,定量刻画出不同平面范围内沉积物供给量(S)与可容纳空间变化量(A)。最终归纳出三种短期层序的叠加演化样式:持续进积型层序,持续暴露型层序,沉积转化型层序。其中,持续进积型层序主要发育中厚煤层,受地形影响较大;持续暴露型层序发育煤层较薄,分布范围有限;沉积转化型层序,沉积供给方向不断变化,导致泥炭局部聚集为厚煤层,但是平面发育范围有限。针对上述三种层序样式,结合成煤环境确定对应主控因素,提出持续进积型层序与持续暴露型层序主要受控于可容纳空间变化,而沉积转化型层序受控于沉积供给速率影响。