松潘-甘孜褶皱带复理石火山岩夹层时代及其地质意义

在四川北部松潘西北和甘肃南部合作市一带的上三叠统(深海沉积)复理石中发现了数套火山(碎屑)岩夹层。利用UPb同位素测年,获得4件安山岩、凝灰岩样品锆石的年龄加权平均值分别为205.9±1.6Ma、208.9±1.8Ma、210.4±1.6Ma和212.3±1.5Ma,时代属于晚三叠世诺利期晚期—瑞提期早期。此系第一次较为精准地报道松潘-甘孜褶皱带晚三叠世复理石火山岩夹层及其可能代表的火山喷发年龄。研究结果表明,直到瑞提期早期松潘-甘孜古残留海盆还未停止接受沉积物供给。该套火山(碎屑)岩的测年结果为松潘-甘孜褶皱带上三叠统复理石岩石地层单元的划分和对比提供了重要参考,同时为进一步约束华南与华北板块碰撞-造山事件时限提供了新证据。

川西北松潘-甘孜褶皱带较场弧形构造显微应变机制

区域显微结构构造特征及其变形机制已经成为造山带运动学、动力学机制及模型的重要约束。对松潘-甘孜褶皱带较场弧形带15个定向构造样品显微薄片的研究表明:弧形带以中—浅层共轴挤压同变形-变质作用为主,形成残缕构造、对称眼球构造、膝折构造等;弧形带构造变形具有典型对称性应变的特征,东西两翼应变强度大致相当(γ≌1.8)、压缩率大致相等(C≌27%),由北向南相同单元内应变特征具有一定的增强趋势(而不同单元之间具有微弱减小的趋势),尤其是弗林指数K值(K>1)由北向南具有明显增大的特征,总体为三轴长椭球应变,为伸长型应变型式。较场弧形带的显微应变特征与典型弧形构造的"走滑成因"机制非对称性的特征迥异,其成因应归于以南北向主应力所控制的差异应力-应变机制。

松潘-甘孜褶皱带南部上三叠统物源及构造抬升:碎屑锆石年代学和Hf同位素证据

碎屑锆石年代学不但能够限定地层沉积开始的最大时限,还能为示踪沉积物源区提供关键信息。中国西南部的松潘-甘孜褶皱带广泛出露一套巨厚的三叠纪复理石沉积,其物源区和可能存在的同期抬升与剥蚀历史并未得到很好约束。本文获得的松潘-甘孜褶皱带南部雅江地区上三叠统四套地层(由老至新分别为侏倭组、新都桥组、两河口组和雅江组)5件砂岩样品的碎屑锆石U-Pb年龄和锆石Hf同位素数据表明,最年轻锆石年龄指示侏倭组从~229Ma后开始沉积,新都桥组则从~223Ma后开始沉积。碎屑锆石年龄频谱图显示四套地层都具有中奥陶世-早泥盆世(465~398Ma)和中二叠世-晚三叠世(271~225Ma)的年龄峰。除两河口组外的其他三套地层还具有较强的古元古代(1.90~1.86Ga)和新元古代(872~712Ma)的年龄峰。锆石Hf同位素显示松潘-甘孜褶皱带南部上三叠统小于300Ma的锆石颗粒主要来自峨眉山大火成岩省和义敦岩浆弧。本文物源区示踪结果表明,华南板块和义敦地体可能为松潘-甘孜褶皱带南部地层的主要物源区。晚三叠世由于周缘地体的强烈汇聚,松潘-甘孜褶皱带在小于~18Myr的时间内经历了快速的隆升和剥蚀作用,剥蚀产生的碎屑物质被搬运至四川盆地的西缘再沉积。

松潘—甘孜褶皱带较场弧形构造特征及其大地构造意义

根据详细野外露头特征及显微构造特征将较场弧形带由南向北分为三个变形带:弧顶部、弧核部和弧翼部,不同分带具有明显不同的变形特征。由南向北变形特征由以塑性变形为主过渡为脆性变形为主,变质流体活动喜马拉雅构造期活动强烈,且向北逐渐增强;弧核部以叠瓦状逆冲构造特征分隔弧顶和弧翼部;弧翼部东西两翼变形及变质流体活动特征具有一定差异性。较场弧形带总体体现出多期次南北向挤压—张性应力变形构造特征,叠加北西—北北西向同构造期挤压变质运动,其宏观和微观变形特征与典型"走滑成因"模式弧形构造特征相异,为其大地构造成因机制的解释提出了新的限制条件。

荥经-峨眉地区上三叠统物源变化及对扬子板块西缘构造活动的启示

碎屑岩物源研究是当今地质学研究的热点,利用多种物源研究方法可以全面揭示碎屑岩的源岩信息,揭示源区构造古地理格局的变化。三叠纪期间,扬子板块西缘由被动大陆边缘转变为挤压构造带,引起了显著的古地理格局和沉积体系的变化,但目前对这一转变过程仍缺乏研究。本文综合利用砂岩颗粒成分统计、电子探针测试重矿物成分和碎屑锆石U-Pb年龄方法,研究了荥经-峨眉地区上三叠统碎屑岩物源转变时间,并结合其他地区物源研究探讨了扬子板块西南缘的物源变化过程。结果显示,上三叠统马鞍塘组的砂岩主要由石英和长石组成;电气石主要来自贫锂的花岗岩类和相关伟晶岩、细晶岩,其次来自富铝贫钙变质碎屑岩;铬尖晶石来自具有洋岛和大火成岩省背景的基性-超基性火山岩;碎屑锆石U-Pb年龄的主要分布在730~850Ma范围内。上三叠统须家河组的砂岩由石英、岩屑和长石组成,具有再旋回造山带物源;电气石大部分来自富铝贫钙、贫铝贫钙的变质碎屑岩,小部分来自贫锂的花岗岩类和相关伟晶岩、细晶岩;铬尖晶石主要来自具岛弧背景的橄榄岩;碎屑锆石U-Pb年龄主要分布在200~300Ma、400~500Ma、650~850Ma、1750~1950Ma和2400~2600Ma年龄段。综合分析表明,马鞍塘组的物源为康滇构造带的新元古代花岗质结晶基底,并包含少量新元古代中酸性火山岩、变质碎屑岩和二叠纪基性-超基性火山岩;须家河组的物源包括松潘-甘孜褶皱带的三叠系浊积岩、花岗岩类以及龙门山断裂带的上古生界碎屑岩与新元古界基底。马鞍塘组与须家河组之间的物源转变,表明扬子板块西缘的松潘-甘孜褶皱带和龙门山断裂带取代康滇构造带成为新的地貌高部位和主要剥蚀区,这一古地理格局的转变发生于马鞍塘组沉积之后,即晚三叠世的卡尼期与诺利期之间或诺利期期间。

松潘-阿坝和西秦岭三叠系砂岩组分特征及其构造意义

根据采自松潘-阿坝和西秦岭地区的约180件三叠系砂岩样品的薄片观察和统计,利用Dickinson三角图解对其物源区背景进行了判别,在此基础上对三叠纪原型盆地性质进行了探讨。松潘-阿坝和西秦岭三叠系复理石砂岩以岩屑长石杂砂岩和长石岩屑杂砂岩为主,具有高杂基含量、低成分成熟度和低结构成熟度的特点,物源主要来自于碰撞造山带。若尔盖坳陷北部与洮河坳陷物源区相似,碎屑主要来自过渡再旋回、切割弧及二者的混合区,大洋物质多于大陆物质,显示源区具有成熟度和稳定度较差到中等构造背景。若尔盖坳陷南部和马尔康坳陷北部物源主要来自石英再旋回;但大洋物质少于大陆物质,源区具有成熟度和稳定度较高的构造背景。中三叠世拉丁晚期到晚三叠世卡尼期,松潘-阿坝地区为一残余海盆,向其提供物源的是北侧的东昆仑-秦岭造山带、东侧的大别造山带和东南侧的扬子古陆。

龙门山逆冲构造带大地电磁测深初步成果

通过对穿过龙门山逆冲构造带中段松潘-中江大地电磁观测资料的处理和反演解释,揭示了松潘-甘孜褶皱带、龙门山及川西前陆盆地30 km深度的地壳电性结构,发现龙门山-松潘地壳15～20 km深部存在西倾连续的壳内高导层,大地电磁测深结果明显显示龙门山深部逆冲推覆构造特征。龙门山深部电性结构初步研究,对于分析其与相邻构造单元的关系,研究青藏高原东缘陆内造山带深部地球动力学过程都具有重要理论意义。

利用面积高程积分方法研究龙门山断裂带地貌隆升特征

为对龙门山断裂带区域的构造与侵蚀现状进行分析,通过利用ArcGIS对龙门山断裂带内的ASTER-DEM30 m数据进行面积-高程积分计算,并结合构造、岩性、第四系以及河流等基础资料研究了该地区隆升差异。结果表明:面积-高程积分值(hypsometric integral,HI)>0.43区域主要集中在研究区的西部及北部同时,其值与区域内的夷平面具有较好的耦合性;HI>0.60在松潘—甘孜褶皱带内的分布较广,在扬子地台分布范围最少,龙门山构造带无分布;HI<0.35分布主要沿着龙门山构造带为中心进行展布,以侵蚀下切为主。在构造带较为活跃的区域,构造活动依然是区域作用的主要背景,在内动力直接作用的区域内,HI>0.43,以隆升为主;河流、岩性分布特征以及构造断裂的密度会随着后期作用逐渐对抬升起到抑制作用,断裂带发育密集、第四系分布较广以及岩性复杂的龙门山构造带,HI<0.35,是以侵蚀下切为主;扬子地台河流发育密集且发育程度高,HI偏低,以隆升停滞或侵蚀为主。可见,构造、岩性、第四系以及断裂带的分布对区域地貌特征影响较为明显,而局部区域上的差异是由影响因素发挥作用差异决定的。根据值,为避免工程选址处于构造活动强烈区域提供一定依据。

三江北段晚三叠世构造-岩浆作用和几个相关的科学问题

中国西南三江北段的松潘-甘孜褶皱带和义敦地体以强烈的晚三叠世构造-岩浆活动为特征。松潘-甘孜褶皱带的岩浆活动主要发生在228~190 Ma(峰期时代为约210 Ma),略晚于义敦地体的岩浆活动(236~200 Ma,峰期时代为约216 Ma)。金沙江洋可能经历了西向和东向的双向俯冲,于晚二叠世末-早三叠世初闭合,甘孜-理塘洋可能是金沙江洋东向俯冲背景下形成的弧后盆地,在217 Ma以前已经闭合。松潘-甘孜褶皱带和义敦地体晚三叠世岩浆岩均属于碰撞后岩浆作用的产物,可能分别与岩石圈拆沉和东向俯冲的金沙江洋俯冲板片的断离有关。这些晚三叠世碰撞后岩浆活动记录了地幔物质的贡献,幔源镁铁质岩浆的结晶分异作用在中酸性岩浆岩的形成过程中起到了重要作用,反映了地壳的净生长。三叠纪不同地体之间的碰撞导致了明显造山作用,造成了具有空间差异性的地壳增厚和山脉隆升。

轻矿物对岷江第四纪河流沉积物源变化的指示

探讨岷江第四纪物源区的变化过程。从岷江下游沉积物入手,通过对宜宾地区岷江阶地和现代沉积物进行野外观察与室内分析,利用轻矿物的多矿物法分析(Dickinson图解),并结合重矿物组合特征讨论岷江物源区的变化过程。结果表明从岷江阶地沉积到现代沉积,其物源区表现出从石英型循环造山带向过渡型循环造山带的演变,阶地沉积物特征与现代沉积物特征存在明显差异。岷江下游宜宾地区阶地沉积物主要来源于龙门山构造带,现代沉积物主要来源于松潘-甘孜褶皱带,这种物源区的变化过程,指示了岷江水系的演化。