中国南海不同板块边缘沉积盆地构造特征

基于科学考察区域联测剖面资料,结合南海大地构造背景研究,对南海主要的新生代沉积盆地的构造特征进行了对比分析。研究表明,区域联测剖面穿越的沉积盆地的构造特征具有显著的差异,具体表现在大地构造背景、重磁场特征、盆地基底、断裂性质、构造线方向以及火成岩发育等方面。南海断裂的发育与盆地形成具有密切的关系,南海北部主要表现为NE向张性断裂控制的沉积盆地;西部主要表现为NW向和近SN向走滑断裂控制的沉积盆地;南部比较复杂,张性、压性、剪性断裂都有发育,但以NE向的南沙海槽逆冲断裂及其控制的南沙海槽盆地最具代表性;东部主要指南海中央海盆,断裂和海底火山共同控制了该区上新世—第四纪沉积。

在板块边缘的冲撞地区重力场的求定

在陆地上，板块边缘的冲撞地区一般都是呈现地形复杂、地表和地下的质量分布不均衡、有强烈的地壳运动和构造运动，因此，该地区的重力场（重力异常、垂线偏差、大地水准面）变化剧烈，对它的归算和推估都需要作特殊的考虑。本文以位于欧亚板块和印度板块边缘冲撞地区的珠穆朗玛峰测区的重力场求定为例，进行讨论。

加勒比板块边缘中新生代构造古地理特征及演化

加勒比板块边缘带包括西缘中美洲古陆块及火山岛弧、北缘大安的列斯岛弧带、东缘小安的列斯岛弧带和南缘南美板块北部4个部分,其沉积充填特征存在明显差异。加勒比板块边缘接受沉积时间由西向东逐渐变晚,其中中美洲古陆块以碳酸盐岩及火山碎屑岩充填为主,大安的列斯岛弧带及南美板块北部地区以碳酸盐岩—碎屑岩混合沉积充填为特征,中美洲火山岛弧带与东缘小安的列斯岛弧带以火山碎屑岩充填为主,造成这种沉积充填差异的主要原因是构造演化控制下的加勒比地区的古地理特征不同。加勒比板块及其周缘地区的构造古地理演化共经历4个阶段:(1)侏罗纪裂谷期,泛大陆的裂解使得南、北美板块边缘发育裂谷相;(2)白垩纪被动陆缘期,古加勒比海槽的进一步打开使得南、北美板块边缘发育被动大陆边缘浅海相;(3)晚白垩世—始新世碰撞造山期,加勒比板块与南、北美板块的碰撞拼合作用使得加勒比板块南、北缘均从海相转变为碰撞造山陆相;(4)始新世以来的分异期,随着古加勒比海槽的消亡和北缘碰撞拼合的结束,加勒比板块东缘及西缘的火山岛弧带进一步发育,而北缘及南缘继续发育陆相沉积。

聚敛型板块边缘火山岩浆流体的成矿作用

聚敛型板块边缘，由于俯冲作用产生的部分熔融上升岩浆，含有较多挥发分形式的岩浆流体。当岩浆从海底呈火山喷出时，在其喷出过程中或稍后，岩浆流体通过脱气而脱离火山岩浆，与海水汇合，在适宜的部位形成与海底火山作用关系密切的对流循环热液体系。这种热液体系由于发育部位和岩浆流体所提供成矿金属物质的不同，在火山岩系由浅而深的不同部位，形成与低温热液作用有关的高硫贵金属矿化和中一低温热液作用有关的块状硫化物贱金属矿床。甚至与高温热液作用有关的斑岩型铜、钼矿床等。地质历史上，大陆边缘由于洋壳消减、陆一陆碰撞造山，遗留下来的火山岩及其中所赋存的金属矿床，主要是聚剑型板块边缘火山作用的产物。因此，研究、鉴别其中可能存在的热液体系，具重要的地质勘查现实意义。

分离的大陆板块边缘镁铁-超镁铁岩系Th/Hf-Ta/Hf判别

本文在论述了 Th/ Hf— Ta/ Hf关系判别岩浆岩源区大地构造环境机理的基础上 ,根据世界上典型大地构造环境区岩浆岩系的 Th、Ta、Hf特征 ,提出了分离的大陆板块边缘镁铁 -超镁铁岩的 Th/ Hf— Ta/ Hf判别标志 :Th/ Ta=1.8～ 4 .0 ,Ta/ Hf>0 .

汇聚板块边缘的金矿成矿作用

汇聚板块边缘是全球最重要的金矿成矿带。不同的构造单元产生不同类型的金矿化 ,在以挤压和转换挤压为主的增生地体中 ,伴随俯冲和碰撞造山过程形成造山带型金矿床 ,并可根据其形成深度分为浅带 ( <6km,15 0～ 3 0 0°C)、中带 ( 6～ 12 km,3 0 0～ 475°C)、深带 ( >12 km,>475°C) ;在岛弧和弧后拉伸裂谷 (盆地 )中形成浅成低温热液型和斑岩型金矿化。浅成低温热液型金矿化形成深度小于 2 km,温度低于 3 0 0°C,并可根据演化程度分为高硫化 ( HS)和低硫化 ( LS)

一个大陆板块边缘花岗岩的研究——以新疆金窝子花岗岩为例

本文从岩体的产状、成因矿物学、岩石化学以及同位素特征等方面对位于大陆板块边缘的金窝子花岗岩体的岩石学特征及成因进行了系统地研究。同时讨论了该花岗岩的某些特征与其形成时的构造背景之间的对应关系。研究表明,金窝子岩体形成于板块俯冲作用的早期,为同熔型花岗岩。其原始物质组成中的主要部分来自于地壳。

华北地区两千年以来的地震迁移:大陆内部与板块边缘的地震有怎样的不同

板块构造理论只解释了板块边缘的地震,但没有解释那些发生在大陆内部的地震。而大陆内部的地震多发生在没有预料到的地区。我们以华北地区两千年以来的记录为例揭示板块边界和板内地震的不同。结果表明,大陆内部的大地震在断层系统之间的迁移可延伸至一个很大的区域,甚至没有一个大地震可以在同一断裂带上重复发生两次。然而,这些地震的空间迁移并不是完全没有规律,因为断层系统间地震能量的释放是互补的,表明这些系统之间在力学上是耦合的。我们同时针对大陆内部的地震提出了一个简单的概念模型。在此模型中,大陆内部缓慢的构造负荷被一个复杂交错的断层系统全部吸收,而每条断层在长期休眠后都出现一个短暂的活跃期。由此产生的大地震呈现间歇性与空间迁移性,这与板块边缘的地震所具有的更加规则的时空模型形成鲜明对比。

智利洋中脊玄武岩与会聚板块边缘火山岩的地球化学亲缘性

在地球历史上曾多次出现活动扩张中心与俯冲带的碰撞。在现今几个有限的发生洋脊俯冲作用的地区，智利洋脊具最简单的构造演化历史。采集于智利海沟附近的洋脊玄武岩以其同弧火山岩的亲缘性而与其它地区的洋中脊玄武岩的地球化学特征不同。所观察到的化学变化表明，亏损的洋下地幔受到了可能来自俯冲带的大洋沉积物和变质洋壳的混染。尽管已发现有些洋岛火山岩显示出地壳重循环的证据，但智利洋脊熔岩是第一例显示此类地球化学特征的洋脊玄武岩。因此，可用其来研究某些类型地幔不均一的演化机制。具会聚边缘火山岩地球化学特征的洋脊玄武岩的发现表明，要谨慎使用微量元素体系，识别大洋中脊（ＭＯＲ）或俯冲带之上（ＳＳＺ）蛇绿岩的源区。

太古宙板块边缘的地壳生长与再造

1引言.太古宙克拉通长期相对稳定,是研究太古宙地质作用与构造体制的主要地区.多数克拉通形成于晚太古代,是地壳生长与再造作用增强所引起的古老陆核生长与聚集的结果(Cawood等,2018;Zeh和Kirchenbaur,2022),而该过程一般认为与板块构造在全球范围内的启动有关.

喜马拉雅地区上三叠统沉积物来源——汇聚板块边缘物质构造属性

晚三叠世作为东冈瓦纳裂解的关键时期之一,同时也是当时横跨劳亚-冈瓦纳大陆之间的新特提斯洋早期演化的重要阶段.藏南喜马拉雅地区的特提斯喜马拉雅带保存并出露了一系列相对完整的同期海相沉积岩,为上述地质演化过程重建提供了重要的物源信息.

板块汇聚边缘玄武岩大地构造环境的Th、Nb、Zr判别

根据Th、Nb、Zr的地球化学性质和判别机理,利用世界上典型大地构造环境区玄武岩类的Th、Nb、Zr数据,研究了Th、Nb、Zr判别玄武岩大地构造环境的地球化学机理,发现不同构造环境区玄武岩系的Th、Nb、Zr特征具有显著差异,其比值特征能将玄武岩形成的大地构造位置很好地划分出来。提出了板块汇聚边缘玄武岩大地构造环境的Nb/Zr-Th/Zr判别图,该图不但能较好地区分出板块汇聚边缘中的洋—洋俯冲带、洋—陆俯冲带及陆—陆碰撞带,同时还能反映出岛弧区大地构造环境演化的趋势。

巴罗型变质作用的地质特征及其构造启示:以苏格兰高地和喜马拉雅造山带为例

巴罗型变质带是汇聚板块边缘富铝泥质岩在中等地温梯度下变质作用的产物,广泛分布于全球各造山带。虽然不同地区的巴罗型变质带具有相似的矿物组合和变质温压条件,但在特征矿物变质带的空间分布上却存在显著差别。苏格兰高地出露了典型的巴罗型变质带,而喜马拉雅造山带则出露了反转的巴罗型变质带。这两类巴罗型变质带记录了不同的变质和构造演化过程,是对比研究碰撞造山带温压结构和动力体制的时空演化及其地球动力学机制的天然实验室。本文以苏格兰高地和喜马拉雅造山带为例,比较了典型的巴罗型变质带和反转的巴罗型变质带的岩石学与年代学特征,并探讨了它们的形成机制。这两个地区的研究各具特色:苏格兰高地的研究主要聚焦于加热机制,强调软流圈地幔及其派生岩浆等外部热源对巴罗型变质带形成的关键作用;而喜马拉雅造山带的研究则主要关注构造过程,强调逆冲断层的顺序式活动对反转的巴罗型变质带形成的控制作用。进一步,本文将研究视角从巴罗型变质带拓展至巴罗型变质作用,综合考察其加热机制和构造背景,并探讨这对碰撞造山和地壳再造过程研究的启示。

中美洲俯冲带南段上覆板块沉积物化学组分及其地质意义

在剥蚀型汇聚板块边缘,俯冲输入板块剥蚀上覆板块并将剥蚀物质带入俯冲隧道,随后,这些剥蚀物质与俯冲板块物质一同参与了俯冲带浅部与深部地幔的地球化学循环。构造地质学和地球物理研究显示中美洲俯冲带南段是典型的俯冲剥蚀型汇聚板块边缘,这为研究上覆板块俯冲剥蚀物质是否参与俯冲带物质循环过程提供了天然的实验室。由于目前仍然缺乏对该俯冲剥蚀机制的地球化学制约,综合大洋钻探计划(IODP)344航次对中美洲俯冲带南部哥斯达黎加西部的俯冲板块和上覆板块开展了钻探工作,并获取了系统的岩芯样品。本文对IODP344航次取自上覆板块中陆坡和上陆坡的U1380和U1413站位中沉积物中的粗碎屑层位样品,开展了系统的主、微量元素与Sr-Nd-Pb-Hf同位素地球化学研究。这些沉积物粗碎屑层位组分与加勒比大火成岩省基底相似,指示它们可能来自加勒比大火成岩省基底在弧前出露的区域,可以代表上覆板块基底被俯冲剥蚀的物质组成。研究进一步探讨了晚中新世中美洲俯冲带南部大陆弧火山岩的成因,并指出上覆板块底部被剥蚀物质参与了中美洲俯冲带南部大陆弧火山岩岩浆过程,这为中美洲俯冲带南部存在俯冲剥蚀过程提供了直接的地质学证据。

板块构造和地幔流的动力学：从局部到全球尺度

板块构造受聚积在板块边缘的驱动力和阻力控制，但是计算全球地幔流动的观测限制高分辨率模型仍然是一个巨大的挑战。研究人员利用自适应网格求精算法在平行计算方面的进步，通过合并板块运动进行全球地幔流动的仿真，并将独立板块边缘解析度提高至1km的尺度。

太古宙地质与板块构造:观察与解释

建立于20世纪60年代的板块构造理论,在一开始就能够成功解释显生宙时期发生的许多地质现象、过程和事件,但是在解释大陆内部和前寒武纪时期地质记录时受到了不同程度的挑战.就板块构造与大陆地质之间的关系来说,由于将陆内构造与陆缘构造之间在结构和成分上的继承和发展关系割裂开来,结果导致传统板块构造模型不适用于前寒武纪地质,特别是不能解释太古宙克拉通基本地质特征的假象.然而,这些假象并不意味着,太古宙大陆地壳不是起源于板块构造体制,而是起源于所谓的前板块构造体制.目前所提出的前板块构造过程都是在停滞层盖构造体制下的垂向运动,不仅包括像重力凹沉、地幔柱和热管构造这样的内生过程,而且包括像流星撞击这样的外生过程.这些垂向过程不仅在太古宙引起了活动层盖构造的起始,而且在显生宙时期依然活跃,都是不同深度条件下地幔极向对流的结果,并非某一时期所特有.一旦将20世纪传统的板块构造运动学理论升级为21世纪整合的板块构造运动学-动力学理论,系统深入地检查物质和能量在板块边缘的垂向传输,即可发现板块构造能够解释太古宙克拉通地壳的岩石组合、构造样式和变质演化等常见特征.通过认识和理解汇聚板块边缘的结构和组成及其动力学,可以将太古宙以来的活动层盖构造划分为前寒武纪时期的古老板块构造和显生宙时期的现代板块构造.应用21世纪板块构造理论,结合太古宙对流地幔温度比显生宙高200~300℃、新生玄武质洋壳厚度可达30~40km和软流圈成分类似于原始地幔而不是亏损地幔等特殊性,可以成功解释太古宙克拉通的主要地质现象,从而为深入理解早期地球演化和花岗质陆壳起源提供新的视角和线索.具体来说,太古宙时期的英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)岩套可以是汇聚板块边缘加厚玄武质洋壳部分熔融产物,片麻岩穹窿-绿岩带龙骨构造样式可以是TTG岩浆在浮力驱动下底辟侵位并与汇聚边缘玄武质地壳相互作用的结果,绿岩带内高温科马提岩可以是古老板块构造体制下地幔柱作用产物,高级变质岩大规模面状分布而不是带状分布可以是片麻岩穹窿与绿岩带分离所致,缺乏钙碱性安山岩的双峰式火山岩组合指示大洋俯冲带缺乏花岗质陆壳风化剥蚀来源的沉积物增生楔,缺失彭罗斯型蛇绿岩指示微板块俯冲起始后只有火山岩洋壳被刮削下来形成玄武岩增生楔,缺失蓝片岩和榴辉岩以及经典的双变质带指示汇聚板块边缘在中等地温梯度下发生玄武质洋壳硬碰撞加厚或者发生暖俯冲叠置.因此,只有正确认识和理解太古宙板块构造的性质,才能对那些基本地质特征给予合理的解释.

冈底斯东段泽当大型钨铜钼矿新发现及走滑型陆缘成矿新认识

冈底斯成矿带以斑岩型铜矿(伴生钼矿)为主体,通常作为"挤压型"陆缘岩浆弧—"碰撞裂谷带"斑岩成矿的典型代表而被广泛关注,但层矽卡岩型钨铜钼矿和斑岩型独立钼矿的勘查和研究却未能引起足够的重视,尤其是层矽卡岩型白钨矿的发现,填补了区带矿种的空白;在雅鲁藏布江缝合带边部发现的隐伏斑岩型钼矿,突破了"挤压型"陆缘成矿认识的传统误区。中国冶金地质总局新近发现的冈底斯东段则当钨铜钼矿,既是一处大型钨铜钼矿详查开发基地,又是一组统一于陆缘走滑断裂构造成矿体制作用的钨、铜、钼矿床组合,称为"泽当矿田"。在NWW向雅鲁藏布江缝合带陆缘走滑断裂作用下,早期(68～40.3Ma)拉分型转换构造——NEE向剥离断层,控制了层矽卡岩型钨铜钼矿的形成;在NEE向冲木达陆缘走滑断裂作用下,晚期(30.26～23.62Ma)推闭型转换构造——NWW向逆冲断层,控制了隐伏斑岩型钼矿的形成。层矽卡岩型矿床形成和改造于68～66Ma和57～40.3Ma,叠加富集于斑岩型矿床的形成阶段——30.26～23.62Ma。

也谈南天山古生代造山带内穆龙套型金矿床的控矿因素和找矿方向

南天山地区穆龙套型金矿床以其巨大的储量而受到世界的广泛关注.关于该类金矿床的成因也是众说纷纭,根据作者近几年在南天山地区的调研得到的一些认识,以及其他学者对该地区穆龙套型金矿床的最新研究成果,认为南天山地区穆龙套型金矿床的形成与南天山褶皱造山带形成过程中板块边缘的大型逆冲推覆构造,特别是与其伴随的韧性剪切变质变形带具有密切的关系,而与这些构造作用伴随的花岗质岩浆的侵入作用是形成该类金矿床的必要条件.因此,该地区的金矿找矿方向也应该是在区域性的逆冲推覆构造带、浊积岩系及同碰撞花岗质岩石“三位一体”的交接部位及其附近.

南半球减速膨胀的定量分析

利用空间大地测量技术的长期观测资料 ,得出南半球纬线圈纬线长变化率和全球活动板块边缘扩张与汇聚运动速率 ,并与 3Ma平均地质地磁模型NUVEL1A的估算结果进行比较 :(1)空间大地测量技术测得南半球纬线圈纬线变化率均为正值 ;(2 )南半球测站的垂向运动除了赤道附近几个测站下沉 ,其余 91%的台站全上升 ;(3)南半球相邻板块的现今汇聚和扩张运动速率均比 3Ma平均地质模型NUVEL1A估值小 ,而北半球相邻板块的汇聚和扩张运动速率没有系统性的变化 .这些实测结果反映了南半球纬线圈方向在减速伸展 ,南北方向在减速拉伸 ,即南半球在减速膨胀 .

古巴地区沉积盆地演化与油气成藏条件

结合古巴群岛构造演化及古地理格局,对比分析了北古巴前陆盆地和古巴中部盆地的演化过程及油气地质条件,认为中新生代加勒比板块北缘的弧陆碰撞活动是控制古巴地区油气成藏的关键因素。古巴群岛及其周缘地区在侏罗纪裂陷期-白垩纪被动大陆边缘时期发育良好的烃源岩,烃源岩分布范围受到古地理格局的控制。白垩纪末期-古新世加勒比板块与北美板块的碰撞控制了古巴地区储盖组合及其配置关系,发育有效区域盖层是北古巴前陆盆地油气成藏的重要条件。白垩纪末期,古加勒比弧在碰撞作用下推覆北美被动大陆边缘,下部烃源岩受到荷载开始成熟。弧陆碰撞形成的大型冲断带及断层为油气的聚集提供了良好的运移通道,使得油气聚集在侏罗系-白垩系碳酸盐岩裂缝、火山岩裂缝、火山碎屑岩以及古近系砂岩等储层中,并形成了构造、地层、岩性及复合型等油气藏。