龙门山泥盆纪沉积盆地的古地理和古构造重建

位于扬子地块西缘的龙门山区,是著名的中生代冲断带,其中泥盆系发育,沉积类型多样,厚度巨大,既包括未经变质的稳定型,也包括浅变质的过渡型和活动型地层。根据推覆构造特点和不同类型泥盆系之间的关系,确认前山带、中山带和后山带,分别包含了泥盆纪沉积的边缘带、过渡带和活动带的地层纪录。泥盆纪的沉积盆地则是一个NE向不对称的裂谷盆地,它的东南边缘,早期由于同生断裂的影响造成宽阔而复杂的古地理面貌和岩相、厚度变化。晚期由于海平面上升,沉积区扩大,边缘带成为宽阔平坦的碳酸盐台地,北段仍保留平行岸线的深水槽地,盆地西侧为较深水的浊积岩分布区,而后过渡为边缘浅水区。本区泥盆系的层序地层结构特点,是由多级不对称层序组成,沉降曲线则由两个下凹的曲线组成阶梯状。这些特点说明,该盆地具有伸展成因的裂谷性质,盆地的形成可能与沿着有根的叠瓦式低角度剪切断裂系发育的地壳伸展作用有关。

中国西北地区南华纪—古生代构造重建及关键问题讨论

中国西北是古亚洲构造域和特提斯构造域共同作用的地区,南华纪—古生代时期经历了复杂的洋-陆演化过程,诸陆(地)块于三叠纪基本拼贴就位,奠定了中生代以来陆内盆山演化的基础。但对于西北地区南华纪—古生代时期古亚洲洋盆最终关闭的时限、位置,以及秦祁昆古生代造山带属于特提斯构造域还是古亚洲构造域等重大区域地质问题目前仍存在较大争议。文章在最新地质填图的基础上,通过对沉积建造、岩浆建造、变质变形等的综合分析,将西北地区南华纪—古生代的构造单元厘定为3个洋板块、4个弧盆系和2个陆(地)块群等9个二级、46个三级和112个四级构造单元,力图刻画消失的大洋盆地的残留组成和诸陆(地)块的边缘增生结构。结合古地磁、生物古地理研究成果,恢复了古生代不同时期西北洋-陆系统在全球的位置,讨论了洋盆消减、诸陆(地)块拼贴的过程。

多轴水平拉伸盆地三维古构造重建探讨

现行的平衡剖面技术应用于盆地古构造重建在绝大多数情况下是偏离构造变形事实的，绝大多数盆地构造变形属多轴水平拉伸的三维变形。三维变形古构造恢复一般应视为二维变形的某种叠加，叠加方式视断裂总体变形特征而定。三维变形盆地中断裂可分为孤立断裂和各种断裂组合，恢复时需分别处理。作为实例，我们重建了汤原断陷早第三纪中期白垩系顶界三维古构造。

瓦斯突出煤层中构造群落的宏观特征研究——论平顶山东矿区戊_(9—10)煤层的构造重建

对平顶山东矿区戊_(9-10)煤层中构造群落的宏观特征进行了研究,提出了突出煤层是经过构造重建的新认识,并认为不同构造群落的叠加与复合控制着构造煤的类型及其分布。

汤原断陷早第三纪中期基底顶界的三维古构造重建

现行的平衡剖面技术应用于盆地古构造重建在绝大多数情况下是偏离构造变形事实的，绝大多数盆地构造变形属多轴水平拉伸的三维变形，三维变形古构造恢复一般应视为二维变形的某种迭加，迭加方式视断裂总体变形特征而定，三维变形盆地中断裂可分孤立断裂和各种断裂组合，恢复时分别处理之。

柴达木盆地新生代演化及其构造重建——基于地震剖面的解释

柴达木盆地是青藏高原内部最大的坳陷。柴达木盆地构造成因的研究，可以揭示青藏高原形成机制和生长历史。本文分析了柴达木盆地区域地震勘探剖面，得到如下认识：柴达木盆地一级构造为新生代宽缓复向斜，其振幅和半波长分别从柴西的〉16km和～170km变化为柴东的〈4km和～50km。褶皱首先在柴西贴近阿尔金断裂附近形成（65～50．5Ma），并向柴东扩展（23．3Ma）。复向斜的形成与较老的柴北缘逆冲断层系（65～50．5Ma）和较年轻的柴南缘逆冲断层系（35．5～23．3Ma）有关。盆地内部新生代上地壳缩短作用，由柴西的〉48％，向柴东减小到〈1％，说明在柴西和柴东之间，存在地壳加厚机制的渐进转换：柴西主要为上地壳缩短，柴东主要为下地壳缩短。

基于GPlates平台的“深时”板块构造重建:数据库现状与应用实例

板块构造重建是大地构造领域一项关键的研究工作,是构建"深时数字地球"(Deep-time Digital Earth, DDE)的重要途径。板块重建工作需要整合地球科学多个研究领域、海量的数据,同时又是地球动力学和气候模拟等研究的重要约束条件。因此,追踪目前国际主流的板块重建所需的数据库以及板块重建工具的最新进展和应用为了解板块重建研究的前沿提供全面的信息。文章系统介绍了支持板块构造重建研究的多个主流数据库,着重描述数据库的数据格式、数据获取方式及数据如何支持基于GPlates平台的板块构造重建。为了阐述大地构造研究相关数据库在板块重建研究中的应用,此次研究从板块构造重建的三个不同层次出发,列举了多个最新的板块重建模型及其在探索地球系统演化方面的意义。最后,结合DDE项目的相关任务,对250 Ma以来全球板块构造和变形的演化、量化大地构造在地球系统演化中的作用、超大陆旋回中的古大陆和古海洋构造重建以及前中生代(>250 Ma)全球板块运动模型重建这四个关键科学问题作出了新的展望。

自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室

一、实验室简介自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室前身为1963年李四光先生亲自指导创建的国内第一家古地磁实验室;2008年被批准为"中国地质科学院古地磁重点开放实验室";2012年通过专家评估,被批准建设国土资源部重点实验室;2019年通过自然资源部科技发展司验收,是自然资源部系统唯一以古地磁与古构造重建研究为特色的实验室。

构造古地理重建与动力地形

构造古地理是研究地质历史时期的构造过程和自然地理演化的科学。大数据时代的计算能力和效率的迅速提高及地球动力学模拟技术的发展,要求古地理研究应建立在全球板块构造背景下,重建"深时"、原位、原型的活动古地理。本文在综合分析国际、国内关于GPlates和CitcomS的地球动力学模拟软件平台的研究成果基础上,系统阐述了板块构造-古地理重建思路、内容和方法,残余地形(动力地形)的分离技术、动力地形与板块俯冲、深部地幔流动的动力成因关系;介绍了利用地表动力地形等古地理资料进行约束,揭示板块运动过程、地幔动力学过程研究思路、方法;提出了古地理重建和地球动力学研究中应遵循的"定时、定位、定向和定型"的原则。将全球板块构造-古地理模型(GPlates)与基于物理特性的地幔和岩石圈有限元模型(CitcomS)相结合,将动力地形与地幔活动过程研究相结合,对揭示4-D地球动力学具有重要理论意义。

活动论构造古地理的研究现状、思路与方法

古地理学是研究地质历史时期地球表面的自然地理的综合性科学,构造古地理学是研究地质历史时期地理单元的构造属性及其演变特征的科学。地球表面的山川、流域与盆地等自然地理单元受岩石圈板块水平运动与深部地幔动力学的联合控制。自然地理单元及其演变是内、外动力长期作用的综合结果。活动论构造古地理思想是在地球系统科学的活动论、演化论、阶段论与转换论观念下的自然延伸。整体、动态、综合分析是活动论构造古地理研究的基本方法;确定构造古地理单元的边界、属性、组成、结构与演变的“五定”原则是工作的具体步骤;搭建数据化、标准化和智能化的古地理重建平台是研究的重要途径。基于活动论构造古地理思想的原型盆地分析,是对原型盆地进行复位、复原与复变,揭示原型盆地的时—空结构;而活动论的源-汇系统分析是在地球系统观指导下的深、浅部结合的全链条、全过程综合研究。活动论构造古地理是研究地表过程和能源、资源矿产分布预测的重要基础。

米仓山构造带逆冲-走滑变形序列的节理研究

米仓山构造带位于扬子板块北缘,东西两侧分别同龙门山、南大巴山冲断带交接过渡,由于受到多个造山带的影响,所以对其构造复合过程的研究至关重要。文中通过测量米仓山构造带的节理面和擦痕,采用吴氏网对古应力场进行恢复,同时依据节理缝的交切关系以及节理面所在地层时代,结合已有年代学资料和断层特征,首次重建了米仓山构造带的构造期次。米仓山构造带共经历了5期构造运动:①200～160Ma,S—N向(σ3直立)逆冲性质挤压运动;②120～100Ma,S—N向(σ3E—W向)走滑性质挤压运动;③95Ma,NW—SE向挤压运动;④50～40Ma,NE—SW向挤压运动;⑤15Ma,E—W向挤压运动。第一期、第二期应力场形成了米仓山隆起和米仓山前缘的东西向构造,第三期、第四期应力场对米仓山构造带进行改造,形成了米仓山前缘的叠加构造,第五期应力场使米仓山构造带最终成型。

晚三叠世松潘甘孜和川西前陆盆地的物源对比:构造演化和古地理变迁的线索

为了研究龙门山褶皱冲断带两侧的松潘甘孜和川西前陆盆地在大地构造和沉积学方面存在的联系，笔者等分别在松潘甘孜东缘马尔康－理县地区和川西前陆盆地都江堰地区进行了采样和碎屑锆石的LA—ICPMSU—Pb定年工作。269颗锆石的定年结果显示，中－晚三叠世拉丁期－诺利期松潘甘孜复理石盆地东缘沉积地层中的碎屑锆石年龄主要集中在250～280Ma、1800～1900Ma和2400～2500Ma、200～245Ma、400～450Ma，对应的物源主要为东昆仑岛弧、华北陆块基底、义敦岛弧以及北秦岭。与之相比，川西前陆盆地诺利期－瑞替期的须家河组地层中的碎屑锆石年龄大致主要集中在1800～1900Ma和2400～2500Ma、720～850Ma、950～1200Ma、400～450Ma。该统计结果总体上继承了松潘甘孜数据体的特征，揭示出须家河组物源来自西部——松潘甘孜褶皱带的再旋回沉积和龙门山前陆冲断带。

元谋‒昔格达断裂及其附近上新世以来的构造应力场特征及地貌响应

基于传统的古构造应力场重建方法,依据元谋‒昔格达断裂及其附近的构造形迹,恢复了区域构造应力场。结果表明,研究区自上新世以来,主要受早期(中更新世之前)的NNE-SSW向和晚期(中更新世以来)的NNW-NWW向水平主压应力作用;而江边‒下雷弄、化同‒秧田井、一平浪‒罗川一带的元谋‒昔格达断裂晚第四纪倾滑特征与相应段落处的局部构造应力场密切相关,反映了构造应力场对断裂的活动性质具有重要的影响和调整作用。结合该构造第四纪活动方式和区域构造应力场变化,粗略勾画出研究区及其邻区的新生代晚期动力学模型。

冈底斯弧弧后早白垩世裂谷作用的沉积学证据

冈底斯弧弧后地区早白垩世地层的一个显著特点是 ,由下而上普遍从陆相 -海陆交互相碎屑岩变化为海相碳酸盐岩。该地区在早白垩世中期开始了广泛的海侵 ,沉积范围由早期仅局限于班公湖 -怒江缝合带附近而扩展至羌塘地体南缘和拉萨地体 ,沉积了巨厚的台地相灰岩 ;与塔里木南部和思茅地区同期海平面变化非常不同 ,那里在晚白垩世才出现海侵。砂岩组分研究显示 ,早白垩世早期碎屑物源主要来自北侧的造山带 ,向上则逐步受到南侧火山弧的控制。在海侵层系的下部 ,发现了丰富的双峰型火山岩和双峰式火山岩碎屑。因而推断该区在早白垩世发生了强烈的裂谷沉降作用。与此同时的在印度和巴基斯坦境内的 L adakh- Kohistan弧后裂谷作用还形成了具有洋壳基底的Shyok边缘海。因此 ,在早中白垩世 ,欧亚大陆南缘为西太平洋型的活动大陆边缘 ,因强烈的弧后裂谷作用产生了一系列边缘海盆地 ;在包括青藏高原南部在内的欧亚大陆南缘 ,既没有构造动力、也没有古地理和古地形证据支持在早白垩世末 ( 99Ma± )即出现强烈的抬升。

山东招远夏甸金矿深部三维成矿可视化定位预测

招远夏甸金矿床位于华北板块之胶北隆起区内的招远-平度断裂带(简称招平断裂)中。招平断裂沿玲珑花岗岩体与前寒武纪结晶基底岩系的接触面展布,既是控矿构造,又是导矿和容矿构造,夏甸金矿床主要产于断裂下盘的碎裂状玲珑花岗岩中,在其上盘的基底岩系亦有分布,为一典型的破碎带蚀变岩型金矿床。该文以夏甸金矿田为研究对象,引入三维地质建模(3DGM)及三维可视化技术,研究探索隐伏矿体预测的三维化、定量化及可视化技术,重点突破了复杂地质体三维形态分析、控矿地质因素场模拟、成矿信息三维定量提取等关键技术,初步形成了隐伏矿体三维可视化预测的方法。依据勘探工程数据、矿体圈定规范并结合地质规律进行了矿体三维建模,结合已知的地震、重力、大地电磁等方法获得的各类数据作为研究深部地质构造的基本资料,对深部成矿构造进行了三维重构,对夏甸金矿深部进行了矿化空间分析和三维成矿信息提取,开展了三维定量成矿预测,在此基础上建立了三维定量成矿预测模型。在夏甸金矿田共圈定了Ⅰ号、Ⅱ号两个可视化立体找矿靶区,为今后深部工作优选区位提供了信息资料。

山东招远大尹格庄金矿深部三维可视化建模与定位预测

山东招远大尹格庄金矿床位于华北板块之胶北隆起区内的招远–平度断裂带(简称招平断裂)中。招平断裂带是沿玲珑花岗岩体和前寒武纪结晶基底岩系的侵入接触带而发展、承生、并经多期构造叠加的一条北东向断裂,既属控矿构造,又是导矿和容矿构造,大尹格庄金矿床主要产于招平断裂下盘的碎裂状玲珑花岗岩中,在其上盘的基底岩系中亦有分布,为一典型的破碎带蚀变岩型金矿床。本文以大尹格庄金矿田为研究对象,引入三维地质建模(3DGM)及三维可视化技术,研究探索隐伏矿体预测的三维化、定量化及可视化技术,重点突破了复杂地质体三维形态分析、控矿地质因素场模拟、成矿信息三维定量提取等关键技术,初步形成了隐伏矿体三维可视化预测的方法。依据勘探工程数据、矿体圈定规范和成矿地质规律并结合已知的地震、重力、大地电磁等方法获得的各类数据作为研究深部地质构造的基本资料,对深部成矿构造进行了三维重构,对大尹格庄金矿深部进行了矿化空间分析和三维成矿信息提取,开展了三维定量成矿预测,在此基础上建立了三维定量成矿预测模型。在大尹格庄金矿田共圈定了I、II和Ⅲ号三个可视化立体找矿靶区,为今后深部工作优选区位提供了方向。

罗迪尼亚古陆裂解至泛大陆拼合期间的Arctida古陆

本文综述了目前可获取的关于前寒武纪晚期至古生代时期北极地区大陆构造单元大地构造演化的地质与地球物理资料。我们提出了关于Arctida古陆演化史的新认识，该古陆是由现今北冰洋欧亚陆架区的硅铝地块结合成的陆块。根据包括古地磁数据在内的新资料，我们提出了一系列时期的古构造重建模型，反映了Arctida古陆从新元古代早期至中生代期间的主要构造演化阶段及机制。我们论证了自罗迪尼亚（Rodinia）古陆裂解至泛大陆（Pangea）拼合这段时期内，北极陆块在全球岩石圈板块漂移过程中的作用。我们的模型认为，新元古代至古生代地史时期曾存在过两个北极次大陆。Arctida．I是罗迪尼亚古陆内部的一个由北极硅铝地壳组成的古地块集合体，位于劳伦古陆、西伯利亚克拉通和波罗的克拉通的接合部。罗迪尼亚古陆裂解过程中，Arctida-1分裂成一系列小的陆块，诸如喀拉（Kara）、斯瓦尔巴群岛，可能还有通常被当作楚科奇．阿拉斯加复合地体组成部分的新西伯利亚群岛（NSI）。罗迪尼亚古陆发生分裂之时，Arctida．I位于赤道附近。新生小板块的裂后大地构造特征与古生代大洋开启和闭合阶段均起到决定性作用的走滑运动密切相关。由于古生代至中生代期间泛大陆拼合，Arctida古陆再生。我们称此新生次大陆为Arctida—II，认为其构成了北半球中纬度地区泛大陆的陆架边缘，并再次连接了劳伦古陆、波罗的和西伯利亚。