残余洋盆的大地构造演化及其油气意义

残余洋盆是板块拼合碰撞过程中残留的、未彻底闭合的洋盆,为碰撞陆块之间最晚闭合的区域。它们在走向上与蛇绿岩缝合带渐变过渡,普遍具有不规则的几何形态(三角形、贝壳形、凹四边形)和复杂的构造边界。盆地内充填大面积的巨厚三角洲-浊流相(海底扇)沉积,物源来自于周边造山带的隆升剥蚀。残余洋盆的构造背景、几何形态、鉴别标志及其最终消亡过程,正成为大陆动力学需要深入研究的重大科学问题。由于欧亚大陆内各个陆块尺度较小和陆块数目较多,拼合的陆块边缘形态不完全匹配,古生代末以来,在古亚洲洋盆及特提斯洋盆聚合边界上广泛发育残余洋盆。已发现的残余洋盆实例有:孟加拉湾、黑海、南里海、南沙海槽、东地中海、准噶尔、松潘—甘孜等盆地。它们普遍具有海相沉积巨厚、盆地深度较大、快速而持续的沉降等特点。陆块几何形态不规则、陆块拼合的随机性、板块远大于陆块尺度,均是形成残余洋盆的重要原因。随着板块碰撞及陆块调整,残余洋盆主要发生被动式的消亡,包括巨厚的沉积充填(弧前增生楔及海底浊积扇)及多期构造变形。残余洋盆普遍具有重要的油气价值和勘探前景。

西准噶尔晚古生代残余洋盆消亡时间与构造背景研究

准噶尔西北缘克拉玛依蛇绿岩套及其上覆陆相火山-沉积岩系的研究表明,西准噶尔晚古生代残余洋盆是继承早古生代洋盆发生的,沉积作用基本连续,但同位素年代学研究表现出明显的早古生代和晚古生代两个阶段。残余洋盆的消亡是一个"软碰撞"过程,残余洋盆整体隆升消亡后,经历了329～320Ma、310～295Ma及290Ma三次构造-岩浆事件,爆发三期陆相火山喷发,形成巴塔玛依内山组、哈尔加吾组、卡拉岗组三个陆相火山-沉积岩系,准噶尔西北缘的佳木河组是跨越石炭-早二叠世包括多期火山-沉积作用的产物。晚古生代侵入岩经历了由小型浅成闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩系列向大型深成富碱花岗岩系列的转化,可能是花岗闪长质过渡型地壳向花岗质成熟大陆壳转化的深部作用过程的反映。

新疆西准噶尔地区晚古生代残余洋盆生烃潜力

残余洋盆的含油气远景日益引起研究者的重视。新疆西准噶尔地区及其邻区晚古生代发育巴尔喀什—西准噶尔残余洋盆,博乐—艾比湖凹陷位于该残余洋盆南缘。在凹陷上古生界中,发育多套以泥岩、泥灰岩和生物灰岩为主的上泥盆统—下石炭统烃源岩。烃源岩总有机碳含量平均值为2.19%,最大值达7.11%,且抽提物饱和烃奇数碳优势明显,呈双峰式分布,不同于准噶尔盆地中部区块的原油特征,与博乐—艾比湖凹陷油浸碎屑岩特征较为接近。根据碳数的轻重比和沥青质含量,推测博乐—艾比湖凹陷之中保存良好的上古生界烃源岩仍处于一般成熟阶段,具有较强的生烃潜力。

青藏高原东北缘宗务隆构造带天峻南山早古生代残余洋盆的识别和地质意义

宗务隆构造带夹于中央造山带原特提斯构造域内,发育与古特提斯洋演化相关的天峻南山蛇绿岩,是研究原特提斯向古特提斯转换的关键地质体。该蛇绿岩由超基性岩(蛇纹岩)、辉绿岩、玄武岩和硅质岩组成。蛇纹岩中尖晶石具高Mg#(58.6~64.5)和低Cr#(38.9~43.9)的特征。玄武岩和辉绿岩属于拉斑玄武岩系列,轻稀土元素左倾和重稀土元素平坦,富集Th而亏损Ti,总体上与弧后扩张脊熔岩具有一致的球粒陨石标准化稀土元素以及N-MORB标准化微量元素配分模式,同时这些基性岩具较高的Th/Yb值和εNd(t)值(+7.5~+9.6),显示岩浆来自受洋壳沉积物混染的亏损地幔源区。这些特征均与弧后盆地蛇绿岩类似。最新LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示辉绿岩形成于509±4Ma。结合野外接触关系表明,部分天峻南山蛇绿岩形成于寒武纪,早于不整合其上的石炭纪复理石和晚奥陶世花岗岩脉(444.9±4.7Ma)。天峻南山寒武纪蛇绿岩作为早古生代残余洋盆被石炭纪复理石不整合覆盖,并在三叠纪洋盆闭合过程中通过构造方式就位于上覆石炭纪地层中。上述结果表明宗务隆构造带并非一个晚古生代-早中生代构造带,而是原特提斯洋和古特提斯洋相继闭合形成的早古生代-早中生代复合构造带。

蛇绿混杂岩就位机制及其大地构造意义新解:基于残余洋盆型蛇绿混杂岩构造解析的启示

蛇绿岩代表了古洋壳的残余,通常被作为识别古汇聚板块边界的重要标志之一.但是,通过对西准噶尔造山带和松潘-甘孜造山带内出露的蛇绿混杂岩的大比例尺填图和构造解析,揭示出并非所有的蛇绿混杂岩带都具有缝合带的大地构造意义.综合前人研究结果,将蛇绿混杂岩划分为缝合带型和非缝合带型2种类型.非缝合带型蛇绿混杂岩带的分布与残余洋盆在闭合过程中的构造过程密切相关.在残余洋盆被巨厚层的碎屑岩填充之后,作为残余盆地基底的大洋岩石圈物质在区域挤压应力作用下,可通过多种形式构造就位于上覆碎屑沉积地层之中,形成具有弥散性分布特点的残余洋盆型蛇绿混杂岩系统.而缝合带型蛇绿混杂岩的就位过程可划分为3种方式,分别是俯冲就位、仰冲就位和碰撞就位.这些不同类型的蛇绿混杂岩带在板块汇聚后的再造山过程中,早期的构造变形会被叠加改造甚至导致蛇绿混杂岩的重新就位,使其分布形式复杂化.因此,正确识别和厘定不同构造过程形成的蛇绿混杂岩带及其对应的大地构造背景,对研究洋陆转换过程和造山带的演化至关重要.

西准噶尔地区石炭纪残余洋盆充填演化的地层学记录

准噶尔盆地位于古亚洲洋构造域南部,是中亚造山带的重要组成部分。早石炭世,该盆地继承了晚泥盆世多洋岛的古地理格局,沉积了一套巨厚海相沉积物。随着古准噶尔洋持续收缩,海水逐渐退去,区内形成多个残余洋盆,并最后被充填及消亡。太勒古拉组、包古图组和希贝库拉斯组为西准噶尔地区从下到上的石炭纪沉积序列,完整记录了西准噶尔残余洋盆充填消亡的全过程。根据上述三组地层岩性及其组合特征、沉积构造特征,将残余洋盆收缩充填过程分为3个阶段:太勒古拉组以暗色硅质岩、硅质泥岩夹粉砂岩为主,代表着洋盆沉积记录,即盆地阶段;包古图组以硅质岩、粉—细砂岩和含砾砂岩为主,毫米—厘米级鲍马序列极为发育,代表洋盆缓慢收缩充填的开始,即缓慢充填阶段;希贝库拉斯组以含砾砂岩、砾岩、角砾岩夹砂岩和泥岩为主,浊流沉积和风暴沉积较为发育,水体较浅,残余洋盆进入快速充填—消亡阶段。

西准噶尔地区石炭系地层新老关系讨论及残余洋盆充填演化

西准噶尔地区石炭系地层层序长期争论不休,太勒古拉组,包谷图组,希贝库拉斯组新老关系目前尚未有定论。早石炭系维宪期卡拉麦里洋关闭,西准噶尔地区成为相对封闭的残余洋盆。此次研究在详细观察并实测三组剖面的基础上确定了三组地层新老关系,并认为该区石炭系地层代表一个完整的残余洋盆收缩充填序列。

山东灵山岛晚中生代滑塌沉积层的发现及区域构造意义初探

灵山岛位于青岛胶南市东南黄海近岸海域中,为中国北方第一高岛,构造上属于苏鲁造山带,但岛上很多重要的地质现象尚未在地质文献中披露过。本文作者对灵山岛进行了初步地质考察,在被看做早白垩世莱阳期的地层中发现远源浊积岩及其内部大量的滑塌沉积层,孢粉鉴定初步结果显示该地层的时代很可能为侏罗纪。滑塌构造以同沉积滑塌褶皱为主,而在滑塌体内部还发现有很多同沉积变形构造,如:同沉积布丁构造、同沉积拉伸线理、同沉积双重构造等。同沉积滑塌褶皱体的排列方向揭示了其物源来自南东方向,韵律层中弱粒序层单元颗粒为细砂到粉砂,反映出远源浊积岩的特征。根据滑塌体运移方向判断盆地的古地理特征为东南侧水体变浅而西北侧水体变深。滑塌沉积发育时,盆地为介于扬子板块和华北板块之间的残余洋盆。发育于砂质单元中的早期平面X剪节理指示了该套浊积岩在褶皱之前受到了SE—NW向的动态挤压,而后期的不对称褶皱构造记录了扬子板块自南东向北西侧的华北板块俯冲的历史。灵山岛中生代滑塌沉积层的发现不仅揭示了中国东部存在着晚中生代海相沉积,更为扬子板块与华北板块在郯庐断裂以东碰撞缝合的演化历史研究提供了珍贵的实际材料。

西准噶尔及邻区大地构造单元划分的地层学证据

新疆西准噶尔及邻区东哈萨克斯坦的大地构造单元,从北至南划分为斋桑晚古生代造山带、成吉斯-塔尔巴哈台早古生代造山带和西准-东哈晚古生代残余洋盆。据西准及邻区30个地层综合柱状图及其它区域地质资料,代表性选取9个区带进行综合柱状图剖面对比分析,确定南萨吾尔断裂与穿过和什托洛盖谷地的隐伏断裂为西准地区3个主要构造单元从北至南的分界线。

西准噶尔阿舍勒阔尔勒斯地区石炭系—下二叠统沉积环境变迁及物源

在西准噶尔阿舍勒阔尔勒斯地区,下石炭统姜巴斯套组与下伏黑山头组和上覆下二叠统哈尔加乌组之间均为不整合接触,而在黑山头组顶部、姜巴斯套组底部和哈尔加乌组顶部的砂岩样品中,最年轻碎屑锆石组给出的年龄分别为328 Ma(早石炭世谢尔普霍夫期)、318 Ma(晚石炭世巴什基尔期)和297 Ma(早二叠世阿瑟尔期)。显然,姜巴斯套组的时代不是早石炭世,建议将其归为上石炭统莫老坝组。黑山头组顶部为含海相碎屑岩;莫老坝组只保留了下部退积型充填序列,缺失上部进积型充填序列,是准噶尔残余洋盆于晚石炭世消失并发生构造抬升和剥蚀所致;哈尔加乌组为典型的陆相沉积。石炭系—二叠系碎屑岩均为近源沉积的产物,各组中最年轻的锆石来自同时代的火山岩。

南秦岭关家沟组砾岩的时代、成因环境及其构造意义

关家沟组地层位于南秦岭造山带,因缺乏化石证据,其地层时代长期悬而未决,该套地层在南秦岭地区地质演化过程中构造含义始终模糊不清.关家沟组砾岩厚度约为2050m,为一套向上变粗、变浅的进积层序,结构和物质组成上表现为不成熟海相浊积砂岩和砾岩.虽然南北两侧为断层所限,但关家沟组变质变形很弱.北侧为泥盆系三河群,南侧为新元古界横丹群,关家沟组中含有大量花岗岩和火山岩碎屑.对采自其中的花岗岩和火山岩砾石进行了单矿物(斜长石和钾长石)40Ar/39Ar热年代学研究.两个测年结果分别给出了花岗岩和火山岩砾石的冷却年龄为219.69±0.49和216.46±0.59Ma,与早中生代秦岭全面碰撞作用时期(240-220)Ma的构造岩浆活动的时代大体一致,暗示关家沟组可能沉积于晚三叠世Norian晚期，约220M.沉积学分析和热年代学研究表明:关家沟组可能是残余洋盆的沉积充填物.区域上,该残余洋盆为晚古生代一早中生代阿尼玛卿洋与勉略洋或中央造山带南侧的一部分.