天山地区碰撞后构造与盆山演化

研究表明 ,近东西向的天山造山带基本格架在古生代晚期已经初步形成 ;平行造山带广泛分布的二叠纪红色磨拉石证明当时造山隆升作用非常强烈 ,导致前陆盆地普遍发育。三叠纪 ,天山造山带遭受区域剥蚀夷平 ,盆山高差缩小 ,盆地规模进一步扩大。侏罗纪—古近纪 ,由于板内伸展作用 ,在准平原化的天山地区形成了一系列伸展盆地 ,呈近东西向分布。新近纪以来 ,受南面印度—欧亚陆—陆碰撞的影响 ,天山地区发生强烈陆内变形 ,以逆冲推覆和褶皱堆叠为特征 ;节理统计表明新生代的主压应力为南北方向。晚新生代 ,由印度和欧亚大陆碰撞产生的强烈挤压作用对大陆腹地的天山地区影响很大 :前中生代块体发生剧烈隆升和褶皱 ,伴随大规模新生代坳陷的形成 ,导致盆山高差急剧增大 ;脆性剪切与挤压变形构造叠加在韧性变形的古生代岩层之上。同时 ,中生代拉伸盆地发生构造反转 ,形成新生代挤压盆地 ,盆山交接带变形以台阶状逆断层和断层相关褶皱为特征。由于盆地朝造山带的下插作用 ,使古生代的岩层呈构造岩片方式逆冲推覆在盆地边缘的中新生代岩层之上 ,当穿越不同地质构造单元时表现出不同的运动学特征。强烈挤压褶皱冲断是晚新生代盆山交接带的基本特征和最普遍的盆 -山耦合方式 ,局部伴有小规模近东西向的走滑断层。中?

砂岩碎屑组份变化对库车坳陷和南天山盆山演化的指示

为研究库车坳陷中-新生代物源变化与南天山构造演化的关系,对该坳陷中-新生界砂岩进行了系统取样,应用Dickinson砂岩分析方法详细研究了其沉积背景和物源变化。库车坳陷中-新生代沉积物源始终为再造山旋回带,自老到新砂岩中不稳定岩屑组份的含量有规律地变化:从三叠系到侏罗系,岩屑组份中沉积岩岩屑含量最高;白垩系中变质岩岩屑增多;新生界特别是新近系,碳酸盐岩岩屑所占的比例很大。岩屑组份的这种变化反映了天山地区隆升和剥蚀的一个历史过程。随着山脉隆升幅度和剥蚀强度的加大,古生界变质岩和碳酸盐岩逐步接受剥蚀,并在白垩纪以后成为盆地沉积物的主要物源。根据风化指数半定量计算的结果,结合前人古气候的研究成果,早-中三叠世该区沉积物风化程度低,推测此时地形高差较大;在晚三叠世至晚侏罗世该区风化程度较高,地形起伏较低;白垩纪是一个转折期,沉积物风化程度由强转变为弱,地形高差在该期也有所增大;古近纪延续了这种趋势。新近纪以后地形高差显著加大,沉积物风化程度明显降低,说明此时南天山的隆升速率和库车坳陷的沉积速率都很快,源区与沉积区的距离很近。

柴达木盆地西部阿尔金斜坡地区盆山演化与油气勘探

通过高分辨、高精度古地磁测年剖面和地震生长层序分析,柴达木盆地西部阿尔金斜坡地区新生代以来至少发生了10次构造运动、3期构造幕,反映了阿尔金地区经历了3次加速隆升的过程。该区整体具准前陆特征,下第三系以逆冲作用为主,沉积、沉降中心相对稳定,是柴西主要烃源岩发育区;上第三系以走滑挠曲为主,沉积、沉降中心沿阿尔金断裂带由西南向东北明显迁移。垂直阿尔金造山带向盆内区可划分为山前高断鼻带、中部低断鼻带、盆内下第三系冲断前锋和反冲带。柴西阿尔金斜坡地区现今构造圈闭是多期冲断、走滑、掀斜隆升叠加作用的结果,发育构造圈闭、地层不整合圈闭、岩性圈闭,具有一定的油气勘探潜力。

川北米仓山山前带碎屑锆石U-Pb年代学及盆山演化意义

米仓山前缘的碎屑岩沉积记录了四川盆地北缘造山带的构造演化信息,是研究四川盆地与北缘和西缘造山带盆-山耦合关系的理想对象。本文根据米仓山南缘中生界陆相地层中的碎屑锆石定年,分析了晚三叠世以来米仓山南缘碎屑岩物源的变化,并探讨了米仓山及其邻区印支期以来的构造演化过程。研究表明,上三叠统的碎屑锆石存在221～438Ma、732～959Ma、1618～2192Ma和2210～2526Ma四组年龄峰值,其中后两组年龄峰值所占比例最大,推测其物源主要来自华北板块南缘和北秦岭,指示华北与华南板块碰撞初期,秦岭造山带未完全阻挡北部物源。从下侏罗统开始碎屑锆石出现720～820Ma的年龄峰值,而且比例越来越高,推测其物源主要来自南秦岭和扬子北缘,指示此时秦岭已经隆起成山,阻隔了北部物源,同时汉南-米仓和龙门山成为川北地区的主要物源区。下白垩统碎屑锆石存在155～600Ma、725～910Ma、1716～1982Ma和2389～2779四组年龄峰值,总体表现比较分散,是典型多物源混合的结果,推测主要物源来自南秦岭和龙门山地区的古生代-中生代的再旋回沉积岩。根据物源变化,结合沉积中心迁移和其他构造年代学证据,可以看出四川盆地北缘的汉南-米仓山在晚三叠世未隆升出地表,早侏罗世开始由南秦岭向南前展式隆升,隆升一直延续到晚侏罗世,早白垩世随着四川盆地周缘造山带强烈的陆内造山,米仓山前缘接受了包括南秦岭、扬子北缘早期沉积岩和龙门山、松潘褶皱带在内的多物源沉积物供给。

天山南北麓中-新生界碎屑锆石U-Pb年代学记录、物源体系分析与陆内盆山演化

大批量、原位高精度碎屑矿物同位素分析为盆地(盆山)动力学等前沿领域的研究注入了新的活力。针对天山北麓(准噶尔盆地南缘)、天山南麓(塔里木盆地北缘)中生界及新生界露头剖面,重点通过13个(新补充4个)砂岩样品的碎屑锆石U-Pb同位素的LA-ICP-MS分析,本文解析了其年代学、物源特征及其构造属性等高分辨率信息,并开展了沉积记录与物源体系对比,探索了天山及其邻近盆地的表壳演化过程与地球动力学机制。研究显示,上三叠统-中侏罗统天山南麓碎屑锆石U-Pb年龄构成相对单一,年龄偏老(峰值区间380～450Ma),而同层位天山北麓碎屑锆石物源年龄构成总体宽泛复杂(160～470Ma);上侏罗统-下白垩统天山南麓碎屑锆石年龄构成复杂化(150～470Ma),而天山北麓则趋于相对简单(但仍然保留250～430Ma较宽范围);新近统以上,天山南、北麓主物源碎屑锆石年龄构成均趋向单一,即南麓年龄偏老(峰值区间380～460Ma),而北麓偏新(峰值区间260～310Ma)。可能说明山盆构造分异活动可以分为四个阶段:中晚三叠世-中侏罗世平稳或渐弱,天山主分水岭位于南天山;晚侏罗世-早白垩世天山区域整体抬升剥露加剧,并伴随主分水岭相对北移;晚白垩世-古近纪相对较弱,而新近纪再度活跃并达到最强,南、北天山强烈隆升,分水岭各成系统。这也反映同期在欧亚板块南缘的一系列拼合-碰撞作用中,拉萨、印度板块对天山地区陆内构造变形和改造作用效果明显,而羌塘块体的影响较小;另一方面,与晚侏罗-早白垩世拉萨板块碰撞事件相关的天山隆升导致陆内区域气候-沉积演化的重要转折,但天山南北盆地局域气候-沉积记录的分异在新近纪印度板块碰撞以前是有限的。

北方中新生代产铀盆地盆山演化与砂岩型铀成矿作用分析

通过阐述北方中新生代产铀盆地的形成分布及大地构造背景特征,并结合前人对北方几个重要砂岩型铀矿床成矿条件的剖析,从区域(大地)构造、沉积体系、古水动力条件、铀源等方面对比分析北方中新生代盆地盆山演化与砂岩型铀成矿作用的关系。认为中新生代的盆山演化对北方产铀盆地及其砂岩型铀矿床的形成分布具有决定性作用。铀成矿作用以层间氧化为主,叠加沉积成岩和潜水氧化成矿,使铀的成矿过程具有多期次、多方位的特点。为下一步在北方各大中小型盆地进行砂岩型铀矿床继续勘查和预测具有一定的借鉴意义。

四川盆地东部侏罗系凉高山组层序结构、沉积演化及其主控因素

综合利用野外露头、地震、薄片、重矿物组合、碎屑锆石U-Pb定年等资料,研究四川盆地东部(简称川东地区)中侏罗统凉高山组沉积特征、湖平面升降变化、物源性质,进而探讨周围造山带的构造作用对沉积体系的控制作用。研究表明:凉高山组主要发育三角洲—湖泊沉积体系,包含了一个完整的三级层序,进一步可划分为4次湖平面的升降旋回(四级层序),其中旋回Ⅰ和旋回Ⅱ湖盆主要分布在川东地区,旋回Ⅲ和Ⅳ湖盆迁移至四川盆地中部地区,使得川东地区南北沉积特征差异性明显。物源分析结果表明,川东地区凉高山组存在3种类型物源,其中Ⅰ类物源母岩主要以酸性火成岩为主,主要来自近源的扬子板块北缘;Ⅱ类物源母岩主要为中酸性火成岩和变质岩,物源区主要在南、北秦岭中部;Ⅲ类物源母岩以变质岩为主,中—酸性火成岩次之,物源主要来自北大巴山地区。综合研究沉积体系和物源性质的变化,认为川东地区凉高山组沉积演化受秦岭造山带构造活动的控制,沉积早期湖盆局限在研究区东侧,该时期以Ⅰ类物源为主;随着秦岭造山带南北向挤压作用的增强,湖盆快速扩张并向北迁移,Ⅱ类物源供给增强;沉积中后期北大巴山地区的隆升使得湖盆迁移的同时Ⅲ类物源的供给逐渐增强。

华北盆山演化对深部煤与煤层气赋存的制约

深部煤和煤层气的聚集及赋存与盆山演化有着密切的关系.在对华北陆块中新生代盆山演化过程与特征研究的基础上,以其主要含煤区为研究区域,探讨了华北陆块盆山演化对其含煤区深部煤和煤层气的制约作用.结果表明:华北不同地区盆山演化特征不仅导致了含煤盆地结构的复杂多变,也使煤层埋深及煤的储层物性发生了不同程度的变化.渤海湾盆地,受挤压和伸展控制作用,其煤层埋藏深;煤层气沿断裂运移至上覆岩层中,形成常规天然气藏,但仍有部分煤层气赋存于深部煤层中,形成煤层气富集层.鲁西含煤区以伸展滑脱作用为主,煤层埋深增加;由于张性断裂作用,煤层含气量降低.两淮含煤区以逆冲推覆作用为主,使煤层埋深增加;淮北煤田岩浆-热作用相对淮南煤田强烈,煤层含气性局部变好,渗透率也有所增高.豫西含煤区重力滑动产生的牵引褶皱区,煤层埋深增加,煤层气保存较好.沁水盆地以挤压复向斜构造为主,使煤层埋深增加,且岩浆-热作用明显,煤层含气性较好,而叠加后期形成的构造裂隙,渗透率较好.鄂尔多斯盆地受沉积厚度的影响而煤层埋深增加;由于煤中内生裂隙较多,渗透性也较好.

库车前陆盆地三叠系—新近系重矿物组合特征与盆山构造演化关系

通过分析库车前陆盆地多口钻井中三叠系—新近系重矿物含量、种类组合以及砂岩碎屑组分特征,建立了由重矿物特征组合与砂岩碎屑组分反映沉积物源与构造演化关系的分析方法,显示出重矿物组合特征对构造运动存在明显的响应关系,反映出库车前陆盆地三叠纪—新近纪存在中—晚三叠世、晚侏罗世—早白垩世、晚白垩世、古近纪和中新世5期明显构造运动。并且通过分析库车前陆盆地古近系库姆格列木群重矿物的颜色、含量以及特征组合与碎屑物的成分认为,库车坳陷北部山前带平面上存在三个主要的物源通道,即吐孜井区北侧、克拉井区北侧和大北井区北侧;西部温宿凸起存在一个物源通道,即却勒井区西侧的温宿凸起斜坡带上。

祁连造山带构造演化与新生代变形历史

祁连造山带位于东特提斯北缘,蛇绿混杂岩带、(超)高压变质岩和弧岩浆岩等广泛发育,是前新生代华北克拉通与柴达木古地块之间多期次俯冲、碰撞和造山形成的复合造山带。现今的祁连山是青藏高原北缘高原隆升与扩展的关键构造带,具有复杂的陆内变形构造和深部结构,记录了新生代高原生长过程中不同阶段的构造变形和盆山演化历史。本文在区域地质研究资料的综合分析基础上,讨论祁连造山带元古宙变质基底属性、新元古代—古生代古海洋演化和中—新生代构造变形特征,探讨祁连(山)造山带的构造演化过程和陆内变形历史。祁连造山带发育新元古代早期和早古生代两期岩浆弧,分别代表了古祁连洋和(南、北)祁连洋的俯冲碰撞事件;亲华北的基底属性指示了祁连洋实属陆缘海。新生代青藏高原东北缘发育两阶段构造变形和盆山演化,在中新世完成了由新生代早期以逆冲断裂活动为主向走滑断裂和逆冲断裂共同作用的转变,随着东昆仑山的快速隆起将古近纪大盆地隔开成两个盆地,即现今的柴达木盆地和可可西里盆地。中新世中晚期以来,青藏高原东北缘的构造格局主要受控于东昆仑和海原两个近乎平行的大型转换挤压构造系统的发育、顺时针旋转和侧向生长。大型走滑断裂系统在造山带内的生长过程与发育机制是陆内变形研究的中心问题,需要进一步的定量化研究。

青藏高原东北缘龙首山晚新生代多阶段构造隆升的盆地记录

龙首山地区位于青藏高原与阿拉善地块的结合部位,其盆山演化过程和断裂带扩展模式的恢复对揭示青藏高原新生代北东向生长具有重要意义。本文基于龙首山南北两麓3个新近系沉积剖面的构造特征和5个砂岩样品的碎屑锆石U-Pb同位素LA-ICP-MS年龄结果,重建了青藏高原东北缘龙首山地区晚新生代的盆山演化过程。研究结果显示,龙首山地区晚新生代沉积-构造演化经历了3个主要阶段:(1)~14Ma,龙首山南缘断裂带活化,阿拉善地块南缘沿此断裂逆冲于张掖盆地之上,张掖盆地开始接收阿拉善地块的物源;(2)~5Ma,龙首山南缘断裂带的次级断裂开始发育,使龙首山南侧山麓白垩系开始剥露并为张掖盆地提供物源,同时,龙首山北缘断裂带活化并导致潮水盆地发生挠曲沉降,接收龙首山的物源;(3)5~2.5Ma,龙首山北缘断裂带的次级断裂开始发育,导致龙首山北麓白垩系开始剥露并为潮水盆地提供物源。通过对龙首山周缘盆地沉积相和物源开展分析,本研究反演了龙首山地区中新世以来的断裂带活动和山体隆升过程,表明在14~2.5Ma,随着龙首山南缘断裂、北缘断裂的活化和次级断裂的发育,龙首山经历了3次强烈的隆升,这对揭示青藏高原北东向的扩展过程具有重要的指示意义。

东秦岭-大别山及邻区盆-山系统演化与动力学

东秦岭-大别造山带受不同块体间的拼合碰撞及其之后陆内变形的控制,在造山带边缘和内部形成了不同的盆山系统造山带北缘响应北秦岭与华北板块的弧陆碰撞及其之后的陆内变形作用,形成了后陆逆冲与弧后前陆盆地系统。三叠纪至白垩纪,造山带南缘随着扬子板块与秦岭-大别微板块沿勉略缝合带自东向西的斜向俯冲和之后的陆内旋转挤压,在扬子北缘形成了前陆逆冲与周缘前陆盆地系统。晚侏罗世末至白垩纪,造山带挤压与伸展并存,伸展自核部向边缘发展,形成造山带伸展塌陷和近东西向裂谷盆地系统。大致在中始新世之后,受中国东部环太平洋构造带东西向伸展作用和深部构造作用的控制,横跨造山带形成近南北向的裂谷盆地。

伊犁盆地盆山构造演化及流体演化与砂岩型铀矿成矿的关系

本文以伊犁盆地地层及构造分布格局为背景,分析研究了盆地盆-山构造演化及流体演化与砂岩型铀矿的成矿关系,认为伊犁盆地砂岩型铀矿成矿存在铀的预富集、预演化及进一步演化、叠加富集等阶段。

华北盆-山演化和岩石圈转型与煤层气富集的关系

以华北陆块盆-山构造与岩石圈岩浆热结构演化研究为基础,以区内不同富集机制的含煤区域为研究对象,对华北典型地区盆-山演化、岩石圈转型及其与煤层气富集的关系进行了深入探讨。研究表明,华北典型地区盆-山动力学过程从中生代开始经历了挤压盆-山阶段、挤压盆-山向伸展盆-山转换阶段以及伸展盆-山阶段;华北岩石圈结构演化则经历了岩石圈增厚与稳定过程、岩石圈转型过程、岩石圈快速减薄过程等,且自古生代以来至少经历了两次以上具有时空不均一性的岩石圈转型。沁水盆地和两淮煤田的构造—热动力学环境有利于煤层气富集,且在挤压与伸展作用的转换和叠加过程中形成的构造过渡带是煤层气富集的有利构造单元。沁水盆地煤层气富集特征是岩浆—热作用有利于煤层气储集,而一定的构造变形有利于煤层气的渗流和开采;两淮煤田的强构造作用和后期叠加的张性应力场有利于煤层气的富集和储层的增渗,可在构造煤发育区寻找煤层气开发的有利区域。

扬子西缘鹤庆—洱源地区晚二叠世—晚三叠世盆-山演化的沉积记录

鹤庆—洱源地区位于扬子板块西缘,西邻“三江”结合带,晚二叠世—晚三叠世经历了完整的盆-山转换过程。通过分析该区地层岩性组合及沉积环境,结合构造事件,厘清了区内盆-山转换的时间格架及各阶段盆地沉积响应。研究结果表明区内盆地演化可分为陆内裂谷盆地、坳陷盆地和前陆盆地3个阶段;裂谷盆地阶段沉积形成了巨厚的玄武岩沉积;坳陷盆地阶段依次沉积了青天堡组碎屑岩、北衙组灰岩和白云岩;前陆盆地阶段形成了中窝组和松桂组不整合界面及粗碎屑砾岩。研究成果对研究扬子西缘和“三江”特提斯构造带盆-山演化具有重要的科学意义。

准噶尔盆地南缘上侏罗统-下白垩统沉积序列及沉积环境演化

准噶尔盆地南缘上侏罗统-下白垩统的沉积相,可以分为曲流河相、冲积扇相、湖水改造冲积扇相和滨浅湖亚相。根据构型要素分析法,划分出10种主要典型岩石相。其中Gm1为褐红色块状砾岩,复成分,粒度为细-粗砾,分选、磨圆差,主要为杂基支撑;Gm2为褐色块状砾岩,复成分,粒度为细-中砾,分选和磨圆一般-差,主要为颗粒支撑;Gm3为灰绿色、橘红色块状细砾岩,分选、磨圆较好,颗粒支撑。Gm1和Gm2沉积期,多处发育震积构造。中-晚侏罗世,气候干旱,北天山构造活动,盆地快速充填,可容纳空间减小,上侏罗统齐古组主要发育曲流河沉积。受蒙古-鄂霍次克洋快速闭合的影响,张性环境演变为局部挤压环境,北天山继续构造活动,盆地收缩,可容纳空间减小,盆地边界由早—中侏罗世的中天山退至北天山,上侏罗统喀拉扎组沉积期,准噶尔盆地南缘广泛发育褐红色冲积扇沉积,侏罗纪盆地充填结束;在下白垩统清水河组沉积期,蒙古-鄂霍次克洋闭合完成,构造相对稳定,盆地扩张,可容纳空间增大,大范围快速湖侵,气候转为湿润,准噶尔盆地南缘发育湖水改造冲积扇沉积,之后广泛发育滨浅湖沉积,发育灰绿色、橘红色滨湖砾岩及细粒沉积,白垩纪盆地充填开始。

中生代济源盆地沉积充填特征及其对秦岭、太行山隆升作用的响应

中生代是济源盆地形成并发展的重要时期。秦岭造山带在晚三叠世造山以及太行山在中侏罗世隆升对济源盆地的沉积格局产生了显著影响,这段时间,盆地始终处在一个盆山相互作用的阶段,将盆地与造山带的构造演化联系起来,有利于更好的认识这一构造沉积响应过程。本文通过对济源盆地中生代地层、沉积及其充填特征的研究,将盆地中生界划分为4个构造层序:TS1、TS2、TS3、TS4,其中TS1充填了下三叠统刘家沟组、和尚沟组和中三叠统二马营组、油房庄组,它是在扬子、秦岭及华北板块汇聚的背景下形成的内陆克拉通型层序。TS2、TS3分别充填了上三叠统椿树腰组、谭庄组和下侏罗统鞍腰组(义马组)、中侏罗统杨树庄组,它们都具有前陆盆地型充填特征,分别响应的是秦岭造山带造山作用沿洛南—栾川断裂以及三门峡—鲁山—舞阳断裂发生的逆冲推覆作用。TS4充填的是中侏罗统马凹组,受太行山隆升作用的影响,形成了厚层的磨拉石堆积。在此基础上,可将济源盆地盆山系统演化归为3个阶段:早—中三叠世大陆基底隆升与内陆克拉通型盆地,晚三叠世—中侏罗世早期秦岭造山与前陆盆地,中侏罗世晚期太行山隆升与山间盆地。显然,济源盆地响应了秦岭造山及太行山隆升,秦岭造山带晚三叠世造山表现为两次逆冲推覆作用,而太行山主体隆升应在中侏罗世晚期,标志着华北克拉通破坏进入高峰期。

循化-贵德地区新生代盆地发育及其对高原增生的指示

循化-贵德地区的循化盆地、贵德盆地和同仁盆地与拉鸡山和西秦岭北缘逆冲带相邻分布.盆地沉积地层主要由渐新统西宁群、渐新统上部至上新统贵德群和下更新统组成.它们由不整合界面分隔,划分为3个盆地相.盆地相1为西宁群,盆地相2为贵德群查让组、下东山组、贺尔加组和甘家砾岩组,盆地相3为共和组及下更新统.3个盆地相均在其中下部或底部发育湖泊沉积,向上转变为冲积扇-辫状河平原沉积体系,呈现出粒径向上不断加大的反序、进积沉积序列.盆地沉积、古流和沉积物碎屑成分分析表明,研究区在西宁群(盆地相1)沉积时期发育大型湖泊沉积盆地,盆地沉积物源主要来自于南侧的西秦岭逆冲带,而拉鸡山逆冲带处于沉积基准面之下,接受沉积;在贵德群(盆地相2)沉积时期,逆冲作用向北迁移,拉鸡山逆冲隆升,研究区盆地分割,主要沿拉鸡山逆冲带南北两侧发育点源扩散型冲积扇-辫状河平原沉积.研究区盆山系统演化对青藏高原远端增生过程具有重要的指示意义.研究结果表明,青藏高原新生代向北东的增生作用在渐新世(29～21.4Ma)已抵达西秦岭北缘地区,增生过程主要表现为向北的单向褶皱逆冲增厚隆升和前缘前陆盆地充填;中新世至上新世(20.8～2.6Ma)高原增生作用跨过研究区可能抵达祁连北缘和六盘山地区,增生过程主要表现为双向基底卷入式逆冲增厚隆升和分割式前陆盆地充填;上新世至早更新世(2.6～1.7Ma)高原远端主要表现为区域剥蚀夷平与山间盆地加积充填.