华南晚中生代陆弧迁移与海域盆地演化

陆弧和弧前盆地是俯冲体系中具有密切联系的构造单元。中生代以来,华南受多期板块俯冲的控制,发育大规模岩浆岩带及海域广泛分布的弧前盆地。但陆域弧岩浆岩较少,海域又缺乏足够钻井,各时期陆弧的位置存在较大争议,同时,南海北部至东海一带弧前盆地也缺乏系统认识,因此,亟须新的研究思路深化对华南晚中生代俯冲体系和俯冲过程的认识。本文以前人研究为基础,对海域钻遇中生界的典型钻井进行了详细分析,系统开展了海域盆地区域构造和沉积对比,将弧前盆地发育与岛弧变迁相结合综合分析。结果表明早侏罗世—早白垩世陆弧位于南海北部—东海靠近陆域一侧,经历了早侏罗世局限陆弧、中晚侏罗世沿海陆弧带、早白垩世向海沟方向的迁移。在此过程中,华南海域弧前盆地群于中侏罗世正式形成,早白垩世发育盆缘角度不整合,粗碎屑相带向海沟方向迁移,晚白垩南海北部与东海各自进入新的构造体制,结束弧前盆地的发育。华南沿海海域中生代盆地的发育可为陆弧的展布提供重要约束,弧岩浆岩带的迁移控制了弧前盆地的演化。

陆弧火山活动向岛弧火山活动位移——东北日本弧第三纪火山活动的时间变迁

1 前言 以K-Ar法测定了广泛发育于东北日本弧的第三纪火山岩年龄,与以往的资料相比,可以与(以往)许多不能确定时代的火山岩进行比较,这种对比对于建立有关东北日本弧火山活动较真实的历史起了重要的作用。 可是,若仔细研究这些资料,即可弄清在比约22Ma更古老的,以及约16～13Ma,约12Ma以后的各时代火山岩中。

台湾东部海岸山脉对弧陆碰撞的响应

台湾岛位于欧亚板块和菲律宾海板块的交界处,处在马尼拉海沟和琉球海沟两个方向相对的俯冲带的转换位置。由于从中新世以来吕宋岛弧与欧亚大陆斜向碰撞(弧陆碰撞)形成了今日台湾构造格局,特有的构造地质环境和正在进行中的块体增生使其成为地质学家的研究热点。针对吕宋岛弧海岸山脉段对弧陆碰撞的响应,本文综述了近年来海岸山脉年代学、地球化学、构造地质和利吉混杂岩等方面的研究成果,对海岸山脉的快速隆升和剥蚀特征进行了总结,并在此基础上指出了目前海岸山脉地质研究工作中存在的主要问题,提出今后的研究方向应集中在利吉混杂岩的形成机制、花东海盆洋壳性质和利用海岸山脉凝灰岩进行弧陆碰撞发展过程研究等几个方面。

台湾岛以南海域新近纪的弧—陆碰撞造山作用

台湾岛以南海域(台南滨海)弧—陆碰撞带位于欧亚板块、菲律宾海板块和南海的结合部位,是新近纪弧—陆碰撞研究的理想场所。本文通过对南海973航次在该区域的多道地震剖面的解释,认为台南滨海弧—陆碰撞带增生的火山—沉积楔由恒春海脊和高屏斜坡两部分组成,前者是菲律宾海板块的增生楔,后者是欧亚板块的增生楔,在增生楔体和火山弧之间是作为弧前盆地的北吕宋海槽。自中新世中期以来,南海洋壳开始沿着马尼拉海沟向菲律宾海板块俯冲,形成活动大陆边缘的增生部分———恒春海脊;与此同时菲律宾海板块开始向北西方向移动,前缘的吕宋岛弧距今6.5Ma以来朝着亚洲陆缘斜向汇聚,形成了被动大陆边缘的增生部分———高屏斜坡。由于菲律宾海板块和欧亚板块之间的斜向汇聚,弧—陆碰撞具有穿时性,造山作用首先发生在台湾岛的北部,然后向南部及台南滨海发展。

东昆仑西段夏日哈木榴辉岩原岩属性及陆(弧)陆碰撞

东昆仑西段夏日哈木榴辉岩呈透镜状分布于古元古代金水口群中,榴辉岩的SiO_2含量47.4%~50.78%,Mg#值为40~62,表明其原岩为分异程度较高的基性岩,属于拉斑玄武岩系列。基于岩石Nb的含量,将夏日哈木榴辉岩分为两类——富Nb型榴辉岩(Nb>7×10^(-6))和正常榴辉岩(Nb<7×10^(-6))。富Nb型榴辉岩具有贫SiO_2、MgO、Al_2O_3,富集FeOt、TiO_2的特点;稀土元素配分曲线具有右倾的OIB特点,与古生代富Nb玄武岩和Seki玄武岩微量元素特征类似;微量元素具有弱的Nb、Ta、Ti的负异常,与古生代富Nb玄武岩特征类似。正常榴辉岩具有贫FeOt、TiO_2,富集SiO_2、MgO、Al_2O_3的特点;稀土元素配分曲线具有弱右倾的E-MORB特点,微量元素具有弱的Nb、Ta、P的负异常,U、Sr的正异常,类似于Okinawa板内弧后盆地玄武岩微量元素特征。富Nb型榴辉岩的εNd(0)和εNd(t=571Ma)值分别为0~4.55、-0.88~7.26,正常榴辉岩的εNd(0)和εNd(t=571Ma)值分别为2.2~5.19、3.17~6.22,两者均位于加里东HP-UHP变质带和大别-苏鲁HP-UHP变质带榴辉岩Sm-Nd同位素组成范围内。在微量元素图解上,样品显示具有地壳混染的趋势。由此可知,夏日哈木榴辉岩的原岩可能是具有陆内弧后盆地玄武岩性质的岩石,源区受到俯冲板片熔体的改造,岩浆过程中同化混染一定量的下地壳。根据现有的年代学资料,夏日哈木榴辉岩峰期变质可能发生在晚奥陶世—志留纪。夏日哈木榴辉岩可能是在弧后盆地消亡过程中,弧陆发生俯冲碰撞的结果。

东沙群岛海区晚新生代构造特征及其对弧-陆碰撞的响应

东沙群岛及其邻近海区 (简称东沙海区 )位于南海北部大陆边缘 ,东邻马尼拉俯冲构造带。为了讨论晚新生代以来东沙海区的构造变形特征 ,从中找出吕宋弧对中国东南大陆边缘碰撞的构造相关 ,特别是 8Ma以来的吕宋岛弧和中国大陆边缘之间构造消减过程的响应。根据地震地层学分析 ,结合区域重磁资料、ODP1 84钻孔资料对东沙群岛海区晚新生代构造特征进行了分析。东沙海区自南海扩张后发育了 3个沉积层序 (层序Ⅴ ,Ⅵ ,Ⅶ ) ,经历了较强烈的构造抬升作用、岩浆活动、沉积物剥蚀。该区发育NEE SWW和NW SE向两组断裂 ,且以NEE SWW向断裂最为发育。断裂大多具有多次活动 ,且为上新世到第四纪的活动断裂构造 ,断块抬升幅度大 ,沿断裂带发生岩浆侵入。分析结果表明 ,晚新生代期间经历了二次重要的构造运动 ,即东沙运动 ( 9 8— 4 4Ma)和流花运动 ( 1 89— 1 4Ma) ,奠定了该区的构造格局。综合该区东强西弱构造变形、构造抬升发生的时间和应力场变化等特征看 ,该区受 8Ma以来中国东部大陆边缘与吕宋岛弧碰撞所产生的构造运动的影响 ,在 8Ma以前 ,由于台湾岛不存在 ,活动的古东海大陆边缘延伸至东沙群岛海区东北部。

祁连山南部地区三叠纪弧后前陆盆地——基于沉积填充与大地构造的证据

本文通过对祁连山南部地区三叠纪沉积充填特征的研究,建立了盆地形成过程中沉积充填与区域构造演化的关联。依据沉积充填特征、构造接触关系及区域地质背景,认为祁连山南部地区三叠纪盆地具有弧后前陆盆地的构造属性;综合分析年代学、沉积物性和盆地内部填充单元的差异划分出与柴达木岛弧带和祁连山南部弧后前陆盆地相关的区域大地构造单元。认为早三叠世-中三叠世中期,南部遭受俯冲作用持续向北挤压推覆导致盆地挠曲沉降;中三叠世中期-晚三叠世中期发生弧(东昆仑-柴北缘)-陆(巴颜喀拉地块)碰撞,祁连山南部盆地挠曲沉降增大,其间形成区域性断裂和不整合等盆地记录的地质事件;晚三叠世晚期祁连山南部盆地发生过补偿陆相填充,弧后前陆盆地消亡。

南美西部次安第斯弧后前陆盆地分段特征

发育在南美西缘的次安第斯弧后前陆盆地群为南美重要的油气产区,其形成于3个大的构造背景之下:北部为加勒比板块演化叠加安第斯前陆挤压;中部的次安第斯前陆盆地长期处于冈瓦纳古陆的大陆边缘环境,之后受到大洋板块的俯冲和安第斯山脉的隆升和冲断;南部巴塔哥尼亚各盆地的形成演化更多地受到冈瓦纳古陆裂解和大西洋形成的影响。综合安第斯山脉的形成演化以及各盆地的构造演化和石油地质特征,将其划分成6段。

新疆博格达地区早二叠世软沉积物变形构造:弧后碰撞前陆盆地地震记录

早二叠世下岌岌槽子群发育于博格达弧后碰撞前陆盆地缓坡带,为一套长石含量较高的陆源碎屑岩。古流向、沉积相带分布研究表明,当时的古坡向向南。岌岌槽子群中首次发现大量软沉积物变形构造,包括链环层理、水塑性褶皱、液化沙脉、沙侵蘑菇、碟状泄水构造、球枕构造、流化砾岩、底辟流化砾岩坨、滑混层、同沉积断层等,均是与地震驱动相适配的变形构造。这些变形构造常沿限定的岩层发育,上、下均为未变形的岩层,显示事件变形特征。大量滑混层褶皱枢纽和球枕构造轴面实测结果显示,它们既没有优势方位,其位态也与古坡向无关,进一步证实最有可能的驱动机制是地震。由于古地震活动直接与东天山造山活动密切相关,因此,研究软沉积物变形构造的时、空发育特征能够成为认识天山造山过程和相关盆地发育的一个新视角。

台湾东部海岸山脉乐合弧前盆地层序：记录活跃斜向弧陆碰撞之构造演化

台湾东部海岸山脉弧前盆地层序由西侧的利吉混杂岩和东侧的残留弧前浊积层序组成,记录了北吕宋火山岛弧与欧亚大陆边缘碰撞的构造演化。在海岸山脉中段,利吉混杂岩不仅分布于乐合弧前盆地西侧,也出露于残留弧前层序中央。本文通过野外地质调查及微体化石研究,论述乐合弧前盆地内各地层单元的时空展布特征及其构造控制机制。综合浮游有孔虫与钙质超微化石研究结果,利吉混杂岩泥质基质可限定在早上新世4.3~3.4 Ma内,而残留弧前浊积层序沉积在晚上新世3.4~3.0 Ma,说明利吉混杂岩不是与残留弧前浊积层序同时异相的滑塌堆积,出露于盆地中心的利吉混杂岩也不是沉积于向斜轴部的最年轻地层。在乐合弧前盆地,年老的利吉混杂岩总体上分布于年轻的残留弧前层序西侧,该地层展布特征类似于台湾东南海域北吕宋海槽内受向东背冲构造控制的花东海脊–残留弧前盆地。这说明乐合弧前盆地早期沉积层序在不晚于3.4 Ma时同样受到背冲构造的控制,被变形抬升为花东海脊地形高区。而位于东侧的残留弧前盆地在3.4~3.0 Ma间继续沉积正常浊积层序。乐合弧前盆地的地层展布特征不仅记录了初期弧陆碰撞阶段的向东背冲构造,也记录了成熟期弧陆碰撞阶段的向西逆冲构造。在成熟期弧陆碰撞阶段,花东海脊被进一步向西剪切为利吉混杂岩,残留弧前层序及火山岛弧向西逆掩于利吉混杂岩之上,形成海岸山脉。由于河流的侵蚀作用使得部分利吉混杂岩以构造窗的方式出露于盆地中心。

台湾海峡及两侧弧陆碰撞断裂系形成机制及其与地震活动关系

本文利用三轴应力椭球理论，探讨了台湾海峡及其两侧弧陆碰撞断裂系的形成机制，结果表明：在台湾岛东部地应力椭球，δ1与δ2水平，而δ3垂直；在台湾海峡及两侧δ1与δ3水平，而δ2垂直。文中还探讨了断裂系作为应力传播的边界条件，对台湾岛东部弧陆碰撞应力向西传播的影响，分析了海峡及两侧地应力集中区，通过与历史地震资料的对比分析，表明天然地震分布特征与地应力集中分布特征是一致的。

云南思茅三叠纪弧后前陆盆地的沉积特征

思茅盆地位于古特提斯构造域的东段 ,西侧为澜沧江造山带 ,东侧为哀牢山造山带。三叠纪沉积盆地建立在晚古生代褶皱基底之上 ,形成于古特提斯洋闭合后 ,造山早期的弧陆碰撞阶段。前人提出过后陆盆地、滞后型弧后盆地、裂谷盆地和前陆盆地等多种认识。本文通过对盆地形成的地球动力学背景及盆地内沉积体的性质、结构、时空叠置关系、古流向、特殊沉积体的时空展布及其所表现出的盆地沉降中心的迁移规律等方面的系统研究 ,认为思茅三叠纪盆地属弧后前陆盆地 ,其演化阶段始于中三叠统安尼期以前 ,盆地主要受控于澜沧江造山带 ,晚三叠世晚期受哀牢山造山带影响 ,具有复合式前陆盆地特点 。

台湾的弧陆碰撞研究及其地层沉积构造研究年表

对台湾及其邻近地区典型板块构造弧陆碰撞运动的研究历史沿革与代表性观点进行了较为全面的介绍;将1977年颜沧波有关台湾及其邻近地区典型板块构造弧陆碰撞运动研究的观点与30年后黄奇瑜教授的研究成果进行了对比性介绍;同时介绍了反映台湾及其邻近地区典型板块构造弧陆碰撞运动的地层沉积构造综合研究年表。

辽宁北部早古生代弧-陆碰撞作用的发现及其构造意义

自然资源部中国地质调查局沈阳地质调查中心基础地质室构造研究团队在辽宁北部法库地区地质调查过程中,初步识别出了一次弧-陆碰撞作用.根据地质年代学研究,其主要发生在早古生代.该发现为华北板块北缘东段松辽盆地覆盖区的早古生代的构造演化史研究提供重要依据.

叠加于弧后前陆盆地挠曲沉降之上的另一类沉降--动力沉降

弧后前陆盆地挠曲沉降包括逆冲负载沉降和盆地沉积物负载沉降。叠加于挠曲沉降之上还存在另一类沉降,即动力沉降。动力沉降是动力地形的一种,即动力地形低。动力地形一般认为具有两种成因,一种为与超大陆集聚和分散有关的动力地形,另一种为与大洋板片俯冲有关的动力地形。由大洋板块俯冲产生的动力沉降往往分布于弧后前陆盆地区,其幅度、波长与板块俯冲角度、俯冲速率、俯冲板块在地幔中通过的位置和俯冲岩石圈的热年代密切相关。将通过弧后前陆盆地沉积地层的去压实得到的总沉降减去盆地模拟获得的逆冲带负载和盆地沉积物负载沉降可以得到剩余沉降,即动力沉降。从地层资料中定量分离出动力沉降为改进和限制长期以来悬而未决的由洋壳俯冲导致的地幔-粘性流动构造模型提供理论基础和实际资料。

台湾地区弧-陆碰撞控制的海相前陆盆地

依据现有的地震、钻井和野外地质资料,综合前人关于台湾地区板块相互作用、区域大地构造、岩浆活动、弧-陆碰撞过程、沉积盆地、层序地层等方面的研究成果,本文比较系统地论述了台湾地区弧-陆碰撞过程中的盆地特征及演化规律,认为约15 Ma以吕宋岛弧带为主的弧-陆碰撞对盆地样式和盆地演化产生了重大影响,自东向西,分别形成海沟、沟-坡盆地、弧前盆地、弧内盆地和弧后海相前陆盆地。弧后海相前陆盆地为台湾碰撞带最大的沉积体系,是前陆盆地发育的早期阶段,之前还经历了陆缘断陷盆地阶段和被动大陆边缘盆地阶段。研究区沉积物从源到汇的搬运过程中,盆地的沉积与构造之间的时间存在明显滞后。9~6 Ma期间,吕宋岛弧形成;晚上新世(3 Ma),台湾海相前陆盆地的沉积环境、沉积相、物源等才发生显著变化,沉积物源方向由被动大陆边缘盆地期的向SE倒转为向SW,盆地沉积与构造运动之间滞后时间长达3~6 Ma,远大于一般认为的0.1~1 Ma。沉积物沿年轻造山带走向搬运、基底沉降导致近物源区粗碎屑物质的沉积、整个搬运体系中沉积物的局部保存与释放等因素可能是导致时间滞后的主要原因。

台湾岛及其邻近区域弧-陆碰撞带现今地壳形变特征研究

菲律宾海板块与欧亚大陆板块之间的弧-陆碰撞带是-个构造形式复杂的汇聚型板块边界带,是西太平洋构造域现今火山、地震活动最活跃的地区.菲律宾海板块与欧亚板块的相互作用以俯冲为主兼有碰撞,影响了我国大陆边缘乃至整个板块内部动力学过程和应力分布.该弧-陆碰撞带现今的地壳形变与地震活动性是地学界研究的热点.

柴达木盆地北缘早奥陶世陆-弧碰撞及弧后前陆盆地——来自碎屑岩地球化学的证据

奥陶纪是柴达木盆地北缘早古生代碰撞造山演化的重要时期,柴达木地块与滩间山岛弧碰撞起始时限以及欧龙布鲁克海盆盆地类型、构造-古地理格局一直存在争议。本文在对欧龙布鲁克地块早奥陶世碎屑岩沉积野外观测及室内分析的基础上,测试了30个砂泥岩样品的主量元素、微量元素及稀土元素含量。结果表明,石灰沟组碎屑岩建造具有快速堆积、低成分成熟度、低结构成熟度的特征;该套碎屑岩沉积于活动大陆边缘背景下的弧后前陆盆地,碎屑物质来自南部由大陆上地壳与岛弧物质组成的上隆基底;早奥陶世（488~472 Ma）柴达木地块与滩间山岛弧陆-弧碰撞已经开始,但陆-弧碰撞起始时间不会早于493Ma。在此基础上,结合前人研究成果,认为早古生代欧龙布鲁克地块处于滩间山岛弧北部,盆地沉降、沉积演化受柴达木盆地北缘洋盆俯冲及柴达木地块-滩间山岛弧碰撞控制,寒武纪发育弧后伸展盆地,奥陶纪初期转为弧后挤压前陆盆地,弧后伸展与弧后挤压、沉积体系转换发生在490~480Ma之间。该成果从沉积学角度为柴达木盆地北缘陆-弧碰撞起始时限提供了新的制约。

中国海域的陆陆碰撞和弧陆碰撞构造特征及资源意义

迄今为止，地球科学界有关中国海域板块构造运动特征的研究主要涉及板块间的相向运动，成果追溯到上个世纪，在国际上最受瞩目者当属孤陆碰撞增生，

楚雄弧后前陆盆地的形成及演化

楚雄盆地的性质属弧后前陆盆地。盆地剖面结构由四个带组成: (1) 岩浆弧; (2) 褶皱逆冲带; (3) 沉降带; (4) 隆起带。盆地的形成演化受两期主要应力控制: 早期受来自西南向的特提斯洋沿哀牢山带的俯冲影响, 形成凹陷盆地, 时代为晚二叠世至晚三叠世, 随后应力性质发生转变, 沿哀牢山一带的主应力以剪切—挤压为主, 并派生东西向的扩张运动, 形成断陷盆地。盆地演化经历了四个主要阶段: (1) 成盆前上隆阶段; (2) 凹陷阶段; (3) 断陷阶段; (4) 萎缩阶段。