早期碰撞造山带的构造样式及其板块构造演化意义:以华北克拉通五台山花岗岩-绿岩区为例

早期碰撞造山带的研究是探索板块构造早期体制的前缘领域。五台山地貌高差巨大(达2437m)、山体雄伟、地质露头连续完整,是我国早前寒武纪地质研究的经典地区和认识大陆克拉通早期地壳演化的窗口,已成为世界早前寒武纪碰撞造山带的典型实例。围绕五台山构造样式的深入研究,对于揭示早期板块构造演化及中浅地壳构造层次具有重要的地质意义。大量的野外地质调查及构造横剖面研究表明,五台山东冶亚群为华北克拉通的早期沉积盖层,它以开阔复式向形为特征,不整合于造山杂岩及其前陆冲断带和前陆盆地之上。区域变质相的分布及豆村亚群主期褶皱枢纽指示,五台山花岗岩—绿岩区向西南掀斜,出露了新太古代碰撞造山带不同构造单元(造山杂岩及前陆冲断带和前陆盆地)中浅层次上连续而完整的构造剖面。前陆冲断带以沉积岩系大规模平卧褶皱和逆断层、蛇绿岩混杂带和基底构造活化为特征。造山杂岩发育低角度逆断层和复杂叠加褶皱,伴随不同时期花岗岩类的侵位。从浅部层次向深部,绿岩带复式褶皱逐渐被与TTG杂岩构造叠置的表壳岩构造岩片取代,构造面理由陡立趋于平缓。与世界其他花岗岩—绿岩区相比,五台山区完好保留了造山带挤压构造及其前陆盆地沉积,指示早期碰撞造山过程的强烈构造缩短和大规模地壳隆升作用,是研究早期板块碰撞造山过程的重要例证。

哀牢山—红河构造带古新世以来多期活动的构造和年代学证据

哀牢山—红河构造带哀牢山段可划分为东部高级变质带和西部低级变质带。构造分析表明：该构造带由3个不同变形域组成，可能代表其经历的3期左行走滑。第1期走滑发生在整个高级变质带，为拉张性左行走滑，形成角闪岩相L型构造岩。第2期走滑形成高级变质带中的高应变带，变形体制接近简单剪切，形成绿片岩相L-S型糜棱岩。第3期主要发生在低级变质带，为挤压性走滑，形成左行逆冲构造格局，并形成低绿片岩相干糜岩。地质年代学数据证明，3期左行走滑的形成时代分别是：距今58～56Ma、27～22Ma和13～12Ma±。哀牢山—红河构造带第1期左行走滑可能对应于印度与欧亚大陆距今60Ma左右的初始碰撞；第2期变形与青藏高原最强的挤压隆升期一致；第3期事件可能代表距今16～13Ma开始的青藏高原物质进一步东挤。哀牢山—红河构造带的3期主要左行走滑均发生在新生代印度与欧亚大陆的汇聚过程中。

祁连山蛇绿岩带和原特提斯洋演化

位于阿拉善地块和柴达木地块之间的祁连造山带记录原特提斯洋扩张、俯冲、闭合、大陆边缘增生和碰撞造山的完整过程。从南向北,祁连造山带发育有三条平行排列、不同类型的蛇绿岩带:(1)南部南祁连洋底高原-洋中脊-弧后蛇绿岩混杂带;(2)中部托勒山洋中脊型蛇绿岩带;(3)北部走廊南山SSZ型蛇绿岩带。南部南祁连蛇绿混杂岩带以拉脊山-永靖蛇绿岩为代表,为典型的洋底高原型蛇绿岩,是大洋板内地幔柱活动的产物,形成年龄为525~500Ma;中部托勒山蛇绿岩带沿熬油沟-玉石沟-冰沟-永登一线分布,为大洋中脊型蛇绿岩,蛇绿岩形成年龄为550~495Ma;北部蛇绿岩带包括弧前和弧后两种类型,弧前蛇绿岩以大岔大阪蛇绿岩为代表,形成时代为517~487Ma,反映初始俯冲/弧前扩张到弧后盆地的过程;弧后蛇绿岩以九个泉-老虎山蛇绿岩为代表,为典型的SSZ型蛇绿岩,是弧后扩张的产物,形成时代为奥陶纪(490~445Ma)。三个蛇绿岩带分别代表了新元古代-早古生代祁连洋演化历史不同环境的产物,对了解秦祁昆构造带原特提斯洋的构造演化过程有重要意义。蛇绿岩及弧火山岩的时空分布特征限定了原特提斯洋的俯冲极性为向北消减俯冲。

中国蛇绿岩与造山带大地构造研究:前言

肖序常院士是我国著名的构造地质学家,他一生致力于蛇绿岩与中国大地构造的研究工作,为中国西部青藏高原、中亚造山带等地区的区域构造与大地构造,以及有关能源、矿产勘查等的研究做出了重要贡献。在肖先生90华诞暨从事地质事业70年之际,我们出版本专辑,向先生致敬!以此表达他的学生、同事和同行对他的敬仰和感激之情,祝先生身体健康、生活愉快、万事如意!

藏南定结地区喜马拉雅造山带新生代的隆升剥蚀历史及其地质意义

本文利用裂变径迹方法研究藏南定结地区喜马拉雅造山带新生代的隆升和剥露过程，并探讨内动力和外动力地质作用共同塑造地貌形态的耦合性。由于构造活动的阶段性，可能导致大喜马拉雅结晶岩系（GHC）的冷却剥蚀在构造强烈时期主要由构造活动控制，在构造活动平静期主要与外动力地质作用密切相关。在定结地区的GHC选取两个剖面进行磷灰石裂变径迹（AFT）研究，剖面高程跨度为3800～4500m，其年代学结果范围为11～2Ma，揭示了中新世以来经历了3个阶段的冷却剥蚀历史。不同的冷却剥蚀阶段具有不同的驱动力，中新世晚期11Ma左右的隆升剥蚀阶段，主要是由构造活动驱动；7～3Ma的缓慢冷却剥蚀阶段，构造活动趋于平静，主要与区域内的河流侵蚀作用密切相关；上新世晚期3Ma以来较快速的冷却剥蚀阶段，以河流侵蚀为主的外动力作用加强。定结GHC在3Ma以来冷却剥蚀速率迅速增强，并且驱动力主要为外动力地质作用，暗示了GHC经历了中新世强烈的构造隆升之后已经确定了现有地貌格局，在3Ma已达到显著高度。

大陆克拉通早期构造演化历史探讨:以华北为例

大陆早期构造演化的研究一直是大陆地质学研究的焦点问题.在华北克拉通基底构造1∶200万编图研究基础上,本文开展基底断裂边界、构造样式及后期叠加关系的研究,借鉴比较大地构造理论,对华北克拉通基底重新进行了构造区划.结合标志性构造单元及其时代、同位素年龄数据库的综合研究,提出华北早期构造格局演化及其重大构造热事件.华北克拉通基底主要由大面积的新太古代TTG杂岩及表壳岩系组成,新太古代涉及活动陆缘环境的大规模陆壳增生及不同微陆块的碰撞聚合过程,造成新太古代末期陆壳迅速增生和克拉通化.古元古代初期开始伸展裂解和早期盖层发育阶段,古元古代晚期发生微陆块碰撞缝合,形成超级克拉通,并在克拉通西北边缘发生强烈改造作用.1.84Ga前后,华北克拉通经历最强烈的一次伸展裂解过程,从超级克拉通裂解,开始了独立的构造演化,在伸展构造背景下,克拉通基底被强烈隆升冷却,经历风化剥蚀,发育沉积盖层.以上构造格局及其构造热事件提供了早期超级大陆再造研究的构造制约条件.

柴北缘超高压带中锡铁山榴辉岩的变质时代

锡铁山地体位于柴北缘超高压变质带的中部,是柴北缘超高压变质带的重要组成部分。该地体由花岗质片麻岩、泥质片麻岩和相对较少的榴辉岩透镜体组成。大部分榴辉岩都经历了不同程度的后生合晶和角闪岩相退化变质改造。虽然近年来进行了大量的锆石U-Pb年代学研究,但榴辉岩相高压-超高压变质的时代一直存在争议,并且以前对锡铁山榴辉岩相变质时代的认识一直与相邻的绿梁山、鱼卡和其东部的都兰等地区的超高压变质年龄有明显的冲突。本文通过锡铁山榴辉岩锆石U-Pb年代学的研究,获得榴辉岩相变质锆石的206Pb/238U加权平均年龄为433±3Ma,与鱼卡地区榴辉岩的形成年龄一致,代表大陆俯冲时期的高压-超高压变质年龄。该研究对进一步了解锡铁山榴辉岩地体的变质演化和大陆地壳深俯冲有重要意义。

北喜马拉雅穹隆带雅拉香波穹隆的构造组成和运动学特征

雅拉香波穹隆构造位于北喜马拉雅穹隆带,由上、下两个拆离断层分割成3个构造层。下拆离断层以韧性变形为主,其下的糜棱状片麻岩和花岗岩体形成穹隆核部即下构造层;上拆离断层以脆性变形为主,其上为低级变质的西藏沉积岩系及基性岩墙群(上构造层);千糜岩和糜棱状片岩构成上、下两拆离断层间的中构造层。穹隆构造内经历3期运动,第1和第2期的线理具有统一的北北西—南南东倾伏向,前者仅保存于局部下构造层,代表上盘向南南东的运动学特征,为早期构造变形,成因尚待查明;第2期为穹隆内主导线理,代表穹隆统一的上盘向北北西的运动。第3期低透入性线理向穹隆外侧倾伏,代表垮塌下滑运动。雅拉香波穹隆下构造层与高喜马拉雅岩系相似,下拆离断层为主拆离断层,中构造层可能为西藏沉积岩系底部经拆离作用形成,所以下拆离断层可能是分割高喜马拉雅结晶岩系与西藏沉积岩系的藏南拆离系在北喜马拉雅的出露。雅拉香波穹隆早期(距今14.5Ma±)可能经历了沿藏南拆离系的北北西向拆离,后期(距今13.5Ma±)因岩浆底辟和剥蚀反弹而发生穹隆作用。

塔拉斯-费尔干纳断裂带南端构造转换及其新生代区域构造响应

塔拉斯费尔干纳断裂(TF)为中亚最大规模的断裂,其向南是否贯穿塔里木盆地西部研究较少,带来对其新生代运动性质的争论。研究表明,TF断裂在喀什凹陷以小规模的右旋走滑断裂逐渐消失,断层东盘以逆冲断层系的水平缩短变形,调节新生代右旋走滑位移,与巴楚隆起的阻挡作用相关。区域构造分析表明,随着帕米尔北缘逆冲断层系向北扩展,喀什凹陷中新生代沉积形成密集分布的线性褶皱和逆冲断层带。帕米尔高原向北仰冲触发TF不同区段在新生代差异性构造复活,发生大规模右旋位移及其南端构造转换(逆冲带隆升和前陆盆地发育)。新生代大断裂差异性复活及其构造调节,造成帕米尔构造节东西两侧不对称的构造样式。

滇西点苍山—哀牢山隆升构造样式和隆升时限

滇西高原的隆起是新生代晚期青藏高原构造域重要的地质事件。点苍山—哀牢山地区的地层分布、沉积建造等资料表明:该区的区域地层面理产状存在明显的变化,山脉东侧以陡倾角的构造面理发育为主,西侧以缓倾的层状面理发育为主;变质变形程度从东北向西南逐渐减弱,依次为高角闪岩相变质的花岗质片麻岩、低角闪岩相和绿片岩相的片岩-千枚岩-板岩组合以及弱变形的中生界沉积岩系;山脉NE侧发育的断层三角面和正断层面上发育的假玄武玻璃,指示山脉东侧边界是一条快速运动的构造边界。通过40Ar/39Ar和磷灰石裂变径迹测试揭示,点苍山在3～5Ma经历了快速冷却事件。综合研究认为,点苍山—哀牢山的隆升为掀斜式,东部隆升幅度大,西部隆升幅度小;其隆升最新时限为距今3～5Ma,为上新世以来隆起形成的山脉。

克拉苏构造带克深区段盐下构造样式

对库车坳陷克拉苏构造带白垩系巴什基奇克组的勘探开发发现,裂缝发育具有上下分带的特征,很可能受背斜中和面的控制,现有的断层相关构造的划分模型难以解释裂缝的垂向分带性,需要重新建立构造样式的划分方案。以克拉苏构造带克深区段为研究区,利用三维地震资料解释,以断背斜翼间角为主要要素、结合断层的组合形态,重新建立克拉苏构造带克深区段的盐下构造样式。研究结果表明,克深区段的构造样式依据翼间角的大小分为平缓褶皱和开阔褶皱两大类;结合断层组合形态,平缓褶皱细分出同冲、背冲和反冲平缓褶皱,开阔褶皱细分出同冲和背冲开阔褶皱。克深断裂以北的构造是开阔褶皱和平缓褶皱组合的叠瓦状断背斜,克深断裂以南的构造均为平缓褶皱断背斜的叠瓦构造。裂缝的分布与翼间角密切相关,开阔褶皱的张裂缝带厚度和分布范围比平缓褶皱大得多,断层对其周缘的裂缝分布存在一定影响。构造样式的重新划分为进一步研究不同构造样式断背斜的裂缝发育特征和成因机制等提供了基础。

从全球对比探讨华北克拉通早期地质演化与板块构造过程

板块构造理论为 2 0世纪取得的重大科学成就。如何在新世纪发展板块构造、推动大陆动力学研究成为新的挑战。世界古大陆前寒武纪地质研究在花岗岩绿岩带、高级变质区 ,新太古代造山作用 ,早期大洋地质记录与古板块构造 ,以及超级大陆等方面取得新进展。在此全球构造背景下 ,华北早期地质演化的相关重大问题包括 :新太古代典型造山带地质演化、碰撞过程及其盆山耦合作用。围绕新太古代蛇绿岩的研究 ,特别是豆荚状铬铁矿及地幔岩 ,将提供早期大洋岩石圈性质、扩张运移过程的重要线索 ,并提出早期板块边界划分标志及其洋陆作用过程。华北中部造山带及蛇绿岩混杂带的洲际对比 。

五台山区太古宙/元古宙界线划分及其地球演化意义

太古宙/元古宙界线代表地球演化历史上的重大事件,如何准确标定和划分这一界线对认识早期演化历史具有重要意义。区域构造及同位素地质年代学研究表明,华北克拉通新太古代构造演化明显滞后于欧美澳等克拉通,成为有利于建立太古宙/元古宙界线的关键地区。山西五台山区保留了较完整的新太古代-古元古代地层记录。先前研究主要依据该区地层、区域构造、叠层石记录进行界线划分,并对界线争议较多。本文在五台山区长期野外研究的基础上,通过对磨拉石沉积、同构造花岗岩、裂解环境相关玄武岩的综合探讨,建议这一界线划分在东冶亚群与豆村亚群之间。初步的同位素年龄制约表明,这一界线的时代介于2549±22Ma到2450±10Ma之间,与早期大陆克拉通伸展裂解、隆升剥蚀相关,并涉及岩石圈、水圈、大气圈性质的重大变化。

太行山区深层次推覆构造的发现及其地质意义

围绕太行山区龙泉关剪切带及其区域构造对比 ,报道了太行山区新太古代基底内新发现的深层次推覆构造 ,包括低角度逆冲剪切带、大规模平卧褶皱、近水平构造面理等 .这些构造揭示了该区地壳演化过程涉及大规模水平缩短变形 ,其构造样式完全可以与典型碰撞造山带前陆区进行对比 .初步提出太行山区中深地壳层次构造样式及其垂向变化规律 ,以及前陆地区基底杂岩与表壳岩系构造叠置的意义 .

北喜马拉雅然巴穹隆的构造、运动学特征、年代学及演化

然巴穹隆构造位于北喜马拉雅片麻岩穹隆带,由上、下两个拆离断层及3个构造层组成.低变质特提斯喜马拉雅沉积岩系形成上构造层,底部为脆性上拆离断层;糜棱状片麻岩及核部浅色花岗岩体组成下构造层,顶部是韧性下拆离断层;中级变质糜棱状石榴石、十字石、红柱石片岩构成两拆离断层间的中构造层,可能是上构造层底部经拆离作用形成.穹隆构造主要经历3期变形:第1期上盘向北北西运动,可能与藏南拆离系活动有关;第2期为主期变形,与东西向伸展相关,各单元统一地上盘向东运动,形成然巴穹隆的主要构造特征;第3期为穹隆向外的垮塌下滑.然巴穹隆构造可能是东西向伸展和岩浆底辟作用的结果,下拆离断层可能是将上盘沉积岩系与结晶基底分开的主拆离断层,为主变形期东西向伸展形成,后期岩体的底辟作用形成穹隆的形态.穹隆核部主变形晚期侵位的浅色花岗岩冷却年龄为6Ma左右,说明穹隆主期伸展与该区东西向伸展作用活动时代一致,然巴穹隆构造的形成与青藏高原南北走向裂谷系的东西向伸展相关.

东非大陆边缘构造演化与油气成藏模式探析

近年来,东非海上不断有大型天然气田发现,已成为国际能源勘探的新兴热点。东非地区蕴藏着巨大的油气资源潜力,但其勘探和研究程度很低。在调研大量区域地质和油气地质资料的基础上,通过对东非大陆边缘构造演化特征的分析,从油气成藏要素(烃源岩、储盖组合以及圈闭类型)入手,探讨了油气成藏模式,并对其勘探前景和方向进行了分析。研究结果表明,东非大陆边缘经历了4期构造演化,形成了裂谷叠加被动大陆边缘的双层系盆地结构;主力烃源岩形成于卡鲁裂谷期,主力储层形成于被动陆缘期,在大型三角洲发育区,油气保存条件最好,以构造和构造-地层圈闭为主;油气成藏模式受到构造演化的阶段性、构造变形的横向分带性以及成藏要素的配置关系所控制。

龙木错地区泽错岩体演化历史及构造意义:来自地球化学和年代学的约束

沿大型断裂带出露的深成岩体记录并保存了形成时的大地构造活动及后期演化和变形的重要信息。为了更好地理解羌塘西部花岗岩的成因机制和演化历史,本文选取了龙木错断裂南部的泽错岩体进行地球化学、SHRIMP锆石U-Pb年代学及云母和钾长石40Ar/39热年代学分析。全岩地球化学判别图显示花岗岩样品为高钾钙碱性系列至钙碱性系列和过铝质。矿物组合表明无角闪石且含白云母。以上特征均显示出明显的S型花岗岩趋势。锆石U-Pb年龄为123±1. 7Ma至107±1. 4Ma,表明岩浆侵位的时代为早白垩世,此时班公-怒江洋仍在向北俯冲。云母和钾长石40Ar/39年龄及前人低温热年代学数据显示,侵位后岩体至少有四个阶段的冷却,包括120~90Ma、90~38Ma、38~26Ma和26~0Ma。第一阶段在侵位后10Myr内快速冷却至低于~320℃,而随后以相对较慢的速率冷却至~220℃。从90Ma到38Ma期间经历了较长时期极为缓慢的冷却,该阶段构造活动趋于静止,表明羌塘地体-拉萨地体碰撞应发生在90Ma之前。中新世受控于龙木错断裂左旋走滑的影响,最后一期的构造变形以东西向伸展为主,深成岩逐渐剥露至地表。龙木错断裂可能作为中新世以来高原物质向东运移西部边界的一条新的应力释放途径。

库车前陆冲断带秋里塔格构造带水系形态与褶皱生长

水系形态能够非常敏感的记录活动构造的演化过程,尤其对于褶皱横向生长的地区,常形成特征的水系形态。库车前陆冲断带发育平行于南天山造山带走向的褶皱带,并形成特征的水系形态。利用遥感影像、卫星照片、以及从数字高程数据中提取的地貌和水系参数,对库车前陆冲断带秋里塔格构造带水系形态进行分析研究,得出库车前陆冲断带褶皱具有横向生长的演化特征,并识别出判别褶皱生长的5个水系形态标志。这些水系形态标志包括:不对称的水域形态,水系受到阻挡发生弯曲、捕获、并流现象,背斜脊部风口的形成以及高度依次降低排列,不对称的冲积扇体,被纵向河流分隔的两侧背斜的水系形态差异。褶皱的横向生长最终导致相互拼接形成更大规模的褶皱带,秋里塔格构造带正是由多条背斜的横向生长,并拼接而成现今延伸约300km的褶皱带。

恒山-五台地区同位素年代学与地质事件演化格架的认识

近10年在恒山和五台地区所获得的大量同位素年代学资料,统计发现恒山杂岩的同位素年龄峰值比五台杂岩大致要年轻20Ma,这与恒山-五台地区为岛弧根带-岛弧关系的推论相符合。综合各种不同的同位素测年结果按不同的地质体,进行了图解分析,将恒山-五台地区早前寒武纪的地质演化划分为3个大的阶段:2.70～2.60Ga,早期演化(洋壳形成?);2.55～2.52Ga(?,最晚不晚于2.45Ga),东西陆块俯冲碰撞阶段;2.50～1.75Ga,早期盖层演化阶段。最后一个阶段有可以根据不同时段内研究区主要事件的不同,将2.50～1.75Ga的演化分为5个时期。1)2.50～2.30Ga表现为间歇性大陆溢流玄武岩的活动期;2)2.30～2.20Ga华北较稳定沉降期,基本以接受沉积为主;3)2.20～2.10Ga,构造活化期,五台地区主要有伸展非造山花岗岩(大洼梁花岗岩)的形成;4)2.10～1.85Ga阶段,地幔柱活动期?5)1.86～1.75Ga,大规模基性岩墙形成期陆块裂解。