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。

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。

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。

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!

新疆白干湖地区花岗岩年代学、地球化学研究及其构造意义

新疆白干湖地区处于东昆仑-祁漫塔格构造带与阿尔金地块的结合部位，出露的巴什尔希岩浆序列对理解该区早中志留世的构造环境有重要意义。本文在巴什尔希岩浆序列中白干湖岩体的不同部位采集了二长花岗岩（BGH-1）和正长花岗岩（BGH-4）两件样品，并进行了详细的岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和地球化学研究。白干湖岩体含有白云母、石榴子石等特征矿物，其A／CNK和A／NK的分布范围分别是1．07～1．12和1．41～1．59，属于弱过铝质高钾钙碱性S型花岗岩，并具有富集LREE和LILEs、亏损HFSEs，Nb、P、Ti明显负异常的特点。锆石U-Pb定年结果显示，二长花岗岩形成于428．2±4．2Ma，正长花岗岩形成于422．5±2．3Ma。本文和前人的研究成果表明，巴什尔希岩浆序列具有S型花岗岩与A型花岗岩共生的特点，主要活动时代为早中志留世（433～421Ma），形成于后碰撞伸展构造体制。然而，在白干湖断裂以东至格尔木的东祁漫塔格，早中古生代岩浆活动记录了晚奥陶世一早志留世俯冲、中志留世一早泥盆世碰撞和早泥盆世晚期开始后碰撞的演化过程，其中东祁漫塔格早中志留世岩浆岩和白干湖断裂西侧的巴什尔希岩浆序列分别形成于不同的构造环境，因此二者很可能属于不同的构造体系。

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 .

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系列的建立

本文根据近几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晚20Ma，即深层次地壳有更持久的热演化历史，为恒山-五台岛弧根带-岛弧提供了一个佐证。综合分析同一期不同地质记录，从而将五台杂岩和恒山杂岩从新太古代晚期至古元古代末期的演化划分为5期区域性事件。华北东西陆块的俯冲碰撞应该发生在2．55～2．50Ga期间。

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。

“钉合岩体”与新疆北部主要缝合带的形成时限

本文介绍了钉合岩体的概念,强调钉合岩体在造山带研究中具有重要的大地构造意义。在科迪勒拉增生造山带中,钉合岩体是在增生事件之后形成的;而在喜马拉雅碰撞造山带中,钉合岩体是在碰撞事件之后形成的。因此可以区分后增生和后碰撞两类钉合岩体,它们可以为限定增生或碰撞事件的时间上限提供年代学约束。特别是在缝合带被钉合岩体侵入的情况下,缝合带的形成时限(即增生或碰撞事件的起止时间)可以根据缝合带中最年轻的蛇绿岩质岩石和最老的钉合岩体给予严格限定。应用这种方法,能够限定新疆北部的主要缝合带(如额尔齐斯-斋桑缝合带、北天山缝合带和南天山缝合带等,东准噶尔和西准噶尔的蛇绿岩带)最晚是在晚石炭世形成的。西准噶尔增生杂岩也是在在晚石炭世形成的,但当时是否存在洋壳俯冲还需要进一步研究。目前的资料显示,虽然新疆北部各主要缝合带的形成时限存在一定差异,但没有三叠纪形成的缝合带。特别是南天山缝合带内发育的钉合岩体不但有效地限定了缝合带的时间上限,而且还从地质上约束了受到质疑的晚二叠世放射虫化石的可靠性和高压-超高压变质岩中三叠纪锆石U-Pb年龄的解释的合理性。

大庆徐家围子断陷火山岩储集性控制因素分析

为预测大庆徐家围子断陷营城组火山岩储层有利相带的分布,对火山岩储集性的控制因素进行了分析。岩芯和薄片观察表明,原生孔隙是火山岩储集空间形成的基础,次生孔隙是储集空间的重要组成部分。通过对火山岩孔隙类型的统计,结合对岩芯物性的对比分析,发现控制火山岩储集性的主要因素有火山岩岩相、构造裂缝和酸性流体的溶蚀作用等。不整合面下方火山机构地貌突出且火山岩溶蚀强烈的部位应该成为今后重点勘探的区域。

大陆造山带碰撞-俯冲-折返-垮塌过程的岩浆作用及大陆地壳净生长

地球上的造山带可以划分为增生型造山带和碰撞型造山带，造山带岩浆作用发生在从大洋俯冲、大陆碰撞到造山带垮塌的每一个阶段．陆．陆碰撞的必要条件是大陆俯冲带的存在．一般假设，大陆岩石圈深俯冲的前提是大洋岩石圈俯冲及其在陆．陆碰撞时对紧随被动大陆边缘岩石圈的重力拖曳．大陆俯冲和碰撞的结果是地壳加厚和隆升，但是所产生的造山带岩浆作用发生在什么时间则取决于岩石圈加热机制．增生型造山带没有发生大陆之间强烈碰撞和深俯冲，一般缺少大规模的地壳叠置加厚和隆升，缺少与大陆深俯冲有关的超高压榴辉岩相变质岩，虽然大洋俯冲阶段可以形成巨厚的陆弧地壳，但同碰撞和碰撞后岩浆作用是否存在值得怀疑．碰撞型造山带由于大陆深俯冲和地壳强烈加厚，超高压变质的洋壳和大陆地壳在折返过程中减压熔融，形成同碰撞岩浆作用，在造山旋回晚期去根和垮塌过程中，由于岩石圈伸展和软流圈地幔上涌，形成碰撞后岩浆作用，并标志造山旋回的结束．因此，碰撞造山带的岩浆作用可以发生在大陆深俯冲的同时、俯冲洋壳与陆壳断离后的折返和隆升、造山带的去根和垮塌过程，从大陆碰撞到造山带垮塌和剥蚀（造山旋回结束）的时间跨度为50～90百万年．大陆碰撞造山带是深入了解大陆深俯冲、折返隆升及其造山带垮塌过程的重要场所，而碰撞造山过程中的岩浆作用对大陆地壳生长和再造有重要意义．

东昆仑白干湖钨锡矿床成矿岩体岩石学、年代学和地球化学

白干湖钨锡矿田是近年来在我国西部地区新发现的一个具超大型远景规模的矿田,由白干湖、柯可卡尔德、巴什尔希和阿瓦尔四个矿床组成。矿床与加里东期巴什尔希岩浆序列具有密切联系,但对其岩石成因及与成矿关系尚有争议。本文选取白干湖矿床与成矿有关的花岗岩开展了岩石学、年代学和地球化学研究。镜下鉴定其为正长花岗岩。LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄为413.6±2.4Ma（MSWD=0.36,n=30）。结合前人资料,认为巴什尔希岩浆序列形成于后碰撞构造环境,岩体年龄集中于中志留世-早泥盆世（ca.433~413Ma）,具有S型花岗岩和A型花岗岩伴生的特点。其中白干湖正长花岗岩含有原生锰铝榴石和白云母等过铝质矿物,A/CNK和A/NK分布范围分别为1.07~1.11和1.45~1.49,锆石饱和温度和高场强元素含量相对较低,属于弱过铝质高钾钙碱性S型花岗岩,形成于巴什尔希岩浆序列岩浆活动晚期,与区内钨锡成矿关系密切,矿区内下步找矿应对隐伏或岩枝状产出的正长花岗岩更加重视。而巴什尔希岩浆序列中的二长花岗岩和碱长花岗岩含有角闪石和黑云母等暗色矿物并主要呈他形晶充填于长石和石英晶隙,K2O含量为5.25%~6.29%,属于钾玄岩系列,A/CNK为0.92~1.02,其锆石饱和温度（866~917℃）、全碱含量（8.30%~9.69%）、稀土总量（200×10^-6~413×10^-6）和Zr、Nb、Ce、Y等高场强元素含量（Zr＋Nb＋Ce＋Y=556×10^-6~1006×10^-6）都明显偏高,为准铝质或弱过铝质A型花岗岩,在该区及外围可能具有形成与A型花岗岩有关的稀有稀土金属矿床的潜力。

塔里木盆地震旦寒武系白云岩储层构造裂缝有效性研究

通过对塔里木盆地震旦寒武系白云岩储层构造裂缝的测量、统计和研究,结合岩芯观察和测井数据分析,认为构造裂缝对白云岩的原生孔洞和部分次生孔洞起一定的连通作用,对白云岩储层起一定的改造作用。对塔里木盆地塔中地区、牙哈地区、英买力地区和巴楚地区4个区块构造裂缝有效性与开度和倾角的关系研究后认为,塔里木盆地震旦寒武系白云岩开度较窄的裂缝和高角度裂缝的有效性较高,该类构造裂缝对白云岩储层起良好的改造作用。

松辽盆地北部徐家围子断陷营城组大型破火山口的发现

破火山口的形成是火山物质喷发量最大、破坏力最强的一种火山作用现象,因此,探寻破火山口存在的证据是明晰松辽盆地北部徐家围子断陷下白垩统营城组火山喷发规律和叠置关系的关键。徐家围子断陷营城组地层中徐东破火山口呈一个长轴约17km,短轴约10km的椭圆形、塌陷深度近3km的大型破火山口,其天窗式塌陷是下方岩浆房的不对称形态或岩浆房的不对称抽空导致。徐东破火山口内被厚层流纹质凝灰岩和熔岩填充,剖面上显示一对发育完整的正、逆断层,指示徐东破火山口经历了完整的沉降、塌陷、火山喷发过程。徐东破火山口形成于大陆裂谷背景下,是岩石圈减薄,大规模岩浆作用的产物。受区域NNW向构造格架控制,形成破火山口南北延伸的椭圆形态。

库车坳陷构造裂缝发育特征及分布规律

通过对野外露头和井下岩心构造裂缝的观察和描述，及其性质、产状、密度、强度、开度、充填程度和充填物等测量要素的观测和统计，对库车前陆冲断带山前构造裂缝发育特征及分布规律进行了综合分析。该区主要发育三组近南北走向的剪裂缝和张剪裂缝，裂缝倾角总体以大于45°的高角度缝和垂直缝为主，野外和岩心裂缝开度分别以0~5 mm和0~1mm为主，裂缝多未充填或半充填，充填物以钙质充填为主。裂缝各参数的分布呈现出东西分段，南北分带的特点，以克拉苏—依奇克里克构造带的裂缝密度和强度最高。具体到层位上，库车东部以下侏罗统阿合组裂缝最为发育，库车西部则以下白垩统巴什基齐克组砂岩的裂缝密度最高。总体上，库车坳陷构造裂缝十分发育，有益于致密储层孔渗条件的改善，有利于裂缝型油气藏的形成。

五大连池火山群喷气锥成因机制探讨

五大连池火山群1537个喷气锥中,多数分布在火烧山熔岩流中,在水量充足的五池到四池之间的熔岩台地上,喷气锥数量集中、个体较大、发育良好。通过对五大连池火山群喷气锥的形态结构和集中分布特点进行分析,认为水蒸气在混合气体形成喷气锥中起主导作用,重力也在喷气锥形态塑造上有一定意义。含挥发分的基性岩浆溢流到在靠近水域的地区时表层冷凝固结,内部熔岩仍温度高、粘度低,与地下水作用形成火山气体和水蒸气构成的混合气体,气体冲破表层间歇溢出时,带动熔岩外掀堆叠在喷气孔周围形成喷气锥,中央保留气体多次逸出的通道形成中空结构。当气体压力不足以使熔岩从喷口溢出,喷气锥的生长停止。

准噶尔盆地古生代末大地构造动力学数值模拟

大地构造动力学数值模拟是构造物理研究的重要方向.本文利用有限元数值模拟方法研究准噶尔盆地古生代末的构造应力场.根据准噶尔盆地西部岩墙群和准噶尔盆地内部及周边地区应力标志,确定了晚二叠世准噶尔地区最大主应力方向为NW SE向,方位在295°左右,局部地区略有偏转.以实测古构造应力场为拟合标志,对Sengor和Allen提出的关于本地区演化的两种大地构造模式进行了构造应力场反演,从而为确定本地区晚二叠世比较合理的大地构造动力学机制提供限制.通过模拟对比发现,晚二叠世末准噶尔盆地可能处于张扭与压扭复合作用的大地构造动力学机制之下,即:盆地南北两侧的北天山断裂与额尔齐斯断裂为张扭性左行走滑断裂,而东西两侧的博格达山前断裂和达拉布特断裂是一对压扭性的右行走滑断裂系统,这两条断裂在晚二叠世准噶尔盆地古构造应力场的形成过程中起到了重要的作用.

徐家围子断陷营一段火山岩旋回测井响应特征

在钻井取芯研究的基础上,应用测井资料,开展了松辽盆地北部徐家围子断陷营城组营一段高分辨火山岩旋回的划分,建立了营一段火山岩的旋回模式,并总结了营城组一段不同岩性、岩相的测井响应特征。研究结果表明,营一段划分为3个旋回,每个火山岩旋回的自然伽马和电阻率曲线值在底部一般为中高值,顶部为低值;在不同旋回界面,测井曲线振幅和变化频率明显增大,指示风化壳或沉积夹层等标志性界面的存在;并通过研究认为自然伽马、电阻率和密度3种测井曲线对火山岩岩性和岩相识别最为敏感。

华北中部古元古代末期构造-热事件性质及其构造成因模式

古元古代末期为华北克拉通演化的重大转折时期,但这一时期重大构造热事件序列及其构造格局的研究较薄弱。笔者在区域构造分析基础上,结合最新的同位素年龄制约,探讨古元古代末期区域构造演化过程及其成因模式。太行山—恒山基性岩墙群对应于燕辽坳拉谷与太行坳拉谷的夭折支,它们共同构成非对称的三叉坳拉谷系。非造山的岩浆活动序次依次为:花岗岩、伟晶岩(1.85～1.80 Ga)、基性岩墙群侵位(1.80～1.77 Ga)、斜长岩、碱性花岗岩、环斑花岗岩(1.71～1.70 Ga)、火山岩喷发(1.68 Ga)等。下伏基底性质对比及其同位素年龄表明,18亿年前后燕辽—太行山地区发生大规模隆升,隆升范围达上千千米,核心区处于燕辽—太行山坳拉谷系中心位置。基底隆升事件与浅表层伸展构造-非造山岩浆活动在时空上相吻合,表明地幔柱模式可以合理解释上述区域隆升及其伸展裂解事件。