鲁西隆起中-新生代伸展构造演化的模拟试验

通过野外地质调查对鲁西隆起伸展构造特征进行研究,并根据相似理论建立相关试验模型,对鲁西隆起晚中生代以来的伸展构造的发育演化进行构造物理模拟.结果表明:鲁西隆起晚中生代以来的伸展裂陷作用主要经历了晚侏罗-早白垩世、新生代两个阶段,新生代又分为古近纪古新世-始新世初期(65～53 Ma)、早始新世-晚始新世(53～39 Ma)和始新世末期-渐新世(39～23.5 Ma)3个时期,各个时期与研究区伸展构造的主要发育时期相符;物理模拟试验证实泰山在新生代有两次快速抬升,分别为始新世(45 Ma)和渐新世(23 Ma);伸展构造的形成归因于晚中生代和古近纪近南北向大规模的伸展作用,其深部背景主要为晚侏罗世以来太平洋板块俯冲方向及速度的改变、郯庐断裂带的走滑活动、新生代印欧板块的碰撞以及幔源岩浆活动.     

鲁西地区的滑脱构造及其形成的深部背景

地质和地球物理方法研究表明,鲁西地区存在区域尺度的深、浅层次滑脱构造。浅层次滑脱构造中最具规模的位于下寒武统与太古宇及石炭一二叠系与奥陶系之间。滑脱面上碎裂灰岩、碎裂花岗岩及不对称褶皱发育,伴有硅化、大理岩化、镜铁矿化等动力变质作用。由于构造滑动,滑脱面之上地层产生不同程度的构造缺失或重复。不对称褶皱、擦痕、布丁构造等显示滑动方向以北西、北北东为主。深层次滑脱构造多发生在地壳约12-22km及30km处,向南滑脱。滑脱构造主要发生在早白垩世和始新世,前者在深部很可能是晚三叠世-早侏罗世沿郯庐断裂带发生的扬子板块和华北板块近东西向俯）中、碰撞引起地幔物质上涌,造成岩石圈一软流圈之间滑脱拆离产生原始岩浆上涌,进而控制了壳一幔、上地壳和浅层次滑脱构造的产生。揭示两板块晚中生代早期的俯）中、碰撞存在多方向性。     

鲁西隆起晚中生代以来北西向正断层特征及物理模拟

鲁西隆起区伸展构造极为发育,通过野外地质调查对隆起区北西向正断层的几何学特征进行研究,采用平衡剖面演化方法,选取横穿该区北西向断层的一条剖面,定量计算正断层横向上和垂向上晚中生代以来各主要构造演化阶段的构造运动学参数,并通过构造物理模拟实验详细解析鲁西隆起区伸展变形过程。研究结果表明,北西向控凹断层在三叠纪后皆发生负反转,晚中生代鲁西隆起受到强烈拉伸,伸展构造主要发生在19~20 km以下的深尺度范围内,断层切割深度加大。断裂带上普遍发育断层角砾岩、碎裂岩及断层泥。古近纪伸展作用以浅层拉伸为主,鲁西伸展量和伸展率最大,伸展作用强烈,对应北西向正断层的活动速率值也达最大值,同时发育大规模、范围广的半地堑。新近纪,伸展率很小,北西向正断层活动性大大减弱,至第四纪,断层几乎不再活动,反映鲁西隆起基本处于稳定。鲁西隆起晚中生代的伸展与华北克拉通构造变革相一致,而新生代的强烈伸展主要受控于太平洋板块与欧亚板块俯冲方向与速度的改变以及印度板块与欧亚板块的碰撞。     

鲁西隆起蒙山晚白垩世-新生代抬升的裂变径迹证据

 研究晚白垩世以来蒙山的抬升对全面认识鲁西隆起区的构造演化具有重要的意义。对采自蒙山山脉的6个岩石样品进行了磷灰石/锆石裂变径迹测年及热历史模拟分析。分析结果表明蒙山自晚白垩世开始快速抬升,经历了70~43 Ma和32~20 Ma两个快速抬升阶段,并且蒙山的抬升表现出加速抬升的特征。晚白垩世以来蒙山的快速抬升与其毗邻的泰山有着较好的对应关系,蒙山的整体抬升略早于泰山,并且鲁西隆起的抬升表现出由南向北的抬升序列。蒙山的两期快速抬升事件很好地对应了济阳坳陷在这两个时期经历的构造沉降和区域隆升过程,表明新生代蒙山的快速抬升与济阳坳陷的构造演化有着良好的隆拗耦合关系。