藏南床得剖面古地磁结果对印度-亚洲碰撞方式的约束

特提斯喜马拉雅位于大印度最北端,其构造演化是理解印度-亚洲大陆碰撞过程的关键之一.为了更好地限定特提斯喜马拉雅中生代以来的古地理位置及其漂移历史,本文对藏南江孜床得剖面侏罗系下热组、维美组和白垩系床得组开展了古地磁研究.古地磁样品取自39个采样点,其中下热组5个,岩性为青灰色安山岩;维美组25个,岩性为粉砂岩和砂岩;床得组9个,岩性为灰岩.对118个古地磁柱状样品进行的逐步热退磁和交变退磁结果显示,下热组和维美组样品未能分离出稳定的特征剩磁;床得组样品分离出了稳定的特征剩磁(Ch RM),且具有正反极性,并通过了倒转检验.结合沉积学和岩石磁学结果,床得组样品的特征剩磁很可能为原生剩磁,其年龄为86.3~74.0 Ma.床得组样品特征剩磁的平均方向为Ds=152.0°,Is=?52.9°,?=18.0,?95=5.9°.该数据表明,特提斯喜马拉雅江孜地区在晚白垩世(80.1±6.2 Ma)所处的古纬度为南纬33.1°±5.6°,与印度板块北缘同时代所处的古纬度一致(参考点28.0°N,88.5°E),说明二者至少在晚白垩世之前从运动学意义上仍然是一个块体,缺乏大洋分隔的证据.这为理解印度-亚洲大陆碰撞方式提供了新的古地磁约束.     

科希斯坦-拉达克弧及其周缘地块的古地磁学研究进展

对于科希斯坦-拉达克弧在印度-亚洲碰撞前的构造属性,学界存在两种不同的认识:陆缘弧和洋内弧.厘定其构造属性,将直接关联新特提斯洋古地理重建方案,对进一步解析印度-亚洲碰撞时间、位置和方式,以及恢复亚洲大陆构造变形历史等具有重要科学意义.本文在总结白垩纪至古新世科希斯坦-拉达克弧及其周缘地块古地磁数据的基础上,主要从古地磁学的视角,重建科希斯坦-拉达克弧及周缘地块的时空构造格局,厘定科希斯坦-拉达克弧的构造属性.在晚白垩世,喀喇昆仑地块与拉萨地块西缘的古纬度一致,两者基本稳定位于亚洲大陆南缘;科希斯坦-拉达克弧在90 Ma位于南半球赤道附近,而在64 Ma已经向北漂移到北半球低纬度地区;特提斯喜马拉雅在75 Ma左右作为印度被动大陆边缘,其中部和东部分别位于16.7°和19.4°S.在64 Ma科希斯坦-拉达克弧与拉萨地块西缘之间仍然被南北向宽度约为900 km的洋盆所分隔,意味着科希斯坦-拉达克弧为洋内弧.在重建印度-亚洲碰撞系统时,综合考虑特提斯喜马拉雅及科希斯坦-拉达克弧的古地磁数据,构建了印度-亚洲三阶段碰撞模型.该模型不仅协调了一系列地质证据,还为新特提斯洋古地理重建及亚洲陆内...     

西南天山托云盆地新生代火山岩古地磁结果及构造意义

对西南天山托云盆地新生代火山岩的古地磁研究表明, 绝大多数样品可分离出一以反极性为主的稳定特征剩磁分量. 正的褶皱检验结果表明此特征分量可能为成岩时获得的原生剩磁. 对比欧亚大陆60 Ma的极位置, 表明在西南天山南缘至西伯利亚板块南缘之间, 始新世印度/欧亚大陆的碰撞及持续挤压并未引起显著的南北向构造缩短. 此外, 托云盆地白垩纪~第三纪古地磁结果表明, 托云盆地在古新世之后很可能发生了20°~35°左右的局部顺时针旋转. 推测此局部旋转很可能与新生代帕米尔弧北东东向挤压所引起的局部变形有关.     

湖北早三叠世大冶组古地磁结果及其构造地质意义

对扬子板块中部湖北三峡早三叠世大冶组灰岩作了古地磁研究。特征剩磁数据通过了一致性检验、倒转检验。主成分分析（ＰＣＡ）分离出二组剩磁组分,一组为特征剩磁,另一组系印支期重磁化。     

甘肃北山地区早古生代火山岩的古地磁学研究:北山地体早古生代运动学过程初探

对采自甘肃北山马鬃山地区中志留世公婆泉组组和红柳园地区中奥陶世花牛山组火山岩的岩石磁学和古地磁学研究表明，公婆泉组和花牛山组火山岩以磁铁矿为主要载磁矿物，可能携带了岩石形成时期的特征剩磁分量，但除采样点go20的样品外，绝大多数花牛山组火山岩样品均具有较弱的天然剩余磁化强度和不稳定的退磁特征，不能分离出稳定的特征剩磁组分，将所获得的古地磁结果与塔里木地块和西伯利亚板块古生代视极移曲线相对比可以发现，直到中志留世，明水－石板井－小黄山一线以南的甘肃北山地区（北山地体）与相邻的塔里木地块和西伯利亚板块尚未形成现今的构造格局； 同时，明水石板井－小黄山早古生代小洋盆在奥陶－志留纪期间可能具有由同东开口的特征，推测中志留世之后该小洋盆的封闭可能是通过由西及东逐渐旋转剪切闭合的。     

白垩纪同褶皱重磁化组分揭示中扬子褶皱带构造旋转过程

为研究中扬子褶皱带的变形过程, 对重庆万州地区中三叠世灰岩和中晚侏罗世砂岩进行了古地磁研究. 系统热退磁表明, 侏罗纪样品受现代地磁场重磁化严重, 三叠纪样品分离出3个重磁化组分: 低温(0~200℃)、中温(200~360℃)和高温(400~460℃)组分. 低温组分分布于现代地磁场方向附近, 可能为黏滞剩磁. 逐步展平褶皱检验显示: 中温组分在褶皱展平至 33%±8%时获得, 相应古地磁方向为 D_ec = 11.2°, I_nc = 45.2° (α₉₅ = 4.5°, N = 34), 对应古地磁极位置79.3°N, 219.5°E (d_p = 3.6°, d_m = 5.7°); 高温组分在褶皱展平至50%±27%时获得, 在95%置信范围内取褶皱展平至 70%, 相应古地磁方向为D_ec = 24.2°, I_nc = 49.0° (α₉₅ = 3.6°, N = 23), 对应古地磁极位置为69.2°N, 195.5°E (d_p = 3.1°, d_m =4.8°). 与白垩纪参考古地磁方向或极位置比较, 上述重磁化组分揭示该地区在褶皱变形的中期经历了12.8°±3.5°的顺时针旋转, 而变形后期以来没有发生旋转. 结合前人数据, 认为中扬子褶皱带万州-香溪段部分弯曲是由弯山构造引起的; 湖北蒲圻地区在褶皱变形末期以来经历了27.5°±5.8°的顺时针旋转, 因此至少50%的构造旋转是由于弯山构造导致的. 中扬子褶皱带发生于侏罗纪末期和早白垩纪的褶皱造山事件也揭示了华南-华北地块碰撞可能一直持续到早白垩纪早期.     

广东黄坌早三叠世古地磁结果及其构造地质意义

对广东黄坌剖面早三叠世大冶组122个岩芯样品的岩石磁学和古地磁研究表明, 样品的载磁矿物以含钛的磁铁矿为主. 热退磁显示2~3组分量. 低温分量与现代地磁场方向一致, 100~400℃分离出一组叠加剩磁, 为燕山期的重磁化. 400~530℃退磁区间获得稳定的特征剩磁(层面坐标下D=51.1°, I=15.3°, α₉₅=5.0°), 并通过了广义的褶皱检验和倒转检验, 表明高温分量为原生剩磁. 对应虚磁极位置: 38.5°N, 212.7°E, d_p=2.6, d_m=5.1. 它与扬子地块同时代的极位置在95%的置信区间内重叠, 表明在早三叠世时, 南华地块与扬子地块已经拼贴. 已发表的南华地块上的早三叠世古地磁数据表明, 它们的磁倾角接近, 但偏角变化较大, 在投影图上早三叠世古磁极分布于一个以南华地块为中心的小圆上, 暗示了中国南方广泛存在的局部旋转导致各地的古地磁极不一致.     

印度板块俯冲仅到特提斯喜马拉雅之下的地震层析证据

利用中法合作布设在藏南５１个临时地震台记录的数据进行的层析反演结果表明：印度板块整体仅俯冲到特提斯喜马拉雅之下,在嘎拉附近俯冲角度变陡并向下延伸到１５０ｋｍ,然后逐渐变平,俯冲前沿限制在雅鲁藏布江缝合线以南。对应康马、冈底斯岩体以及羊八井－当雄裂谷下方的岩石圈中部表现为低速特征,它们可能是高温和局部溶融的反映。该结果有力说明自印度板块和欧亚板块碰撞后,陆－陆俯冲仅发生在雅鲁藏布江缝合线以南的喜马拉     

兴安地块下泥盆统古地磁结果对其古地理位置的制约

兴安地块对中亚造山带的晚古生代演化过程具有重要意义,然而其古地理位置目前仍无可靠古地磁数据限制.本文选取黑龙江省多宝山地区的一个下泥盆统泥鳅河组紫红色粉砂岩剖面开展了系统古地磁学研究,11个采点均显示高低温双分量特征.低温分量在地理坐标系下与现代地磁场接近,应为近代获得的黏滞剩磁或热黏滞剩磁;高温分量显示单一负极性特征,在35.7%褶皱展开处获得最大集中,经与同时代乌里雅斯太陆缘和中蒙古额尔古纳地块的古地磁数据进行对比,认为其可能遭受了附近309~299 Ma(石炭-二叠纪负极性超时期间)的花岗岩浆侵入热事件改造而获得重磁化特征剩磁分量:D/I=28.6°/-33.2°,k=18.6,α95=10.9°,对应的古地磁极为λp/φp=17.3°S/97.1°E(dp/dm=7.0°/12.4°).结合同时代周边地块的古地磁数据分析认为:晚石炭世中蒙古-额尔古纳地块、乌里雅斯太陆缘和兴安地块纬度差异小于3°,可能已形成统一陆块,位于28°~30°N附近;此时西伯利亚位于45°~50°N附近而华北和松辽-锡林浩特地块则位于赤道低纬度地区;古亚洲洋此时仍未关闭,主洋盆为贺根山洋而非索伦洋.     

白垩纪超静磁带期间一个短极性事件ISEA: 40Ar/39Ar定年和古地磁结果

为进一步确定白垩纪超静磁带(CNS)期间短极性事件ISEA的年代, 对辽宁北票三宝营采石场白垩纪火山岩进行了较为详细的岩石磁学和古地磁研究以及⁴⁰Ar/³⁹Ar定年. 岩石磁学实验表明三宝营火山岩的载磁矿物以似单畴的贫钛的磁铁矿为主; 系统热退磁结果表明, 在400℃/450℃之后可分离出特征剩磁分量, 且记录了反极性的古地磁场. ⁴⁰Ar/³⁹Ar测年结果表明, 三宝营火山岩的喷发年龄为116.0±0.3 Ma. 综合古地磁与⁴⁰Ar/³⁹Ar测年结果可知, 上述火山熔岩流记录的反极性地磁事件对应于白垩纪超静磁带期间的ISEA. 对白垩纪超静磁带期间短极性事件ISEA发生时间的确定, 为研究白垩纪全球地质事件的发生与地球内部动力学过程的相关性提供了年代学依据.     

特提斯喜马拉雅桑秀组英安岩锆石SHRIMP年龄及其意义

对特提斯喜马拉雅带羊卓雍错地区桑秀组英安岩进行了岩石学和锆石SHRIMP年代学研究. 结果表明, 在挑选出的21个锆石颗粒中有两种类型, 一种为长柱状岩浆锆石, 10个测点加权平均年龄为133±3.0 Ma, 代表了桑秀组火山岩浆活动的年龄, 另一种为椭圆形或不规则状继承锆石, 包括内核和增生边, 内核3个测点年龄分别为2244±16, 1153±33和492±25 Ma, 增生边1个测点年龄为132.7±5.2 Ma, 代表了桑秀组火山岩浆对不同时期增生地壳物质的重熔事件. 桑秀组火山岩与澳大利亚南西边缘Bunbury玄武岩的年龄接近, 均老于印度东北部Rajmahal玄武岩的年龄, 可能是Rajmahal玄武岩所代表的热点的早期产物.     

东特提斯洋晚中生代—古近纪重大事件研究进展

东特提斯域西藏南部地区发育晚中生代至古近纪的连续海相地层序列,是研究东特提斯演化、印度-亚洲大陆碰撞以及众多的古海洋事件理想的研究地区,是了解晚中生代温室地球不可或缺的重要窗口。主要基于中国西藏南部海相沉积的资料,对近年来东特提斯洋古海洋事件(如大洋缺氧事件、大洋红层、古新世—始新世极热事件)和重大地质事件(早白垩世印度北缘火山事件、晚白垩世构造抬升事件、印度-亚洲大陆初始碰撞事件、东特提斯海消亡事件等)的研究进展进行总结。指出今后应加强生物-年代地层、短时期环境-气候变化的研究,加强挖掘东特提斯域地域优势的研究。     

冈底斯地壳碰撞前增厚及隆升的地质证据: 岛弧拼贴对青藏高原隆升及扩展历史的制约

最近几年的调查发现, 与高喜马拉雅相似, 在冈底斯地块上广泛发育浅色花岗岩. 应用Th-Pb及⁴⁰Ar/³⁹Ar等定年手段分别对冈底斯浅色花岗岩的形成年代及热历史进行了限定, 独居石Th-Pb结晶年龄约为140 Ma, ⁴⁰Ar/³⁹Ar白云母冷却年龄约为130 Ma. 结合前人的构造变形研究及古地理分析, 认为冈底斯地块在约140～130 Ma发生地壳的缩短加厚及快速隆升作用. 与南美安第斯山高原类似, 冈底斯地块(高原)的早期加厚及隆起是新特提斯洋沿冈底斯地块南部俯冲及冈底斯地块北部班公-怒江洋逐渐封闭的结果. 印度板块与欧亚板块最后碰撞之前, 组成高原的各地块就有着增厚的地壳, 存在较高地形的山脉, 通过岛弧拼贴, 碰撞后高原可以迅速增厚、隆起、扩展. 高原的变形不是均匀的, 而是集中在地壳较薄的软弱带.     

中国海相盆地的形成与演化

中国海相沉积盆地的形成与演化主要经历了两大构造期和5个构造演化阶段．两大构造期是指早古生代板块离散-漂移控制下的海相盆地形成和晚古生代以来板块聚敛-碰撞控制下的盆地叠加改造这两大构造期．5个演化阶段如下：①元古界-中石炭世，小陆壳板块在大洋中的漂移和以碳酸盐岩沉积为主的海相盆地的形成；②晚石炭世-中三叠世，陆壳板块向北的拼合聚敛和海陆交互相沉积盆地的发育；③晚三叠世-早白垩世，板块拼贴以后的构造稳定阶段和陆内沉降控制的湖相沉积盆地的叠加；④晚白垩世-古近纪，受新特提斯洋和西太平洋板块活动的影响，海相沉积盆地经受陆内变形，发生埋藏、隆升剥蚀或破碎；⑤新近纪以来，受印度板块与亚欧板块的碰撞及其远距离效应的影响，海相沉积盆地边缘发生前陆挤压和盆山耦合作用．构造演化过程控制了中国海相沉积盆地的石油地质特征，古生代海相沉积盆地的形成奠定了油气藏形成的物质基础，中新生代的构造叠加与改造决定了油气成藏与保存的关键条件．晚元古代-早古生代，漂移在大洋中的古板块上沉积的深水相泥页岩和陆缘海碳酸盐岩层序中，发育了优质的海相烃源岩和礁滩相储集层．晚古生代，陆壳板块聚敛并上升成陆，克拉通盆地内部的古隆起成为油气运移、聚集和储集的良好空间，同时海陆交互相沉积的煤系地层形成了区域性的封盖层．中新生代的构造稳定性决定了古生代海相盆地的保存条件．具有前寒武系结晶基底，构造活动相对稳定，盆地改造程度低的海相沉积盆地和其中古油气藏容易保存，例如塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地等都是有利于海相油气勘探的地区．     

汶川大地震·龙门山

5·12汶川大地震的根本原因是板块活动的结果.进入新生代以来,南方的印度板块一直向北方推移,经过强烈挤压,使原来的古地中海东延部分逐渐消失,然后又使喜马拉雅山脉隆起.     

华南中生代以来弯山构造的发育和地块相对旋转——地质和古地磁证据

华南地块晚元古代至中生代沉积盖层显示了复杂构造图案,不同时期不同性质构造作用的交织,限制了对区域构造运动规律的了解和显生宙视极移轨迹(APWP)的建立,也产生了对其区域大地构造性质的不同认识.本文提供了古地磁和构造分析的初步解释:(1)扬子克拉通中部和东部的构造图案可能主要是由于中生代造山运动时期沉积盖层的滑脱造成;(2)第三纪印度大陆与欧亚板块的碰撞导致了华南地块西部和西南部广泛的局部旋转;(3)中国东南部显生宙结构模式是中古生代中期加里东造山运动和中生代中期造山运动的结果.     

长江中下游溧水盆地中基性次火山岩-侵入岩的锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素

对溧水盆地8件典型的中生代次火山岩-侵入岩进行了详细的锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究.结果显示,老虎头角闪闪长玢岩年龄为130.5±1.6 Ma,大铜山角闪闪长玢岩年龄为136.0±3.4 Ma,大魏庄角闪闪长玢岩年龄为132.7±2.7 Ma,野山凹粗安斑岩年龄为127.0±1.9 Ma,砚瓦桥石英闪长玢岩年龄为129.4±1.7 Ma,西北山辉石闪长玢岩年龄为133.2±2.1 Ma,长山头黑云母安山玢岩年龄为131.1±2.3 Ma,尖山黑云母粗安斑岩年龄为127.4±1.8 Ma.所有岩浆岩均为早白垩世产物,指示了溧水盆地岩浆活动的峰期时代.岩浆岩的锆石?Hf(t)值变化于-3.54~-9.11,其中大多数变化于-3.54~-5.93,与长江中下游其他火山岩盆地中同时代火山岩和侵入岩的锆石Hf同位素组成相似,表明它们具有相似的源区组成.在分析长江中下游地区以及邻区同时代岩浆特征的基础上,提出俯冲太平洋板块后撤模式来解释中国东部晚中生代岩浆活动.侏罗纪中晚期-白垩纪早期(170~135 Ma),太平洋板块向欧亚大陆俯冲,总体处于挤压背景,岩浆活动呈现出由沿海向内陆年轻化的趋势,且多具壳源特征;白垩纪早期(~135 Ma)之后,太平洋板块的俯冲作用减弱,俯冲板片发生后撤,研究区总体转变为拉张背景,从而形成了一系列火山盆地,造成大量富集地幔和较少量古老地壳物质的熔融,形成大量中基性岩浆岩.     

论华北克拉通破坏的时限

华北克拉通破坏时限的确定是探讨克拉通破坏机制及其动力学控制因素的关键, 长期以来存在较大的分歧. 华北克拉通破坏的提出标志着其内涵已经不仅仅局限于岩石圈减薄, 还包括岩石圈物质成分、热状态和流变学性质以及相关的岩浆作用等方面的变化. 由于后几种变化不一定只与岩石圈伸展关联, 因此, 克拉通破坏时限不能光靠伸展构造来确定. 本文从岩浆生成和演化的基本原理出发, 厘定了与克拉通破坏有关的岩浆活动标志, 并结合该地区岩浆性质和盆地演化的特征, 对华北岩石圈破坏的时限进行了约束, 获得以下认识: (1) 华北岩石圈减薄作用可能始于晚石炭纪-晚三叠纪, 在晚侏罗纪-白垩纪达到高峰, 并一直持续到白垩纪末期-新生代早期, 因此华北岩石圈减薄是一个相对缓慢的过程; (2) 克拉通边缘和内部的岩石圈薄弱带在华北克拉通破坏中的作用显著, 造成了克拉通破坏的时空不均匀性; (3) 导致华北岩石圈破坏的构造控制因素可能是多元的. 晚石炭纪古亚洲洋的南向俯冲以及后续的碰撞作用和晚三叠纪华南-华北板块的碰撞作用对华北克拉通破坏起到了“唤醒”的作用. 太平洋板块的俯冲对华北岩石圈破坏的影响则是决定性的, 是导致这一地区现今盆地和主要构造线的走向, 岩浆作用性质的演变以及南北重力梯度带的形成的主因.     

塔里木盆地早奥陶世白云岗组灰岩中的磁铁矿及其古地磁意义

塔里木早奥陶世白云岗灰岩样品中,包含有原生剩磁和重磁化等多磁组分,同一岩层中的多重磁组分具有重要的岩石磁学意义.岩石中磁性矿物类型和样品成岩历史的差异,均会使岩石产生不同类型的重磁化.对多重磁组分的解释,取决于对携磁矿物的种类、产状及其与岩石中其他矿物关系的认识.以往对磁性矿物的研究,常采用化学溶蚀法获得岩石中的磁性矿物,但它与周围矿物的结构构造关系在提取过程中被破坏,后者对指示重磁化的地质意义极为重要.本文在对白云岗组灰岩进行剩磁及等温剩磁测试的基础上,通过光学显微镜和扫描电子显微镜观察了样品岩石薄片中携磁矿物的结构构造、结晶特征、形态、颗粒大小和矿物共生组合,区分出了原生剩磁和次生剩磁的携磁矿物,获得了有关携磁矿物的岩石学证据,并解释了白云岗组炭岩的原生剩磁与重磁化产生的原因.1 样品及其古地磁结果样品采自库鲁克塔格雅尔当山剖面下奥陶统白云岗组,为黑色致密状灰岩、泥晶灰岩、瘤状灰岩.对该剖面的古地磁研究表明,样品经历了部分重磁化,但天然剩磁中保留有相当强度的原生剩磁组分.对白云岗组样品的剩磁特征分离结果显示有三组磁组分:(1)软磁组分,在100℃左右被清洗;(2)中等稳定性磁组分,该组分几乎全部集中在现代地磁场附近,其平均方向为D=15.3°     

特提斯构造带的演化和北缘盆地群形成及塔里木天然气勘探远景

通过对特提斯造山带的特征分析, 认为特提斯造山带经历了二叠纪至晚三叠世的新特提斯洋的扩张与古特提斯洋的关闭、侏罗纪至老第三纪早期新特提斯洋的俯冲消亡与印藏碰撞、老第三纪晚期以来阿拉伯板块的碰撞与持续的印藏陆-陆俯冲作用3个演化阶段. 结合特提斯造山带演化和北缘盆地群的特征, 认为北缘盆地群的沉积特征、构造特征及盆地类型都受到特提斯造山带形成和演化及特提斯洋海侵的控制; 北缘盆地群的演化可以分为晚二叠世至三叠纪的弧后前陆盆地发育阶段、侏罗纪至老第三纪早期的弧后伸展断陷和拗陷盆地阶段与老第三纪晚期以来的再生前陆盆地. 特提斯北缘盆地群是世界上重要的巨型天然气聚集区, 塔里木盆地是该聚集区的一部分.