云开地块中新生代隆升剥露作用的裂变径迹研究

云开地块地处华南南缘, 紧邻印支地块, 是约束华南陆块南缘中生代构造热事件时空格架的理想地区. 通过云开地块内主要岩石类型的磷灰石和锆石裂变径迹热年代学研究揭示出: 不论岩石类型如何, 区内锆石裂变径迹年龄主体变化于97.4~133.0 Ma间, 而磷灰石裂变径迹年龄变化于43.2~68.4 Ma间, 峰值径迹长度约为13 μm, 呈单峰正态分布. 由此推断云开地块晚中生代以来隆升幅度达5 km以上, 区域上裂变径迹年龄反映晚中生代以来云开地块内部不同地区有着差异的隆升幅度, 特别是25~30 Ma以来具更快的隆升剥露速率. 上述热年代学为深入理解华南中新生代构造地貌格局提供了新的研究资料.     

西藏羌塘地区的地质特征兼论古特提斯海的构造格局

羌塘地区系指改则、班戈县以北,可可西里山以南的一块无人地区。该区的地层明显地可以分成三套岩系:基底变质岩系,晚古生代到中生代的盖层沉积和晚白垩世到第三纪的断陷盆地沉积。基底变质岩系命名为阿木岗群,它主要的岩性为前泥盆系的绿片岩。晚古生代和中生代的地层主要是厚度不大、未变质的浅水碳酸盐和碎屑岩沉积,它代表着相对比较稳定的构造环境下的产物。本文还对该区的岩浆活动以及区域构造特征进行了论述。上述的地质特征和不同时代的地槽褶皱系环绕着羌塘地区周围,表明羌塘地块确属存在。结合邻区资料,笔者认为在石炭～二迭纪时羌塘地块位于冈瓦纳和北方大陆之间的过渡地带。它和其它的类似的地块一起,使古特提斯呈现出一种岛(微大陆)海的构造格局。由于没有广阔的大洋,那么处于所谓的冷、暖水生物群之间的混生和过渡现象也就容易解释了。     

多旋回地壳运动理论及其应用

Ⅰ多旋回地壳运动理论的创立和现状多旋回地壳运动理论是历史大地构造学的一个重要内容。地球构造圈的各部分,在不同阶段构造格局和构造特点的不同,正是地壳构造发展的多旋回性的反映,即地壳构造是多旋回螺旋式向前发展的。地质科学是从欧洲和美洲一些国家发展起来的,从一些旧的观念来说,造山运动发生于从寒武纪以来所形成的地槽沉积带,它们的造山时期各处不同,加里东、华力西、阿尔卑斯是早已被公认的三个主要时期或三个造山旋回。当初,不少著名学者一般都认为欧洲和美洲的地槽地带及造山时期是“单旋回的”,例如:斯堪的纳维亚半岛的造山运动是加里东旋回,而无华力西和阿尔卑斯旋回。德国中部的造山运动是华力西旋回,而无加里东和阿尔卑斯旋回。美国东部的阿帕拉契地槽(至少南段)是华力西旋回而无加里东和阿尔卑斯旋回。1939年到1950年间,德国地质学家史蒂勒(H. Stille)发表了几篇论文,总结并建立了地槽发展的单旋回模式。他提出了地槽褶皱带的构造岩浆旋回发展特点,其基本内容大体如下:     

大别造山带周缘盆地发育及其对碰撞造山过程的指示

大别造山带中生代构造演化是国内外高度关注的热点问题之一, 尤其是周缘中生代沉积盆地如何记录这一经历了强烈俯冲消减和巨量剥蚀的造山带构造演化更为引人瞩目. 近年来, 通过周缘盆地沉积学分析, 并结合构造变形研究, 认为大别造山带南北边缘从晚三叠世至早白垩世遭受挤压逆冲, 从而控制外缘前陆盆地发育, 而其核部自侏罗纪至早白垩世逐步发生伸展变形、穹隆和裂陷, 直至在晚白垩世之后造山带全面塌陷, 总体上造山带呈现出长时期的挤压逆冲, 伸展自核部向边缘不断扩展、增强, 挤压与伸展在地壳尺度上并存(J-K₁)的构造演化特征; 大别造山带核部超高压变质岩揭顶年代自东向西依次为早侏罗世至晚侏罗世, 其剥露深度从西至东不断加大; 造山带剥露的深层次轴部变质杂岩为北侧合肥盆地提供主要物源, 而南侧中扬子盆地的物源可能主要来自于造山带南部盖层岩石及现已被逆冲掩盖的、并与勉略缝合带相关的地层. 动力学分析表明, 华北与华南板块之间受沿商丹和勉略缝合带拼合碰撞作用及其之后的江南褶皱逆冲带自南东向北西推进、华北板块南缘沿秦岭北界断裂向南的陆内俯冲的叠加影响, 导致大别造山带逆冲增厚及之后的核部重力扩展、均衡隆升, 从而导致高压/超高压变质岩多期剥露. 未来从周缘沉积盆地揭示大别造山带造山过程方面的研究应强调进一步探索勉略缝合带的东延、大别造山带高压/超高压变质地体对华南北缘不同地质单元和盆地的掩盖及盆地同沉积期源区构造面貌及其东西延展、大别造山带盖层和基底岩石的巨量剥蚀及其流向、恢复大别造山带内部俯冲消减和被剥蚀的构造单元等.     

山西宁武盆地三叠纪、侏罗纪古地磁结果的构造意义

本文是华北地块山西宁武盆地东侧三叠纪,侏罗纪地层的古地磁研究结果,根据有关古地磁数据,本文探讨了华北地块中生代时期的构造演化规律,论证了华北地块自晚古生代以来由南往北的漂移过程,及印支运动的强烈影响和块体的逆时针旋转。本文还通过有关数据的分析,表明了中生代晚期华北地块已与欧亚板块拼合为统一块体,拼合以后并作顺时针旋转。     

华南板块的旋转运动

80年代以来,对扬子地区进行了较大范围的古地磁学研究,月前已获得了一大批显生宙各主要时期的数据,据此建立了APW曲线。然而,东南地区尚极少见已发表的资料。为进一步确定华南地区板块构造的格局与中生代造山作用之前的演化历史,我们于1989年12月在位于华南板块的广东省连县附近(112.4°E,24.9°N),采集了(?)_3-T_1的古地磁样品,以期     

重新解释广西运动

广西运动作为华南地质重要概念之一,已建立７０年,一般被认作志留纪末华夏地块的扬子地块会聚而致的造山运动。据广西及邻区地质研究新进展,桂西和桂中柳州－合山地区早古生代属于稳定地块。文本运动起因于寒武纪末南面云开地块向北挤压,形成其间的大明山－大瑶山褶皱带,可能与晚泛非运动相关。华夏地块和扬子地块会聚过程发生在晚奥陶世～早志留世,影响范围主要在湘、赣两省,可用崇余运动称之,志留纪末无造山运动。     

华北二叠纪末集群绝灭前的裸子植物及其生存对策

二叠纪末集群绝灭(terminal Permian mass extinction)是显生宙最大规模的生物绝灭事件,一般认为这次事件是渐进的(gradual),持续了数百万年,表现复杂,具有多重性质,在这次事件中,陆地生态系统濒临崩溃;植被显示严峻的退化演替(regressive succes-sion)趋势;树木凋零,菌毒麇集成灾,导致全球性“缺煤事件”,那些在石炭纪时期十分繁盛的植物,大部分绝灭了,唯有裸子植物例外,它们进入二叠纪以后,迅速辐射扩散并完成了古一中植代过渡,成为植物群的主要成分,不过在这次事件的打击下,也只有少数续存于中生代.据Cleal统计全球二叠纪20个裸子植物科级分类中,仅2～3科穿过了二叠三叠纪(以下简称P-Tr)界线,也正是这些幸存者的后裔成为中生代植物群的主体.     

一个发生在沉积盖层里的破坏性地震: 2010年1月31日四川遂宁-重庆潼南地震

一般而言只有结晶基底才有足够的强度积累大量的应变能然后突然释放形成破坏性地震, 而沉积盖层则由于富含孔隙、流体因此较软弱而不能积累足够的能量形成大的地震. 而2010 年1 月31 日在遂宁-潼南交界处一次M5.0 破坏性地震, 多数台站记录短周期面波(Rg)发育, 显示出浅震的特征. 通过拟合短周期面波和较长周期面波的相对幅度, 拟合远震深度震相pP, sP 波形, 确定该地震深度约为(2±1.5) km, 因此该地震发生在厚达6 km 的沉积盖层之内. 虽然文献中有古生代沉积岩中发生4 级地震的报道, 但是中生代沉积盖层中发生高达5级地震的案例尚无报道. 此次地震给破坏性地震的孕育机理研究提供了罕见的案例.     

冀中拗陷内深地震反射剖面揭示的滑脱构造

华北盆地是我国东部的一个大型新生代裂谷盆地.它在中生代以前是一个稳定的大陆地块,在新生代期间经历了几次重要的断裂和沉降阶段.许多研究(例如文献[1,2])结果表明,华北盆地的伸展构造有与美国Basin和Range地区相类似的特征:盆地由一系列地堑和地垒组成,其中的断陷盆地大多为半地堑,一侧为高或中等角度的面状(或铲形)正断层,另一侧为沉积超覆.这一重要结论来自石油勘探的反射地震剖面.然而,石油勘探反射剖面一般只     

江西井冈山地区寒武-奥陶纪地层的Sm-Nd同位素组成及其构造意义

研究的井冈山地区位于扬子地块与华夏地块之间, 在早古生代寒武-奥陶纪时期沉积了巨厚的泥砂质韵律岩层夹碳酸盐岩和含炭岩层. 它们具有低的ε_Nd(t)值(–13.9~–7.9)和古老的Nd模式年龄(1842~2375 Ma), 数据点在t_DM-t_Str.图上远离一致线分布, 在ε_Nd(t) - t_Str.图上都位于华南元古代地壳演化区域内. 这些特征表明, 本区寒武系和奥陶系主要是古元古代古老地壳组分再循环作用产物, 物源以华夏地块区成熟度较高的陆源碎屑沉积岩为主. 奥陶系爵山沟组和对耳石组的ε_Nd(t)值(–10.5~–7.9)位于上述范围的高端, Nd模式年龄(1842~2059 Ma)位于上述范围的低端, 反映在它们沉积时期内, 来自古元古代晚期-新元古代早期新生地壳物质的加入相对明显. 鉴于在华夏地块和扬子地块东南缘范围内, 早古生代地层的Nd模式年龄都大于1800 Ma, 没有发生明显的降低, 反映在这些地区不存在早古生代亏损地幔来源岩浆活动.     

南秦岭关家沟组砾岩的时代、成因环境及其构造意义

关家沟组地层位于南秦岭造山带, 因缺乏化石证据, 其地层时代长期悬而未决, 该套地层在南秦岭地区地质演化过程中构造含义始终模糊不清. 关家沟组砾岩厚度约为2050 m, 为一套向上变粗、变浅的进积层序, 结构和物质组成上表现为不成熟海相浊积砂岩和砾岩. 虽然南北两侧为断层所限, 但关家沟组变质变形很弱. 北侧为泥盆系三河群, 南侧为新元古界横丹群, 关家沟组中含有大量花岗岩和火山岩碎屑. 对采自其中的花岗岩和火山岩砾石进行了单矿物(斜长石和钾长石)⁴⁰Ar/³⁹Ar热年代学研究. 两个测年结果分别给出了花岗岩和火山岩砾石的冷却年龄为219.69±0.49和216.46±0.59 Ma, 与早中生代秦岭全面碰撞作用时期(240~220 Ma)的构造岩浆活动的时代大体一致, 暗示关家沟组可能沉积于晚三叠世Norian期, 约220 Ma. 沉积学分析和热年代学研究表明: 关家沟组可能是残余洋盆的沉积充填物. 区域上, 该残余洋盆为晚古生代-早中生代阿尼玛卿洋与勉略洋或中央造山带南侧特提斯洋的一部分.     

湘西板溪群及冷家溪群的时代研究

自从许靖华教授提出“华南大地仰冲构造学说”以来,有关华南大地构造的争论成为一个热点话题,引起了国内外学者的关注.争论最终集中在所谓的“板溪群”.即对其性质有两种截然不同的认识:“中生代构造混杂岩”说和“扬子地体的前震旦基底”说.应当指出的是,国外学者指的“板溪群”是一个笼统的大概念,而在国内所指的典型的板溪群出露于湖南湘西地区.在湘西,狭义的板溪群以及冷家溪群均是许靖华等国外学者所指的“板溪群”的一部分.     

华南地壳结构与构造边界特征:来自地震背景噪声和重力联合成像模型的约束

查明华南板块的地壳精细结构,厘清不同块体的地壳物质属性和构造边界特征,对研究华南成矿带的深部动力学成因以及华南板块的形成演化具有重要意义.随着新方法的发展和对多类型数据的深入挖掘,对壳内精细结构的分辨率逐渐提高,有鉴于此,本研究通过收集华南地区地震台站的波形数据,利用背景噪声面波和布格重力异常联合反演华南板块的地壳S波速度结构.结果表明:联合反演模型获取的布格重力异常与观测重力值拟合较好,印证了新方法的可靠性;上地壳内主要沉积盆地呈现明显的低速特征,地壳厚度由西到东呈现减薄的趋势,且在中地壳内,江南造山带南段的地壳结构呈现北东向的高低速带状穿插分布,在南北重力梯度带和江山-绍兴-萍乡-永州一线存在“蘑菇云”形状的中地壳隆升;随着深度的增加,在21～30 km下地壳,速度的横向变化不再与地壳浅层主要构造相对应,整个区域的速度分布呈现东高西低的趋势,且随着深度的增加这一特征越发明显;在30～40 km深度上,速度变化的东西分界与南北的布格重力异常梯度带近似重合.据此推测,江南造山带与扬子和华夏地块的构造边界分别沿着九江-常德-吉首-铜仁-百色一线和江山-绍兴-萍乡-永州-柳州-钦州一线;区...     

东喜马拉雅构造结上新世以来快速抬升的裂变径迹证据

研究区位于东喜马拉雅构造结的东北侧,近东西向喜马拉雅山与北东向念青唐古拉山、近南北向横断山的交汇地段.这里是印度板块与欧亚板块碰撞的前缘部位,壳层的挤压变形十分强烈,无论是地质边界,还是地形都围绕此构造结发生了最急剧的转折,塑造了世界上著名的高山峡谷地形,其平均切割深度达5000m左右,是探讨青藏高原隆升历史最有利的典型地区.研究区地质上属于冈底斯岛弧的东延部分,其南部主要由一套角闪岩相的变质岩组成,可能是岛弧或拉萨地块的基底,北部主要为古生代的沉积盖层,在基底和盖层中有大量花岗岩     

鄂尔多斯地块是破解华北早期大陆形成演化和构造体制谜团的钥匙

鄂尔多斯地块是华北克拉通的核心地质单元之一.前寒武纪基底陆块的划分、克拉通化过程与构造机制、古元古代活动带、中-新元古代的多期裂谷和壳幔调整、华北地台形成等华北早期大陆的几乎所有重要科学问题,都与鄂尔多斯地块密切相关.近年来鄂尔多斯地块的油气和煤资源的研究有重要突破,带动基础地质研究至少在三方面有重要进展:(1)大鄂尔多斯盆地的演化历史;(2)狭义鄂尔多斯盆地的基底以及与周边基底岩石的对比;(3)鄂尔多斯地块的周边断裂及其性质.这些都说明鄂尔多斯地块是在原有华北克拉通基底上发展起来的大盆地,现在的狭义盆地面貌是在三叠纪末开始形成,并在中-新生代才逐步改造定格的.因此对华北克拉通早期大陆的形成和演化历史,需要抛开固有的想法,客观分析地质资料,给予科学解读.鄂尔多斯地块是破解华北早期大陆形成和构造体制演化谜团的钥匙.     

华南上奥陶统观音桥层的空间分布和古地理重建

观音桥层是晚奥陶世赫南特期在华南上扬子区广泛发育的一套介壳相泥质灰岩地层,位于五峰组和龙马溪组两套页岩气产出层位之间.恢复观音桥层的地理分布,分析其空间分布型式和规律,将有利于重建华南奥陶纪末期的古地理,更好地理解华南奥陶纪末生物大灭绝的环境背景,以及五峰组和龙马溪组黑色页岩形成的古地理背景.本研究基于GBDB数据库收集、整理和厘定了342条剖面的综合数据,利用地理信息系统的Arc GIS软件进行空间模拟,重建了华南上扬子区观音桥层的空间展布.重建结果显示,观音桥层广泛分布于上扬子台地的大部分地区,集中出露于滇东北、黔北、川东南、重庆、鄂西等地,其中厚度最大的区域呈东西向分布于滇黔桂古陆的北缘,形成了一个完整的沉积中心区;而同期的其他岩石地层单元则主要分布于上扬子台地的边缘地区.同时,利用各剖面的沉积学与古生物学、古生态学特征推测该时期各地点具体的古水深值,从而恢复了上扬子区观音桥层沉积期的古地形.结果表明,上扬子区在赫南特中期呈现出"一隆三坳"的古地理格局,"一隆"为湘鄂西水下高地,"三坳"为川东南坳陷、湘中坳陷和鄂北坳陷.这一三面为古陆环绕、局限滞留的古地理环境,是五峰组和龙马溪组富有机质页岩富集的控制因素之一.     

大别造山带深部地缝合线与地表地缝合线的解耦及大陆碰撞岩石圈楔入模型: 中生代幔源岩浆岩Sr-Nd-Pb同位素证据

中国东部华北和华南陆块的中生代镁铁质岩浆岩的Nd-Pb同位素存在显著差异 华北陆块中生代幔源岩浆岩的εNd值可低至-15～-21, 206Pb/204Pb<17.9, 而华南陆块的εNd值>-10, 206Pb/204Pb>18.3. 大别造山带北部发育的中生代辉石-辉长岩的εNd值可低至-19, 206Pb/204Pb<17.3. 这说明北大别带深部岩石圈的地球化学特征与华北陆块岩石圈类似, 而不同于华南陆块. 因此, 虽然大别造山带华北与华南陆块地表地缝合线位于北大别带北侧, 但是切割中国东部的中生代深部岩石圈Nd同位素剖面显示其深部地缝合线应位于北大别带以南. 这与前人建议的郯庐断裂以东深部地缝合线南移现象是一致的, 但与华南陆块地壳向北俯冲相矛盾. 这一深部地缝合线与地表地缝合线的解耦现象可以用大陆碰撞岩石圈楔入模型来解释. 俯冲板片断离后, 两陆块的持续会聚可形成缝合带的强挤压环境, 从而导致已折返的俯冲陆壳与未折返的镁铁质下地壳及岩石圈地幔分离, 并使华北陆块下地壳及岩石圈楔入扬子陆块北缘俯冲陆壳和岩石圈地幔之间. 这一构造作用导致华南陆块原俯冲陆壳向北仰冲, 而华南陆块深部岩石圈向华北陆块下俯冲. 它是导致大别山侏罗纪超高压变质岩的第2次快速抬升和岩石圈拆离(delamination)及相应岩浆作用的重要构造机制. 大别-苏鲁造山带深部地缝合线南移也为早白垩纪沿长江中下游一带发生的大规模中生代岩浆-成矿作用创造了深部构造条件.     

北京十三陵长城系常州沟组碎屑锆石SHRIMP年龄: 华北克拉通盖层物源区及最大沉积年龄的限定

华北克拉通中元古代长城系盖层广泛分布, 其沉积时代和物质来源对于华北克拉通前寒武纪地壳演化研究具有重要意义. 本文报道了北京十三陵地区华北克拉通长城系盖层碎屑沉积岩碎屑锆石年龄分布模式. 样品为长城系下部常州沟组含长石石英砂岩(CHc-2)和石英砂岩(CHc-9). 碎屑锆石年龄主要分布在2.35~2.60 Ga之间, 靠上部层位(CHc-9)还有一定数量1.9~1.8 Ga和2.1~2.3 Ga碎屑锆石存在. 研究表明, 碎屑沉积物来自以约2.5 Ga陆壳物质为主的华北克拉通物源区, 1.9~1.8 Ga为华北克拉通古元古代哥伦比亚超大陆陆-陆碰撞构造热事件响应的年龄, 长城系盖层最大沉积年龄小于1.8 Ga.     

大陆俯冲带壳幔相互作用的碰撞后镁铁质岩浆岩记录

对大别-苏鲁造山带和华北陆块东南缘中生代碰撞后镁铁质岩浆岩进行详细的同位素年代学和地球化学研究,结果显示出弧型微量元素分布特征、富集的Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成和异常的锆石18O值.尤其特别的是,大别造山带部分镁铁质岩浆岩具有低的锆石18O值并含有新元古代和三叠纪U-Pb年龄的残留锆石,这是区分俯冲华南陆块与上覆华北陆块的鉴定性特征.这些特征指示它们来源于造山带岩石圈地幔的部分熔融.在三叠纪大陆碰撞过程中,来源于俯冲华南陆壳的长英质熔体与上覆华北岩石圈地幔橄榄岩反应,形成了富集的造山带岩石圈地幔.根据某些特定的微量元素比值如Ba/Th,Sr/Rb和(La/Yb)N等,可以厘定出卷入大陆俯冲隧道壳幔相互作用的陆壳物质既有俯冲陆壳基底,也有上覆沉积盖层.因此,碰撞造山带以及上覆陆块边缘的碰撞后镁铁质岩浆岩为大陆俯冲带壳幔相互作用提供了岩石学和地球化学记录.