中国大陆东部盆地构造动力学分析

在中国大陆东部地区,松辽、渤海湾和苏北等—系列中、新生代大中型含油气盆地与郯庐断裂具有密切的时空关系。郯庐断裂活动是邻近地区断裂变形、深部物质作用、岩石圈减薄、岩浆作用以及盆地形成和演化的主要控制因素。断裂活动和盆地动力学过程可以分为３个阶段。①在印支至早燕山运动期间,由于太平洋板块向北西俯冲,郯庐断裂发生大规模左行压扭活动。在松辽地区,派生的应力场使早期的地壳断裂成为郯庐断裂的分支,并发生张剪变形;在渤海湾和苏北地区,早期的两组剪切断裂联合成北凸的弧形断裂。由于断裂的触发与减压作用,地壳上部进一步张裂,形成断陷盆地。②从晚侏罗世开始至早白垩世,太平洋板块的俯冲作用时强时弱,郯庐断裂压扭与拉张裂陷交替进行。同时,由于重力均衡和深部幔隆的收缩作用,使松辽盆地整体下沉,渤海湾和苏北地区仍是幔隆和断陷盆地形成时期。③新生代期间,郯庐断裂分段活动,由于印度板块与欧亚板块的强烈碰撞效应,渤海湾、苏北地区和郯庐断裂带南段共同受到北西—南东方向的伸展变形,地幔再次拱升,渤海湾和苏北盆地形成     

晚侏罗-早白垩世郯庐断裂平移性质的探讨

通过晚侏罗世-早白垩世郯庐断裂带的应力场性质、盆地原型展布及构造环境分析,并结合同一时期大别造山带北缘火山岩主量元素、稀土元素的地球化学特征,认为大别造山带北缘和郯庐断裂带西侧区域为伸展构造环境,主张应力方向为北西西-南东东,郯庐断裂带在晚侏罗世-早白垩世应为右行平移伸展活动.     

郯庐断裂带南段及邻区中、新生代盆地的反转机制

郯庐断裂带南段及邻区中、新生代盆地的反转构造主要包括盆地边缘的逆掩断层、盆地旁侧的碎裂岩带、盆地内部的楔形冲断体以及地层褶皱和底部砾岩被掩盖。靠近郯庐断裂带西侧的反转构造 ,主要受郯庐断裂带的控制 ,多为在该断裂基础上发育的斜向逆冲断层。郯庐断裂带东侧盆地 ,以 NE向线状排列为主要特征 ,它们斜交郯庐中断裂带。这些盆地的北缘被由 N→ S逆掩的隆升地块所掩盖。研究区盆地反转构造开始于老第三纪的早期 ,中、晚期为反转构造活动的强盛时期。太平洋板块相对于欧亚大陆的俯冲 ,使得大型的晚白垩世盆地解体 ,形成线状楔形冲断块和线形盆地相间排列的构造结局。同时 ,第三系在其山前堆积而成。     

郯庐断裂带古新世—早始新世左旋走滑活动的反射地震证据

在渤海南部莱州湾附近,横过郯庐断裂的反射地震剖面直接显示了郯庐断裂带的延伸、运动性质和活动时限的证据.郯庐断裂带在渤海内几何形态和断裂组合与陆上出露情况基本一致.根据切过断裂带的剖面和平面上断裂系组合特征,判断其为兼具垂直位移的左旋走滑运动断裂系.由于断裂带活动控制了同构造沉积地层的发育,可以确定其活动的时限相当于渤海湾盆地孔店组和沙四段沉积期,即为古新世-早始新世期.此后,可能由于太平洋板块的俯冲方向的改变,引起区域性应力场的改变,北北东向严格意义上的郯庐断裂带不再有明显的活动,转而被北东向的右旋走滑构造活动所替代.     

华北东部侏罗—白垩纪盆地演化及其对构造运动的响应

华北东部侏罗—白垩纪盆地演化的阶段性反映了燕山运动的幕式过程.在华北东部侏罗—白垩纪残留盆地分布、沉积充填特征研究的基础上,结合区域构造演化背景,恢复了晚中生代华北东部的原型盆地格局.结果表明:早—中侏罗世华北东部处于由古亚洲构造域向滨太平洋构造域演化的过渡阶段,早期发育一些小的山间沉积盆地群,表现为对印支期造成的低洼地区的充填,晚期表现为披覆式沉积;晚侏罗世进入中生代重要的构造转折期,华北东部构造演化受控于西太平洋区板块活动,晚侏罗—早白垩世伸展断陷盆地发育,盆地的展布具有明显的分区性,沉积充填受北东—北北东向和北西—北西西向断裂系统控制;晚白垩世,郯庐断裂带以西的华北东部地区持续隆升,仅局部洼陷有红色碎屑沉积充填.     

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.     

济阳坳陷桩海地区构造演化特征研究

目前济阳坳陷桩海地区已经发现桩西油田、五号桩油田和长堤油田,但是对该区的构造,尤其是对前第三系构造认识并不清晰.应用平衡剖面原理研究了该地区的构造特征和构造演化过程,并分析了该区构造与郯庐断裂带的关系.结果表明:①桩海地区构造演化可以大致划分为3个阶段,即前中生代整体升降阶段、中生代末期的挤压隆升阶段和新生代断陷—坳陷阶段;②郯庐断裂带的活动是桩海地区中生代以来构造运动的动力源,控制了本区构造特征和构造演化过程;③由郯庐断裂走滑所派生的旋转使桩海地区成为NW向构造带中挤压构造最发育的地区.     

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。     

合肥盆地对郯庐断裂带同造山走滑活动的沉积响应

夹持于郯庐断裂带与大别造山带之间的合肥盆地,前侏罗纪基底上的印支期前陆逆冲断层靠近郯庐断裂带显著增多,指示了该断裂带印支期的活动。盆地内侏罗系地层在郯庐断裂带一侧出现了边缘相,并且发育了与断裂带平行的沉积中心,反映当时郯庐断裂带已出现在合肥盆地的东侧,构成了盆地东部边界,因走滑而隆升的张八岭带构成了盆地东部的物源区。位于大别造山带东缘的郯庐早期走滑糜棱岩中3个白云母的40A r/39A r坪年龄分别为(192.5±0.7)M a、(189.7±0.6)M a、(188.7±0.7)M a,代表了同造山期走滑的冷却年龄。这一系列现象表明,郯庐断裂带起源于华北与华南板块印支期的陆—陆碰撞,推断是以转换断层的型式出现。该断裂带早白垩世的左行平移是滨太平洋构造运动中的再次活动。     

郯庐断裂带(五河段)演化特征与矿化关系研究

研究区位于华北板块东南缘,郯庐断裂带西侧近旁侧。本区与胶东金矿矿集区具有相同的大地构造背景,其成矿地质条件及结构非常类似。文章在总结前人对胶东矿集区断裂及其控矿规律的研究基础上,以成矿谱系理论为指导、以断裂构造研究为主线,借助现有多处采石场的揭露,在系统的野外地质调查基础上,对郯庐断裂带(朱顶-石门山断裂)的演化进行研究;认为郯庐断裂带(五河段)主要经历了3个演化阶段:晚侏罗世末至早白垩世,以韧性剪切为主的左行走滑运动、早白垩世至古近纪的脆性伸展正断以及新近纪以来的逆冲挤压活动。研究发现,本区NNE向断裂在伸展时期对岩浆岩、矿化及含矿石英脉的产出与分布控制明显,尤其是断裂破碎强烈、多石英脉充填部位是找矿的良好标志,在今后的找矿勘探中应予以重视。     

松辽盆地中、新生代构造特征及其演化

松辽盆地发育在大陆内部古生宙－元古宙基底之上，出现在中生代火山岩带的后缘，经历了晚侏罗世地幔上隆、陆壳坳陷，早白垩世大规模岩浆上涌、引张裂陷、晚白垩世盆地挤压、构造反转和新生代较小幅度伸展断陷多阶段的构造演化。研究表明，发生在松辽盆地的从岩石圈伸展减薄到挤压增厚再到拉伸的复杂动力学演化过程是中生代伊泽奈崎大洋岩石圈朝东亚陆缘俯冲－碰撞作用的结果，松辽盆地的形成演化与洋壳运动方向、俯冲角度、俯冲速率的变化、俯冲带位置的迁移、大陆内部对洋壳消减了作用的响应方式等因素密切相关。     

Detachment within subducted continental crust and multi-slice successive exhumation of ultrahigh-pressure metamorphic rocks: Evidence from the Dabie-Sulu orogenic belt

Although tectonic models were presented for exhumation of ultrahigh-pressure （UHP） metamorphic rocks during the continental collision, there is increasing evidence for the decoupling between crustal slices at various depths within deeply subducted continental crust. This lends support to the multi-slice successive exhumation model of the UHP metamorphic rocks in the Dabie-Sulu orogen. The available evidence is summarized as follows： （1） the low-grade metamorphic slices, which have geotectonic affinity to the South China Block and part of them records the Triassic metamorphism, occur in the northern margin of the Dabie-Sulu UHP metamorphic zone, suggesting decoupling of the upper crust from the underlying basement during the initial stages of continental subduction; （2） the Dabie and Sulu HP to UHP metamorphic zones comprise several HP to UHP slices, which have an increased trend of metamorphic grade from south to north but a decreased trend of peak metamorphic ages correspondingly; and （3） the Chinese Continental Science Drilling （CCSD） project at Donghai in the Sulu orogen reveals that the UHP metamorphic zone is composed of several stacked slices, which display distinctive high and low radiogenic Pb from upper to lower parts in the profile, suggesting that these UHP crustal slices were derived from the subducted upper and middle crusts, respectively. Detachment surfaces within the deeply subducted crust may occur either along an ancient fault as a channel of fluid flow, which resulted in weakening of mechanic strength of the rocks adjacent to the fault due to fluid-rock interaction, or along the low-viscosity zones which resulted from variations of geotherms and lithospheric compositions at different depths. The multi-slice successive exhumation model is different from the traditional exhumation model of the UHP metamorphic rocks in that the latter assumes the detachment of the entire subducted continental crust from the underlying mantle lithosphere and its subsequent exhumation as a whol     

郯庐断裂带两侧坳陷、烃源岩及成烃演化的差异性

中国大陆东部的一系列中新生代含油气盆地分布于郯庐断裂两侧或位于郯庐断裂带内,显然,这些含油气盆地的形成演化和分布与郯庐断裂带的活动密切相关.作者以郯庐断裂两侧主要坳陷的构造沉降历史恢复为基础,分析了郯庐断裂两侧各坳陷古热场演化的差异性、主要烃源岩发育及品质的差异性,探讨了郯庐断裂活动与两侧坳陷成烃演化的内在联系,认为郯庐断裂对两侧坳陷的成烃、成藏具有宏观控制作用,而坳陷周缘及内部的构造(断裂)活动则对其在坳陷内的分布有重要的影响.     

中国东海北北东向和北西向断裂带研究的新认识

对东海重、磁资料进行了各种转换处理,结合地震、地质资料,综合定性和定量解释的成果,对中国东海北北东向陆架西缘断裂带、陆架东缘断裂带和北西向桃花-粟国断裂带、渔山-久米断裂带进行了研究。指出中国东海北北东向和北西向断裂带中生代以来的活动经历了三个阶段,即印支-早燕山阶段的北北东向断裂带左旋平移、北西向断裂带碰撞、挤压,晚燕山-早喜山阶段北北东向断裂以“犁式正断层”方式活动,北西向断裂带左旋平移活动和晚喜山阶段北西向断裂的左旋平移活动。断裂活动表现出自西北向东南逐渐变新的特点。由于两组断裂带的活动。造成了东海盆地“东西分带”、“南北分块”的基本构造格局。三个阶段的活动方式分别与特提斯洋的俯冲、太平洋-库拉板块的北移,特提斯洋的封闭、印度板块的向北移动及太平洋板块运动方向的转变有关。     

渤海湾盆地中、新生代构造演化研究

根据中生界上侏罗统和下白垩统地层和控盆断裂分布分析,中生代晚期晚侏罗—早白垩世郯庐断裂带的左旋走滑平移导致郯庐断裂带以西自北向南发育了3个北西向断堑系,即北部的渤海断堑系、中部的济阳断堑系和南部的鲁西南断堑系。从区域资料综合分析,渤海湾盆地的基本格局是早第三纪以来的新生代盆地格局。渤海湾盆地的形态、构造和沉积特征及热流值分布表明该盆地在新生代为拉分盆地。根据渤海湾盆地的各个坳陷内新生代各时期的地层分布、沉积厚度和控盆边界断裂在各时期的空间位置以及活动性质综合分析,恢复了盆地新生代以来的构造演化格局。中、新生代盆地构造和沉积分布特征表明渤海湾盆地是一个中、新生代叠合盆地。     

埕岛地区古生界构造和地层多样性及形成机制

运用三维地震、钻井资料和区域应力场研究结果,探讨埕岛地区古生界构造和地层多样性的形成机制。结果表明,三叠纪末期-始新世,在郯庐断裂左旋→右旋"往返式"走滑运动控制下,埕岛地区古生界经历了"挤压倾伏褶皱、拉张反转成山、差异走滑定型"3个阶段。三叠纪末期,在郯庐断裂左旋走滑运动下,埕岛地区NE-SW向挤压、北西向倾伏褶皱,形成西、中、东3个逆掩断块体,差异隆升作用造成古生界剥蚀程度不一。晚侏罗世-早白垩世,在郯庐断裂左旋走滑运动下,埕岛地区经历NWW-SEE向→NW-SE向拉伸,逆冲断层发生不均衡反转形成西、中、东三排山和"南敛北散"形态。晚白垩世-始新世,在郯庐断裂右旋走滑运动下,埕岛3排山自西向东基底走滑剪切位移不断增大,中排山和东排山在基底剪切下发育的东西向断层和北东向走滑断层相互切割,构造样式和岩性分布更复杂。     

南海成因：岩石圈破裂与俯冲带相互作用新认识

 南海深部计划与国际大洋钻探航次取得了一系列创新进展与重大突破：1）发现南海陆缘岩石圈减薄之初未出现地幔蛇纹岩出露，且岩浆迅速出现；2）新提出南海不是“小大西洋”，而是“板缘张裂”盆地，与经典的大西洋型“板内张裂”陆缘模式不同；3）揭示南海受到俯冲带的强烈控制，提出俯冲诱发地幔上涌并影响南海岩浆活动。     

秦岭北缘巨型陆内俯冲带的深部物理状态

秦岭造山带是一个复合型大陆造山带。燕山末期——喜马拉雅初期由于华北板块相对于秦岭造山带的俯冲,在秦岭北缘形成巨型陆内俯冲带。反射地震剖面揭示该带为一向南倾斜的强反射波组带,并且在两侧显示出明显的差异;大地电磁测深剖面中该带表现为略向南倾的低阻带。南侧为高阻体,北侧为多层结构;流变学特征揭示,该俯冲带南部相似于造山带的核带,北部则相同于中、新生代的大陆汇聚带,充分证明了秦岭北缘巨型陆内俯冲带的存在。     

Decoupling of surface and subsurface sutures in the Dabie orogen and a continent-collisional lithospheric-wedging model：Sr-Nd-Pb isotopic evidences of Mesozoic igneous rocks in eastern China

Based on the distribution of UHPM rocks on the surface in Sulu terrane, the surface suture between the NCB and SCB should be located along the Wulian fault (see Fig. 1, S1). However, based on the aeromagnetic data of eastern China, Li[1] first indicated that the subsurface suture between the NCB and SCB in the region east of the Tan-Lu fault should be located to the east of Nanjing City (see Fig. 1, S2), which south displaced about 400 km from the surface suture. This is contradicto…