地学前缘 ›› 2022, Vol. 29 ›› Issue (6): 265-276.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.8.3
杨风丽1,2(), 徐铭辰1,2,*(
), 庄圆2, 赵西西1, 胡虞杨2, 杨瑞青2
收稿日期:
2022-07-07
修回日期:
2022-07-27
出版日期:
2022-11-25
发布日期:
2022-10-20
通信作者:
徐铭辰
作者简介:
杨风丽(1964—), 女,教授,博士生导师,主要从事构造、盆地分析与油气评价方面研究。E-mail: Yangfl@tongji.edu.cn
基金资助:
YANG Fengli1,2(), XU Mingchen1,2,*(
), ZHUANG Yuan2, ZHAO Xixi1, HU Yuyang2, YANG Ruiqing2
Received:
2022-07-07
Revised:
2022-07-27
Online:
2022-11-25
Published:
2022-10-20
Contact:
XU Mingchen
摘要:
针对古生代中国中西部华北、华南和塔里木三大陆块在全球洋-陆格局中的古地理位置还存在的争议问题,本论文以国际最新的古地理位置重建研究方法和思路,在对中国三大陆块盆地(鄂尔多斯、四川和塔里木盆地)古生界钻井岩心的古地磁实测研究、全球古生代古地磁数据收集与有效性筛选处理、全球主要地质事件约束等多参数融合分析的基础上,采用最新的 GPlates 板块重建方法,对中国华北、华南和塔里木三大陆块在全球洋-陆格局中的古地理位置进行了重建和定位。研究结果表明:古生代三大陆块主要在全球 ±30° 之间的南北中低纬度之间迁移;三大陆块在古生代至少发生了 3 次不同的顺时针旋转和方位角转换;三大陆块运移速率至少经历了 3 次以上不同高、低速度间的转换与变化过程;响应于古生代全球洋-陆形成与演化,中国三大陆块古构造格局总体上经历了洋盆扩张下的“多岛洋”离散、俯冲碰撞下的离散-汇聚并存、俯冲消减下的差异汇聚隆升、新旧洋盆转换下的差异汇聚-离散、拼合与地幔柱控制下的差异汇聚-离散内部拉张的差异性演变过程。古生代中国三大陆块在全球洋-陆格局中的位置与差异性演变,奠定了中国三大陆块古生代不同性质盆地的形成与演化、不同层系油气烃源、储集原始物质差异性发育的基础。
中图分类号:
杨风丽, 徐铭辰, 庄圆, 赵西西, 胡虞杨, 杨瑞青. 古生代中国中西部三大陆块古地理位置重建与演变[J]. 地学前缘, 2022, 29(6): 265-276.
YANG Fengli, XU Mingchen, ZHUANG Yuan, ZHAO Xixi, HU Yuyang, YANG Ruiqing. Paleozoic paleogeographic reconstruction and evolution of the three continental blocks of central and western China[J]. Earth Science Frontiers, 2022, 29(6): 265-276.
图1 中国中西部三大盆地钻井岩心古地磁采样位置(底图据文献[20]补充修改)
Fig.1 Sketch maps of the Tarim (a), Sichuan (b) and Ordos (c) basins of central and western China showing the tectonic units of the study area and distribution of paleomagnetic sampling sites. Modified after [20].
盆地 | 层位 | 时代/Ma | 采样钻井 | 岩性 | 样品 个数 | 精度 参数 | 磁倾角/ (°) | 置信区间 α95/(°) | 古纬度/ (°) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
塔里木 盆地 | 中二叠统库普库满苏组(P2k) | 270~265 | Z18 | 火山碎屑岩 | 4 | 21.54 | 46.0 | 20.4 | 27.4 |
下石炭统巴楚组(C1b) | 359~326 | S108,AT19, BT6 | 岩屑石英砂岩 | 16 | 9.30 | 44.2 | 13.2 | 25.9 | |
上泥盆统东河塘组(D3d) | 385~359 | Z18 | 砂岩 | 4 | 26.91 | 19.3 | 29.0 | 9.9 | |
下志留统柯坪塔格组(S1k) | 441~438 | AT40,AT19, Z18,S9,BT6 | 岩屑石英砂岩 | 36 | 15.42 | 35.8 | 8.1 | 19.8 | |
奥陶系硫磺山群(O2-3l) | 467~456 | S108,KT1 | 灰岩 | 4 | 36.43 | 37.1 | 24.6 | 20.7 | |
奥陶系鹰山组(O1-2y) | 478~467 | Z18,BT6,SB2 | 泥晶灰岩 | 19 | 4.38 | 32.1 | 23.7 | 17.4 | |
下寒武统肖尔布拉克组( | 530~513 | XH1,KT1, DG1 | 泥岩、 泥晶白云岩 | 8 | 19.50 | 42.5 | 9.8 | 24.6 | |
鄂尔多 斯盆地 | 下二叠统太原组(P1t) | 304~298 | XF5,NS1, J77,DB8 | 砂岩 | 10 | 13.63 | 33.2 | 13.3 | 18.1 |
中奥陶统马家沟组(O2m) | 471~460 | XF5,DB8,B2 | 白云岩、灰岩 | 13 | 12.42 | 14.8 | 13.8 | 7.5 | |
中寒武统张夏组( | 506~500 | CT1,DB8,XH1 | 白云岩、灰岩 | 6 | 19.12 | 35.5 | 15.4 | 19.6 | |
四川 盆地 | 下志留统龙马溪组(S1l) | 444~441 | LY3,YY2 | 页岩 | 6 | 16.94 | 9.3 | 16.2 | 4.7 |
下寒武统筇竹寺组( | 520~514 | JS103 | 暗色灰岩 | 3 | 37.01 | 23.6 | 24.9 | 12.3 | |
震旦系灯影组(Z2d) | 551~541 | JS103 | 白云岩 | 3 | 21.82 | 39.3 | 31.6 | 22.3 |
表1 中西部三大盆地钻井古地磁样品采集与测试实验结果
Table 1 Summary of Paleozoic paleomagnetic sample data and testing results for the three basins (Tarim, Ordos and Sichuan basins) in the study area
盆地 | 层位 | 时代/Ma | 采样钻井 | 岩性 | 样品 个数 | 精度 参数 | 磁倾角/ (°) | 置信区间 α95/(°) | 古纬度/ (°) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
塔里木 盆地 | 中二叠统库普库满苏组(P2k) | 270~265 | Z18 | 火山碎屑岩 | 4 | 21.54 | 46.0 | 20.4 | 27.4 |
下石炭统巴楚组(C1b) | 359~326 | S108,AT19, BT6 | 岩屑石英砂岩 | 16 | 9.30 | 44.2 | 13.2 | 25.9 | |
上泥盆统东河塘组(D3d) | 385~359 | Z18 | 砂岩 | 4 | 26.91 | 19.3 | 29.0 | 9.9 | |
下志留统柯坪塔格组(S1k) | 441~438 | AT40,AT19, Z18,S9,BT6 | 岩屑石英砂岩 | 36 | 15.42 | 35.8 | 8.1 | 19.8 | |
奥陶系硫磺山群(O2-3l) | 467~456 | S108,KT1 | 灰岩 | 4 | 36.43 | 37.1 | 24.6 | 20.7 | |
奥陶系鹰山组(O1-2y) | 478~467 | Z18,BT6,SB2 | 泥晶灰岩 | 19 | 4.38 | 32.1 | 23.7 | 17.4 | |
下寒武统肖尔布拉克组( | 530~513 | XH1,KT1, DG1 | 泥岩、 泥晶白云岩 | 8 | 19.50 | 42.5 | 9.8 | 24.6 | |
鄂尔多 斯盆地 | 下二叠统太原组(P1t) | 304~298 | XF5,NS1, J77,DB8 | 砂岩 | 10 | 13.63 | 33.2 | 13.3 | 18.1 |
中奥陶统马家沟组(O2m) | 471~460 | XF5,DB8,B2 | 白云岩、灰岩 | 13 | 12.42 | 14.8 | 13.8 | 7.5 | |
中寒武统张夏组( | 506~500 | CT1,DB8,XH1 | 白云岩、灰岩 | 6 | 19.12 | 35.5 | 15.4 | 19.6 | |
四川 盆地 | 下志留统龙马溪组(S1l) | 444~441 | LY3,YY2 | 页岩 | 6 | 16.94 | 9.3 | 16.2 | 4.7 |
下寒武统筇竹寺组( | 520~514 | JS103 | 暗色灰岩 | 3 | 37.01 | 23.6 | 24.9 | 12.3 | |
震旦系灯影组(Z2d) | 551~541 | JS103 | 白云岩 | 3 | 21.82 | 39.3 | 31.6 | 22.3 |
图2 过塔里木盆地AT40井岩心取样层4个不同方向地震解释剖面(井位置见图1)
Fig.2 Seismic profiles along four different directions passing through sampling layers of AT-40 well core, Tarim basin (drilling site see Fig.1)
图3 中国中西部三大盆地代表性样品的热退磁表现
Fig.3 Examples of typical demagnetization behaviors before tilt correction in samples collected from three basins the study area. Panel (a): Orthogonal (Zijderveld) vector plots. Panel (b): Decay of natural remanent magnetization (NRM) during thermal demagnetization.
图4 中国中西部三大盆地钻井样品磁化率各向异性(AMS)椭球赤平投影图
Fig.4 Stereographic projections of the principle axes of the ellipsoid of AMS for the samples from the Tarim (a), Ordos (b) and Sichuan (c) basins in the study area
图5 中国三大陆块古地磁数据成果与前人古地磁研究成果对比图(前人数据来自[3,7-8])
Fig.5 Comparison of paleomagnetic data between this study and previous research results (after [3,7-8] for the Tarim (a), North China (b) and South China (c) in the study area)
图6 古生代中国中西部华北、华南和塔里木三大陆块古地理位置演变 陆块名称:1—伊犁地体;2—中天山地体;3—北昆仑地体;4—祁连地体;5—柴达木地体;6—印支地体;7—滇缅马苏地体;8—羌塘地体;9—拉萨地体;10—南秦岭;11—卡拉哈里;12—圣弗朗西斯科;13—蒙古;14—哈萨克斯坦。
Fig.6 Palaeogeographic evolution of the North China, South China and Tarim continental blocks during the Paleozoic
图7 古生代中国三大陆块及全球主要板块(陆块)运动轨迹
Fig.7 Migration paths of the three continental blocks of China (North China, South China and Tarim) and world's major continental blocks during the Paleozoic
图8 古生代中国三大陆块古纬度与方位变化历史
Fig.8 Variation of paleolatitude and azimuth of the North China (top), South China (middle) and Tarim blocks during the Paleozoic
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