大地构造与沉积古地理 栏目所有文章列表
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1. 中国大地构造阶段划分和演化
潘桂棠, 陆松年, 肖庆辉, 张克信, 尹福光, 郝国杰, 骆满生, 任飞, 袁四化
地学前缘    2016, 23 (6): 10-23.   DOI: 10.13745/j.esf.2016.06.001
摘要1537)      PDF(pc) (4690KB)(2665)    收藏

按照王鸿祯先生的地质构造演化阶段论和全球构造活动论的思路,遵循将今论古的比较构造地质学研究原则,以对接带、造山系和陆块区三类一级大地构造单元构造相的时空结构分析为主线,从超大陆汇聚与裂解不可逆演化和洋陆转换论的视角,认识理解中国大地构造时空结构组成特征,将中国大地构造划分为三个演化阶段。第一阶段:太古宙—前南华纪(>820 Ma)。太古宙陆核形成(>2 800 Ma),新太古代原板块构造启动,洋陆分化,华北各陆块发育古弧盆系统(2 800~2 500 Ma),发育广泛的TTG片麻岩;古元古代(2 500~1 800 Ma)发育集宁、南辽河荆山等弧盆系和嵩山裂谷、滹沱裂谷及华北基底形成(1 800 Ma);中元古代—新元古代早期(820 Ma前)华北陆区在1.8 Ga克拉通化后发育燕辽裂谷、熊耳—西洋河裂谷、渣尔泰—白云鄂博陆缘裂谷;扬子陆块和塔里木陆块区中元古代发育陆缘裂谷盆地,新元古代早期其周缘一系列弧盆系形成,扬子和塔里木基底形成,并参与罗迪尼亚超大陆汇聚过程。第二阶段:南华纪—中三叠世(820~227 Ma),可分为5个构造期:(1)南华纪—震旦纪(820~541 Ma)构造期,罗迪尼超大陆裂解发育新元古代南华纪裂谷事件的火山沉积岩及冰碛岩,古亚洲洋、原特提斯大洋及震旦大洋扩展,发育扬子、塔里木陆缘裂谷和裂陷盆地,华南洋萎缩为残余大洋。(2)寒武纪—中奥陶世(541~458 Ma)构造期,古亚洲洋、原特提斯洋持续扩张,中国西部一系列地块从扬子和塔里木大陆裂离,相应陆块均在伸展背景下形成被动大陆边缘,秦祁昆多岛弧盆系形成;印度陆块北部边缘形成寒武纪裂陷裂谷盆地,上覆初始碳酸盐岩台地沉积(O12)。(3)晚奥陶世—志留纪(458~419 Ma)构造期,古亚洲大洋双向俯冲,向北俯冲制约阿尔泰兴蒙多岛弧盆系形成,向南俯冲制约天山准噶尔北山多岛弧盆系形成及温都尔庙增生弧盆系发育;南天山大洋向北俯冲导致中天山岛弧形成;扬子、塔里木和印度等陆块的北缘均发育被动大陆边缘;志留纪震旦洋、华南洋消亡;塔里木、扬子与华北构成统一的泛华夏大陆,其西南缘秦祁昆造山系形成,在南东缘形成了华夏造山系。(4)泥盆纪—中二叠世(419~259 Ma)构造期,古亚洲洋、南天山洋萎缩消亡,天山准噶尔北山造山系和阿尔泰兴蒙造山系形成(C2—P2);华北陆块整体隆升(O3—C1)后,发育陆表海盆地;扬子陆块发育陆缘裂陷盆地。古特提斯大洋双向俯冲,向北俯冲制约北羌塘三江多岛弧盆系发育,向南俯冲导致冈底斯陆缘弧形成(C—P)。(5)晚二叠世—中三叠世(259~227 Ma)构造期,中国西北盆山构造格局定位;那丹哈达洋西向俯冲形成鹤岗陆缘弧。澜沧江弧后洋盆向东俯冲及金沙江哀牢山弧后洋盆向西俯冲,昌都思茅地块两侧形成陆缘弧。特提斯大洋向南俯冲导致冈底斯弧盆系形成。扬子区攀西裂谷形成,峨眉山玄武岩大规模喷溢。第三阶段:晚三叠世—新近纪演化阶段(227~2.6 Ma)。中生代时东部陆缘弧盆系形成;西北发育盆山构造;西南部喜马拉雅冈底斯多岛弧盆系形成。新生代,中国东部沿海弧后裂陷及断陷盆地形成,印度欧亚大陆碰撞,喜马拉雅冈底斯造山系形成,中新世以来青藏高原强烈隆升。

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2. 中国洋板块地层分布及构造演化
张克信, 何卫红, 徐亚东, 骆满生, 宋博文, 寇晓虎, 张智勇, 肖庆辉,潘桂堂
地学前缘    2016, 23 (6): 24-30.   DOI: 10.13745/j.esf.2016.06.002
摘要391)      PDF(pc) (1221KB)(1333)    收藏

以大地构造相研究为主导,以《中国沉积大地构造图(1∶2 500 000)》编图为研究平台,对洋板块地层类型进行了初步划分,简述了中国新元古代以来洋板块地层分布及其构造演化规律。本文阐述了北方的古亚洲洋的洋陆转换从西往东具穿时现象,西部主要在早、晚石炭世之间,东部主要在中、晚二叠世之间;宽坪—佛子岭混杂岩带是华北与扬子之间大洋消亡的产物;中央造山带从北部的祁连—阿尔金到南部的昆仑—秦岭,洋陆转换从北向南依次完成:西昆仑北—阿尔金—祁连—祁曼塔格为晚奥陶世末,西昆仑南—东昆仑—秦岭为早三叠世末;青藏高原中部的龙木错—双湖、班公湖—怒江、昌宁—孟连蛇绿混杂岩带一起构成了原—古特提斯大洋连续演化、分阶段增生至最终消亡的对接带,洋壳持续时代自寒武纪—早白垩世;江绍—郴州—钦防混杂岩带是扬子陆块与华夏增生造山系之间华南洋最终消亡的对接带,主碰撞期是晚奥陶世—早志留世。

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3. 王鸿祯先生陆内大地构造域的概念体系及其在大型叠合盆地研究中的应用
李思田
地学前缘    2016, 23 (6): 31-33.   DOI: 10.13745/j.esf.2016.06.003
摘要313)      PDF(pc) (795KB)(793)    收藏

由于东亚古大陆具有非常复杂的大地构造格架和地质演化历史,板块构造学说在本地区的应用面临很大挑战。王鸿祯教授提出了大地构造域(tectonic domain)的概念作为大陆内部的一级大地构造单元,同时提出了岩石圈对接消减带(convergent lithosphere consumption zones)的概念作为大地构造域的边界。王鸿祯、李思田等基于上述概念编制了新一代的大地构造和主要含油气盆地分布图,其成果揭示了中国中西部主要大型叠合盆地(塔里木,四川,鄂尔多斯等)均分布于具有稳定前寒武纪基底的大地构造域中心部位,稳定的地质条件为大规模油气聚集提供了重要条件。多阶段的构造运动对应于构造域间的相互作用过程,并控制了盆地演化历史。

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4. 地壳对接消减带和叠接消减带与陆-陆碰撞造山和俯冲增生造山:来自侵入岩构造组合的记录
邓晋福,刘翠,狄永军,冯艳芳,苏尚国,肖庆辉,赵国春,戴蒙,段培新
地学前缘    2016, 23 (6): 34-41.   DOI: 10.13745/j.esf.2016.06.004
摘要378)      PDF(pc) (1233KB)(953)    收藏

从地壳对接消减带与地壳叠接消减带的概念出发,讨论了板块构造岩浆旋回,俯冲增生造山和陆陆碰撞造山分别对应于板块会聚构造的第一次和第二次造山作用;讨论了俯冲增生造山的结构样式,主要由俯冲增生杂岩和岩浆弧构成;陆陆碰撞造山指相意义的S型花岗岩类的鉴别标志,以及指示板块构造岩浆旋回结束的后造山过碱性A型花岗岩类的识别标志。最后主要基于中国侵入岩大地构造图(1∶250万)及其说明书的成果,简要地讨论了中国三个克拉通性质的陆块区以及与西伯利亚克拉通、印度克拉通之间的大洋区的洋陆转换形成的俯冲增生造山和随后的陆陆碰撞造山,认为:(1)塔里木克拉通西北缘与西伯利亚克拉通西南缘陆陆碰撞可能发生在石炭纪,早二叠世可能完成;(2)中国三个克拉通的陆陆碰撞可能分别发生在早—中三叠世,晚三叠世完成拼合,形成中国主体大陆;(3)早白垩世晚期—晚白垩世完成中国主体大陆与西伯利亚大陆的最终拼合;(4)新生代中国大陆与印度大陆拼合,碰撞造山仍在进行。

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5. 开合构造:新全球构造观探索
杨巍然,姜春发,张抗,郭铁鹰
地学前缘    2016, 23 (6): 42-60.   DOI: 10.13745/j.esf.2016.06.005
摘要303)      PDF(pc) (3048KB)(760)    收藏

20世纪60—70年代,是我国大地构造研究领域学术思想最为活跃的时期,1979年全国第二届构造地质学术会上,出现八大学派的领军人物同台亮相阐明各自观点的壮观场面。尔后多旋回学说的领军人黄汲清及其继承人之一姜春发、断块构造学说的领军人张文佑及其继承人之一张抗、区域大地构造学说的领军人马杏垣及其继承人之一杨巍然几乎同时分别提出多旋回手风琴式开合、断块开合和“开”“合”构造观点。三大学派殊途同归携手创建了具有中国特色的开合构造理论,开合构造理论是研究开合运动及其形成的地质体的结构构造特征和规律的学科。本文是对开合构造研究的新一轮成果的总结。(1)开合运动的基本属性为:开合运动是一切地质体运动的基本形式;它揭示了各种地质运动之间的内在联系和本质特征;开与合是地球动力学中一对主要矛盾,二者相互依存、相互对立、相互转换,转换点(区)时空的定位具有重要的理论和实践意义。(2)地学开合律为开合运动规律的总结:它包括开合运动规模上的级次性和层次性;时间上的旋回性、空间上的互补性、演化上的方向性,并总结出由简至繁和从点开始、到线、再到面的开合迁移演化模式。(3)开合构造研究中几个重要概念:开合标志是指能确定开合属性的各种地质现象,它是研究开合构造的基础资料;开合建造及建造序列是研究开合过程中物质的组合特征,它们反映了该物质组合形成时的构造环境及开合构造演化的阶段;开合构造类型是根据开合标志的综合,总结出不同级次和层次的开合运动的组合规律,它反映了大陆大洋开合演化的不同阶段,目前已总结出8种开合构造类型;开合构造单位是开合构造综合特征和开合构造类型空间分布规律的总结,提出了以大陆一级构造单位为开合构造集群的新概念,它强调集群内各地质体具成生联系和它们围绕核心陆块从点(块)到线(带)再到面(体)的演化规律;笔者将亚洲中部划分了4个开合构造集群。(4)在开合运动和旋转运动长期共同作用下,形成了地球的层圈结构和各种地质构造。其中开合运动是主导的,旋转运动则是调整开合运动达到相对稳定的动态平衡状态,称之为开合旋构造体系;动态平衡体系一度或局部被破坏,并经调整达到新平衡的过程称构造运动,诸如导致地史中出现重大地质事件的晋宁运动、加里东运动、海西运动、燕山运动等。旋转运动调整开合运动达到平衡是通过地球旋转速度短暂的细微变化和地球层圈间旋转速度短暂细微的差异而实现的。(5)构造运动是开合旋动态平衡体系一度或局部被破坏,并经调整达到新平衡这一过程的真实记录。构造运动的主要动因是地球的热能和重力能:地核是不断向上提供热能的热能库;重力在核幔边界形成开合构造转换地带,成为以热能为主的综合能量形成和聚集的基地。在一定条件下,富含综合能量的物质,上升至地幔和地壳不同层位与围岩化合或混合成不同特点的熔融热流体,它们是导致各种地质事件的产生和各种地质构造形成的直接原因。(6)活动论和固定论长期争论不休,其焦点是地壳运动是水平运动还是垂直运动为主。通过时空分析,地壳不可能分出是以水平还是垂直运动为主。实际上垂直运动和水平运动共同存在于开合构造体系之中,是开合运动中两种形式——水平开合与垂直开合。因此,垂直运动与水平运动之争无实际意义。

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6. 构造古地理重建与动力地形
刘少峰,王成善
地学前缘    2016, 23 (6): 61-79.   DOI: 10.13745/j.esf.2016.06.006
摘要471)      PDF(pc) (3158KB)(1042)    收藏

摘要:构造古地理是研究地质历史时期的构造过程和自然地理演化的科学。大数据时代的计算能力和效率的迅速提高及地球动力学模拟技术的发展,要求古地理研究应建立在全球板块构造背景下,重建“深时”、原位、原型的活动古地理。本文在综合分析国际、国内关于GPlates和CitcomS的地球动力学模拟软件平台的研究成果基础上,系统阐述了板块构造古地理重建思路、内容和方法,残余地形(动力地形)的分离技术、动力地形与板块俯冲、深部地幔流动的动力成因关系;介绍了利用地表动力地形等古地理资料进行约束,揭示板块运动过程、地幔动力学过程研究思路、方法;提出了古地理重建和地球动力学研究中应遵循的“定时、定位、定向和定型”的原则。将全球板块构造古地理模型(GPlates)与基于物理特性的地幔和岩石圈有限元模型(CitcomS)相结合,将动力地形与地幔活动过程研究相结合,对揭示4-D地球动力学具有重要理论意义。

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7. 龙门山中、新生界软沉积物变形及构造演化
乔秀夫,姜枚,李海兵,郭宪璞,苏德辰,许乐红
地学前缘    2016, 23 (6): 80-106.   DOI: 10.13745/j.esf.2016.06.007
摘要380)      PDF(pc) (6384KB)(583)    收藏

龙门山是由三条主要断裂组成的山体。汶川—茂县断裂,也称后山断裂,构成龙门山的西部边界;映秀—北川断裂为龙门山的中央断裂;灌县—安县断裂为龙门山的东部边界,也称前山断裂。龙门山断裂带以东为始自晚三叠世末的不同时期的前陆盆地。前陆盆地中从晚三叠世至2008年5月12日汶川地震(MS 8.0),在不同年代地层中均有丰富的软沉积物变形构造(SSDS)记录,包括液化变形、重力作用变形、水塑性变形及其他相关的变形。这些变形层的地点紧邻龙门山的三条断裂,这些断裂在不同时期的活动诱发不同时期的强地震,导致当时尚未固结的沉积物变形(震积岩)。上三叠统小塘子组的软沉积的变形构造有液化角砾岩、液化滴状体、液化底辟、触变底辟、卷曲变形、拉伸布丁、负载、球枕构造、枕状层及粒序断层等。侏罗系、白垩系主要为粗粒沉积物,除少数层位发现有液化变形外,主要的软沉积变形类型为各种形态、大尺度的砾岩负载构造。古近系为湖相沉积,沉积物粒度较细,软沉积物变形又出现大量液化变形构造,如液化混插、液化角砾岩等。2008年5月12日汶川地震(MS 8.0)诱发大规模地表以下沙层液化,形成一系列液化变形构造与微地貌:液化沙堆、液化席状沙、沙火山、液化丘、坑状地形与混杂堆积。应用龙门山反射地震成果、古地震记录,结合区域构造可以给出龙门山断裂带发生的时间顺序与地震造山时期:(1)松潘—甘孜造山带与扬子板块的碰撞发生于晚三叠世早期,二者的边界即现在的汶川—茂县断裂;汶川—茂县断裂于晚三叠世末逆冲推覆造山,三叠纪末龙门山地区的山地可称松潘甘孜山,在其东侧形成前陆盆地;晚三叠世印支造山旋回的大陆动力作用是龙门山诞生与孕育的阶段。(2)映秀—北川断裂与灌县—安县断裂的逆冲活动时间为侏罗纪—早白垩世,形成高山与前陆盆地。(3)早白垩世的龙门山已是一个由三条逆冲断裂组成的断裂带山体,可称古龙门山,山高约3 500 m。(4)三条断裂在古近纪的活动诱发古近系软沉积物变形,但断裂未发生逆冲推覆造山,沉积物为湖相细粒沉积,古近纪是一个地震活动期,但不是造山的阶段。(5)中生代龙门山经历了多次瞬时地震造山与平静期山脉剥蚀降低的过程,现在的龙门山是晚新生代期间多次地震瞬时造山的产物。与众多的龙门山地学研究者不同,本文系采用另一种思维——软沉积物变形构造,即通过古地震途径讨论龙门山地区的构造演化。

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8. “海南陆缘弧”体系的构建与“特提斯南海”的识别:一个关于“古南海”演化新模式的探讨
方念乔
地学前缘    2016, 23 (6): 107-119.   DOI: 10.13745/j.esf.2016.06.008
摘要334)      PDF(pc) (2315KB)(529)    收藏

应用近期在琼南、广东、湘南和越南芽庄、大叻等地的研究成果,综合区域地质资料,从岩浆岩性质、组合与地化特征、沉积序列特征和碎屑岩组分、年代学和地层学等方面进行分析,构建起以海南岛中南部的岩浆沉积组合为典型标志、以东西向延伸为基本特征、演化过程与浙闽活动陆缘带明显有别的海南陆缘弧体系。该陆缘弧晚中生代处于华南大陆的南端,在构造地理格局上从属于特提斯域。笔者主张向北俯冲于海南陆缘弧下的“古南海”应正名为“特提斯南海”,它是特提斯多岛洋北部的边缘海,西段可能与缅、马等地的海域沟通,东段则与太平洋域相接。海南陆缘弧具有广阔的弧后区,各弧后盆地的演化进程可以对比。该弧最初似发育于晚侏罗世,早白垩世晚期和晚白垩世初期岩浆弧与俯冲造山活动达到高峰,晚白垩世发生弧后拉张,但近弧地带挤压条件下的岩浆沉积作用一直延续至晚白垩世后期(约70 Ma)。海南陆缘弧的活动时间表实际上是特提斯南海消减过程的真实反映。由于消减过程及随后发生的中南半岛在早新生代的挤出逃逸运动和现代南海的扩张作用,特提斯南海的地质记录受到极其严重的破坏,恢复特提斯南海的原貌仍是一项有待开展的艰巨工作。

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9. 内蒙古西部温都尔庙群的时代及其在中亚造山带中的位置
徐备,徐严,栗进,李群生
地学前缘    2016, 23 (6): 120-127.   DOI: 10.13745/j.esf.2016.06.009
摘要369)      PDF(pc) (1606KB)(564)    收藏

内蒙古西部的温都尔庙群下部为含铁石英岩、变质火山岩与绢云石英片岩,上部由各类绢云石英片岩、石英岩组成,局部夹碳酸盐沉积。利用SHRIMP和ICP-MS定年方法,获得该群下部的变质火山岩时代为(460±4) Ma,上部绢云石英片岩中最年轻的峰值年龄为417 Ma和444 Ma。结合已有的锆石年龄分析结果,本文认为温都尔庙群的发育时代可能为500~415 Ma。根据温都尔庙群的物质组成,推测其形成于松辽—浑善达克地块周围的大陆边缘海域并命名为温都尔庙洋,代表我国境内早古生代时期的古亚洲洋。根据碰撞造山带理论探讨了温都尔庙群的构造位置,提出在早—中古生代时期,以温都尔庙群为代表的古亚洲洋发生了向南部华北地块和向北部兴安—艾力格庙地块的双向俯冲,其主体部分形成南、北两个加积楔,而其边缘部分卷入南、北混杂岩带成为基质,因此温都尔庙群的褶皱及变质历史记录了中亚造山带东段的演化过程。对碎屑锆石年龄分布的研究表明,温都尔庙群的前寒武纪物源特征与蒙古国下古生界的相似,而与华北陆块显著不同,表明温都尔庙群的物源很可能来自华北陆块之外的前寒武纪古陆。

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