华北克拉通东部早白垩世伸展盆地的发育过程及其对克拉通的破坏

在晚侏罗世华北克拉通东部破坏之初出现了区域性隆起,全区缺失上侏罗统沉积。在早白垩世早期,出现了区域性的伸展活动,断陷盆地形成,克拉通南、北缘伸展活动最强,北部燕山构造带以出现变质核杂岩为特征,南部出现宽裂谷型盆地。早白垩世中期华北克拉通东部普遍出现了火山活动与岩浆侵入。早白垩世晚期克拉通上以出现窄裂谷型盆地为特征,沿北北东走向的郯庐断裂带断陷活动最强。这些断陷盆地的演化过程揭示,经历地表抬升后,克拉通破坏之初的岩石圈热而弱,从而形成变质核杂岩或宽裂谷型盆地。这期间的破坏强度在空间上具有不均匀分布的特征,受控于早期岩石圈地幔的结构。经过早白垩世中期的大量岩浆活动之后,早白垩世晚期克拉通岩石圈温度降低、强度变大,从而利用早期大型断裂构造形成窄裂谷型盆地。这现象支持华北克拉通东部晚中生代的岩石圈减薄是以逐渐拆沉机制为主。     

华北克拉通东部早白垩世伸展盆地的发育过程及其对克拉通破坏的指示

在晚侏罗世华北克拉通东部破坏之初出现了区域性隆起,全区缺失上侏罗统沉积.在早白垩世早期.出现了区域性的伸展活动,断陷盆地形成,克拉通南、北缘伸展活动最强,北部燕山构造带以出现变质核杂岩为特征,南部出现宽裂谷型盆地.早白垩世中期华北克拉通东部普遍出现了火山活动与岩浆侵入.早白垩世晚期克拉通上以出现窄裂谷型盆地为特征.沿北北东走向的郯庐断裂带断陷活动最强.这些断陷盆地的演化过程揭示,经历地表抬升后,克拉通破坏之初的岩石圈热而弱,从而形成变质核杂岩或宽裂谷型盆地.这期间的破坏强度在空间上具有不均匀分布的特征.受控于早期岩石圈地幔的结构.经过早白垩世中期的大量岩浆活动之后,早白垩世晚期克拉通岩石圈温度降低、强度变大.从而利用早期大型断裂构造形成窄裂谷型盆地.这些现象支持华北克拉通东部晚中生代的岩石圈减薄是以逐渐拆沉机制为主.     

辽西中生代板内造山带构造基本特征及构造演化

辽西中生代构造运动可划分为印支早期(早、中三叠世)、印支晚期(晚三叠世)、燕山早期(早侏罗世)、燕山中期(中、晚侏罗世)、燕山晚期(早白垩世)、燕山末期(晚白垩世)6个构造幕。中生代造山带有别于板缘或板间造山带的一种特殊类型的造山带,也不是板缘或板间造山带的一个发展阶段。因此,具有独特的大地构造背景、造山期前演化历史,以及造山带构造变形变质、岩浆活动、沉积作用等特点。中生代板内造山过程是复杂的、多阶段的、非单一的过程,三叠纪以来,共经历了多次裂陷与伸展、挤压与收缩作用和多阶段的盆地发展历史。在每一次盆地演化过程中,在早期表现为裂陷与伸展作用,并有中基性—中酸性火山岩浆喷发和侵入,具有从早期向晚期岩浆由偏基性向偏酸性演化的特点,同时形成断陷盆地,沉积陆源粗碎屑建造;中期,断陷盆地向坳陷盆地转化,沉积陆源细碎屑和含煤及红色建造;晚期表现为挤压和收缩的造山作用,使地层褶皱,并发育逆冲断层,盆地抬升遭受剥蚀,从此构成了一个火山喷发—沉积盆地从形成→发展→萎缩→消亡的完整过程。这样多旋回的变化,塑造了辽西地区的中生代板内造山过程。     

胶莱盆地及其邻区白垩纪－古新世沉积构造演化历史及其区域动力学意义

基于野外和钻孔测井资料分析、火山岩同位素年代学分析 (40Ar-39Ar and SHRIMP U-Pb)、地震剖面的构造解释、断层运动学的野外分析结果,综合研究了胶莱盆地及其邻区白垩纪－古新世沉积构造演化历史。岩性地层分析表明,胶莱断陷盆地由三套地层单元所充填：早白垩世莱阳群和青山群、晚白垩世－古新世王氏群。青山群火山岩的同位素年代学测试结果给出了该火山岩的喷发时代在120～105 Ma。地震剖面的构造解译结果揭示胶莱盆地伸展构造受到深部两个拆离构造系统控制：一个发育于盆地南部地区,拆离断面位于深部8~10 km,向南缓倾于苏鲁造山带之下;另一个拆离系统由一系列北倾的犁式断层组成、分布于宽阔的胶莱盆地北部地区,主拆离面向北倾。这两个拆离系统分别形成于早白垩世莱阳群和晚白垩世-古新世王氏群沉积阶段。通过对不同地层单元断层滑动矢量的野外测量和古构造应力场反演,以及地层时代和同位素年代学测试结果的制约,建立了白垩纪－古新世构造应力场演替的年代序列。结果表明,胶莱盆地在白垩纪-古新世之间经历了伸展－挤压应力体制的交替演化。早白垩世伸展作用经历了两个不同的阶段：早期NW-SE向伸展和晚期近W-E向伸展。在早白垩世末期至晚白垩世初期,盆地遭受NW-SE向挤压,导致了胶莱盆地的缩短变形和郯庐断裂带的左旋走滑活动。晚白垩世－古新世时期,构造应力场转变为N-S向伸展,直到古新世末期,构造应力场转换为NE－SW向挤压。胶莱盆地和沂沭裂谷系白垩纪－古新世沉积构造演化历史对华北地区岩石圈减薄过程的动力学背景提供了重要的构造地质学制约。笔者推断,早白垩世两期引张应力作用是分别对华北地区增厚地壳或岩石圈的重力垮塌和岩石圈拆沉的响应,而早白垩世末期NW-SE向挤压记录了古太平洋板块与亚洲陆缘俯冲碰撞产生的远程效应。晚白垩世-古新世的引张伸展作用完全不同于早白垩世伸展构造,它指示了沿NNE向郯庐断裂带的右旋走滑活动及其拉分作用,在动力学上受到青藏地区块体的陆－陆碰撞产生的远程效应和古太平洋板块向亚洲大陆俯冲作用的联合应力场控制。     

北祁连加里东造山带从挤压到伸展造山机制的转换

早古生代早期，北祁连造山带发生强烈的挤压变形作用，形成加里东期的俯冲－增生杂岩、高压变质岩，并使造山带岩石圈地壳加厚缩短。志留纪末期，加厚的造山带岩石圈由于垮塌作用及根部的拆沉作用，使造山带从挤压造山机制转换为伸展造山机制，并进入后造山伸展作用阶段，增厚的岩石圈开始减薄，发生不同层次的伸展作用，同时伴随花岗岩及Ａｎ∈变质岩的穹隆以及泥盆纪磨拉石盆地上叠盆地（Ｃ－Ｔ）的形成。石炭纪末，北祁连造山带岩石圈地壳已基本减薄到正常厚度。而现今的北祁连造山带的缩短和抬升则为喜马拉雅期再造山作用的产物     

福建泉州晚中生代伸展构造变形特征与年代学制约

晚中生代福建沿海地区发育多期与古太平洋板块俯冲有关的岩浆活动和构造变形.福建泉州地区伸展构造变形主要表现为高角度正断层和低角度正断层或拆离断层, 古构造应力场反演指示其形成于NW-SE向伸展环境.锆石U-Pb年代学指示泉州地区发育4期岩浆活动, 分别为晚侏罗世(~155 Ma)、早白垩世中期(130~125 Ma)、早白垩世末期(~109 Ma)以及晚白垩世早期(~100 Ma之后).结合构造变形的切割关系和岩浆岩年代学, 长乐-南澳剪切带左旋韧性走滑形成于130~120 Ma, 而右旋脆性剪切形成于120~100 Ma之间.古太平洋板块向华南大陆之下的俯冲角度变化导致福建沿海地区发育晚中生代造山带.造山作用开始于早白垩世之初, 结束于早白垩世末期, 以大规模NW-SE向伸展构造发育为标志, 其从同造山挤压到后造山伸展的转换发生于~120 Ma.      

晋东北地区燕山运动的基本特征——来自1∶25万应县幅区域地质调查的总结

晋东北地区燕山期地壳活动剧烈而频繁,经历了3次由伸展→挤压转换→隆升和岩浆活动过程。燕山运动早期形成早侏罗世断陷盆地和中侏罗世挤压坳陷型聚煤构造盆地;中期中晚侏罗世形成被NW、NE向深大断裂围限的火山断陷盆地,中基性—酸性火山喷发和浅成、超浅成中酸性岩浆侵入,晚侏罗世末形成了一系列NNE向褶皱和逆冲推覆构造带;晚期早白垩世再次形成断陷盆地和开阔平缓褶皱,义县组不整合在火山岩之上,晚白垩世处于挤压造山后的山体隆升阶段,左云组不整合在义县组之上,伴随有壳源型花岗岩侵入,NW、NE向断裂复活,形成地堑、地垒式断裂组合,导致山体隆升。     

福建泉州晚中生代伸展构造变形特征与年代学制约

晚中生代福建沿海地区发育多期与古太平洋板块俯冲有关的岩浆活动和构造变形.福建泉州地区伸展构造变形主要表现为高角度正断层和低角度正断层或拆离断层,古构造应力场反演指示其形成于NW-SE向伸展环境.锆石U-Pb年代学指示泉州地区发育4期岩浆活动,分别为晚侏罗世(~155Ma)、早白垩世中期(130~125Ma)、早白垩世末期(~109Ma)以及晚白垩世早期(~100Ma之后).结合构造变形的切割关系和岩浆岩年代学,长乐-南澳剪切带左旋韧性走滑形成于130~120Ma,而右旋脆性剪切形成于120~100Ma之间.古太平洋板块向华南大陆之下的俯冲角度变化导致福建沿海地区发育晚中生代造山带.造山作用开始于早白垩世之初,结束于早白垩世末期,以大规模NW-SE向伸展构造发育为标志,其从同造山挤压到后造山伸展的转换发生于~120Ma.     

晋东北地区燕山运动的基本特征——来自1:25万应县幅区域地质调查的总结

晋东北地区燕山期地壳活动剧烈而频繁, 经历了3次由伸展→挤压转换→隆升和岩浆活动过程。燕山运动早期形成早侏罗世断陷盆地和中侏罗世挤压坳陷型聚煤构造盆地; 中期中晚侏罗世形成被NW、NE向深大断裂围限的火山断陷盆地, 中基性-酸性火山喷发和浅成、超浅成中酸性岩浆侵入, 晚侏罗世末形成了一系列NNE向褶皱和逆冲推覆构造带; 晚期早白垩世再次形成断陷盆地和开阔平缓褶皱, 义县组不整合在火山岩之上, 晚白垩世处于挤压造山后的山体隆升阶段, 左云组不整合在义县组之上, 伴随有壳源型花岗岩侵入, NW、NE向断裂复活, 形成地堑、地垒式断裂组合, 导致山体隆升。      

中国东部及邻区早白垩世裂陷盆地构造演化阶段

早白垩世是中国东部及邻区强烈的伸展裂陷和岩石圈减薄时期。根据裂陷盆地几何形态特征和展布型式 ,将早白垩世裂陷盆地分为泛裂陷型 (燕山—松辽断陷盆地群、蒙古断陷盆地群等 )、狭窄型 (沂沭裂谷系、伊兰—伊通裂谷带 )和菱形状型 (胶莱盆地、三江盆地、鸡西盆地等 ) 3种类型。通过综合分析和对比不同类型裂陷盆地沉积序列和构造演化历史 ,结合郯庐断裂带和秦岭—大别造山带白垩纪构造演化历史的研究成果 ,区分了中国东部早白垩世 2个显著不同的引张裂陷阶段和一个构造挤压反转阶段。早白垩世早期引张裂陷阶段 ( 1 4 0～ 1 2 0Ma)形成了宽广展布的燕山—松辽断陷盆地系和蒙古断陷盆地系 ,沿郯庐断裂带发生右旋走滑活动 ,控制了断裂带西侧南华北伸展走滑盆地和东侧胶莱、三江等和沿敦—密断裂带走滑拉分盆地的发育 ;早白垩世中期引张裂陷阶段 ( 1 2 0～ 1 0 0Ma) ,沿郯庐断裂带中、北段发生裂谷作用 ,形成沂沭裂谷系和伊兰—伊通裂谷带 ;早白垩世晚期 ( 1 0 0～ 90Ma)在区域NW SE向挤压应力场作用下 ,所有早白垩世裂陷盆地发生不同程度的构造反转 ,沿郯庐断裂发生强烈的左旋走滑运动。最后指出 ,太平洋古板块向东亚大陆边缘俯冲诱发的大陆岩石圈底侵作用、拆沉作用、地幔底辟和对流 ,以及来自西部块体     

Changes of Late Mesozoic Tectonic Regimes around the Ordos Basin (North China) and their Geodynamic Implications

A synthesis is given in this paper on late Mesozoic deformation pattern in the zones around the Ordos Basin based on lithostratigraphic and structural analyses. A relative chronology of the late Mesozoic tectonic stress evolution was established from the field analyses of fault kinematics and constrained by stratigraphic contact relationships. The results show alternation of tectonic compressional and extensional regimes. The Ordos Basin and its surroundings were in weak N-S to NNE-SSW extension during the Early to Middle Jurassic, which reactivated E-W-trending basement fractures. The tectonic regime changed to a multi-directional compressional one during the Late Jurassic, which resulted in crustal shortening deformation along the marginal zones of the Ordos Basin. Then it changed to an extensional one during the Early Cretaceous, which rifted the western, northwestern and southeastern margins of the Ordos Basin. A NW-SE compression occurred during the Late Cretaceous and caused the termination of sedimentation and uplift of the Ordos Basin. This phased evolution of the late Mesozoic tectonic stress regimes and associated deformation pattern around the Ordos Basin best records the changes in regional geodynamic settings in East Asia, from the Early to Middle Jurassic post-orogenic extension following the Triassic collision between the North and South China Blocks, to the Late Jurassic multi-directional compressions produced by synchronous convergence of the three plates (the Siberian Plate to the north, Paleo-Pacific Plate to the east and Lhasa Block to the west) towards the East Asian continent. Early Cretaceous extension might be the response to collapse and lithospheric thinning of the North China Craton.     

河西走廊平山湖盆地早白垩世构造变形期次及其碎屑锆石U-Pb年龄约束

河西走廊北部的平山湖盆地,被围限于龙首山、北大山和合黎山之间,是一个在早白垩世受南北两侧逆冲断层共同控制形成并发展的盆地。笔者通过研究盆地内下白垩统沉积特征、构造变形、生长地层以及碎屑锆石U-Pb年代学特征,划分了平山湖盆地在早白垩世的构造演化期次,并恢复其形成演化过程。盆地内发育一套由下向上总体变细的下白垩统庙沟群沉积序列,盆地内构造变形以NE-SW向挤压和近E-W向伸展为主,庙沟群上岩组的碎屑锆石最小年龄为(129.3±1.8)Ma,可能代表了地层沉积和同期地堑发育的最早时间。由此得出,在早白垩世早期发育挤压构造盆地,同构造生长地层为挤压盆地的形成与构造演化提供了时代约束;在早白垩世晚期发育伸展断陷盆地,由挤压到伸展的转换时间晚于129.3 Ma。     

华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制:中生代火成岩和深源捕虏体证据

基于最新的同位素年代学资料 ,华北克拉通东部中生代的岩浆作用可划分成四个阶段 ,即晚三叠世 ( 2 0 5～ 2 2 5Ma)碱性岩浆作用 ;中晚侏罗世 ( 1 5 5～ 1 6 0Ma)花岗质岩浆作用 ;早白垩世 ( 1 1 2～ 1 32Ma)双峰式岩浆作用和晚白垩世 ( 92～ 73Ma)碱性玄武质岩浆作用。徐淮地区中生代侵入岩中榴辉岩捕虏体的发现及其地质年代学资料 ( 2 1 9Ma)表明 ,华北克拉通东部中生代早期曾发生过一次重要的陆壳加厚过程。俯冲板片的断离以及高压—超高压变质岩的快速折返和晚三叠世 ( 2 0 5～ 2 2 5Ma)的碱性岩浆作用的存在均暗示 ,华北克拉通中生代岩石圈减薄已经开始。拆沉作用则是引起中生代早期岩石圈减薄的主要机制。中、晚侏罗世 ( 1 5 5～ 1 6 0Ma)花岗质岩浆作用形成于造山期后的伸展环境 ,代表了中生代岩石圈减薄的继续和发展。早白垩世 ( 1 1 2～ 1 32Ma)双峰式岩浆作用表明中生代岩石圈减薄达到了峰期。而幔源纯橄岩捕虏体中富硅质熔体的交代作用和玄武岩的高87Sr/ 86Sr值、低ε(Nd ,t)值特征表明 ,软流圈对岩石圈底部的化学侵蚀可能是导致该阶段岩石圈减薄的主导机制。晚白垩世 ( 92～ 73Ma)碱性玄武质岩浆作用和“海洋型”地幔捕虏体的存在代表了等温面的下降和岩石圈地幔的增生     

从断层擦痕反演的郯庐断裂带南段合肥盆地白垩纪构造应力场

本文通过断层擦痕应力场反演方法,对郯庐断裂带南段合肥盆地白垩纪伸展活动进行了详细研究,厘清了郯庐断裂带南段合肥盆地白垩纪拉伸方向的演变规律。研究结果显示：从早白垩世早-中期、晚期到晚白垩世,拉伸方向由NWW-SEE向、NW-SE向到近SN向转变,具顺时针旋转特征。与西太平洋区大洋板块运动方向对比分析认为：郯庐断裂带南段合肥盆地白垩纪伸展活动发生在弧后拉张的动力学背景下,拉伸方向的演变可能是西太平洋区大洋板块运动方向改变的结果。     

晚中生代—新生代构造体制转换与鄂尔多斯盆地改造

鄂尔多斯盆地是叠加在华北古生代克拉通台地之上的中生代大型陆内盆地。晚中生代—新生代是鄂尔多斯盆地重要的改造阶段,区域构造体制经历了重大转换,在盆地周缘形成不同方向和不同样式的构造带。其中发生在中、晚侏罗世时期的燕山运动主幕,对鄂尔多斯盆地的定型和发展具有划时代意义,这期构造变动导致鄂尔多斯盆地周缘挤压逆冲构造带的形成。早白垩世时期,对区域构造应力体制转换的响应,鄂尔多斯盆地处于弱引张构造环境,引张构造变形主要集中在盆地西南缘地带,六盘山古地堑发育。新生代时期,构造变形主要发生在鄂尔多斯盆地周缘,形成一系列地堑盆地。晚中新世或上新世以来的新构造运动时期,受到青藏高原快速隆升和向东构造挤出作用的影响,鄂尔多斯盆地西南缘六盘山褶皱带快速崛起,而在盆地的其他周边地带则发生引张变形和地块差异性升降。最后,笔者论述了不同构造应力体制下盆地的改造作用,讨论了鄂尔多斯盆地研究中的一些基础地质构造问题。     

南黄海盆地中部隆起构造特征及其成因机制

通过选取南黄海盆地中部隆起内部地震反射清晰、构造特征明显的典型地震剖面,开展精细的构造解释,系统梳理了南黄海盆地中部隆起的构造样式特征,识别出挤压（滑脱、高角度逆冲、对冲/背冲）、走滑（正花状、y字型）、伸展（铲式正断层）等多种构造组合样式.首次提出在中部隆起内部发育2条NW-SE向走滑断层.在此基础上,结合区域应力场特征和深部地球动力学背景,明确了中部隆起构造样式的发育期次、成因机制和构造演化历程.研究结果表明:（1）滑脱构造主要位于中部隆起北部,滑脱面位于志留系底部的泥页岩.滑脱构造应力机制来源于三叠纪末印支运动时期华北板块与下扬子板块之间的碰撞造山作用;（2）高角度逆冲主要位于中部隆起南部,其应力机制来源于早侏罗世燕山运动早期,古太平洋板块初始高速、低角度NW向俯冲;（3）走滑断层主要表现为具有压扭特征的正花状构造,位于中部隆起东南部、中西部,对应于早白垩世时期,古太平洋板块低角度俯冲由NW向转变为NNW向引起的左旋剪切作用,中国东部郯庐断裂在该时期亦表现为左旋剪切特征;（4）伸展正断表现为铲式正断层特征,发育在中部隆起南北边界,即在中部隆起与南黄海盆地南部坳陷、北部坳陷的接触部位,对应于晚白垩世燕山运动晚期,古太平洋板块由低角度俯冲转为高角度俯冲,此时中国东部构造应力体制经历着由挤压向拉张的转换.      

What drove late Mesozoic extension of the northern China–Mongolia tract?

The northern China–Mongolia tract exhibited a tectonic transition from contractional to extensional deformation in late Mesozoic time. Late Middle to early Late Jurassic crustal shortening is widely thought to have resulted from collision of an amalgamated North China–Mongolia block and the Siberian plate, but widespread late Late Jurassic–Early Cretaceous extension has not been satisfactorily explained by existing models. Some prominent features of the extensional tectonics of the northern China–Mongolia tract are: (1) Late Jurassic voluminous volcanism prior to Early Cretaceous large-magnitude rapid extension; (2) overlapping in time of contractional deformation in the Yinshan–Yanshan belt with development of extension-related basins in the interior of the northern China–Mongolia tract; and (3) widespread occurrence of alkali granitic plutonism, extensional basins and metamorphic core complexes in the Early Cretaceous. A new explanation is advanced in this study for this sequence of events. The collision of amalgamated North China–Mongolia with Siberia led to crustal overthickening of the northern China–Mongolia tract and formation of a high-standing plateau. Subsequent breakoff at depth of the north-dipping Mongol–Okhotsk oceanic slab is suggested as the main trigger for late Mesozoic lithospheric extension of that tract. Slab breakoff resulted in mantle lithospheric stretching of the adjacent northern China–Mongolia tract with subsequent ascent of hot asthenosphere and magmatic underplating at the base of the crust. Collectively, these phenomena triggered gravitational collapse of the previously thickened crust, leading to late Late Jurassic–Early Cretaceous crustal extension, and importantly, coeval contraction along the southern margin of the plateau in the Yinshan–Yanshan belt. The proposed model provides a framework for interpreting the spatial and temporal relationships of distinct processes and reconciling some seemingly contradictory phenomena, such as the synchronous extension of northerly terranes during major contraction in the neighboring Yanshan–Yinshan belt.     

黔西罐子窑地区叠加变形及其对铅锌矿床的控制作用

黔西罐子窑地区位于扬子板块西南缘,自中生代进入板内发展阶段之后,发生了多期次复杂构造叠加变形。第一期变形(早燕山期:J3-K1)以自东向西挤压收缩为主,形成了近南北向的褶皱与断层构造体系,发育褶皱轴面以东倾、断层以向西逆冲滑脱占主导地位的变形特征。中上泥盆统火烘组、榴江组泥灰岩和硅质、钙质粘土岩为重要滑脱面,滑脱层本身变形复杂,其上部褶皱相对平滑开阔而下部褶皱相对紧闭。第二期变形(晚燕山期:K2-E)以自北向南挤压收缩为特点,横跨叠加在早期变形之上,表现为早期近南北向褶皱发生枢纽倾伏、断层发生张剪性活动,伴随多层次向南滑脱,在南部形成了轴面北倾的近东西向褶皱(局部倒转)和向南逆冲的断层,并切割南北向构造,喜山早期使得断裂再次活动与调整。区内铅锌矿体分为两类产出状态,一是顺层平缓产出,明显受顺层滑脱与低角度断层控制;另一类是陡倾产出,受陡倾张剪性断层控制。平缓者多形成于早、晚燕山期,而陡倾者多形成于构造转换期或喜山早期。