用物理模拟实验研究走滑断裂和拉分盆地

本文按照下地壳和岩石圈地幔塑性流动控制上地壳构造变形的思想,采用脆延性双层模型,在考虑模型相似性的条件下,通过延性层流动驱动脆性层进行走滑断裂和拉分盆地模拟实验。实验结果表明,在左行走滑阶段发育两条"S"型左行右阶断裂带;在右行走滑改造阶段,早期左行右阶断裂带被改造为"Z"型右行右阶断裂带。走滑断裂发育过程中共有三种类型的拉张伸展:(1)"S"型破裂逐渐伸展,形成多个菱形盆地;(2)几个相邻的斜列"S"型断裂在剪切作用下端部被错断连通,形成"地堑-地垒"构造;(3)在右行走滑阶段,沿右行右阶断裂拉张形成拉分盆地。先存的上隆拱张断裂限制了走滑断裂的位置和方向。脆性层强度对走滑断裂的形成和发展具有约束作用,脆性层结构对脆延性的层间耦合作用和走滑断裂特征具有显著影响。      

雪峰造山带南段靖州盆地成因性质及形成背景

靖州盆地是位于雪峰构造带南段的一个NE向晚三叠世一中侏罗世小型陆相盆地,前人研究提出其为NNE向溆浦-靖州大断裂左行走滑形成的拉分伸展盆地.本文对靖州盆地构造特征、T3-J2沉积和原型盆地特征等进行了系统研究,在此基础上提出该盆地实为挤压类前陆盆地,主要依据有:①沉积物高成熟度以及残留盆地边界与盆地周缘先期地质界线总体协调一致,说明盆地沉积时为挤压挠曲作用下形成的低缓洼地;②沉积物高成熟度和远源特征,指示盆地形成于相对稳定构造环境;③盆地北端T3-J1沉积空间由岩层弯曲下凹提供;沉积物产状变化指示J2盆地受到NW向挤压并产生持续褶皱变形;沉积物特征指示沉积环境西浅东深,进一步暗示J2盆地发展受控于NW向挤压与东缘逆冲块体的重力载荷;④盆缘伸展断裂少见,因挤压形成的小型走滑断裂、逆断裂、共轭剪节理等则多见;⑤从溆浦-靖州断裂走向偏转情况来看,该断裂左行走滑时靖州盆地所处部位应为挤压区而非拉张区.据盆地沉积和构造特征及区域大地构造演化背景,盆地的形成主要与晚三叠世-早侏罗世区域SN向挤压、中侏罗世区域NWW向挤压和NNE向左行走滑有关.     

渤海海域郯庐断裂带新生代活动方式与演化规律——以青东凹陷为例

青东凹陷东边界为郯庐断裂带在渤海海域内西支断裂所在,平面上由4条北北东向断裂呈左阶雁列式排列,剖面上以上盘下降为主,局部具有张扭性和压扭性花状构造现象。青东凹陷东界上的郯庐断裂新生代经历了古近纪右行平移正断层活动、古近纪末盆地挤压反转中的逆右行平移、新近纪的弱拉张活动和第四纪以来的逆右行平移4个演化阶段。古近纪断陷期,先存的郯庐断裂带由于具有较低的强度,在南北向伸展应力场作用下复活并表现为具有右行平移分量的斜向拉张活动,在浅部新生4条左阶雁列式断层,并与盆地内北西向基底断裂系统和东西向新生正断层共同控制了古近系的沉积格局。古近纪末发生了盆地反转,结束了断陷盆地发育阶段,在北东东-南西西向区域挤压应力作用下郯庐断裂表现为逆右行平移活动。新近纪坳陷阶段,盆地内构造活动较弱,主要受控于岩石圈热沉降作用,但郯庐断裂仍具有较弱的伸展活动。第四纪以来,郯庐断裂再次转变为逆右行平移活动。     

苏门答腊岛（印尼）岩浆旋回中的成矿作用

本文阐述了东苏门答腊地体和西苏门答腊地体白海西期岩浆旋回以来各自的金属矿产分布特征。海西期东苏门答腊地体以裂陷盆地的层控型铅-锌矿为主,而矽卡岩型Ag、cu和Pb．zn矿化产于西苏门答腊地体。印支期sn矿成矿作用主要与s-型花岗岩类（220～195Ma）侵入和苏门答腊岛中部的梅迪亚苏门答腊深大断裂走滑活动有关。燕山早期铜．金成矿作用为陆缘夭折古裂谷和岛弧环境。燕山晚期为弧-陆碰撞的火山弧的Sn-Au-Ag成矿作用。喜山期发育的岩浆弧Au—Ag成矿与苏门答腊深大断裂活动和巴厘散构造带有关,归因于印度-澳大利亚洋壳斜向俯冲于苏门答腊岛之下。     

阳城横河逆冲推覆构造研究

横河逆冲推覆构造呈北西向挟持于临汾一运城盆地南东边界断裂与新生代同善一承留北西西向断裂间,为两构造带之次级“P”方向剪裂隙。上述两带分别具为右行扭动及左行扭动特征,指示横河逆冲推覆构造带形成于喜马拉雅期。     

秦岭构造带与转换断层

本文探讨转换断层在秦岭构造带演变中的作用。祁连洋扩张导致秦岭带的右行转换拉张作用,形成加里东期秦岭海。秦岭海消亡时,沿商丹断裂向北斜向俯冲。晚志留世,南、北大陆开始对接后,沿商丹断裂的斜向俯冲逐渐转变为左行走滑。左行走滑作用造成了海西早期平移造山作用和转换拉张作用相伴的构造格局。     

酒泉早白垩世盆地群构造特征和成因

本文对酒泉盆地群充填物、早白垩世火山岩、早白垩世原型盆地构造样式和新生代反转构造的特征进行了分析,旨在查明酒泉原型盆地群的成因。初步认为,酒泉盆地群是早白垩世陆内热事件的表部响应,为近南北向或北东向裂谷盆地。在新生代,由于印度板块的挤压作用,北祁连山前展式北向推覆作用可能使早白垩世酒泉盆地群的南部地区转换为山脉,现今的盆地边界被掩覆在北祁连山之下;同时,印度板块的挤压作用还造成控制酒泉盆地群内部次级构造单元沉积体系的近南北向和北东向正断层转换为逆冲断层,盆地发生反转。     

澜沧江断裂带的新生代走滑运动学特点

通过对澜沧江断裂带北、中、南段新生代构造形迹的运动学解析,结合前人工作,论证了澜沧江断裂在新生代早期(古新世-中始新世末)、中期(晚始新世-渐新世末)、晚期(中新世-第四纪)的走滑运动序列为：中、南段,右行→左行→右行;北段,左行→左行→右行。研究表明,澜沧江断裂带早期主要表现为中、南段的右行逆冲和北段的左行逆冲,与同期发生的昌都-思茅地体颈缩事件相对应,其地球动力学背景与太平洋板块向西推挤作用以及扬子-华南板块与印度板块发生的强烈东西向碰撞挤压有关;中期,整个断裂发生左行逆冲,其地球动力学背景与南海盆地的扩张作用及其扬子-华南板块相对于印度板块北移所致的左行扭动相适应：晚期,整个断裂右行走滑,与太平洋构造域的南海盆地扩张终止,昌都思茅地体整体向南东逃逸相适应。     

中、新生代郯庐断裂带的演化与沉积盆地形式和分布

郯庐断裂带两侧分布着一系列中、新生代含油气盆地,如松辽盆地、渤海湾盆地和苏北—南黄海盆地等。这些盆地的构造、沉积和岩浆活动等特征记录了中、新生代郯庐断裂的演化过程;而中、新生代郯庐断裂活动则控制了两例盆地的形成。 根据盆地构造型式及其与部庐断裂之间的时空关系、构造、岩浆活动和沉积建造等特征分析可知:①在印支至早燕山运动期间,由于太平洋板块向北西俯冲在滨太平洋地区产生了南北向直扭应力场的作用,郯庐断裂连为一体并发生左行压扭活动;②从侏罗纪开始至白垩纪,太平洋板块的俯冲作用变为间歇式,郯庐断裂转变为左行压扭与拉张裂陷交替作用的时期;③新生代期间,由于太平洋板块的俯冲方向转变为SW方向,郯庐断裂主要表现为右行压扭和拉张裂陷的交替运动。同时,郯庐断裂被北西向断裂分段解体。不同地段的活动方式和方向有显著差异。大致以沈阳为界,北段主要表现为小幅度的伸展作用;南段则主要表现为右行压扭和拉张裂陷交替作用。     

珠江口盆地多期走滑构造与叠合型拉分盆地:以阳江东凹为例

珠江口盆地的成盆机制和构造演化过程探讨是该地区烃源岩研究中不可缺少的环节,也是大家广泛关注的焦点问题。本文以阳江东凹为例,通过整体与局部相结合的分析方法,从整体上确定了研究区走滑断裂的发育特征和展布框架,明确了区域构造运动与走滑断裂的成因联系;并将整体划分成局部,聚焦于阳江东凹古近纪盆地构造演化阶段逐步分解与精细检验,对珠江口盆地的成盆机制、发育过程和演化模式进行分阶段解剖和分析。结果表明,研究区的构造演化过程分为三个阶段:文三段沉积期NW-SE向伸展,文二段沉积期南北向区域拉张作用下NE走向断裂右行右阶走滑拉分和文一段-恩平组沉积期NWW向走滑断裂左行左阶拉分。由于三个阶段受到不同的区域构造运动影响,各阶段盆地的打开方式和断裂的分布特征具有一定差异。同时,不同时期的构造演化过程与同时期区域构造应力场的转变一一对应,控制了沉积-沉降中心的分布,据此本文提出珠江口盆地的裂解模式是多期走滑构造控制的"叠合型"拉分盆地的新认识,研究区整体表现为三期构造叠合型盆地,盆地的构造叠合机制与洼陷的生烃排烃具有一定的相关性。     

珠江口盆地成盆‒成烃‒成藏:代序

珠江口盆地位于太平洋俯冲的东部动力系统、印度-澳大利亚板块与欧亚碰撞或新特提斯洋俯冲的西部动力系统相互作用的中间地带,因此其构造成因及南海海盆打开机制一直存在争论;且构造对南海北部陆缘盆地群的油气成藏有何作用也不甚清晰。本专辑以珠江口盆地为例,特别是以阳江东凹为精细解剖区,结合中国东部新生代盆地的研究成果,展开了以下问题讨论:(1)珠江口盆地成盆机制:是单一裂陷、多幕伸展、单次伸展-走滑,还是多幕叠合走滑模式?(2)盆地的成盆机制与洼陷的生排烃、油气成藏相关性,尤其是古近系烃源岩的形成条件与资源潜力如何?不同幕次的构造转换对"源-汇"体系和油气成藏的控制作用等;(3)南海海盆的打开方式和动力学机制探讨:是印度-澳大利亚板块与欧亚板块碰撞有关的挤出-逃逸模式、太平洋板块俯冲有关的弧后伸展模式、深部构造有关的地幔柱模式、与古南海俯冲有关的俯冲拖曳模式,还是右行右阶拉分模式?(4)中国东部近海盆地共性探讨:珠江口盆地的成盆、成藏、成烃机制是否与渤海湾盆地、东海陆架盆地具有相似性?研究结果揭示,多期走滑拉分作用对珠江口盆地形成及其油气成藏具有重要意义,也影响了南海及其周边盆地群的裂解和洋盆打开过程,其动力来源主要是太平洋俯冲动力系统。     

Specifics of magmatism in marginal continental and marginal-sea pull-apart basins: Western periphery of the Pacific Ocean

The paper presents data on pull-apart (synchronous with strike-slip faulting) extensional structures formed in relation to Indo-Eurasian collision and including continental marginal rifts in East Asia and adjacent marginal sea basins. The evolution of Cenozoic pull-apart basins (developing synchronously with strike-slip faulting) in the western surroundings of the Pacific ocean corresponds to a basaltoid sequence in which the onset of rifting and the stage of maximum extension are marked by the first and last members of this sequence that have, respectively, calc-alkaline and tholeiitic depleted composition. The predominance of intermediate members with mixed isotopic-geochemical signatures testifies to the interaction of diverse magmatic melts. The opening of pull-apart basins (including those of marginal sea) was associated with magmatism whose sources were localized, judging from geochemical indicators, in the modified continental lithospheric mantle and depleted asthenosphere. The sources in the lithospheric mantle that was affected by long-lasting metasomatic recycling in the geological past dominated during the initial stages of continental extension and gave way to depleted asthenospheric sources. This model is consistent with the deep structure of the territories: extensional basins correspond to asthenospheric upwelling, with the ascent of asthenospheric diapirs positively correlated with the intensity of extension of the continental lithosphere and the degree of depletion of the accumulated basaltoids. The discovery of widespread calc-alkaline rocks (which are genetically related to the ancient metasomatized lithospheric mantle) in zones of continental rifting and marginal basins of the strike-slip fault nature significantly broadens the compositional range of volcanics typical of extensional geodynamic environments. At the same time, this testifies to the polygeodynamic nature of calc-alkaline volcanics, which can accumulate without any relations with coeval subduction zones.     

青藏高原东缘龙门山 晚新生代走滑-逆冲作用的地貌标志*

文章以青藏高原东缘龙门山活动构造的地貌标志为切入点,在汶川-茂汶断裂、北川断裂、彭灌断裂和大邑断裂等主干活动断裂的关键部位,对断错山脊、洪积扇、河流阶地、边坡脊、断层陡坎、河道错断、冲沟侧缘壁位错、拉分盆地、断层偏转、砾石定向带、坡中槽、弃沟和断塞塘等活动构造地貌和断裂带开展了详细的野外地质填图和地貌测量,利用精确的地貌测量数据和测年数据,定量计算了龙门山主干断裂的逆冲速率和走滑速率,结果表明在晚新生代时期龙门山构造带仅具有微弱的构造缩短作用,其中逆冲速率的速度值小于1.1mm/a,走滑速率的速度值小于1.46mm/a,表明走滑分量与逆冲分量的比率介于6 ∶ 1~1.3 ∶ 1之间,以右行走滑作用为主。在此基础上,对各主干活动断裂的逆冲速率和走滑速率进行了定量的对比研究,结果表明自北西向南东4条主干断裂的最大逆冲分量滑动速率具有变小的趋势,而走滑分量的滑动速率则具有逐渐变大的趋势,显示了从龙门山的后山带至前山带主干断裂的走滑作用越来越强。由此推测现今的龙门山及其前缘盆地不完全是由于构造缩短作用形成的,而主要是走滑作用和剥蚀卸载作用的产物。另外,根据沉积、构造、盆地充填体的几何形态、地貌、古地磁等标定和对比了龙门山在中生代和新生代的走滑方向,表明龙门山构造带在中生代与新生代之交走滑方向发生了反转,即由中生代时期的左行变为新生代时期的右行。     

莺歌海盆地构造转折界面的确定及其地质意义

中国西南部红河断裂带的活动演化历史长期以来备受国内外学者的关注,该断裂从陆地向海域延伸进入莺歌海盆地,并对莺歌海盆地的形成和演化起重要的控制作用。目前,红河断裂带经历早期的左旋走滑运动和后期的右旋走滑运动已经得到公认,但对于其精细的构造演化历史及其左旋走滑向右旋走滑运动转换的时间还未能达成共识。本文利用构造控制沉积、沉积反映构造的思想,通过对莺歌海盆地三维地震资料的构造解析,从T27界面上下地层厚度存在"跷跷板"式的变化、沉积中心的迁移、沉积速率的变化、陆架-陆坡坡折带的出现、微小断裂的特征以及底辟构造等方面的研究,确定莺歌海盆地红河断裂带的左旋走滑运动停止于T40(10.5Ma);T40~T30(10.5~5.5Ma)是构造变形的平静期;T30~T27(5.5~2.4 Ma)为左旋走滑运动向右旋走滑运动转换时期;T27(2.4 Ma)以后右旋走滑活动开始,并控制坡折带(包括莺歌海盆地和琼东南盆地)和底辟构造等的形成;T20(1.9 Ma)以来,右旋走滑活动逐渐减弱。     

郯庐断裂带山东段的中新生代构造演化特征

本文在总结郯庐断裂带的最新研究成果的基础上,对郯庐断裂带山东段深部构造特征、运动学特征和内部结构特征进行了分析,并对郯庐断裂带山东段的中新生代构造演化过程进行了研究。在华南华北碰撞造山时期,郯庐断裂带山东段发生了显著的左旋走滑剪切变形。郯庐断裂带山东段在晚侏罗至早始新世(50Ma前)的左旋走滑直接受控于古太平洋板块向东亚大陆的俯冲,板块俯冲边界的应力直接传递到郯庐断裂带导致其发生走滑运动;早白垩世中期至古近纪,郯庐断裂带山东段内部及两侧盆地的伸展则受控于深部岩石圈减薄、地幔底辟导致的裂陷作用。     

Structural evidence for superposition of transtension on transpression in the Zagros collision zone: Main Recent Fault,Piranshahr area,NW Iran

The Main Recent Fault of the Zagros Orogen is an active major dextral strike-slip fault along the Zagros collision zone, generated by oblique continent–continent collision of the Arabian plate with Iranian micro-continent. Two different fault styles are observed along the Piranshahr fault segment of the Main Recent Fault in NW Iran. The first style is a SW-dipping oblique reverse fault with dextral strike-slip displacement and the second style consists of cross-cutting NE-dipping, oblique normal fault dipping to the NE with the same dextral strike-slip displacement. A fault propagation anticline is generated SW of the oblique reverse fault. An active pull-apart basin has been produced to the NE of the Piranshahr oblique normal fault and is associated with other sub-parallel NE-dipping normal faults cutting the reverse oblique fault. Another cross-cutting set of NE–SW trending normal faults are also exist in the pull-apart area. We conclude that the NE verging major dextral oblique reverse fault initiated as a SW verging thrust system due to dextral transpression tectonic of the Zagros collision zone and later it has been overprinted by the NE-dipping oblique normal fault producing dextral strike-slip displacement reflecting progressive change of transpression into transtension in the collision zone. The active Piranshahr pull-apart basin has been generated due to a releasing damage zone along the NW segment of the Main Recent Fault in this area at an overlap of Piranshahr oblique normal fault segment of the Main Recent Fault and the Serow fault, the continuation of the Main Recent Fault to the N.     

长江中下游深部构造及其中生代成矿动力学模式

长江中下游地区是中国重要的成矿带之一。本文利用地震、大地电磁数据以及野外地质调查,并结合前人研究的地球物理和岩石地球化学资料,明确了长江中下游地区现今深部构造,系统分析了其成矿动力学演化机制。本区发育有三大断裂体系:大别-苏鲁前陆断裂系、江南-雪峰断裂系和中国东部NE-NNE向走滑断裂系。大别-苏鲁前陆断裂系为一自北向南的叠瓦式逆冲推覆构造,而江南-雪峰断裂系为一自南向北的多级逆冲推滑构造,它们沿来安-望江-阳新-天门一线形成强烈的挤压对冲构造样式。中国东部NE-NNE向走滑断裂系早期主要表现为左行平移走滑并侧向挤压,参与了对冲构造形成过程,只是部分切割其它两个逆冲体系。这三大断裂体系均经历了印支-燕山期穿时递进的构造变形。152~135Ma,古太平洋板块向欧亚大陆俯冲时,板片可能沿着转换断层撕裂并产生底侵体。下地壳在底侵体的烘烤作用下熔融并受到混染,其岩浆在多级逆冲推覆和滑脱构造背景下充分结晶分异形成低镁埃达克岩,于断隆或隆坳过渡带生成铜矿。135~127Ma,长江中下游成矿带深部地幔开始上隆,诱发加厚岩石圈沿着郯庐断裂带局部拆沉,并引发富集地幔上升流。其与残留地壳交代反应,在郯庐断裂带两侧形成高镁埃达克岩。古太平洋板块继续向南西俯冲并发生逆时针旋转,长江中下游地区大多数NNE向断裂已转变为右行走滑,形成右行右阶的走滑拉分盆地。上隆地幔的基性岩浆沿着深切地壳的走滑断裂上升到盆地中,快速冷却形成橄榄玄粗岩岩系,从而在接触带或潜火山岩体顶部分异产生铁矿。     

Pull-apart origin of the Satpura Gondwana basin, central India

The Gondwana basins of peninsular India are traditionally considered as extensional-rift basins due to the overwhelming evidence of fault-controlled synsedimentary subsidence. These basins indeed originated under a bulk extensional tectonic regime, due to failure of the attenuated crust along pre-existing zones of weakness inherited from Precambrian structural fabrics. However, disposition of the basins and their structural architecture indicate that the kinematics of all the basins cannot be extensional. To maintain kinematic compatibility with other basins as well as the bulk lateral extension, some basins ought to be of strike-slip origin. The disposition, shape and structural architecture of the Satpura basin, central India suggest that the basin could be a pull-apart basin that developed above a releasing jog of a left-stepping strike-slip fault system defined by the Son-Narmada south fault and Tapti north fault in consequence to sinistral displacement along WSW-ENE. Development of a sedimentary basin under the above-mentioned kinematic condition was simulated in model experiments with sandpack. The shape, relative size, stratigraphic and structural architecture of the experimental basin tally with that of the Satpura basin. The experimental results also provide insights into the tectono-sedimentary evolution of the Satpura basin in particular and pull-apart basins in general.