四川盆地盆缘前陆逆冲带的复合与联合扩展研究综述

前陆逆冲带扩展方式是理解造山带生长的关键。四川盆地东缘、北缘和西缘分别发育不同时代和不同构造背景下形成的武陵山 华蓥山、大巴山和龙门山前陆逆冲带,前人对他们的结构和构造运动学进行了详尽的研究。本文在总结这些研究的基础上,揭示武陵山 华蓥山、大巴山和龙门山三条前陆逆冲带的结构分带均表现为从厚皮逆冲构造至薄皮逆冲构造组合的变化,构造解析表明结构分带是断层 褶皱关系主导的指向前陆盆地方向共轴递进扩展作用的结果。同时,在前陆逆冲带扩展分析基础上,总结了四川盆地盆缘共轴扩展、非共轴叠加复合扩展和联合构造扩展三种前陆逆冲带扩展方式。结合阿巴拉契亚、科迪勒拉、阿尔卑斯、喜马拉雅、比利牛斯山等经典造山带前陆逆冲带扩展的研究现状,提出前陆逆冲带扩展研究中存在古构造应力场的σ2悖论、应力 应变 (σ ε)关系难以建立和系统不平衡等问题,并认为这些问题是未来定量化约束前陆逆冲带扩展,进而解决造山带生长构造动力学研究的主要挑战。     

贵州开阳磷矿地区下寒武统牛蹄塘组地层层序及其As、Sb、Au、Ag丰度异常与赋存状态研究

贵州开阳磷矿地区出露较为完整的下寒武统黑色岩系层序,这套黑色岩系中富含多种金属元素,但目前对岩系中主要低温成矿元素As、Sb、Au、Ag的地球化学背景异常与分布规律了解极少,对其形成背景与赋存状态无法进行深入讨论。本文以开阳磷矿地区下寒武统牛蹄塘组黑色岩系剖面作为研究对象,通过详细的野外地质调查、系统采样并进行地球化学分析、全岩硫同位素分析及黄铁矿电子探针分析,划分了详细的牛蹄塘组地层层序,对主要低温成矿元素(As、Sb、Au、Ag)的丰度异常、富集特征及赋存状态进行了研究,结果表明,黑色岩系中普遍富集As、Sb、Ag三种主要低温成矿元素,Au也在大部分层位富集。四种元素具有层控性的特点,在牛蹄塘组下部有机质含量较高的黑色白云质粉砂质页岩和黑色页岩层位中具有较高的元素丰度异常,在泥岩和粉砂岩混合层位元素丰度异常较低,钙质成分含量较高的层位元素含量较低。黄铁矿是黑色页岩中金的主要赋存矿物,也是Sb的重要赋存矿物,同时是Ag和As的次要赋存矿物;不同类型的黄铁矿,元素富集规律也不相同:As、Ag更容易富集在不规则集合体和草莓状黄铁矿中,Sb和Au则在散布的单颗粒黄铁矿中富集系数最高。     

负浮力是板块运动的驱动力吗?关于岩石断裂力学的讨论

本文从岩石断裂力学的角度,讨论了俯冲板块下拉牵引力(负浮力)作为板块运动初始驱动力的可能性。笔者总结已发表的岩石抗张强度的岩石力学实验结果,并和现在普遍认为的负浮力的数量级进行对比分析,结果表明大洋岩石圈上部岩石强度较低,仅有n×10 MPa。虽然随着温度和压力的增加岩石圈的强度不断增强,但是在板块俯冲的初始阶段,大洋岩石圈可能无法承受拖曳板块运动高达n×10² MPa的应力。此外,构造模拟、热开裂、疲劳断裂、俯冲挠曲、俯冲脱水以及熔融作用等地质现象的分析,也表明俯冲板块的负浮力作为板块运动初始驱动力是不符合客观事实的。     

南盘江盆地赖子山穹隆构造样式及沙箱模拟研究

贵州南盘江盆地发育一系列不同样式的穹隆状构造,其控制着低温矿床的分布,位于黔西南控制烂泥沟超大型金矿床的赖子山穹隆是其典型代表。在统计赖子山穹隆地层产状的基础上,通过π圆图解确定出轴迹分别为NW和NE向的稳定变形亚区,并依据亚区构造横剖面和几何投影解析得到亚区褶皱位态类型均为直立水平背斜。通过统计分析区内劈理并依据劈理与亚区褶皱轴面的平行关系筛选出轴面劈理,基于轴面劈理的切割关系、卷入变形的地层及前人获得的相关构造岩浆岩年代推断出组成赖子山穹隆亚区褶皱的发育时序,即NWSE向背斜发育于燕山早期,NNESSW向背斜发育于燕山晚期。基于地质构造分析,结合该地区地层岩石能干性强弱、地层缩短量和变形边界条件建立两个沙箱模型进行4组实验,通过改变软弱层材料、变形同时性模拟构造复合叠加和构造联合叠加的变形过程及样式,讨论影响叠加变形的因素。根据模拟结果,我们认为赖子山穹隆是NW向和NNE向纵弯直立水平褶皱经移褶性复合叠加形成的穹隆状构造,两期褶皱分别对应燕山早期雪峰山隆起对南盘江盆地的侧向挤压作用和燕山晚期黔西南由NW向SE的大型逆冲推覆作用;岩层能干性差异和构造变形的强弱是影响叠加褶皱构造样式和叠加类型的关键因素,当岩层能干性差异较大时,相对软弱的岩层起到分层变形作用,使得软弱层上下强硬层构造样式不同;后期变形较弱时,形成限制性、移褶性叠加褶皱,后期变形较强时,形成斜跨、横跨式叠加褶皱,分阶段变形形成复合叠加构造,同时变形或变形速度差较小时,形成弧形的联合叠加构造。     

滇东北驾车穹隆结构及其Pb、Zn、Ag、As、Sb元素异常特征

滇东北地区位于扬子地块西南部,该区域内发育一系列直接赋存有低温矿床或与低温成矿作用联系密切的构造穹隆体。详细研究这类穹隆体的构造成因及属性,是揭示区域内低温成矿规律的关键。驾车穹隆位于滇东北阿旺镇至驾车乡一带,与滇东北其他穹隆体相比,驾车穹隆出露完整的构造-岩石组合,是该区域构造穹隆体的典型代表。文中以驾车穹隆的构造特征为研究对象,通过详细的地质构造调查与构造解析、重点地层系统样品采集并进行地球化学分析及电子探针分析,结合区域背景资料,确定了穹隆的构造成因及变形序列、主要低温成矿元素背景异常特征及赋存状态。通过对3条横切驾车穹隆体构造剖面的构造解析,厘定了3期构造变形:D1期顺层流变构造,变形时代推测为加里东期;D2期为NEE向纵弯褶皱,变形时代推测为印支期;D3期为NNE向纵弯褶皱,变形时代推测为燕山期。地球化学分析结果表明:穹隆内昆阳群中泥质和粉砂质板岩等低级变质岩中具有3~5倍以上Pb、Zn、Ag、Sb、As元素背景异常;震旦系澄江组粉砂岩、灯影组白云岩与黑色页岩中局部具有3~5倍以上Pb、Ag和As的元素背景异常;下寒武统渔户村组部分黑色页岩中具有5倍以上的Pb、Zn、Ag、Sb、As元素背景异常。电子探针分析结果进一步表明,上述低温成矿元素在原生黄铁矿中富集。综合构造解析结果表明,驾车穹隆主体是一个由NNE向褶皱(D3期)横跨叠加于NEE向褶皱(D2期)之上而形成的构造穹隆体,为印支期与燕山期构造复合的结果。     

青藏高原北部东昆仑地区三叠系页岩成岩作用及其对储层的影响

青藏高原北部东昆仑地区八宝山盆地作为高原页岩气成藏特征探索的典型区域之一,对影响储层储集性能的关键因素——成岩作用的研究程度很低,不足以更大限度地发挥其勘探价值。基于岩性观察及薄片、铸体薄片、扫描电镜、X-射线衍射等实验分析资料,对该区三叠系页岩成岩作用及对储层的影响开展研究,结果显示,三叠系八宝山组页岩成岩作用共有6类:压实、胶结、黏土矿物转化、交代、溶蚀及有机质热成熟作用。综合有机质成熟度、岩石热解最高峰温、伊蒙混层比中蒙皂石占比、黏土矿物组合、孔隙类型等指标得出:研究区页岩处于中成岩B期-晚成岩阶段。结合各成岩作用对储层孔隙度的影响,研究区压实作用、胶结作用、黏土矿物转化作用易于造成孔隙度的减小,溶蚀作用、有机质热成熟作用易于孔隙度的增大,而交代作用对孔隙影响小。     

扬子地块西南缘瓮安穹隆不整合面特征、年代限定及大地构造意义

瓮安穹隆位于近南北向的鄂渝湘黔穹隆群构造带与东西向黔中隆起的过渡区域,本质上为一构造叠加穹隆。瓮安穹隆及周缘发育并完好地保留了加里东期、印支期和燕山期不整合面。这些对应于关键构造事件的不整合面的发育特征和年代限定是进行区域和大地构造重建的重要手段。研究结果表明：(1)古生代以来瓮安穹隆及邻区构造格局出现3次重大变动,先后经历了加里东期、印支期、燕山期等3个关键演化阶段,是前震旦陆壳基底上的叠加穹隆。早古生代以来,瓮安穹隆及邻区主要发育中志留统顶面(S2/AnS2)、中三叠统顶面(T2/AnT2)、中侏罗统顶面(J2/AnJ2)不整合,分别与加里东期、印支期和燕山期构造运动有关。(2)根据碎屑锆石年龄分布统计结果,瓮安地区及邻区加里东运动的发生时间为426~415 Ma,印支运动的发生时间为246~233 Ma,燕山运动发生的时间为168~150 Ma。对瓮安穹隆出现的不整合进行构造及年代学分析,从而进一步探讨穹隆的构造演化,将有助于对穹隆构造的深入研究。     

江南造山带西南段摩天岭穹隆脆韧性剪切与铀成矿作用

在造山带构造体制转换环境下,铀元素的活化、迁移和沉淀富集过程多与脆韧性剪切带的递进发育过程紧密相关。鉴于此,详细的区域和矿田构造解析是正确理解铀矿床成因的关键。华南江南造山带及其周缘分布着大面积低温铀矿床,既有晚古生代铀矿床,又有后期叠加的新生代铀矿床,均受脆韧性剪切转换带控制。华南铀矿床成矿作用具有多期叠加成矿特点,以往对单个铀矿床成矿地质和赋矿特征的研究较多,但对铀成矿作用与区域地质、构造体制及其剪切转化关系的系统研究则较为薄弱,造成对矿床成因认识很不统一,制约了对这一区铀成矿作用的深入理解。为深入了解这类铀矿床的形成机制,本文选取了摩天岭穹隆376矿床和374矿床两种不同地质特征的代表性铀矿床开展研究。通过详细地构造解析,我们认为摩天岭穹隆至少发育了五期构造变形,分别为新元古代(～820Ma)(D1期)近东西向褶皱与同构造岩浆侵位、加里东期顶部向NW的逆冲(453～426Ma)(D2期)、后加里东期NE走向的正向韧性剪切(426～295Ma)(D3期)、燕山晚期-喜马拉雅期的脆-韧性伸展(87～47Ma)(D4期)及喜马拉雅期以来的构造隆升与剥蚀(47Ma～至今)(D5期);结合显微构造与电子探针分析,认为D3期和D4期为关键铀成矿期。通过系统野外调查,以构造地质解析为主线,对新元古代三防花岗岩体及其周缘主要含矿构造与典型铀矿床的关系进行了详细解析,提出了摩天岭两种类型铀矿床由脆韧性递进变形控制的统一铀成矿模式,以期对华南铀矿勘查工作提供借鉴。     

新疆西准噶尔造山带北部晚石炭世I型花岗岩的岩石地球化学和锆石Hf- O同位素特征：对其岩石成因与构造过程的启示

新疆西准噶尔造山带发育大量的晚古生代侵入岩,但它们的岩浆源区和形成的构造背景仍然存在较大争议。本文对西准噶尔造山带北部阿尔加提山石英二长岩进行了详细的岩石学、地球化学、锆石Hf- O同位素研究,旨在揭示其岩石成因和构造背景,探讨其与地壳生长的关系。两件样品的锆石U- Pb定年结果分别为301. 8±1. 4 Ma和303. 7±3. 1 Ma,形成于晚石炭世。阿尔加提山石英二长岩样品含有角闪石,高硅（SiO2=67. 8%~68. 9%）、富碱（K2O+Na2O=9. 36%~9. 89%）、具有低的铝饱和指数（A/CNK=0. 96~1. 00）,伴有低的Ga/Al值（2. 27~2. 34）,Rb/Sr值（0. 35~0. 50）,显示出I型花岗岩的特征。同时,这些样品均富集大离子亲石元素和轻稀土,亏损高场强元素（如Nb、Ta和Ti等）,和负的Eu异常（δEu=0. 72~0. 85）,类似于典型俯冲相关的岛弧岩浆特征。这些I型花岗岩具有高的、正的锆石εHf（t）值（+11. 2~+14. 5）和年轻的二阶段Hf模式年龄（tDM2=604~392 Ma）,以及比地幔值略高的锆石δ18O 值（5. 73‰~6. 51‰）和高的锆石饱和封闭温度（Tzr=854~895℃）,可能是新生下地壳在高温背景下部分熔融的产物。结合前人在西准噶尔造山带北部发现的晚石炭世早二叠世A1和A2型花岗岩和埃达克质岩墙,本文认为这些高温岩石组合的形成可能与晚石炭世的洋中脊俯冲及其相关板片窗作用有关。在洋脊俯冲背景下,软流圈地幔上涌加热新生下地壳,促使其发生部分熔融形成I和A1和A2型花岗岩。西准噶尔造山带大多数下地壳主要形成于早古生代,表明该地区在显生宙发生了显著的地壳增长。     

青藏高原东缘龙门山前陆逆冲带复合结构与生长

位于青藏高原东缘的北东向龙门山逆冲带,研究已经证明是中生代与新生代前陆复合扩展和生长的结果。然而,2008年5·12汶川地震地表破裂、余震和滑坡等的单向和分段迁移现象,对龙门山复合逆冲带的结构认识提出了挑战。文章在已有研究成果基础上,针对龙门山复合生长下构建的特殊结构进行了野外调查和构造解析。结果表明,以中生代与新生代两期前陆逆冲带复合生长为基础,龙门山复合逆冲带具有特殊的、主要由前陆逆冲楔叠加后形成的复合结构,而且这种复合逆冲楔具有分级和时序特征;中生代前陆逆冲楔是以逆冲断层-褶皱为特征,并分别组合形成碧口厚皮逆冲推覆体、唐王寨薄皮逆冲推覆体和龙王庙逆冲推覆体,总体从晚三叠世以前开始,至~160 Ma向南递进扩展生长;新生代前陆逆冲楔由逆冲断层和逆冲岩片组成,分为约35~10 Ma和10 Ma以来两个阶段,向南东向递进扩展生长,并可能与川西盆地东侧龙泉山构造相连通。因此,龙门山逆冲带具有前陆逆冲带和生长过程的双重复合结构。