西南印度洋中脊斜向扩张分段特征及构造成因探讨

斜向扩张是超慢速扩张洋中脊独特的构造特征,其地形分段特征明显区别于经典的快速-慢速端元洋中脊模型,是理解超慢速扩张洋中脊地质过程的重要切入点。基于西南印度洋中脊Indomed-Gallieni和Shaka-DuToit段多波束地形数据,分析了不同斜向扩张角度(α)洋中脊的地形分段样式。其中,46.5°~47.5°E(α=5°)、16°~25°E(α=10°)和48.5°~52°E(α=15°)为近正向扩张段,发育雁列式叠置的中央火山脊;47.5°~48.5°E(α=50°)和16°~25°E(α=60°)为斜向扩张段,仅在洋脊段中部形成中央火山脊。利用有限差分+颗粒法(FD+MIC)数值模拟技术研究了洋中脊应变分布特征对不同α值的响应,结合地形分析,认为斜向扩张角度和温度异常分布共同控制了洋中脊地形分段样式。近正向扩张洋中脊(α＜20°)在温度异常处形成地壳伸展应变的集中区,有利于岩浆汇聚,发育雁列式叠置的中央火山脊,其位置随温度异常分布的变化而改变;斜向扩张洋中脊(α>20°)地壳伸展应变集中区的位置受斜向扩张几何样式控制,在洋脊段中部发育中央火山脊,对温度异常不敏感,形成位置长期固定的岩浆活动中心。     

海洋核杂岩形成机制及其热液硫化物成矿意义

海洋核杂岩是近年来新提出的洋底构造样式,其主要产出于慢速-超慢速扩张洋中脊轴两侧,目前在中大西洋脊、西南印度洋脊、中印度洋脊以及东南印度洋脊均发现海洋核杂岩。海洋核杂岩以其表面梳状构造为主要的探测特征,其构造要素还包括平行于洋脊轴的拆离断层、上盘后期正断层等;其岩石组合以出露于洋底的地幔岩石为主。海洋核杂岩的发育与慢速-超慢速洋脊的扩张速率、岩浆补给和拆离断层的发育有关:慢速-超慢速扩张洋脊的岩浆补给不足以平衡洋脊扩张所带来的空间应变量,从而以在薄弱带发育拆离断层来弥补,并继而使拆离断层下盘的地幔岩石出露洋底表面,形成海洋核杂岩。海洋核杂岩的发育经历了发育初期、发展期、成熟期和衰亡期等周期。海洋核杂岩为洋底热液硫化物矿床的发育提供了物质来源、热液通道等有利条件,或将是热液硫化物矿床发育的有利构造条件,是一种新的远离洋脊轴的热液系统。     

准噶尔盆地隆起区石炭系顶面不整合及其意义及其意义

石炭系风化壳是准噶尔盆地火山岩油气储集层的主要类型,物性明显好于同时代原生型火山岩。通过对陆梁隆起滴西地区的铸体薄片与岩心观测,发现风化淋滤对火山岩储集性能的改造主要体现在孔隙上,对裂缝的改造作用不明显。由于火山岩形成的构造环境与古地貌存在差异,不同的海拔高度决定了其接受风化时间的长短。准噶尔盆地内石炭系不整合上覆地层时代存在明显差异,下二叠统至白垩系均有分布。最长风化时长在东部隆起约为150Ma,在陆梁隆起约为100Ma,在西部隆起约为55Ma;而3处隆起最少则仅缺失部分上石炭统-下二叠统。风化时长的长短与火山岩孔隙度的大小呈近波峰状对应关系,火山岩孔隙度初始随风化时长的增大(至约30Ma)逐渐增大,在到达峰值(对应风化时长约40Ma)后随时长的增大(55～100Ma)逐渐减小。最大的孔隙度均出现在火山角砾岩和玄武岩中,安山岩的孔隙度次之,而凝灰岩的孔隙度最小。     

晚古生代泛大陆聚合过程中板块碰撞的运动学分析

本文基于古板块再造方法,通过收集和筛选全球晚古生代古地磁数据,恢复再造泛大陆的构造格局及其聚合过程。晚古生代,全球板块的运动轨迹表明,全球板块整体以顺时针旋转的方式运动,聚合形成泛大陆。通过分析单个板块的运动学特征以及不同板块间的相对运动,表明在泛大陆聚合过程中,至少出现四种碰撞方式：① 追尾式碰撞：不同板块在同向运动过程中,板块运动速度存在差异,如前方板块速度慢于后方板块,则会造成其间洋盆逐渐收敛—关闭,如莱茵洋（海西造山带）、索伦洋（索伦山造山带）等。 ② 侧向式碰撞：两个板块运动轨迹大角度交叉,发生侧向碰撞,如波罗的板块向北运动过程中与向东北运动的西伯利亚板块碰撞,造成乌拉尔洋盆闭合,形成狭长的造山带。③ 错车式碰撞：两个板块,同向或者相向交错运动,在其侧翼发生走滑—斜向式聚合。如塔里木和华北板块转动方向相反,在侧翼斜向对接,以洋盆属性不明和走滑断层系发育为特征。④ 拥堵式碰撞：多个大板块之间汇聚区域的小陆块和地体发生多边汇聚,广泛出现岛弧增生和残余洋盆,如中亚造山带。     

印度洋大地构造背景及其构造演化——印度洋底大地构造图研究进展

印度洋底大地构造图(1∶1 500万)基于最新地球物理数据,结合中国大洋调查航次积累的地貌、地质、地球物理和矿产资源资料编制,综合反映印度洋底及周缘地质、地貌、地球物理和资源分布等特征,将为理解和推进印度洋盆构造演化和资源分布研究提供理论支撑。本文介绍了该图编制的思路和方法、数据来源、图面内容和大地构造单元划分,认为印度洋盆具有多微陆块、多期扩张、多洋底高原、无震海岭和"入"字形洋中脊等特征。在前人研究基础上,将印度洋盆地构造演化归纳为3个阶段:(1)冈瓦纳大陆裂解与洋盆初始张开(侏罗纪-白垩纪中期);(2)洋盆持续张开与扩张中心跃迁(白垩纪中期-古近纪初期);(3)印度板块与欧亚板块俯冲碰撞及非洲板块裂解(新生代)。在扩张中心跃迁式的发育形式下,现今印度洋盆多微陆块、多期扩张中心和"入"字形的洋中脊基本构造格局在古近纪早期便已形成。     

慢速扩张洋中脊热液成矿的典型实例——青藏高原北部德尔尼铜矿地质对比研究

青海德尔尼铜矿是发育在青藏高原北部的块状硫化物矿床,其赋矿围岩为阿尼玛卿蛇绿岩套中的超基性岩,代表了古特提斯洋的残骸。通过对德尔尼铜矿的详细地质解剖,认为其保留了大量海底热液喷流的地质记录,包括:矿体上部普遍发育的薄层喷流岩;多孔状硫化物中保留下来的胶状结构、草莓结构和角砾结构;矿石的主要矿物组成;与黄铁矿碎屑同期形成的方解石、长英质胶结物;与大西洋Rainbow、TAG热液硫化物矿床相似的矿体分带性。根据洋脊玄武岩中TiO2全岩含量估算德尔尼蛇绿岩所代表的这一段古特提斯洋洋中脊为慢速-超慢速扩张洋中脊,半扩张速率为1.1~2.5cm/a。类比现今洋中脊热液硫化物成矿过程,认为德尔尼铜矿经历了海底喷流、冷却保存和俯冲侵位等3个阶段,其中海底喷流阶段可能与洋底核杂岩具有成因联系,俯冲侵位过程中的矿体和超基性岩、玄武岩受逆冲断层控制。与世界上其他陆地上保存的类似矿床相比,德尔尼铜矿时代年轻(石炭纪),矿床结构和构造及其围岩蚀变特征保存完整,是慢速-超慢速洋脊超基性围岩热液成矿作用的典型实例,可以称之为德尔尼型成矿作用,研究其成矿过程,对研究和理解现今洋中脊超基性岩系统热液成矿作用(尤其是深部成矿作用)具有重要的意义。     

塔里木盆地及邻区寒武纪——三叠纪构造古地理格局的初步重建

塔里木陆块寒武纪——三叠纪主要经历了从东冈瓦纳大陆西北缘裂解、到向劳亚大陆聚合的演化过程,北部长期为被动大陆边缘环境,南部主要为裂谷、持续裂解以及漂移过程中陆块地体增生拼合,主要为弧后前陆盆地或隆起。塔里木盆地一级层序地层、区域不整合事件、次级构造单元的构造演化等,与板块边界上构造活动及其板块运动轨迹的变化具有明显的一致性,板块边界上的挤压造山活动,造成盆地隆升以及盆地岩相古地理格局的剧烈变化。引发塔里木盆地早二叠世大火成岩省的地幔柱活动,垂向上也造成石炭系穹隆状剥蚀抬升。塔里木叠合盆地的形成是小陆块上不同时期不同盆地类型复合的产物,而在世界其他大板块上,它们在横向上可能处于不同位置,不会发生垂向叠合,而以不同时代的不同盆地出现。塔里木陆块较全球典型克拉通盆地规模小,在与周边陆块碰撞汇聚时受改造强烈,构造变形程度大并由陆块边缘向陆块内扩展,南、北两侧陆块边界上的强烈构造作用易于对整个盆地产生强烈影响,发育挤压期盆地隆起和前陆盆地等。     

蛇纹岩化对洋中脊超基性岩热液硫化物成矿的影响:来自青藏高原德尔尼铜矿床的启示

洋中脊超基性岩热液成矿系统通常与洋底核杂岩构造有关,多发育大型矿床,具有巨大的资源前景。然而,受大洋调查取样手段的限制,超基性岩蛇纹岩化对成矿的影响仍需进一步研究。德尔尼铜矿床是地质历史上该类矿床的典型案例,对于理解其成矿模式,以及大洋硫化物勘探具有指导意义。本文选取德尔尼铜矿床块状硫化物样品进行黄铁矿的S同位素分析,结果表明其δ³⁴S值主要分布在-0.4‰～+6.3‰。结合前人研究发现,形成于深部网脉状、条带状矿石中的δ³⁴S值为负值,而经历表层喷流和破碎作用的块状和角砾状矿石中的δ³⁴S值为正值,二者呈对称分布,这主要是由于还原条件下岩浆排气产生的SO_2和H_2S动态平衡并逐渐沉淀S^2-,表明蛇纹岩化提供的还原环境对热液系统演化产生了重要影响。然而,磁黄铁矿和矿床Ni的分布指示成矿物质中超基性岩的贡献较小,主要物质来源是洋中脊深部的基性岩浆,通过热液循环将物质运移至海底并喷流成矿。对比现今超基性岩赋矿的高温热液硫化物矿床,德尔尼铜矿床形成温度更低,代表了超基性岩赋矿热液硫化物中的中温端元,表明在距离拆离面一定距离(约2～4km)的位置也可能形成大型的热液硫化物矿床,这对于现今洋中脊热液硫化物勘探具有一定的指导意义。     

热点作用背景下的洋中脊跃迁和扩展作用:印度洋盆地张开过程探讨

在《印度洋底大地构造图》的基础上,分析了印度洋盆构造格局和洋盆演化重大事件序列,并从印度洋盆初始裂解机制、扩张中心跃迁与热点作用、洋中脊扩展作用等方面讨论了印度洋盆的张开过程,提出以下几点认识:(1)现今印度洋洋中脊可分为两个系统:东南印度洋中脊-中印度洋中脊-卡斯伯格洋脊系统(东支)和西南印度洋中脊系统(西支),前者是太平洋洋中脊扩展作用的产物,后者是太平洋-东南印度洋中脊与大西洋中脊之间构造调节的产物;(2)印度洋盆最初裂解受地幔柱垂向挤压-水平伸展作用控制,沿前寒武造山带等地壳薄弱带发育;(3)印度洋盆经历两次扩张中心的跃迁,其趋向性跃迁方向与热点相对板块的运动方向具有一致性,显示两者存在内在联系。(4)大西洋和太平洋洋中脊在印度洋交汇,于古近纪连通,末端伴随陆块持续发生碎裂化、裂解化,可称为鱼尾构造模式,表明印度洋盆衔接和调节了三大洋盆的发育和演化过程,具有全球洋盆枢纽的关键意义。     

准噶尔盆地及其周缘地区晚古生代火山机构分布与发育环境分析

本文收集了北疆地区已报道的145处晚古生代火山机构信息.其中,准噶尔盆地周缘32处,主要集中分布于博罗科努山、博格达山以及克拉美丽山,包括破火山口、火山穹窿、火山通道(火山颈)等多种火山机构类型;准噶尔盆地盆内火山机构85处,主要分布在西北缘克百断裂带和盆地腹部的四处凹陷(三南凹陷、东道海子凹陷、滴水泉凹陷和五彩湾凹陷)及七处凸起(白家海凸起、石西凸起、夏盐凸起、三个泉凸起、滴北凸起、滴南凸起和北三台凸起).盆内火山机构分布主要受海西期断裂系控制,大致沿着NE、近EW两个方向的断裂展布,并在断裂交汇部位最为发育.由于后期改造,晚古生代火山机构普遍遭受剥蚀,且发生强烈变形和风化、淋滤改造,野外识别主要依靠残留地貌特征、火山岩相变化趋势及引爆角砾岩等特征岩性;地震识别则主要依靠地震切片、属性分析及构造趋势面分析等手段.准噶尔盆地晚古生代火山岩年龄集中于340～320Ma,300～295 Ma,分别对应东、西准噶尔岛弧俯冲时期.自早石炭世至晚石炭世,准噶尔盆地及邻区火山活动具有自水下向水上、深水向浅水、陆缘向陆内转换的变化趋势.