天山地区碰撞后构造与盆山演化

研究表明,近东西向的天山造山带基本格架在古生代晚期已经初步形成;平行造山带广泛分布的二叠纪红色磨拉石证明当时造山隆升作用非常强烈,导致前陆盆地普遍发育。三叠纪,天山造山带遭受区域剥蚀夷平,盆山高差缩小,盆地规模进一步扩大。侏罗纪—古近纪,由于板内伸展作用,在准平原化的天山地区形成了一系列伸展盆地,呈近东西向分布。新近纪以来,受南面印度—欧亚陆—陆碰撞的影响,天山地区发生强烈陆内变形,以逆冲推覆和褶皱堆叠为特征;节理统计表明新生代的主压应力为南北方向。晚新生代,由印度和欧亚大陆碰撞产生的强烈挤压作用对大陆腹地的天山地区影响很大：前中生代块体发生剧烈隆升和褶皱,伴随大规模新生代坳陷的形成,导致盆山高差急剧增大;脆性剪切与挤压变形构造叠加在韧性变形的古生代岩层之上。同时,中生代拉伸盆地发生构造反转,形成新生代挤压盆地,盆山交接带变形以台阶状逆断层和断层相关褶皱为特征。由于盆地朝造山带的下插作用,使古生代的岩层呈构造岩片方式逆冲推覆在盆地边缘的中新生代岩层之上,当穿越不同地质构造单元时表现出不同的运动学特征。强烈挤压褶皱冲断是晚新生代盆山交接带的基本特征和最普遍的盆-山耦合方式,局部伴有小规模近东西向的走滑断层。中生代沉积岩的褶皱与断裂、侏罗纪煤层自燃及烧结岩的形成、强烈地震与断层活动、以及新疆独特的镶嵌状盆山格局,都是新近纪以来构造作用的产物。     

天山构造带新生代构造变形二维有限元模拟

利用地质、地球物理成果，建立了横跨天山，包含准噶尔和塔里木盆地等构造单元的二维离散模型．模拟在5种不同边界条件下，整个天山构造带的应力应变和位移，结果表明：天山地区构造应力场以近NS向为主，主要动力源来自南部塔里木地块的向北推挤，北部准噶尔地块向南的推挤作用要弱于南部塔里木地块．主压应力多分布在天山地区下地壳及上地幔，主干断裂带附近也有集中，剪应力集中区分布在断裂带及其与地壳内界面相交处，总应变集中在天山下地壳及其上地幔部分，断裂带附近更为集中，尤其是边界断裂．剪应变主要集中在断裂带上，特别是边界断裂，位移以水平位移为主，在天山两侧山前最大，内部相对较小且以垂直位移为主．     

蒙古戈壁天山断裂带晚新生代构造变形与构造地貌研究

跨越中蒙边境线的戈壁天山断裂带是一条大型左旋走滑断裂带,东西展布约700 km。通过解译分析Landsat ETM卫星遥感影像和SRTM数字高程模型(DEM)数据,对戈壁天山断裂带晚新生代构造活动及其地貌特征进行了研究。结果表明,沿戈壁天山断裂带发育了一系列断层陡坎、系统的水系错位、挤压脊等典型的走滑构造地貌类型。遥感影像解译结果还显示3处系统水系错位,均受戈壁天山断裂左旋走滑运动的影响,表现出系统的左旋水平位错。结合历史地震数据、先存的基底构造和断层系统,本区地震活动性呈现出不可预测性和复杂性。此外,发育在断裂带上的3个大型挤压脊构造中:Karlik Tagh和Gurvan Sayhan就位于走滑断裂的终端,其走滑分量减弱并逐渐转为以逆冲分量为主的构造特征。Nemegt Uul位于2条不连续的走滑断裂的汇合和叠置部位。走滑断层均穿过了挤压脊构造,同时伴随有逆冲作用分量,造成了挤压脊沿走向和垂直走向上的构造地貌生长,显示了是陆内造山带演化的重要过程。     

龙门山冲断带北段前锋带新生代构造变形

龙门山北段前锋构造的地震剖面解释和前缘盆地内沉积地层的磁组构研究表明前锋构造中发育两期构造挤压作用,即整体强烈的晚三叠世变形和由北向南逐渐减弱的弱新生代构造变形。受这两期构造挤压作用的控制,龙门山北段前锋构造中发育上、下两套构造层,地表构造为晚三叠世时期形成,而深部隐伏构造则形成于新生代。北部的矿山梁和天井山构造几何学上表现为一个双重构造,浅层是一个晚三叠世形成的断层转折褶皱;深层是新生代形成的多个逆冲岩片叠置所构成的隐伏堆垛背斜;南部的青林口和中坝构造主体表现为叠瓦状逆冲,前锋构造是断层转折褶皱和断层传播褶皱。新生代构造冲断位移量以及造成早期构造抬升由北向南逐渐减小,反映新生代变形强度由北向南的减弱。磁组构研究表明新生代变形从龙门山冲断带边缘到盆地内部,磁组构从铅笔状磁组构到初始变形磁组构并逐渐过渡到沉积磁组构。由南向北磁组构由初始变形磁组构转变为铅笔状磁组构,说明应变越来越强,从而进一步证明了龙门山前锋新生代构造的弱变形作用和变形强度的北强南弱分布特征。     

新疆南天山西段中新生代构造变形与盆山耦合机制探讨

南天山西段山峦叠嶂,沟壑深切,褶皱强烈,断裂纵横。构造演化与中生代以来新疆地区的强烈隆升以及其后的塔里木盆地大规模断陷密切相关,受典型的盆山耦合机制控制。从卷入褶皱作用的地层展布和区域构造变形特征分析,新疆地区在原塔里木地块的基础上,由于大规模地慢物质上涌,于中生代晚期发生强烈隆升,并在隆升的北西缘西南天山一带形成北东东向构造岩浆带。新生代以来,由于新疆隆起轴部强烈的热减薄作用,导致隆起中部发生大规模裂陷,并逐渐形成塔里木断陷盆地。与此同时,构造岩浆活动形成的南天山西段造山带与塔里木断陷盆地构成了较大的（地形）位势差,进而引起南天山西段由北西向南东拆离滑脱。第一期形成的区域性褶皱被改造成一系列倒转褶皱,往往表现出北西翼平缓,地层出露齐全,南东翼陡倾或倒转,甚至在某些背斜倒转翼形成较大规模的逆冲推覆构造,同时相伴产生多条北西向走滑断裂,以调节沿走向滑脱拆离幅度的不均匀性。因此,南天山西段,甚至整个新疆地区,中新生代的区域构造演化应从盆山耦合的视角分析其地球动力学过程。这也许是解开西南天山复杂变形历史的钥匙。     

塔里木盆地东南缘新生代构造变形特征研究

塔里木盆地东南缘新生代变形特征研究对探讨阿尔金构造带新生代的活动特征及阿尔金构造带与西昆仑构造带的相互作用具有重要意义.本文在野外地质调查的基础上,结合地球物理和沉积学资料,探讨了塔里木盆地东南缘的新生代变形及演化特征.塔里木盆地东南缘新生代构造变形受西昆仑构造带、阿尔金构造带和车尔臣断裂带的控制,且变形由西向东减弱.西南部的构造样式主要表现为受西昆仑向北冲断作用控制的冲断构造;东南部为受阿尔金断层走滑作用控制的走滑-冲断构造;而北部则为受车尔臣断层走滑作用控制的基底卷入走滑-冲断构造.中新世,盆地东南缘受西昆仑构造带大规模的冲断活动影响,导致民丰山前盆地挠曲沉降和冲断层发育,而车尔臣断裂仅有微弱活动;上新世开始,构造变形扩展到整个研究区,不仅西昆仑构造带和车尔臣断裂带表现出强烈变形,而且阿尔金断层走滑作用强烈,导致北侧次级断层的强烈走滑冲断作用和若羌山前挤压挠曲盆地的形成.新生代时期,西昆仑构造带北向冲断作用要早于阿尔金构造带的走滑变形,阿尔金构造带的走滑作用对西昆仑构造带北向冲断构造有强烈的改造.     

柴达木盆地北缘地区新生代构造特征及变形规律

柴达木盆地北缘地区的新生代构造主要为一系列断层转折褶皱、断层传播褶皱。在邻近祁连山山前的北东背斜带中主要发育规模相对较小、隆升幅度较低的断层传播褶皱和与之相伴产出的突破断层,开始形成于古新世上新世早期;中部背斜带中发育的构造主要为断层转折褶皱和少量断层传播褶皱,开始形成于中新世上新世中期;远离山前的南西背斜带主要发育断层转折褶皱和少量滑脱褶皱,开始于上新世晚期更新世。研究区的台阶状逆断层及其相关褶皱是由祁连山山前向盆地按照一定的序次、以背驮式渐次扩展的,这个扩展过程自古新世一直持续到现在。     

西昆仑-塔里木盆地盆-山结合带的中、新生代变形构造及其动力学

西昆仑—塔里木盆地盆-山结合带可划分为西昆仑北带和塔里木地块南缘拗陷带(塔南拗陷带)两个构造单元,后者由塔西南拗陷带和塔东南断陷带两部分组成。西昆北带分别以库地—喀什塔什断裂和西昆北冲断裂与西昆中带和塔里木地块南缘拗陷带相隔。盆-山构造经历了长期、叠次的形成、演化过程,但不同时期、不同层次的变形构造具有极大的统一性,总体表现为以西昆中断裂(其主体为库地—喀什塔什断裂)为根带,以北向逆冲扩展作用为主导,向北至塔南拗陷带腹部,逐渐转化为以垂直向上的构造伸展作用为主导。塔南拗陷带的逆冲断裂与具强烈深层流变组构的西昆北逆冲断裂属统一地球动力学系统中不同构造层次的成分,前者是后者向浅层脆性应变域扩展的产物。导致盆-山构造形成的驱动力来自昆仑构造带以南的持续、强烈的北向逆冲扩展作用,至少在塔南拗陷带的前早更新统地层分布区不存在塔里木地块自北向南俯冲的直接证据。西昆仑—塔里木盆地南缘的造盆、造山作用过程可简单地归纳为三个形成演化阶段:晚侏罗世—早白垩世的快速隆升和快速拗陷(沉降)期、晚白垩世—古近纪的深层拆离-缓慢隆升和均匀拗陷(沉降)期和新近纪至今的挤压-急剧隆升和强烈拗陷(沉降)期。造盆、造山作用的动力学过程表明,中—上新世是造盆造山作用机制发生重大转折时期,早更新世末的构造运动基本上奠定了西昆仑—塔里木盆地南缘的盆-山构造格架。     

塔里木盆地西北缘柯坪逆冲构造带与巴楚隆起的叠加关系

塔里木盆地西北缘柯坪逆冲带是天山和塔里木盆地在新生代盆山耦合作用下形成的构造变形区，为印度板块和 欧亚板块碰撞所影响的最明显地区之一。柯坪逆冲带逆冲方向是从天山向塔里木盆地内逆冲，构造变形样式是以寒武系蒸发岩层为滑动拆离面的薄皮构造，也有卷入前寒武系－元古界结晶基底的逆冲推覆构造，以及北西向走滑断层。以皮羌断层和印干断层为界，根据构造样式的差异，柯坪逆冲带可分为3个构造区，即西克尔区、柯坪区和阿克苏区。西克尔区逆冲推覆构造卷入地层厚度大，基底拆离面深度为7－8km；柯坪区逆冲推覆构造卷入地层厚度小，基底拆离面深度为5－6km；阿克苏区则为卷入前寒武系结晶基底的逆冲推覆构造。这些构造样式的差异是由于北西向的巴楚隆起对近北东走向的柯坪逆冲构造带叠加的结果，尤其巴楚隆起的南界－－皮羌高角度逆冲断层与柯坪逆冲带发育的皮羌左旋走滑断层，以及巴楚隆起的北界－－印干逆冲断层与柯坪逆冲带发育的印干右旋走滑断层对柯坪冲构造带的叠加最为明显。     

安宁河断裂带新生代构造变形与磁组构特征

安宁河断裂带作为青藏高原东边界鲜水河—小江断裂带的重要组成部分, 是认识高原隆升和侧向生长的理想对象.为了进一步厘清安宁河断裂带新生代以来的构造变形, 本文对该断裂带中段进行了详细的野外地质调查和磁组构研究, 厘定了安宁河断裂带新生代构造变形特征和序列, 主要获得以下认识:(1)构造解析表明, 安宁河断裂带存在三期构造...     

塔里木盆地与天山山脉晚新生代盆山耦合机制

根据塔里木盆地北缘地质构造几何学和运动学资料、油气勘探地震剖面、人工地震测深、地震层析成像以及地热资料,提出了塔里木盆地、准噶尔盆地岩石圈地幔在天山岩石圈之下碰撞并发生拆沉的盆山耦合机制的概念模型。由于印藏碰撞,青藏高原的北部前缘岩石圈地幔与塔里木盆地岩石圈地幔形成V字形碰撞结构,推动塔里木地块的高强度岩石圈向北运动并俯冲到天山岩石圈之下,以水平俯冲作用在中天山北缘岩石圈之下与准噶尔盆地向南俯冲的岩石圈地幔碰撞,并发生后剥拆离。塔里木岩石圈俯冲的过程中,形成库车再生前陆盆地和再生前陆冲断带以及再生天山山脉。冲断量约为塔里木俯冲量的20％。这一盆山耦合模型可以解释盆地构造、盆地沉降、山脉隆升、岩石圈深部构造和热特征。     

煤化作用与构造 热事件的耦合效应研究——盆地动力学过程的地质记录

煤是一种对温度、压力等地质环境因素特别敏感的有机岩。煤化作用实质上是煤与外界进行能量和物质交换的一个开放系统。地质历史演化过程中的各种构造 热事件必然导致煤发生一系列物理、化学、结构和构造变化,煤中有机组分和无机组分在各种地质营力作用下迁移、分异和改造,从而影响煤层现今赋存状况、煤化程度和煤质特征,在一定程度上记录了沉积盆地动力学过程的地质信息。文中介绍了国内外在煤化作用与构造 热事件的耦合效应方面的研究进展,讨论了存在的问题,提出了重点研究课题。     

天山南麓库车晚新生代褶皱-冲断带

库车褶皱冲断带位于天山南麓,由近东西走向的多条构造带组成。三叠系暗色泥岩、侏罗系煤层、古近系库姆格列木组膏盐层和新近系吉迪克组膏盐层构成库车褶皱冲断带的区域性主滑脱面。褶皱冲断带底面由北向南逐渐抬高。褶皱冲断带主体发育盖层滑脱-冲断构造(薄皮构造),基底卷入型冲断构造(厚皮构造)见于北缘的根带。新生界膏盐层之上构造变形以滑脱褶皱为特色,之下以冲断构造为特色。库车褶皱冲断带是印度-亚洲碰撞远程效应下,(南)天山晚新生代造山过程的产物。褶皱冲断带构造变形的动力来源主要是造山楔向塔里木盆地推进所形成的挤压构造应力。褶皱冲断带构造变形的起始时间为约23Ma,构造变形具有阶段式加速的特点,已经识别出约23Ma、约10Ma、5~2Ma和1~0Ma共4个变形加速期。褶皱冲断带的演化过程为前展式,褶皱冲断带前锋向南推进的同时,后缘持续变形。     

天山北缘晚新生代快速变形时间的确定及其成藏意义

生长地层分析及区域研究成果表明天山北缘冲断带晚新生代快速变形主要形成于10～7Ma以来。10Ma以来准南前陆冲断带持续扩展,形成现今地表可见的三排褶皱冲断带,其构造形成时间明显晚于天山南缘,显示印-藏碰撞引起的区域构造变形由南向北传播的特征。10Ma以来的变形强度显示天山北缘乌鲁木齐以西—齐古背斜地区的构造变形相对较弱,向两侧剥蚀作用、构造变形有所增强。晚新生代快速变形与晚期成藏匹配良好,决定冲断带前缘是油气成藏的有利部位,而山前构造带的剥蚀、隆升强烈,构造变形较弱的构造(带)应是早期成藏得以保存的有利部位。     

Polyphase Tectonic Events and Cenozoic Basin-Range Coupling in the Tianshan Belt, Northwestern China

Studies show that the Tianshan orogenic belt was built in the late stage of the Paleozoic, as evidenced by the Permian red molasses and foreland basins, which are distributed in parallel with the Tianshan belt, indicating that an intense folding and uplifting event took place. During the Triassic, this orogenic belt was strongly eroded, and basins were further developed. Starting from the Jurassic, a within-plate regional extension occurred, forming a series of Jurassic-Paleogene extensional basins in the peneplaned Tianshan region. Since the Neogene, a collision event between the Indian and the Eurasian plates that took place on the southern side of the Tianshan belt has caused a strong intra-continental orogeny, which is characterized by thrusting and folding. Extremely thick coarse conglomerate and sandy conglomerate of the Xiyu Formation of Neogene System were accumulated unconformably on the Tianshan piedmont. Studies have revealed that the strong compression caused by the Indian-Eurasian collision     

中新生代南北天山差异性抬升历史的磷灰石裂变径迹证据

堆积于天山山前坳陷内部的巨厚新生代地层不仅记录所在沉积区的热历史信息,还记录了物源区的信息。本文选择天山南北两侧山前坳陷中3条地质剖面进行了大量的磷灰石裂变径迹测试和部分样品的热历史模拟分析,来揭示上新世以来天山在南北方向上隆升过程的差异性。采样剖面的选取较前人更加靠近前陆盆地方向,样品所在地层年代更新。结果显示,东秋里塔格背斜剖面中的样品记录了中天山、南天山和背斜区分别在55~65Ma、20~25Ma和5Ma经历了构造隆升。玛纳斯背斜剖面中的样品记录了北天山的三次构造隆升事件分别发生于55~65Ma、20~25Ma和5Ma,其中距今5Ma为玛纳斯背斜带起始隆升的时代。结合前人在相同区域的研究成果,分析得出天山的不同部分经历了不同的构造演化历史,自150Ma以来经历了三期差异性隆升。中生代时期(150~125Ma)表现为山体整体抬升,中生代晚期-新生代早期(100~50Ma)北天山明显早于南天山开始构造隆升,新生代以来(~50Ma)的构造运动以向前陆盆地方向扩展为特征,而隆升起始时间南北差异变小。虽然在南北方向上天山山体隆起时间上存在明显的差异,但是中新生代以来山体物源区的剥蚀速率大体相同。因此,隆升起始时间与隆升量之间并不存在必然的定量关系。天山的不同块体具有不同的构造演化历史的事实提示在研究大范围构造隆升作用时,应将构造作用作为一个过程来对待。变形在传递的过程中,在时间和空间上存在一定的滞后现象。     

柴达木盆地新生代不同层次构造特征

应用柴达木盆地地震、非地震资料进行综合解释研究发现,新生代盆地深、浅层构造存在较大差异,盆地沉积在不同时期受到不同构造格局的控制。古近系受近东西向构造控制,新近系受北西向构造控制,显示了柴达木盆地新生代为不同时期受不同方向构造控制的大型叠合盆地。盆地地层深、浅层构造变形特征不同,深层表现为陡倾的逆冲断裂构造,以断块构造为主要特征;中浅层表现为滑脱褶皱与滑脱断裂构造;地表在背斜核部发育斜列展布的正断层构造。盆地经历了多旋回沉积和多方式的后期改造,不同的构造组合形成了不同的储油气构造模式,认识这一点对于盆地深层的油气勘探,特别是寻找隐蔽油气藏具有重要意义。     

准噶尔盆地南缘新生代沉积物碎屑锆石记录的天山隆升剥蚀过程

通过对准噶尔盆地南缘有精确古地磁年代控制的金沟河剖面新生代沉积物中7个砂岩样品碎屑锆石的U Pb LA ICP MS测年分析,确定安集海河组（28~23.3 Ma）和沙湾组（23.3~17.5 Ma）的砂岩样品碎屑锆石年龄主要集中在261~328 Ma（P-C）,塔西河组（17.5~13.2 Ma）样品的年龄主要集中在234~311 Ma（T-C）和369~403 Ma（D-S）,独山子组（13.2~6.0 Ma）和西域组（6.0~1 Ma）样品的年龄主要集中在264~333 Ma。经与流域内岩石地层的分布相对比,揭示至少在晚渐新世开始中天山已经隆升并剥蚀为盆地提供物源,从约中新世早期开始北天山的南缘开始隆升,加入物源供给区,从约中新世中晚期开始北天山开始明显隆升,并逐步阻碍了中天山的物源供给,成为物源的主要供给区。天山的这种逐步向北的隆升剥蚀过程,反映了印度欧亚板块碰撞的远程效应。     

西天山古生代铜金多金属矿床类型、特征及其成矿地球动力学演化

根据铜金矿床的含矿主岩和成矿作用方式 ,西天山的铜矿床主要可划分为 3种类型 :斑岩型、夕卡岩型和火山热液型 ;金矿床可划分为 2种类型 :浅成低温热液型和斑岩型。研究区从北到南可划分为 3条东西向的成矿带 :1阿拉套—科古琴铜多金属成矿带 ,分布着与中元古界灰岩和海西中期中酸性浅成侵入岩有关的斑岩 -夕卡岩铜矿、与海西中期酸性浅成侵入岩有关的斑岩型铜矿 ;2博罗科洛金多金属成矿带 ,分布着与下石炭统中酸性火山碎屑岩和中—基性熔岩有关的浅成低温热液型金矿、与海西中期中酸性浅成侵入岩有关的斑岩型金矿 ;3阿吾拉勒铜银多金属成矿带 ,分布着与二叠纪陆相中基性火山岩有关的火山热液型铜矿、与海西晚期中酸性浅成侵入岩有关的斑岩型铜矿。通过对西天山古生代的地球动力学演化探讨 ,认为上述 3条成矿带对应的大地构造单元分别为阿拉套—科古琴晚古生代岛弧带、博罗科洛晚古生代弧后盆地和阿吾拉勒二叠纪裂谷带。     

中、新生代天山隆升过程及其与准噶尔、阿尔泰山比较研究

根据穿越天山地质剖面观察、系统裂变径迹(FT)测年年龄与热演化模拟结果分析,并综合前人研究结果,天山陆内造山带中、新生代主要经历2次明显的隆升事件,分别为晚侏罗世—早白垩世和中新世以来(25~0Ma)。从天山地区磷灰石FT年龄结果来看,主要记录了早期隆升年龄,但热演化模拟结果显示普遍经历了中新世以来的快速隆升。在天山北缘从盆山边缘的近25Ma开始隆升到前缘带的现今活动,表明天山陆内造山带在隆升的同时还逐渐“增生”扩展。系统研究和分析表明,东西准噶尔和阿尔泰地区则主要记录了晚中生代以来的持续隆升过程,新生代构造活动不明显或强度相对天山要弱。上述事实表明,天山及其中亚地区新生代的陆内活动是受喜马拉雅碰撞与青藏高原隆升的影响,具有向北渐弱的特征。