塔里木盆地新生代地质地貌特征及其演化

塔里木盆地是亚洲大陆腹地独特的巨型地质地貌单元，是研究新生代地球系统的天然实验室。新生代以来，它经历 了古近纪海湾、新近纪湖泊—三角洲平原、河流—湖泊—沙漠、沙漠—河流的地质演化过程，古地理格局变化的主要因素 是远程碰撞造山作用，造成盆地的封闭、气候干旱。古近纪以来，海湾盆地西低东高，构造挤压造成周缘山脉隆升和盆地 逐渐封闭，这是盆地演化最主要的动力因素。新近纪南高北低，随着青藏高原隆升，周围山脉持续隆升，早先形成的河湖 等地质地貌单元不断被周边山脉所封闭，形成塔里木盆地，发育大湖泊。第四纪以来，盆地西高东低，经历了最快速的地 球系统演化，形成中国较大的内流水系以及最大沙漠。内、外动力的耦合作用及其相互作用，控制了塔里木盆地新生代地 球系统演化，塔里木盆地周缘新构造活跃，在巨型盆地内发育了河流、湖泊、沙漠、戈壁、雅丹、干盐湖等多种第四纪的 地貌类型。不同地质因素时空上相互作用，塑造着巨型盆地地球系统演化，塔里木盆地展示了极干旱地区地球系统第四纪 快速的演化过程。     

冈瓦纳大陆古生代冰盖分布研究

基于冈瓦纳大陆主要板块冰川沉积地层的对比,并结合古地磁方法对冈瓦纳大陆古生代主要冰期的冰盖分布范围进行再造,认为冈瓦纳大陆在古生代主要经历了3次较大的冰期,分别是:(1)晚奥陶世—早志留世冰期、(2)晚泥盆世—早石炭世冰期、(3)晚石炭世晚期—二叠纪冰期。晚奥陶世—早志留世冰期冰盖主要分布在西冈瓦纳大陆;晚泥盆世—早石炭世冰期冰盖主要分布在南美板块;晚石炭世晚期—二叠纪冰期冰盖在冈瓦纳大陆主要组成板块上均有分布,且冰盖存在时间最长,分布范围最广。3次主要冰期冰盖的中心点位置均靠近南极点,但并不完全重合,可认为气温是影响冈瓦纳大陆上冰盖分布的主要因素,但不是唯一的因素,冰盖的分布范围还受到盆地动力学、地形、冰川属性以及其他具体因素的影响。同时结合在保山地块的野外工作以及前人的研究成果,认为冈瓦纳大陆的3次冰期中,仅晚石炭世晚期—二叠纪冰期对中国的陆块产生了影响,且主要影响了中国的西南陆块群(包括保山地块、腾冲地块、拉萨地块、羌塘地块等)。     

库车前陆冲断带克拉苏构造带变形影响因素分析——基于离散元数值模拟研究

在解释库车前陆冲断带克拉苏构造带三维地震剖面的基础上,采用离散元数值模拟手段、单因素变量控制方法,通过六组模拟对比实验,探讨挤压背景下应变速率大小和作用时间、盐岩展布形态、先存盐底辟、基底先存断裂以及基底古隆起等因素,对库车前陆冲断带克拉苏构造带变形的影响。离散元数值模拟结果表明:相比于应变速率大小,应力作用时间对冲断带变形的影响更为显著,变形缩短率相同时导致挤压隆升幅度更大,可达70.25%,向前传播距离均更远,横向上变形范围可达73.82%,盐下层叠瓦状逆冲断裂倾角更小。先存底辟主要影响挤压端垂向变形规模,使得隆升幅度更大。先存断裂主要影响挤压端水平方向变形范围,挤压变形水平传播更远。基底古隆起和盐岩展布形态对克拉苏构造带变形也具有重要影响,基底隆起前沿形成应力集中带,盐岩在此聚集形成构造三角带。由于盐岩的分隔作用,盐上层变形相对较弱,靠近挤压端发育背斜和冲断构造,向盆地方向逐渐变为宽缓的向斜构造。     

库车前陆冲断带西部却勒盐推覆体变形特征分析

库车前陆冲断带西部发育中国最好的地表盐构造,可作为盐构造研究的天然实验室。前人对本区盐构造的研究主要集中于地下,包括地下盐构造样式的识别、地下盐构造分段性研究及盐构造形成机制研究等,而对于地表盐构造的研究相对较少。文章在前人研究的基础上,通过详细的野外填图,并辅以地震解释、遥感解译等方法,对库车前陆冲断带西部却勒盐推覆体变形特征进行分析,认为却勒盐推覆体的发育受控于却勒逆冲断层,库姆格列木群盐岩随逆冲断层出露地表。盐推覆体在东西向上构造差异较大,具有明显的分段性,在推覆体的中、西部,推覆体上盘地层发育齐全,盐岩仅沿推覆体逆冲前缘出露地表,属于典型的露趾增生型盐席;而在推覆体东部的察尔汗盐席处,盐上地层被剥蚀,盐岩出露地表后在重力的驱动下向周缘流动,属于溢流增生型盐席。察尔汗盐席受地表径流和降水作用影响明显,发育大量溶洞和盐山构造,并以"脉动流"的形式向前增生。盐内能干层的变形特征是反映盐岩流动性强弱的指标,盐推覆体东部察尔汗盐席盐内能干层变形样式更复杂,盐岩的流变性更强。缺少厚层顶板的限制和受降水及地表径流的充分影响是察尔汗盐席盐岩流变性较强的原因。     

恒山地区变基性岩墙群的发现及"五台群"绿岩地层的解体

构造填图及剖面研究揭示了恒山中南部"绿岩带"实为变基性岩墙群强烈剪切、构造置换的产物, 它们明显侵入于新太古代灰色片麻岩内及高压麻粒岩区. 恒山高压麻粒岩区产状平缓, 向南逐渐被产状陡立变基性岩墙群侵位. 变基性岩墙的侵位明显晚于高压麻粒岩相变质事件, 形成于伸展构造环境并经历后期走滑剪切变形. 锆石同位素年龄研究表明, 恒山中南部的变基性岩墙侵位于(2499 ± 4)～(2512 ± 3) Ma之间, 并经历后期构造-热事件的影响. 恒山南部-五台山区新太古代末期变基性岩墙群的发现, 进一步证实这一时期华北中北部经历伸展构造热事件, 提供了划分太古宙/元古宙界限的构造-岩浆活动事件标志, 及华北与其他大陆早期构造演化对比的基本线索.     

早期碰撞造山过程与板块构造：前寒武纪地质研究的机遇和挑战

普遍认为修正后的板块构造模式仍适用于新太古代地质研究，但是早期板块构造过程与后期有明显差异，包括陆块规模、造山带类型、碰撞造山过程等。典型碰撞造山带在地史上的初次形成具有划时代的构造演化意义，涉及典型板块构造初始发生过程、最早超级大陆拼合、威尔逊旋回及板块碰撞造山过程等方面。华北中部保留一条近南北向的碰撞造山带（2 600~2 500 Ma BP），保留特征的巨型复式褶皱、不同层次推覆构造、蛇绿岩混杂带等。围绕华北中部造山带及其25亿年重大构造热事件的研究，对认识华北早期构造演化及其超大陆再造具有重要意义，也是早期板块构造研究的关键突破口之一，开展其不同地壳层次构造变形及其前陆盆地的研究，将深化早期板块边界及其造山过程的科学认识。     

遵化新太古代豆荚状铬铁矿变形特征、变形机制及其大洋地幔扩张运移的指示意义

豆荚状铬铁矿是蛇绿岩套地幔构造岩中特征的矿产,其矿石发育丰富的岩浆活动-高温变形结构构造类型,豆荚状铬铁矿高温下仍具有稳定的物理化学特性,对认识大洋上地幔扩张、横向运移具有重要指示意义。在对遵化新太古代豆荚状铬铁矿显微构造的深入研究基础上,通过对比分析豆荚状铬铁矿结构构造特征(岩浆活动、低温变形),提出高温变形结构及其特征(拉长网孔结构、条带状、糜棱状结构等)。借鉴现代洋中脊及弧后盆地扩张的构造模型,提出华北新太古代豆荚状铬铁矿扩张中心形成后的显微构造演化序列,豆荚状铬铁矿变形机制的研究,可以提供认识早期大洋上地幔动力学过程的新线索。     

五台山区太古宙/元古宙界线划分及其地球演化意义

太古宙/元古宙界线代表地球演化历史上的重大事件,如何准确标定和划分这一界线对认识早期演化历史具有重要意义。区域构造及同位素地质年代学研究表明,华北克拉通新太古代构造演化明显滞后于欧美澳等克拉通,成为有利于建立太古宙/元古宙界线的关键地区。山西五台山区保留了较完整的新太古代-古元古代地层记录。先前研究主要依据该区地层、区域构造、叠层石记录进行界线划分,并对界线争议较多。本文在五台山区长期野外研究的基础上,通过对磨拉石沉积、同构造花岗岩、裂解环境相关玄武岩的综合探讨,建议这一界线划分在东冶亚群与豆村亚群之间。初步的同位素年龄制约表明,这一界线的时代介于2549±22Ma到2450±10Ma之间,与早期大陆克拉通伸展裂解、隆升剥蚀相关,并涉及岩石圈、水圈、大气圈性质的重大变化。     

超高温变质作用：以华北内蒙古土贵乌拉地区为例

超高温麻粒岩(富Mg-Al)是指温度高于900℃、压力为0.7~1.3GPa条件下形成的麻粒岩相变质岩,它记录了下地壳超高温极端变质作用的地质信息。富Mg-Al典型超高温矿物组合有:假蓝宝石+石英,尖晶石+石英,大隅石+石榴石,斜方辉石+夕线石+石英,高氟黑云母和钙镁闪石,刚玉+石英。目前世界上发现的超高温麻粒岩带(块)地区有非洲阿尔及利亚、南非、东南极、巴西中部、澳大利亚中部、印度南部和东南部等地。我们在华北克拉通北部内蒙古中南部地区孔兹岩区中发现了超高温麻粒岩,岩性主要为灰黑色条带状夕线石榴黑云片麻岩,其中含有尖晶石+石英、假蓝宝石+石英、斜方辉石+夕线石+石英以及刚玉+尖晶石+石榴石等超高温矿物组合,指示温度达1000℃,压力超过1.0GPa的变质作用。独居石定年获得了(1927±11)Ma以及(1819±11)Ma两个峰期年龄,代表变质年龄。华北克拉通北部超高温麻粒岩的发现对研究华北克拉通与哥伦比亚超大陆的演化关系有重要意义。     

大陆盆地的聚敛-闭合过程研究:以塔里木盆地为例

印度与欧亚大陆第三纪以来碰撞汇聚,造成亚洲大陆内部强烈缩短变形。塔里木盆地如何发生相应的变形调节和应变分解,成为中亚板内构造的重要问题。塔里木陆块新生代以来被板内造山带及走滑断裂系环绕,盆地内部以刚性为特征,未发生强烈构造变形。区域大断裂与塔里木盆地的冲断、走滑构造边界共同作用,形成盆地边缘复杂的构造系。其新生代构造变形主要集中于盆地的构造边界上,4条构造边界显示差异性的运动特征和构造交切关系。盆地边缘构造带叠加并向盆内扩展,造成盆地总体上水平缩短,并发生应变分解。盆地内部发生沉积-构造分异,发育前陆盆地、前缘隆起、复合前陆盆地、拉分盆地等单元。其中,盆地西北缘及西南缘发生陆内俯冲,形成前陆盆地及前陆冲断带,对盆内构造演化有重要影响。区域构造研究表明,塔里木盆地新生代主要发生了4期区域构造变形,第三纪以来还发生顺时针旋转。大陆盆地构造边界上的运动组合、盆内不均匀阻挡和滑脱拆离,造成其变形扩展方式的差异,并影响盆内单元构造演化。因此,塔里木盆地是认识大陆盆地聚敛与闭合过程的天然实验室。