软流圈贯入——日本海弧后盆地张开机制

地幔楔底部被下曳的榄橄岩中闪石和绿泥石的脱水反应控制着岩浆弧中火山前锋的位置,这些脱水反应主要与压力相关(约3.5GPa)。这样,根据古火山前锋的位置就可以估计其下俯冲板块的深度。本文评估了日本东北弧自渐新世以来的火山活动,并参照火山前锋的迁移情况,探讨了日本海弧后拉张期间地幔楔中的物质运移。渐新世期间(约30Ma)火山前锋位于现代日本东北弧的西岸,在23Ma日本海弧后盆地张开之前它向海沟方向迁移了约2000km,因软流圈贯入地幔楔的触发,使俯冲带在30—23Ma间变得越来越陡,而在21—14Ma间日本海弧后扩张则是由于软流圈贯入动力作用的体现。所贯入的软流圈地幔的温度高于其周围的上地幔或岩石圈的温度。这就导致了23—22Ma的特征火山活动:(1)在近海沟地区发育高镁安山岩;(2)火山岩成分横跨岩浆弧不变;(3)火山岩总量向弧后方向增多。15Ma以来火山前锋向内迁移了一段距离(小于100km),这可能是由于地幔楔冷却的结果,因为闪石和绿泥石在较低温度下需要稍高些的压力才能分解。贯入地幔楔并引起弧后扩张的上地幔物质在Sr—Nd同位素组份上与洋中脊玄武岩源相同,因为30Ma以来日本东北弧弧后地区的火山岩的同位素组份具有一个从富集状态到亏损状态的长期变化特征。     

印尼东部弧陆碰撞带内碰撞后拉张

南班达弧的碰撞后拉张在印尼东部发现有许多关于年轻弧陆碰撞的最佳例子,在该处,澳大刊亚北缘在整个晚第三纪一直在和继承性岛弧系碰撞。班达弧 (图1) 是这些碰撞带中最年轻的一条,并形成了此地区欧亚扳块和印度—澳大利亚板块问的现代板块边界。图2为通过班达弧东南部丹尼巴附近的一条地震横剖面,表示了1963年班达海地震及其余震的一个解释。此剖面表示印度     

汇聚与拉张，对立的统一——论弧后扩张的必然性

在球坐标系统中，球内一点受到挤压力时，在其前方会产生一个向上的分量。俯冲板块前方所产生的向上分力破坏了岩石圈的重力均衡和相均衡，引起地幔底辟和岩石圈下部熔蚀，使地壳减薄，在俯冲板块的持续作用下，上述作用反复进行，最终地壳被拱裂张开，形成洋壳化边缘海盆地。俯冲作用所产生的张应力可用公式Fui=(h-hi)f sin α cos(β-ωi）θi（1－n)^pij计算。由俯冲产生的张应力的分布范围可宽达1000－2000km以上。     

收缩、横推、转动和拉张构造:来自台湾北部的一些例子

<正>当上地壳变形发生在斜向会聚和挤入构造起主要作用的构造环境中时,三种变形方式是普遍的:收缩、横推运动和块体转动。收缩变形导致褶皱作用和逆断作用,使经受缩短的上地壳增厚,并发育了巨大挤压带和前陆盆地。横推变形作用导致先前无关的区段并置,同时发育局部挤压的山脉和盆地。块体转动可产生横向挤出并促进盆地形成(Souriot等,1992)。 这些主要变形方式在碰撞山脉带的渐进变形期间可以按不同比例出现在一起。本文中我们总述了这三种构造方式(收缩、横推和块体转动)的某些特征,并指出它们的互补性和在区域构造上的共同控制因素,这是以台湾东北部碰撞带的实例为依据的(图1)。     

弧-陆碰撞开始时吕宋火山弧的塌陷:来自台湾东部中新世-上新世不整合的证据

1 前言台湾岛位于菲律宾海板块和欧亚板块之间复杂的会聚板块交界处,北向的吕宋火山弧沿着此边界现今与北东向的欧亚大陆边缘发生了向南推进的弧-陆碰撞(图1)。台湾碰撞作用的特点是欧亚大陆边缘的俯冲、活动的褶皱-逆冲带中地壳的巨大加厚、区域性变质作用和迅速的隆起,后者受到迅速侵蚀的平衡。自早上新世以来,与碰撞有关的造山作用伴有在台湾增生楔西翼(前渊)和东翼(向洋翼)之上同构造深沉积盆地的发育。在东翼盆地(碰撞盆地)中盆地形成和沉降的详细记录在台湾东部海岸山脉的中新-更新世火山岩和沉积岩中被保存     

四川盆地东北部须家河组海陆过渡相沉积环境演化——来自元素地球化学的证据

须家河组海陆过渡相沉积物有效记录了四川盆地晚三叠世古气候—环境变迁的信息,分析沉积环境对于探索有机质富集和油气成藏机理具有重要意义。通过对四川盆地东北部(川东北)不同位置上三叠统须家河组地质剖面进行野外观察和描述、对各层段样品开展岩石学和元素地球化学分析,结合区域构造背景,对川东北须家河组碎屑岩的沉积环境进行了探讨。结果表明：川东北须家河组碎屑组分主要为岩屑和石英,砂岩类型以中粒岩屑砂岩和中粒长石岩屑砂岩为主。CIA、CIW、PIA等参数和ICV—CIA、WIP—CIA等相关性判别图指示须家河组遭受了中等程度的化学风化,须四段和须六段化学风化最强,经历了弱的沉积再旋回;Mo/Al、Mo/Mo*、V/Cr等值和V/Al—U/Al、V/Al—Mo/Al等交会图反映须家河组沉积期为氧化环境,且须四段和须六段的氧化程度更高。受陆源输入、湖侵/海侵事件和气候变化的联合影响,须家河组沉积时期气候有由温暖潮湿向炎热潮湿转变的趋势,水体咸—淡交替,盐度变化大,水平面波动较为频繁,须四段和须六段沉积期水深最浅,湖盆的古生产力水平中等偏低,呈现出先升高、再降低、再升高的趋势,水体的陆源输入是古生产力的主控...     

与弧─陆碰撞有关的会聚边缘的拉张作用:巴布亚新几内亚的芬奇深渊

1引言巴布亚新几内亚位于印度－澳大利亚板块东北缘（图1小插图），处于以拉穆－马尔哈断裂带（RMF）、新不列颠海沟和特罗布里恩海槽为标志的一个复杂碰撞带的西端（图1）。处于7°17’S。148°35'E的所罗门海三联点（SSTJ，图1）标志着沿新几内亚碰撞带的重要变化。此三联点以西，在新几内亚活动带和休恩-菲尼斯特雷块体（HFB，图1）之间发生着弧-陆碰撞，并沿RMF伴有缝合作用。这条西碰撞带包括北面(HFB）抬升的渐新世火山弧和南面的沉降大陆边缘（由巴布亚半岛和新几内亚活动带组成，图1）。所罗门海三联点以东，大洋里所罗门海…     

弧后走滑拉张盆地的天然气碳同位素指示意义

弧后走滑拉张盆地油气资源潜力巨大已被广泛认识,本文通过对缅甸马达班湾盆地东部天然气碳同位素特征分析,结合该区块弧后走滑拉张盆地大地构造背景、油气地质条件等以探讨指导该区油气勘探的重点方向。认为:本区浅层天然气的组分与碳同位素值表现为较明显的热成因气为主、生物气为辅的特征;本区中深层天然气中CO2表现为无机成因气来源的碳酸盐岩热分解形成为主,底辟及热流体上侵是导致这种热分解形成的条件,并促使了该区中深部层段对应的大量烃源岩热演化进入生烃门限,从而生成大量油气,并在具备相应适合的储盖条件下运移成藏。所以该区中深层段应为本区油气勘探与开发的主力目标层段。     

弧—弧结合区的构造:以日本九州岛为例

<正>弧-弧结合区不仅地貌上特殊而且有各种构造特征,如走滑断层、山脊和槽地。这些构造的发育归因于弧内横推断层端部内的局部应力集中。然而这些解释一般缺乏详细的陆上地质和地球物理论证的基础。我们将评述位于西南日本弧和琉球弧结合处的九州岛的最近研究（图1）,着重于九州所经历的三次不同地质事件:弧内走滑断层位移、火山构造凹陷的形成和反时针构造旋转。所有这些事件发生在最近的6Ma期间和自菲律宾海板块俯冲在九州之下以来。本文将提出一个构造模式,把这些事件归因于菲律宾海板块俯冲的开始,并把重点放在相对这两岛弧的俯冲方向的差异。     

塔里木盆地塔中地区下奥陶统白云岩的成岩流体演化:来自团簇同位素的证据

基于碳酸根中¹³C-¹⁸O键的相对丰度与温度的关系,碳酸盐团簇同位素(Δ₄₇)具有独特的温度指示特征,而且不受碳酸盐沉淀时流体的化学和同位素组成的影响,是成岩流体研究中很好的温度指标。应用该指标可以更好地解决与温度相关的成岩流体来源及演化的问题。论文主要针对塔里木盆地塔中地区下奥陶统鹰山组白云岩样品,在详细的岩矿观察基础上,选取了基质(孔隙发育处)、孔洞内充填物和裂缝内充填物进行了团簇同位素测试分析,解析了深层-超深层碳酸盐岩储层的流体性质、演化与其对储层发育的影响。测试结果表明,塔中地区下奥陶统鹰山组白云岩主要经历了3期成岩流体改造:第一期流体为浅-中埋藏,为粉晶-细晶结构,团簇同位素形成温度T(Δ₄₇)分布范围为69～94℃,流体氧同位素值(δ¹⁸O_w,SMOW)分布范围为+1.81‰～+5.19‰,为奥陶系改造海水;第二期流体为晚期深埋藏卤水,多表现为细晶与中-粗晶结构,T(Δ₄₇)为111～113℃,δ¹⁸     

弧后盆地形成时地壳引张程度的变化

智利南部的蛇绿岩杂岩代表白垩纪弧后盆地盆底镁铁质部分的残余,此盆地自北而南显著变宽,其长度超过600公里。对呈楔状的原始弧后盆底的北端(萨莱托杂岩)和南端(托图加杂岩)蛇绿岩的详细的野外及地球化学方面的研究表明,在盆地形成期间玄武岩浆侵位到先存的大陆地壳的方式,南北间存在着重大的差异。在原始盆地狭窄的北端,镁铁熔浆侵入到大陆壳的扩散构造带内,造成硅锅质大陆壳的广泛再活化和改造。而在原始盆地的较宽的南部,在所确定的海洋扩张中心的位置上看来已有镁铁岩浆侵入。所观察到的这种北—南变化,造成了从具有洋陆中间型地壳到典型洋壳特征的弧后盆地的形成。这些变化被解释为代表弧后盆地的不同演化阶段。它是由导致弧后盆地地慢对流的俯冲作用与会聚板块边界一边的应力释放之间的微妙作用而形成的,可能与洋脊俯冲作用有关。在应力释放前,热从地幔底辟体传递到地壳底部,引起了南美普遍的硅质火山作用。随着应力的释放,从地幔衍生的熔浆顺着构造通道喷发到地表,导致了岛弧后面断裂带广泛地玄武岩质火山活动和硅质火山作用的终止。起初,玄武岩浆侵入陆壳的扩散带中,引起硅铝质地壳岩石的改造。后来不断形成自地幔来的镁铁岩浆的侵入带,最终导致发育了大洋型扩张中心。在南部智利和另一些地方的观察表明,会聚板块边界一边的水平应力的变化,可能是确定大陆壳区域性响应引起弧后对流的俯冲作用的主要因素,因此是镁铁质地幔熔浆侵位到地壳的机制。可推测,在南部智利观察的各种岩石也可在大洋盆的张开阶段形成,而目前已下伏于大西洋型大陆的边缘。     

塔河油田油气成因和运移的氦同位素证据

塔里木盆地塔河油田是目前我国在海相碳酸盐岩层系中发现的最大油田。为明确勘探方向和目标，通过测试该油田原油伴生气的氦同位素组成，探讨了该油田的油气成因和运移问题。研究结果表明，该油田原油伴生气的³He/⁴He比值分布在2.99×10^-8~8.27×10^-8之间，平均为4.89×10^-8；R/Ra比值为0.02~0.06，平均为0.035。这反映了壳源成因特征，说明该油田油气在形成和运移聚集过程中缺乏地幔流体的参与。该油田原油伴生气中氦同位素组成在区域分布上具有一定的规律性，研究认为这种分布特征起因于油气运移过程中伴生气的扩散作用和水、油溶解作用的氦同位素分馏，因而氦同位素组成及其分布特征可能是一种可以表征油气运移情况的新指标。据此指标揭示出该油田的油气由南向北运移，说明油气主要来自该油田南部满加尔坳陷及其邻近地区的烃源岩区。     

裂谷大陆边缘拉张类型和重力异常:某些北大西洋实例

1前言北大西洋周围的非火山裂谷边缘和邻近的裂谷盆地提供了各式各样的地壳缩颈作用和沉积盆地几何形状的例子，这主要是由裂谷过程中不同的热力学条件引起的（Bassi等，1993；Bown和White，1995，Keen等，1989）。缩颈明显的边缘完成于50km或少于50km的距离内（Chian等，1995a），这与展示宽阔地壳缩颈带的边缘完全不同，它们有时定数百公里（Keen等1987b）。还可观察到变化的莫覆地形，如某些北大西洋盆地，尤其是大西洋周围的三叠纪盆地，位于相对平坦的莫霍面之上（Keen，1989；Sibuet等，1990），而在其他地区之下，莫霍面明显隆起…     

南菲律宾海残余弧和弧后盆地的间发性活动

从“格洛玛·挑战者号”59航次的钻探资料所推断的南菲律宾海岛弧—弧后盆地复合体的渐进演化对可能发生在具有弧后扩张体系特征的会聚板块边界上的构造过程给出了重要的边界条件。正如先前已认识到的,现代马里亚纳弧的前驱残余弧及介于其间的弧后盆地是自西向东渐进发展的,依次形成了帛琉—九州脊,帕里西维拉盆地和西马里亚纳脊,最后形成了现代马里亚纳海糟和马里亚纳弧。新的资料说明,弧后扩张的初始时期与其说如同先前认为的与岛弧火山活动的主要时期相一致,倒不如说与岛弧火山活动最小的时期相一致。依据火山碎屑岩岩屑的极快速堆积和在脊上的钻孔所穿过的岛弧拉斑玄武岩流可以识别出,32百万年前的渐新世末在帛琉—九州脊上发生了一次较大的火山脉动。其后不久,即30百万年前,岛弧火山活动减弱,似乎与岛弧沿其岩浆轴的分开及形成帕里西维拉盆地的海底扩张作用的开始相一致。在中新世早期到中期,在帕里西维拉盆地内的扩张作用停止以前,岛弧火山作用又一次开始影响老的帛琉—九州弧的向东开裂的弧前地段。这次火山活动产生了新的西马里亚纳弧,它是由一条新的活火山带连结在老的帛琉—九州弧前区的西沿上形成的,并继续到中新世的晚期。在西马里亚纳脊上的钻孔中发现的大量的火山碎屑岩岩屑表明,这第二次火山脉动在11—9百万年前达到了高潮。稍后,火山活动减弱,它再一次地与岛弧沿岩浆轴的分开和海底扩张作用的开始相一致。在这第二次扩张事件期间,在马里亚纳海槽内,另一条新的活火山带开始出现在向东开裂的弧前地段的盆地边上,这一次发生在西马里亚纳弧的东移弧前区后面。这一最新的活火山带与老的西马里亚纳弧前区一起组成了现今的马里亚纳弧。因此,虽说活动的马里亚纳弧的每个残余弧的西部都只包含着岛弧火山活动的部分记录,但是活动弧的弧前区(它合并了西马里亚纳弧的老的弧前区和老的帛琉—九州弧的弧前区)却包含了岛弧从大约40百万年前到现在的渐进演化和发展的全部记录。火山活动最小期的分布是与初始弧后扩张事件相一致的。对这种间发性活动的解释可能在于象对全球的弧后扩张体系不对称向东迁移的解释一样,是岩石图之下的一种向东流动过程。这种1—1.5厘米/年数量级的向东流动可能足以使西倾的板块变形,以至使板块断裂、俯冲、中断,并因此而需要一个恢复俯冲的时期,从而遣成了在岛弧火山活动和弧后扩张中观察到的间发性。     

砂贯入岩与油气勘探和开采的关系

对于砂贯入岩在油气储层中的分布已有越来越多的描述，在深水碎屑岩层系中尤为如此。现已获悉，砂贯入岩对深水碎屑岩的油气储量分布和采收率都有影响。地震能检测的贯入砂体是勘探和开发井的布井目标，而地震不能检测的贯入砂体可以成为储层内良好的流动单元，在广泛沉积的低渗透率层位形成油气田范围的垂向流体通道。由于砂贯入岩能在渗透率原本很低的层位形成渗透性通道，所以有利于盆地流体的排出。正因为如此，砂贯入岩既能产生封盖层的风险，也能缓解对油气运移时间和速率方面的要求。贯入砂体可形成不同于构造或地层圈闭的侵入圈闭。这种圈闭的储层一般都有良好的性能，同时不同规模的砂体之间也有很好的连通性。就油气开采而言，砂层的贯入提高了波及效率，但如果生产并离贯入岩体太近，也会使见水时间早于预期。尽管有北海地区的经验，但对于砂贯入岩及其在全球含油气盆地的意义还处于认识的初级阶段。     

采自日本和马里亚纳弧前、弧后区DSDP的砂和砂岩的来源及其岩石学

地质学家曾作了许多努力以提高关于砂的成分与反映其自身所处的大地构造位置之间具有密切对应关系的准确性。本文通过对马里亚纳和日本弧前与弧后地区的砂/砂岩的岩石学研究、对比,以确定砂的组分与位于陆壳和洋壳部分上的弧前、弧间、弧后盆地等大地构造位置之间的对应关系。文中的重点是确认弧前,弧后盆地之间的组分有差异。除了这个大问题之外,还通过日本弧前地区研究了砂的组分随时间的变化。     

天然气形成过程中碳同位素分馏机理——来自热模拟实验的地球化学证据

选取鄂尔多斯盆地低成熟煤样品开展封闭体系黄金管热模拟实验,分析产物特征,从实验角度探讨天然气碳同位素分馏机理,分析天然气碳同位素组成地球化学"异常"特征。鄂尔多斯盆地低成熟煤2℃/h(慢速)和20℃/h(快速)升温的烷烃气最大产率分别为302.74 mL/g和230.16 mL/g;低成熟煤快速升温和慢速升温的δ13C1值分别为-34.8‰～-23.6‰和-35.5‰～-24.0‰,δ13C2值分别为-28.0‰～-9.0‰和-28.9‰～-8.3‰,δ13C3值分别为-25.8‰～-14.7‰和-26.4‰～-13.2‰。实验产物中烷烃气在快速升温550℃出现了明显的碳同位素组成系列部分倒转,其他温度都表现为正碳同位素组成系列。升温系列中δ13C1表现为先变轻后变重的演化规律,δ13C1值的非单调性变化是由于早期CH4来源并非单一所致,可能是有机质的非均质性或者早期富集12CH4和富集13CH4活化能差值的变化形成的同位素分馏效应所致。重烃气碳同位素值的反转既可以发生在高过成熟的页岩气(油型气)中,也可以发生在煤成气中。结合甲苯热模拟实验,明确烷烃气在高过成熟阶段重烃气碳同位素值可发生反转和倒转现象。芳香烃脱甲基以及甲基链接所产生的同位素分馏效应可能是高过成熟烷烃气碳同位素组成反转、倒转的重要原因。图6表3参56     

裂谷盆地和上叠滑脱盆地:陆内拉张的端员类型

<正>1引言 最近10年在理解拉张构造方面已发生了革命。这主要由于我们认识了高度拉张的地域和发展了解释日益丰富的观察资料的基本概念(Holm等,1994)。同时,近10年来在进行盆地分析方面已发生了革命。这是由于提出和改进了新的分析技术(如:回剥、多道地震资料、数值模拟、同位素地层学、古水深测定),大大地改进了地质年代(单晶Ar/Ar、磁极性地层学、u-Pb谐和曲线),以及关于盆地演化的新的基本概念(Wilsus等,1988; Flemings等,1989)。 尽管有这些进展,但关于拉张盆地充填史和演化的控制因素还了解很少。关于哪种过程有强力影响和处在什么环境下有争议,并对许多场合内的过程本身情况还很少了解。还缺乏关于拉张盆地内沉积作用的标定方法。一些已提出的模式(如:Leeder等,1987;Schlische,1991)用简单半地堑的一级二维地层较好地解释了陆内裂谷。然而,这些模式被普遍和有时不合适地应用于不是大范围构造和沉积样式的拉张背景。