古构造在东非裂谷形成和演化中的作用

通过对比东非裂谷与古构造的发育位置发现,各裂谷区段通常位于与岩石圈缝合线相关的前寒武纪地壳韧性前缘陡冲断层之上.地壳深部糜棱带的韧性伸展活化形成拆离断层,产生初始盆地.最初的断裂发生在岩石圈地幔的缝合带之上,地壳和地幔变形之间没有联系.转换断层带是由代表古横向陡冲断层的NW-SE向大型横推剪切带演化而成.而其它一些NE-SW向深部古老构造的活化形成了相当于大型张裂隙的盆地.自渐新世以来,因阿法尔热点引起的岩石圈大陆破裂(组成东非裂谷)自其起点逐渐向南扩展.从几个原始盆地开始的大陆破裂的扩展在时间和空间上是不连续的.这些原始盆地随后相互连接,形成横穿古前缘或横向陡冲断层及表层走滑断层的裂谷主干分支,当被切割的古大断裂与近NW-SE向的区域运动方向平行时,交会带就发育转换断层.     

中国新生代地壳裂谷系的演化

新生代期间,太平洋板块的运动方向由北北西转为北西西,俯冲带更向东移,中国东部的构造环境发生了显著变化。弧后盆地开裂又被充填。在亚洲板块与向西运动的菲律宾海和与太平洋板块相互作用的广阔构造体制下,发生了中国东部的裂谷作用。裂谷作用可以分为早第三纪裂谷作用和晚第三纪—第四纪裂谷作用两期。在中国西部,尤其是在青藏高原,裂谷作用是在会聚板块运动占主导的造山环境下产生的,并与陆内大型走滑断层相关。于是,中国东部可以划分出11个裂谷,中国西部可以划分出四个裂谷。控制中国东部地壳裂谷系形成的关键因素是先存构造要素的相互力学作用,构造环境和应力场的     

挪威西部Sunnfjord Staveneset地区加里东期挤压构造和造山晚期伸展构造

研究区位于挪威西部,是Kvamshesten伸展剥离断层带(KDZ)上盘的一部分。KDZ下盘为含榴辉岩的下地壳岩石,上盘是一套前寒武纪基底-盖层对组合。盖层由志留纪大陆边缘沉积物,一套志留纪仰冲混杂岩和一套晚奥陶世蛇绿岩以及泥盆纪Kvamshesten盆地沉积物组成。盆地沉积岩系与前泥盆纪岩石为不整合沉积接触关系。蛇绿岩仰冲和加里东期Scandian造山运动发育一套绿片岩相条件下的倒向SE的挤压构造。随着造山垮塌的开始,中上地壳形成了伸展剪切带,使挤压剪切带与组构重新活化,继承性组构的运动方向逆转,从上盘向SE运动转为向NW向运动,区域伸展构造叠加在挤压构造之上。Staveneset地区造山垮塌早期阶段的主要构造特征是,不对称向西倾倒褶皱使主期挤压叶理发生反向褶皱作用,和混杂岩带中沿软弱岩层的NW和W向剪切和半韧性断裂。挤压组构与最早伸展组构之间不存在变质间断,然而,伸展构造发育在脆性逐渐增强的条件下。泥盆系沉积在Kvamshesten剥离断层上盘的一套岩石之上,该剥离断层在晚志留世—早泥盆世时就已经历了显著的伸展变形和构造剥露。直到现在,在讨论泥盆系盆地形成的构造控制作用时,大多忽略了西挪威伸展剥离断层上盘伸展变形的作用。     

珠江口盆地基底构造的形成和发展及其油气勘探前景

珠江口盆地是一个由中生代与新生代近似于向下弯曲的断层构成的复杂盆地,其基底由燕山时期大陆边界反复活动带与燕山时期断层-褶皱带所构成。珠江口盆地基底的中生代大陆边界活动带是由华南沿海区地向海洋自然扩充而形成。其基底由中生代断层与大陆边界反复活动所形成的酸性侵入岩、火成岩和动力变质岩组成。燕山运动时期,珠江口盆地基底的断层活动非常激烈,形成了一个以东北向,东北—东向和西北向为主的断层组。这个断层组构成了珠江口盆地基底的基本构造框架。     

西班牙加利西亚华力西造山带中逆冲断层、伸展断层与花岗岩侵位之间的构造关系

Hombreiro深成岩体位于西班牙华力西构造带北部,是同构造期侵位的花岗岩.我们从岩体内获得了新的构造和岩组资料.该深成岩体表现出两期塑性变形特征:第一期变形与Mondonedo推覆体运动有关,其剪切方向为顶部向东;第二期变形与比韦罗断层(Vivero)有关,为顶部向西的伸展剪切.这两期变形均形成于高温条件下,接近于花岗岩的固相线温度,表现出石英[c]轴滑移组构特征.由此证明,伸展断层是在Mondonedo推覆体逆冲之后不久即开始活动的,因为Hombreiro花岗岩在逆冲作用期间侵位.我们认为比韦罗断层的形成位置是由一组花岗岩体侵位引起的地壳不稳定性控制的,并对这条断层的下盘地块进行了详细研究.     

俯冲缝合线向大陆板块方向快速后退过程中蛇绿岩的生成和侵位作用

在如何认识许多蛇绿岩的成因和意义方面,一个悬而未决的问题就是岛弧蛇绿岩的地球化学特征和强烈的地壳扩张构造特点是否相吻合。本文提出了一个假说,认为蛇绿岩的特征与蛇绿岩侵位的运动学过程有关。蛇绿岩的侵位,尤其是在被动大陆边缘上的侵位,很可能是由于洋内俯冲作用造成俯冲板块向大陆外侧方向倾斜,蛇绿岩就是俯冲带的上盘。如果大陆板块与俯冲岛弧后面的板块具运动学联系,在大陆和弧后大洋板块处于相对静止状态的特定条件下,表壳俯冲带的扩张将使俯冲缝合线以一定的俯冲速度后退。因此,在蛇绿岩产生的岛弧构造岩石环境中,由蛇绿岩侵位于大陆边缘上时板块形态所限定的强热扩张作用将会产生具独特构造和地球化学特征的蛇绿岩。含大陆板块和弧后板块之间的这种运动学联系可能是因为它们本身就是一个大板块,或是两个大板块,但它们的运动与蛇绿岩微板块插入以及大陆之下的粘性拖曳无关。     

用右旋剪切和旋转解释西藏东部的走滑断裂运动

两个大陆的汇聚可以通过地壳加厚作用和地壳向大陆汇聚路径以外的侧向运移进行调整.侧向运移具有重要意义的主要特征是,大走滑断裂的走向近垂直于大陆的汇聚方向.沿这类断裂的位移可以使相对于汇聚大陆的物质向侧向运移,这可以解释两大陆间相互汇聚作用的巨大份量.这类走滑断裂运动的最典型实例在西藏高原东部.这里有三条巨大的滑动速率大于10mm/a的左旋断裂,另有数条较小的近平行断层控制着该地区的区域应变场.Cobbold和Davy认为这些断裂可能是以顺时针方向旋转的.本文提出了这种旋转的速率范围,并且总结出沿这些断裂侧向滑动构成的图象,这种图象曾称之为“大陆逃逸(continental escape)”、“挤出(extrusion)”、“驱出(expulsion)”.这种认识其实是一种错觉,实际上,西藏东部沿东西向断裂的左行滑动是南北向右行简单剪切的表象.如果这个结论正确,东西向的左行滑动断裂及其间的地壳块体将以1～2°/Ma的速度顺时针旋转,同时西藏东部的东西距离以10～20mm/a缩短,并且几乎没有物质通过左行简单剪切离开印度挤入欧亚大陆的路径向东运移.     

地幔矿物学和莫霍面温度对地幔流体进入大陆下地壳过程的制约

只要Moho面温度≥660℃,大陆下地壳就可以接受来自地幔的CO_2-H_2O流体。低于这个温度,则方辉橄榄质的大陆地幔中缺乏自由流体相。在正常大陆地区的上地幔中(例如中欧的海西期地盾)。自由流体相只能局部地出现在断层、逆冲构造和剪切带内。在这些构造带中,斜方辉石+橄榄石组合已被各种具有含水矿物(蛇纹石、滑石)和/或菱镁矿的矿物组合所取代。在方辉橄榄质地幔中流体存在的温度下限(660℃)与Moho面深度(压力)无关。当温度>670℃时,Moho面一般允许地幔流体通过。这时,地幔流体的成分明显受上地幔中斜方辉石+橄榄石组合控制。能够从地幔进入下地壳的流体中CO_2的最大含量取决于Moho面的温度和深度(压力)。一般来说,CO_2的最大含量随温度的升高而增大,随压力的增大而减小。在700℃、Moho面为30km(8×10~8Pa)的深度上,来自地幔的流体中CO_2的最大含量可达40mol％。但这样的CO_2含量还不足以使下地壳与来自地幔的流体相互作用而脱水形成低温麻粒岩。     

裂谷新观点

裂谷总是使地质学家着迷.裂谷是在大陆板块拉开时地壳产生的裂口.裂谷除了告诉我们有关地球的演变史以外,还充当了地形上的槽谷,在这槽谷内,常常完美地保存着纪录地球历史的部分沉积.可是关于裂谷什么形式,在哪里形成和为什么形成,只是最近从构造和沉积的新模式中得以理解.地球上的莱茵河裂谷、死海裂谷、东非裂谷、贝加尔裂谷、死谷裂谷都是众所周知的现象,从很早时候起就引起人们的注意.裂谷提供了良好的保护环境.在这里已发现了我们祖先的遗体,以及从人类演化树分出的猿人的遗体.这些边壁陡峭的深槽穿过不同的无特色的古景观,形成了嵌以湖泊和火山的"项链",为各种生物的栖息生存提供了富饶的被覆、食物和水.在地壳的演变中,裂谷代表一个重要的阶段.在正在漂移开的邻近板块之间,撕成一条裂口.裂谷常常蕴藏着重要的化石燃料,如油、气等.例如北海许多油田正位于埋藏的裂谷之中,这些裂谷是约250百万年前大西洋发展初始阶段时引起伸展的结果.     

南非科拉斯---辛克莱尔---杭济裂谷——一个中元古代晚期裂谷系的火山作用、沉积作用、年代关系及其地球物理学特征

沿卡拉哈里克拉通的西缘和北缘呈线状排列着许多中元古代晚期轻微变形的火山沉积盆地。尽管许多学者对这些盆地组合进行了比较,并在岩性上进行了对比,但部分放射性年龄与这些解释相矛盾。很少有人从区域构造上来解释这些盆地。Watters的火山弧假说与火山岩总的地球化学特征、粗碎屑大陆红色岩系以及构造样式相矛盾。沉积坳槽是一些狭窄的以断裂为边界的大陆裂谷地堑,其构造样式与沉积作用方式受强烈的垂直构造作用控制。本文提出,这些盆地是沿扩展着的大陆裂谷系,即科拉斯-辛克莱尔-杭济裂谷系(KSG裂谷)的两个分支发育的。放射性年龄数据表明,盆地年龄沿着裂谷从南支向北支明显变新。裂谷的地球物理特征以布格正重力异常为主,两侧重力值呈线形降低。盆地中含有特征的双峰式火山岩,在辛克莱尔盆地中含有中性火山岩。与火山喷发同时,有浅成花岗岩沿裂谷侵位。本文认为KSG裂谷可能存在一个北部沿岸分支,并讨论了三联点的位置。裂谷作用可能是连续发展的,并且导致西南非洲纳米比亚达马纳裂谷的发育。非洲板块(卡拉哈里与刚果克拉通)在1050Ma～950Ma前向南迁移,可能有一固定地幔柱导致KSG裂谷与达马纳裂谷的发育。并与肯尼亚的裂谷迁移作了对比。KSG裂谷的区域走向和构造经历了拉张与挤压几次反复活动。其中最突出的事件是达马纳造山带的形成,其延伸方向与中元古代晚期裂谷的区域走向一致,但是断裂构造却一再活动至今。     

高压—低温变质岩的抬升

高压低温变质岩的抬升,归因于浮力、底辟或者水动力驱动的回流的作用。只要俯冲作用缓慢或者停止,向下的牵引减弱,浮力就可以使俯冲到地幔的物质回复。由于高压矿物组合的密度增加,地壳内的浮力将倒转,俯冲物质因此不能上升到地壳基底之上。底辟和水动力流作用要求介质密度低、粘度低,所以只能解释被带入流动物质中的较小的岩石块体的侵位。相关地区高压低温地体的构造环境,能够用屈服强度可以忽略的增生楔形体的力学行为来解释,此时,板底垫托作用是增生的主要方式.板底垫托作用从底部加厚了楔形体,并增加了它的表面坡度.即使聚敛作用正在进行,板底垫托作用也导致了楔形体上部的水平扩张。连续的底部板底垫托作用和上部扩张作用可以使最老的高压岩石在1000万年内上升到中等侵蚀的区域。只要楔形体底部的俯冲作用持续进行,地热梯度就不会松弛到正常值。增生楔形体的动力学过程解释:(a)高压-低温岩石在聚敛作用过程中常被抬升的证据。 (b)许多情况下没有高温组合显著的叠加。(c)最古老最高压的岩石位于造山楔形体后上部。(d)上覆岩石的构造厚度不足以解释变质作用。(e)切割部分变质带的变质后断层的常见产状。     

不列颠群岛北部及相邻劳伦和波罗的各地体的早元古代构造综述

本文运用Piper(1976)的劳伦和波罗的地体在格林威尔造山前拟合的修订方案,回顾了英国刘易斯期杂岩及邻区劳伦和波罗的早元古代造山带的构造。整个区内于1.9～1.8Ga期间在会聚方向上的明显一致性说明重建是正确的,并且表明北大西洋地区在早元古代期间经历了相同的运动型式。推测的该区2.6～1.6Ga期间的板块构造历史可划分为四个阶段。(1)2.6～2.4Ga:北大西洋克拉通内共轭剪切带系统的形成;(2)2.4～2.0Ga:古老克拉通内裂谷作用和岩墙就位;大洋和陆间盆地的形成;(3)2.0～1.8Ga:随着岩浆弧的产生,古老克拉通活动边缘发生消减,随着克拉通内盆地的封闭,克拉通发生碰撞作用;(4)1.8～1.6Ga:与先前构造带一致的新活动边缘的形成,在混杂的大陆组合内会聚方位有巨大的改变。     

E·E·米拉诺夫斯基荣获卡尔平斯基奖金

1985年苏联科学院主席团为表彰苏联科学院通讯院士E·E·米拉诺夫斯基所著《地球历史中大陆裂谷作用及其演化》一书授予他卡尔平斯基奖金。 E·E·米拉诺夫斯基的专著《大陆裂谷带》(1976)和《地球历史中的裂谷作用》、《古地台中裂谷作用》(1983)不仅有非常重要的理论意义,而且也有重要的实用价值,因为专     

斜坡再调整:海底扇-裙形成的一个新模式

在提出海底峡谷和海底扇-裙形成的新模式中,可利用盆地充填的数值模拟表示斜坡均衡作用的简单概念。该模式认为,侵蚀削蚀、沉积物跌积(by-pass)和海底扇-裙复合体海相超覆的形成与沉积盆地内自然地理的变化状况相关。盆地边缘可划分为两种类型:(1)进积边缘表示均衡的沉积剖面朝向盆地推进。它形成于沉积物扩散作用和重力流作用与沉积物供给、盆地沉降及盆地自然地理相均衡的背景;(2)当上部坡度超过均衡坡度时形成侵蚀边缘,其特征是侵蚀、滑塌和沉积物跌积形成的沉积物均通过重力流作用而移置到下部斜坡环境。当深海陡坡(即过陡坡边缘)被超覆和加积的扇-裙沉积物埋藏时,侵蚀边缘转变为进积边缘。当海平面发生相对快速上升,盆缘发生构造变形(如断层作用)或沉积物从碳酸盐变为硅质碎屑时,进积边缘可发育深海陡坡,并变为侵蚀边缘。既然海平面的相对下降在大陆架边缘变为沉积物源区的过程中起着主要作用,斜坡不整合和超覆海底扇-裙系统的形成主要受由变化的盆地自然地理所触发的斜坡再调整作用控制。     

加利福尼亚艾博特幅联合走滑断层带的形成作用

加利福尼亚艾博特幅许多花岗岩中产生大量的由近平行陡倾斜节理组成的走滑断层带,这些节理一般长度小于50m,间隔从几厘米到几米,一些节理后来滑动成为小断层。简单断层带由倾斜扩张断裂(分支断裂)侧向和尾-尾连接非共而断层构成。这些简单断层带1km长,相应位移达10m。联合断层带是由分支断裂(splay fractures)与小断层和简单断层带连接而成,它们数公里长,相应位移达100m。这些带明显不同于“里德尔剪切带”,它们的形成机制是不能用摩尔-库仑力学准则解释的。简单断层带和联合断层带是由台阶或弧状台阶连接非共面断层组成的,分支断裂长度决定了台阶宽度,最长分支断裂沿最大断层带出现,台阶宽度随断层长度及其位移的增加而变宽。这些发现与一些活动地震断层结构是一致的,为在基岩中由先成节理发育成的断层带提供了以野外为基础的力学模型。     

变质核杂岩中大规模低角度正断层作用的古地磁证据

对于沿低角度主剥离断层(正断层)是否出现大规模伸展变形还普遍存在争论.西部盆岭区出现的大量的新生代伸展变形以及与其有关的主剥离断层被普遍描述为沿地壳穹窿(即变质核杂岩)分布的近水平构造(MCCs).一类模式认为,MCCs代表由倾斜到近水平产状的原始高角度正断层圈定的地壳尺度的断块.较多的动力学模式指出,初始近水平断层由于均衡补偿而导致弯曲,到活动期的高角度正断层,最后转为近水平构造;这些模式均要求,MCCs主剥离层及其下盘具30°～60°的倾斜.我们认为,变质核杂岩剥离断层初始为近水平或低角度构造.我们利用南山未变形部分和南部盆岭区的标准新生代变质核杂岩(MCC)的古地磁资料对这些模式进行检验.对比均分时间间隔内古地磁场方向未能获得下盘倾斜的证据.因此,我们推断南山主剥离断层是以10°倾角的低角度伸展构造活动的.     

台湾周围弧-陆碰撞的构造特征

大约自10Ma以来,南中国海板块沿马尼拉海沟的俯冲作用,已经在台湾和菲律宾海板块之间产生了一个弧-陆碰撞系。吕宋火山弧从东南向台湾方向的斜向碰撞作用使得该区碰撞前的沉积环境和构造特征发生了显著的改变,并使东南亚被动大陆边缘在中生代末以来进入相对稳定的旋回式沉积作用。碰撞作用的结果。不仅使得台湾中部地区快速隆起,而且台湾东部纵谷缝合带以西的碎屑楔状体组成的逆冲-褶皱带也产生弯曲。在过去的1.1Ma期间,中央山脉隆起的速率已从每年6mm增加到大约10mm。在西部山麓带到中央山脉西边,软弱的第三纪岩层中,褶皱作用和逆冲作用尤为强烈,它沿西北方向一直向前几乎影响到最前沿,那儿由固结的燕山造山带形成的台湾海峡地区为代表。这个薄皮构造的波前缘已经明显地自东向西逐渐移动。     

花岗岩类构造环境的判别

花岗岩类可以根据其所处的构造环境分成如下种类:(1)岛弧花岗岩(IAG);(2)陆弧花岗岩(CAG);(3)大陆碰撞花岗岩(CCG);(4)造山后花岗岩(POG);(5)裂谷花岗岩(RRG);(6)大陆造陆隆起花岗岩(CEUG);(7)大洋斜长花岩岗(OP).其中IAG、CAG、CCG 和 POG 属于造山花岗岩类,RRG,CEUG 和 OP 则为非造山花岗岩类.花岗岩类的判别是根据常量元素化学成分来实现的,各种判别图解依次判别不同构造背景。OP在 K_2O—SiO_2图上与其它岩类相区分;而用 Al_2O_3—SiO_2图、FeO(全)/(FeO(全)+MgO)—SiO_2图、AFM 及 ACF 角图可区分Ⅰ类(IAG+CAG+CCG)、Ⅱ类(RRG+CEUG)和Ⅲ类(POG)。在上述图中Ⅰ类与Ⅱ类岩石成分,分别落于图中不同区域。而Ⅲ类比较特殊,该岩类在图中没有特定的区域,始终表现了兼具Ⅰ、Ⅱ类型的特征.在Ⅰ类中进一步判别可用Shand 指数,只有 CCG 的 A/CNK(即 Al_2O_3/CaO+Na_2O+K_2O)值大于1.15.IAG 和 CAG尚无法区分开。Ⅱ类中进一步的判别用 TiO_2—SiO_2图则可.这种判别方法适用于美国陆内的元古代花岗岩,结果证明 Arbuckle 花岗岩并非象以前认为的那样属于非造山期岩石。     

关于“洋脊俯冲作用运动学及其对地幔上涌作用性质指示意义”的讨论

0 引言 E.Farrar和J.M.Dixon在最近一篇关于“洋脊俯冲作用”论文中,讨论了被淹海底扩张中心的构造、岩浆作用问题。他们的论文汇集了几个洋脊-海沟碰撞带的有用的信息,并且阐明了一种所谓“离析作用”(eduction)的板块作用类型。但是,他们的分析存在许多缺陷,因为他们:(1)没有考虑俯冲板块和介于其间的板块窗口的几何形状;(2)没有正确表达板块窗口对仰冲板块中的构造、岩浆作用和对地幔流的重要性;(3)不正确地把板块窗口形成的概念和“被     

北智利弧前构造与新生代板块运动学

智利北部大陆弧前区遭受了同时性的伸展和挤压作用。本文介绍了穿过弧前区建立的横剖面,这些剖面揭示,自最初的缩短作用以来,在两个构造性质不同的地区发生弧前的变形作用。这两个地区即内弧前和外弧前地区由应变不连续的阿塔卡马断层系和构造上处于中性的中央坳陷所分开。外弧前带,即海岸科迪勒拉山,表现为伸展构造,保存有大的(高达300m)正断层崖。这些断层切割了曾使海岸侏罗系岩石升至其区域高程之上的早期逆冲断层。在萨拉尔格兰德,这些正断层重新活动,使第四纪盐沉积变位。这种基底断层的重新活动,可能起因于具有异常厚度的大洋地壳的俯冲作用,导致外弧前带中产生重力均衡的不平衡。在内弧前带,从穿过Medio山和Domeyko科迪勒拉山的横剖面上可以看到,前科迪勒拉山的构造可以用厚皮逆冲断层系进行最好地说明,局部发育受蒸发岩滑脱层控制的薄皮构造。现今弧前区的变形特征说明俯冲带几何学与弧前区构造之间具有很强的相关关系。新生代构造作用的时间也与已建立的板块运动参量很好地配套,而且,整个新生代时期弧前区的应力状态在空间上和时间上的变化,显示出与俯冲的纳兹卡板块的运动学和形态有着紧密联系。