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.     

东非裂谷和北东向线性构造是大陆扩张-转换系统?

海底扩张和转换断层作用在大陆裂谷作用中也很可能起作用.与大陆裂谷作用方向呈高角度相交的古老大陆软弱带,可以通过转涣断层作用而再度复活.这些在大陆裂谷作用之前已经存在并随裂谷作用而调整的古老的大陆转换断层,将随裂谷发展成海、洋而继续扩展成年轻的海底转换断层.这个模式应用到被认为是大陆扩张中的东非裂谷,东非裂谷则由北北东向重新活动的顺古老的地壳缺陷的大陆转换线性构造进行调整.根据南大西洋转换断层的方向与非洲大陆各种北东向构造直观上的充分一致性,至少可以初步确定五条大陆转换线性构造:(1)开普敦-马普托(CT-LM);(2)奥兰冶河-贝拉(OR-B);(3)吕德里茨-林迪(L-Li);(4)沃尔维斯湾-蒙巴萨-摩加迪索(WB-M-Mo);(5)罗安达-阿法尔(Lu-Af)).因为这些推断性的线性构造带长期深深地扎根于地壳软弱带,因此它们也控制了金属矿床的发育.     

美国的前寒武纪地质

虽然美国的前寒武纪岩石露头是广泛地散布,但是最近的研究仍获得了许多有关其地下分布及构造史的新资料.本文对太古代克拉通、元古代造山带与克拉通盖层、中大陆裂谷系以及卷入显生宙地体中的前寒武纪岩石的地质演化进行了评述。     

大陆裂谷盆地演化的流体驱动力动态研究

3 动态分析本项动态研究的目的是为了阐明与大陆裂谷盆地形成的初始断陷和挠曲坳陷阶段相当的热流体状态的分布范围。该数学模型通过改变同裂谷沉积岩相水文地质性质以及附加的地球动力模型的构造和热边界条件,来预测盆地流体动力的动态变化。动态研究分为两部分。第一部分数学模型是以盆地形成初始阶段的热流体动态为特征,盆地沉降是沿线状裂谷系由断块运动产生的。第二部分模拟研究是以盆地形成     

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。     

威特沃特斯兰金矿床(南非共和国)和巴列伊成矿区(外贝加尔,俄罗斯)对比分析

主要是对威特沃特斯兰金矿床(南非共和国)和巴列伊成矿区(外贝加尔,俄罗斯),在区域构造位置、裂谷构造发育特征、裂谷基底特征、矿床成因矿化特征等11个方面进行了对比分析。由此揭示了两个矿床存在着一系列共同特征。首先矿床分布的区域规律性相似,它们都受大型裂谷带和裂谷带周围与构造岩浆活化有关的断裂带控制;同时构造岩浆活化两次发育的特点相似,早期形成了由双峰喷发岩岩层充填的火山洼地,及比较晚发育并叠加在火山洼地之上的陆源裂谷盆地本身。由此总结出寻找与不同时代裂谷构造有关的巨大型金矿床的三个找矿标志:①基底标志,绿岩带发育的前寒武纪深变质杂岩体;②两次形成的裂谷洼地,第一阶段形成了由双峰式喷发岩充填的洼地,第二阶段形成了以陆源杂岩体为主体的裂谷带本身;③由深大断裂和与深大断裂相交的使裂谷基底、裂谷边缘和裂谷中心具有块状结构的断裂构成的裂谷构架。本文特别强调指出,这两个金属矿床在矿床成因和年龄上存在很大差别的同时,也表现出了许多共同点。     

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.     

关于超级大陆旋回的探讨

超大陆旋回(supercontinent cycle)的含义是指古大陆曾经在地质历史时期经历过多次的聚集和裂解。自新元古代以来,在地球历史进程中先后历经了的罗迪尼亚(Rodinia)-冈瓦纳(Gongdwanalan)-潘基亚(Pangea)等几次超级大陆的拼合与解体。但超级大陆的拼合与解体都是相互关联,相互影响的,并非毫无联系的独立发展与消亡的。每个超级大陆旋回都包括了旧大陆的分裂,裂谷带的发育,单个克拉通的无序偏移导致的多个克拉通随机组合、碰撞、缝合形成新的超级大陆这两个重要阶段。然而这些过程中对板块的运动,矿床的演化,生物的进化成长都有着重要的研究意义。     

裂谷系的含油气丰度评价

对美国、加拿大、东欧和苏联以外的裂谷系的研究表明:这些裂谷系往往与有利的油气聚集区有关。如北海裂谷系、锡尔特盆地和苏伊士湾等大型含油区,其油气丰度受沉积和构造因素相互作用的控制。因而,这些地区具有独特的油气地质结构。已知的一些裂谷系,如上莱茵地堑,所含油气藏的商业性开采价值很小,而目前正处于勘探阶段的红海,还尚未有油气发现。富含油气和贫油气裂谷系的特性及其共性一直是许多勘探者想要搞清楚的问题。裂     

浅析岩石圈地幔的组成和演化

大陆岩石圈地幔(SCLM)的组成与上覆地壳的构造年龄有关,代表了一种大陆岩石圈地幔形成过程中的长期变化。基于对一套捕掳体和捕掳晶体的研究,多数研究者认为贫石榴二辉橄榄岩具有高的斜方辉石岩或橄榄岩。全球和区域的地震断层扫描表明,大多数克拉通捕掳体岩体来自低速的岩石圈块体,我们提出假设,绝大多数的太古宙大陆岩石地幔原始组成是高的贫纯橄岩/方辉橄榄岩,与挪威西部的太古宙造山带地块相似。这种位克拉通上部的地震和重力数据说明大量的岩石保存在克拉通核部,但是火山岩样品很差,我们认为这不是大陆岩石圈地幔形成进程中逐渐演化,而是太古宙和更年轻的构造体系之间的尖锐的分立。大陆岩石圈地幔的两种类型在浮力和粘度之间的差异在陆壳的组成,保存和循环方面起到了重要作用。     

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     

冰川作用和大陆裂谷作用——以澳大利亚南部晚元古代阿德莱德地槽为例

阿德莱德地槽的晚元古代斯图特冰成层序(约750Ma)被称为Yudnamutana亚群。该“地槽”可考虑分为两个盆地;北弗林德盆地和阿德莱德盆地,两者被相对正向的“中弗林德高地”所分割。本文主要讨论北弗林德盆地斯图特岩层地层学和沉积学。除广泛分布的大厚度的杂砾岩外,冰川作用的证据还包括:擦痕和磨面石,局部发育的擦痕     

地质学家探测加拿大西部克拉通

前寒武纪克拉通保存了陆地演化过程的重要线索。然而,目前对显生宙沉积物之下的广大克拉通地区尚未进行过科学探测。加拿大岩石圈探测工程艾伯塔基底断面项目(ABT)的地质学家们正在研究加拿大西部富含石油的沉积盆地(WCSB)的演化。他们通过多种技术手段来分析沉积盆地内的特征,并解释下部前寒武纪地壳和上地幔的成因。这项工作提供了北美克拉通重要的未知部分的新看法。地震波反射测量揭示了由古老侵蚀山带组成的年代为1.8Ga 以上的加拿大西部克拉通构造。同期进行的大地电磁研究得到了地幔电性结构图象,这种结构首次证实了地幔的结构与地壳变化相关,例如岩石圈地幔随俯冲作用发生的化学变化。穿越沉积盆地2000多公里的区域地震反射网络使我们可通过显生宙期间克拉通激活的古地震记录来研究加拿大500 Ma 的沉积历史。获得的结果可望对前寒武纪大陆构成、地幔岩石圈的发展以及大陆内部的演化有更好的了解。     

大陆裂谷盆地演化的流体驱动力动态研究

本项研究是应用连续压实作用、变密度地下水流动和热传导/对流交换等的二维有限元模型,定量反映大陆裂谷初始断陷和挠曲坳陷阶段的流体动力学。分析过程中为了确定地质上相关的盆地沉降和基底热流的边界条件,也结合了两个阶段裂谷下岩石圈热演化的伸展/冷却地球动力模型。在确定盆地演化期主要的流体驱动力(压实、密度和地形)方面,通过该模型获得的动态研究能反映渗透性和地下水位结构的控制作用。动态分析中考虑了许多代表性拉张地区的水文状态和岩石性质。假定裂谷盆地的沉降和基底热流能用地球动力模型表示,则在盆地演化期大陆裂谷内形成两个独立的地下水流动系统。裂陷初始(伸展)阶段,沉降受断块运动控制,在渗透性冲积扇沉积内形成地形驱动的地下水流动系统。位于盆地中心的低渗透性湖相沉积以压实驱动的地下水流动为主。在这里,由于两种环境间存在着相对较大的渗透性差,压实的湖相沉积使孔隙流体横向上从盆地中心集中流向冲积扇沉积。由传导热交换形成的热异常局限在盆地格架断层附近的冲积扇相带内。在盆地演化的热冷却(挠曲)阶段,横向上沉积了广泛的超覆相层系。在渗透性冲积扇沉积内以密度驱动的地下水流动为主,而在湖相和超覆相层系内继承了压实驱动的流体流动。超覆相层系内发育的渗透性含水层,引起流体远距离输导到盆地边缘。在盆地演化的两个阶段,湖相和冲积扇沉积之间地下水流速分别在10~(-5)～10~(-1)m/a之间变化。在某些大陆裂谷系,如安哥拉白垩纪裂谷盆地,冲积扇沉积内所观察到的矿化作用支持了本项研究的一些发现。     

裂谷、拉分盆地及前陆盆地中构造旋回层的发育:幕式构造运动的沉积反应

不对称的裂谷、拉分盆地和前陆盆地填充物的最厚部分,一般是由大型(数百米到数千米厚)、构造成因旋回层组成,包括细粒的海相、湖相或纵向河流沉积与粗粒的横向辫状河道平原或冲积扇相沉积。根据地形与粗颗粒大小之间的概念关系和Davis地貌发育理论的应用,盆地中粗粒碎屑出现的时间就代表物源区构造复活的开始。我们在此提出相反的解释,即构造旋回层中粗粒沉积物之上细粒沉积物的开始出现是构造活动重新开始的最好标志。这种解释与下述几点是吻合的:(1)现代实例;(2)物源区与沉积盆地地貌学关系的研究;(3)不同沉积环境对沉降的反应速度的差异;(4)构造隆起速度与侵蚀速度的不同;(5)碎屑楔渐进作用的控制条件。在我们的模式中,广泛发育的粗粒碎屑楔状体的进积作用是构造稳定期的标志。     

东亚前寒武纪地壳演化的主要趋势

东亚前武纪构造记录了30亿年大陆地壳的演化,它含有一些独待的、不同阵列的构造过程。本文目的是简单评述地壳演化主要趋势的某些关键方面.在东亚存在五个前寒武纪区,它们是: 1.西伯利亚和苏联远东区; 2.蒙古—中国东北区; 3.华北—朝鲜区; 4.华南区; 5.东南亚—中国东南区。每一个前寒武纪区可能由一个或更多个稳定地台或克拉通组成。前寒武纪岩石的分布特征表明,现代大陆地区的2/3以上是在前寒武纪形成。前寒武纪地壳演化经历了三个不同的大阶段,它们是太古代、早元古代和中、晚元古代。每一个大陆阶段都以特殊构造样式和特定岩石组合特征为标志,它反映了岩石圈     

中国西北部准噶尔和塔里木盆地古生代大陆增生的沉积记录

中国西部的构造史是几年来斯坦福大学、中国地质学会和新疆他矿局正在联合进行调查的课题。其研究目都是提高我们对构成该重要区域的复杂地质镶嵌构造的认识,现在的中心在于那些包括在新疆自治区北部在内的某些构造单元的最初拼接。准噶尔盆地南部和塔里木盆地北部的沉积记录提供了中亚地区在晚古生代团结的丰富资料,特别是这些盆地沉积序列证明了古生代“准噶尔海”的封闭和充填及古天山山脉的早期隆起,准噶尔南部发育有一套未知其真实厚度的来自早、中石炭纪之活动岛弧的火山岩和火山碎屑岩,它为出露良好的2000厚的海     

亚洲晚古生代造山带的特点

根据板块构造对造山带的解释,造山带可分为两类:(1)科迪勒拉型,(2)碰撞型。碰撞型造山带的特点是从阿巴拉契亚、阿尔卑斯、喜马拉雅等造山带概括的。在此,我们根据(2)型来介绍一下完全不同的亚洲造山带的特点,不过它仍然应该属于碰撞造山带的范畴。亚洲是一个在晚古生代一中生代由八个大陆块碰撞而嵌合成的大拼贴构造。其主体部分是在晚古生代形成的,在西伯利亚/哈萨克与中-朝/塔里木大陆块之间,俄罗斯地台与哈萨克复合大陆块之间,中-朝与扬子地台之间发育了海西造山带。通过这些碰撞事件,蓝晶石-硅线石型区域变质带、同构造S型花岗岩类、广阔的造山运动如喜马拉雅造山运动以及有关的大面积侵蚀盆地却并不发育。虽然,包括蓝片岩在内的高温高压片岩在所有这些区域均有产出,但是,这些岩石的放射性年代总是比大陆碰撞的年代要老,从而说明,蓝片岩早在陆块间大洋闭合之前就在科迪勒拉型造山带中形成了。代之以A型花岗岩类为特征的碰撞后深成     

碎屑岩系的构造环境判别——以爱尔兰西北部晚元古界Erris群为例

野外证据表明爱尔兰西北部晚元古界Erris群为沉积于克拉通内部盆地的碎屑岩系,它在后来的加里东运动期间又遭受了变质.该群的下部地层主要由变质硬砂岩组成,这是在盆地下沉时沉积的.上部主要为长石砂岩类,沉积于较浅水环境.上下地层之间存在明显的化学成分的差异,利用主要元素标准的判别图表明,下部地层沉积于“活动大陆边缘”环境.然而.微量元素浓度对比与野外证据相一致,即得出整个岩系都是克拉通内盆地沉积产物的结论.虽然可能会有变质作用影响,但这种判别方法与野外证据的结论相一致说明该法更有用,尤其适用于其它元古代岩系,因为这些地区受到了变质作用改造或因构造作用地层而呈孤立的碎块状出露,用其它方法不能确定其构造环境.     

显生宙板块构造的重建——古图项目的初步成果

50个板块构造的重建已提出来以说明从前寒武纪晚期(600Ma)到现在大陆的运动和大洋盆地的形成。除此外,已制成20个古地理重建(图)来表明显生宙期间陆、海及山的相对位置;还提出说明未来50、100、150Ma时大陆可能位置的预测图。这些图是由一个地质学家、海洋地球物理学家组成的国际小组所制的区域板块构造模式的综合。PA LEOMAP项目的目的就是要制成一本说明近600Ma内大陆和大洋盆地演化的图集和一个电子对,开本(electronic folio)。