地理构造环境
❶ 沉积期间的地质构造环境
沉积期间的地质构造环境是含煤盆地形成的基础,决定了含煤盆地类型,对含煤盆地的原始沉积环境、沉降速率和沉积速率,含煤岩系岩石组成、厚度、含煤系数,以及有机物质丰度、有机质类型等都有控制作用,直接影响了形成富煤成烃凹陷的物质基础。
(1)含煤盆地类型对沉积环境的控制作用
含煤盆地类型虽主要基于含煤盆地沉积时原始的大地构造环境及动力学机制,但也反映了含煤岩系沉积过程中的地质构造环境,对含煤岩系分布、厚度、岩石组合以及原始沉积环境(浅覆水与深覆水)、有机质类型及丰度、是富煤贫泥还是贫煤富泥,或二者兼有特征都有控制作用。
例如,克拉通型含煤岩系,主要沉积于滨浅海以及与海有一定联系的环境,不论是海退型还是海进型,都具有厚度不大,分布广而稳定,以及富煤贫泥为主的特点,有机质丰度相对较高。陆内坳陷型含煤岩系虽也具有厚度不大,分布广特点,但为陆相湖沼和以浅覆水环境为主,沉积环境的稳定性较差,岩性变化较大,陆源碎屑含量较高和有机质丰度总体偏低。陆内裂(断)陷型与陆缘断坳型含煤岩系都主要沉积于裂(断)陷演化阶段,含煤岩系都具有厚度较大特征,但陆内裂(断)陷型含煤岩系发育时代相对较短,面积小和以陆相浅覆水环境为主,富煤与贫煤沉积都可能发育,但泥质岩的有机质丰度相对偏低,陆源碎屑比较丰富,火山活动较强;陆缘断坳型含煤岩系发育时代相对较新,分布面积大,其沉积体系多与滨浅海、海湾有密切联系,水体相对较深,煤层具有广、多、散、薄的特点,暗色泥质岩比较发育,有机质丰度相对较高,火山活动总体相对较弱。
(2)含煤岩系沉积构造环境与海相和湖相烃源岩不相同
有利于含煤岩系与海相和湖相烃源岩发育的沉积环境虽互有相变,但沉积的构造环境不同。海相和湖相烃源岩,主要发育于最大海泛期或最大湖泛期的稳定构造环境,主要发育于半深湖—深湖相区以及海水相对较深、海泛最大时期的凝缩层段,水体范围最大,物源少而宁静,源岩质纯杂质少,有机质丰度高而变化较小。
含煤岩系主要发育于盆地发展早期或盆地发展后期构造环境的相对稳定期,即湖进初期与海进初期,或湖盆萎缩期与海退期的构造相对稳定阶段。此时水体相对较浅,通常以浅水湖沼或陆表海的滨浅海沼泽及潮坪沼泽环境为主,这是含煤岩系大面积发育最有利的地质构造环境。
例如,作为库车坳陷大气田群烃源岩的早、中侏罗世含煤岩系,发育于库车类前陆盆地发展早期的坳陷阶段,此时相对稳定的地质构造环境使气候温和湿润,湖盆水体相对较浅,含煤岩系沉积稳定分布于全坳陷;由于适宜含煤岩系发育的地质构造环境持续的时间较长(从晚三叠世直至中侏罗世),区内含煤岩系沉积厚度较大,煤层及暗色泥质岩和炭质泥岩发育,煤成烃资源丰富。
与海相、湖相烃源岩地质构造环境相比较,有利于含煤岩系发育相对稳定的地质构造环境具有以下特点:
1)以缓慢下沉为主,但又要保持沉积与沉降速率基本保持平衡的构造环境,使含煤岩系具有一定厚度。
2)潮湿的气候条件,但地势要比较平坦,并且以低洼湿地为主,有利于湖沼、滨海沼泽相环境形成。
3)水体深度不大和沉积水动力条件相对比较活跃,有利于陆源有机质的输入和植物生长、堆积、埋藏。
这样的地质构造环境持续的时间越长,含煤岩系就越发育,越有利于为富煤成气凹陷的形成提供充裕的物质基础。由于是相对稳定的构造环境,地壳并不很稳定,导致物源相对丰富,成分较复杂,一些盆地还时有岩浆活动,含煤岩系中常夹有多层砂岩,有机质的丰度也相对较低。
松辽盆地深部为含煤成气系统,中、上部为含油系统,两套烃源岩沉积时期,虽然都强调需要有相对稳定的构造环境,但所处的构造环境和盆地动力学特点并不相同。含煤岩系沉积的地质构造环境是活动中的相对稳定期,脉动频繁,常有陆碎屑注入,普遍具有砂泥岩间互,沉积微相变化大,甚至还有多期、短暂的火山活动及岩浆侵入,含煤岩系有机质类型以Ⅲ型为主;含油系统的油源岩——青山口组沉积处于盆地地质构造环境最稳定时期,湖盆面积最大,湖水最深,半深湖—深湖区分布面积最广,陆源碎屑注入量最小,暗色泥质岩具有质纯、厚度大、分布广和有机质丰度高、有机质类型以Ⅰ、Ⅱ型为主。
在许多沉积盆地中,含煤岩系与其他含油气源岩常发育于同一套地层并互为相变。但是,主要发育的沉积相区和构造带并不完全相同。
上三叠统延长组是鄂尔多斯盆地主要的湖相烃源岩发育层系,但在盆地边缘也发育有不稳定的薄煤层及煤线,在瓦窑堡组下段滨湖沼泽区及湖区边缘为煤线与炭质泥岩和油页岩间互区。
下、中侏罗统延安组既是鄂尔多斯盆地重要的湖相烃源岩层,也是另一个含煤岩系发育层段,含煤层系主要发育于古河道两岸的河漫滩沼泽、牛轭湖沼泽和滨湖三角洲平原上的沼泽以及湖滨沼泽化的浅水区,向湖盆中心深水区含煤性明显变差,相变为为湖相烃源岩发育区(图9-11)。
图9-11 鄂尔多斯盆地下—中侏罗统延安组沉积古地理示意图
(据杨起等,1980)
1—湖泊相区;2—滨湖沼泽相区;3—河流沼泽相区;4—河道相区;5—推测河流流向;6—推测盆地边界;7—露头及周边界线;8—推测剥蚀和沉积边界
(3)有利于发育“内储式”生储组合
含煤岩系沉积的地质构造环境常有频繁脉动和周边陆源碎屑的大量注入,普遍具有泥质岩、煤层与砂岩间互成多层“三明治”式结构,有利于形成“内储式”煤成气的生储盖组合(含煤岩系内储聚),是四川盆地和鄂尔多斯盆地重要的生储盖组合型式,形成多个大型、特大型岩性或构造-岩性煤成气田。受构造、沉积环境制约,含煤岩系中所夹的砂岩以细—粉砂岩为主,原始孔渗条件相对较差,因其后经历了比较复杂的成岩作用,普遍致密化,以低孔渗储层为主,但大面积的近源“内储式”生储聚特点,使含煤岩系成为内储式煤成气田(藏)特有的有利构造地质条件(图9-12)。
图9-12 四川盆地川中区上三叠统须家河组生储盖“三明治式”组合示意图
(据赵文智等,2010)
❷ 地理环境的基本特征
地理环境是由地球表层各种有机物、无机物和能量构成,具有本身结构特征并受自然规律支配和控制的环境系统。
(一)地理环境的整体性和差异性
地理环境是由气候、水文、地貌、生物和土壤等多个自然要素构成的。这些要素不是孤立存在的,而是彼此相互联系、相互制约并相互作用的,构成一个有机的整体,表明地理环境具有整体性。整体性就是指组成地理环境的各要素之间存在着不可分割的内在联系,如果其中一个要素发生变化,就会影响整个地理环境的变化。例如,我国西北内陆地区是欧亚大陆中心的一部分,由于离海洋远,海洋潮湿气流很难到达,又处于中纬度高空西风带下沉气流的控制之下,因此气候干旱、降水少、地表水严重缺乏、化学风化作用微弱,但是日温差大、物理风化作用强烈、风蚀作用盛行,因而岩石易崩解碎裂,形成大片的戈壁滩、岩漠和沙漠。由于降水少,蒸发强烈,促使地下盐分通过毛细管作用而在地表积聚,导致动植物数量少、种类贫乏。由此可见,地理环境是一个具有整体性的系统,其中一个要素的改变就会造成一系列的连锁反应,结果使环境整体发生变化。
地理环境的整体性并不等于均一性。整个地球的地理环境由无数个小的地理环境所组成,这样就出现了地理环境的多样性即差异性。出现差异性的原因是由于地理环境的各组成要素在时空分布上的不均一性造成的,并由于组成要素的不均一而使其相互作用所形成的整体在空间分布上也发生有规律的分异。例如,气候要素分布的不均一,在赤道地区全年高温多雨、植物生长茂盛、动植物资源都很丰富,形成热带雨林环境;而两极地区终年低温严寒,生物种类很少,形成冻原环境。
(二)地域分异的规律性
地域分异是指地球表层地理环境各组成成分(即要素)或自然综合体沿地理坐标方向或者其他一定方向,分异成相互有一定差别的不同等级单元的现象。自然综合体是地理环境的各种要素相互联系、相互制约并有规律地结合成具有内部相对一致性的整体。
地域分异规律的根据是以太阳能为主的外动力分布的地带性和与地球内动力作用的规律性。地域分异的空间区域具有四个不同的层次:一是全球规模的地理带;二是大陆和大洋规模的地理带;三是区域性的地理带;四是地方性的地域分异。
1.全球性地域分异
全球性地域分异有两种,即热力分带性和海陆对比性。由于太阳辐射强度随纬度的改变而有规律地变化,因此,地球表层由赤道向两极分异为热带、亚热带、温带和寒带。这种热力分带性在大陆和海洋都有明显表现。海陆对比性是海陆的分异造成的。地球表面分成四个大洋和六个大陆,构成陆地和海洋的两种不同地理环境,海洋和陆地在地质、地形、气候、水文、生物等方面都有很大的差异,形成明显不同的两大自然综合体。
2.大陆和大洋规模的地域分异
大陆的地域分异包括纬度地带性分异和干湿度地带性分异。纬度地带性规律是指地理环境各组成成分及自然综合体大体按纬线方向延伸并按纬度方向有规律地变化。它是太阳能按纬度呈带状分布所引起的温度、降水、蒸发、气候、风化、成土过程和植被等呈带状分布的结果。干湿度地带性是指海陆分布及其对比关系所形成的大陆性气候和海洋性气候、大陆内部和海岸植被类型以及地貌景观(即自然综合体)干湿度等方面的差异。在纬度地带性和干湿度地带性的共同作用下,在全球大陆上形成了一系列的水平自然地带。由于植被类型最能表现自然地带性的特征,因而陆地上的各个自然地带常以植被类型命名。可以划分出11个大陆水平自然地带,即热带雨林地带、热带稀树草原地带、热带及亚热带荒漠地带、亚热带荒漠草原地带、亚热带森林地带、温带荒漠地带、温带草原地带、温带阔叶林地带、亚寒带针叶林地带、苔原地带和冰原地带。
大洋的地域分异是贯穿整个大洋的,按形成因素可分为两类。一类是大洋表层纬向自然带,这主要是太阳能按纬度分布不均引起大洋的温度、盐度和含氧量不同,以致海洋生物也有相应的区别,从而引起大洋表层自然综合体沿纬线延伸、按纬度有规律地变化。另一类是大洋底层自然区域,它是水圈和岩石圈相互接触所形成的水下自然综合体。水下自然综合体随海底地形、深度及距岸远近而发生有规律的变化。
3.区域性地域分异
区域性地域分异主要包括大地构造-地貌分异和垂直带性分异。大地构造-地貌分异是指与一定大地构造单位相对应的区域地貌分异,表现为大规模的山脉、高原、平原或者中小规模的山脉、高原、平原的一定组合。垂直带性分异是指达到一定高度的山体,随着高度的增加,气温逐渐降低,水分状况也发生变化,从而使自然环境及其成分如植被、土壤等发生变化。垂直带随高度的变化和更替很快,如珠穆朗玛峰南坡在海拔1600 m以下为热带山地雨林带,往上变为亚热带、暖温带、寒温带、寒带、寒冻带,至5500 m以上成为高山冰雪带。
4.地方性地域分异
地方性地域分异是在自然地带内部,由于地方地形、基岩和地面组成物质以及地方气候的影响,地理环境各组成成分及自然综合体的局部分异现象。
(三)自然区划
为了掌握自然条件的分布规律,分析地域间的一致性和差异性,通常需要根据地域分异规律对自然区域进行划分。把具有显著变化的界线确定出来,从而将地域划分为内部自然条件相似性最大、差异性最小,而与外部相似性最小、差异性最大的区域,并按区域等级的从属关系,得出一定的区划等级系统,这项工作称为自然区划。简单地说,自然区划就是根据地理环境或其中某一成分的相似性和差异性,将地域划分为若干区域单位,并探讨和研究其特征及发生、发展、分布的规律,以便合理地开发利用自然资源,合理地进行生产布局和采取适当的措施改造自然。
自然区划有一定的等级系统。大陆内部综合自然区划较通用的等级系统由高级单位到低级单位主要有热量带和大自然区、地区及亚地区、地带及亚地带等。热量带主要与太阳辐射的纬度分布有关;大自然区为最大一级的大地构造-地貌分异单位;地区、亚地区是热量带内的湿润分异单位,主要根据干燥度差异划分;地带、亚地带是地区内的地带性分异,主要根据土壤和植被类型的地带性分异来划分。例如,我国可划分为三个大自然区:东部季风森林区、西北干旱荒漠草原区和青藏高寒草甸草原区。其中,东部又可划分为东北湿润半湿润温带地区、华北湿润半湿润暖温带地区、华中-华南湿润亚热带地区和华南湿润热带地区等。
❸ 主要地质构造特征
1.褶皱构造
褶皱构造主要形成于中生代的挤压造山阶段。这时的构造环境与美国西部弧后压缩区的情况十分类似,即由岩石圈板块应力传递而形成的构造现象。由于基底块体压缩使上覆盖层产生“断褶隆起”。在隆起的顶部断裂发育,块体破碎,剥蚀严重。但由于基底硬化程度和盖层沉积厚度差异,特别是不同地点受力大小、方向的不同,变形特点因地而异。这次构造作用在太行山区发育了北北东向雁列褶皱带,华北裂谷带内主要形成了北东向的右行雁列短轴背斜和大型向斜。总体而言,太行山区褶皱的发育强度由北向南有减弱的趋势,至太行南缘地区褶皱两翼地层倾角一般不超过15°,褶皱断面形态极为宽缓。
云台山地质公园位于区域上任村-上八里复式背斜的西翼,任村-上八里复背斜南端抬升幅度较大,轴向10°N~15°E,微向北倾伏,两翼为不整合在太古宇之上的盖层沉积岩系,岩石倾向东或西,倾角5°~15°。区内地层总体倾角平缓,多表现为舒缓波状起伏。
2.断裂构造
区域上的深大断裂构造宏观上分为两组:一组位于华北裂谷西侧,另一组位于裂谷转换带北缘(图2-1)。华北裂谷西侧断裂带包括任村-西平罗大断裂,青羊口大断裂及邢台-安阳-新乡深大断裂等。其走向为北北东,构成华北裂谷带与太行山隆起带的分界线。该断裂带于中生代生成,初期表现为逆断层性质。到古近纪的伸展作用使其重新开裂活动,从而形成上盘向下滑动的正断层,一般落差1500~2000m,最大落差达5000~6000m,沿断裂带有新生代玄武岩喷发。
裂谷转换带北缘的断裂带,以焦作-商丘深断裂带为代表。焦作一带走向近于东西,新乡以东偏转为北西-南东向,断面南倾,为一南盘下降的高角度正断层。该断裂带垂直落差西部小,东部大,一般为1000~2000m,最大可达6000m。东段分布有喜马拉雅期玄武岩、安山岩及酸性火山岩,燕山期花岗闪长岩与辉长岩,为一条长期活动的切壳断裂。
3.不整合界面
不整合界面是区域构造变形的重要表现之一,它表示一个地区的上、下两套地层之间发生了沉积间断和生物演化上的不连续,是地壳运动的一种反映。其中的角度不整合界面,上、下两套岩层间不仅有明显的沉积间断,而且两套岩层以一定的角度相交,反映出这一地区在下伏岩层形成后,曾发生构造运动和剥蚀作用,且构造运动引起的构造变形已经使得下伏岩层的产状产生掀斜和褶皱。云台山地区发育的不整合界面主要有中元古界蓟县系云梦山组与太古宇之间的角度不整合界面(图2-2),寒武系与云梦山组之间的平行不整合界面,中奥陶统与寒武系之间的平行不整合界面,石炭系与中奥陶统之间的平行不整合界面。
4.典型构造变形形迹
(1)断层
按断层走向云台山公园区共有4组断层,各组断层的走向也有一些差异。如第一组为南北向断层,也有南北向、北北东向和北北西向;第二组为东西向断层,也有东西向、北东东向与北西西向;第三组为北东向断层;第四组为北西向断层。
图2-1 云台山及周边地区断裂构造略图
图2-2 中元古界蓟县系云梦山组(Pt2y)与太古宇(Ar)之间的角度不整合界面(云台山园区红石峡)
南北向断层组:南北向断层在青天河一带及老潭沟等地较发育,但往往不形成连续的“大”断层,多表现为小而密集的“断层带”。
云台天瀑断层:分布于老潭沟一带,形成平行展布的一组断层,各断层走向均为南北向,断面垂直平整,两侧地层被错断,西盘上升、东盘下降,落差一般小于10 m。云台天瀑崖即由保存完整的断层崖构成(图2-3)。
图2-3 云台天瀑断层
青天河断层:青天河一带虽无贯通性较好、规模较大的断层,但青天河峡谷的发育显然受南北向断层控制,由于一系列断距不大的断层的共同作用,使沟谷两壁地层被明显错断,并被水流沿断层侵蚀形成深切河谷。
北北东向断层:在峰林峡一带表现较为特征,也有一系列小断层共同组成北北东向延伸的“断裂带”,控制着峰林峡的总体延伸方向。沟谷两壁地层错断明显。
东西向断层组:主要分布于北部的中山区和西部山前地带。断层特征基本相同,走向近东西向,断面向南陡倾,南盘下降、北盘上升,为正断层。主要有盘古寺断层、凤凰岭断层、黑龙王庙断层等。
盘古寺断层:展布于园区南部,为焦作-商丘断裂带在本区的表现,为隐伏断层。断层走向近东西向,倾向南,倾角60°~70°,断距可达1500m。该断层南盘下降、北盘上升,构成山地与平原的分界。
凤凰岭断层:展布于园区南部,为盘古寺断层的次级断层,走向近东西,倾向南,倾角60°~80°,由一系列正断层组成,东段为隐伏断层,最大断距260m。
黑龙王庙断层:展布于园区北东部,总体呈近东西向展布,断层走向为向南凸的弧形,断面微向南倾,倾角近直立,为南盘下降、北盘上升的正断层。北盘出露蓟县系云梦山组,南盘为中上奥陶统马家沟组(图2-4),落差200~700m。
在断层南盘还发育一系列向南陡倾的次级断层,组成阶梯状断层组。
除上述较大断层外,在其他地段,尤其是园区南部还有较多规模较小的近东西向断层发育。由于它们明显受焦作-商丘断裂带的影响,多表现为南盘下降的正断层,结果造成北高南低的坡状地形。
北东向断层组和北西向断层组:在园区内主要分布于东南部的中低山与丘陵区,形成北西高、南东低的阶梯状下降的地貌特点。该组断层数量众多,发育密集,总体走向为北东向,但多数断层呈舒缓波状弯曲,且弧顶向北西凸出;断层倾向既有南东、也有北西,剖面上构成“Y”字形组合,南东倾者为主断层,北西倾者为次级派生断层。倾角一股为60°~70°,均为上盘下降的正断层。在这一区域地层倾角一般为20°左右。
图2-4 黑龙王庙断层
(2)张裂带
为多方向密集小断裂的综合表现。地质上的断层效应是被密集的小断裂分割的岩块(体)沿断裂面发生伸展性崩塌、垮塌和滑塌,共同组成宏观张裂带(图2-5),同时因为不同方向的断裂在不同地段发育强度的差异,张裂带也在不同区段表现为不同的延伸方向。这种宏观张裂带主导着园区内峡谷的形成与展布。
图2-5 地层沿断裂滑塌(潭瀑峡)
(3)破劈理带和密集节理带
破劈理带和密集节理带的区域分布特征是不均匀的,其发育受三方面因素制约:其一,在太行山隆起、华北裂谷带和裂谷转换带相对升降过程中应力传导的不均一;其二,断裂作用影响;其三,由于基底顶面的凹、凸不平。这些因素的共同作用使在适当地段形成了不均匀分布的破劈理带和密集节理带。该带大体有三种分布形式,第一种为独立发育(图2-6);第二种临近断层或与断层有一定距离发育,其产状基本与断层一致(图2-7);第三种在断层端部沿走向方向延伸,为断层夭折端的表现。
图2-6 独立发育的劈理带(红石峡)
图2-7 断层旁侧的劈理带(红石峡)
它们对云台地貌形成的控制作用表现在两个方面,或直接崩塌、垮塌和滑塌形成长墙等;或为水流的追踪切割创造构造脆弱带,形成深切河谷,如子房湖河谷等。
(4)区域性节理
园区内的区域性节理主要有近南北向、近东西向和北东向三组,其中以近南北向和近东西向两组最发育,近垂直相交。在红石峡,其中一组走向355°左右,另一组走向100°左右(图2-8),节理间距5~10cm。在小寨沟,一组走向355°左右,另一组走向100°左右(图2-9),节理间距10~15cm。两组节理面都很平直,延展性好,大体形成棋盘格式节理组合,在园区广泛发育。对云台地貌的控制主要有三个阶段:第一阶段形成桌状山;第二阶段在沟谷两壁造成边缘呈不平直的犬齿状;第三阶段因下部蚀空造成岩块由下而上坠落形成瓮谷。
图2-8 红石峡节理统计极点图(a)和节理走向玫瑰花图(b)(统计节理数量56条)
图2-9 小寨沟节理统计极点图(a)和节理走向玫瑰花图(b)(统计节理数量48条)
❹ 沉积后的地质构造环境很重要
上述煤成气与油型气运聚、成藏条件的差异,使含煤岩系沉积后地质构造环境与沉积期的地质构造环境同等重要。在某些含煤盆地,因为沉积后持续的时间很长,所经历的地质构造事件更为复杂,沉积后的地质构造环境较沉积期的地质构造环境对于煤成气前景评价的意义更为重要,甚至是起到决定性的作用。
沉积后地质构造环境对于含煤-含气(油)盆地以及能否形成大型、特大型煤成气田的作用主要有三个方面:①决定含煤岩系有机质演化特点;②决定煤成烃的运储聚条件以及形成煤成气(油)藏规模及特点;③决定形成的煤成气(油)藏的封盖保存条件。
勘探实例表明,只有少数含煤盆地和部分含煤岩系能形成具工业价值的煤成气(油)田,形成大型、特大型煤成气(油)田的盆地更少,很重要的一个因素就是这些含煤盆地在含煤岩系沉积后的构造地质环境不佳,缺乏很好的输导系统及良好的储聚圈闭、区域盖层和直接盖层,或成藏后的构造地质环境复杂,保存条件不好,不能形成较大的煤成烃聚集,或使原已形成的煤成气(油)藏被破坏、散失殆尽。
沉积后漫长地质时期的地质构造环境及所经历的各种构造作用都不是孤立存在的,对煤成气的生、储、运、聚、保都具有两重性。例如各种构造地质条件匹配良好,不仅不会制约煤成气的运聚,而且会有利于形成较大的煤成气聚集,对所形成的煤成气藏以保存为主,散失为辅;如果匹配不好,例如地壳抬升,剥蚀强度加大,产生褶皱变形、通天断层和岩浆活动,水文地质条件也发生重大变化,等等,则不仅不能形成煤成气聚集,甚至有可能使已形成的煤成气田的气散失殆尽。
例如,地层形变、断层与裂隙、区域隆升是含煤岩系沉积后历次构造运动常见的必然产物。当地层形变强度适中,形成多种圈闭将有利于煤成气的聚集。断层的产生机制表明了它是能量释放的产物,但断层也具有两重性,若断层主要是沟通含煤岩系源岩与储层,将以输导运聚作用为主;若断层通天,破坏了盖层的封盖能力则以破坏作用为主。裂缝的作用与断层有相近之处,可以是煤成气的运聚通道,也可以是散失通道。地层间断及不整合面在地层中普遍存在,它对煤成气藏的形成是起促进作用还是起破坏作用,取决于地壳的抬升强度和剥蚀间断发生的时间、强度以及封闭性,如果剥蚀作用发生在有效源岩主生烃前,影响较小;发生在主生烃期,则生烃作用可能间断,所形成的烃类也有可能散失而不能成藏;如果剥蚀作用发生在气藏形成过程中或形成之后,则剥蚀作用对于气藏的形成与保存的影响需要具体分析,具封闭条件的不整合面可能成为煤成气运聚的有利通道,不具封闭条件的不整合面以及剥蚀的强度过大可能成为煤成气藏散失的关键。
崖13-1构造每百万年的散失量相当于一个大中型气田储量,只是因为崖13-1气田目前仍处于“储量递增期”,补充率高,实际聚集的气量为现今气田储量的3.3倍,补充率远大于散失率,动态保存条件仍然很好。
中国北方的石炭纪—二叠纪含煤岩系,因为后期构造演化的分异,西部、东部、南部煤成气前景截然不同。上二叠统龙潭组含煤岩系在中国南方分布很广,在下扬子区苏皖浙赣以及上扬子区贵州西部龙潭煤系中富含树皮煤,原始沉积条件不仅具有形成煤成气,也具有形成煤成油的物质基础。许多专家都以此作为生成煤成油物质基础的典型开展了大量研究。但是,印支期以来复杂而强烈的构造演化史以及强烈的构造变形,部分地区演变成为复杂的构造推覆体(如苏南、皖南),部分地区强烈抬升(如贵州、云南、湘鄂西),龙潭组多暴露地表,遭受剥蚀,所生成的煤成气(油)多被散失,保存条件很差。这些地区广布的沥青脉、古油藏和油气苗,就是龙潭组源岩曾生成、聚集形成煤成油气藏被破坏的例证。只在局部有一定保存条件的地区(如黄桥地区华泰3井)发现了低产轻质原油,苏南地区残存的煤成油(如句容残留的煤成油藏);在部分新生代强烈沉降凹陷区,具有“二次生烃”潜力及保存条件,为形成中小型煤成气田提供气源,如朱家墩小型煤成气田。
库车、准南、塔西南富煤成气凹陷,是中国重要的煤成气勘探地区之一,都因喜马拉雅中晚期天山、昆仑山的强烈隆升而具有早期缓慢沉降和晚期快速沉降特点,使含煤岩系有机质在挽近时期(新近纪至第四纪)才进入快速演化生烃和成藏阶段,是中国煤成气超晚期(喜马拉雅中晚期)快速成藏的主要地区之一,但由于各种构造地质条件匹配程度的差异,煤成气前景不同。
新近纪以来是库车类前陆盆地最主要的发育时期,该时期的一系列地质构造活动,将互为矛盾的因素有机组合,成为形成大型煤成气聚集的有利因素。例如急剧沉降、快速堆积红色建造本身不利于油气生成,但确使侏罗纪含煤岩系深埋地腹,有机质在很短时间内进入快速演化,生成大量煤成烃。现在,源岩尚处于生气高峰阶段,有活跃的气源(“活气源”)补给;强烈的构造挤压应力所产生的断层系统是天然气保存的不利因素,但在巨厚膏盐岩的封盖作用下,断层系统转变成为快速充注的高效输导体系;强烈的构造挤压应力产生的一系列推覆断层形成的圈闭,在膏盐层的封盖下,成为高效地储聚煤成气的场所。使库车富煤成气凹陷具有丰富的烃源、良好的储层、卓越的封盖层、比较完整的半背斜圈闭、畅顺的油气充注通道(主要是断裂)等成藏要素的有序耦合,以及和异常流体压力封存箱内载气水循环对流作用等有利条件,为形成以克拉2特大型气田为主组成的天然气聚集区创造了极为有利的地质条件。主成藏期为新近纪末直至现在,成为我国重要的超晚期成藏的煤成气聚集区。为此,赵文智等(2005)将库车陆内前陆型含煤盆地确定为“低地温场晚期快速深埋型煤系高效气源烃”的实例。
塔西南富煤成气凹陷也是新近纪至第四纪强烈沉降,使深部侏罗纪含煤岩系有机质在新近纪以后才进入主生烃期,但沉积时期及沉积后的构造地质条件匹配程度不如库车坳陷。原始沉积环境不如库车坳陷,侏罗纪含煤岩系主要分布在昆仑山前缘,分部较局限,粗碎屑含量较高,有机质丰度相对较差;新生代以来的构造地质环境分异较大,沉降幅度变化很大。因此,煤成气前景明显差于库车坳陷。
准噶尔盆地南缘富煤成气凹陷,据煤岩显微组分资料,侏罗纪含煤岩系原始沉积环境优于库车坳陷,其有机质不仅有利于形成煤成气,还可以形成煤成油,但后期构造地质环境复杂,在多排构造上,侏罗系已出露,保存条件较差,虽然煤成油气显示丰富,但至今仅在紧邻盆地内侧的齐古等构造发现了小型煤成气田(图9-15)。
图9-15 准噶尔盆地南缘西部构造模式及演化图
(据宋岩等,2000)
因为地质条件的复杂性和多因素性,我们不能定量地计算每个煤成气田各种散失因素的具体比例,但是,有一点是肯定的,含煤岩系沉积后所经历的地史时间越长,构造地质环境越复杂,对含煤盆地转化成为含气(油)盆地的影响因素越多,越不利于含煤盆地向含气(油)盆地转化,形成大型和特大型煤成气田的要求越高,所需要聚集的煤成气量越大。生气高峰期和成藏期越晚,形成大型和特大型煤成气田的散失量越小,越有利于煤成气的较大聚集和保存,越有利于含煤盆地转为成为含气(油)盆地。
❺ 沉积盆地的构造环境分析
依据沉积岩地球化学特征判别沉积构造环境,国内、外研究得较少,尚属簿弱环节。目前仅有二种判别方法:①Roser和Korsch(1986)提出的SiO2含量对K2O/Na2O比值图解,此方法能区分出被动大陆边缘(PM)沉积环境、活动大陆边缘(ACM)沉积环境和大洋岛弧(ARC)沉积环境的泥砂质沉积岩;②M.R.Bhatia(1983、1985、1986)提出的判别碎屑岩沉积构造环境的主量元素、微量元素和稀土元素的标志(表2-1a、b、c)。
Taylor和Mclennan等认为,∑REE、Y、Th和Co等元素,难溶于水溶液中,在海水中居留时间很短,它们在沉积成岩和成岩后的变质等地质作用过程中相对稳定,因此它们在细粒碎屑沉积物中的含量能直接定量地反映其在源区岩石中的丰度。因此细粒碎屑岩的稀土和微量元素构造环境判别方法更适用于秦岭构造带。
表2-la不同构造环境碎屑岩成分特征(%)
表2-1b不同构造环境碎屑岩微量元素特征(10-6)
表2-1c不同构造环境碎屑岩稀土元素特征(10-6)
Eu/Eu*=(Eu/0.0866)/{[(Sm/0.230)+(Gd/0.311)]/2}
(一)北秦岭地层的沉积环境
北秦岭地层包括早元古代秦岭群、中—新元古代宽坪群和新元古代—早古生代二郎坪群、丹凤群。北秦岭地层形成的构造环境争议较大。特别是秦岭群形成的构造环境,即它是归属华北地台还是扬子地台,或是独立的陆块,是研究秦岭造山的关键。
1.变碎屑岩的SiO2-K2O/Na2O图解判别
在图2-10中,秦岭群杂砂岩样品投点绝大部分在ACM区域内部分落入PM区域;宽坪群杂砂岩样品投点情况与秦岭群相似也在ACM和PM区域内,但与秦岭群相比总体明显更靠近PM区;二郎坪杂砂岩样品投点亦主要落在ACM区域或其附近,特征与秦岭群、宽坪群极相似;丹凤群杂砂岩样品投点无例外地均落入ACM区域。用SiO2-K2O/Na2O图解进行构造环境判别,一个重要的因素—成熟度因素的影响应当考虑。显然,随着杂砂岩成熟度的降低,其中的SiO2含量将减少、斜长石含量增加而Na2O含量将增加,样品的投点位置将作如图2-10中箭头所示方向移动,从而导致构造环境判别上的误差。结合其它资料(下文)综合分析,秦岭群似主要为被动大陆边缘环境,落入ACM区主要是由于杂砂岩的成熟度偏低造成的样品点位置偏移,杂砂岩中变质残余的碎屑矿物以An=25-40的斜长石为主证明了这一点;宽坪群样品投点特征,除了反映其也具有较低的成熟度,秦岭群为其提供物源和宽坪群既非典型的被动陆缘或活动边缘环境而是活动大陆边缘背景上的被动裂开环境等也是重要的因素;二郎群部分样品落入PM区域,可能主要是秦岭群和宽坪群为其提供物源的反映。
图2-10北秦岭地层变杂砂岩的SiO2-K2O/Na2O图解
PM—被动大陆边缘;ACM—活动大陆边缘;ARC—大洋岛弧
●秦岭;○宽坪;×二郎坪;Δ丹凤群
表2-2北秦岭—华北克拉通南缘各时代碎屑岩化学组成
2.REE和微量元素特征参数判别
从总体上看,北秦岭各时代碎屑沉积物REE与前面表述的后太古宙沉积物REE组成模式一,即碎屑岩具有∑REE较高(>100×10-6)、都有明显的负Eu异常(Eu/Eu*=0.57-0.73)和REE组成曲线基本上互相平行等特征(表2-2,图2-11)。除此之外,北秦岭碎屑物REE和微量元素还具有如下演化规律:从古元古代到早古生代,碎屑沉积物的La、Th、Sc等元素含量依次递减,∑REE依次递减,Eu/Eu*依次递增。这种演化特征与Bhatia(1985)提出的从被动大陆边缘到活动大陆边缘(安第斯型大陆边缘)再到大陆岛弧,杂砂岩中REE、微量元素组成的演化趋势基本一致(表2-1)。这一演化特征大致反映了北秦岭各时代杂砂岩沉积物源的构造环境的更迭:早元古代秦岭群为陆缘裂陷环境,沉积环境相对稳定,杂砂岩有较高的∑REE和明显的负Eu异常(Eu/Eu*=0.57);中新元古代本区发展为活动大陆边缘环境,在基底隆起背景上裂开环境中形成宽坪群,杂砂岩中∑REE较秦岭群有所下降并与活动大陆边缘近一致(∑REE=188,Eu/Eu*值增大);新元古代—早古生代形成丹凤群和二郎坪群活动大陆边缘沉积,由于沉积物中有来自两群早期的火山物质,因而∑REE进一步降低而Eu/Eu*值明显升高(负Eu异常减弱),在地理位置上二郎坪群比丹凤群更靠近稳定的华北克拉通,K2O/Na2O比值等反映杂砂岩成熟度资料也说明二郎坪群具有被动陆缘物质的加入,因此二郎坪群列接近弧后盆地沉积环境。
图2-11北秦岭地层碎屑岩REE组成模式
1-古元古代秦岭群;2-中新元古代宽群;3-晚元古代—早古生代二郎坪群;4-早古生代
3.构造环境的对应分析判别
沉积物或其它地质体(如花岗岩或火山岩等),它们与其成生的构造环境之间的对应关系是极其复杂的,不是少数几个地球化学指标就能表达的。实际运用J.A.Pearce和E.D.Mullen等的二元或三元图解进行地质体的构造环境判别往往出现不唯一性或矛盾性,便是这种错综复杂关系的体现。多变量、多对象综合的对应分析,一方面可以更客观地反映了地质体与其成生环境之间的有机联系,另一方面也避免了具体分析中的矛盾和不唯一性。对应分析是在R型和Q型因子分析基础上发展起来的一种多元统计方法。它将具有错综复杂关系的大量的因子或变量通过降维方法归结为数量较少的几个综合因子(又称主因子),并以此去提取研究对象和变量及其相互关系信息,揭示研究对象在成因或空间关系上的联系。经与典型构造环境岩石样品数据对应分析以确定沉积物构造环境的尝试,其结果表明对应分析方法是一种比较好的构造环境分析方法。用SiO2等主要氧化物及其比值(表2-3a、b、c)所作的对应分析,可以将大陆岛弧环境、大洋岛弧环境、被动大陆边缘环境等典型构造环境比较清楚地区分开来。以主要氧化物及其比值作为变量的主因子F1两端分别是岛弧环境和被动大陆边缘环境,丹凤群杂砂岩被典型大陆岛弧环境杂砂岩样品簇团围限。二郎坪群杂砂岩和宽坪群杂砂岩远离典型洋岛环境的杂砂岩和典型被动大陆边缘杂砂岩簇团,而与典型活动大陆边缘环境杂砂岩样品簇团比较接近,表明二郎坪群和宽坪群沉积应类似于活动大陆边缘又非岛弧的沉积环境——即弧后盆地环境(图2-12)。
表2-3a典型环境及二郎坪群等碎屑岩主要氧化物数据
注:①1、5、9大洋岛弧;4、8、12-被动大陆边缘;2、6、10-大陆岛弧;2、7、11-活动大陆边缘;13-二郎坪(平均);14-丹凤(平均;)15、16-宽坪(平均、随机)。
②资料来源:1~4-Bhatia,Crooll eeal;5~12-Mukul,R.B.Bhatia。
表2-3b
表2-3c
图2-12典型环境及二郎坪群等碎屑岩主要氧化物对应分析
1、5、9-大洋岛弧;4、8、12-被动大陆边缘;2、6、1O—大陆岛弧;3、7、11-活动大陆边缘;13-二郎坪(平均);14-丹凤(平均);15、16-宽坪(平均、随机)。
资料来源:1~4-Bhatia,Crooll;5~12-Mukul、R.B.Bhatia
4.碎屑物源分析
沉积盆地中陆源碎屑岩,特别是砂、泥质沉积岩,是源区岩石风化、剥蚀、搬运在沉积盆地经自然混合形成的沉积产物。许多研究者认为,陆源细碎屑沉积岩(主要是杂砂岩)的成分受物源区岩石成分和大地构造环境制约,砂泥质岩石的化学组成可以作为追溯源区及其大地构造环境的途径(Taylor和Mclennan,1985;Bhatia,1983;Bhatia和Crook,1986;Roser和Korson,1986)。近年来,不少研究人员提出了利用同位素比值或含量为参数研究岩浆岩源区性质的二元或三元混合模式方程。高山等将这种方法应用于北秦岭地层沉积岩的研究,在应用La/Co-Sc/Th混合曲线讨论沉积物物质来源的基础上分析了沉积盆地的大地构造性质。
本文进一步研究了北秦岭地层沉积岩的物质来源状况,取得了与高山等1989年的研究基本一致的结论。此外,本研究还发现变碎屑岩中Cr、Ti等元素也能近似定量地反映源区特征,Cr/Co-Ti/Cr图解也能反映秦岭群和宽坪群等地层碎屑物多元混合特征(图2-13,图2-14),根据区域各地层、碎屑岩平均成分Cr/Co和Ti/Cr比值(表2-4)及其在Cr/Co-Ti/Cr图解(图2-15)中的相对位置可以确定可能的物源区及大地构造环境的限制。
图2-13秦岭群变碎屑岩Ti/Cr-Cr/Co图解
秦岭群杂砂岩的Cr/Co和Ti/Cr比值分别为6.02和47.97(表2-4)。区域上可能为其提供物源的地层,只可能是形成时代在秦岭群之前的老地层,即可能是华北地台的太华群、登封群和扬子地台的崆岭群等地层。从秦岭群杂砂岩与太华等岩群平均含量在Cr/Co-Ti/Cr图上的相互关系(图2-15)可以明显看出:太华、登封二群地层是秦岭岩群不可缺少的一端元成分来源;若将崆岭群作为另一端元成分与太华、登封群的混合显然无法解释秦岭群杂砂岩所含有的高Cr/Co比值。秦岭群杂砂岩中高Cr/Co比值,唯有用具有高Cr/Co比值和低Ti/Cr比值的登封群变闪长岩的风化产物或其南部消失了的构造带提供物源参与了混合才能作出合理的解释。变闪长岩是否足以作为独立的物源、南部消失了的构造带是否曾经存在,还有待进一步研究。张国伟等曾根据原岩建造特征提出,秦岭群古元古代岩系应是一陆壳上的裂陷槽型不稳定沉积,并认为它反映晚太古宙时期形成的南、北初始统一克拉通开始分裂。秦岭群主要由太华群和登封群作为其物源,而崆岭群不能成为其物质来源的事实,说明这种陆壳基础应当是华北台或其边缘型的。宽坪群杂岩体的Cr/Co和Ti/Cr比值分别为3.48和58.00(表2-4)。仅从Cr、Co等微量元素含量和比值以及在Cr/Co-Ti/Cr图(图2-15)上的关系考虑,可能提供物质来源的地层有太华、登封和熊耳等华北台北缘地层和秦岭群,甚至包括扬子台的崆岭群。但前面的分析表明扬子台崆岭群没给秦岭群沉积岩提供物源,可见二者之间存有一定的距离,而宽坪群杂砂岩为成熟度不高的岩石其物源区不可能太远,因此为宽坪群杂砂岩提供物源的只能是华北台北缘地层和秦岭群。宽坪群沉积物,由华北克拉通南缘地层和秦岭群为其提供物源表明宽坪群沉积时南侧受秦岭群围限,而且仅受秦岭群围限,此时的秦岭群作为岛链存在,宽坪群沉积盆地为华北克拉通南部边缘海盆性质。二郎坪群碎屑岩亦为多源混合物源(图2-16)。二郎坪群的Cr/Co和Ti/Cr比值分别为4.6和59.1(图2-15)。除秦岭和宽坪群等地层外,具备Cr/Co>4.6、Ti/Cr<59.1而可能作为二郎坪另一端元成分的仅有丹风群和崆岭群。从二郎坪群与丹凤群和崆岭群的地理关系上分析,似丹凤群更有可能作为二郎坪群的主要物源,从而丹凤群的时代有可能提早,至少应与二郎坪群同时代形成。张宗清(1992)的同位素资料也表明丹凤群与二郎坪群形成于同一时代。丹风群为其同时代的二郎坪群提供部分物源说明二者之间的构造环境上的关系应该是隆起与盆地的关系,或者说是同时代的弧与弧后盆地的关系。
图2-14宽坪群变碎屑岩Ti/Cr-Cr/Co图解
图2-15华北—扬子两陆块地层Ti/Cr-Cr/Co图解
表2-4
综合上述碎屑岩特征分析,显然,北秦岭地层沉积盆地的构造环境应当分别为:秦岭群形成于被动大陆边缘,即边缘裂谷型环境;宽坪群形成于活动大陆边缘背景上的隆起裂开环境,属华北克拉通南部边缘海盆性质;丹凤群和二郎坪群分别形成于活动大陆边缘的岛弧和弧后盆地环境。
图2-16二郎坪群碎屑岩Sc/Th-La/Co图解
(引自高山,1988)
点为样品投影点
(二)华北克拉通南缘中、新元古代—早古生代沉积环境
1.碎屑岩构造环境的SiO2-K2O/Na2O判别
华北克拉通南缘中晚元古代地层有官道口群和栾川群等,其岩性为碎屑岩-碳酸盐岩建造。其中碎屑岩主要为石英砂岩,砂岩的SiO2含量为72.57%—97.66%,平均80.93%,反映成熟度很高。在K2O/Na2O-SiO2图解上,砂岩样品点大都落在远离ACM区的PM(被动边缘)区内(图2-17),说明中—新元古代沉积物主要来自稳定的大陆地区,并沉积在远离活动大陆边缘的位置。华北克拉通南缘早古生代缺少志留系,仅有寒武系和奥陶系,沉积地层为泥砂质和碳酸盐岩建造。在SiO2-K2O/Na2O图解(图2-16)中,砂泥质岩样品亦落在PM区,距ACM甚远,表明碎屑沉积物也来自稳定的大陆。因此,碎屑岩的SiO2和K2O/Na2O比值特征反映华北克拉通南缘中、新元古—早古生代时期为稳定克拉通陆表海沉积环境。
图2-17华北克拉通南缘元古宙—早古生代砂岩SiO2-K2O/Na2O图解
(引自张本仁,1985)
2.碎屑岩构造环境的REE判别
本区中、新元古代—早古生代碎屑岩组成特征稳定,均具较高的∑REE(106×10-6-283×10-6),显示出大体上相同的稀土元素组成模式,REE组成模式曲线互相平行,曲线斜率相近,均具有明显的负Eu异常(Eu/Eu*=0.60-0.75)(图2-18,表2-2)。与M.R.Bhatia(1986)提出的典型构造环境碎屑岩稀土元素标志相比较,本区中元古代碎屑岩的∑REE、(La/Yb)N和Eu/Eu*等稀土元素特征值与被动大陆边缘十分接近(表2-1C,表2-2),表明华北克拉通南部地区中元古代时期为类似被动大陆边缘稳定区构造环境。
图2-18华北克拉通南缘中、新元古—早生代沉积岩REE组成模式
1-中元古代碎屑岩;2-新元古代碎屑岩;3-寒武纪碎屑岩
❻ 什么是大地构造背景是不是就是指周围的地理环境
地质学的一个分支。研究地壳的大型乃至全球构造的发生、发展、区域构造组合,以版及它权们的几何学、运动学和动力学特征的学科。中国地质学家李四光(1965)把构造的研究内容概括为两个方面:建造和改造。建造代表形成,是地壳运动的物质基础,也是地壳发展演化的物质反映;改造代表形变,是地壳运动的结果或具体表现。大地构造学的研究方法主要是历史分析法与动力分析法相结合。由于不同作者研究的侧重点不同,而形成了不同的大地构造学派。
❼ 世界地理的环境结构
简介
地理环境是一个统一的整体,其各组成要素和各个组成部分之间处于相互联系、相互制约之中。譬如,由于气候转暖,第四纪冰川退却,从而引起了各大洋海面的升高和海岸的变化;在陆上引起地面塑造过程、风化方式和成土作用的变化以及植物和动物的向北(在北半球)或向南(在南半球)移动等。南美洲西岸荒漠区的变化则提供了地理环境各部分之间紧密联系的生动实例。在正常情况下,该区无论在气候、地貌、水文性质、土壤、植被的生活型等方面,均体现干旱的特性,这主要导因于南太平洋副热带高压东缘的下沉气流和沿海寒流的影响。但遇西太平洋信风气流发生反向转变的年份,一股水面下的暖流沿赤道向东太平洋流动,使南美洲赤道附近西岸海面升高,表层暖水温度上升和厚度增大,于是经厄瓜多尔至秘鲁一带沿岸从赤道方面流来巨股表层暖水,使沿岸气温和降水量显著增加,导致水文、植物、动物等也相应发生变化,区域的综合特性从干旱向湿润转化。这种反常现象,大致每隔二、三年或四、五年左右发生一次。
地球是一个球形,太阳光热在地表的分布随纬度而异;其次,地球表层的组成并非均质,地表结构也不同,如海陆的错综分布、地面的高低起伏等。因此,地理环境的各组成部分又存在着相互差异性。由于前一个原因,表现为地带性的差异,从赤道向两极,各地理要素一般表现东西延伸、南北更替的分异格局,从而组合成一系列自然地带;由于后一个原因,表现为非地带性差异,地带性规律因此发生偏差,甚至受到掩盖。这两种分异规律相互对立,又相互渗透。全球自然地理环境错综复杂的图景,就是它们对立统一的体现。整个地理环境的地带性和非地带性差异,在各大洲有着不同程度和不同内容的体现,这是由于各大洲的纬度位置、海陆位置、大陆轮廓和面积大小、地形结构、乃至历史发展过程等方面的差异所引起的综合反映,从而赋于了各大洲在自然地理上的独特性。阐明一个洲的独特性,对认识和探讨全球地理环境的结构具有重要意义。任何一个洲区别于其他各洲的独特性,既体现着该洲的整体性,又反映了整个地理环境的差异性。
以下仅从宏观对比的角度,概述地理环境各大组成部分(大洲和大洋)的独特性,旨在揭示全球地理环境结构的分异性。 简介
亚洲是世界第一大洲,居亚欧大陆东部,面临世界最大的海洋太平洋,跨越从赤道到北极的所有纬度带。因此,亚洲首先以几乎齐全的气候带、复杂多样的气候类型、强烈的大陆性和典型的季风性区别于各大洲。除温带西岸海洋性气候和极地冰原气候外,具备寒带、温带、亚热带和热带的各种气候类型。广大内陆和高纬地区,与其他大洲同纬度地区相比较,普遍表现为气温年较差大、全年降水量高度集中夏季的特点。亚洲以兼具世界最冷、最热、最干、最湿的地区之一而著称,气候要素变异的这种极端性,是气候大陆性强的另一重要反映。东亚、东南亚和南亚的季风气候区,气温、降水、风向等的季节变化特点鲜明,分布范围广,包括温带季风气候和热带季风气候,以及处于过渡地位的亚热带季风气候,在世界上具有独特意义。北亚的极地长寒气候(苔原气候)和亚寒带大陆性气候(针叶林气候)横贯大陆东西,面积广大;中亚和西亚大部分属温带、亚热带、热带干旱气候,干旱区面积之广堪与非洲相比。地形复杂,起伏极端,平均海拔950米,山地和高原约占全洲面积的3/4。
总的来说,亚洲地跨热带.温带,东.北.南三面濒临大洋,中西部深居亚洲大陆腹地。受纬度.海陆位置和地形的综合影响,亚洲气候具有复杂多样.大陆性气候分布广和季风气候显著的特点。
地形基本格局
①崇山峻岭多汇集于中南部,与山间高原和盆地紧密结合,构成横亘东西的巨大高耸地带,即青藏高原、帕米尔山结、伊朗高原、亚美尼亚山结、安纳托利亚高原,以及北侧的祁连、昆仑、兴都库什、厄尔布尔士、高加索等山脉,南侧的喜马拉雅、喀喇昆仑、苏来曼、扎格罗斯、托罗斯等山脉;从帕米尔山结向东北,为夹峙于塔里木盆地和准噶尔盆地的天山、阿尔泰山,再经蒙古高原南北两侧山地,与西伯利亚东部诸山脉相连。
②地势由中部向四周低降为中低山地、丘陵和平原,往西北展现着低平、坦荡的图兰平原和西西伯利亚平原,平原以东为起伏平缓的哈萨克丘陵和深受河流切割的中西伯利亚高原;在南部三大半岛上,久经侵蚀的古老高原与近代大河冲积平原相间分布,自西向东为阿拉伯台地、美索不达米亚平原、德干高原、印度河-恒河平原、掸邦高原、湄公河平原等;往东,地势呈阶梯状下降,最后降为中国东部低山丘陵和东北、华北、长江中下游等冲积平原。
③亚洲东缘为一系列向太平洋凸出的弧形列岛,大部分由年轻褶皱山脉盘踞,外侧邻接深邃的海沟。在地形和气候的综合影响下,河网布局呈现不匀称辐射状特点。受地形影响,亚洲的大河多发源于中部山地.高原,呈放射状流向周边的海洋,源远而流长。巨川大河多源于高耸的中部,流向四周,除内流河外,分别注入北冰洋、太平洋、印度洋,河网稠密,多属夏汛河流,各大河源远流长,鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河、黑龙江、长江、黄河和湄公河的长度均在4000公里以上,其中长江达6300公里,为世界三大长河之一。它们上游穿行于崇山峻岭之间,形成许多幽深峡谷,水流湍急;下游则冲积成广大的平原和河口三角洲。内流区广大,约占全洲总面积的30%,绝对面积居各洲之首,主要分布在地处内陆、气候干旱、地形比较封闭的中亚和西亚。全洲缺乏大的淡水湖群,但湖泊类型多样,分布广泛,并有不少名闻世界,如里海是世界第一大湖(海迹湖),贝加尔湖是世界最深的湖泊,死海是世界含盐量最高的湖泊和陆地的最低点。作为亚洲地理环境重要标志的植被和土壤,不仅在类型组成上同样体现了复杂多样性,它们分布、更替的图式也反映了全洲地理环境的分异格局。北亚的苔原-冰沼土和针叶林-灰化土是北半球同类型地带的一部分,东西延伸,南北更替,体现了明显的地带性分异规律。自此向南,受地形与距海远近等非地带性因素的干扰,分异为沿海(东亚-东南亚)和内陆(中亚)两个不同的更替序列,前者顺应热量的变化主要为温带落叶阔叶林-棕色森林土、亚热带常绿阔叶林-红壤和黄壤、热带季风林-砖红壤化红壤和热带雨林-砖红壤;后者顺应干湿的变化,主要有温带森林草原-灰色森林土、温带草原-黑钙土和栗钙土、荒漠草原-棕色草原土、干旱荒漠-灰钙土和荒漠土。在高大山脉和高原区,还具有多样化的垂直地带性结构。总之,作为全球最大陆地自然综合体的亚洲,突出表现了各地理要素类型的多样性和极端性,通过地带性差异与非地带性差异的兼收并蓄、错综复杂的交叉关系,构成其特有的地理环境结构图式。 北美洲大陆明显分为三大地形纵列带:
①由一系列山脉和山间高原、盆地组成的科迪勒拉山系纵峙于大陆西部,山系宽广,高度很大,地形复杂;
②久经侵蚀、中等高度、东北—西南走向的阿巴拉契亚高地列于大陆东部;
③介于上述两带之间,展现着起伏平缓的劳伦琴低高原和平衍坦荡的中部平原。纵列的地形结构,对于本大陆气候、水系以及土壤、植被等的分布具有很大影响。
温带大陆性气候占优势,广大地区冬季寒冷,夏季暖热,气温的年较差较大;年降水量适中,多以夏雨为主。但是,北美洲无论在气温变化的极端性或是夏雨集中和冬季干旱的程度等方面,均逊于亚洲。北美洲拥有从寒带到热带和从大陆东岸到西岸的各种气候类型,在类型的多样性方面与亚洲不相上下,又具有自己特点。北美洲东部不具备亚洲东部典型的季风气候而代之以温带大陆性湿润气候、亚热带湿润气候和热带海洋性气候;北美洲拥有亚洲所缺失的极地冰原气候和西海岸温带海洋性气候,但热带气候类型局限,基本上缺失典型的赤道多雨气候,热带干旱、半干旱气候的分布也不如亚洲广泛。从总体来看,北美洲以亚寒带大陆性气候、温带大陆性干旱与半干旱气候和温带大陆性湿润气候分布范围最广,合占全洲总面积一半以上。在地形结构制约和气候影响下,河网分布以及水系发育规模和程度方面所显示的地域分异,也具有鲜明的特色。外流区占绝对优势,与内流区对比悬殊,若不计冰封的格陵兰岛,分别占全洲面积的96.7%和3.3%。 外流区的大河多数发源于大陆的主要分水岭落基山,它与东部阿巴拉契亚高地和中北部冰碛区,共同构成略呈H型的分水岭格局,河流流向“南辕北辙”,“东西扬镳”,各大流域系统对比明显。其中中南部墨西哥湾流域系统是北美洲河网稠密的水文区,拥有以全洲第一长河密西西比河为主体的庞大水系,平原广阔,降水丰富,径流汇聚,发育历史较久,大部分地区未受第四纪冰川侵袭,大冰期后又接纳密苏里河和俄亥俄河汇入,更加强了整个水系的发展。西部的育空河、 哥伦比亚河、科罗拉多河、格兰德河(布拉沃河)等较大水系,大部分流经山间干旱、半干旱地区,多峡谷和激流,水系发育表现一定的年轻性。北冰洋流域系统拥有全洲第二长河马更些河。北美洲淡水湖面积居各洲之首,以多大湖群和属冰川成因著称,北部呈弧状排列的大熊湖、大奴湖、温尼伯湖、苏必利尔湖、密歇根湖、休伦湖、伊利湖、安大略湖等,构成世界上规模最大的湖带和淡水湖群。北美洲植被-土壤类型的组成是气候类型多样性的反映,地球上各种植被-土壤类型在本洲几乎无不具备。从全局来看,又以针叶林-灰化土分布面积最广,按其所占全洲面积的比率,则超过世界各洲;其次,冰原和苔原-冰沼土分布之广也突出于世界各洲,前者仅次于南极洲,后者与亚洲相近;而热带类型植被-土壤,无论绝对面积或是占全洲面积的比率均较小,荒漠型植被-土壤也属次要。植被-土壤类型的分布与气候类型的结构格局基本一致,体现了地带性与非地带性因素的交互作用。北部高纬度地区,地面起伏不大,水热条件从北向南逐步变异,冰原、苔原-冰沼土、针叶林-灰化土依次更替,它们是北半球相应自然带的组成部分。向南进入中纬度地区,大致以西经98°为界,东部和西部不仅各有其气候和植被-土壤类型,而且它们的排列图式也处于对立的局面。东部地面比较开展,大部为坦荡平原、低缓高原或高地,气温和降水向南递增,依次出现了温带针阔混交林-灰棕壤、温带落叶阔叶林-棕壤和亚热带常绿林-红壤或黄壤的更替序列。西部居内陆位置,山地南北纵列,大平原适处落基山雨影地带,降水量自东向西递减,落基山以西广大山间高原和盆地属半干旱或干旱气候,所以植被-土壤类型的分布排列图式表现为东西更替、南北延伸的格局,依次是森林草原-淋溶黑土、高草原-黑钙土、短草原-栗钙土、半荒漠或荒漠-灰钙土或漠钙土。太平洋沿岸地带,从北向南气候类型由温带海洋性型经地中海型向热带干旱型过渡,植被-土壤类型相应从北向南更替和南北延伸,这是地带性结构与非地带性结构的综合体现。南部中美地峡和西印度群岛,地处信风带,山脉走向与海岸平行,气候-植被-土壤类型的分异主要导因于向风与背风之别,分属热带海洋性气候-热带常绿林-砖红壤、红壤和热带干湿季气候-热带稀树草原-红褐色土。综上所述,北美洲地理环境各组或要素均以温带类型为主,并突出地体现着温带大陆性的特点;北部、东部地带性分异与西部、南部的非地带性分异,形成对立统一体,构成了北美洲独特的地理环境结构图式。 随着社会发展、人口增长特别是技术进步,人类对地理环境利用、改造的范围和深度在不断扩大。同时,地理环境也更深刻地影响着人类活动。人类的物质资料生产总是在一定的地域上进行的。生产力分布的性质、内容和规模,既受社会经济规律支配,为生产方式所决定,又受自然条件的制约。由于世界各国、各地区面积、人口、自然条件和自然资源千差万别,社会制度、发展水平等也各不相同,因而生产力分布这一社会经济现象呈现错综复杂的图景。
17世纪后,欧美各国相继出现了资本主义生产方式,其他一些国家的经济形态中也萌发了资本主义因素。几次大的科技革命带来生产力的大发展,世界人口也迅速增长。1600年世界人口为5.45亿,1700年为6.10亿,1800年为 9.0亿,1900年为16.25亿,每100年增长率分别为11.9%、47.5%和80.6%;到1984年,世界人口已达47.63亿,84年中又增长了193%。人口分布深受自然条件影响,更取决于社会经济条件的作用。世界人口在各大洲之间的分布一直很不平衡,绝大部分集中在亚欧大陆南半部和非洲。虽然由于人口的增长和迁移,特别是近二、三个世纪中通过对美洲和大洋洲的大规模移民,人类在地球上的居住范围比过去广得多了,但世界人口分布的尖锐不平衡性并未有所缓和。总的特点是北半球人口多于南半球,沿海多于内陆,平原低地多于山地高原。北半球中纬度地带,陆地所占比重大,气候条件较好,资源丰富,开发历史悠久,生产力发展水平较高,是世界上人口最稠密的地带,北纬20°~40°和40°~60°分别约占世界总人口的50%和30%。另一方面,世界上尚有35~40%的陆地基本无人居住,平均每平方公里居住不到 2人的地区要占到总面积的一大半。在各大洲中,亚、欧两洲分别占世界总人口58.3%和16.1%,人口密度也最高;非洲占11.3%,拉丁美洲占8.3%,北美洲占5.5%,大洋洲占0.5%。 其中有四大块人口稠密区最引人注目,即东亚、南亚、欧洲和北美洲东部,合计仅占世界陆地总面积的1/7,却集中了世界总人口的2/3。世界人口分布另一个重要趋势是农村人口大量涌入城镇,促使城市化迅速发展。1900年世界城镇人口比重是13.6%,1984年已上升到41%,而所有城镇居民点的总面积仅50万平方公里,占世界陆地总面积还不到0.4%。
世界上的人口分属于三大种族,即蒙古利亚人种、尼格罗人种和欧罗巴人种。蒙古利亚人种又称黄种人或亚美人种,主要分布在东亚、东南亚、西伯利亚和中亚;美洲的印第安人和北极地区的因纽特人(爱斯基摩人)也属黄种人。尼格罗人种也称黑种人,主要分布在非洲中南部,美洲的黑人是奴隶贸易时期从非洲贩运去的黑奴的后裔;居住在澳大利亚、太平洋岛屿和亚洲东南部边缘地带的黑人,也称棕色人种或马来-波利尼西亚人种。欧罗巴人种也称白种人或高加索人种,主要分布在欧洲、北非、西亚和南亚,白种人移民的后裔也成为美洲、澳大利亚、新西兰等地区人口的主要组成部分。此外,各大种族之间的交流融合,形成许多混血种人。亚洲中西部和非洲东北部是三大种族的接合部,从古代起就产生一系列过渡性人种类型;在近代,接受大批移民的美洲和大洋洲,人种混杂也很明显,其中拉丁美洲的混血种人约占总人口一半以上。不同地区的人种由于历史发展、经济生活、语言文字和风俗习惯的差异,又形成许多不同的民族。世界上约有2000多个民族,其中人口超过2500万的大民族有29个,合计约占世界总人口的2/3;人口不足10万的少数民族有1400多个,在世界总人口中的比重不到0.1%。 有些国家是单一民族(如蒙古、朝鲜等)或两大民族并列(如塞浦路斯、捷克斯洛伐克等),大多数国家是多民族(如中国、苏联等),也有同一民族分布在许多国家(如阿拉伯民族)。
全世界有200多个政区单位,其中独立的国家170个左右。按社会制度和经济发展水平分,当今世界一般分为三种国家类型,即发达资本主义国家、发展中民族主义国家、社会主义国家。它们分别隶属于资本主义经济体系和社会主义经济体系。
发达资本主义国家包括西欧大部分国家,北美洲的美国和加拿大,亚洲的日本和大洋洲的澳大利亚、新西兰等国。它们占世界陆地总面积的24%,占世界总人口的16.6%,主要分布在北半球的温带地区,在世界经济的地区格局中通称为“北方”。经济实力雄厚,合计的国民生产总值约占世界总额的2/3强(1984),其中约4/5以上又集中在美国、日本、联邦德国、法国、英国、意大利、加拿大等7个主要国家;多数国家人均国民生产总值在10000美元以上,其他国家也在5000美元以上。物质生产部门结构的显著特点是工业产值远远高于农业产值;在工业内部结构中,制造业居绝对优势,而制造业中又以重工业为主,矿业和轻纺工业的比重相对较低;农业生产高度机械化、集约化、商品化,劳动生产率较高,畜牧业产值一般高于种植业。在人口的职业构成上,第三产业比重已高达50~60%以上,第一产业多不足10%,第二产业比重约在25~45%,呈现稳定或下降趋势。这些国家中,仅加拿大、澳大利亚等少数国家经济的发展建立在本国丰富的自然资源基础上,多数国家资源贫乏,或者虽有较丰富资源,但因长期开发和消费量过大,供不应求,日益依赖国外。
发展中民族主义国家主要分布在亚洲、非洲、拉丁美洲以及南太平洋和地中海地区,它们占世界陆地面积的49.9%,占世界总人口的51.1%。这些国家大部分在上述发达资本主义国家以南,在世界经济的地区格局中通称为“南方”。经济发展水平一般较低,合计的国民生产总值约占世界总额的1/5左右(1984)。 除部分高收入的石油输出国以及新兴的工业化国家以外,人均国民生产总值多低于1000美元,许多国家低于400美元或甚至不足200美元。资源丰富,农矿业在国民经济中占主要地位,不少国家尚未根本改变殖民时期遗留下来的单一经济局面;制造业薄弱,且以轻纺工业为主;农业技术落后,劳动生产率较低,畜牧业粗放,一般以种植业占优势,供出口的热带经济作物所占比重很大,粮食普遍不能自给。在人口的职业构成中,第一产业的比重一般在35~40%以上,高者甚至超过80%,第二和第三产业的比重很低。在对外经济联系方面,它们一般是发达资本主义国家农矿原料和燃料的供应地,工业品的倾销市场。
世界生产力分布尤其是工业生产的分布,在集中与分散的矛盾对立统一的运动进程中向前发展。生产地域的集中,是科学技术和生产力发展到一定水平的必然结果;生产地域由高度集中转向扩散,也是以生产力的较高发展水平为基础、以原有的生产集中地域为依托的。就世界范围来看,工业主要分布在产业革命较早的西欧(如西德鲁尔区、法国巴黎地区、英国东南部)、 北美(美国东北部)、日本(南中部太平洋沿岸)、苏联欧洲部分。第二次世界大战以后,这些地区进一步发展,达到高度集中阶段,厂矿企业生产趋于大型化、联合化,兴起一系列大的经济中心和相应的现代化大城市。与此同时,世界工业分布开始了迅速向外扩展的进程,南欧、东欧以及加拿大、澳大利亚的工业有了较快发展,一些发展中国家,如拉丁美洲的巴西、墨西哥、阿根廷等国,以及中国、印度和东南亚各国,不仅采矿业得到突出发展,制造业也取得长足的进展。就各个国家内部而言,则出现了生产力不断向后进或欠发达地区扩展的趋势。如美国经济向南部和西部“阳光地带”的转移,日本对北海道和日本海沿岸地带的开发,法国把西部沿海地带和中央高原列为国土整治的重点,西德以慕尼黑和斯图加特为代表的南部经济重心正在形成,英国北海油田开发对北部苏格兰地区经济发展的推动,苏联通过大力开发东部地区而出现的生产力东移,印度南部重工业区的兴起,巴西北部亚马孙河流域的开发,等等。再者,综观太平洋周围的国家和地区,从美国太平洋沿岸各州经济的迅速发展、日本跃居资本主义世界第二经济大国和苏联生产力的东移,到中国的改革浪潮和对外开放所显示的巨大威力,东南亚一些国家和地区经济的高速增长,连同资源丰富、潜力较大的加拿大、澳大利亚等发达国家和墨西哥等拉丁美洲发展中国家,这一切预示着环太平洋地区经济的迅速崛起和世界生产力分布格局的新发展。
❽ 什么是自然地理环境的空间结构
水平结构可以抄根据其形状进行分类: 水平结构可以根据其形状进行分类:
(1)棋盘式结构。它是由块状自然地理单元绝对规则分布构成的最规则的结构类型。这仅存在于近乎均质自然地理
系统中。如平地上开垦的耕地与林带的组合就是典型的棋盘 式结构。 (2)平行式结构。它是由平行分布的条带状自然地理单
元构成的。平行式结构多有相对直的边界,如热量带、垂直
(3)交错式结构。它是由非平行的条带状自然地理单元构成的,多具有不规则的边界,其组分通常相互交叉。如坡 度不同的地貌区、多流域的山区等。
(4)镶嵌式结构。它是由块状自然地理单元不规则分布 的组成的结构类型。如已退化的草地(草斑和碱斑镶嵌分
❾ 成矿地质构造环境的空间变换
现根据区域大地构造演化的分析结果,将本区成矿地质构造环境及空间变换和其中的重要地质作用特点讨论如下。
(一)前寒武纪古大陆及被动陆缘(裂陷)环境
前寒武纪早期,华北-塔里木板块和西伯利亚板块在新元古代以前可能同属一个古大陆,它们具有相似的结晶基底、沉积盖层、古生物群落和古地磁学特征(刘雪亚等,1995;王荃等,1991)。新元古代中-晚期(大约在600Ma)前,受张裂构造作用的影响,巨大的古陆块发生裂解,进而形成南和北两个不同的古陆块,之间出现了一个广阔的大洋盆地———古亚洲洋。但两者之间的分离在某种程度上看,还不彻底,其间还留有多个相对独立的、从板块上拉离的小陆块,有些小陆块之间以及小陆块与南北两板块之间还具有局部发育的洋壳。此时,两大古板块南、北两侧均属被动型陆缘构造环境,其上还可能发育有边缘裂陷(谷)。由此可以看出,在这一时期区域上主要处于古大陆及被动陆缘构造环境。位于本研究区之内的几个古地块(如锡林浩特、苏尼特左旗等)虽处于古大洋之内,但大致相当于古大陆环境。相应的成矿作用主要发生在古大陆内部的陆缘(裂陷)地区。但到目前为止,还没明确的证据表明,区内相关矿床的成矿与该环境直接相关,但作为古大陆边缘裂陷地区火山-沉积物,如(南)温都尔庙群可能为此后变质作用发生时形成的相关铁矿提供了丰富的矿源,区域上则有白云鄂博巨型稀土矿床形成,由于均在工作区之外,此不多讨论。
(二)早古生代沟-弧-盆构造环境
早古生代,古亚洲洋壳和古板块之间开始了相互作用。据研究,此时介于华北大陆与苏尼特左旗之间的洋壳是向北俯冲的,随着洋壳俯冲作用,沿白乃庙—温都尔庙北部一带形成岛弧,并发育一定规模的火山喷发活动,同时伴有少量加里东期花岗岩类侵入活动;其北则发育弧后盆地,发育有较厚的海相火山-沉积岩建造(北温都尔庙群);随着俯冲作用的进行并于早古生代中期,洋壳渐趋闭合,最后于温都尔庙(南)-西拉木伦地区形成著名的早古生代缝合带。由此构成了早古生代较为完整的沟-弧-盆相配套的大地构造环境。由于岛弧在华北板块边缘的增生与拼合,华北板块的北部边缘随之向北迁移。在此期间发生了较强的成矿作用,主要的成矿事件及其产物集中在岛弧地区,其次为弧后盆地区。例如在白乃庙岛弧带即形成了著名的白乃庙铜(钼)矿床、白乃庙金矿床、徐尼乌苏金矿床、谷那乌苏铜矿床等(葛良胜,1992;Nie et al.,1999;聂凤军等,1993);在温都尔庙地区则形成了众多的小型铁矿床,其中部分可能与缝合带环境中的蛇绿岩套有密切关系。区域上在西部的化德岛弧带上也不断有相应的矿床发现。从岛弧构造-岩浆活动及相关的成矿作用看,这一次的洋壳俯冲强度还是相对较大的。
(三)中-晚古生代沟-弧-盆及碰撞造山环境
经过早古生代的增生拼合,板块间的相互作用并未停止。至中古生代,界于增生后的华北板块与南蒙古地块间的南蒙古洋开始发生俯冲作用。应该说,其最早的俯冲活动可能在早古生代的某一时期就已开始,并于中古生代时逐步加强。洋壳的俯冲仍然向北,形成了苏尼特左旗—东乌珠穆沁旗地区的岛弧岩浆岩带,向西并延入蒙古境内。其北部发育弧后(间)盆地。至中生代后期(大约在泥盆纪末—石炭纪初)又一次发生地块间的增生拼合。缝合带大致位于索伦山—苏尼特左旗南—贺根山一线。由此也形成了一套完整的沟-弧-盆构造环境。必须注意到,与此同时,在岛弧带的北部以及局部小地块的南北两侧,还可能发育一些小的分支洋壳,并也随着上述缝合带的形成而先后关闭。还应指出的是,这次洋壳关闭在区域上是自西向东逐步完成的,也就是说当西部的缝合过程完成,海水基本退出后(中古生代初),而东部则还处于残留海盆并接受沉积状态。甚至到晚古生代晚期,西部地区已进入缝合后(碰撞造山期的局部)伸展,形成陆缘的局部有限拉张盆地时,东部地区的残留海盆仍未结束沉积作用,直到古生代末期才最终完成东段的地块拼合和增生。经过此次增生,南蒙古板块被增生到华北板块北缘,华北板块北部边缘进一步向北大幅度迁移。
与洋壳俯冲相伴的岛弧火山作用较为发育,但分布不均。与之相伴的华力西期花岗岩活动分布也较为广泛,它包括俯冲期形成的俯冲型岩浆侵入,也包括碰撞期的碰撞型岩浆活动(苏尼特左旗南部地区),还包括碰撞造山后伸展构造环境中的伸展型碱性岩浆活动等。同岛弧构造-岩浆活动相比,弧后(间)盆地、残留盆地、造山后伸展拉张盆地内的火山-沉积作用也非常引人注目。同一时代的沉积,不同地区具有相变特征,不同时代同一地区的沉积作用则体现沉积环境的明显变化,如从海相过渡到陆相等。在上述不同构造环境中,发生了强烈的不同类型的成矿作用。二连浩特—东乌珠穆沁旗一带即处于与此次洋壳俯冲形成的古生代岛弧带内,形成了如奥由特、莫若格钦、巴润苏格德日图、阿拉盖乌拉、准苏吉花敖包和阿太乌拉铜矿床(点)以及一大批铜矿化异常。其西延进入蒙古境内,更是发现了亚洲最大的斑岩型铜钼金矿床———欧玉陶勒盖和其他斑岩型矿床,如察干苏布尔加等。在晚古生代盆地内部,则形成了许多与海底火山(喷流)-沉积作用相关的铅锌银多金属矿床以及火山-次火山岩型铜铅锌矿床等。由于研究区东部东乌旗地区盆地持续时间长,火山-沉积作用发育,发现的矿床也较多,主要如达赛脱、阿尔哈达、查干敖包、乌兰陶勒盖、吉林宝力格等,以及受构造破碎带控制的蚀变岩型铅锌矿床和少量沉积型铁矿等。尽管部分矿床还发生了明显的后期成矿作用叠加。此外,在缝合带构造环境中,还形成了与基性—超基性岩(蛇绿岩系)有关的铁、铜、金矿床或铬铁矿矿床。但到目前止,还没有足够的证据表明,在缝合后的碰撞造山阶段(以挤压为主的时期)有较大规模的成矿作用发生。
综上所述,中晚古生代与早古生代的地块增生拼合作用对比,发育的过程更长一些,形成的环境更为复杂,地质(成矿)作用类型更复杂多样因此形成的矿床也较多。
(四)早中生代(造山后)陆内伸展构造环境
早中生代时期,本区在区域大地构造演化的历史中处于一种过渡期和转折期。一方面,虽然南蒙古洋已经闭合,本区已变成华北板块北部的一部分,但区域南北向的挤压作用并未停止,进入中生代,经历三叠纪碰撞造山后的隆升后,相继在晚古生代伸展盆地基础上进一步发生伸展作用。增生后的华北板块北部边缘向北大幅度迁移,北部还发育有蒙古-鄂霍茨克洋,新的洋陆板块之间的相互作用仍在进行。但由于该洋主体发育于东部,距本区相对较远,因此其对本区的直接作用较小,而只能通过板块相互作用过程中应力的远程传递对本区施加影响。另一方面,东部太平洋板块的活动也渐趋增强,对本区的影响也逐渐有所显现,尽管还不强烈。总体上看,本区主要处于碰撞造山后的陆内挤压—伸展交替并以伸展为主的构造环境,但受到北部和东部大洋板块活动的影响,区域构造线发生变化,自西向东由近EW向为主渐变为以NE向占主导地位,至东乌珠穆沁旗东部,受太平洋板块俯冲作用影响强度较大,北东构造形迹开始发育,大兴安岭隆起带的雏形开始形成。在这种综合应力条件下,岩石圈壳幔相互作用加强,可能发生了早期的岩石圈拆沉。陆内拉伸盆地进一步发育,接受以陆相为主的火山-沉积作用。研究还表明,自晚古生代碰撞造山及造山后延续而来的中酸性岩浆活动继续发育,形成了一条晚三叠世强过铝质花岗岩带(西起乌拉特中旗,经白云鄂博、达茂旗,向东一直延伸至化德—苏尼特左旗一带,其岩性主要为黑云母二长花岗岩、正长花岗岩,可见含石榴子石-黑云母/二云母二长花岗岩和花岗闪长岩)。同时还伴有强烈的韧性剪切构造活动,自苏尼特左旗向东至东乌珠穆沁旗地区依序发育多条宽大的韧性剪切构造带。
从目前的找矿勘查成果看,该阶段本区的成矿作用主要与韧性剪切构造活动密切相关,在东苏旗一带形成了一系列金矿床(点);其次为与中酸性花岗岩有关,形成了铜-钨-铋多金属矿化,但到目前为止,勘查工作尚未获得明显突破,第三为与盆地陆相火山-沉积活动有关形成了铜-铅-锌-银多金属矿化等。
(五)晚中生代—新生代多元构造动力体制复合环境
随着北部鄂霍茨克海于中-晚侏罗世关闭,本区全面进入陆内构造活动阶段和多元构造动力体制复合的构造环境。其多元性主要表现在:
(1)造山后伸展构造-岩浆活动体制继续发展:这一体制是自古生代以来的板块构造活动的继续。也就是说虽然区域上洋陆板块间的构造活动已经结束,并全面转化为陆内活动,但区域上不同拼合块体间的相互作用仍在发生。
(2)主动大陆边缘岩浆弧构造体制:这与库拉-太平洋板块于此时的持续强烈俯冲活动相关。库拉-太平洋板块向欧亚大陆的俯冲作用,在大陆一侧形成了典型的沟-弧-盆体系,但其早期(燕山早期)则主要表现为欧亚大陆边缘形成的醒目的陆缘岩浆弧。由于俯冲作用的进行和俯冲深度的加大,岛弧火山作用持续发育,边缘海盆扩张,陆缘弧上的火山作用中心向前迁移,形成火山岩从内陆到边缘,时代逐渐变新的分带特征。大兴安岭地区NE向强烈火山岩浆作用即是该早期陆缘弧的一部分。而目前的陆缘弧位置已迁移到那丹哈达岭、中国东部沿海一带,但弧上的火山岩浆活动主要发生在燕山中-晚期。这时大洋板块的俯冲对于远在内陆的二连浩特—东乌珠穆沁旗以至大兴安岭一带的影响同早期鄂霍茨克海的关闭一样,由早期的直接效应过渡到远程效应。
(3)陆内壳-幔相互作用和岩石圈大规模减薄构造体制:研究表明,研究区及其邻区在晚中生代-新生代发生了强烈的陆内壳-幔相互作用和岩石圈大规模减薄。与之相伴,有大面积玄武岩火山岩喷发,后造山花岗岩发育。地壳快速隆升和地壳表层产生了大规模伸展构造,变质核杂岩、底辟热隆构造等(肖庆辉等,2006)。上述每一种构造动力体制即表征为一种地质构造环境,由此可以看出,自晚中生代以来,本区即处于一种复杂的多元构造动力体制复合的背景之下,既有继承性的,又有新生性的,表现为多种地质构造环境在同一地理空间的叠加。这种复杂的构造环境造成了本区复杂的构造-岩浆活动和多姿多彩的成矿作用,形成了类型多样,元素组合复杂的不同规模金属或非金属矿床。另一方面应注意到,本期发育的多元构造环境均是在此前不同的构造背景基础上发育,在区域上叠加在前不同类型的构造环境之上,因此在成矿角度看,既有新生性(燕山期),而更多地表现为叠加成矿特征。这是本区,特别是东部众多矿床成矿元素组合复杂、矿床成因复杂、矿化类型多样的根本原因。