准噶尔盆地北部基底结构与属性问题探讨

准噶尔盆地的基底结构与属性一直是地学界关注的焦点问题之一.横跨准噶尔盆地北部,走向近东西的克拉玛依—喀姆斯特地震剖面提供了该盆地北部详细的地壳与上地幔顶部的速度结构与构造,特别是基底顶界面的速度.沿剖面发现了数条走向近南北的“H”型超壳断裂,它们没有明显的断差,断裂处反射系数明显降低,介质的Q值减小,推测具“开裂”性质;利用盆地内1:20万重磁数据完成了重磁联合反演,获得了沿剖面的地壳与上地幔顶部的二维密度结构与二维磁性结构.根据在一定深度范围内介质的速度-密度-岩性之间的关系,确定了盆地北部基底岩性分布.结果表明,准噶尔盆地北部的基底多处为基性和超基性物质,推测为深部（上地幔）物质沿超壳断裂进入地壳内部并对地壳物质进行改造的结果.这一推断得到盆地内部高磁性、高重力异常的支持,也与盆地具有较高的地壳平均速度相一致.综合其他地球物理与地质资料综合分析,给出了综合地质解释剖面,建立了准噶尔盆地北部基底结构与属性的动力学模型.     

吉林红旗岭地区造山后镁铁-超镁铁岩体的年代测定及其意义

吉林省中部红旗岭地区镁铁-超镁铁杂岩广泛发育,年代学资料表明,红旗岭-漂河川岩体形成于晚三叠纪(距今约216Ma),与该区A型花岗岩的年龄相当,但略微年轻一些。岩石学和地球化学特征表明,镁铁-超镁铁岩普遍可见包橄结构,橄榄石晶体平衡岩浆属于高MgO玄武质岩浆,微量元素和同位素模拟结果均显示岩浆源区主要为亏损地幔或新生岩石圈地幔。根据这些结果,同时结合相关研究,提出这些镁铁-超镁铁杂岩体的形成与该区大量造山后A型花岗岩带的形成相吻合,其形成主要是由于造山后期岩石圈板块的拆沉减薄效应,软流圈地幔上隆及大量幔源岩浆上侵,底垫于地壳底部,并经历了强烈的结晶分异作用     

在壳幔作用过程中Sr含量对岩浆岩Sr同位素组成的影响：兼论东南？…

在壳幔作用过程中,壳幔源岩浆常会发生一定程度的混合,而它们Ｓｒ含量的差异会对混合岩浆的Ｓｒ同位素组成产生重大影响。本文简要介绍壳幔源岩浆的Ｓｒ含量差异对形成大陆型等同位素组成的双峰式火山岩的制约、幔源基性岩浆岩高（＾８７Ｓｒ／＾８６Ｓｒ）ｉ的可能成因、岩浆混合程度的定量计算及壳幔相互作用的一些最新的观点与研究成果,并讨论东南沿海白垩纪等同位素组成的双峰式火山岩的成因,指出基性端员玄武岩起源于上地幔     

大别山碰撞后镁铁-超镁铁岩的U-Pb同位素地球化学: 壳-幔相互作用及LOMU端元

对大别山祝家铺辉石岩-辉长岩的U, Pb同位素研究表明, 大别山碰撞后镁铁-超镁铁岩的低U, 高Pb含量及低U/Pb的特征, 可能是亏损软流圈地幔(DMM)或岩石圈地幔与下地壳之间相互作用的结果, 而与地幔热柱(plume)及深俯冲陆壳无关. 发现祝家铺辉石岩-辉长岩的高²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb样品具有LOMU端元的特点, Pb, Sr和Nd同位素联合示踪显示祝家铺辉石岩-辉长岩的源区有古老富集岩石圈地幔(LOMU)、下地壳物质以及亏损软流圈地幔三端元混合的特征. 形成大别山碰撞后镁铁-超镁铁岩初始岩浆的壳幔相互作用过程可能为: 碰撞后增厚的岩石圈发生拆离, 引发亏损软流圈上涌, 使得上涌的软流圈及尚未拆离的古老富集岩石圈地幔发生部分熔融. 它们析出的熔体垫托在壳幔边界层, 并与下地壳相互作用, 从而使得这种熔体具有富集岩石圈地幔和下地壳的地球化学特征.     

腾冲热海地区现代幔源岩浆气体释放特征

详细讨论了腾冲热海地区逸出气体的化学和氦、碳同位素组成及其在地表的分布特征结果表明,该区地壳浅部存在幔源岩浆侵入活动;现代幔源岩浆挥发组分通过活动断裂带源源不断地向外释放,其主要成分是ＣＯ_２,还有少量的Ｈｅ,Ｈ_２,ＣＨ_４,Ｈ_２Ｓ和ＣＯ等．研究区内南北向断裂最深,它可能与得到幔源岩浆挥发组分直接补充的深部热储直接相通．逸出气体的氦、碳同位素组成特征指示,现今在热海地区壳内活动的幔源岩浆与导致区内最新火山喷发的幔源岩浆之间可能存在着渊源和继承关系．     

岩浆底侵作用与汉诺坝现今壳-幔边界组成

从汉诺坝新生代玄武岩中岩浆底侵成因的麻粒岩相和榴辉岩相堆晶岩、橄榄岩和辉石岩捕虏体的岩石矿物组合、岩石结构、矿物学、主微量元素和同位素地球化学特征, 讨论和限定了壳-幔边界岩石组成, 并得到岩石高温高压波速实验和深部地球物理探测结果的支持. 现今下部下地壳主要由麻粒岩相镁铁质堆晶岩(以斜长二辉岩为主)组成; 壳-幔过渡带主要由榴辉岩相石榴辉石岩、辉石岩和尖晶石二辉橄榄岩等组成; 太古代地体麻粒岩只是名义上的早期下地壳. 发生在壳-幔边界的岩浆底侵作用导致地壳的垂向增生和壳-幔过渡带的形成, 是显生宙以来壳-幔边界组成和化学调整的重要机制.     

岩浆底侵作用与汉诺坝现今壳-幔边界组成--捕虏体岩石学与地球化学证据

从汉诺坝新生代玄武岩中岩浆底侵成因的麻粒岩相和榴辉岩相堆晶岩、橄榄岩和辉石岩捕虏体的岩石矿物组合、岩石结构、矿物学、主微量元素和同位素地球化学特征, 讨论和限定了壳-幔边界岩石组成, 并得到岩石高温高压波速实验和深部地球物理探测结果的支持. 现今下部下地壳主要由麻粒岩相镁铁质堆晶岩(以斜长二辉岩为主)组成; 壳-幔过渡带主要由榴辉岩相石榴辉石岩、辉石岩和尖晶石二辉橄榄岩等组成; 太古代地体麻粒岩只是名义上的早期下地壳. 发生在壳-幔边界的岩浆底侵作用导致地壳的垂向增生和壳-幔过渡带的形成, 是显生宙以来壳-幔边界组成和化学调整的重要机制.     

华北北部克拉通地壳岩石的波速特征与地壳物质组成

在高温高压条件下对华北北部太古宙变质岩做了波速（ＶＰ）测定,经拟合公式处理后划分出代表岩石酸性程度的波速级数,结合地质、地震测深资料,认为这种变质岩现时期的上地壳组成为“克拉通岩石组合”,其成分为ＴＴＧ变质岩＋孔兹岩系＋花岗岩＋少量基性变质岩和含石榴石基性岩;下地壳由三部分物质组成：“克拉通岩石组合”物质,太古代后幔源基性和超基性物质,地幔岩浆侵入时“克拉通岩石组合”围岩部分熔融留下的残余基性物质,后两种物质的生成使原“克拉通岩石组合”地壳基性化;中地壳为“克拉通岩石组合”物质＋幔源基性物质     

贺根山镁铁-超镁铁岩与缝合带的关系——来自地球物理的证据

长期以来,对内蒙古贺根山缝合带中的镁铁-超镁铁岩,有着"蛇绿岩"、"岩浆岩"、"幔源熔-流体"等不同认识.近年来在铬铁矿中发现了金刚石等深部地幔矿物,如何认识携带这些物质的幔源熔-流体的上涌?缝合带在镁铁-超镁铁岩的形成过程中起到什么作用?解决问题的关键之一是弄清镁铁-超镁铁岩的深部产状,这需要来自地球物理观测数据的依据.本文基于航磁和重力数据的研究表明,贺根山地区的蛇绿岩块均呈现高磁异常特征,其中贺根山岩块埋深明显大于其他岩块,表现为高磁异常与低重力异常,与地表出露的蛇纹石化的镁铁-超镁铁岩带对应.对航磁化极异常与布格重力异常数据做了向上延拓处理,进行了磁源形态及底界深度的估算,并利用基于相异度算子的边缘增强方法辅助识别断裂.结果表明,贺根山岩块贯穿地壳,且附近存在超壳断裂.地表至中地壳主要由蛇纹石化的镁铁-超镁铁岩组成,下地壳主要为超镁铁质岩组成,它们充填在一组宽约30km的NEE向断裂带中,大地电磁测深剖面揭示的壳-幔电性结构进一步证实控制缝合带的是岩石圈断裂,贺根山缝合带具有明显的根部.由此推测,在地幔底辟上涌的背景下,幔源熔-流体沿着岩石圈断裂持续上升到达浅表,暗示该区板块的拼合可能是通过深部幔源物质的侵入而成的.     

大陆下地壳的研究进展综述

大陆下地壳对认识整个地壳的组成演化具有重要意义,对大陆下地壳的研究正在世界范围蓬勃开展,大陆下地壳的研究基于两个方面：一是太古代地壳剖面的研究,二是麻粒岩包体的研究,相比较而言后者的研究程度要难得多,下地壳包体出露少,成分多为麻粒岩,且无一例外地都含有基性麻粒岩,对其成因现基本趋于一致认识,即由幔源岩浆底侵至地壳再受变质而成,然后被火山作用带至地表,因此,基性麻粒岩包体更可能反映了现今大陆下地壳的     

大陆下地壳层流作用及其大陆动力学意义

大量的地质和地球物理资料表明 ,年轻的大陆构造活动区的下地壳可能因热软化而出现透入性非地震式顺层韧性流动 ,这种下地壳层流作用驱动大陆上地壳发生地震式脆性断块运动 ,形成盆山格局 ,发生圈层耦合。大陆下地壳低粘度物质顺层流动可能是在地幔岩浆底侵作用为下地壳提供热能和添加幔源物质的基础上 ,并在地幔上升派生的重力和剪切力作用下 ,造成大陆下地壳热软化物质从盆地下部的幔隆区顺层流向相邻造山带之下的幔拗区。在下地壳层流过程中 ,地温场和速度场发生变     

幔源岩浆在南岭燕山早期花岗岩形成中的作用：锆石原位Hf-O同位素制约

一些岩石学和同位素地球化学证据表明许多花岗岩是两种岩浆混合形成的,但对于是否有幔源岩浆参与大规模花岗岩的形成一直有不同意见.对南岭3个代表性的燕山早期（～160Ma）岩体进行了系统的锆石Hf-O同位素分析,结果显示清湖二长岩锆石具有非常一致的锆石Hf-O同位素组成,εHf（t）=11.6±0.3,δ18O=（5.4±0.3）‰,结合全岩Sr-Nd同位素和微量元素地球化学特征,表明清湖二长岩的母岩浆来源于受到近期地幔交代作用的含金云母岩石圈地幔,没有地壳物质的混染.里松花岗岩及其中暗色微粒包体（MME）和佛冈花岗岩的锆石Hf-O同位素组成有很大的变化范围,锆石Hf-O同位素呈负相关关系,里松MME主要为幔源岩浆（类似于清湖二长岩母岩浆）结晶的产物,有少量壳源岩浆的加入;里松和佛冈花岗岩是幔源岩浆与沉积岩重熔岩浆不同比例混合形成的,花岗岩的形成伴随着重要的陆壳增生和分异.     

华北克拉通南缘晚中生代花岗质岩浆作用与构造演化

华北克拉通南缘在晚中生代158~112Ma发生大规模的花岗质岩浆活动,以及同时期的钼-金-银-铅-锌多金属矿床成矿作用.通过分析这些花岗岩类岩石的元素和同位素地球化学特征以及精确的年代学研究成果,发现它们的地球化学特征在127Ma前后有明显差异:早期(158~128Ma)主要形成Ⅰ型花岗岩,以不具有明显的Eu负异常、富集大离子亲石元素和亏损Y、Yb等重稀土元素为特征;晚期花岗岩(126~112Ma)更富硅和钾,Eu负异常明显,具有更高的Y、Yb含量和Rb/Sr比值,而Sr、δEu、Sr/Y比值等明显降低,主要为A型和高分异Ⅰ型花岗岩,Sr、Nd、Hf同位素组成相对早期的更亏损,并伴随少量基性岩浆岩的发育.两期花岗岩均主要形成于以华北克拉通结晶基底为主的古老地壳物质的部分熔融,并有幔源岩浆的参与;由早到晚,幔源组分显著增多.这些特征反映了地壳厚度有减薄的趋势,并在127Ma发生明显的减薄,证明127Ma是华北克拉通南缘中生代构造体制转折的关键时期;该时期的构造演化及岩浆作用,与太平洋板块俯冲引起的幔源岩浆底侵从而引发的强烈壳幔相互作用有关,并促使岩石圈强烈伸展减薄.     

小江断裂带周边地区三维P波速度结构及其构造意义

作为青藏高原的东南边界,小江断裂带在高原物质的侧向逃逸中发挥着重要的作用.本文利用流动地震台阵及固定台站的走时观测资料,对小江断裂带及周边区域的壳幔三维P波速度结构进行了研究.结果表明,在中上地壳,小江断裂带内部主要为低速异常,其东侧主要为高速异常.在中下地壳,小江断裂带中部为低速异常,北部和南部主要为高速异常,其中北部的高速异常可延伸到地表附近,南部的高速异常可一直延伸到上地幔.我们推测,小江断裂带中部的低速异常与深部热作用有关;北部的高速异常可能是晚古生代地幔柱活动导致大量基性和超基性幔源物质侵入地壳引起的,它的存在对青藏高原物质向南逃逸起到了一定的阻挡作用,可能是导致川滇活动块体北部次级块体快速抬升的重要因素;南部顶界面向北倾斜的高速异常体对川滇活动块体向南滑移起到了进一步的阻挡作用,导致其上覆的中上地壳低速异常区发生较强的变形和强烈的地震活动,同时在上地幔深度范围起到了稳定的作用,使其南部区域的介质受青藏高原物质向南挤出的影响明显减小.     

青藏高原东南缘地壳速度结构及云南漾濞MS6.4地震深部孕震环境

青藏高原东南缘岩石圈变形强烈、地震活动频繁,对其深部结构进行研究有助于提高对其演化及强震发震机理等问题的认识.本研究利用青藏东南缘固定和流动观测台站记录的地震P波走时数据,采用体波走时层析成像方法得到研究区地壳、上地幔顶部三维P波速度结构.结果显示,峨眉山大火成岩省内带范围呈明显的高速异常,推测为二叠纪时期地幔柱活动残留在地壳内的基性和超基性幔源物质.川西北次级块体和大火成岩省内带东西两侧存在低速带,可能是壳内部分熔融存在和中下地壳流动的证据:高原物质向南运移时受大火成岩省壳内高速体阻挡后分为两支,东支沿安宁河断裂—则木河断裂—小江断裂延伸,西支沿红河断裂向上地壳运移并逐渐穿过红河断裂.云南漾濞M_S6.4地震序列全部位于西支低速通道之上,推测构造块体SE向运动和地壳流作用使得应力在上地壳震源区进一步集中,共同驱动断裂活动导致漾濞地震发生.     

大兴安岭中南段中生代的构造热演化

通过对大兴安岭中南段中生代火山 深成岩同位素年龄的测定 ,对不同阶段岩浆活动的构造背景进行分析 ,从而确立了该区构造岩浆演化的序列 :晚三叠世以含幔源包体的基性 超基性岩侵位为标志的初始幔隆 ,早 中侏罗世以辉绿岩岩墙群侵入为标志的中、上部地壳伸展 ,晚侏罗世强烈的粗面质火山岩喷发 ,早白垩世板内非造山性质的碱性 亚碱性花岗岩侵位 ,同时还形成了基性岩墙和玄武岩 .据此 ,可以认为中生代大兴安岭的隆升与幔隆背景下深部岩浆上涌密切相关 .这一研究为进一步探讨大兴安岭造山模式奠定了基础 .     

新疆天山中段地壳和上地幔顶部P波速度结构研究

天山造山带一直以来是研究盆山耦合作用的理想场所,深入理解这一地区的壳幔结构对认识天山造山带深部动力学过程具有重要意义.本研究基于2009—2020年新疆区域数字地震台网固定台站、震后架设应急流动台站以及部分宽频带流动地震台站记录到的M_S≥1.5地震到时资料,采用双差地震层析成像方法反演获得了新疆天山中段精细的地壳和上地幔顶部三维P波速度结构和地震震源参数.结果显示：新疆天山中段具有复杂的深浅构造关系,地壳浅部及上地壳P波速度结构与地表地质构造密切相关,高速异常区对应于天山造山带,低速异常区对应于沉积盆地.研究区中东段中地壳和下地壳存在较大范围低速区,与两侧准噶尔盆地和塔里木盆地上地壳和中地壳低速区相连,且准噶尔盆地和塔里木盆地下地壳及上地幔顶部双向均向新疆天山中段下方倾斜.结合前人诸多研究成果推测,在南北向构造挤压作用下,塔里木盆地与准噶尔盆地双向向天山造山带壳幔岩石圈发生“层间插入与俯冲削减”.重定位后地震分布显示,地震震源深度优势范围为0～25 km,主要沿断裂带、盆山结合部以及不同块体接触部位分布,且与壳内低速体有较好的相关性.这些结果可能为研究新疆天山中段...     

鲁西太古宙表壳岩的成因及其对地壳演化的制约

绿岩带是主要形成于太古宙的表壳岩系,下部由大量超基性-基性火山岩构成,上部中-酸性火山-沉积岩逐渐增加.以绿岩带为代表的太古宙表壳岩系占克拉通总体的~30%,记录了早期地球岩浆活动和表生环境的丰富信息,是揭示地壳形成和演化规律的重要研究对象.鲁西是华北克拉通太古宙表壳岩保留较好的地区之一,其主体形成于~2.7和~2.5Ga两个时期,早期表壳岩由泰山岩群下部变科马提岩-玄武岩、少量变碎屑沉积岩和孟家屯岩组变基性岩和变碎屑沉积岩组成,原岩记录的火山岩浆作用与地幔柱有关,反映鲁西在新太古代早期地壳形成具有垂向增生的特点.晚期表壳岩由泰山岩群上部变长英质火山沉积岩、变碎屑沉积岩与少量BIF和济宁岩群变长英质火山岩、变碎屑沉积岩和大规模BIF组成,其中泰山岩群变火山沉积岩的地球化学组成与现代岛弧环境产出的钙碱性岩系类似,指示鲁西的大陆地壳在新太古代晚期可能已发生一定规模的水平运动;鲁西七星台地区变碎屑沉积岩和周围混合岩浅色脉体记录区域高角闪岩相变质-深熔作用的时代可限定在2.53~2.50Ga,与大规模壳熔花岗岩的形成时代一致,标志鲁西在新太古代末已形成统一的陆壳基底.     

羌塘茶布-双湖地区基性超基性岩和火山岩研究

茶布-双湖地区广泛出露了早二叠世和晚三叠世的基性火山岩类和少量的异剥辉石岩、异剥橄榄岩脉体和玻基辉橄岩的异离体。这些超基性岩,是幔源熔体深部结晶或拉斑玄武岩浆早期分凝作用的产物;研究表明,本区基性超基性岩和火山岩不构成蛇绿岩组合,火山岩的地球化学属性与MORB有本质的差别。火山活动发生在以陆壳为基底的初始拉张的板内裂陷槽环境。     

滇西地区壳幔解耦与腾冲火山区岩浆活动的深部构造研究

根据青藏东部边缘的深部地球物理资料,分析了滇西地区壳幔耦合和腾冲火山区岩浆活动的深部构造特征,确认了地幔各向异性与上地幔速度结构(包括P波速度和S波速度)的内在联系,指出产生这一结果的原因与以腾冲火山区为中心的地幔热物质上涌有关:上地幔顶部平均温度升高导致介质强度降低,在印支块体的侧向挤压或印缅块体的向东俯冲作用下发生韧性变形,造成滇西地区地幔各向异性的快波方向与青藏东部地壳块体的旋转方向不一致.此外,鉴于中下地壳低速层的横向非均匀性,估计韧性流动并非贯通青藏高原的东部边缘,而是被不同的构造块体和边界断裂限定在局部地区.总体而言,滇西地区下地壳的地震波速度和电阻率偏低,具备发生韧性变形的构造条件.作为地壳和上地幔之间的解耦层,它使得青藏东部地壳块体旋转产生的构造应力未能传输至上地幔.腾冲火山区的地壳结构与不同时期的岩浆活动有关,火山区东侧的高速结构代表了上新世时期火山通道内冷凝固结的岩浆侵入体或难以挥发的高密度残留物质,火山区西侧的低速结构反映了更新世以来持续至今的岩浆活动,壳内岩浆源主要分布在10～20km的深度范围内,横向尺度约为15～20km,有可能通过地壳深部的断裂与上地幔岩浆源区相连,估计腾冲火山区下方的岩浆活动将持续进行.