地幔流体在花岗岩形成中的负极作用—以青藏高原西部喜马拉雅期花岗岩类为例

最近,在柴北缘中段的锡铁山地区新发现有榴辉岩的出露,与这之前在柴北缘西段的鱼卡地区和东段都兰地区发现的榴辉岩一起构成了一个长350km的榴辉岩带。通过对鱼卡地区和锡铁山地区榴辉岩的对比研究显示,它们在围岩特征、岩石的显微结构、矿物组合,特别是它们的峰期温压条件、其减压过程的PT轨迹以及岩石的同位素特征等具有明显的差异。鱼卡榴辉岩的峰期变质温度较低,保存有进变质的矿物组合和石榴子石生长环带,显示出与快速折返有关的     

柴北缘鱼卡榴辉岩型金红石矿床成矿物理条件

鱼卡榴辉岩型金红石矿床位于柴北缘超高压变质带西侧,是青藏高原发现的第一个超大型金红石矿床。为研究该矿床的控矿因素和成矿机制,在详细的野外地质调查和岩相学研究的基础上,利用电子探针对该矿床榴辉岩中的各特征矿物进行分析。研究表明,粗粒块状高钛榴辉岩的石榴子石保存了较完整的成分环带,从核部到边部,石榴子石的化学成分、矿物包裹体的种类和粒度都具有明显的分带性;细粒片麻状低钛榴辉岩的矿物颗粒较小,石榴子石的成分环带较差。鱼卡榴辉岩的p-T演化特征反映,它们经历了深俯冲阶段的升温升压到早期折返阶段的升温降压,再到之后的降温降压的顺时针演化轨迹。榴辉岩中进变质矿物组合和生长环带的保存说明,榴辉岩的形成经历了相对快速俯冲和折返的动力学过程,钛成矿作用时金红石很少发生转变。超高压变质前后为金红石最主要的成矿期。     

青海柴北缘UHP变质带铁石观西榴辉岩峰期温度的确定及其地质意义

青海铁石观西发现大量的榴辉岩,鱼卡超高压变质带向东南延伸了40km。对铁石观西榴辉岩从地质特征、岩相学、矿物学等进行研究,岩相学显示其为典型的退变榴辉岩,保留有超高压变质峰期矿物组合(石榴子石+绿辉石+多硅白云母+金红石)。运用矿物温度计对铁石观西超高压变质峰期温度进行测量,得出温度范围为694~791℃,压力范围为2.5~2.6GPa。石榴子石环带显示,核部到边部温度升高,核部到幔部压力逐步升高,幔部到边部压力降低,表明榴辉岩经历了快速俯冲和折返速度缓慢的动力学过程。     

拉萨地块松多榴辉岩的变质演化过程:NCKMnFMASHTO体系中的相平衡关系

拉萨地块松多榴辉岩主要矿物组合为石榴子石、绿辉石、角闪石、多硅白云母、绿帘石、金红石。石榴子石环带不明显,核部成分均一,从核部到边部,镁铝榴石和钙铝榴石含量降低,可能分别记录了榴辉岩峰期及退变质过程信息。绿辉石显示微弱的成分环带,硬玉含量从核部到边部略有升高,部分绿辉石边部发育韭闪石退变质边,反映了在减压过程中外来流体进入体系的过程。多硅白云母具有高的Si含量(3.5~3.6),其中石榴石包体中的多硅白云母相对基质中的白云母有更高的Si值。本文利用Thermocalc变质相平衡模拟软件,结合详细岩相学观察,在NCKMn FMASHTO体系下,模拟松多含多硅白云母榴辉岩的变质演化过程。其中,榴辉岩峰期矿物组合为g+o+law+phn+ru,石榴石核部最大镁铝榴石值和石榴子石包体中多硅白云母最大Si值确定的榴辉岩峰期温压条件约为620℃,32×105Pa,榴辉岩经历了近等温降压的退变质过程。相平衡模拟结果表明拉萨地块松多榴辉岩经历了超高压变质作用过程,并经历了相对快速的折返过程到中部地壳层次。     

柴达木北缘鱼卡-落凤坡榴辉岩-片麻岩单元的变质变形深化

鱼卡-落风坡榴辉岩-片麻岩单元位于柴北缘HP/UHP变质带的西段.微构造分析和岩相学观察显示,榴辉岩及相关岩石经历了3期与俯冲和折返作用有关的变质变形阶段:①前榴辉岩相阶段,变质变形组构主要以包裹体的形式保存在具有生长环带的石榴子石核部,矿物组合为Ep Pl Amp,并局部显示出S形或反S形分布的特征,反映与俯冲作用有关的变形组构以不对称的旋转应变为特征.②榴辉岩相变质变形阶段,以绿辉石、多硅白云母等矿物围绕石榴子石定向分布为特征,构成榴辉岩相条件下的面理和拉伸线理.缺乏明显的不对称组构,显示榴辉岩相的变形作用以共轴变形为特征.③后榴辉岩相变质变形阶段,以角闪石、斜长石等矿物的定向分布为特征,其变形组构主要存在于围绕榴辉岩透镜体分布的退变榴辉岩(角闪石化榴辉岩)和围岩中,与区域上占主导地位的片麻岩中角闪岩相的变形构造一致,与榴辉岩的折返作用有关.榴辉岩及相关岩石的变质变形演化代表了鱼卡-落风坡榴辉岩-片麻岩单元从俯冲到折返的构造热历史.     

柴达木北缘鱼卡-落凤坡榴辉岩-片麻岩单元的变质变形演化

鱼卡－落凤坡榴辉岩－片麻岩单元位于柴北缘HP/UHP 变质带的西段。微构造分析和岩相学观察显示,榴辉岩及相关岩石经历了3期与俯冲和折返作用有关的变质变形阶段：①前榴辉岩相阶段,变质变形组构主要以包裹体的形式保存在具有生长环带的石榴子石核部,矿物组合为Ep+Pl+Amp,并局部显示出S形或反S形分布的特征,反映与俯冲作用有关的变形组构以不对称的旋转应变为特征。②榴辉岩相变质变形阶段,以绿辉石、多硅白云母等矿物围绕石榴子石定向分布为特征,构成榴辉岩相条件下的面理和拉伸线理。缺乏明显的不对称组构,显示榴辉岩相的变形作用以共轴变形为特征。③后榴辉岩相变质变形阶段,以角闪石、斜长石等矿物的定向分布为特征,其变形组构主要存在于围绕榴辉岩透镜体分布的退变榴辉岩（角闪石化榴辉岩）和围岩中,与区域上占主导地位的片麻岩中角闪岩相的变形构造一致,与榴辉岩的折返作用有关。榴辉岩及相关岩石的变质变形演化代表了鱼卡-落凤坡榴辉岩-片麻岩单元从俯冲到折返的构造热历史。     

苏鲁超高压榴辉岩的石榴石生长成分环带及变质作用P—T轨迹

在南苏鲁东海地区，部分超高压榴辉岩中的变斑晶石榴石具有复杂的生长成分环带和多期矿物包体组合，它们记录了超高压变质岩的多阶段变质演化过程，即绿帘角闪岩相进变质、柯石英榴辉岩相峰期变质、石英榴辉岩相和角闪岩相退变质作用。运用相关的地质温、压计，使用代表最高变质温度的变斑晶石榴石慢部（具最低的Fe／Mg比值）和与其平衡的绿辉石包体成分，获得了〉900℃和4．1～4．5GPa的超高压变质务件。联合其他变质阶段的温、压条件，一个顺时针的变质作用P—T轨迹得以建立。它的特征是进变质与退变质路径近于平行，早期退变质作用为降温、降压过程．榴辉岩石榴石生长成分环带的保存说明超高压变质岩在峰期变质阶段有非常短暂的停留时间，并以很快的折返速率抬升到地壳浅部，超高压变质岩折返过程中的明显降温是石榴石生长环带得以保存的另一个有利条件，     

拉萨地块吉朗榴辉岩的岩石学研究及其对古特提斯洋壳俯冲折返过程的限定

拉萨地块东部松多(超)高压榴辉岩记录了古特提斯洋俯冲及折返过程。松多榴辉岩带已发现松多、新达多、白朗和吉朗4个榴辉岩出露区,它们的峰期温压条件及变质p-T轨迹的研究对揭示拉萨地块古特提斯时期的俯冲及折返过程有重要意义。松多榴辉岩带东段吉朗榴辉岩的主要矿物为石榴子石、绿辉石、多硅白云母、角闪石、金红石、绿帘石、石英以及退变形成的后成合晶结构(透辉石+角闪石+斜长石)和少量的黑云母。石榴子石具有含丰富矿物包裹体的"脏"核和极少包裹体的"净"边,具有典型的进变质成分环带特征,从核部到边部镁铝榴石组分升高,锰铝榴石和钙铝榴石组分降低。石榴子石边部发育窄的角闪石+斜长石(An=28)组成的冠状体,表明石榴子石边部发生了后期角闪岩相退变质作用。通过变质相平衡模拟计算得到石榴子石以及多硅白云母记录的峰期温压条件为563℃、2. 4 GPa。结合岩相学特征,确定吉朗榴辉岩经历了4期变质演化阶段:(1)进变质阶段以石榴子石核部及其包裹体为代表性矿物组合;(2)峰期变质阶段矿物组合为石榴子石边部、绿辉石、多硅白云母、蓝闪石、硬柱石、金红石和石英;(3)早期退变质阶段以硬柱石分解产生绿帘石为特征;(4)晚期退变质阶段以绿辉石发育后成合晶和石榴子石生长冠状体为特征。认为吉朗榴辉岩为典型的低温高压榴辉岩,经历了顺时针p-T演化轨迹,折返过程为近等温降压过程。与松多带内其他(超)高压岩石相比,吉朗榴辉岩峰期温压条件较低,其围岩为变石英岩,区别于区内其他(超)高压榴辉岩的石榴子石白云母片岩及蛇纹岩围岩。推测吉朗榴辉岩来自于俯冲带浅部,由俯冲隧道中低密度沉积物裹挟折返。     

滇西鲁甸金沙江结合带新发现退变榴辉岩

在滇西鲁甸地区金沙江结合带新发现退变榴辉岩,其在野外呈透镜体状产于石榴子石白云母石英片岩中.利用电子探针及激光拉曼分析发现石榴子石和锆石中残留绿辉石包体.石榴子石及基质中的白云母为多硅白云母(Si(p.f.u)=3.27~3.53),指示岩石经历了高压变质作用过程.石榴子石发育进变质生长成分环带.岩相学及矿物化学特征显示,退变榴辉岩大致经历了进变质角闪岩相、峰期榴辉岩相、早期退变质以及晚期强退变这4个世代矿物组合,各阶段典型的矿物组合依次为Grt+AmpI+Qtz、Grt+Omp+Rt+Qtz+Phe、Pl+Di+AmpⅡ+Ilm+Spn+Qtz、AmpⅢ+Pl+Czo+Ilm+Qtz.该新发现对金沙江结合带复杂的变质演化P-T-t轨迹样式及年代格架、以金沙江洋为代表的整个西南三江地区古特提斯洋-陆俯冲-碰撞-造山的复杂构造演化历史以及微陆块的拼贴机制等关键科学问题的解决提供了极为重要的素材和更多的约束,具有重要的科学意义.      

新疆西南天山哈布腾苏河高压-超高压变质带中榴辉岩和蓝片岩的岩石学及变质演化

对西南天山哈布腾苏河一带出露的典型榴辉岩和蓝片岩进行了详细的岩相学、矿物化学和温压条件综合研究。榴辉岩可分为蓝闪石榴辉岩、钠云母榴辉岩、绿帘石榴辉岩和蓝闪石榴角闪岩(退变榴辉岩)4类,蓝片岩可分为含蓝闪石石榴白云母钠长片岩、石榴白云母蓝闪片岩和石榴白云母蓝闪石英片岩3类。新鲜榴辉岩主要矿物组合为石榴石+绿辉石+钠云母+绿帘石,退变榴辉岩则为石榴石+蓝闪石+角闪石;蓝片岩主要矿物组合为石榴石+蓝闪石+多硅白云母+钠云母+钠长石+石英。榴辉岩和蓝片岩中石榴石变斑晶均保存进变质生长环带,从核部到边部XMn和XFe降低,XMg和XCa升高,指示了升温进变质的演化过程。根据榴辉岩矿物共生组合、石榴石内部包体组合分布特征及传统地质温压计估算结果,确定榴辉岩经历了4阶段的变质演化:早期硬柱石蓝片岩相进变质阶段、峰期榴辉岩相变质阶段(t=543～579℃,p=1.5～1.6 GPa)、峰后绿帘蓝片岩相退变质阶段(t=～450℃,p1.0GPa)和晚期蓝闪绿片岩相退变质阶段(t400℃,p0.5 GPa)。利用p-T视剖面图计算的榴辉岩、蓝片岩峰期变质温压条件与传统地质温压计估算结果十分相近,其中榴辉岩的峰期变质条件t=520～550℃,p=1.7～1.9 GPa;蓝片岩峰期变质条件t=520～620℃,p=1.7～2.3 GPa。本文估算的榴辉岩峰期变质压力条件与前人根据柯石英的发现而认为研究区部分榴辉岩及其围岩曾经历超高压变质作用的认识明显相悖,原因可能如下:①后期退变质作用引起研究区榴辉岩全岩成分、矿物化学成分的调整,在采用Grt-Cpx-Phe温压计和以全岩成分为基础的相平衡模拟方法估算峰期温压条件时受到影响,从而使估算峰期压力条件普遍偏低;②西南天山的榴辉岩可能并非全都经历了超高压变质作用,高压、超高压榴辉岩可能分别代表了不同变基性岩块在不同俯冲深度变质的产物。     

柴达木盆地大柴旦硼矿床地质特征及成矿机理

大柴旦盐湖因蕴藏固体和液体硼矿资源成为柴达木盆地诸多盐湖中最早被关注和开发的盐湖之一。不仅如此,大柴旦盐湖还沉积有全球少有分布的特色柱硼镁石矿床。此种特色硼矿床的成矿环境和形成机理目前尚未得到应有的关注和研究。本研究基于大柴旦盐湖因开采硼矿而揭露出来的湖中高分辨率的天然沉积剖面DCD-2和DCD03,利用岩性地层学、沉积学、矿物学、地球化学以及AMS 14 C年代学等多指标研究方法,深入探讨了更具特色的湖底柱硼镁石矿层以及其他硼矿层的成矿环境和成矿机理,丰富和完善了盐湖硼矿床成因理论。研究结果显示,大柴旦湖底柱硼镁石矿层(第一硼矿层)形成年代始于BC 1790a左右。湖底柱硼镁石含量为35%,B2O3含量约为3%~16%,属于中低品位硼矿层;而湖滨钠硼解石和水方硼石含量分别为82%和35%,B2O3平均含量约为3%~9%,属于低品位硼矿层。硼矿形成前的较长时期内,大柴旦盐湖是以碎屑沉积为主的非盐湖相沉积环境,此后快速进入硫酸盐型盐湖阶段和湖底柱硼镁石矿层形成阶段。湖底柱硼镁石以及湖滨钠硼解石和水方硼石是在特定水文地球化学条件和湖泊环境下形成,在湖区的不同地带,由于不同的成矿作用和成矿机理形成了不同的硼酸盐矿物或硼矿床。大柴旦盐湖硼酸盐矿床的形成受控于硼自身内在地球化学特性及其外在控制条件,是内外条件耦合的结果。在固体硼酸盐整个形成过程中,盐湖卤水都呈现弱碱性—碱性,这是盐湖硼酸盐沉积形成的先决条件。文章提出了盐湖固体硼酸盐的具体形成机理并确定大柴旦盐湖硼矿床为高山-深盆-浅水成矿模式。     

柴达木盆地成因分析

对柴达木盆地新生代沉降机制存在不同的观点。一个合理的模型必须解释柴达木盆地的两个基本问题： 1）为什么柴达木盆地新生代沉积中心主要位于盆地中部; 2）是什么动力学过程导致盆地发生最大幅度超过15 km的基底沉降。通过对柴达木盆地主要地质特征的分析和对已有盆地模型的评述,本文发展了地壳褶皱模型,认为青藏高原北部上部地壳发生纵弯褶皱是柴达木盆地形成的主要原因。该模型不仅解释了盆地沉积中心的位置,而且揭示了柴达木盆地与周缘其它构造单元的关系。上部地壳发生强烈褶皱与下地壳侧向流动和岩石圈地幔向南俯冲的过程有关。     

柴达木盆了立体地质与油气预测

笔者在柴达木盆地进行3次野外地质调查，收集并参考了大量资料，编绘了柴达木盆地地质图、纵横剖面图、构造等高线图、等厚度图和不同深度地质图，借以研究盆地地下地层、构造、湖盆演化历史，并对古生代海相油源和含油区、中侏罗世油源和中新生代含油气区及油气田进行预测。     

柴达木盆地北缘大柴旦地区古生代花岗岩锆石SHRIMP定年

大柴旦地区是柴北缘古生代超高压带的重要组成部分,与超高压岩石相伴的花岗岩十分发育。这些花岗岩具有两类不同的岩石地球化学特征,Ⅰ类以 Na_2O/K_2O 比值小于1、明显的负 Eu 异常和低 Sr、高 Y 为特征,具有 S-型花岗岩的属性,Ⅱ类以 Na_2O/K_2O 比值大于1、弱负 Eu 异常到正 Eu 异常和高 Sr、低 Y 为特征,具有Ⅰ-型花岗岩的属性,反映了它们的源岩及成因上的差异。锆石 SHRIMP U—Ph 定年结果表明,大柴旦地区花岗岩的年龄可分为三组,第一组年龄为446.3±3.9Ma,第二组年龄分别为408.6±4.4Ma、403.3±3.8Ma、401.8±3Ma,第三组年龄分别为374.5±1.6Ma、372±2.1Ma。结合区域地质特征,我们认为,第一组年龄可能反映了柴达木陆块与中南祁连板块碰撞的时代,第二组年龄可能反映了深俯冲地下的板块由于拆沉而折返的时代,第三组年龄可能反映了碰撞隆起后造山带上不同块体之间的伸展、滑塌的时代。     

大柴旦盐湖卤水演变及环境变化的矿物学记录

大柴旦盐湖因蕴藏固体和液体硼矿资源成为柴达木盆地诸多盐湖中最早被关注和开发的盐湖之一。然而,对其常年水体底部沉积剖面的相关研究工作却几乎没有开展。报道了该盐湖中央湖底硼矿层以上连续沉积剖面的加速器质谱计（AMS）^14C年代学和矿物学研究结果,首次揭示湖底硼矿层形成于约3600aBP之前,剖面的岩性与矿物组成标示了晚全新世以来该盐湖水化学演化的3个主要阶段,受降水量主控的入湖径流量决定了盐湖水位和卤水水化学的阶段性演化特征,以及各阶段中十年级和百年级的水化学变动。研究结果为探讨柴达木盆地北部晚全新世以来水文气候的演变历史提供了代理记录。     

Geological characteristics and genesis of subbottom pinnoite deposit of Da Qaidam salt lake in Qaidam Basin

正Da Qaidam salt lake is known for its both liquid and solid boron resource.Data from previous investigation of the Da Qaidam salt lake provided a comparable framework for this study that focused on investigating the section beneath the bottom of the perennial salt lake,including the timing,     

The Evolution of the Quaternary Salt Lakes in the Qaidam Basin

The paper discusses the distribution of Quaternary sediments, occurrence of saline minerals and phases of neotectonic movements and their manifestations in the Qaidam basin. The formation of four successive lacustrine terraces in Tertiary anticlinal zones in the western part of the basin was related to the neotectonic movements that took place 100 Ka ago, and the distribution of such terraces discloses, in a way. the evolutionary history of the Quaternary salt lakes. According to the distribution of the terraces coupled with the distribution of Quaternary sediments and features of salt deposition, four periods of Quaternary salt lake evolution in the basin may be distinguished, which correspond to four stages of salt deposition respectively.     

柴达木盆地西部中生界原型盆地及其演化

柴达木中生界盆地形成时间及其盆地原型研究存在很大争议,主要原因在于对盆地内有无三叠系陆相沉积及其与上覆下侏罗统地层接触关系和中生界原型盆地形成的构造背景等问题认识不清.区域地质调查在盆地西部月牙山北发现中、上三叠统陆相地层与上覆下侏罗统地层整合接触,在此基础上,结合地表露头、古流分析及地震解释资料研究认为:柴达木中生界盆地起始于中三叠世.中生代在古阿拉巴斯套山与古昆仑山间发育一个大的近东西向展布的活动型山间盆地,盆地经历了中-晚三叠世、早-中侏罗世和晚侏罗世-白垩纪三个演化阶段,分别对应发育了中-晚三叠世坳陷型盆地、早-中侏罗世断陷型盆地和晚侏罗世-白垩纪坳陷型盆地三种原型盆地类型.中-晚三叠世盆地分布比较局限,沉积以氧化环境下的红色碎屑岩建造为主,不具生烃能力;早-中侏罗世盆地范围扩大,沉积物以暗色含煤建造为主,主要分布于现今的阿尔金山地区及其山前地带,沉积中心在阿尔金山地区.晚侏罗世-白垩纪阿尔金山快速隆升,成为主要物源区,开始分割塔里木和柴达木盆地沉积,沉积物为红色磨拉石建造.该研究对于准确评价柴达木盆地生烃潜力及合理进行勘探部署具有重要意义.     

柴达木盆地西部中生界原型盆地恢复

勘探实践表明,对柴达木盆地西部中生界原型盆地认识不够,是导致该区侏罗系油气勘探难以取得重大突破的主要原因。以古流分析为主要手段,结合地表露头及地震解释资料研究认为,中生界在古阿拉巴斯套山与古昆仑山间发育一个大的近EW向展布的内陆山间坳陷（古泛茫崖坳陷）。坳陷演化可分为早—中侏罗世和晚侏罗世—白垩纪两个阶段,分别对应发育了伸展断陷和挤压坳陷两种原型盆地类型。早、中侏罗世,阿尔金山尚未隆升,为主要沉积区。沉积环境比较动荡,沉积物以暗色含煤建造为主。沉积中心在现今的阿尔金山区,坳陷西北部边界越过阿尔金山区与塔东南地区相通;东北部边界位于阿拉巴斯套山前;南部边界在煤沟—采石岭—黑石山—月牙山一线。晚侏罗世—白垩纪,阿尔金山快速隆升为物源区,开始分割塔东南和柴达木盆地西部沉积。坳陷沉积物以干旱气候下的红色粗碎屑岩建造为主,沉积、沉降中心由阿尔金山区向盆地内部发生迁移,南部边界已迁移至阿拉尔—红柳泉—红沟子—月3井一带。该研究对柴达木盆地资源潜力评价及勘探部署具有重要意义。     

柴北缘鱼卡榴辉岩的pT演化历史

鱼卡榴辉岩位于柴北缘HP/UHP变质带的西段,榴辉岩呈透镜状或似层状分布在变质泥质岩、花岗质片麻岩及少量大理岩中,主要由石榴石和绿辉石组成,具有含量不等的多硅白云母、角闪石、黝帘石(斜黝帘石或绿帘石)、金红石和石英等。岩相学和矿物化学研究显示榴辉岩经历了3期与俯冲和折返作用有关的变质演化阶段:(1)前榴辉岩相进变质阶段,榴辉岩矿物组合为石榴石(核) 绿帘石 斜长石 角闪石,以包体的形式保存于具有生长环带的石榴石核部,形成的温压条件为p=1.06～1.11GPa,t=560～577℃;(2)榴辉岩相变质阶段,以绿辉石、多硅白云母等矿物围绕石榴石定向分布为特征,其矿物组合为石榴石(边) 绿辉石 多硅白云母±黝帘石,温压估算获得榴辉岩相的变质条件为p=2.35～2.52GPa,t=610～680℃;(3)后榴辉岩相变质阶段,矿物组合为石榴石 角闪石 斜长石,主要存在于围绕榴辉岩透镜体分布的退变榴辉岩(角闪石化榴辉岩)中,形成的温压条件为p=1.09±0.12GPa,t=635±44℃。研究结果显示榴辉岩的pT轨迹具有“发卡”型特点,表明鱼卡榴辉岩经历了快速俯冲和折返的演化历史。