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.     

西太平洋俯冲板块对中国东北构造演化的影响及其动力学意义

中国东北地区在古生代期间以众多微陆块的拼合以及古亚洲洋的闭合为特征,其后又经历了中-新生代太平洋构造域及中生代蒙古—鄂霍茨克构造域的叠加与改造,以致东北地区的构造行迹显得极为复杂,而大兴安岭重力梯级带及其西部地区构造演化是否与西太平洋俯冲有关仍然存在争议.本研究利用分布于中国东北、华北地区以及韩国、日本等部分台网所接收的近震与远震走时数据获得了中国东北地区壳幔精细的三维P波速度结构.成像结果显示,太平洋板块持续西向俯冲,俯冲板片的前缘停滞在大兴安岭—太行山重力梯度带以东区域的地幔转换带之中;长白山火山区上地幔存在着显著的低速异常体,推测西太平洋板块的深俯冲脱水导致了上地幔底部岩石的熔点降低,从而形成了大范围的部分熔融物质上涌.通过分析上地幔的速度结构,我们认为由于太平洋板块的大规模西向深俯冲,在大地幔楔中发生板片脱水、低速热物质上涌等复杂的地球动力学过程;俯冲板片前缘带动上地幔中不均匀分布的地幔流强烈作用于上部的岩石圈,这对东北地区深部壳幔结构乃至大兴安岭重力梯级带的形成、演化有着重要的影响.     

大洋深俯冲带流变性质及其地球动力学意义

在压力3 GPa, 温度1450～1600 K, 应变速率10-4～10-5 s-1条件下, 对深俯冲带和上地幔中两种重要岩石(榴辉岩和方辉橄榄岩)的流变性质进行了实验研究, 获得了榴辉岩在超高压条件下的流变参数, 应力指数为3.4, 活化能为480 kJ/mol, 活化体积为12 cm3/mol. 实验结果表明具有中等石榴石含量榴辉岩的流变强度与方辉橄榄岩的流变强度在上地幔浅部条件下基本相当, 是多晶绿辉石岩强度的2～3倍和多晶石榴石岩强度的一半. 随榴辉岩中石榴石含量的逐步增加, 岩石的整体流变强度也不断增大. 在实验研究基础上, 计算了不同板块汇聚速率条件下深俯冲大洋岩石圈在不同深度层次上的流变强度, 以及橄榄岩和榴辉岩上地幔流变强度随深度的变化. 研究表明, 俯冲洋壳从下覆的上地幔拆离出来最有可能发生在缓慢俯冲的热俯冲带中; 而快速俯冲的冷俯冲带, 俯冲地壳与上地幔之间在强度上是耦合的, 发生拆离的可能性不大. 过渡带是上地幔中除岩石圈地幔外的高强度和高黏度层.     

华北陆块中奥陶世绝对位置探讨

"幔柱生成带理论"认为现今的热点以及显生宙经过古板块重建后的板块上的大岩浆岩省和金伯利岩岩体的位置大致位于大剪切波低速省在地表投影的边缘.在板块上具有可识别且年代确定的大岩浆岩省或金伯利岩岩体时,可依据"幔柱生成带理论"对板块的绝对位置进行恢复.本文在前人对华北陆块中奥陶世金伯利岩岩体研究的基础上,对华北陆块中奥陶世的古地磁数据进行分析和筛选,并结合前期奥陶纪的全球古板块再造及全球构造格局研究,辅以岩相生物古地理分析,将华北陆块中奥陶世的绝对位置确定为:纬度在约16.6°~19.1°S,经度在约10°W.在地理位置上位于西伯利亚和冈瓦纳大陆之间,靠近西伯利亚板块.且在寒武纪-奥陶纪,华北陆块在经向上具有逐渐远离冈瓦纳大陆并向西伯利亚板块靠拢的趋势.     

大洋深俯冲带流变性质及其地球动力学意义——来自地幔岩高温高压实验的启示

在压力3GPa,温度1450～1600K,应变速率10-4～10-5s-1条件下,对深俯冲带和上地幔中两种重要岩石（榴辉岩和方辉橄榄岩）的流变性质进行了实验研究,获得了榴辉岩在超高压条件下的流变参数,应力指数为3.4,活化能为480kJ/mol,活化体积为12cm3/mol.实验结果表明具有中等石榴石含量榴辉岩的流变强度与方辉橄榄岩的流变强度在上地幔浅部条件下基本相当,是多晶绿辉石岩强度的2～3倍和多晶石榴石岩强度的一半.随榴辉岩中石榴石含量的逐步增加,岩石的整体流变强度也不断增大.在实验研究基础上,计算了不同板块汇聚速率条件下深俯冲大洋岩石圈在不同深度层次上的流变强度,以及橄榄岩和榴辉岩上地幔流变强度随深度的变化.研究表明,俯冲洋壳从下覆的上地幔拆离出来最有可能发生在缓慢俯冲的热俯冲带中;而快速俯冲的冷俯冲带,俯冲地壳与上地幔之间在强度上是耦合的,发生拆离的可能性不大.过渡带是上地幔中除岩石圈地幔外的高强度和高黏度层.     

中国东南沿海中,新生代火山旋回

中国东南沿海中、新生代火山－侵入杂岩带，是环太平洋构造－岩浆成矿带的重要组成部分之一。分布总面积约３０万ｋｍ＾２，火山活动时间从早三叠世到第四纪。该岩带基底由扬子板块、华夏板块和海南板块等三个一级大地构造单元组成。该区中、新生代构造－岩浆活动可根据其地区差异，构造环境、岩浆源区性质与基底构造背景不同等因素，以主要区域深大断裂为界，划分为浙东－闽东、浙西－赣东北、闽西－赣中、粤东、粤西－桂东南、雷琼     

随州花山蛇绿构造混杂岩的厘定及其大地构造意义

地质、地球化学综合研究证明 ,在秦岭造山带南缘襄 (樊 ) 广 (济 )断裂带的三里岗 三阳区段残存有花山蛇绿构造混杂岩 ,是以多条断裂和韧性剪切带为骨架 ,剪切包容花山蛇绿岩块、小阜岛弧火山岩、深海沉积岩、弧前沉积以及来自两侧陆块的基底和盖层沉积岩块 .地球化学研究表明 ,花山蛇绿岩的玄武质岩石类似于MORB的性质 ,形成于初始小洋盆构造环境 ;小阜火山岩形成于岛弧构造环境 .该混杂岩带因存在蛇绿岩及岛弧火山岩而成为具有重要大地构造意义的蛇绿构造混杂岩 ,指示曾存在古板块构造缝合带 ,标志着南秦岭与扬子板块之间确曾存在过古洋盆———花山小洋盆 .     

班公—怒江构造带的电性结构特征——大地电磁探测结果

对青藏高原过班公—怒江构造带的三条大地电磁剖面进行探测,获得班公—怒江构造带及其邻区的电性结构模型,研究了班公—怒江构造带的深部结构与构造特征.研究结果表明：构造带及其两侧上地壳内广泛分布不连续高阻体,反映了岩浆岩的空间分布特征,表明构造带南北两侧岩浆的活动规律可能存在较大差别.研究区内的冈底斯及羌塘地体的中、下地壳普遍发育高导层,反映了印度大陆碰撞、俯冲过程的效应与痕迹,而高导层之下的高阻块体则可能是向北俯冲、冷的、刚性的印度大陆地壳.羌塘地体的电性结构模型可以分为南北两个区段,南羌塘块体的壳内高导层与班公—怒江构造带对印度板块俯冲的阻挡作用有关;而北羌塘块体壳内高导层与亚洲大陆对印度板块向北俯冲的“阻挡”与向南“对冲”有关.印度板块向北的俯冲与挤入,受到班公—怒江构造带及亚洲板块的阻挡,可能没有越过班公—怒江构造带,并在班公—怒江构造带附近向下插入软流圈,导致幔源物质上涌,形成壳、幔热交换与物质交换的通道和规模巨大、延伸至上地幔的高导体.班公—怒江构造带的电性结构证明了该构造带是一组产状陡立、巨型的超壳深断裂带.     

中国东部地幔岩包体的产出及其与地球内部构造的关系

中国东部橄榄岩和榴辉岩深源包体的地理分布构成了全球环太平洋深源包体分布带的重要组成部分。深源包体的产出与地球内部构造密切相关。尖晶石橄榄岩和镁铝榴石橄榄岩两种包体与上地幔的构造分带相一致,榴辉岩包体代表上地幔中局部的分凝体。碱性玄武岩浆的活动和深源岩石带的形成应为板块构造运动的结果。     

龙门山构造带壳幔电性结构特征及其与汶川、芦山强震关系

青藏高原东缘龙门山构造带是研究青藏高原地壳物质向东侧向挤出的焦点地区.为探索龙门山构造带活动构造特征及其与发震构造的关系,本文通过布置垂直龙门山构造带南段芦山地震震源区的大地电磁测深剖面,运用多种数据处理手段,得到研究区可靠的电性结构,并通过与已有龙门山中段和北段剖面进行对比分析.研究表明：（1）青藏高原东缘岩石圈存在明显的低阻异常带--松潘岩石圈低阻带,该低阻异常带沿龙日坝断裂-岷山断裂-龙门山后山断裂分布,形成松潘-甘孜地块向扬子地块俯冲的深部动力学模式,通过统计研究区的历史强震,发现震源主要沿低阻异常带东侧分布,同时,低阻异常带也是低速度、低密度异常带,松潘岩石圈低阻带可能是扬子地块的西缘边界;（2）青藏高原物质东移过程中,受到克拉通型四川盆地的强烈阻挡,龙门山构造带表层岩块和物质发生仰冲推覆,表现为逆冲推覆特征的薄皮构造,中下地壳和上地幔顶部物质向龙门山构造带岩石圈深部俯冲,印支运动晚期,扬子古板块持续向华北板块俯冲,在上述构造运动作用下,呈现出刚性的上扬子地块西缘高阻楔形体向西插入柔性青藏块体的楔状构造;（3）根据电性结构推断,芦山地震受到深部上里隐伏壳幔韧性剪切带向上扩展的影响,构成芦山地震的深部主要动力来源;汶川地震的发生,在龙门山南段形成应力加载区,是触发或加快芦山地震孕育发生的另一个动力来源.     

利用远震接收函数的共转换点叠加方法研究华北克拉通上地幔过渡带结构

上地幔过渡带的结构形态对于研究上覆岩石圈的构造环境有十分重要的意义。本文通过对横跨华北克拉通中东部的一条北西向的测线L上分布的35个宽频带台站记录的远震数据进行接收函数的计算和共转换点叠加成像,得到了测线下方上地幔过渡带的结构。成像结果表明：华北克拉通的三个陆块处于不同的构造环境,西部陆块较为稳定,中部造山带位于地幔对...     

Geochemistry of the ophiolite and oceanic island basalt in the Kangxian-Pipasi-Nanping tectonic melange zone, South Qinling and their tectonic significance

Detailed studies indicate that Kangxian-Pipasi-Nanping tectonic zone is a complicated melange zone which includes many tectonic slabs of different origins. Ophiolite (MORB-type basalt), oceanic island tholeiite and alkaline basalt have been identified. Moreover, this tectonic melange zone is eastward connected with the Mianlue suture zone. The deformation characteristics, consisting components and volcanic rock geochemical features for the Kangxian-Pipasi-Nanping tectonic melange zone are much similar to those of the Mianlue suture zone and Deerni ophiolite. Therefore, the Kangxian-Pipasi-Nanping tectonic melange zone should be the westward extension part of the Mianlue suture zone. It indicates that the Mianlue suture zone had extended to the Nanping area.     

Age of amphibolites associated with alpine peridotites in the Dinaride ophiolite zone,Yugoslavia

Amphibolites associated with alpine peridotites in the Central Ophiolite zone in Yugoslavia have K-Ar ages of 160–170 m.y. These amphibolites and associated peridotites underwent deep-seated metamorphism prior to tectonic emplacement into the sedimentary-volcanic assemblage of the Dinarides. The alpine peridotites and associated local rocks of the ophiolite suite are interpreted as Jurassic oceanic crust and upper mantle.     

中国的地质环境与隐伏矿床

从地质学的角度我们认识到东西向构造带的重要,通过地球物理资料解释,表明我国存在南北向梯级带．中国大陆是由多个块体拼合而成的,它具有“东西成带,南北分块”的特征．如果将阴山—燕山、秦岭—大别和南岭三条东西向构造带,大兴安岭—太行山—武陵山、贺兰山—龙门山南北带两条南北向梯级带以及松潘—甘孜、柴达木两个三角地区统一来考虑的话,可以用“三横、两竖和两个三角”来形象地比喻中国大陆宏观构造特征．它们与矿产资源的分布有着密切的联系     

Characteristics of mantle degassing and deep-seated geological structures in different typical fault zones of China

Large-scale fault zones play an important role in controlling and adjusting all kinds of geological proc-esses,such as deposition,magmatism,metamorphism,metallogenesis,tectonic stress field,tectonic deforma-tion,even the movement of geological massifs,earth-quakes,and they also are the key to solving geological problems concerned,especially regional and even global structures.Due to their special geological tec-tonic significance,they are one of the main research fields of tectonic geology and …     

中国的地质环境与隐伏矿床

从地质学的角度我们认识到东西向构造带的重要,通过地球物理资料解释,表明我国存在南北向梯级带．中国大陆是由多个块体拼合而成的,它具有“东西成带,南北分块”的特征．如果将阴山-燕山、秦岭-大别和南岭三条东西向构造带,大兴安岭-太行山-武陵山、贺兰山-龙门山南北带两条南北向梯级带以及松潘-甘孜、柴达木两个三角地区统一来考虑的话,可以用“三横、两竖和两个三角”来形象地比喻中国大陆宏观构造特征．它们与矿产资源的分布有着密切的联系     

京津唐地区地壳上地幔立体构造

本文介绍在京津唐地区利用地震转换波法所测得的地壳、上地幔主要深部界面构造图以及地壳下层(玄武岩层)厚度分布图。将深部构造与本区震中分布进行了对比,指出了强震震源区的深部构造特征     

中国中部的地壳及上地幔构造

本文利用中国数字地震台网的资料,对昆仑山—柴达木盆地—秦岭—大别山纬向构造带的地壳及上地幔构造进行了研究。沿这一构造带沉积层平均厚度为8km,剪切波速度β=2.62km/s,壳内平均速度较低,为3.5km/s左右,在下地壳还存在低速层。地壳平均厚度为48km,自东而西相差不很大。上地慢低速层在70—90km深处开始出现。这种构造特征有别于地台和高原,具有块体间的过渡性质,表明这是中国地壳块体中的一个独立构造单元。     

An ophiolitic tectonic melange first discovered in Huashan area, south margin of Qinling Orogenic Belt, and its tectonic implications

On the basis of the synthetic studies of geology and geochemistry, an ophiolitic tectonic melange waa discovered in Sanligang-Sanyang area, the western part of Xiangfan-Guangji fault, the south margin of the Qinling Orogenic Belt. It is composed of different tectonic blocks with different lithological features and ages, mainly including the Huashan ophiolite blocks, Xiaofu Island-arc volcanic blocks, pelagic sediments, fore-arc volcanic-sedimentary system, and the massif of the basement and the covering strata of the Yangtze Block. These massifs were emplaced in the western part of Xiangfan-Guangji fault, the boundary between the Qinling Orogenic Belt and Yangtze Block, contacting each other by a shear zone or chaotic matrix. The characteristics of geochemistry indicate that the bash of the Huashan ophiolite are similar to mid-oceanic ridge basalts (MORB) formed in an initial oceanic baain, and the Xiaofu volcanic rocks are formed in a tectonic setting of island arc. The ophiolitic tectonic melange is the fragments of subduction wedge, which implies that there has been an oceanic basin between Qinling Block and Yangtze Block. Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 49773187, 49732080)     

青藏高原东北缘壳幔过渡带研究

利用穿过青藏高原东北缘的两条地震测深剖面提供的PMP波形资料，研究了该区不同构造单元壳幔过渡带的复杂性、频谱特征和速度模型．结果表明, 鄂尔多斯盆地和陵中盆地Moho具有稳定的构造特征，壳幔耦合为简单的一级间断面；海原地震区和巴颜喀拉地块与柴达木地块结合带莫霍面具有明显的活动迹象，壳幔耦合为复杂的高、低速相间的多层壳幔过渡带，总厚度达到20多千米．不同构造单元的莫霍面差异性反映了研究区壳幔耦合层的非均匀特征；海原地震区和玛沁断裂壳幔过渡带的细结构差异, 则反映了两个陆 陆碰撞带不同的深部物质结构与地块之间的相互作用结果．