冈底斯中段早侏罗世辉长岩-花岗岩杂岩体成因及其对新特提斯构造演化的启示:以日喀则东嘎岩体为例

以冈底斯中段日喀则东嘎出露的早侏罗世辉长岩-花岗岩杂岩体为对象,进行了锆石U-Pb年龄和Hf同位素,以及全岩元素地球化学组成的系统测定,据此探讨了岩石的成因及其对新特提斯构造演化的启示。该杂岩体中辉长岩主要由角闪石和钙质斜长石组成,缺乏辉石;花岗岩主要为英云闪长岩、花岗闪长岩等构成的TTG岩石组合;花岗岩中普遍发育呈塑变形态的镁铁质包体。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,英云闪长岩和镁铁质包体的成岩年龄十分接近,且与辉长岩的年龄基本一致,均为177~180Ma。化学组成上,辉长岩低硅、富铝、贫碱,富轻稀土和大离子亲石元素,贫高场强元素,相似于高铝玄武岩。英云闪长岩贫碱、准铝、富钠,属钙碱性I型花岗岩。镁铁质包体具有与寄主岩相似的矿物组成和微量元素分布模式,二者均具有显著亏损的锆石Hf同位素组成,εHf(t)值分别为+11.4~+15.0和+14.4~+18.6。综合分析表明,早侏罗世冈底斯南缘应处于新特提斯洋板片俯冲的构造背景,其中辉长质侵入体为遭受俯冲板片析出流体交代作用的亏损地幔部分熔融的产物,花岗质岩石起源于初生地壳的部分熔融,镁铁质包体为辉长质岩浆与花岗质岩浆二者经混合作用的产物。结合对区内其它辉长质侵入体及相关镁铁质包体资料的全面分析,表明在新特提斯洋板片的整个俯冲过程中(205~40Ma),冈底斯南缘应存在多次的基性岩浆底侵及其诱发的壳幔岩浆混合作用。     

冈底斯中段阿木雄杂岩体岩石成因及地质意义

冈底斯南缘发育大量的岩浆岩,前人对这条岩浆岩带东段的研究完善了冈底斯南缘的大地构造框架和岩石圈结构及演化理论体系,而关于冈底斯南缘中段岩浆作用的研究相对较少。本文对中段阿木雄杂岩体的角闪辉长岩和黑云二长花岗岩进行了详细的岩石学、年代学及地球化学研究,以期阐明岩浆成因并探究岩浆源区深部地质过程。阿木雄杂岩体中黑云二长花岗岩和角闪辉长岩锆石U-Pb年龄均为49 Ma,属于始新世同期岩浆作用产物。地球化学特征显示黑云二长花岗岩属于I型高钾钙碱性花岗岩,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具低正的εHf(t)值(-0.2^+2.6),Hf同位素地壳模式年龄tDMC为1136~393 Ma;角闪辉长岩主量元素特征属于典型的辉长岩,Mg#值接近于原始的玄武质岩浆,稀土元素配分曲线平缓右倾,无Eu亏损,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有高正的εHf(t)值(+5.1^+16.8)和年轻的tDMC年龄(798~46 Ma)。分析后认为角闪辉长岩源于受过板片流体交代的亏损地幔,而黑云二长花岗岩源于新生地壳的部分熔融并有少量古老地壳贡献,且岩浆经过一定程度的分异作用。结合前人和本文研究认为该区的古老地壳物质来自于古老的拉萨地块,并通过对比同时期冈底斯岩浆岩带的岩浆作用,认为阿木雄杂岩体岩浆作用的主要诱发机制可能为北向俯冲的新特提斯洋板片断离。     

西藏桑耶寺西松卡村古新世石英闪长岩锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素组成及其构造意义

为解释冈底斯南缘中酸性岩体构造环境及物质来源等信息,以西藏桑耶寺西松卡村的石英闪长岩为研究对象,通过开展锆石U-Pb定年、Hf同位素组成、全岩地球化学分析与研究,结果表明:(1)松卡村石英闪长岩体的锆石U-Pb年龄为65.0Ma±1.2Ma;(2)松卡村石英闪长岩体具有富铝(16.97%～18.33%)的准铝质钙碱性系列岩石特征,样品富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,在构造判别图解中样品多落在挤压岛弧区域,表明其形成构造环境应为俯冲岛弧环境;(3)锆石Hf同位素显示εHf(t)值为9.3～13.3,即具有很高的正值,单阶段模式年龄集中在207.1 Ma—370.2Ma,大于其侵位年龄,表明幔源岩浆在侵位过程中受到地壳物质的混染;(4)结合区域构造演化史,认为西松卡村石英闪长岩体形成于新特提斯洋向拉萨地块俯冲过程中的陆缘弧期。     

东昆仑阿克楚克塞地区辉长岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及其构造意义

东昆仑地区基性-超基性岩石的研究较薄弱,缺乏对东昆仑幔源岩浆活动及岩浆演化的整体认识。对阿克楚克塞辉长岩进行了地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究,结果显示,该岩石形成于晚三叠世早期(219.3±1.1Ma,MSWD=0.80);岩石SiO2含量为49.03%~57.26%,Mg#值为49~57,属于钙碱性系列岩石;稀土元素配分曲线为轻稀土元素富集的右倾型,富集大离子亲石元素Rb、Ba、K,相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti;εHf(t)=-1.81~3.25,锆石Hf模式年龄大于锆石结晶年龄。地球化学特征显示,阿克楚克塞辉长岩岩浆源区应为受俯冲板片流体交代的岩石圈地幔。结合区域构造背景分析,阿克楚克塞辉长岩形成于印支期造山后伸展的构造环境,继承了早期板片俯冲改造的地幔源区特征。     

西藏冈底斯南缘中侏罗世辉长闪长岩锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素组成及其构造意义

为解释冈底斯南缘新发现的中基性岩体构造环境及物质来源等信息,以西藏自治区贡嘎县昌果乡辉长闪长岩为研究对象,通过开展锆石U-Pb定年、Hf同位素组成、全岩地球化学分析,得到岩体锆石年龄为(165±1. 1) Ma。样品富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有富铝(Al2O3=18. 84%～20. 70%)、富钾的特征,在构造判别图解中样品多落在挤压岛弧区域,表明其形成构造环境应为俯冲岛弧环境。样品具较为平缓的稀土配分曲线,岩浆分异程度较低,无明显Eu异常,(La/Yb)N平均值为2. 30(<4. 3),与幔源岩浆的稀土配分型式相似。锆石Hf同位素显示εHf(t)值为很高的正值(12. 97～18. 74),二阶段模式年龄集中在150～218 Ma,略大于其侵位年龄,表明幔源岩浆在侵位过程中受到地壳物质的混染。结合区域构造演化史认为该岩体形成于新特提斯洋向冈底斯俯冲过程中的成熟岛弧期,从而也进一步证实了南冈底斯在中侏罗世处于俯冲岛弧构造环境。     

西藏扎布耶茶卡北部早白垩世侵入岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

中冈底斯带在早白垩世发生的大规模岩浆爆发事件的成因模式仍然存在争议。对中冈底斯带扎布耶茶卡北部区域岩浆岩的野外特征、锆石U-Pb年龄、全岩地球化学特征进行研究,结果表明,扎布耶茶卡北部岩体主要侵位于142Ma和100Ma,2期岩浆作用均包含中酸性岩体和辉长岩脉体。第一期(约142Ma)岩体属I型偏铝质高钾钙碱性系列花岗质岩体,第二期(约100Ma)岩体为偏铝质高钾钙碱性系列闪长质岩体。2期中酸性岩体均富集Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta等高场强元素,并显示强烈的壳-幔岩浆混合特征。结合前人研究资料,扎布耶茶卡北部第一期花岗质岩体及辉长岩脉为南向俯冲的班公湖-怒江洋壳板片回转引起的岩浆作用;第二期闪长质岩体及辉长岩脉为班公湖-怒江洋壳板片断离的岩浆作用的响应。该研究成果为班公湖-怒江洋的南向俯冲、板片回转和板片断离演化模式提供了岩浆作用证据。     

青海南山沟后岩浆杂岩体锆石U-Pb年代学、岩石成因及其地质意义

青海南山构造带是衔接宗务隆构造带、南祁连构造带和西秦岭造山带的重要结合带。沟后岩浆杂岩体位于青海南山构造带东段,主要由辉长岩、辉长闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩组成。本文对沟后岩浆杂岩体进行了详细的岩石学、岩石地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学研究。结果表明,辉长岩、辉长闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩及暗色微粒包体的结晶年龄分别为248.8±2.6 Ma、243.2±2.1 Ma、243.1±0.9 Ma、244.0±2.1 Ma和249±3 Ma。辉长岩富铁、镁,贫碱;辉长闪长岩高铝、富钙和钠,二者均为钙碱性岩类。石英闪长岩和花岗闪长岩为准铝-弱过铝质高钾钙碱性岩,暗色微粒包体属钙碱性-碱性岩系列。不同岩石类型均表现为富集大离子亲石元素(Cs、Rb、K)和Pb,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)和P、Ba负异常;稀土元素配分曲线均具有轻重稀土分异的右倾特征,具弱-中等负Eu异常。岩相学和岩石地球化学特征表明沟后岩浆杂岩体具壳幔岩浆混合特征,暗示其可能形成于由俯冲流体交代地幔楔部分熔融的幔源岩浆底侵作用下的构造环境。辉长岩为幔源岩浆经分离结晶的产物,辉长闪长岩为幔源岩浆经分异演化并混染少量壳源岩浆的产物;中基性岩浆与壳源中酸性岩浆发生混合并经历一定的分异演化过程形成了石英闪长岩和花岗闪长岩。结合区域地质资料分析认为,沟后岩浆杂岩体可能代表了研究区早三叠世晚期-中三叠世早期宗务隆洋向南消减作用相关的构造岩浆事件。     

藏南冈底斯带中段早侏罗世岩浆作用的厘定及其大地构造意义

以藏南冈底斯带中段的东嘎花岗岩体和奴玛花岗岩体为研究对象,对其进行了锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素和全岩地球化学综合分析,据此探讨其岩石成因和大地构造意义。东嘎花岗岩体主要由石英、长石以及少量黑云母、角闪石组成;奴玛花岗岩体主要由石英、长石以及少量黑云母组成。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,东嘎花岗岩体的加权平均年龄为185.8±2.3 Ma,奴玛花岗岩体的加权平均年龄为185.9±2.2Ma和185.1±1.7 Ma,两个岩体具有一致的成岩年龄,为同一期岩浆事件的产物。在地球化学组成上,两个岩体均富集轻稀土(LREE)和大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE),具有明显的俯冲带岩浆岩特征;里特曼指数和铝饱和指数显示,两个岩体属于弱过铝质钙碱性I型花岗岩。锆石Lu-Hf结果显示,两个岩体均具有显著亏损的锆石Hf同位素组成和极高的εHf(t)值(分别为+11.14~+15.55,平均值+13.76;+9.49~+15.52,平均值+13.56)以及相对年轻的二阶段模式年龄(T_(DM2)),反映了它们的源区以新生地壳的部分熔融为主。综合研究表明:早侏罗世(普林斯巴期)时,藏南冈底斯地区应为典型的活动大陆边缘环境,花岗质岩石的形成和新特提斯洋向拉萨地体的北向俯冲有关,其成因与幔源岩浆的底侵引起新生下地壳的部分熔融有关。     

滇西南热水塘辉长岩形成时代、成因及古地理格局

滇西南澜沧江带的热水塘—龙洞河一带的沉积-岩浆岩组合被认为是反映昌宁-孟连洋开始俯冲阶段"弧前-弧-弧后"古地理格局的典型代表。本文对该体系中出露于热水塘一带的辉长岩进行了矿物学、岩石地球化学、年代学及锆石Hf同位素研究。热水塘辉长岩中单斜辉石组成为Fs16~18,Wo42~45,En38~42,Mg#Cpx=69~72。根据单斜辉石与岩浆间Fe-Mg分配关系计算,单斜辉石结晶时,其母岩浆的Mg#范围约为31~40,低于其全岩Mg#范围(约45~50),表明热水塘辉长岩全岩化学组成特征受到了矿物堆晶作用的影响。热水塘辉长岩全岩轻稀土元素弱富集,无明显Eu正异常,大离子亲石元素相对富集而高场强元素亏损。辉长岩的矿物学及岩石地球化学特征表明该岩体形成于火山弧构造背景,为火山弧玄武质岩浆经较高程度分异和斜长石分离结晶的产物。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示辉长岩体形成于早二叠世早期(295 Ma±4 Ma),锆石Hf同位素分析显示其εHf(t)=7.5~14.0,平均为10.7,低于其结晶时的亏损地幔值。热水塘辉长岩的形成应与早二叠世早期昌宁-孟连洋在思茅地体西缘热水塘地区自西向东发生俯冲有关。     

桂东南古罗和王姜冲钾玄质辉长岩的成因:地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素特征制约

古罗和王姜冲岩体产于扬子地块与华夏地块拼合带的西南段,对剖析华南区域构造演化过程具有重要的地质意义。古罗和王姜冲岩体主要由辉长岩及少量的闪长岩组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析表明,古罗和王姜冲辉长岩的侵位结晶时限分别为(163±1) Ma和(158±1) Ma,属于燕山期岩浆活动的产物。岩石无Nb、Ta负异常,具有板内钾玄岩系列特征,锆石的ε_Hf(t)值主要集中在0.7~8.3之间,其二阶段Hf模式年龄($T_{DM_{2}}$)为672~1 168 Ma,暗示其源区主要为新元古代—中元古代岩石圈地幔。综合地球化学、锆石Hf同位素组成特征及区域地质资料,认为古罗和王姜冲岩体是在板内伸展-减薄环境主要由亏损的软流圈地幔和富集的岩石圈地幔岩浆混合形成,且在上升过程中受到壳源组分混染。     

南秦岭下地壳组成及岩石圈的拆离俯冲作用

根据新提供的Pb同位素组成及岩石地球化学研究成果，本文进一步证实了位于北秦岭北界的明港地区发育的早中生代安山玄武质火山角砾岩岩筒所携带的下地壳捕虏体属于南秦岭。所恢复的南秦岭下地壳剖面自下而上为：底侵成因的变辉长岩-基性麻粒岩(其中含有榴辉岩及辉石岩的透镜体)-酸性麻粒岩。秦岭造山带总体的岩石因模型为：南秦岭(扬子块体)向北拆离俯冲，北秦岭地壳向华北仰冲，华北岩石因呈楔状插入秦岭造山带，拆离面约在中、下地壳之间。南秦岭俯冲岩片延伸的范围在平面上有可能达到400km。     

青藏高原综合观测研究站的回顾与展望

中国科学院青藏高原综合观测研究站从１９８８年建站到１９９８年以来,在各个方面均取得了长足的发展,横向生产性项目的开展和完成不仅解决了部队和地方的实际问题,而且缓和了观测研究站在运行过程中所面临的经费严重不足的问题,同时也为我所冻土专业研究人员提供了在生产中实践的机会,在基础理论研究方面,承担了国家攀登计划项目,国家基金项目,中国科学院重点项目和中国科学院冰冻圈专项项目等的研究工作,在多年冻土变化,     

共和盆地层状地貌系统与青藏高原隆升及黄河发育

利用卫星遥感影像,结合实地调查和测年结果,对共和盆地层状地貌系统进行了解译、分析。研究表明,共和盆地层状地貌系统由山麓剥蚀面、洪积扇面、盆地面以及黄河阶地面构成,其空间结构、物质组成对发生于早更新世早期的青藏运动C幕和中更新世末期的共和运动反映清晰。青藏运动C幕使青藏高原主夷平面在高原差异性隆升中彻底解体,垂直变形量高达1700m。共和运动使黄河在0.11Ma进入共和盆地,其后黄河平均以3.5mm/a的侵蚀速率下切盆地,同时在盆地边部的山前古冲洪积扇以大致相近的速率被抬升,最终导致高差在2000m左右的层状地貌系统的出现。     

铀钍的地球化学及对地壳演化和生物进化的影响

本文论述了在含挥发份和贫挥发份条件下Ｕ、Ｔｈ的迁移行为及其对地球和行星演化的影响,并阐述了造成地球独特地质演化历史的原因。提出了Ｕ、Ｔｈ在地球中的迁移模式以及该模式对地壳形成、演化的控制作用和对生物发展演化的可能影响。     

Wavelets and the Generalization of the Variogram

The experimental variogram computed in the usual way by the method of moments and the Haar wavelet transform are similar in that they filter data and yield informative summaries that may be interpreted. The variogram filters out constant values; wavelets can filter variation at several spatial scales and thereby provide a richer repertoire for analysis and demand no assumptions other than that of finite variance. This paper compares the two functions, identifying that part of the Haar wavelet transform that gives it its advantages. It goes on to show that the generalized variogram of order k=1, 2, and 3 filters linear, quadratic, and cubic polynomials from the data, respectively, which correspond with more complex wavelets in Daubechies's family. The additional filter coefficients of the latter can reveal features of the data that are not evident in its usual form. Three examples in which data recorded at regular intervals on transects are analyzed illustrate the extended form of the variogram. The apparent periodicity of gilgais in Australia seems to be accentuated as filter coefficients are added, but otherwise the analysis provides no new insight. Analysis of hyerpsectral data with a strong linear trend showed that the wavelet-based variograms filtered it out. Adding filter coefficients in the analysis of the topsoil across the Jurassic scarplands of England changed the upper bound of the variogram; it then resembled the within-class variogram computed by the method of moments. To elucidate these results, we simulated several series of data to represent a random process with values fluctuating about a mean, data with long-range linear trend, data with local trend, and data with stepped transitions. The results suggest that the wavelet variogram can filter out the effects of long-range trend, but not local trend, and of transitions from one class to another, as across boundaries.     

南海的形成演化与新特提斯在南海的重新活化

南海位于印度板块、欧亚板块和太平洋板块之间,是世界上最大的边缘海,其构造位置处于太平洋构造域和特提斯构造域,地质构造复杂.关于南海形成演化的动力学机制存在有多种不同观点,其中最重要的一个观点是印度板块与欧亚板块的碰撞致使华南地块和印支地块地幔物质沿东南方向蠕动,从而导致南海的海底扩张.从特提斯的演化规律,以及新特提斯的闭合过程来看,南海并不是特提斯洋的残留海,而是新特提斯在闭合过程中配合印度板块与欧亚板块碰撞导致华南地块和印支地块地幔物质东南方向蠕动的动力学机制下,在南海重新活化的结果.     

从榴辉岩与围岩的关系论苏鲁榴辉岩的形成与折返

位于华北和扬子两板块碰撞带中的苏鲁榴辉岩形成的温压条件不但是超高压，而且是高温。榴辉岩的PTt轨迹表明其为陆-陆磁撞俯冲带的产物。榴辉岩的区域性围岩花岗质片麻岩为新元古代同碰撞期花岗岩，榴辉岩及其他直接围岩皆呈包体存在于其中，并见新元古代花岗岩呈脉状侵入榴辉岩包体中。区域性围岩新元古代花岗岩的锆石中发现有柯石英、绿辉石等包裹体，表明新元古代花岗岩的组成物质也经受过超高压变质作用，且榴辉岩与围岩新元古代花岗岩的锆石U-Pb体系同位素年龄基本相同。但新元古代花岗岩所记录的变质作用和变形作用期次（或阶段）却少于榴辉岩。椐上述可得如下推断：超高压榴辉岩与新元古代花岗岩岩浆是同时在碰撞带底部（俯冲板块前部）形成的；榴辉岩的第一折返阶段是由新元古代花岗岩岩浆携带上升的，其第二折返阶段是和新元古代花岗岩一起由逆冲及区域性隆起而上升，遭受剥蚀。