辽西中生代粗面玄武岩中地幔和下地壳捕虏体的发现及其地质意义

辽西中生代粗面玄武岩的KAr同位素年龄为84.76±1.67Ma,其 中 含有丰富的超镁 铁质岩和深部壳源捕虏体,主要有角闪尖晶二辉橄榄岩、尖晶石二辉橄榄岩、二辉橄榄岩、 含斜长石的角闪二辉石岩、二辉麻粒岩和辉石斜长片麻岩等。包体的组构及矿物化学研究表 明超镁质岩捕虏体来源于上地幔,麻粒岩和片麻岩则为深部壳源捕虏体。该类包体的发现对 中国东部中生代上地幔和下地壳的研究具有重要意义。     

华北东部岩石圈减薄中的下地壳过程：岩浆底侵、置换与拆沉作用

最近研究表明，华北中生代岩石圈减薄不仅是岩石囤地幔减薄，而且下地壳也发生了一定程度的减薄和置换。本文强调下地壳过程，如岩浆底侵、置换和拆沉作用是理解岩石囤减薄机制的关键因素之一。火山岩及其捕虏体的信息似乎支持在华北东部南、北缘存在局部造山带型的下地壳与岩石囤的拆沉作用。但是华北东部整体上的减薄机制难以用造山带的拆沉模式来解释。华北东部克拉通内部的火山岩中的下地壳捕虏体有两类，一类是经历了麻粒岩相变质的底侵辉长岩和辉石岩以及榴辉岩相变质的石榴辉石岩，形成时代约在140～120Ma；另一类是经过了中生代变质叠加的前寒武纪麻粒岩。中生代华北东部曾发生过大规模的岩浆底侵作用，现今的下地壳很可能已大部分不是前寒武纪的下地壳，它们由中生代变质的辉长岩、镁铁质岩石以及经历了很强烈改造的前寒武纪下地壳麻粒岩组成。此外，在华北东部普遍存在着化学成分类似于“埃达克岩”的中生代高锶花岗岩类岩石，它们的形成与岩浆底侵作用和镁铁质下地壳的部分熔融有关，其熔融残留应是榴辉岩或石榴角闪岩。尽管如此，要通过下地壳部分熔融形成一个厚的密度很大的榴辉岩层，由它的重力不均衡来带动80～120公里厚的岩石圈地幔一起拆沉进入软流圈的机制很难发生在华北克拉通内部。岩浆底侵和置换作用是下地壳过程非常重要的形式，与岩石圈的减薄具有密切联系，其具体机制尚不完善。     

怀安麻粒岩锆石U-Pb年代学及Hf同位素：华北北缘下地壳增生再造过程研究

怀安杂岩体位于华北克拉通中北部,出露太古代-元古代的角闪岩相-麻粒岩相高级变质岩,记录了华北克拉通复杂的地壳形成和演化史.本文对其中的镁铁质麻粒岩和长英质麻粒岩进行了岩石学及锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究,并在此基础上对其形成过程及所反映的华北北缘古老下地壳的增生再造过程进行讨论.镁铁质麻粒岩主要矿物组合为Cpx+ Pl+ Qz±Opx±Hb±Grt,粒状变晶结构,局部发育石榴子石的“白眼圈”现象,表明经历了高压麻粒岩相及后期近等温减压退变质作用过程.选择其中矿物组成为Cpx、Pl和少量Qz的单斜辉石麻粒岩进行锆石定年获得2461±20Ma的原岩形成年龄.这些岩浆锆石的εHf(t)为+2.1 ～ +9.7,最高值接近当时的亏损地幔值,其Hf亏损地幔模式年龄(tDM)集中在2.6～2.7Ga之间,最小为2412Ma和2461 Ma,接近原岩形成年龄.长英质麻粒岩主要组成矿物为Pl+ Kfs+ Cpx+ Qz+ Opx,粒状变晶结构.锆石测年获得2458±46Ma的原岩形成年龄.这些锆石εHf(t)范围为+2.9～ +5.3,锆石Hf两阶段模式年龄(t.ust)集中在2.8 ～2.7Ga之间.怀安麻粒岩的这些特征显示怀安地区在～2.5Ga发生亏损地幔的部分熔融,为单斜辉石麻粒岩提供了原岩物质,同时可能引起了先存(≥2.7Ga)地壳的重熔,即存在地壳再造,进一步为长英质麻粒岩提供了原岩物质.单斜辉石麻粒岩和长英质麻粒岩原岩都形成于～2.5Ga.     

鲁西中生代闪长岩中深源橄榄岩类包体的研究

鲁西中生代侵入岩依次生成辉长岩系列、二辉石闪长岩系列、角闪闪长岩系列、二长岩系列和正长岩系列(林景仟等,1989)。近年来,我们在属于二辉石闪长岩系列的莱芜铁铜沟岩体、矿山岩体和邹平茶叶山岩体中发现了大量不同成因类型的橄榄岩类包体。这些包体为认识鲁西地区中生代岩浆起源、岩石圈结构及上地幔中的超镁铁质岩浆作用提供了重要的信息。 1.包体成因类型及岩石学特征所发现的橄榄岩类包体的主要岩石类型有纯橄岩、方辉橄榄岩、二辉橄榄岩和橄辉岩;以前两类为主,与二辉岩、单辉辉石岩、辉闪岩和角闪岩包体相伴生。根据岩石结构和矿物成分特征,这些包体可划分为亏损型上地幔纯橄榄岩、方辉     

大别造山带现今地壳结构-岩石组成研究

通过大别造山带岩石地震波速的高温高压实验测定值与地震测深断面观察值的对比，结合地表出露岩石对深部岩石组成的地球化学示踪，揭示了该造山带现今地壳各结构层的基本岩石组成：上地壳主要由长英质岩石组成，榴辉岩在其中仅占0～20％；中地壳(低速层)主体由长英质片麻岩和花岗岩组成；下地壳上部由80％镁铁质麻粒岩和20％长英质麻粒岩组成；下地壳下部由幔源底侵岩浆作用形成的镁铁质麻粒岩组成。下地壳和上地幔的泊松比为0.265～0．280，明显高于榴辉岩的泊松比，表明其中即使有榴辉岩存在，含量也应极少。各构造单元出露的白垩纪花岗岩具有相似的化学组成，其铅、钕与锶同位素组成均可与北大别的核杂岩相对比，表明花岗岩浆均应以深部核杂岩为源岩。因此，被白垩纪花岗岩侵入的南大别超高压变质岩单元和宿松高压变质岩单元深部均应由核杂岩组成，亦即超高压和高压变质岩应呈拆离的构造岩片覆盖于核杂岩之上。鉴于白垩纪花岗岩的钕模式年龄(tDM)均集中于古元古代(1．8～2．2Ga)，表明花岗岩的源区应限于核杂岩中构成原中地壳下部的古元古代结晶基底岩层。这为中地壳主要由长英质片麻岩组成提供了佐证。考虑到大量花岗岩浆的抽出，应留下更大体积的镁铁质岩残留体，后者在地壳流变增厚调整过程中可能因密度增大而下沉，也可能因地震波速增大而显示下地壳的特征，更可能由于这两方面的原因而使由镁铁质残留体组成的原中地壳下部转变成现今下地壳上部的组成。根据大别碰撞后基性火山岩和侵入岩的地球化学研究，还可证明组成大别下地壳的镁铁质岩更可能是1.1Ga前而非中生代形成的底侵岩层。实践表明，上述两方面研究的结合可较好揭示区域地壳结构一组成。     

甘肃龙首山岩带西井镁铁质岩体成因及其构造意义

西井岩体位于北祁连造山带以北,阿拉善地块西南缘的龙首山隆起带。以往的研究多以沿龙首山断裂分布的镁铁-超镁铁质岩带作为和金川岩体相关的岩浆事件进行,而本次选择西井镁铁质岩体进行了精确的地质年代学和地球化学研究,确定了西井岩体岩性主要为橄榄辉石岩和辉长岩,成岩时代为 (421.0±9.0) Ma,可以和北祁连高压变质带榴辉岩年龄相对应;ε_Nd(t)为4.06~5.52,(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i为0.704 548~0.707 575,具有地幔岩石圈特征;微量元素及其同位素计算表明西井岩体经历了约10%的下地壳物质混染。据此得出西井岩体及其龙首山岩带早志留世镁铁质侵入岩体成因模式为:祁连洋壳连续俯冲过程中洋壳与陆壳分离,热的软流圈物质持续冲击地幔岩石圈的底部;由于热传导效应,大地热流沿着地幔岩石圈上升,使得80 km深度的湿的橄榄岩层发生熔融,产生玄武质岩浆作用,玄武质岩浆上升过程中与下地壳物质发生约10%混染,形成西井岩体及其龙首山镁铁超镁铁质岩带。     

大别山下地壳岩石及其深俯冲

本文对大别山下地壳岩石的主要组成及其变质岩石学和年代学特征进行了系统总结,并首次报道了作者等最近在罗田穹隆中发现的镁铁质下地壳岩石俯冲变质成因的榴辉岩及其有关片麻岩的 SHRIMP 锆石 U-Pb 同位素年代学的最新研究成果。大别山这种不寻常的镁铁质下地壳俯冲成因榴辉岩为研究大陆深俯冲和陆壳物质再循环以及对地幔不均一性的影响提供了重要对象和可能性。根据阴极发光图像及矿物包体组合,罗田榴辉岩中继承锆石可分为两种即具有岩浆结晶环带的岩浆锆石和含有石榴子石 紫苏辉石 斜长石等麻粒岩相变质矿物包体的变质锆石,而且这两种继承锆石常具有舍石榴子石 绿辉石等榴辉岩相矿物包体的增生边。SHRIMP U-Pb 定年结果表明,继承岩浆锆石的~(206)Pb/~(238)U 年龄为791±9Ma、含麻粒岩相矿物包体的继承变质锆石的~(206)Pb/~(238)U 年龄为794±10Ma、含榴辉岩相矿物包体的锆石增生边的~(206)Pb/~(238)U 年龄值为212±10Ma。罗田榴辉岩的围岩——含石榴子石英云闪长质片麻岩中锆石的 CL 图像具有特征的核-幔-边结构即表现为继承岩浆锆石核-高压变质幔-退变质增生边,高压变质幔给出罗田片麻岩中印支期高压变质的精确年龄为218±3Ma。因此,罗田榴辉岩的原岩时代与早期麻粒岩相变质时代一致,均为晚元古代,证明华南陆块北缘晚元古代岩浆板底垫托的存在。而且,大别山下地壳岩石参与了印支期大陆深俯冲,但与南大别带具有不同的折返过程即前者经历了麻粒岩相退变质过程。此外,北大别带榴辉岩的印支期峰期变质时代(212±4Ma)比南大别带年轻(226±3Ma),这可用大陆叠瓦式深俯冲模式来解释。     

华北东南部中生代岩石圈地幔性质、组成、富集过程及其形成机理

本文通过对我国华北东南部中生代幔源岩浆活动的时空分布规律及其地球化学特征的系统总结来进一步厘定该地区中生代岩石圈地幔的性质和组成,并通过与华北内部如鲁中地区中生代岩石圈地幔的对比研究探讨华北东部岩石圈的时空演化规律、富集过程及其形成机理。幔源岩石的 Sr-Nd-Ph 同位素特征表明华北东部中生代岩石圈地幔存在明显的时空不均匀性,其中心部位如鲁中地区以弱富集地幔为主体;而东南部如鲁西南和胶东地区则为类似 EM2型地幔(~(87)Sr/~(86)Sr_i 可高达0.7114)。华北东南部中生代岩石圈地幔随时间的演化特征也很明显。这些幔源岩石的地球化学特征和玄武岩中地幔岩捕虏体(橄榄岩和辉石岩)和捕虏晶(橄榄石和辉石)的组成和结构特征皆证明华北东南部中生代岩石圈地幔曾受到过富硅熔体的强烈改造。橄榄岩-熔体的相互反应是该区岩石圈改造和组成转变的重要方式,从而造成古生代高镁橄榄岩转变为晚中生代低镁橄榄岩和辉石岩。进入岩石圈地幔的熔体具下/中地壳物质重熔的特征,从而导致该区晚中生代岩石圈地幔的快速富集。有关华北东部中生代岩石圈减薄和改造的时限、过程和机制等问题也进行较详细的讨论。     

东天山地区黄山东与香山镁铁质- 超镁铁质杂岩体对比

黄山东与香山镁铁质-超镁铁质杂岩体隶属于东天山北部黄山-镜儿泉镁铁质-超镁铁质岩带, 受北东东走向的黄山-镜儿泉韧性剪切带控制, 二者岩石组成差异较大, 黄山东杂岩主要由辉石橄榄岩和辉长岩组成, 主量元素化学组成属钙碱性-拉斑玄武系列, 而香山杂岩主要由辉石橄榄岩、橄榄辉石岩、角闪辉长岩、辉绿岩组成, 属拉斑玄武系列.微量元素地球化学特征显示二者相对富集大离子亲石元素(K、Sr、Ba), 高场强元素(Pb、U), 而相对亏损高场强元素(Nb、P), 适度亏损(Zr、Hf), 但其稀土配分模式不同, 黄山东杂岩显示轻稀土弱富集, 具OIB型的特征, 而香山岩体为平坦型.二者均为尖晶石稳定域不同熔融程度的产物, 侵位过程中主要发生了橄榄石、辉石、斜长石的分离结晶和不同程度的地壳混染.采用LA-ICP-MS法获得黄山东辉长岩与香山角闪辉长岩锆石U-Pb年龄分别为277±1.1 Ma、285±1.1 Ma.二者形成于相同的构造背景下, 是岩石圈地幔根部发生拆沉, 软流圈地幔物质底侵并导致岩石圈地幔发生部分熔融的产物, 构造环境为后碰撞向板内阶段转变的岩石圈间歇性伸展期.      

滇西腾冲地块新生代火山岩中高温麻粒岩包体的发现及成因

腾冲地块芒棒乡新生代新近纪芒棒组火山岩的研究,发现粗面安山岩中含有较多麻粒岩包体,主要类型为长英质麻粒岩和二辉麻粒岩,直径一般为3~5 cm,略具定向排列构造,粒状变晶结构特征.长英质麻粒岩包体平衡温度和压力为:869~969 ℃,0.94~1.00 GPa,二辉麻粒岩包体平衡温度为:841~972 ℃,均显示为高温麻粒岩相变质;寄主岩粗面安山岩中斑晶结晶估算的温度和压力为:1 008~1 059 ℃,1.26~1.33 GPa,表明它们形成和起源于下地壳到上地幔顶部之间.二辉麻粒岩包体电子背散射衍射(EBSD)显微组构分析表明,斜方辉石(紫苏辉石)和单斜辉石(普通辉石)均具有明显晶格优选方位(LPO),斜方辉石和单斜辉石主滑移系分别为:(010)[001]和(100)[001]、(010)[001],变形机制为位错蠕变,说明麻粒岩包体经历了高温塑性变形变质作用.新生代新近纪火山岩中高温麻粒岩的发现和研究表明,腾冲新生代岩浆活动可能与印度板块和腾冲地块俯冲-碰撞造山后的伸展垮塌-拆沉和板片断离,以及随后的上地幔物质上涌减压熔融产生玄武质岩浆底侵,导致的下地壳发生高温变质及火山岩浆作用有密切关系.      

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。     

微亮晶（臼齿）碳酸盐成因及其在元古宙地球演化中的意义

本文应用多种技术方法,对微亮晶碳酸盐岩的成岩作用及其成因从宏观至微观进行了分析。根据岩石矿物学、地球化学和有机地球化学等研究证明,它是早期成岩过程中,在超高压的大气 CO_2,水平急剧下降的转折期,快速石化作用形成的具等粒结构μm级的微亮晶方解石集合体。MT 碳酸盐岩微亮晶成岩作用有两种类型:一是主要发生在海底沉积软泥中,在其底基质软泥中经差异压实作用形成褶皱肠状及复杂形的 MT 构造;二是直接在海水中或重力流搬运过程中形成的微亮晶球粒(核)。简言之,MT 碳酸盐岩石是在地球早期浅海环境下,由于微生物自养作用形成的地球化学成因产物。微亮晶碳酸盐岩是约束古大气圈和古海洋环境变化的最灵敏标志。通过详测 MT 丰度值和编制地球古大气圈 CO_2水平演化模式等,在前寒武纪发现有太古宙末期、早元古宙末期、中元古宙中期和新元古宙早-中期四个 MT 碳酸盐岩发育高峰值期,证明全球古大气圈 CO_2水平发生过四次不连续性、跳跃式下降周期,直到晚新元古宙未,全球雪球事件的发生,导致了 MT 碳酸盐岩的消失。其后,才进入显生宙的 CO_2低水平状态。MT 碳酸盐岩具有重要的油气资源远景,应予以重视。     

准噶尔盆地南缘西段中、上侏罗统沉积演化及控制因素分析

针对准噶尔盆地南缘中、上侏罗统沉积体系演化控制因素不清、沉积模式不明等问题,通过对多条露头剖面精细解剖、详尽写实沉积特征描述等手段,分析了其垂向序列、砂体叠置方式、水动力条件、沉积体系演化及控制因素。研究表明准南中、上侏罗统自下而上分别发育辫状河沉积、曲流河沉积和扇三角洲沉积,古气候与构造造成的水动力条件的变化是控制这种沉积演化的主要因素。其中头屯河组底部发育辫状河沉积,古气候温暖湿润,形成堆叠型砂体叠置方式;中部发育辫-曲转换沉积,古气候开始初步干旱,形成紧密叠置型砂体;上部发育曲流河沉积,降雨量较少古气候干旱,形成孤立河道型砂体。齐古组发育季节性曲流河沉积,古气候较为干旱,在湿润期降雨量较充足时发育侧向迁移型砂体,干旱期则发育侧向连片型砂体。喀拉扎组发育扇三角洲沉积,古气候整体炎热干旱,构造活动剧烈,碎屑水道在扇三角洲平原构成垂向切割型砂体,而前缘水下分流河道则构成侧向切割型砂体。     

考虑渗流效应的冲流带泥沙起动机理研究

为揭示内部渗流对海岸冲流带泥沙起动的影响,系统地开展了斜坡海床冲流特性与泥沙起动机理研究。通过室内水槽开展了孤立波在可渗透和不可渗透斜坡海床上的冲流试验,测试了冲流过程中波高、波速等变化规律;建立了渗透海床冲流数值模型并通过试验结果进行验证;深入分析了床面渗流对其波浪流场动态特征以及床面泥沙起动的影响机理。研究表明,床面渗流作用加剧波浪的不对称性,在波浪上冲过程中因床面强入渗作用而增大了床面切应力;回流过程因入渗所造成流量损失而导致床面切应力减小。床面渗流引起床面颗粒有效重度和切应力变化而导致泥沙希尔兹数大大增加,加剧了泥沙起动现象,且床面切应力改变是引起泥沙希尔兹数变化的主要因素。     

天然土壤样品热释光测量最佳条件研究

研究了天然土壤样品热释光测量最佳条件。天然样品热释光测量强度与升温区间、升温速率及仪器灵敏度有关。在不同的地质条件下分别采集样品(北方砂岩,南方花岗岩及重庆滑坡),通过测量,对发光曲线进行对比分析,确定了几种不同地质条件下天然土壤样品热释光测量最佳条件。     

桦甸油页岩基础物化特性研究

对油页岩进行了扫描电镜分析,测定了油页岩的密度、可磨性、灰分特性、比热、含油率等物性参数,并采用热重分析仪详细研究了油页岩样品在典型工况下的热解及燃烧特性。结果表明,桦甸油页岩是一种高灰分、高挥发分、低热值和具有中等结渣倾向的劣质燃料;不同矿区的油页岩的品质有区别,其中大城子四层的油页岩品质较好,公郎头十一层较差。利用热解和燃烧的实验数据建立的油页岩热解及燃烧的动力学模型表明,油页岩的热解反应属于一级反应,其燃烧反应在不同的温度范围内可用不同的反应级数来描述。     

悬板开孔对排沙漏斗流场特性的影响

排沙漏斗的水沙分离性能取决于其流场特性,为了弄清楚悬板开孔对流场特性的影响,利用粒子图像测速技术和数值模拟方法,分别对悬板溢流段和非溢流段同时均匀布孔、仅在非溢流段布孔和无孔时的排沙漏斗流场特性开展研究。结果表明：①布孔位置不影响涡流性质但影响其强度,均匀布孔时涡流强度最小,不利于水沙离心分离;②无孔和仅在非溢流段布孔时的流场特性有利于泥沙径向输移、沉降和排出,均匀布孔径向速度和二次流流速减小不利于泥沙输移和排出;③仅在悬板非溢流段布孔时悬板表面速度大于其他方案,泥沙不易淤积于悬板。为减少悬板上的泥沙淤积量且同时要保证较高的泥沙截除率时可采用仅在悬板非溢流段布孔的方案优化悬板体型。     

冈底斯带门巴花岗岩同位素测年及其对新特提斯洋俯冲时代的约束

本文应用单颗粒锆石SHRIMP U—Pb法和角闪石^40Ar／^39Ar法，对出露在冈底斯构造带上的门巴花岗岩体进行了同位素测年，时代分别为207Ma和215Ma，表明它们形成于晚印支期。地质与地球化学研究显示该时期形成的岩体主要为黑云角闪花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩，它们形成于岛弧环境，与其南侧墨竹工卡一带出露的晚三叠世钙碱性火山岩（叶巴组）共同构成与板块俯冲有关的特征性岩石组合，揭示新特提斯洋的俯冲时代应早于晚三叠世。     

Depositional environment of the Krol Group of the Nainital area and its impact on the stromatolites

Depositional environment of the Krol group varied temporally from subtidal in the Manora to intertidal in the Sleepy Hollow times. The conditions that succeeded were peritidal in the Ayarpatta and supratidal in the Narainnagar times. These conditions were the main controlling factors in the growth and development of the algal stromatolites. The Manora formation, due to subtidal conditions, and the Sleepy Hollow formation, due to detrital influx, are almost devoid of stromatolites. The carbonates of the Ayarpatta formation representing a peritidal complex possess columnar and oncolitic stromatolites, while the sediments of the Narainnagar formation characterized by supratidal features contain blistered, domal and crinkled-laminar forms. The types and sizes of stromatolites therefore are governed by the depositional conditions prevailing in the sedimentary basin.     

冈底斯中段格达地区典中组火山岩锆石U-Pb年龄和地球化学特征

青藏高原南部广泛发育的林子宗火山岩蕴涵着新特提斯洋俯冲与印度—亚洲大陆碰撞过程的地质信息。为探讨冈底斯中段格达地区典中组火山岩的形成时代、岩浆源区及构造环境等特征,对其开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年和地球化学特征研究。研究结果表明: 该地区典中组火山岩锆石U-Pb年龄为(61.6±1.0) Ma; 典中组火山岩相对富集LILE和LREE、亏损HFSE,具典型岛弧火山岩的特征; 岩浆源区主要来源于地壳物质部分熔融,是俯冲岛弧构造环境下新特提斯洋北向俯冲消减过程的产物。