花岗岩类与大陆地壳生长初探——以中国典型造山带花岗岩类岩石的形成为例

本文主要基于东昆仑造山带、秦岭造山带、兴蒙造山带、阿尔泰造山带、燕山造山带以及华南过铝花岗岩带等花岗岩类形成的研究成果,讨论中国大陆内几个造山带的花岗岩类形成与大陆地壳生长方式和过程,我们的初步认识是:软流圈(对流地幔)的热和物质向大陆的输入(input)是大陆地壳生长和再改造的根本.大陆地壳的形成演化和再改造(reworking)主要通过岩浆作用完成,岩浆的形成、运移和定位是大陆地壳生长的基本过程.幔源玄武质岩浆底侵(underplating)于大陆地壳底部和内侵(intraplating)于地壳内部,是软流圈注入大陆的基本形式.造山带镁铁质下地壳的拆沉作用是致使陆壳总组成为中性火成岩(安山岩和闪长岩,或粗面安山岩和二长岩质的)的主要原因.收缩挤压构造作用使陆壳加厚达≥50 km,是诱发镁铁质下地壳拆沉作用的必需条件.火成岩构造组合及其时间序列是识别大陆地壳从软流圈地幔中分出,直至最终形成的过程的关键记录.     

从中亚正εNd值花岗岩看超大陆演化和大陆地壳生长的关系

超大陆演化着重研究超大陆的聚合和裂解、离散,大陆地壳生长着重探索大陆地壳的生长和消亡.长期以来,人们都是如此将两者割裂开来研究的.本文从中亚造山带显生宙花岗岩同劳亚大陆的关系出发,进一步探讨超大陆演化、大陆地壳生长和地幔中俯冲板片雪崩事件(slab avalanche events)三者之间的关系,强调在超大陆形成时伴随大陆地壳急剧生长,在超大陆裂解、离散时大陆地壳的生长和消亡大体上保持平衡.无论超大陆演化或是大陆地壳生长都同地幔对流形式的变化有着密切的联系.     

阿尔泰大型-超大型矿床富集区地壳演化

通过构造、岩浆、变质、成矿等地质作用及其时空演化规律的对比分析,以及物探重力、航磁及遥感信息的综合研究,认为古生代阿尔泰富蕴地幔热柱成因的三联点裂谷形成与演化———“手风琴式”开合,是阿尔泰大型- 超大型矿床富集区形成与演化的根本原因。地幔热柱热地幔物质大规模上涌和横向扩张,产生三联点裂谷系统,导致古大陆解体,形成阿尔泰“洋岛型”蛇绿岩、阿尔泰型花岗岩、花岗岩化、高温低压变质带和主要大型- 超大型矿床;地幔热柱活动停止或间息,导致三联点裂谷系统发生A 型俯冲而封闭造山,形成三叉式陆间造山带和同造山花岗岩、     

兴蒙造山带正ε(Nd,t)值花岗岩的成因和大陆地壳生长

大陆地壳的生长速率和地壳生长的位置均是地球科学中的最基本的问题。现有的许多大陆地壳生长模式认为 ,90 %的大陆地壳生长于 18亿年以前 ,显生宙以来的地壳生长不到整个地壳的 10 % ,主要位于活动大陆边缘。近年来在兴蒙造山带发现大量具有新生地壳来源性质的花岗岩产生于 50 0～ 10 0Ma ,对上述传统看法提出了挑战。现有的Nd同位素资料表明 ,兴蒙造山带的显生宙花岗岩 ,不论形成于什么时代和什么构造背景 ,也不论属于何种成因类型 ,几乎都具有正ε(Nd ,t)值和年轻的Nd模式年龄tDM 。从西往东 ,随着时代逐渐变新ε(Nd ,t)值有逐渐降低的趋势。花岗岩的tDM同由蛇绿岩和岛弧杂岩记录的古亚洲洋扩张的时间基本一致。只有一些在新元古代微陆块上的花岗岩才显示负ε(Nd ,t)值和较老的tDM,反映了其源岩包括前寒武纪地壳同地幔来源物质的不同程度混合。兴蒙造山带的花岗岩具有地幔来源的ε(Nd ,t)值 ,说明这些花岗岩中有一部分 (例如加里东期和海西早期 )可能同板块俯冲作用有关 ,花岗岩的来源是被交代的地幔楔。而大面积的晚古生代—中生代花岗岩则可能是由 80 0～6 0 0Ma前俯冲的洋壳形成的新生大陆地壳在拉伸体制下部分熔融而成。如果情况是这样 ,显生宙就曾发生过大规模的地壳生长。板内岩浆活动 ,特别是     

碰撞造山过程中热—构造状态演化与陆壳岩石熔融的关系

碰撞造山作用过程中陆壳岩石熔融形成花岗岩浆主要出现在加热期和伸展抬升期，是碰撞后岩石圈热状态调整引起陆壳物质化学分异的结果。陆壳碰撞前的构造历史，大陆岩石圈的热参数和地幔过程，造山带的几何学特征和运动学性质等制约了造山带花岗岩类的发育，尤其是与各种造成地幔高热流叠加于下部地壳的岩石调整过程关系密切。     

南岭与中生代花岗岩类有关的成矿作用及其大地构造背景

受到来自印支半岛的挤压，华南发生了以碰撞-挤压-推覆-隆升为主的印支造山运动。本文从花岗岩类的成矿学特征及其大陆动力学背景出发，把燕山期划分为早、中、晚三期。南岭地区燕山早期（～185～170Ma）出现玄武质岩浆活动、双峰式岩浆活动、A型花岗岩及板内高钾钙碱性岩浆活动，反映了岩石圈的局部“伸展-裂解”和地幔物质的上涌，伴随Pb、Zn、Cu、Au成矿作用。燕山中期第一阶段（～170～150Ma）南岭地区岩石圈全面拉张-减薄，地幔上涌-玄武质岩浆底侵引发大规模的地壳熔融，形成大量陆壳重熔型花岗岩类；     

阿尔泰中蒙边界塔克什肯口岸后造山富碱侵入岩体的形成时代、成因及其地壳生长意义

塔克什肯口岸富碱侵入岩体是阿尔泰造山带典型的后造山岩体。本次锆石U-Pb定年给出~(206)Pb/~(238)U年龄286±1Ma(MSWD=0．05),代表其形成年龄。这为阿尔泰后造山岩浆作用提供了一个可靠的年代学证据。该岩体主要岩石类型为正长岩、石英二长岩、石英碱长正长岩、正长花岗岩,富钾、富钠、准铝,富集轻稀土、大离子亲石元素,亏损高场强元素,与区内相邻的碱性花岗岩(A型花岗岩)在岩石学、地球化学方面不同。该岩体Sr初始值变化于0．7038～0．7040,ε_(Nd)(t)值为正值(+6．2～+6．3),Nd模式年龄T_(DM)为542～546Ma,与中亚造山带典型的高(正)ε_(Nd)(t)值花岗岩类似。而且,其ε_(Nd)(t)值远高于区内同造山花岗岩,也高于造山带内部同时期的Ⅰ-A型后造山花岗岩。依据岩体构造特征、年代学、地球化学和区域地质背景综合分析,该岩体应为后造山岩体,在时空上可与蒙古南部碱性岩带对比,其形成可能与富集高场强元素的亏损地幔岩浆底侵,导致下地壳重熔,并发生岩浆混合有关。这说明,在阿尔泰造山带后造山阶段,除了可能的俯冲下埋的年轻洋壳或岛弧物质外,还有新的幔源物质加入到地壳。这为中亚造山带后造山阶段陆壳垂向生长提供了一个新证据。同时,也为东北北部-蒙古南部碱性岩带向西沿入阿尔泰造山带提供了证据。     

关于秦岭造山带的新认识及有关启示

目前,将北秦岭造山带视为华北陆块南缘古活动大陆边缘模式的观点颇为盛行。但从地壳演变依据、古生物资料、野外资料及地壳地震反射剖面等方面研究成果分析,华北陆块与扬子陆块之间的秦岭海槽应是发育于大陆地壳内部的沉降带,两个陆块间从未存在过真正的古大陆边缘;秦岭造山带是发育于大陆内部因碰撞挤压可起的造山带,并非形成于陆壳板块边缘;“楔入造山”是陆壳内部块体碰撞造山的一种新模式。板块构造理论有局限性,大地构造     

当代造山带研究中值得重视的若干前沿问题

当代造山带研究正从以往以阐明板块运动历史和板块边界相互作用为主，转向并进入到了阐明造山带岩石圈及其之下地幔系统中各层圈相互作用过程和动力学的新阶段，大陆动力学正成为造山带研究的主要指导思想。在这种形势下，造山带研究正围绕着下列前沿问题展开工作：（１）碰撞后的造山过程：拆沉作用、伸展垮塌和深变质岩剥露；（２）造山带之下地幔的结构和演化；（３）壳内软层的性质和动力学作用；（４）造山带地壳的精细构造和演化；（５）巨量花岗岩的成因和侵位动力学；（６）沉积作用与造山过程：根据沉积特征对造山过程、造山事件的恢复再造；（７）新元古代超大陆。     

兴蒙造山带正Σ（Nd,t）值花岗岩的成因和大陆地壳生长

大陆地壳的生长速率和地壳生长的位置均是地球科学中的最基本的问题。现有的许多大陆地壳生长模式认为,９０％的大陆地壳生长于１８亿年以前,显生宙以来的地壳生长不到整个地壳的１０％,主要位于活动大陆边缘。近年来在兴蒙造山带发现大量具有新生地壳来源性质的花岗岩产生于５００～１００Ｍa,对上述传统看法提出了挑战。现有的Ｎd同位素资料表明,兴蒙造山带的显生宙花岗岩,不论形成于什么时代和什么构造背影,也不论属于何种     

Définition d'une limite multicritère ; stratigraphie du passage Campanien–Maastrichtien du site géologique de Tercis (Landes,SW France)Definition of a multi-criteria boundary; stratigraphy of the Campanian–Maastrichtian interval of the geological site at Tercis (Landes,SW France)

Lithostratigraphy, physicochemical stratigraphy, biostratigraphy, and geochronology of the 77–70 Ma old series bracketing the Campanian–Maastrichtian boundary have been investigated by 70 experts. For the first time, direct relationships between macro- and microfossils have been established, as well as direct and indirect relationships between chemo-physical and biostratigraphical tools. A combination of criteria for selecting the boundary level, duration estimates, uncertainties on durations and on the location of biohorizons have been considered; new chronostratigraphic units are proposed. The geological site at Tercis is accepted by the Commission on Stratigraphy as the international reference for the stratigraphy of the studied interval. To cite this article: G.S. Odin, C. R. Geoscience 334 (2002) 409–414.     

Quaternary stresses revealed by calcite twinning inversion: insights from observations in the Savonnières underground quarry (eastern France)

Calcite samples were extracted both from the rock matrix and the superficial coating of a karstified fault plane of an underground quarry, located in the eastern border of the Paris basin. The karstification is dated as Quaternary. Analysis of mechanical calcite twinning reveals that only the calcite matrix has also undergone a compression trending WNW that can be attributed to the Mio-Pliocene alpine collision. Both coating and matrix have undergone a strike-slip regime with σ₁ roughly trending north–south, that could correspond to the regional present-day state of stress, a strike-slip compression rather trending NNW, modified by local phenomena. To cite this article: M. Rocher et al., C. R. Geoscience 335 (2003).     

HYDROGEOLOGY

正20141756 Chen Ruige(Mathematical College,China University of Geosciences,Beijing100083,China);Zhou Xun Numerical Simulation of Groundwater Level Fluctuation in a Coastal Confined Aquifer with Sloping Initial Groundwater Level Induced by the Tide(Geological Bulletin of China,ISSN1671-2552,CN11-4648/P,32(7),2013,p.1099-1104,6 illus.,16 refs.) Key words:confined water,groundwater level     

METAMORPHIC PETROLOGY

正20141408 Cai Jia(Institute of Geology,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing100037,China);Liu Fulai Petrogenesis and Metamorphic P-T Conditions of Garnet-Spinel-Biotitebearing Paragneiss in Danangou Area,Daqingshan-Wulashan Metamorphic Complex Belt(Acta Petrologica Sinica,ISSN1000-0569,CN11-1922/P,29(7),     

SERIALS

正~~     

GEOPHYSICAL EXPLORATION

正20142386An Guoying(China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Land and Resources,Beijing 100083,China)Application of Satellite Remote Sensing in Regional Hydrogeological Investigation:Taking Cenozoic Strata in Wenquan Sheet(1∶250 000)of Karakoram Range as an Example(Geosci-     

QUATERNARY GEOLOGY & GEOMORPHOLOGY

正20141016An Chengbang(Key Laboratory of Western China’s Environmental Systems,Ministry of Education,Lanzhou University,Lanzhou 730000,China);Zhao Yongtao Lake Records during the Last Glacial Maximum from Xinjiang,NW China and Their Climatic Impli-     

PETROLEUM GEOLOGY

正20141538 Cao Qing(School of Earth Sciences and Engineering,Xi’an Petroleum University,Xi’an 710065,China);Zhao Jingzhou Characteristics and Significance of Fluid Inclusions from Majiagou Formation,Yichuan Huangling Area,Ordos Basin(Advances in Earth Science,ISSN1001-8166,CN62-1091/P,28(7),2013,p.819-828,7 illus.,3 tables,43 refs.)     

GEOCHEMISTRY

正20142002 Wei Hualing(Institute of Geophysical and Geochemical Exploration,Chinese Academy of Geological Sciences,Langfang065000,China);Zhou Guohua Element Content and Mineral Compositions in Different Sizes of Soil in Tongling Area,Anhui Province(Geological Bulletin of China,ISSN1671-2552,CN11-4648/P,32(11),2013,p.1861     

ENGINEERING GEOLOGY

正20141768 An Shaopeng(Institute of Rock and Soil Mechannics,Chinese Academy of Sciences,Wuhan 430071,China);Wei Lide Experimental Study on Mechanical Behavior of Xigeda Formation Siltstone and Structure Interface(Journal of Engineering Geology,ISSN1004-9665,CN11-3249/P,21(5),2013,p.702-708,9illus.,1 table,16 refs.)