云开地块北缘构造混杂岩的岩石成因探讨

华南云开地块北缘的信宜贵子地区见大量变玄武岩与变沉积岩混杂产出。变玄武岩多以构造岩块或透镜体产出,地球化学以中等Mg#、富钠贫钾为特征,属亚碱性的拉斑玄武岩系列。轻稀土元素中等富集,无Eu异常,微量元素以富Nb、显著的Sr-Nb-Ta弱亏损为特征。143Nd/144Nd变化于0.512513~0.512655之间,对应的εNd(t)值介于2.89~4.90之间。构造环境判别表明,变玄武岩原岩可能为弧后盆地玄武岩。2个变玄武岩样品的锆石U-Pb年龄为1031±28Ma、1025±39Ma。变沉积岩基质以片岩、变砂岩和石英岩为主,表现为陆缘碎屑沉积特征。2个石英岩样品的碎屑锆石U-Pb年龄显示变沉积岩原岩具有~1.0Ga的物源峰,其最年轻锆石为777Ma和571Ma,原岩沉积时间大致为南华纪-震旦纪。本次研究认为,信宜贵子构造混杂岩是Grenville期弧后盆地玄武岩与新元古代晚期陆缘碎屑沉积物构造混杂堆积的结果,构造混杂的时间可能为奥陶纪-志留纪。     

中国大陆科学钻探工程主孔（734～933m）榴辉岩和片麻岩元素及Sr-Nd同位素地球化学研究

对中国大陆科学钻探工程主孔两段榴辉岩与片麻岩互层的岩芯样品(Ⅰ:734.21-737.16m和Ⅱ:929.67-932.86m)分别进行了主要元素和微量元素以及Sr-Nd同位素分析。结果表明:(1)榴辉岩具有较大的成分变化范围(SiO2含量为46.8%-59.8%),表现出平坦或轻稀土(LREE)富集的分布模式和大离子亲石元素(LILE)富集或亏损以及Nb、Ta负异常特征。部分榴辉岩样品具有明显低的活动性元素(Rb、Ba和K)含量,指示了板块俯冲过程中的脱水变质效应;(2)两段岩芯中的片麻岩具有明显不同的主量和微量元素组成,其中第Ⅰ段具有相对较低的SiO2含量(61.3%～66.2%)和高的重稀土(HREE)含量,而第Ⅱ段具有明显偏高的SiO2含量(73.8%～74.1%)和低的HREE含量。但两段均表现出LREE富集和Eu负异常以及LILE富集和高场强元素(Nb、Ta、Ti)负异常特征;(3)榴辉岩和第Ⅰ段岩芯中的片麻岩具有相近的且偏高的εNd(750Ma)值(-3.6- 0.5),而第Ⅱ段岩芯中的片麻岩具有明显偏低的εNd(750Ma)值(-8.7)。部分片麻岩样品表现出较高的87Sr/86Sr比值(0.7070)和非常低的Rb/Sr比值(0.008),指示岩石Rb-Sr同位素体系受到了变质扰动。非活动性元素如Zr、Hf、Nb、Ta、Ti、Y、REE和Ti在脱水变质过程中没有受到明显扰动,因此可用于恢复榴辉岩和片麻岩的原岩性质及其形成的大地构造背景。根据分析样品的元素和Nd同位素特点,推测榴辉岩原岩具有板内玄武岩性质,第Ⅰ段岩芯中的片麻岩原岩为玄武质岩浆上升过程中同化地壳物质形成的中性岩,而第Ⅱ段岩芯中的片麻岩原岩为地壳物质重熔形成的酸性岩。因此,深钻榴辉岩和片麻岩原岩为新元古代华南陆块北缘裂谷构造带双峰式岩浆活动的产物,在岩浆侵位过程中经历了高温大气降水热液蚀变。     

华夏陆块钠质高镁玄武岩地球化学特征及地质意义

赣州盆地位于钦杭(钦州—杭州)结合带南侧华夏陆块西部,由晚白垩世早期红色碎屑沉积岩系组成,其底部夹有一套玄武岩,全岩Si O_2含量为46.50%~48.13%,具有钠质高镁特征(Mg O=15.47%~18.24%,Mg~#=74~77,K_2O/Na_2O=0.22~0.39)。稀土元素配分型式表现出轻稀土富集右倾,没有明显的Eu异常的特点,表明岩浆没有明显的斜长石分离结晶作用;微量元素上富集大离子亲石元素,高场强元素特别是Ta、Nb、Ti亏损不明显,Cr、Ni的含量分别为235×10~(-6)~617×10~(-6)、157×10~(-6)~493×10~(-6),与原生岩浆的Cr、Ni含量接近,Ba/Nb值(13.51~23.18)和La/Nb值(0.82~1.03)表明源区有富集地幔组分;Sr—Nd—Pb—O同位素显示出源区性质具有EMⅡ型富集地幔特征。岩石学和地球化学特征表明,玄武岩具有原生岩浆性质,是富集地幔部分熔融的产物。同时为中生代华夏陆块EMⅡ型岩石圈地幔提供了准确的证据。由赣州盆地晚白垩世构造背景和构造环境判别图解可知,本区玄武岩形成于板内拉张环境,可能与古太平洋俯冲条件的转变有关。     

东昆仑夏日哈木铜镍矿区榴辉岩地球化学特征及成矿响应

夏日哈木超大型铜镍矿床是近年在东昆仑发现的首例岩浆熔离型矿床。矿区内分布有大量的榴辉岩,本文对主矿体旁侧的榴辉岩进行了岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素,以及矿物电子探针分析研究。研究结果显示,榴辉岩Si O_2含量为47.56%～57.8%,m/f比值为0.72～1.39,Mg~#值在47～60之间;稀土元素标准化配分曲线总体呈现轻稀土元素弱富集,具有弱的Eu负异常,相对富集大离子亲石元素K、Rb、Ba等,以及活泼不相容元素Th,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf,Sr、P、Ti呈现"V"型谷等特征,显示原岩为分异程度较高的铁质辉长岩,形成于大陆边缘裂谷环境。经电子探针分析,石榴子石成分主要为Alm_((56～63))Spess_((0.22～2.84))Cross_((26～37))Pyrope_((2.36～6.46))。年代学研究获得榴辉岩峰值变质年龄为415.0±5.5 Ma(MSWD=0.04,n=5),并识别出原岩结晶年龄可能为777～773 Ma。Hf同位素测定显示~(176)Hf/~(177)Hf比值介于0.281118～0.282950,ε_(Hf)(t)值的变化范围较大,介于-41.9～14.2之间,显示榴辉岩主要形成于幔源区,并有大量的先存地壳组分的加入改造、再循环。陆陆碰撞过程中,榴辉岩原岩为成矿提供了一定的物质来源;陆壳折返过程中,榴辉岩退化变质产生了富水、富硫的熔/流体,并被注入到含矿岩浆房中,导致含矿岩浆房硫饱和与氧逸度降低,促使硫化物持续熔离,最终形成了夏日哈木超大型铜镍矿床。     

青海省都兰县艾日克汗森地区榴辉岩地球化学特征及其地质意义

青海省都兰县艾日克汗森地区的榴辉岩位于都兰北榴辉岩带西北方向约12km,是最新发现的较大规模榴辉岩产地。此榴辉岩为柴北缘高压-超高压变质带的一部分,大部分退变质程度较高。锆石U-Pb年龄为(435±4)Ma,代表了此榴辉岩峰期变质年龄;该榴辉岩SiO_2含量为48.36%～49.22%,(Na_2O+K_2O)含量为3.28%～3.65%,Na_2O含量均大于K_2O;原岩为基性玄武岩,为亚碱性拉斑玄武岩系列,构造环境为大洋中脊玄武岩环境。榴辉岩稀土配分曲线表现为右倾型模式,弱富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,(La/Sm)_N=1.70～2.34,(La/Yb)N=1.18～2.54,属于幔源E-MORB型。微量元素表现为强烈亏损Th、P、Zr等高场强元素,富集Rb、Ba等大离子亲石元素。指示了柴北缘晚奥陶世到早志留世时期柴达木陆块与欧龙布鲁克微陆块的深俯冲与碰撞造山背景。     

阿尔金环形山榴辉岩岩石地球化学及地质意义

调查研究发现,阿尔金南缘环形山榴辉岩呈透镜体状产于新元古代石榴石二长花岗片麻岩中,岩石经退变质作用,白眼圈构造发育,石榴石变少,石英及金红石等矿物较少,未见峰期矿物组合。绿辉石被次透辉石及角闪石替代,岩石为榴辉岩、榴闪岩及斜长角闪岩。主量及微量元素地球化学分析显示:主量元素Al2O3、TiO2、MgO、P2O5及稀土Nb/Ta、Zr/Hf、Zr/Nb、La/Nb、Y/Nb特征比值与洋脊玄武岩一致;稀土标准化模式图、微量元素原始地幔标准化图及MORB标准化图指示岩石具洋脊玄武岩特征,原岩可能为地幔岩经15%~30%的部分熔融形成。结合榴辉岩围岩年龄、变质作用等分析认为,该榴辉岩为似洋脊玄武岩的基性岩浆侵入花岗岩后,于500 Ma左右发生大陆俯冲折返形成。     

中国西部柴北缘—阿尔金的超高压变质榴辉岩及其原岩性质探讨

中国西部祁连山柴北缘地区和南阿尔金地区存在一条被阿尔金断裂错开 4 0 0km ,但构造上相连的早古生代超高压变质带。通过对柴北缘地区大柴旦、锡铁山、都兰和南阿尔金地区且末一带榴辉岩的岩石地球化学研究 ,发现榴辉岩原岩主要由玄武岩和苦橄岩两类岩石组成 ,进一步分为高Ti型 (w(TiO2 ) =2 %～ 5 % ) ,中Ti型 (1%～ 2 % )和低Ti型 (<1% ) 3种类型 ,识别出榴辉岩的原岩类型有洋脊玄武岩、岛弧拉斑玄武岩和洋岛玄武岩类等产在不同环境的岩石类型。榴辉岩的Nd同位素组成与现代洋脊玄武岩类相似 ,ε(Nd ,0 )主要为正值 ,少量为轻微负值 ,表明榴辉岩的原岩曾是海底玄武岩 ,并且经过了消减俯冲作用 ,混入了部分的地壳物质。榴辉岩的超高压变质年龄为 5 0 0～ 4 4 0Ma,原岩年龄分别为 80 0～ 75 0Ma和～ 10 0 0Ma。研究表明 ,柴北缘滩涧山群中存在两套时代不同的基性超基性岩 ,一套为产在绿梁山的新元古代时期形成的蛇绿岩组合 ,新获得的年龄值为 (76 8±39)Ma(Rb Sr)和 (780± 2 2 )Ma(Sm Nd) ,另一套主要为产在赛什腾山的晚寒武世岛弧火山岩 ,形成时代约在 5 15～ 4 86Ma。榴辉岩的岩石化学成分和Nd同位素组成 ,以及 80 0～ 75 0Ma的原岩时代与其中的新元古代基性岩类可以对比。初步认为它们是同一套岩石?     

北祁连俯冲-增生杂岩带中低温榴辉岩的地球化学特征

北祁连俯冲-增生杂岩带中的低温榴辉岩以透镜体形式产于蓝片岩和多硅白云母片岩中。根据稀土元素、微量元素及Sr-Nd同位素分析研究,可将本区低温榴辉岩分为两类:Ⅰ类榴辉岩以轻重稀土分异不明显和具有Eu正异常为特征;Ⅱ类榴辉岩的轻稀土富集,有轻微的Eu负异常。Sm-Nd同位素研究显示,I类榴辉岩样品的εNd(t)值为2.5~6.9,平均值为4.5;Ⅱ类榴辉岩εNd(t)=-3.3~1.4。这些研究成果表明,Ⅰ类榴辉岩的原岩来源于长期亏损的地幔源区,可能形成于大洋环境;而Ⅱ类榴辉岩的原岩在形成过程中很明显混入了陆壳物质,据此推断其原岩形成于大陆边缘或洋陆过渡环境。     

川西江浪穹窿核部里伍岩群变质岩的地球化学特征及成岩构造背景

江浪穹窿位于扬子陆块西缘,核部地层为里伍岩群变质岩系,针对里伍岩群的成岩物质来源及构造背景研究所进行的岩石地球化学分析显示:(1)岩石具有高的SiO_2(其质量分数为80.32%~71.76%)与Al_2O_3(其质量分数为12.85%~8.40%);(2)稀土元素配分型式显示为右倾型((La/Yb)_N=12.9~7.65),具有明显的Eu负异常(Eu/Eu*=0.73~0.49);(3)富集大离子亲石元素(如Rb,Ba和U等),亏损高场强元素(如Nb,Ta,P和Ti)。原岩恢复结果表明,里伍岩群变质岩原岩均为沉积岩。综合分析认为里伍岩群变质岩的原岩物源区主要为大陆上地壳,很可能形成于Gondwana超大陆聚合之后的弧后盆地环境。弧后盆地岩浆活动带来丰富的成矿物质并形成里伍式富铜矿床初始的矿源层,同时接受陆源碎屑物质沉积形成碎屑岩系。     

滇西双江县勐库地区退变质榴辉岩的岩石地球化学特征及其地质意义

滇西双江勐库地区新发现的退变质榴辉岩呈构造透镜体产于奥陶纪湾河蛇绿混杂岩的白云母构造片岩内,勐库地区是目前云南省境内唯一退变质榴辉岩产地。岩石地球化学分析结果显示,退变质榴辉岩的SiO2含量为4722%~5040%,全碱(Na2O+K2O)含量为228%~415%,Al2O3含量为1370%~1558%,TiO2含量为139%~395%,可分为中Ti(139%~183%)和高Ti(330%~395%)两种类型。退变质榴辉岩的主要原岩是拉班玄武岩,少部分具碱性玄武岩特征。多数原岩为拉斑玄武岩的样品具TiO2含量高、Eu异常不明显及缓右倾稀土元素配分模式特征,其稀土元素配分模式和微量元素蛛网图特征均与E MORB相似而与N MORB不同,投在MORB和E MORB范围,推测其原岩很可能形成于E MORB环境;少部分原岩为碱性玄武岩的样品,其TiO2含量中等,较原岩为拉斑玄武岩样品具更高的ΣREE和ΣLREE含量,投在OIB范围,推测其原岩可能形成于OIB环境。勐库地区退变质榴辉岩样品的岩石地球化学特征与其赋存的奥陶纪湾河蛇绿岩颇为相似,暗示可能是其俯冲消减作用的产物。此外,研究样品同时具有E MORB和OIB的特征,且与青藏高原羌塘中部榴辉岩相似,表明在特提斯洋演化过程中地幔柱岩浆和正常洋中脊亏损地幔岩浆的相互作用可能是广泛存在的。     

Meso-Cenozoic Mineralization Pattern in the Continent of China

Based on the complex structure and material resources, the complex geological setting of the Meso-zoic-Cenozoic continent of China controlled four kinds of dynamic mechanisms of the continental tectonic-mineralization pattern, i.e. the dynamic mechanisms related to (1) underthrusting or collision, (2) activation of old tectonic belts or activity of new tectonic belts, (3) upwelling of mantle material and heat, and (4) interaction between the atmosphere, hydrosphere, biosphere and lithosphere. The four dynamic factors are related to and interact with each other; and the mantle-crust interaction leads to the regular time-space zonation of endogenetic deposits on a regional scale. The Meso-Cenozoic mineralization pattern in China can be outlined as the network tectono-metallogenic pattern constructed by NNE- and E-W-trending tectonics in eastern China, and multi-layer ring tectono-metallogenic pattern in the Qinghai-Tibet plateau and its northern and eastern neighbouring areas.     

太古宙的洋-陆与古地理问题*

大陆最古老的陆壳物质是沉积岩中4.4 Ga的碎屑锆石,最古老的陆壳岩石年龄为4.1-4.0 Ga,出露面积约20 km²。3.9-3.6 Ga的古老陆核出露在不同克拉通中,而大陆的生长峰期是在2.9-2.7 Ga,全球稳定的陆壳圈层形成是在~2.5 Ga,被称为克拉通化。陆壳以英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)为代表,体积占古老陆壳的~70%以上。古陆表现为高级片麻岩区-花岗绿岩带格局(穹隆-龙骨格局),与显生宙的洋-陆格局不同,暗示构造体制的差异。火山沉积组合即是围绕高级片麻岩地体以层状向斜方式存在的绿岩带,后者相对变质很浅或未变质。早期地球演化中,先有陆还是先有洋、陆核形成和生长的机制、什么时候开始有露出海面的陆地、太古宙时期的洋-陆格局等等都还没有定论。古元古代时期,全球长期处于伸展阶段,巨厚的裂谷型沉积以及伴随的大氧化事件,可能是开启古地理研究的最早地质时期。本文还以华北克拉通为例,作了陆壳演化的简单介绍。     

太古宙的洋-陆与古地理问题*

大陆最古老的陆壳物质是沉积岩中4.4 Ga的碎屑锆石,最古老的陆壳岩石年龄为4.1-4.0 Ga,出露面积约20 km²。3.9-3.6 Ga的古老陆核出露在不同克拉通中,而大陆的生长峰期是在2.9-2.7 Ga,全球稳定的陆壳圈层形成是在~2.5 Ga,被称为克拉通化。陆壳以英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)为代表,体积占古老陆壳的~70%以上。古陆表现为高级片麻岩区-花岗绿岩带格局(穹隆-龙骨格局),与显生宙的洋-陆格局不同,暗示构造体制的差异。火山沉积组合即是围绕高级片麻岩地体以层状向斜方式存在的绿岩带,后者相对变质很浅或未变质。早期地球演化中,先有陆还是先有洋、陆核形成和生长的机制、什么时候开始有露出海面的陆地、太古宙时期的洋-陆格局等等都还没有定论。古元古代时期,全球长期处于伸展阶段,巨厚的裂谷型沉积以及伴随的大氧化事件,可能是开启古地理研究的最早地质时期。本文还以华北克拉通为例,作了陆壳演化的简单介绍。     

On Geophysical Background of Superlarge Deposits in the Chinese Continent

Based on the study of tens of geophysical profiles (seismic, geothermal flow and magnetotelluric sounding profiles) and 3-D shear wave velocity structures of the Chinese continent and its neighbouring regions, this paper describes the 3-D crustal and upper mantle structures and discusses briefly the deep geophysical background of superlarge ore deposits in the Chinese continent. Superlarge deposits are usually very few in number, but they are distributed still in certain forms such as "point", "zone" and "area". Most of the large-, medium- and small-sized deposits occur near the margins of different tectonic units; while the superlarge endogenic polymetallic deposits occur mostly in thinned mantle lithosphere, uplifts of the asthenosphere (vertical low-velocity zones) and the transformation zones of lateral inhomogeneity (weak zones) in the upper mantle. The superlarge endogenic polymetallic deposits are almost unevenly distributed in three major ore zones in China, corresponding to the boundaries of in     

华南大陆深部探测与综合研究

华南主要构造特征为欧亚大陆边缘地壳生长和大陆增生。华南为一联合大陆，前寒武系基底由太古宙与元古宙岩石组成，元古宙有科马提玄武质绿岩和堇青石花岗绿岩。地壳的地球化学组成，从长尺度的时间函数上观察，具前进演化趋势，为原始→亏损→富集地幔→大陆地壳。核－慢分异发生在地球历史早期，而大陆的增生一直持续到现在。大陆边缘裂解构造是华南构造演化的主要形式，幕式地幔柱构造是该区地壳生长的主要动力机制。扬子－特提斯构造域为稳定、冷的地幔块，太平洋构造域为活动的热地幔软块。     

非洲大陆煤炭资源分布

非洲大陆是冈瓦纳古陆的核心,经过前寒武纪末泛非运动,将西非、刚果、东非和卡拉哈迪等古老地块拼合成为一个稳定的克拉通。自此,非洲大陆除北部地区外,从前寒武纪起成为一个较为稳定的隆起陆块。石炭纪—侏罗纪,非洲南部形成了众多的克拉通盆地,充填了巨厚的卡鲁超群含煤沉积;白垩纪—新生代,非洲北部形成一些断陷盆地,并在部分盆地中充填了含煤沉积。目前,非洲大陆已经发现煤炭资源的国家有18个,预测煤炭资源远景资源量逾5 000亿t。     

中国大陆上空水汽资源

根据１９８１～１９８６年计算结果，指出我国大陆上空拥有水汽资源年总量＋３３１８４．４亿ｍ＾３暖季（４～１０月）＋３０４９４．１２亿ｍ＾３寒季（１１～次年３月）＋２６９０．２８亿ｍ＾３，全年唯有气温最低的隆冬（１２～次年２月），是水汽资源亏耗（－７７３．６３亿ｍ＾３）季节，而夏季（６～８月）则是我国大陆上空水汽资源最关键的汇聚时期，资源量＋１８１９７．５６亿ｍ＾３，１６号，１４份边界分别为１１～５月     

华北大陆地壳—上地幔岩石学结构与演化

本文基于出露的前寒武纪变质岩系、中、新生代岩浆活动以及新生代玄武岩中上地幔包体的岩石学与地质压力计研究，结合地球物理测深资料与高温高压下岩石中地震波传播速度的实验成果，提出了华北大陆三个地区(河北平原、太行一五台、鄂尔多斯)的地壳一上地幔岩石学结构，讨论了界面性质及其演化。在强调Vp、 Vs、a结构与岩石学结构共同约束的基础上，有效地识别了不同地区硅铝质陆壳在物质组成上的差异和上地幔低速层或矿物相转变等特征。本文提出壳-幔岩石学结构及其演化，密切地与陆壳主要形成时期的太古一早元古构造岩浆事件相关，又与显生宙构造岩浆事件对它的改造程度有关，壳-幔岩石学结构是我们追索大陆的构造性质及其演化的一个重要记录和科学依据。     

SinoProbe——中国深部探测实验

在人类向太空发展,实施新一轮太空计划,中国“神舟7号”载人航天飞船、“嫦娥”探月工程圆满成功之时,中国地球科学家不得不面对这样一个现实：对人类赖以生存的地球内部了解的太少,直接钻探深度只有12 km,涉及的仅仅是地球的表皮。可谓上天不易,“入地”更难。地球是人类居住的唯一场所,为人类提供了生命必需的粮食、水,和生活必须能源和矿产资源;同时也常给人类带来诸如火山、地震、海啸等灾难。通过深部探测,了解地下的物质、结构和动力学过程,不仅是人类探求自然奥秘的追求,更是人类汲取资源、保障自身安全的基本需要。近百年来,各国的地球科学家一直不断地进行探索,我国科学家也意识到必须开展中国的地球深部探测计划,才能解决面临的重大资源环境问题,才能全面实现地球科学的创新和发展。最近,国家启动“深部探测技术与实验研究”专项（英文简写SinoProbe）,标志了我国地球科学的深部探测计划拉开帷幕。该专项（2008~2012）年总体任务是,为全面开展我国地壳探测工程做好关键技术准备,解决关键探测技术难点与核心技术集成,形成对固体地球层圈立体探测技术体系;在不同自然景观、复杂矿集区、含油气盆地深层、重大地质灾害区等关键地带进行试验、示范,形成若干深部探测实验基地;解决急迫的重大地质科学难题,部署实验任务;实现深部数据融合与共享,建立深部数据管理系统;积聚、培养优秀人才,形成若干技术体系的研究团队。     

欧亚大陆积雪分布及其类型划分

利用1966-2012年欧亚大陆1152个地面气象台站积雪深度资料,对欧亚大陆积雪深度、累计积雪天数和连续积雪天数的空间分布进行了分析,以连续积雪天数为标准对欧亚大陆季节性积雪类型进行了划分,并与应用累计积雪天数对积雪区类型的划分进行了比较研究. 结果表明：欧亚大陆积雪分布具有显著纬度地带性特征,积雪深度、累计积雪天数和连续积雪天数的大值分布区均位于俄罗斯平原的东北部、科拉半岛、西西伯利亚平原、中西伯利亚高原以及俄罗斯远东北部大部分区域. 与累计积雪天数划分方法相比,利用连续积雪天数对欧亚大陆季节性积雪分区,在前苏联地区积雪类型分区差异并不显著,但蒙古和中国的稳定积雪区明显缩减,青藏高原无稳定积雪区,中国大部分地区为非周期性不稳定积雪区. 两种积雪分区划分方法比较结果显示,连续积雪天数划分方法更能体现积雪累积的连续性和持久性,更符合对稳定积雪和不稳定积雪的划分标准.