辽西及邻区中-新生代火山岩的时空对称分布及其启示

辽西中生代火山活动之后,老第三纪、新第三纪和第四纪玄武岩的喷溢依次向东、西两侧对称扩展,其范围从内蒙古阿巴嘎至辽东宽甸,长800km。相应地,火山岩从中-酸性的粗面质岩石变成碱性玄武岩,表明岩浆来源越来越深。Sr-Nd同位素特征显示从白垩纪末到第四纪,岩浆源区从EMI型富集地幔转向亏损地幔。根据火山岩时空对称分布的格局,本文提出了两个值得深入研究的问题:大陆板块与大洋板块的扩张与增生方式为什么不同?辽西乃至中国东部有小型地幔柱存在的可能性吗?     

内蒙古宁城早中生代地幔捕虏体及熔/流体交代作用

内蒙古宁城地区发现的尖晶石二辉橄榄岩捕虏体,其寄主岩为早中生代堆晶成因的辉石岩。尖晶石二辉橄榄岩在矿物组成和Sr、Nd、Pb同位素特征等方面区别于寄主辉石岩,具有地幔岩特征。相对原始地幔岩,尖晶石二辉橄榄岩具有Fe高,Mg、Al低,富集K、Na、Ca、LREE和Rb、Sr、Ba、Th等不相容元素的特征,据此可以认为捕虏体来源于交代的富集地幔。对熔/流体交代反应形成的结构及其交代矿物金云母、韭闪石、白云石、方解石的进一步研究,揭示富K、Al、Ca、LREE和不相容元素的硅酸质和碳酸质熔/流体的交代作用致使地幔岩向不断饱满和富集的趋势演化,导致地幔岩Mg#值、Fo值的降低,Al和其他不相容元素的增高。单斜辉石环带原位微量元素测定也证实交代作用的存在。剪切结构的发育可能与软流圈底辟体上涌引发的塑性流变有关。联系华北古老岩石圈地幔多次的地质事件,笔者认为,早中生代地幔的特征与华北克拉通长期以来自身的深部演化有关。     

中生代大兴安岭的隆起——一种可能的陆内造山机制

本文将大兴安岭中生代地表地质演化,与地壳、上地幔、软流圈不同深部的构造特征结合起来,反演大兴安岭的演化过程:从早中生代底侵作用开始,经过晚中生代的大量壳幔混合岩浆侵位-喷发,大兴安岭完成了造山第一阶段的陆壳增生过程,早白垩世伴随大兴安岭的快速隆升和两侧盆地的沉降,形成了盆-岭构造,完成了造山第二阶段的隆升过程。作者通过大兴安岭的这一独具特色的造山作用,提出陆内造山的一种可能的机制,即伸展造山,同时对陆内造山区别板缘造山的复杂性提出了初步的认识。     

辽西中生代的壳幔过渡带的形成、破坏与改造

利用火成岩及其携带的捕虏体的岩石学、年代学等研究成果,反演辽西中生代时期的壳幔相互作用,重塑这时期的壳幔边界组成。对应于中生代活跃的壳幔相互作用,辽西义县-北票一带理论上应该存在一个发育的壳幔过渡带。然而现今的各种地球物理研究显示辽西的莫霍面是清晰的间断面,其上、下地震波速变化从6.5～6.7km/s 截然变成8.0～8.1 km/s。壳幔过渡带到那里去了?围绕这一问题,本文依据火山岩及其捕虏晶的研究,探讨了在软流圈底辟体上涌背景下,壳幔过渡带被破坏和改造的原因。最后从演化角度将辽西与张家口和西藏高原的壳-幔边界进行了比较。     

内蒙古早二叠世构造古地理的再造

针对近年来关于内蒙古中部早二叠世古亚洲洋存在和向南北两侧大陆俯冲的观点,本文通过构造古地理图的编制,结合早二叠世沉积岩相、古地理、生物组合、陆源碎屑以及烃源岩的讨论,认为中亚陆块和华北克拉通之间晚古生代存在的是陆壳基底之上发育的陆表海和裂陷槽,而不是大开大合的大洋。我们的研究揭示了该区的演化过程。早二叠世早期伴有强烈火山喷发的沉积作用受到三条近东西向分布的同沉积裂陷槽的控制,由北向南,其滨-浅海相的沉积-火山岩厚度分别8000m;5000m和2900m,显示基底为不稳定的裂陷槽。沉积作用受到深断层控制的观点得到本区深部地球物理探测资料的佐证。早二叠世早期沉积岩以粗碎屑岩为主,其中成熟度低的硬砂岩、长石砂岩分布广泛。此外,从陆源碎屑的组分和来源可见,蚀源区具有新生陆壳的组成,近源沉积物具有快速堆积的特征。早二叠世晚期沉积岩为夹有灰岩透镜体的炭质粉砂岩、板岩。由于海相暗色泥岩有机质丰度的提高,形成分布于前三角洲,浅海,半深海的烃源岩(R0值=1.01%~3.67%)。上述沉积组合反映了陆壳成熟度不断提高,构造活动性减小,陆表海逐渐萎缩的特征。本区早二叠世的古生物以腕足类、珊瑚、、苔藓类为主,这一生物组合形成于滨-浅海环境,其中珊瑚大多生活在低潮线以下温暖清澈的水域——几米至50米的滨-浅海区。植物化石及碎片的存在反映海陆交互相的环境。早二叠世晚期本区生物已经混生,主要以北极区生物为主,以Spiriferella为代表的腕足动物群到处可见,但也混有暖水型的分子,如Richtofenia,Enteletes等。生物混生现象暗示早二叠世之前板块已经拼合,不存在深海洋盆。根据毛登地区哲斯组放射虫和菊石、螺、双壳类及植物化石共生的事实,作者认为放射虫可以生活在不同深度的水体中,不能作为深海大洋存在的确切证据。本区的岩浆作用具有以下特点:早二叠世大石寨组双峰式火山岩(281~270Ma)的玄武岩岩浆来自亏损地幔,在岩浆上升过程中受到地壳物质的混染(ISr=0.7024~0.7069,εNd(t)=-3.6~+7.9)。同期的碱性花岗岩和大型基性岩墙群(299~263Ma)呈带状展布在大型地堑带中,它们也具有幔源岩石的Sr-Nd同位素特征:εNd(t)=3.0~5.4,ISr=0.7053~0.7088,εHf(t)=-2.7~2.4。从区域构造演化的背景上看,本区岩浆活动与蒙古境内同期的裂谷型岩浆活动(双峰式火山岩和过碱性的深成岩)一致,均属于伸展背景下受裂陷槽控制的岩浆作用,而非挤压体制下与俯冲作用相关的的岩浆作用。本区晚古生代宝力格裂谷带与蒙古的戈壁-天山裂谷带联接为一条延伸数千千米规模的大陆裂谷带,清楚地显示了中亚造山带自石炭-二叠纪以来在伸展构造的背景下进入新陆壳演化的阶段。     

燕山地区早中生代陆壳的改造:兼论印支运动

文中结合近年的研究成果,从玄武质岩浆的底侵作用及壳幔岩浆的混熔作用、地壳不同深度层次的变形-变质、地表的隆升-剥蚀与沉积-建造等方面,由深到浅阐明华北克拉通北缘中段印支期不同圈层的地壳运动。通过研究区晚三叠世和早白垩世火成岩εNd(t)-ISr同位素特征的对比,认为晚三叠世出现的新构造格局是从深部启动的,是对全球深部构造格局转折的响应。深部构造热活动引起地壳加厚以及均衡状态的破坏,并导致断块的差异隆升,是一次陆内造山作用,有别于传统意义上的挤压造山运动。地幔物质与热输入的结果使华北岩石圈从早中生代开始了改造过程。     

黑龙江省氢气释放与地震及断块构造关系的探讨

通过对2009年安达M4.5级地震成功的预报,进一步认识到将H2浓度的异常变化与断层背景研究结合,并配合区域其他异常的检测可以作为地震预报的一种手段。结合不同深度的地球物理资料,讨论了黑龙江省的断块构造、中新生代断裂以及深部软流圈上涌的构造背景。将近年来地震分布、局部收集的土壤气体浓度资料与断层相结合,展示它们的内在联系。同时还引入GPS水平矢量显示中蒙东部构造区块现今向东的伸展蠕散运动的研究成果,用此解释研究区断裂活动的特征,并且指出这有别于中国西部地区地震活动的特征。     

喀喇沁橄榄石斑晶中流体包裹体的组分特征及其构造意义

利用激光拉曼光谱测定了内蒙古东部喀喇沁地区坡基橄岩橄榄石斑晶中的原生流体包裹体的成分,发现其主要由ＣＯ２、ＣＯ、Ｈ２Ｏ、Ｎ２、Ｈ２Ｓ、ＳＯ２、芳香族碳氢化合物及少量络阴离子团组成。本文认为,此火山岩的橄榄石斑晶中捕获的流体包裹体在一定程度上反映了地幔流体的成分。通过与河北汉诺坪地幔岩石捕虏体中的流体成分进行对比,认为华北克拉通中、新生代地幔流体成分变化不大,它们均形成于软流圈（层）上涌、岩石圈伸层     

地幔中水的研究进展

地幔中的水水地地幔地球化学动力学、地球物理场有着重要的影响,而且对认识地内部挥发分的再循环以及整个行星地球的演化均有着关键性的科学意义。简要评述了一领域的研究进展,介绍了地幔中水的赋存状态,位置及其影响因素,并初步估算了地幔中水的含量     

中亚褶皱区构造演化问题———俄罗斯学者近年研究成果评价

摘　 要　 俄罗斯地质学者把中亚褶皱区划分为两类构造区：镶嵌构造区和线状构造区。近年 来的研究认为前者是由于陆缘增生作用而形成的,增生作用发生于晚里菲,中—晚寒武世, 中—晚奥陶世和中—晚志留世;后者包括华力西和印支褶皱带,是大陆碰撞的产物。镶嵌构 造区和线状构造区的演化分别与古亚洲洋和古特提斯洋有关。由于对我国地质文献缺乏较全 面的了解,他们的某些结论例如内蒙古洋在晚古生代到早中生代的存在和古亚洲洋的性质及 演化等问题都是不妥的,作者将对此进行讨论。