板块构造贯穿太古宙的地质证据:来自太古宙古板块边界的记录

正"板块构造何时启动"是当今地球科学领域最重大科学问题之一.不同领域学者基于地质学、地球化学、数值模拟和纯粹猜想等多方证据及约束条件提出多种理论假说.近期,针对这一重大科学问题和热点话题,Timothy M.Kusky等3位长期从事全球大地构造,尤其是前寒武纪大地构造研究的学者根据多年在全球不同时代克拉通、汇聚板块边界和造山带的研究和地质实例,在《Journal of Earth Science》发表了     

武当地区武当岩群变火山岩原岩性质及其构造环境研究

武当岩群中的变火山岩类经历了海水蚀变和区域变质的改造,其岩石学特征和化学成分发生了较大变化。不活动组分的研究表明,武当岩群中的变基性火山岩属拉斑玄武岩浆系列,原岩为玄武岩类;变酸性火山岩属钙碱性岩浆系列,原岩为流纹岩类,后者是前者结晶分异的产物。它们的地球化学特征具岛弧火山岩的性质,形成于岛弧环境。     

琼中古-中元古代变基性火山岩地球化学特征及其地质意义

琼中古—中元古代抱板岩群斜长角闪(片麻)岩为高钾变基性-中基性火山岩。化学成分上具有富钾(K2O/Na2O值大于0.6)、高铝(Al2O3含量高于15%)和低钛(TiO2含量低于1.3%)等特点。岩石的K、Rb、Ba、Th等大离子亲石元素和轻稀土元素明显富集,LREE/HREE值较高,并具有显著的Ta、Nb、Ti负异常。微量元素和Sm、Nd同位素特征表明,琼中变基性火山岩岩浆源区偏离原始地幔,并且未受成熟地壳物质的明显污染,它们是俯冲消减带上部陆弧区地幔楔受俯冲洋壳析出的流体和硅酸盐融体交代作用后部分熔融的产物。古—中元古代时期,海南地块可能经历了由拉张到挤压的地球动力学转变,早期拉张阶段形成琼西洋脊型和过渡型拉斑玄武岩,中晚期则形成与洋壳俯冲作用相关的琼中岛弧型高钾钙碱性玄武岩,这一过程可能与华南大陆的裂解及随后洋壳向华夏古陆的深俯冲作用有关。     

云开造山带强过铝深熔花岗岩地球化学、年代学及构造背景

云开造山带条带—眼球状(环斑)深熔花岗岩(含紫苏花岗岩)地球化学和年代学的研究表明,绝大多数花岗岩的A／ CNK>1．1,CaO／Na2O=0．62-1．61(平均0．94,大于0．3),Al2O3／TiO=16．6-60．6(平均23．68),高场强元素Ta、Nb、Zr 亏损,具大陆边缘俯冲-碰撞造山带后碰撞构造环境强过铝(SP)高钾钙碱性-钙碱性花岗岩的特征,紫苏花岗岩和片麻状含榴黑云二长花岗岩Al2O3／TiO(平均17．82)明显低于条带-眼球状(环斑)黑云二长花岗岩Al2O3／TiO(平均29．55),显示其形成温度更高,并具A型花岗岩的演化特征．而且从高钾钙碱性条带-眼球状(环斑)黑云二长花岗岩到钙碱性紫苏花岗岩、片麻状含榴黑云二长花岗岩,形成时代由(465±10)Ma、(467±10)Ma变为(435±11)Ma、(413±8)Ma,表明扬子板块与华夏板块在加里东期发生了洋—陆俯冲—碰撞造山和后碰撞的伸展—拆沉—底侵岩浆岩作用,并且后期又经历了海西—印支期挤压抬升和伸展揭顶作用的改造,这也为华南存在加里东期扬子板块向华夏板块的洋-陆俯冲-碰撞造山提供了重要证据．     

云开地区蛇绿混杂岩的发现及意义

沿信宜罗罅、茶山、罗定贵子和高州云炉一带,首次发现呈弱东－北北东向展布的蛇绿混杂岩（蛇纹石化橄榄岩、堆晶辉长岩和变基性火山岩）,其中变基性火山岩（斜长角闪岩）,具N－MORB和E－MORB型特征,推测蛇绿岩形成于元古宙,这一发现对于认识华南大陆构造演化,特别是罗迪尼亚超大陆的增生和裂解,具有重要意义。     

金刚石及相关矿物岩石—大陆深部地幔成矿及动力学的重要示踪体

本文系统介绍了大陆深部地幔成矿及动力学信息的重要载体－金刚石及其相关矿物岩石的一些重要研究进展,并对大陆深部地幔成矿及动力学研究及有关领域发展趋势进行了评述。     

华南大容山-十万大山花岗岩体中石榴石成因以及麻粒岩包体变质作用研究

根据石榴石不同的结构和化学特征,在大容山-十万大山岩套旧州岩体中共识别出四种不同成因类型的石榴石:岩浆型、转熔型、变质型和由于上升岩浆中溶解-再沉淀机制导致的从转熔型向岩浆型转变的过渡型石榴石.由于含不同的微域矿物组合,麻粒岩包体被分为两类.根据微区矿物组合识别,变质期次确定和变质反应分析,结合矿物化学和相平衡模拟计算,得到了两类麻粒岩包体内不同矿物组合的温压条件.麻粒岩包体源区的温压条件为800 ～ 830℃和7.2～8.0kbar,以含石榴石的矿物组合为代表,反映了源区部分熔融作用的晚期阶段.岩浆上升过程中石榴石或黑云母首先反应形成了Opx+ Crd反应边组合,温压条件为810～860℃和4.6～5.2kbar.花岗岩中岩浆型堇青石的形成也可能基本与此同期.进一步减压在850℃和3.1～3.8kbar时形成了Spl+ Crd组合.综合这些数据可以确定一条顺时针的P-T轨迹以减压为主但伴随轻微的升温,随后为一个近等压冷却过程.这是由寄主花岗质岩浆上升和侵位造成的.本研究与有效的年代学资料相结合,暗示了花岗质岩浆和麻粒岩包体是下地壳源区部分熔融的结果,形成时代为250～ 260Ma,可能受到了同期峨眉山地幔柱的热影响.     

广西大黎铜钼矿石英二长(斑)岩年代学、地球化学特征及其地质意义

大黎石英二长(斑)岩岩体出露于广西壮族自治区大瑶山地区藤县大黎镇南部一带,LA-ICP-MS测得石英二长岩和石英二长斑岩的U-Pb年龄分别为(102.8±0.9)Ma和(101.7±1.2)Ma。岩体SiO2含量为60.09%～62.91%,Na2O和CaO的含量分别为2.90%～3.08%,3.32%～4.35%,A/CNK=0.83～0.93,均小于1.0,100Fe3+/(Fe3++Fe2+)的值为37.76～42.93,里特曼指数σ变化范围为2.94～3.07,属于钙碱性、准铝质花岗岩系列。稀土元素总体显示轻稀土元素富集,轻、重稀土元素分馏明显,总体呈具有弱Eu异常右倾的稀土配分模式。微量元素总体显示相对富集Rb、Th、U、K、La、Ce、Pb等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。综合分析表明,大黎石英二长(斑)岩为壳幔混合源I型花岗岩;结合区域构造演化历史,认为大黎石英二长(斑)岩是燕山晚期早白垩世晚期后碰撞阶段张性构造环境的产物,与印度板块在该时期北移所引起的古太平洋板块高角度俯冲所导致的弧后拉张有关。通过论述区域构造演化,探讨该岩体的基本属性、成因、形成环境,分析了有利成矿条件:①I型石英二长(斑)岩为有利的成矿母岩;②矿区具有相对较高的Cu、Mo、Pb、Sn成矿元素背景值;③研究区的深大断裂和井字形断裂系统是控矿的有利地质构造。推测本矿区斑岩型铜钼矿的成矿年龄与成岩年龄基本一致,为100Ma左右的早白垩世晚期。     

海南岛中新元古代花岗质岩类的成因及其构造意义

报道了海南岛中新元古代(~1000Ma)花岗质岩类的地球化学和Sm、Nd同位素分析结果。海南岛中新元古代花岗岩类属于钙碱性系列,具有富硅(SiO2含量为67.78%~75.04%),准铝或弱过铝(A/CNK=0.96~1.08),低Mg#值(0.24~0.44)及较低Cr(5.82~13.42μg/g)、Ni(2.74~7.23μg/g)含量,强烈亏损Y(2.85~13.70μg/g)和HREE(Yb为0.26~1.22μg/g),以及较高的Sr/Y(23.75~173.38)和La/Yb(32.11~88.12)比值等特点,类似于TTG或低Mg埃达克岩。结合其低的正εNd(t)值特征,可以认为海南岛中新元古代花岗岩类是底侵玄武质下地壳部分熔融形成的,源区残留相以石榴子石为主,并可能有少量角闪石,其源岩很可能是古中元古代高钾和低Cr、Ni的斜长角闪岩。海南岛中新元古代花岗岩类形成于格林威尔造山作用晚期,这一结果支持华南统一大陆形成于~1000Ma的观点。     

秭归地区震旦系陡山沱组碳酸盐岩结核成因新认识及其地质意义

扬子克拉通秭归地区震旦系陡山沱组第四段黑色泥页岩中广泛发育具明显δ13C负异常的碳酸盐岩结核,其是否与古甲烷天然气水合物渗漏有关值得深入研究.对该碳酸盐岩结核开展的沉积结构构造、岩相学和地球化学研究表明,碳酸盐岩结核具典型韵律环带结构,普遍发育有亮晶球体结构、草莓状黄铁矿,以及与渗漏系统有关的凝块组构,δ13C具明显负异常(-5.65‰~-6.76‰),U、Mo元素强烈富集(U_EF=8~26,Mo_EF=99~320),Y/Ho比值为31.05~37.31,稀土配分型式为平缓左倾,主微量元素K、Sc、V、Cr、Co、Ni、Rb、Sr、Ba、Th、U和Mo等总体显示为缺氧-硫化环境,与冷泉碳酸盐岩的形成环境和特征一致.碳酸盐岩结核环带SiO₂、MgO、CaO、CO₂等地球化学元素含量呈阶段性连续增减变化,显示碳酸盐岩结核形成经历了初始形成、成岩-交代、成岩后改造3个连续演化阶段.据此,提出碳酸盐岩结核是新元古代末噶斯奇厄斯冰期(582~551 Ma)结束温度回暖,黑色泥页岩中低温封存固态天然气水合物发生分解释放和成岩-交代形成的冷泉碳酸盐岩结核,也是古天然气水合物存在的重要地质记录和标志,这一新认识为华南扬子克拉通在震旦系和下古生界沉积盖层中寻找页岩气(甲烷天然气)储集层位提供了重要地质依据.