青藏高原形成演化研究回顾、进展与展望

青藏高原形成演化涵盖了前身的东特提斯地质构造演化、新生代地质构造演化和高原隆升对气候环境演变的制约,它不仅包含有关全球构造的空间格局、运动状态的历史记录,而且也留下了青藏特提斯洋陆转换、盆山转换构造体制的时空结构、运动形式和发展变化的地质遗迹。所以青藏高原是研究全球构造的窗口,被自然科学工作者誉为解决地球动力学的一把钥匙。自20世纪60年代以来,特别是1979年以来我们先后开展了青藏高原地质构造演化、系列编图及综合集成等研究工作。本文以认识现今青藏高原地质历史各阶段重大地质构造事件的结构组成和演化为主线,回顾了40年来历次重大青藏高原基础地质研究过程,系统总结了青藏高原新生代隆升过程、碰撞构造效应,以及东特提斯地质调查研究中一系列重要新发现、新进展、新成果,并对相关研究成果和新发现进行了简要的归纳梳理。在此基础上,就青藏高原形成演化模式、科学理论与学术争论观念层次上的问题,以及关键的基础地质问题等方面进行了讨论与展望。     

寒冻风化控制的祁连山风化碎屑的空间分布

寒冻风化是冰缘地貌区及高寒山区的主要物理风化过程,其提供的风化碎屑物质是该区域崩塌等灾害性地貌过程的主要物质来源。由于寒冻风化对基岩的破碎是由温度控制的累积过程,过去温度变化对地貌演化具有重要意义,但其时间尺度的选取尚需进一步探究。因此本文选取祁连山北部为研究区,通过对比分析风化碎屑的空间分布特征与不同时间尺度温度变化控制的平均寒冻风化强度的空间分布特征,探讨干旱半干旱高寒山区风化碎屑空间分布的主要控制因素。结果显示,万年尺度及十万年尺度平均寒冻风化强度的高值与风化碎屑边界存在较好的空间一致性,祁连山西段万年尺度平均寒冻风化强度的高值与风化碎屑边界的空间相关性优于十万年尺度。本研究同时指出,温度升高导致寒冻风化的作用区向高海拔区域移动,进而产生新的高风险灾害区域。本研究强调寒冻风化对灾害性地貌过程的调控作用,为全球变暖背景下灾害性地貌过程的预测提供了新的思路,可以成为防灾减灾决策的重要参考。     

冈底斯成矿带西段则不吓铅锌矿床钾长花岗斑岩年代学、地球化学及地质意义

则不吓铅锌矿床位于冈底斯成矿带西段,西藏谢通门县境内,矿区发育大量钾长花岗斑岩,其与铅锌成矿存在密切联系。通过对其开展岩石学、LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究,探讨区内钾长花岗斑岩岩石成因、侵入时代及其与铅锌成矿之间的关系。岩石地球化学结果显示,钾长花岗斑岩具高硅、富钾而贫镁特征,A/CNK值介于1.08～1.38之间;REE具有较明显中等负Eu异常,总体呈现右倾的轻稀土富集特征,微量元素富集Rb、K、U、Th、Pb等大离子亲石元素,而Ba、Sr和Nb、Ta、Ti、P等高场强元素相对亏损。岩石地球化学研究表明钾长花岗斑岩属分异的S型花岗岩。锆石U-Pb测年结果显示,钾长花岗斑岩侵位年龄为14.18±0.15 Ma,系中新世岩浆作用产物,与印度—亚洲大陆碰撞后伸展背景下的引张构造有关,并与冈底斯成矿带中新世大规模斑岩侵位时代和相关斑岩型铜（钼）矿化时代一致,可能具有相同的成岩成矿环境,这为在该成矿带西段寻找与斑岩有关的铅锌矿床提供了参考。     

Tectonic evolution of the Late Paleozoic Early Mesozoic orogenic belt in the eastern segment of the northern margin of the North China Block: Evidence from meta volcanic rocks of Jianshanzi,northern Liaoning ProvinceSCIEI北大核心CSCD

LA-ICP-MS U-Pb dating, whole -rock geochemistry and Hf isotopic analyses for the Jianshanzi volcanic rocks in the Kaiyuan area are presented to explore the Late Paleozoic -Early Mesozoic tectonic evolution history of the eastern segment of the northern margin of the North China block. The detailed research indicates that the protolith of Jianshanzi metamorphic volcanic rocks includes rhyolite, dacite and andesite, they are calc-alkaline series and metaluminous-weak peraluminous rocks. According to the zircon U-Pb dating, the metamorphic rhyolite and metamorphic andesite formed in the Late Permian (256. 1 +/- 1. 5Ma, 252.4 +/- 1. 7Ma) and the Late Triassic (222. 4 +/- 1. 8Ma, 227. 9 +/- 1. 2Ma), respectively. They are characteristized by enrichment in light rare earth elements and large ion lithophile elements, and depletion of heavy rare earth elements and high field strength elements. Metamorphic rhyolite has an obvious negative Eu anomaly with epsilon(Hf) ( t) values of 10. 83 + 8. 10 and the second -stage model are 698 similar to 1967Ma. They are mainly due to the partial melting of the juvenile basaltic lower crust and the contamination of a small amount of ancient crustal materials. Metamorphic andesite has no obvious Eu anomaly, and the epsilon(Hf)( t) value and the second -stage model are +4.54 similar to + 6. 79 and 825 similar to 968 Ma, which may be the product of partial melting of basic lower crust. There are two periods of magmatism in Jianshanzi volcanic rocks: Late Permian -Early Triassic (247 similar to 256Ma) and Late Triassic (similar to 225Ma). The material composition of the Jianshanzi volcanic rocks is characterized by different times and different tectonic backgrounds. It is comprehensively believed that the eastern segment of the northern margin of the North China block was in an active continental margin tectonic environment during the Permian, and the Palaeo-Asian Ocean subducted in both directions; Mantle -derived magma ascends and emplaces, forming a nascent crust and causing crustal thickening. The Paleo-Asian Ocean finally closed in the early Middle Triassic, and the impact of collisional orogeny may have continued until the early Late Triassic.     

克拉通边缘岩石圈金属再富集与金-钼-稀土元素成矿作用

克拉通是大规模成矿的重要构造环境,其边缘产出了众多世界级规模的金、钼、稀土元素矿床。然而,克拉通如何控制巨型矿床的形成与分布尚不十分清楚。文章基于作者和前人的研究成果,探讨了扬子和华北克拉通岩石圈早期金属富集与后期金属活化问题。在全球范围,多数克拉通在其形成之后长期保持稳定,但部分克拉通(如华北、扬子)在克拉通化之后又经历了早期(元古代)增生与晚期(中生代—新生代)改造。在克拉通化及其之后,处于克拉通边缘的大洋岩石圈或克拉通块体间的有限洋盆发生板片俯冲,释放出含金属组分(REE、Cu、Au)的富CO2流体,交代亏损的大陆岩石圈地幔(SCLM),并使之发生交代和金属再富集。俯冲诱发的弧岩浆在大陆下地壳底侵可形成新生下地壳,伴随着少量硫化物的堆积而发生金属(Au、Cu)再富集。由于克拉通相对稳定,新生下地壳在进变质脱水过程中仍能保存部分金属,释放的(含Au)变质流体很可能被封存或固结在地壳的某个部位。在克拉通破坏改造期,软流圈上涌改变克拉通SCLM热结构并诱发其部分熔融,产生富REE的碳酸岩熔体和富水的基性岩浆(如煌斑岩)。前者在浅部地壳侵位并出溶成矿流体,形成碳酸岩型REE矿床;后者在深部地壳脱挥发分(H2O+CO2),诱发新生下地壳重熔和含Au硫化物(和/或含Au流体囊)活化,形成富Au岩浆系统或流体系统。这些深地壳熔/流体沿克拉通边界或岩石圈不连续运移至上部地壳,岩浆系统直接出溶成矿流体,形成以斑岩体为中心的斑岩型Au矿,含Au富CO2流体流沿断裂网络系统活动并沉淀金属,形成石英脉型和蚀变岩型Au矿。伴随克拉通破坏改造,克拉通边界断裂或基底断裂重新活化,并诱发古老下地壳熔融,产生含Mo岩浆系统。这个理论框架不同于已有的造山带成矿理论模式,它解释了克拉通边缘异常富集Au、Mo、REE矿床及其成矿规律,可用于类似克拉通地区的成矿预测。     

五台山蒋村地区四集庄组——对滹沱群时代的再限定

滹沱群是华北最典型的古元古界地层之一,限定其时代对建立早期地层年代格架和探讨华北早前寒武纪地质演化过程意义重大。本文对五台山地区蒋村镇附近的滹沱群地层进行了详细研究,从与蒋村砾岩中石英斑岩砾石相同的基岩中选取了2件石英斑岩样品,并获得其锆石U-Pb年龄结果分别为(2166±17)Ma和(2138±17)Ma。据此,限定蒋村地区碎屑沉积岩时代应小于2138 Ma。结合四集庄组底部发育厚层的砾岩和区域内2.2~2.1 Ga岩浆事件,我们进一步认为滹沱群底界年龄为~2.2 Ga。由于滹沱群豆村亚群和东冶亚群经历了同期褶皱变形作用,而侵入于蒋村四集庄组未变形正长花岗岩脉的锆石U-Pb年龄结果为(1816±18)Ma。因此,本文限定豆村亚群、东冶亚群的时代为2.2~1.82 Ga。石英斑岩中锆石Lu-Hf同位素分析结果为176Lu/177Hf为0.000717~0.002239,176Hf/177Hf为0.281399~0.281563,其176Hf/177Hfi为0.281315~0.281496和εHf(t)为–3.37~4.11,变化范围较大,初步认为其源自于新太古代早期上地壳的部分熔融并有地幔物质添加。     

准噶尔盆地西北缘三叠系地层格架的建立——来自岩性、地震、测井及地化方面的证据

准噶尔盆地西北缘三叠系一直是我国重要的油气攻关层位,然而其地层发育情况却长期存在争议,尤其是精细层位划分以及内部是否存在不整合界面的问题。本次研究结合了前人研究成果、岩性、测井、地震资料,并以野外露头研究为基础,通过对深底沟—大侏罗沟、花园沟、黑油山沟、吐孜沟、水库沟5条野外剖面的考察,识别出各类标志层以及J/T、T/C、T3/T2、T2k2/T2k1、S6/S7界线,认为三叠系内部并不缺失S2、S3(砂组,位于T2k2),并可区分出此二层位,随即建立起多个野外剖面的时空对应关系;此外,本次研究还通过不同岩性岩石测井响应特征将下三叠统划分为3段6砂组,将上三叠统划分为3段7砂组,将中三叠统则更细划分为2段7砂组14小层,并通过元素地层学方法对层位进行了局部检验。     

一种图像自动拼接方法的研究

以关键帧作为待拼接图像,为了减少图像间的扭曲和变形,保证图像整体关系的正确性,减少误差的累积传播,得到最佳的拼接结果,本文采用三种技术来提高图像自动拼接的精度。首先,通过摄像机标定实现关键帧的矫正;其次,采用基于Harris和SURF算法完成特征点的匹配;最后,在特征匹配的基础上进行光束法平差得到高精度的图像参数。实验结果表明,此方法稳定可靠,拼接精度高。     

胶西北地区北截金矿闪长玢岩锆石SHRIMP年龄及其地质意义

山东省招远市北截金矿是胶西北地区发现较早的金矿之一,主要赋存于严格受NEE向断裂控制的黄铁绢英岩化蚀变带内,是典型的破碎带蚀变岩型金矿。本文通过对矿区内切穿矿体的闪长玢岩、郭家岭序列下属北截岩体的地质背景和SHRIMP锆石U-Pb年代学研究,得出闪长玢岩形成年龄为117±2Ma,北截岩体形成年龄为129±1Ma,限定北截金矿成矿年龄在117~129Ma之间,属早白垩世。锆石样品中测得Ar_3、Z、J_3等多个期次的继承锆石年龄,表明北截岩体和闪长玢岩形成过程具有多重继承演化性。根据同源岩浆的成岩成矿时间差及岩体与金矿的空间位置,判断郭家岭序列与金矿关系更为密切。讨论了胶东金矿的成矿期次和构造环境,认为其形成于俯冲造山带的弧后伸展环境,其形成与演化受中生代以来中国东部岩石圈大规模减薄、地幔上涌或陆缘裂谷的影响,最终成因可能与地幔柱有关。     

西藏日土地区弗野岩体的成因——锆石U-Pb年龄及Hf同位素约束

班公湖—怒江成矿带西段日土—多龙地区为一条燕山期岩浆弧,已相续发现多处大、中型矿产,具有良好的成矿地质条件。弗野岩体位于该岩浆弧西侧,岩性以闪长岩和闪长玢岩为主,蚀变较强;微量元素原始地幔标准化后亏损Ba、Nb、Ta、Sr和Ti,富集Th、U和Pb;稀土元素球粒陨石标准化后表现出整体向右缓倾,显示负Eu异常;D1046和D1049两件样品的锆石LuHf同位素结果显示,εHf(t)主要集中在-5.2~-12.2区间,TDM1模式年龄介于0.98~1.28Ga之间;锆石206Pb/238U年龄加权平均值分别为119.06±0.48Ma和120.03±0.68Ma,均形成于早白垩世中期。结合岩石地球化学特征判断其属于I型花岗岩类,源区物质来源于幔源物质和下地壳物质。根据该岩浆弧带的岩体特征判断,班公湖—怒江特提斯洋至少在中侏罗世已经开始了向北的俯冲作用,且在早白垩世这种向北的俯冲作用仍在持续。