北大巴山志留系滔河口组碱质斑状玄武岩的岩浆源区及形成环境——来自全岩和辉石斑晶地球化学的约束

北大巴山志留系滔河口组火山-沉积地层发育有粗粒玄武岩、细粒玄武岩、杏仁构造玄武岩和枕状玄武岩四种斑状玄武岩相。它们都属于碱性玄武岩,并具有相似的地球化学特征,富Ti、贫Si,富集大离子亲石元素(LILE,如Th、Rb、Ba)和LREE,轻重稀土分异明显。稀土和微量元素标准化配分型式具有与洋岛玄武岩(OIB)类似的特征。斑晶主要属于单斜辉石族中的次透辉石-透辉石,具有与全岩相似的微量和稀土元素配分形态,表明四种玄武岩相由同一岩浆源区形成。由单斜辉石-熔体平衡温压计计算获得的初始岩浆深度大于67.65km,表明岩浆源区来自地幔。岩浆在上升过程中在39.93～67.65km、14.52～20.46km、4.62～9.24km三个深度范围发生了储积结晶,最后喷出到地表分别形成粗粒玄武岩、细粒和枕状玄武岩、杏仁构造玄武岩。粗粒玄武岩中富含金云母表明岩浆源区遭受了富不相容元素流体的交代作用。玄武岩全岩、单斜辉石地球化学特征以及火山-沉积序列共同表明,滔河口组碱性玄武岩形成于大洋板内环境。     

南秦岭白水江群变基性火山岩块体的形成时代及其地球化学特征

在南秦岭白水江群大堡组中出露的变基性火山岩块体,高精度锆石SHRIMPⅡ U-Pb定年测得年龄值为778Ma、771Ma和667Ma。岩石地球化学分析结果表明具有较高含量的TiO₂和P₂O₅,属于亚碱性玄武岩和碱性玄武岩。轻稀土富集、无δEu 异常,富集大离子亲石元素,无明显的Nb-Ta-Zr-Hf等高场强元素异常,以及具有较低的正ε_Nd(t)(1.13~4.61)值,其特征与来自于富集地幔源区的洋岛玄武岩(OIB)相似,结合在白水江群中发现的早古生代洋岛型玄武岩,揭示了在新元古代和早古生代期间南秦岭地区存在着古洋盆。因此,综合在白水江群基质和不同岩块中获得的最新研究成果,以及勉-略混杂带中的资料,表明南秦岭增生杂岩最终形成于晚古生代。     

广西那坡盆地火山岩-碳酸盐岩混杂型滑塌堆积:特殊的弧前域构造指相标志及其大地构造意义

本文详细调查揭示,位于中越边境地区的那坡弧前盆地北部边缘发育17处滑塌堆积,有些表现为火山岩-碳酸盐岩块混杂型滑塌堆积,即由火山岩滑塌块体和碳酸盐岩滑塌块体无序堆积而成;有些只是具软沉积变形特征的薄层碳酸盐岩滑塌块体;还有些是砂屑灰岩滑塌块体与碳酸盐岩(或钙质)浊积岩组合以及单一的碳酸盐岩浊积岩或碳酸盐岩碎屑流。碳酸盐岩质块体流和碎屑流一般夹于大型或巨型滑塌块体间,而碳酸盐岩(或钙质)浊积岩和块状砂岩等一般发育于滑塌堆积的远端,有的覆盖于滑塌块体之上。无论是时代还是地球化学组成,滑塌堆积中的具枕状构造的火山岩块与盆地北侧富宁县架街一带的早-中三叠世弧火山岩完全一致。具软沉积变形特征的薄层碳酸盐滑塌岩块中发育有厚30cm左右的风暴沉积层,暗示这些滑塌岩块是发育于火山弧边缘的或其上的局部的碳酸盐岩台地(主要为潮坪-潟湖相)沉积。与全球不同造山带弧前盆地对比表明,这些滑塌堆积是一种发育于构造活动强烈的弧前盆地边缘的特殊的事件沉积,可作为识别弧前域大地构造相单元的普适性沉积标志,也可用以分析断定俯冲增生造山极性。本文对碳酸盐岩滑塌块体的原始层理和软沉积变形的滑塌褶皱轴面方位测量统计揭示火山弧斜坡大体向南西方向(232°~240°)倾斜,滑塌堆积远端浊积岩古水流测量与校正结果揭示沉积物搬运方向为南或南西向,这表明华南地块与北越地块之间的古特提斯分支洋盆在早三叠世期间是向北俯冲消化减的。     

南盘江盆地中部西林断隆南翼中-下三叠统沉积学特征及其大地构造意义

印支造山带对华南地质演化具有重要影响,南盘江盆地作为华南与印支造山带相关的最大的盆地,其构造演化过程备受关注,然而对于盆地由伸展到挤压的构造转换时限还存在争议。西林县位于南盘江盆地的中部,古生界和中-下三叠统出露良好,是进行沉积大地构造学研究的理想地区。为进一步明确南盘江盆地的构造演化过程,本文选取南盘江盆地中部西林县一带中-下三叠统进行了详细的沉积相分布和演化、古水流以及碎屑组成分析。结果表明,空间上,下三叠统自下而上自北向南依次出露:(1)泥岩、泥灰岩、砂屑灰岩和凝灰岩构成的潮坪-泻湖相沉积;(2)砾岩、含砾砂岩、细砂岩和粉砂岩构成的块体搬运沉积(MTD,Mass-transport deposit)与浊积扇相沉积互层;(3)中粗砂岩、粉砂岩、泥岩组成的浊积扇相沉积,构成向上水体急剧加深的沉积序列。中三叠统为一套浊积扇相沉积,由粗砂岩、细砂岩、粉砂岩和泥岩组成。古水流和碎屑组成分析结果显示,西林县一带下三叠统碎屑物主要来自北侧西林-隆林一带的碳酸盐岩台地,而中三叠统碎屑除来自北侧相邻碳酸盐岩台地外,还可能来自江南造山带、康滇古陆、云开地块和峨眉山玄武岩。沉积相的垂向变化记录了西林一带由古生代孤立碳酸盐岩台地向三叠纪半深海浊积岩盆地的演化过程,而早三叠世MTD是盆地张开过程中的直接沉积记录,以上地质事实暗示了南盘江盆地在早三叠世受控于区域伸展体制,西林一带的古生代孤立碳酸盐岩台地则是伸展过程中形成的断隆。盆地内的基性岩墙侵位(258~248Ma)以及西林一带早三叠世晶屑沉凝灰岩的锆石U-Pb年代学分析结果(249.4±1.2Ma)表明南盘江盆地在晚二叠世至早三叠世处于伸展构造背景之下,中三叠统为半深海浊积岩沉积则表明这一伸展过程至少持续至中三叠世。由于在时间上和空间上,南盘江盆地的张开都与古特提斯分支洋盆的俯冲消减有关,因而我们认为南盘江盆地也是晚二叠世到中三叠世古特提斯洋岩石圈俯冲体系的一部分。由于南盘江盆地及其邻近区缺失上三叠统沉积,这可能说明古特提斯洋俯冲结束于中三叠世。     

秦岭造山带主要大地构造单元的新划分

根据近年来的地层、沉积、岩浆-火山和构造变形及岩石地球化学等方面研究新进展,结合前人的成果,按照大地构造相单元划分原则,将秦岭造山带分为13个主要构造单元: ①华北南缘陆坡带,包括第一层序的青白口系大庄组、震旦系罗圈组和寒武系,与之对应的豫西栾川群;第二层序的奥陶纪陶湾群;②北秦岭弧后杂岩带,以宽坪群和部分二郎坪群中的基性火山岩与碳酸盐岩的构造块体与变质的古生代深海碎屑岩混杂为特征;③秦岭岛弧杂岩带,由丹凤群不同的古洋隆块体、富水幔源岛弧基性岩浆杂岩、云架山群、斜峪关群和草滩沟群的岛弧钙碱性岩浆岩和火山岩及深海沉积物及秦岭群弧基底杂岩等构成,时间跨度为奥陶纪-石炭纪;④秦岭弧前盆地系,泥盆系及其它晚古生代地层是其主要充填物,同沉积断裂控制了一系列的次级盆地;⑤秦岭增生混杂带,由泥、砂岩组成的基质和基性、超基性岩、火山岩、灰岩、硅质岩等岩块构成,最终形成于二叠纪末-三叠纪初;⑥南秦岭岛弧杂岩带,碧口群的基性-中酸性火山岩和岩浆岩组成,称碧口弧;由三花石群的中基性火山岩以及西乡群的中酸性火山岩共同构成,称西乡弧;由耀岭河群和郧西群中基性熔岩和中酸性火山岩组成,称安康弧;⑦南秦岭弧前盆地系,碧口弧前盆地充填物是以碎屑岩为主的横丹群和关家沟群;西乡弧前沉积主要由三花岩群包括王家坝组砂岩以及由泥岩、砂岩和中酸性火山岩变质而成的片岩、片麻岩和石英岩组成.安康弧前盆地具有明显的深海扇沉积特征梅子垭群和大贵坪组;⑧南秦岭弧后盆地系,包括后龙门山的茂县群和上古生界及三叠系,大巴山的洞河群和部分耀岭河群的火山岩;⑨南秦岭弧后陆坡带,只保留大巴山弧后陆缘,是高川-毛坝以南的下古生界;⑩南秦岭前陆褶冲带,包括龙门山北段、米仓山和大巴山前陆褶冲带.三带形成于印支-燕山期,但构造线不同,且在出现的时间上,由西到东由早到晚;(11)三叠纪残余海盆;(12)中-新生代走滑拉分和断陷盆地;(13)基底断块.     

北大巴山志留系滔河口组火山碎屑岩相序、组构特征及古火山作用环境分析

志留系滔河口组是一套发育于北大巴山地区的火山岩-火山碎屑岩-沉积岩组合。在1:10000地质填图和大比例地质剖面实测基础上,通过详细的火山碎屑岩相序和组构分析,本文在滔河口组火山-地层中共识别和划分出22个岩相,5个相组合类型。区域岩相测量与对比揭示,滔河口组火山-沉积宏观序列自下而上由玄武岩相(一般下部为块状粗粒/细粒玄武岩相、上部为枕状玄武岩相)、凝灰角砾岩相、再沉积富辉石火山碎屑砾岩相、无结构或叠瓦状凝灰质粗砾岩相、凝灰质砂岩相、生物灰岩相或泥岩相构成。岩相组合横向变化显示滔河口组古火山活动西强东弱,火山活动类型为斯托柏林型(Strombolian-type eruption)喷发。相对地,研究区西部火山-沉积序列发育较为完整。滔河口组的地层序列与岩石组合与板内火山活动产物相似,本文认为北大巴山地区志留系滔河口组火山岩-火山碎屑岩-沉积岩组合形成于洋岛或海山构造环境,是板内拉伸作用的产物。     

从华北陆块南缘大洋扩张到北秦岭造山带板块俯冲的转换时限

本文以北秦岭造山带华北陆块南缘被动陆缘火山裂谷(大洋?)盆地、早古生代岛弧-弧后盆地和晚古生代岛弧-蛇绿杂岩等构造相带为研究重点,综合利用同位素年代学、古生物年代学、岩石学、岩石地球化学和同位素地球化学等实测数据,系统研究和探讨了北秦岭造山带被动陆缘大洋扩张向俯冲增生造山转换的时限.研究显示:华北陆块南缘由晚新元古代大洋扩张作用转化为板块俯冲作用的转换时限为早奥陶世,约472Ma左右.北秦岭造山带在古生代期间至少存在两期板块俯冲增生造山作用,时代上向南变新,空间上向南向洋内迁移.两次俯冲增生造山作用分别构筑了北秦岭造山带早古生代岛弧-弧后盆地和晚古生代岛弧-俯冲杂岩两条构造相带.     

松潘-甘孜地体中部晚三叠世安山质增生弧的确定及其意义

本文研究揭示,巴颜喀拉-松潘甘孜地体(简称松潘-甘孜地体)中部三叠系复理杂岩中的安山岩块是增生弧岩浆活动的产物,具有高度不均一均匀的岩石组构、地球化学与同位素组成。特别是这些安山岩显示了与松潘-甘孜三叠系海相浊积岩具有高度的Sr-Nd同位素亲缘性,沿亏损地幔和三叠系海相浊积岩混熔曲线分布,且主要分布于三叠系海相浊积岩端元区。这表明该增生弧安山质岩浆主要由增生楔中的海相浊积岩基质部分熔融形成,并受到了增生楔中大洋岩石圈残片等超镁铁/铁镁质组分的不同程度混染。安山岩时代(226.8±1.9Ma~213.7±0.9Ma)以及同时期广泛的S型花岗岩侵入活动(228±2Ma~204±7Ma)揭示增生弧形成于晚三叠世Norian期。前人工作表明,位于松潘-甘孜地体东北隅的诺尔盖-松潘盆地是一个周缘前陆盆地。因此,松潘-甘孜地体并非单一构造成因的地质体,至少由二叠纪-三叠纪演化的古特提斯大洋和中三叠世拉丁期-晚三叠世诺列期周缘前陆盆地两部分构成。前者是松潘-甘孜地体的主体部分,由松潘-甘孜古特提斯洋在三叠纪时期快速收缩形成的增生楔杂岩组成,其上发育增生弧,局部残存古特提斯大洋盆地及被构造移置的洋壳残片;后者为西秦岭弧(248~234Ma)与扬子地块碰撞的产物。     

秦岭造山带宽坪群中的变铁镁质岩的成因、时代及其构造意义

地球化学分析结果显示,宽坪群变基性火山岩和斜长角闪岩SiO2含量均小于53%,TiO2的含量分别是0.87%~2.03%和0.92%~2.12%,MgO含量较低（Mg#=29~49）,原岩类型为亚碱性TH系列玄武质岩石。宽坪群变基性火山岩和斜长角闪岩的轻稀土、重稀土元素无明显分异,LREE呈现亏损—略富集,稀土元素配分模式呈平坦型,与E-MORB的配分模式相似。相对于N-MORB,宽坪群变基性火山岩和斜长角闪岩的大离子亲石元素（LILE, 如Sr、K、Rb和Ba）轻度富集,高场强元素（HFSE,如Ta、Nb、Zr、Hf、Ti等）既不富集也不亏损, 显示与E-MORB相类似的地球化学特征。宽坪群变基性火山岩和斜长角闪岩的初始锶比值比较分散,但其初始钕比值(143Nd/144Nd)(t)比较集中和均一,分别为0.511962~0.512192和0.512028~0.512157,??Nd(t)值均为正值,分别是+5.7~+10.2和+7.0~+9.5,表明2类岩石来自轻稀土和大离子亲石元素略呈亏损的源区。SHRIMP锆石U-Pb年代分析揭示,宽坪群变基性火山岩形成于晚新元古代Ediacaran期（611Ma±13Ma）,较老的残余晶核锆石可能是岩浆活动过程中捕获古老地壳成分的记录。黑云母40Ar/39Ar热年代学分析表明,宽坪群原岩变质时代为石炭纪Serpukhovian期（319.1Ma±3.6Ma）。认为宽坪群中的变铁镁岩块/片形成于晚新元古代被动陆缘裂谷洋盆,是华北陆块南缘大陆裂解作用的产物。     

滇东南八布杨万铜矿床硫化物Re-Os同位素年龄及其地质意义

滇东南八布地区发育一套晚古生代超镁铁质-镁铁质杂岩,是认识古特提斯分支洋构造演化的重要窗口,而其中以火山岩为赋矿围岩的杨万铜矿床,被视作区域找矿的突破点。目前,对这套超镁铁质-镁铁质杂岩的构造属性及赋存铜矿床的成矿时代及成因联系还存在争议。通过对杨万铜矿床中黄铜矿和黄铁矿进行Re-Os同位素定年,获得Re-Os等时线年龄为269±3 Ma,表明该矿床形成于早中二叠世,与火山岩(～270 Ma)大致同时;而初始187Os/188Os值为0.31±0.17,暗示成矿时存在热液流体与古海水的相互作用。区内玄武岩围岩和其它超镁铁质-镁铁质岩石的地球化学特征对比分析显示,八布超镁铁质-镁铁质杂岩为一套N-MORB型蛇绿岩组合,代表了古特提斯分支洋盆的洋壳残片。杨万铜矿床应划归为与古特提斯分支洋裂解有关的火山成因块状硫化物(VMS)矿床,其周边地区具有较好的找矿潜力。