辽南地壳韧性剪切变形中的分形及自组织

本文在研究了辽南地壳的韧性剪切变形特征的基础上，详细研究了发育于韧性剪切带中的剪切褶皱、韵律变质分异层理、Ｓ－Ｃ组构、不对称旋转碎斑系及石英动态重结晶颗粒的大小分布及其边界的分形特征和自组织现象。给出了石英动态重结晶颗粒的大小分布及其边界的分形维数，探讨了韵律变质分异层理和剪切生热的成因关系。     

花岗质熔体结构的改变与稀有金属W-Sn-Nb-Ta的富集:以夏如早古生代花岗岩为例SCIEI北大核心CSCD

藏南喜马拉雅造山带新生代高硅淡色花岗岩富集稀有金属元素(Nb、Ta、W、Sn、Be、Li等),成矿潜力大,是未来矿产勘探的重要靶区。除了新生代花岗岩,早古生代花岗岩分布广泛,具有和新生代花岗岩相似的地球化学特征,是否也具有成矿潜力,是有待深入研究的一个重要课题。夏如穹窿主体由早古生代花岗片麻岩以及侵入其中的新生代淡色花岗岩和伟晶岩组成,这些花岗岩具有与新生代高硅淡色花岗岩相似的地球化学特征,在Sn-W和Nb-Ta系统关系上,可以分成两组:一组富集W和Sn(W=5×10^(-6)~42×10^(-6),Sn=12×10^(-6)~35×10^(-6)),另一组富集Nb和Ta(Nb=23×10^(-6)~108×10^(-6),个别高达217×10^(-6),Ta=8×10^(-6)~38×10^(-6),个别高达143×10^(-6))。与富集W-Sn的花岗片麻岩相比,富集Nb-Ta的花岗片麻岩具有:(1)较高的Na_(2)O,为富Na花岗岩,(2)较低的K_(2)O、FeO^(T)、TiO_(2)、P_(2)O_(5)、Sr、Zr;(3)略微富集MREE,亏损LREE和HREE,显著的负Eu异常;(4)较高的Nb、Ta,但较低的W、Sn。元素的系统关系表明,这两类花岗片麻岩都是较原始岩浆经历了不同程度斜长石、锆石、云母等矿物分离结晶作用的产物,富集Nb-Ta的花岗片麻岩分异程度最高。夏如早古生代两类花岗岩的Nb/Ta比值都小于5,但富集W-Sn花岗岩中Zr/Hf>20,富集Nb-Ta花岗岩中Zr/Hf<20。随着花岗质岩浆的分异逐步增强,当Zr/Hf=20时,熔体结构发生实质性变化,花岗质熔体从富钾质变成富钠质,从富集W-Sn变成富集Nb-Ta。本研究表明,在喜马拉雅造山带,不仅新生代花岗岩,而且古生代花岗岩都富集稀有金属元素,熔体结构的改变是控制花岗岩富集稀有金属的主要因素。     

喜马拉雅造山带中新世岩浆型石榴子石的矿物化学特征:从高Sr/Y花岗岩到淡色花岗岩

石榴子石是演化花岗岩常见的重要副矿物之一,但石榴子石地球化学特征如何随岩浆演化而变化是有待探讨的问题之一。雅拉香波片麻岩穹隆发育年龄分别为20. 3±0. 5Ma和20. 1±0. 3Ma(锆石U-Pb年龄)的高Sr/Y比二云母花岗岩(TMG)和淡色花岗岩(Grt-LG)。虽然两类花岗岩都含石榴子石,且在形成时代和Sr-Nd同位素组成上相似,但在元素地球化学特征上具有明显的差异,淡色花岗岩和二云母花岗岩分别代表演化程度较高和较原始的岩浆。在同一件样品中,在石榴子石颗粒之间,存在一定程度的微量元素地球化学特征的不均一性,反映了局部熔体地球化学特征。在两类花岗岩中,岩浆型石榴子石具有以下相似的地球化学特征:(1)从核部到边部,Mn和HREE含量降低,表现出典型的生长环带特征;(2)富集HREE,亏损LREE;和(3)显著的Eu负异常。但在关键微量元素Zn、Sc和Y上,具有明显的差异性。在花岗质岩浆演化过程中,贫Fe、Mg和Mn矿物相的分离结晶作用,导致残留熔体的Ca和Sr含量降低,Eu负异常幅度增大,Sc、Zn、Y和HREE增高,是导致淡色花岗岩石榴子石相应元素含量增高的主要原因。上述观测表明:高Sr/Y花岗岩也可以结晶石榴子石,与通常的淡色花岗岩石榴子石相比,这些石榴子石的Sc、Zn和Y含量和Eu异常幅度明显较低。但随分异程度的升高,石榴子石的元素地球化学特征与源自变沉积岩的淡色花岗岩的类似。因此,花岗岩中的石榴子石矿物化学特征变化记录了花岗岩岩浆演化的重要信息。     

中国西部典型盆山结合带:西秦岭-临夏盆地深地震反射剖面沿线岩浆岩岩石地球化学测试数据集

西秦岭造山带位于青藏高原的东北缘,其岩石圈结构与变化记录着高原向东北发展演化的深部过程信息。西秦岭造山带也是中国资源开发的远景区,特别是随着全球石油的紧缺,我国石油地质界加快了新区勘探,西秦岭造山带与其两侧盆地被列为中国油气勘探评价值得重视和重新认识的战略选区之一。在野外观测的基础上,对跨越西秦岭和位于南祁连的临夏盆地的深地震反射剖面沿线的重要地质体进行了系统采样,开展了锆石U-Pb地质年代学、全岩元素和同位素（Sr和Nd）组成的测试工作。西秦岭—临夏盆地深地震反射剖面沿线重要岩浆岩岩石地球化学测试数据集中共包含3个数据表,分别为合作北部西秦岭造山带和临夏盆地内岩浆岩的锆石LC-MC-ICP-MS定年数据（共计7个测试样品、145个测试点,测试精度为（2σ）均为2%）、合作北部西秦岭造山带和临夏盆地内岩浆岩的主量元素和微量元素特征（共计33个测试样品,每个样品有69个测试项,含量大于10×10^-6的元素的测试精度为5%,而小于10×10^-6的元素精度为10%）、合作北部西秦岭造山带和临夏盆地内岩浆岩的Sr和Nd同位素特征（共计27个测试样品,Sr和Nd同位素的测试精度分别为±0.000010（n=18）,和±0.000011（n=18））。这些数据为厘定不同岩浆岩的形成年代和地球化学性质,从而更好地解译地震反射剖面揭示的深部地质构造所代表的构造意义。     

苏鲁高压—超高压变质地体的陆—陆碰撞深俯冲剥蚀模式

中国苏鲁高压—超高压变质地体由2个不同时代的变质基底组成.南苏鲁(临沭—连云港地区)中不同类型高压—超高压变质岩石的原岩形成于由大陆玄武质岩石、辉长岩、表壳岩和花岗岩组成的被动大陆边缘拉伸构造环境.研究表明南苏鲁高压—超高压变质岩石的原岩所代表的花岗岩浆和基性岩浆作用为罗迪尼亚超大陆形成后的新元古代(780-700Ma)裂解事件的响应.北苏鲁(青岛—威海)超高压变质地区的花岗质片麻岩锆石SHRIMPU-Pb定年表明,变质基底的年龄是2400Ma(或 & 2400 Ma),并经历了1800-1700Ma和-200Ma的变质事件,研究表明苏鲁高压—超高压变质地体由2个不同时代变质基底组成,北苏鲁的变质基底属于北中国板块胶辽朝地块的一部分,形成时代比南苏鲁基底老得多,其与南苏鲁地块之间的界限位于五莲以北到海阳所以南一线.由于在北苏鲁含柯石英的透辉石石英岩锆石SHRIMPU-Pb定年获得精确超高压峰期变质年龄为(234.1±4.2)Ma,退变质年龄为(218.2±1.5)Ma,表明南、北苏鲁2个不同时代基底地块同时经历了超高压变质作用.根据上述事实,提出苏鲁高压—超高压变质地体的陆—陆碰撞俯冲剥蚀新模式,即扬子板片在240-220Ma的深俯冲作用中拽动上部胶辽朝板片的—部分老变质基底岩石向下俯冲至大于100km的深度,并形成楔形俯冲剥蚀体,之后又与南苏鲁俯冲板片一起快速折返上来。      

辽南金州隆起区构造变形及流体作用

详细的野外和室内宏观及微观构造分析和有限应变测量结果表明,自中生代以来,本区至少经历了两期变形,即早期的收缩为及后期的伸展反应,收缩应变主要表现为滑脱－－逆冲推覆作用,具有显著的构造层次性,自中、下构造怪次至上支次依次表现为：基底与盖层之间以角闪石及长石碎斑为主的糜棱岩为特征的韧性滑脱剪切罗系之上的逆冲推覆构造;在该构造２剪切主上部盖层中的寒武系,石炭系等逆冲于侏罗系之上的逆冲推覆构造;在该构造变形过程中伴随有强烈的岩浆活动,表明当时的区域热流值较高。伸展应变及同时发生的基底隆升作用,主要表现为基底和盖层中的韧性正剪切带及大量的正断层,基底中大量的NNE向张性白垩纪花岗斑岩脉及区域性的NNE向白垩纪盆地的形成都和本期构造活动相关。辽南地壳基底中大量的沿糜棱面理发育的长英质岩脉表明剪切变形过程中具有局部熔融作用的发生。对长英质岩脉经流体包裹体成分测试表明主要成分为分子水。在野外对长英质脉体的研究表明至少有两期：形成与滑脱作用有关的长英质脉体为含钾长石少、斜长石多、白色;而和伸展应变有关的长英质脉体钾长石含量明显增大,呈红色。两种长英质脉的褶皱变形反映了各自的变形机制。剪切作用过程中发生的动态局部熔融作用,具有自反馈的自组织特征,从而使长英质脉体在糜棱岩中呈现出韵律分布特征。辽南地壳在较短的时间内发生从收缩应变向伸展应变的转化。原因可能为收缩应变导致地壳显著缩短和增厚,并且同期的花岗岩浆的活动表明滑脱作用过程中莫霍面的初始温度较高并且区域热流值亦较高。这种地壳及其热状态的不均衡,导致地壳在较短的时间内发生基底的隆升及相伴随的伸展作用。