陆壳岩石化学结构建立方法探讨

根据既有岩石化学成分又有地震波速的实验岩石数据,讨论了影响岩石波速的主要因素和不同实验条件下地震波速与岩石成分之间的线性关系差异。选择常温、600MPa测定的数据建立了地震波速Vp与SiO2、石英、石英 长石、岩石分异指数DI的回归方程,并讨论了回归方程的适用范围。对这些方程进行验证表明它们能够用于地震波速推断深部物质成分。     

湘东北涧溪冲新太古代变质沉积-火山岩岩石矿物学和岩石地球化学研究

通过区域地质调查研究,在湘东北文家市涧溪冲村原中元古代冷家溪群新发现一套基本无序的变质沉积-火山岩系。根据岩石矿物学、岩石地球化学研究表明,涧溪冲变质沉积-火山岩系为变质火山岩夹变质粘土质沉积岩,属绿片岩—高绿片岩相。变质火山岩的原岩为大洋拉张环境下形成的以低钾拉斑玄武岩为主,低钾玄武安山岩次之的火山-次火山岩系,其物源为亏损地幔。变火山岩Sm-Nd全岩等时线年龄为(2594±48)Ma,其形成时代可能是新太古代。因此,与传统的中元古代冷家溪群的岩石组合、形成环境、形成时代、变质变形都具有明显不同的特征,原冷家溪群应予以解体。     

陕西双王金矿钠长角砾岩锆石SHRIMP U-Pb年代学、岩石地球化学特征及其构造意义

陕西双王金矿的含金钠长铁白云石角砾岩是秦岭钠长角砾岩带中典型的含金热液角砾岩,区域上受凤镇-山阳同生大断裂控制。本文对钠长岩及钠长角砾岩进行了锆石年代学和岩石地球化学研究,结果表明在绢云母板岩-钠长石化板岩-钠长角砾岩的岩性变化中,Na2O逐渐富集而K2O逐渐贫化,二者呈负相关关系,说明在蚀变过程中有钠的代入和钾的带出;REE的球粒陨石标准化配分模式相似,说明蚀变钠长岩与围岩具有继承性。双王钠长碳酸质角砾岩的形成不是单一的过程,而是经历了热水同生沉积、热液交代蚀变、液压致裂,热流体隐爆等成岩成矿方式的叠加作用。钠长角砾岩中锆石的SHRIMP年龄区间较大,423~513 Ma和808~1166 Ma是两个峰期,与南秦岭泥盆系沉积地层中的锆石峰值年龄相似;而角砾岩中最年轻的锆石年龄为280.1~277.5Ma,代表了隐爆角砾岩形成的时间下限。角砾岩的形成至少经历了3个阶段:(1)晚泥盆世拉分断陷盆地时的热水沉积阶段;(2)早石炭世(342Ma)凤太盆地构造反转,深源碱性热流体上涌形成热液交代蚀变和液压致裂;(3)早二叠世碱性钠质碳酸盐流体发生浅成隐爆并形成隐爆钠长碳酸质角砾岩。综上所述,双王钠长角砾岩为异时异相同位叠加,是具有多期多阶段叠加成岩成矿特征的热液角砾岩构造系统。     

蛇绿岩研究的最新进展

关于蛇绿岩的形成、定义和分类争论了近200年。早期蛇绿岩被认为是有成因联系的几种岩石的组合,发育在优地槽的核部。在板块构造中它被看作形成于洋脊的古洋壳残片。经过几十年的研究,发现导致蛇绿岩多样性的因素很多,一个新的定义和分类方案被提出。新定义强调了蛇绿岩形成的构造环境,认为在威尔逊旋回的各个阶段都会形成性质不同的蛇绿岩,并根据生成环境将蛇绿岩分为两大类．即与俯冲作用无关和与俯冲作用相关的蛇绿岩,两大类型还可以划分出不同的亚类。这些类型的蛇绿岩有其特有的地球化学、岩石学指标和内部结构。最近的研究还发现蛇绿岩产生的主要时段与全球超大陆的形成、裂解,以及巨型地幔柱活动的时间吻合。根据新分类方案,一部分前寒武纪绿岩应属于蛇绿岩,表明在太古宙时期地球已进入板块构造体制。新的定义和分类为蛇绿岩研究指出了新的方向。     

大陆中洋壳俯冲增生杂岩带特征与识别的重大科学意义

大洋或弧后洋盆俯冲增生是大陆地壳增长的主导地质作用.重建大陆中消亡的洋地层岩石组合序列是当代大陆动力学和地学研究的重大前沿.洋壳消减杂岩带的厘定是洋板块地质构造重建乃至全球大地构造研究之纲,是理解区域大地构造形成演化及动力学的核心.俯冲增生杂岩带的基本特征:(1)俯冲增生杂岩带物质组成的共性是:以强烈构造变形洋底沉积的硅质岩-硅泥质岩-粉砂岩、凝灰岩;弧-沟浊积岩等为基质;以洋岛-海山灰岩-玄武岩及塌积砾岩,洋内弧残留岩块,超镁铁质蛇绿岩、绿片岩、蓝片岩等为岩块.(2)变形样式:同斜倒转冲断叠瓦构造、增生柱前缘重力滑动构造以及泥质岩的底辟构造;增生楔前缘变形和增生形式受控于大洋或弧后洋盆的规模和洋壳的俯冲速度,也取决于陆缘碎屑供给量及洋底沉积厚度和岩性.(3)宽度和厚度:厚常达几千米,宽达几十公里至数百公里,延长上千公里,是洋壳俯冲消亡过程洋盆地层系统及陆缘沉积物加积的结果.(4)形成机制:是大陆碰撞前大洋(或弧后洋盆)岩石圈俯冲消减的产物.结合带中的早期俯冲增生杂岩带往往卷入晚期的构造混杂作用.     

关于发展洋板块地质学的思考

为揭示造山带物质组成和结构构造,发展洋板块地质学,阐明大陆形成演化过程和动力来源,应用板块构造理论和地质学方法,对造山带俯冲增生杂岩带、蛇绿岩带等大洋岩石圈板块地质建造、结构构造进行系统研究,寻找俯冲带岛弧前弧火成岩组合;研究洋板块初始俯冲过程中,从前弧玄武岩到玻安岩、高镁安山岩,再到弧拉斑玄武岩和钙碱性熔岩的岩浆作用分阶段递进演变历史,以揭示洋盆向大陆转化的原始弧性质和前弧火成岩组合及洋陆转换过程,为建立和发展洋板块地质学奠定科学基础.     

胶东燕山期大型超大型金矿集区形成的壳幔结构探讨：来自致矿火成岩(组合)的约束

大型超大型金属矿床形成的深部物质组成和壳幔结构一直是地学研究中被关注的焦点和难点问题。胶东地区发育很多(燕山期)的大型超大型的金矿,是我国著名的金矿集区。本文基于板块构造理论,通过揭示区域火成岩、致矿火成岩组合及其特征,探讨金矿发育时的深部物质组成和壳幔结构。区域上成矿前的侵入岩组合为含少量英云闪长岩+奥长花岗岩(TT)的花岗闪长岩+花岗岩(G1G2)组合;区域上发育的青山群为含有高镁安山岩(HMA)和镁安山岩(MA)的玄武安山岩安山岩英安岩流纹岩以及粗安岩玄粗岩粗面岩组合;矿集区的致矿火成岩组合为含有高Mg闪长岩类(HMgδ)+Mg闪长岩类(Mgδ)的宽谱系岩墙群(WSDS),岩性从基性到酸性均有。上述火成岩组合,以及TTG1、HMA与MA系列火山岩、HMgδ和Mgδ的存在,指示弧火成岩的组合,其各种岩石地球化学特征亦具有弧的特征,因此,上述火成岩及金矿形成于洋俯冲环境,具有俯冲带的壳幔结构和物质组成。各种不同的火成岩指示其可能分别来源于俯冲带不同部位的局部熔融,指示洋壳、上覆地幔楔以及上覆陆壳具有异常热的壳幔结构,即热的洋壳、热的上覆地幔(软流圈)、热的陆壳。致矿火成岩事件、成矿事件均在大规模的壳源(或壳幔)侵入岩浆活动之后。     

蛇绿岩研究的最新进展

关于蛇绿岩的形成、定义和分类争论了近200年。早期蛇绿岩被认为是有成因联系的几种岩石的组合,发育在优地槽的核部。在板块构造中它被看作形成于洋脊的古洋壳残片。经过几十年的研究,发现导致蛇绿岩多样性的因素很多,一个新的定义和分类方案被提出。新定义强调了蛇绿岩形成的构造环境,认为在威尔逊旋回的各个阶段都会形成性质不同的蛇绿岩,并根据生成环境将蛇绿岩分为两大类,即与俯冲作用无关和与俯冲作用相关的蛇绿岩,两大类型还可以划分出不同的亚类。这些类型的蛇绿岩有其特有的地球化学、岩石学指标和内部结构。最近的研究还发现蛇绿岩产生的主要时段与全球超大陆的形成、裂解,以及巨型地幔柱活动的时间吻合。根据新分类方案,一部分前寒武纪绿岩应属于蛇绿岩,表明在太古宙时期地球已进入板块构造体制。新的定义和分类为蛇绿岩研究指出了新的方向。     

湘南宜章地区辉绿岩、花岗斑岩、安山岩的形成时代和成因——锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成

湘南宜章县长城岭地区广泛出露以辉绿岩、花岗斑岩为主的燕山早期岩体,而宜章平和地区主要分布安山岩体,其年龄和成因有待进一步研究。分别用SHRIMP和LA-ICP-MS法测试了它们的年龄和Hf同位素组成,长城岭辉绿岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为153.7Ma±3.1Ma、227.0Ma±4.2Ma;长城岭花岗斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为153Ma±14Ma和231.58Ma±0.67Ma;平和安山岩的SHRIMP锆石U-Pb测年结果为159Ma±14Ma和229.3Ma±7.6Ma,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为161Ma±1Ma,显示为燕山早期岩浆侵位和印支期基性岩浆底侵。锆石Lu-Hf同位素原位分析结果表明,εHf（t）值在正值和负值范围内变化,指示岩浆为壳幔混合来源。结合长城岭花岗岩体中继承锆石的年龄信息,认为花岗质岩石可能来源于中元古代基底的重熔。岩体岩浆很可能是由元古宙火成岩石部分熔融形成的,并伴有年轻或新生幔源物质的加入,岩浆上升侵位的过程中发生了混合作用。     

岩浆通道成矿系统

全球最主要的岩浆铜镍硫化物矿床基本特征是:(1)矿石与围岩边界平直,呈侵入接触关系;(2)"矿浆"在岩浆成矿系统的晚期上侵就位;(3)矿体赋存于岩浆通道中.已有的成矿模型不能同时解释这三个基本特征,暗示必须进一步理解岩浆铜镍硫化物矿床的形成机制.最近几年我们的研究发现岩浆铜镍硫化物矿床中典型矿石具有如下特征:(1)矿石中存在流体晶矿物组合,它们既不同于岩浆岩中的矿物组合,也不同于变质岩中的矿物组合,推测是从流体中直接结晶的产物;(2)铜镍硫化物矿床中不同部位矿体中矿石存在显著的成分变化,前锋端矿石以富Ni为特点,尾端矿石富含Cu、Pt、Pd.据此,本文提出了"岩浆通道成矿系统"的新模型,试图整合解释岩浆铜镍硫化物矿床中的各种观测事实.所谓岩浆通道成矿系统,系指岩浆演化晚期,"矿浆"运移和就位的空间及其相关成矿要素的组合.该模型强调:(1)深部岩浆房在岩浆矿床的形成过程中起着非常重要的作用,"矿浆"定位于岩浆成矿系统演化的晚期;(2)矿浆具有整体的流动性,因而提出了"岩浆通道前进方向"的概念;(3)所谓的"矿浆"实际为富含矿熔体-流体流,后者因失去挥发份而呈"矿浆"状,以大的流体体积和流体/熔体比值为特征.数值模拟表明,往硫化物矿浆加入挥发份流体可以显著提高矿浆的上升能力.当加入的挥发份流体达到30vol.%时,受到质疑的密度问题将不复存在,矿浆具有快速上升到浅部地壳的能力.但是,如此富含挥发份的矿浆也不再是传统概念上的矿浆,而是含矿熔体-流体流.此外,由于流体超压等原因,含矿熔体-流体流利用先存的构造薄弱面快速上升,形成岩浆通道,并在有利的部位卸载成矿金属形成矿体.因此,矿体常常侵入切割围岩.