西藏冈底斯岩基羊八井地区古新世I型含石榴子石花岗岩的成因

高硅花岗岩(SiO₂>74%)是许多大型花岗岩岩基的重要组成部分，对理解弧岩浆作用过程中的地壳深熔作用和大陆地壳的演化过程具有重要意义。冈底斯岩基羊八井地区发育一套高硅I型含石榴子石花岗岩，结晶时代为古新世早期(锆石U-Pb年龄为64.9±0.3Ma和64.1±0.3Ma)。该套花岗岩具有以下特征：(1)属于高钾钙碱性系列，具有高SiO₂和K₂O,低MgO、MnO、CaO和P₂O₅,海鸥状REE分配模式，强烈的Eu负异常，富集K、Rb、Pb、Th和U,亏损Nb、Ti和P的特征，是高分异I型花岗岩；(2)发育岩浆型石榴子石，端元组分为铁铝榴石和锰铝榴石，富集HREE,亏损LREE,富集关键微量元素Sc、Y和Zn,归因于斜长石强烈的分离结晶作用；(3)熔体结构的改变和锆石的分离结晶导致了较低的Zr和Hf含量以及Zr/Hf比值；(4)锆石Hf同位素和全岩Nd同位素组成显示明显的富集特征(ε_Hf(t)=-17.1～-11.7;ε_Nd(t...     

汶川8级大地震同震破裂的特殊性及构造意义——多条平行断裂同时活动的反序型逆冲地震事件

汶川地震是有仪器记录以来发生的世界上最大的板内逆冲型地震之一。野外调查表明,沿北东走向的龙门山断裂带上,至少有两条逆冲断裂同时参与汶川地震的同震破裂过程,即北川断裂和安县灌县断裂（彭灌断裂）。倾向北西的高角度北川逆冲断裂上的地表破裂长度大于200 km,可能达225 km。运动方式在南部表现为以北西盘抬升的逆冲为主,往北东转为逆冲右旋走滑,走滑分量与垂向陡坎高度相当,陡坎高度最大值约为11 m。在彭灌断裂上,地表破裂表现为北西盘抬升的近纯逆冲性质的破裂,破裂长度达70 km,陡坎最高达3~3.5 m。汶川地震是世界上第一次明确记录到多条平行断裂参与同震破裂的逆冲型地震,而且因发震断层是龙门山断裂带内部的高角度逆冲断裂,而非断裂带前锋的低角度逆冲断裂,所以汶川地震属于反序型逆冲断裂活动。这与1999年我国台湾7.5级集集地震和2005年克什米尔7.6级地震类似,说明反序型逆冲地震具有普遍性。汶川地震这一震级大、破裂长的逆冲地震事件是对目前流行的青藏高原下地壳流动的变形假说提出的严峻挑战,同时也表明加强青藏高原东缘南北地震带上其他滑动速率较低但同样具有发生大地震可能性的活动断裂的滑动速率和古地震定量研究的紧迫性,因为这一地区人口密度与东部相当,但发生强震的频率更高。     

变泥质岩递进部分熔融作用的构造物理学效应

在南内华达岩基中,晚中生代花岗岩的侵位导致表壳岩广泛的变质及部分熔融,形成混合岩杂岩体。对伊萨贝拉湖南羊圈混合岩杂岩体构造的野外观测和应变测量表明：①变泥质混合岩和鹅卵石砾岩记录了类似强度的应变;②变泥质岩发生了递进部分熔融,表现为离羊圈花岗闪长岩岩体的距离越远,部分熔融程度越低;③随部分熔融程度的变化,变泥质岩的应变承载构造也逐渐从混合岩带的弱相承载构造（IWL）往强相承载构造（LBF）过渡;④在同岩浆构造作用中,浅色体的流变学性质与鹅卵石砾岩中泥质组分相当,为应变的主要承载体。该结果表明：在高级变质岩区中,部分熔融程度是否足够高及熔体能否形成互相链接的网络,是高级变质岩的流变学强度发生突降、深部岩石发生侧向流动的前提。     

辽南金州拆离带糜棱状花岗岩脉体变形特征及锆石SHRIMP U-Pb年龄——韧性拆离时限的新证据

辽南金州拆离断层带中发育糜棱状花岗岩脉。野外观察与显微构造分析显示该脉体为同构造变形脉体,与围岩太古宙片麻岩一起经历了伸展韧性剪切变形。长石Fry法的应变测量结果显示样品的付林参数K=0.83,罗德参数υ=0.09,应变强度Es=0.71,表明该岩石应变以平面应变为主,且有限应变较强;运动学涡度为Wk=0.89,表明剪切作用类型以简单剪切为主。对该花岗岩脉进行锆石SHRIMP U-Pb年代学测定,10颗岩浆锆石的206Pb/238U年龄加权平均值为129±2 Ma(MSWD=1.6),代表岩脉侵位年龄。结合该区研究的最新成果,表明金州拆离断层至少在129 Ma已经开始韧性变形,辽南地区构造体制在此时已经从缩短转折到伸展。     

藏南冈底斯岩基东段晚白垩世早期朗县杂岩的岩石成因和深部地球动力学过程

藏南冈底斯岩基晚白垩世早期岩浆岩保存了有关新特提斯洋的俯冲演化过程和大陆地壳生长的重要信息。本文对朗县杂岩中出露的晚白垩世早期中酸性岩（岩脉）开展了全岩元素地球化学、锆石U-Pb地质年代学、同位素（Sr、Nd和Hf）组成的研究。闪长岩和花岗闪长岩年龄为92.4~86.9Ma,花岗岩（脉）年龄为91.9~88.6Ma,均为晚白垩世早期岩浆作用的产物。闪长岩和花岗闪长岩具有高钾钙碱性偏铝质特征,具有较高的锆石Hf（ε_Hf（t）=+8.3~+13.2,平均值+10.9）和全岩Nd（ε_Nd（t）=+3.2~+2.7）同位素组成,为受俯冲板片流体和大洋沉积物熔体共同交代的地幔楔部分熔融形成,闪长岩岩浆源区形成深度较浅且受板片流体的交代程度较高,花岗闪长岩岩浆源区更深,受沉积物熔体交代程度较高。花岗岩（脉）在主量元素、稀土元素和微量元素组成上显示明显差异,可划分为两类,第一类花岗岩属于低钾钙碱性系列,Na₂O/K₂O>3.0,稀土总量较高,具有明显的Eu负异常,Sr/Y低（<7.2）。在主量元素组成上,该类花岗岩与闪长岩和花岗闪长岩形成较好的线性演化关系,表明它们可能是上述中酸性岩浆演化的产物。第二类花岗岩属于高钾钙碱性系列,Na₂O/K₂O较低（均<1.0）,铝饱和指数较高（A/CNK=1.01~1.02）,发育角闪石,稀土总量较低,具有微弱负或无Eu异常（Eu/Eu^*=0.88~1.12）,Sr/Y比值（33.8~55.4）较高,锆石Hf（ε_Hf（t）=+4.1~+10.8）和全岩Nd（ε_Nd（t）=+0.8）同位素组成都较低,为新生下地壳部分熔融形成。结合冈底斯岩基晚白垩世早期（100~87Ma）岩浆岩已有的研究结果,认为新特提斯洋板片自早白垩世以高角度俯冲,在晚白垩世早期俯冲板片发生回撤,导致软流圈物质上涌增强,诱发熔流体交代过的地幔楔较高程度的部分熔融形成镁铁质岩浆。这些镁铁质岩浆上升侵位到下地壳,发生不同程度的分离结晶作用并诱发新生下地壳部分熔融,形成晚白垩世岩石地球化学性质各异的岩浆岩。     

V／Sc在CCSD主孔榴辉岩中的系统关系：一种可透视变质作用并指示基性岩浆作用的地球化学工具

和Fe一样，V和Sc都是过渡族金属元素，它们在地幔部分熔融和岩浆分异中的地球化学行为是近年来行星地质和岩石地球化学的研究热点之一。通过分析V和Sc在部分熔融和岩浆分异过程中的地球化学行为，发现V／Sc是可以透视岩浆成岩后所经历的变质、交代或流体作用的新的地球化学工具。本文通过系统分析中国大陆科学钻探工程主孔100～600米榴辉岩，尤其是540～600米钛铁矿一赤铁矿榴辉岩的V／Sc比值的变化特征，来进一步限定榴辉岩原岩可能的成岩过程。在CCSD主孔岩心中，和100～540m榴辉岩相比，540～600m段榴辉岩表现出以下十分特别的地球化学特征：（1）相当高的V，但十分低的Nb和Ta；（2）较高的TFeO，Fe2O3／FeO比值，高度变化且较高的Eu正异常（Eu／Eu^＋高达2.9）；（3）异常高的V／Sc比值（8．39～43．23，平均15．07），V／Sc比值和MgO之间呈负相关关系，但和Fe2O3／FeO之间呈正相关关系；（4）近乎正相同步变化的V和Fe2O3/、／FeO，但反相变化的V和Eu／Eu^＋。这些地球化学特征反映了原岩形成过程中，高度动态的斜长石分离结晶作用与岩浆氧逸度之间的负耦合关系，即在原始基性岩浆中，斜长石的分离结晶作用导致岩浆氧逸度升高，诱发钛磁铁矿和斜长石及单斜辉石的同步分离结晶作用，优先猎取大量的V和Fe，Sc主要分布在单斜辉石，导致所成堆晶的V和Fe含量升高及高度变化且增高的V／Sc比值，同时MgO，SiO2相对降低。这种过程导致上述的V和Fe2O3／FeO之间近乎同相变化关系．但反相变化的V和Eu／Eu^＋。CCSD主孔100～600m榴辉岩的V／Sc和MgO系统关系实际上透视了上述的过程，即除橄榄石堆晶作用外，含钛铁矿物相的分离结晶作用对形成的堆晶及相应岩浆的V、Sc和V／Sc比值的强烈控制作用。CCSD及区域地质所揭示的南北长约2000m，宽约500m的反S型、层序较完整的基性-超基性杂岩体所经历的岩浆过程有可能代表着大别-苏鲁超高压带中榴辉岩原岩经历了类似的过程。通过对较大规模榴辉岩及其伴生的超基性岩的V、Sc和V／Sc系统关系的系统研究可能进一步揭示更多类似的基性-超基性杂岩体，为厘定大别-苏鲁超高压带的碰撞前的物理和化学状态提供更好的限定。     

大型花岗岩基形成和演化的深部动力学过程：滴水构造、钾质火山作用与地表地质过程

以美国内华达山脉复合岩基为例,系统评述了与大型花岗岩基的形成、演化相关的深部地球动力学过程及构造地貌学响应.在大陆岛弧环境下,基性岩浆的底侵作用促使下地壳发生角闪岩脱水部分熔融,在岩基根部形成高密度的石榴辉石岩,岩基根部最终发生重力失稳,形成滴水构造;在地貌上反映为滴水构造对应区域的沉降和相应的张性构造,在岩浆作用上则表现为软流圈地幔上涌和残余富集岩石圈地幔的低程度部分熔融,形成钾质火山岩.这种高度动态的深部动力学过程是维持大型花岗岩基地区较高高程或促使这些区域高程骤然增加的重要因素.     

藏南隆子地区恰嘎流纹质次火山岩稀土元素类似四分组效应

恰嘎次火山岩侵位于特提斯喜马拉雅沉积岩系的东南部,雅拉香波片麻岩穹隆与藏南拆离系之间的地区。通过镜下鉴定和对岩石的主量元素、微量元素组成的测试和分析,确定为流纹质次火山岩。该岩体以富SiO2、Al2O3、K2O、Na2O,贫MgO、CaO、TFeO为特征,里特曼指数σ介于1.07~2.37之间,指示其属于钙碱性系列岩石。微量元素的测试结果表明,稀土元素总量较低,其配分图上产生类似于四分组的“膝折”效应;富集LILE、亏损HFSE,K/Rb和Rb/Cs比值低于一般酸性岩浆侵入岩体,Y/Ho、Nb/Ta和 Zr/Hf 的比值均偏离球粒陨石值。结合前人对稀土元素四分组效应的研究,认为富挥发分的流体作用于高度演化的酸性过铝质岩浆后,其稀土元素配分模式也能形成类似四分组的“膝折” 配分模式,元素Gd显示正异常。     

云南德钦白马雪山岩体热历史及其对青藏高原三江地区构造地貌演化的指示意义

青藏高原三江地区高程缓降、河流及深切峡谷发育,重建其构造-热年代时空演化为把握该地区地形地貌发育演化的内在驱动力提供科学依据。本研究以云南德钦白马雪山岩体为研究对象,开展磷灰石(U-Th)/He及裂变径迹年代学分析,结合已发表的U-Pb和Ar-Ar年代学结果来重塑该地区的构造-热演化历史和地形演化。研究表明,该地区经历了多期快速冷却事件:三叠世的岩浆侵位活动,早白垩世和中-晚始新世的快速冷却,以及中新世和上新世以来的快速剥蚀。青藏高原隆升致使全球气候变化的同时也导致其周缘地区经受强烈侵蚀:中新世以来(21~11Ma)快速冷却速率为10℃/Myr,而上新世以来(ca.5Ma)冷却速率从10℃/Myr增至15℃/Myr。假定区域现今地温梯度为25~35℃/km,河谷剖面不同位置的侵蚀速率及剥蚀量的空间分布特征进一步表明(靠近澜沧江主干道处侵蚀速率远高于其支流,且对应的年龄相对年轻),河流下切及溯源侵蚀的多重效应导致该地区快速剥蚀、剥露,地形起伏加大的瞬态地貌演化规律。