一种新的构造变形热年代学研究方法——显微构造变形热年代学

显微构造变形热年代学是一种新兴的研究构造变形热年代学方法,能够解决一些常用方法无法解决的或很困难的构造问题。显微构造变形热年代学利用因构造变形事件而产生的新生矿物结晶年龄来测定小至一般的构造变形,大至区域构造乃至造山带或碰撞带构造变形的年龄,建立构造演化时间序列,并可以计算其变形速率或隆升速率。     

贵州乐康剖面茅口阶-吴家坪阶碳同位素组成变化及峨眉山大火成岩省的响应

随着精细年代学研究的发展,越来越多的证据表明地幔柱作用下的大火成岩省和地质历史时期的生物绝灭之间有着密切的联系。我国西南地区峨眉山溢流玄武岩省是目前我国惟一被国际认可的大火成岩省,为了更好地证明峨眉山大火成岩省与同期生物、环境变化之间的关系,选择贵州望谟乐康剖面石灰岩开展了碳同位素组成研究。结果表明,在峨眉山地幔柱作用之前的茅口阶碳同位素组成显示出较高的正值(δ13C=5.2‰～4.0‰);茅口阶顶部至领薅组第一段δ13C值主要落在2‰～4‰范围内,其时序上对应于峨眉山玄武岩主喷发之前的区域穹状隆升时期;之后由于峨眉山大火成岩省有关的大规模火山作用导致低值碳源加入,当时缓慢复苏的生物作用造成的碳同位素组成增加远不能抵消火山作用造成的碳同位素组成降低,导致期间碳同位素组成明显降低(变化于0‰～2‰范围),并出现负漂移。该剖面碳同位素组成的变化为峨眉山地幔柱作用对生物和环境效应的研究提供了重要信息。     

新疆特克斯东南大哈拉军山组玄武安山岩地球化学特征:岩石成因和构造背景探讨

特克斯东南大哈拉军山组玄武安山岩具有钙碱性火山岩的地球化学特征,Nb、Ta等高场强元素强烈亏损,强不相容元素比值明显不同于原始地幔、亏损地幔和富集地幔而倾向于地壳,具有岛弧火山岩的特点,与新源县南及其东部大哈拉军山组火山岩一起指示了西天山在早石炭世-晚石炭世处于汇聚而不是伸展的大地构造背景。与岛弧作用有关的俯冲沉积物的交代作用是其源区受改造的最主要方式,岩浆演化以包括橄榄石、单斜辉石在内的分离结晶作用为主。     

地壳放射性生热效应对大陆俯冲过程影响的数值模拟研究

岩体中的放射性生热是地幔对流和地壳变质作用的关键热源之一,但地壳放射性生热率是如何影响大陆俯冲-碰撞的动力学过程,尤其是大陆碰撞区域的热结构演化,尚未获得共识。本文使用热-力学数值模拟方法对上、下地壳放射性生热率进行系统的模拟实验,以研究其对大陆俯冲动力学演化过程的影响。模型实验表明,由于大陆上地壳富集U、Th和K等主要放射性生热元素,且放射性生热率的变化区间较大(1.0~3.0μW/m~3),导致其对大陆俯冲碰撞动力学演化过程的影响较为显著,主要包括进入俯冲通道内的上地壳体积大小、碰撞区域内地壳熔融范围、俯冲下地壳物质折返的规模和两大陆的耦合程度等四个方面。而大陆下地壳则以中-基性岩为主,相对亏损U、Th、K等主要放射性生热元素,且放射性生热率的变化区域较小(0.2~0.8μW/m~3),致使其对大陆俯冲演化过程的影响相对有限,主要通过控制俯冲下地壳以及大陆板片的粘滞度和流变强度的大小,进而制约大陆俯冲过程下地壳物质折返的规模以及板片倾角的大小。     

华南印支期变形格局及多陆块围限模型

三叠纪(印支期)是华南陆块构造演化过程中最重要的阶段之一,是奠定华南及东亚地区基本构造格局的关键时期,因此阐明印支期变形的几何学和运动学特征对揭示华南腹地造山作用的驱动机制具有重要意义。该文综合了华南地区野外构造解析及热年代学等研究成果,提出了华南陆块南部三叠纪两阶段演变过程。其中印支早期(约250～225Ma)变形表现为北西西或近东-西向具右旋走滑压扭性逆冲构造体系。该构造体系的根带位于华南南部海南-云开一线,以厚皮构造沿中-上地壳拆离层低角度自南向北扩展为薄皮构造。印支晚期(约230～190Ma)构造样式以一系列近平行的北东向左旋压扭性脆-韧性冲断构造及褶皱体系为特征,区域上表现为花状背冲或鳄鱼式样式。结合华南陆块周缘印支期构造样式的基本面貌,认为华南陆块印支期两期变形样式的形成是在华南陆块向华北陆块深俯冲及东侧古太平洋板块阻塞作用围限下,华南南缘东古特提斯洋的剪刀式穿时关闭及随之的扬子与思茅-印支陆块俯冲碰撞的结果。     

江南中段慈化地区新元古代高镁安山岩的厘定及其构造意义

江南造山带被普遍认为是扬子与华夏陆块在新元古代的拼合带, 其拼合机制及精细时代却一直备受争议.在江南造山带中段湘赣交界慈化地区识别出新元古代火山岩, 并对其进行了锆石U-Pb年代学及主微量地球化学研究.该火山岩发育于冷家溪群地层中, 其锆石LA-ICP-MS年代学测试得到了832±12 Ma的206Pb/238U加权平均年龄(n=16, MSWD=0.12), 代表其喷发年龄.主量元素结果显示, SiO₂和MgO含量分别为57.67%~61.33%和3.51%~4.29%, Mg#为52~57, 高于正常弧火山岩, 属高镁安山岩.微量元素富集轻稀土元素和大离子亲石元素, 亏损高场强元素, 其Nb-Ta、Ti亏损, 具"弧型"地球化学特征, 可能来源于受板片熔体/流体或者俯冲再循环沉积物交代的难熔地幔源区.上述资料表明, 慈化高镁安山岩是江南造山带中段楔形地幔源区受消减组分交代作用的产物, 暗示此时江南造山带中段仍在消减, 扬子和华夏陆块尚未完全拼合.结合前人研究成果, 江南造山带不同区段的闭合时间可能存在差异.      

南太行山中新生代隆升过程:磷灰石裂变径迹证据

南太行山地区地处华北陆块中部,是研究华北岩石圈减薄、克拉通活化期间山脉隆升与剥露机制的理想场所。本文对太行山南麓的中生代岩浆岩和元古宙变质岩开展了磷灰石裂变径迹低温热年代学研究,获得了相关样品的磷灰石径迹年龄和径迹长度。研究表明,南太行山地区磷灰石裂变径迹表观年龄集中在75~32 Ma之间,峰值径迹长度在11μm以上,为宽带单峰分布。综合考虑裂变径迹反演,南太行山地区初始隆升始于100 Ma前,晚白垩世以来的剥蚀去顶量在3 km以上。100~50 Ma的构造抬升相对平静,50~40 Ma及10 Ma左右以来隆升速度加快,是太行山地区的主要隆升期。南太行山区域上表现为北早南晚的倾伏式差异隆升格局,其新生代隆升与华北东部同期的快速沉降相耦合。以上资料有利于更好认知华北陆块中–新生代冷却史及岩石圈减薄地表响应。     

四川宝兴大石包组高钛玄武岩地球化学特征及其岩石成因

分布于龙门山推覆构造带以西、松潘-甘孜地块上的宝兴二叠纪高钛玄武岩具有高的TiO2含量(＞3%)、Ti/Y比值(平均658)和∑REE(平均237μg/g),具有LREE富集的右倾型稀土元素分布模式((La/Yb)N=5.39～13.5),富含大离子亲石元素,不相容元素比值Zr/Nb为9.18～10.1,La/Nb比值为1.19～1.34,Ba/Nb比值为6.11～20.4,8Nd(t)=0.82～2.35,(87Sr/86Sr)i=0.704837～0.706157,具有洋岛玄武岩(OIB)的地球化学特征,形成于板内环境.与典型峨眉山玄武岩对比显示,其岩相学、主元素、微量元素地球化学特征和同位素组成均类似于峨眉山大火成岩省(ELIP)上部的高钛玄武岩系列(HT),表明它们可能同时或在类似的环境下形成.基于上述认识,同时结合最新的年代学研究结果,认为宝兴大石包组高钛玄武岩是峨眉山地幔柱活动的产物,属于峨眉山大火成岩省的一部分.这为峨眉山大火成岩省分布范围从扬子克拉通向西北拓展提供了重要的地球化学证据,为更好地理解该火成岩省事件及其时空分布提供了新的直接资料.     

松潘-甘孜地块丹巴二叠纪玄武岩的主、微量元素和Sr-Nd同位素研究:岩石成因与构造意义

松潘-甘孜地块的丹巴二叠纪玄武岩(大石包组)具有较高的TiO2含量(>2%)和高的Ti/Y比值(平均519),显示LREE富集、HREE亏损的右倾型稀土配分型式((La/Yb)N=4.2~13.6),εNd(t)=-0.33~2.70,具有洋岛玄武岩(OIB)地球化学特征,形成于大陆板内环境。其源区来自原始地幔始于石榴子石稳定区的低程度部分熔融,岩浆上升过程中有来自地壳物质的加入,因而其不相容元素比值如Zr/Nb(4.41~13.09)、La/Nb(1.03~1.80)和Th/La(0.08~0.18)等,以及初始的87Sr/86Sr比值(0.706008~0.707257)均表现出不同程度的富集特征,岩浆演化早期经历了以辉石、橄榄石为主的分离结晶作用。该套玄武岩的元素-同位素地球化学特征和源区性质类似于峨眉山溢流玄武岩的高钛(HT)系列,因此认为其是峨眉山地幔柱活动的产物,属于峨眉山大火成岩省(ELIP)的一部分。松潘-甘孜地块和扬子西缘晚古生代以前地层的可比性以及峨眉山溢流玄武岩的分布特征显示,松潘-甘孜洋盆伴随着扬子克拉通的裂解而打开,并且可能都与峨眉山地幔柱有关,是地幔柱活动的浅部地质响应。     

海南岛晨星早石炭世高度亏损N-MORB型玄武岩及其地质意义

海南岛地处印支陆块和华南陆块的交界地带,具有复杂的构造演化史,其拼合机制及精细时代一直备受争议.在海南岛昌江-琼海断裂以北的晨星地区识别出一套具高ε_Nd(t)值的火山岩,对其进行了全岩40Ar-39Ar年代学及主、微量元素和同位素地球化学研究.结果表明,该火山岩的全岩40Ar-39Ar坪年龄为328.1±2.6 Ma,代表了其喷发年龄;该变基性岩SiO₂含量为46.92%~52.58%,具有低TiO₂、低K₂O、高Al₂O₃的特征;稀土元素丰度为15.1×10-6~28.7×10-6, 呈现N-MORB型微量元素配分曲线, ε_Nd(t)高至9.02~9.85,显示出高度亏损的地球化学特征;其成因被解释为源于受流体交代作用改造的MORB型地幔源区.综合分析表明晨星地区变基性岩的形成可能与古特提斯洋陆俯冲格局下华南与印支陆块间的弧后盆地或有限洋演变有关.