中生代华北南缘带状岩石圈结构特征及其大陆形成演化意义

大陆岩石圈根的形成与破坏是当前固体地球科学的重大研究课题之一.对独具时空特色的华北东部地块南缘信阳中生代火山岩中一系列包括下地壳镁铁质-长英质的麻粒岩、榴辉岩、变辉长岩、辉石岩和上地幔橄榄岩等岩石包体进行了系统的定深、定年研究, 建立了华北中生代(~160Ma) 多块体结合部位的组成和年龄呈带状结构的岩石圈几何模型, 并在此基础上分析了形成的动力学过程.在华北南缘地表出露最老~2.85Ga的岩石之下的30km处(上部下地壳), 由年龄为3.6~3.4Ga的长英质麻粒岩和辉石岩组成; 更深处30~40km位置, 则由具古元古代年龄(2.0~1.8Ga) 的镁铁质-长英质麻粒岩和变辉长岩构成, 其形成过程与华北东部地块与西部地块的碰撞有关, 记录着全球性的哥伦比亚超大陆汇聚事件.Hf同位素数据显示在这次重要事件里, 既有新生地幔物质加入, 也有古老地壳(3.8~3.0Ga) 组分的再熔融作用.在来自下地壳更深处的榴辉岩(40~45km) 和上地幔橄榄岩(> 45km), 它们的主要年龄分别是古生代(440~260Ma) 和早中生代(228~219Ma), 记录着在显生宙不同时期扬子与华北碰撞的动力学过程.      

中国大陆新生代上地幔铅同位素特征

收集了新生代(含少量晚中生代) 301件幔源玄武岩的Pb同位素数据, 编制了系统的Pb同位素变化趋势(等值线) 图件, 现仅提供“中国大陆新生代上地幔的206Pb/204Pb比值变化趋势图”.图件显示, Pb同位素在南北方向的差异比较显著, 南北的界线大体从合肥-郑州-银川-汗腾格里峰, 结合Nd同位素的资料, 以206Pb/204Pb比值为18~18.5作为分界, 以北小于18~18.5;以南大于该值.此外初步辨认出该时期存在3种类型的地幔: 造山带地幔、裂谷型地幔及“非典型地幔”.与依据不同时代、各种类型的样品铅同位素的比值, 统一编制的“中国大陆岩石圈206Pb/204Pb比值变化趋势图”进行比较, 显示出在东北的西北部的206Pb/204Pb比值、南北向东经104°附近的高206Pb/204Pb比值区是否存在、渤海周边Pb异常区的强度以及华南DUPAL异常区问题等方面都有区别, 表明晚中生代-新生代时期, 中国大陆进入了一个新的软流圈地幔对流体系, 近代地幔并没有完全继承老地幔的全部特征而是被注入了新的软流圈物质.此外, 两张趋势图都显示了南北分块的特征, 而东西向的系统变化, 仅在近代Pb比值趋势图中华南块体的东南沿海地区出现, 暗示太平洋板块俯冲对中国大陆的影响处于次要地位.      

辽西中生代的壳幔过渡带的形成、破坏与改造

利用火成岩及其携带的捕虏体的岩石学、年代学等研究成果,反演辽西中生代时期的壳幔相互作用,重塑这时期的壳幔边界组成。对应于中生代活跃的壳幔相互作用,辽西义县-北票一带理论上应该存在一个发育的壳幔过渡带。然而现今的各种地球物理研究显示辽西的莫霍面是清晰的间断面,其上、下地震波速变化从6.5～6.7km/s 截然变成8.0～8.1 km/s。壳幔过渡带到那里去了?围绕这一问题,本文依据火山岩及其捕虏晶的研究,探讨了在软流圈底辟体上涌背景下,壳幔过渡带被破坏和改造的原因。最后从演化角度将辽西与张家口和西藏高原的壳-幔边界进行了比较。     

中国东部壳-幔、岩石圈-软流圈之间的相互作用带：特征及转换时限

中国东部中—新生代,下部岩石圈存在壳与幔、岩石圈与软流圈两个相互作用带,它们是重要的岩浆源区,在层圈相互作用中,热和物质的交换及其动力学过程是引起中、新生代岩石圈内部层圈间的厚度调整、岩石圈不均匀减薄以及区域构造-岩浆-成矿作用的重要机理。大陆内部的壳-幔作用有3种类型:地幔来源的底侵熔体与下地壳的作用;下地壳拆沉进入弱化(weakening)了的岩石圈地幔二者发生的作用以及陆-陆碰撞深俯冲带的壳-幔相互作用。它们形成的火山岩组合有一定的差别,但源区都含有地壳组分。岩石圈-软流圈的作用带也是重要的岩浆源区,源区是以软流圈地幔为主,基本不含地壳组分。东部岩石圈的减薄时间大体与出现大规模软流圈来源的玄武岩喷发的时间一致,也与上述两类层圈作用转换的时间一致,大约在100Ma以后。     

华北东部橄榄岩与岩石圈减薄中的地幔伸展和侵蚀置换作用

对比分析了华北不同时代捕虏体橄榄岩及其南部超高压地质体橄榄岩的矿物化学。具古老难熔岩石圈地幔特征的橄榄岩是古生代金伯利岩捕虏体和早中生代苏鲁变质带地质体的主要岩石类型。具这一性质的橄榄岩也构成了河南鹤壁上新世玄武岩捕虏体的主体部分,并可以在辽宁阜新晚中生代玄武岩中被发现。具饱满岩石圈地幔性质的橄榄岩则是阜新晚中生代火山岩、特别是郯庐断裂带(山旺)及其附近地区(栖霞)中新世玄武岩捕虏体的主要类型。从华北东部已有的捕虏体橄榄岩及地质体橄榄岩所表现出的新生饱满与古老难熔地幔的时、空分布特点,即有些地区捕虏体橄榄岩表现出不同性质地幔共存现象(如阜新、鹤壁)或橄榄石Mg#呈渐变关系看:克拉通岩石圈地幔因扬子板块俯冲所引起的早期(如早中生代)地幔伸展、和晚中生代—渐新世因太平洋俯冲所引起的热扰动的软流圈物质上涌对古老地幔产生强烈的侵蚀作用(引起岩石圈的巨大减薄);中新世以来的软流圈热沉降作用出现新生岩石圈地幔并表现为岩石圈的小幅增厚,从而实现地幔置换过程和华北东部岩石圈的整体减薄过程。岩石圈幔内薄弱带及岩石圈深断裂(如郯庐断裂带)起了软流圈物质侵蚀古老岩石圈地幔的通道作用并导引着深部物质运移和不规则减薄作用等。个别地区(如阜新)强烈的软流圈上涌于晚中生代就已经开始,显示地幔置换作用的强烈不均一性。     

三江地区中段成矿元素地史演化的探讨及意义

以富集系数值（ki)为指标,系统讨论了三江地区中段Au,Ag,Cu,Pb,Zn,As,Sb,Hg8个成矿元素从老基底时期－盖层时期－古特提斯时期－中新生代地层时期富集与贫化的演化历史情况。研究表明,基底时期Cu-Pb－Sb富集,盖层时期Au-Ag富集,特别是As强烈富集,古特提斯洋时期,Au-Sb强烈富集在金沙江洋脊环境,Cu强烈富集在金沙江洋岛环境,古特提斯弧时期,金沙江洋内弧表现出Cu的富集,P -Zn富集在滞后弧,而碰撞及澜沧江陆缘弧没有成矿元素的明显富集,中新生代时期,As-Hg富集。     

高压基性麻粒岩与榴辉岩的抬升转换作用--信阳超镁铁质火山角砾岩管的捕虏体研究

通过对华北地块与秦岭-大别造山带结合部位豫南信阳北超基性火山角砾岩管中基性麻粒岩、榴辉岩和石榴石辉石岩捕虏体的岩相学、矿物化学成分的初步研究和对比,发现这些基性岩石捕虏体中大多存在着因抬升降压而发生的转换反应作用.这些转换反应可能与华北地块和秦岭-大别造山带相互作用过程中的抬升过程有关.     

辽宁复县金刚石的阴极发光特征及其意义

阴极发光图像揭示了辽宁复县金刚石的内部结构具有３种类型;（１）简单的生长环带结构;（２）多期生长的复杂环带结构;（３）稀少的似玛瑙状结构,这些内部结构特征反映金刚石的不均一性及生长具多期、多阶段特点、该特点与金刚石所处的流体－熔体的不同阶段相对应。玛瑙状结构除多生长中心聚集形成复杂种晶形态所致外,局部不均匀熔蚀、混合的生长机制的变化的结晶条件三者综合作用亦是原因之一,阴有发光图像还反映了金刚石晶体