敦煌北部岩浆-变质杂岩构造环境初步探讨:对中亚造山带南缘扩展方式的启示

中亚造山带南缘如何向南扩展，对深入理解增生型造山作用和大陆地壳生长机制以及中亚构造域与特提斯构造域的衔接具有重要科学意义。作为中亚造山带南缘的关键构造单元，敦煌构造带大地构造属性长期备受关注且颇有争议。传统观点认为敦煌构造带是古亚洲洋南侧的前寒武纪稳定大陆地块，以刚性块体的形式参与了中亚造山带南缘的最终拼贴过程。然而，近年来研究认为敦煌构造带卷入了古亚洲洋南部的俯冲增生造山过程，属于中亚造山带南缘的增生系统。显然，这一争议限制了对中亚造山带南缘向南扩展方式及增生造山过程的理解。敦煌北部三危山地区出露一套古生代岩浆-变质杂岩，是解开这一争论的关键。本文综合前人研究基础及新的资料，归纳了这套岩浆-变质杂岩的野外岩石-构造组合、地球化学和年代学等方面特征：该岩浆-变质杂岩整体显示"二元结构"特征，即较老的增生杂岩为基底，弧岩浆岩侵入或不整合覆盖其上；其中岩浆岩属于中钾-高钾钙碱性系列中酸性岩浆岩，富集大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE），亏损高场强元素（HFSE），与典型的弧岩浆岩类似，并且微量元素组成特征反映中酸性岩浆的源区与俯冲沉积物部分熔融有关；岩浆作用大致归为510Ma、460~410Ma和370~360Ma三期。岩浆岩中结晶锆石不一致的ε_Hf（t）值（既有正值，又有负值）以及继承锆石的存在表明，岩浆源区既有古老地壳物质的加入，也有新生地壳物质的形成。以上这些特征与发育在增生杂岩之上的增生弧十分类似，因此本文提出敦煌北部岩浆-变质杂岩的属性为古生代增生弧，并且该增生弧与其南部的红柳峡俯冲增生杂岩共同勾勒出敦煌构造带自北向南增生弧-增生杂岩的基本构造格架，即敦煌构造带的大地构造属性实为造山带而非稳定地块。结合区域地质背景及敦煌地区与北山地区古生代至早中生代构造-热事件的对应关系，认为敦煌造山带属于中亚造山带中段南缘的增生系统，中亚造山带中段以增生弧-增生杂岩的形式向南扩展至敦煌地区。     

Precise revision of the garnet-muscovite geothermometer

The garnet-muscovite geothermometer was refined through empirical calibration by using natural rocks metamorphosed under the physical conditions of 238—1306 MPa and 490—700℃. Input temperatures and pressures were determined through simultaneously applying the garnet-biotite geothermometer and the garnet-biotite-plagioclase-quartz barometer, assuming that all FeO in muscovite and garnet be ferrous. Garnet was treated as the asymmetric quaternary solid solution, and muscovite as the symmetric binary solid solution. Input muscovite compositions include Fe atoms between 0.03—0.19 and Mg atoms between 0.04—0.16 on the basis of 11 oxygen atoms, and input garnet compositions include spessartine fractions between 0.01—0.289, grossular fractions between 0.028—0.273, and the Fe/Mg ratio between 3.387-18.986. The resulting garnet-muscovite geothermometer reproduces temperatures within (50℃ compared with the garnet-biotite thermometer. Total random error of ±37℃ of the new thermometer may stem from the pressure uncertainty of ±200 MPa, and uncertainties of ±5% of Fe and Mg components in muscovite, and ±5% of Fe, Mg, Mn and Ca components in garnet, altogether. When there exist 10%, 20%, 30%, 40% and 50% Fe3+ in muscovite, respectively, the computed garnet-muscovite temperatures will be 1—6℃, 2—12℃, 3—16℃, 5—24℃ and 7—29℃, respectively, lower than those obtained when assuming that all FeO be ferrous. The new garnet-muscovite geothermometer can efficiently reflect temperature change of typical prograde sequences and contact aureole rocks, and may be applied to low- to high-grade and low- to high-pressure metamorphic rocks.     

洋脊和年轻洋壳俯冲与埃达克岩生成的热模拟

新生代以来 ,环太平洋周边分布的埃达克岩 (Adakite)主要与年轻洋壳俯冲时在 70～ 90km深处的部分熔融有关。利用数值方法 ,模拟了洋壳俯冲的热演化过程并讨论了脱水、熔融对埃达克岩浆活动的影响。结果表明 :仅在活动海岭俯冲前后约 10Ma内 ,年轻的、热的俯冲海洋板片在 75～85km深度范围内 ,温度升高至 82 5～ 10 0 0℃脱水 ,导致年轻洋壳中角闪岩部分熔融 ,形成埃达克岩(Adakite)。而一般洋壳俯冲在 10 0km以下深度才脱水 ,由于脱水区压力较高洋壳自身不能熔融 ,水进入上覆地幔楔状体导致部分熔融 ,形成安山岩 (Andesite     

变质反应的代数识别方法

在回顾变质矿物共生组合和变质反应图解分析法的基础上，论述了录求变质矿物组合之间、同一组合内矿物之间的平衡变质反应的代数方法，即矩阵高斯变换，线性回归分析、矩阵奇值分解。     

阿拉善地区前寒武纪斜长角闪岩的岩石学、地球化学、形成环境和年代学

阿拉善地区前寒武纪不同岩群、岩组和杂岩中的斜长角闪岩均呈层状产出 ,其原岩多为高铁拉斑玄武岩 ,普遍具有高钾高钛、稀土元素含量高、轻稀土元素富集的地球化学特征 ,与典型的大洋拉斑玄武岩、太古宙的TH1型和TH2 型拉斑玄武岩有较明显的区别。岩石组合特征和多种地球化学判别图解均表明 ,该区的斜长角闪岩主要形成于板内环境 ,属于板内裂陷或大陆边缘裂陷的大地构造环境。初步的同位素年代学研究表明 ,叠布斯格岩群中斜长角闪岩的原岩形成于新太古代 ,含黑云斜长角闪岩中的角闪石3 9Ar_40 Ar坪年龄和等时线年龄分别为 1918Ma和1919Ma ,说明其曾经历了古元古代角闪岩相变质作用的叠加。巴彦乌拉山岩组中斜长角闪岩形成于 2 2 71Ma～2 2 6 4Ma。波罗斯坦庙片麻杂岩中的斜长角闪岩已被 1818Ma和 1839Ma花岗片麻岩侵入 ,根据该杂岩体中斜长角闪岩与巴彦乌拉山岩组中同类岩石的地球化学特征 ,推断其形成于古元古代早期。阿拉善群德尔和通特组中的斜长角闪岩目前尚无确切的同位素年代学数据 ,但相同层位的石榴石二云母石英片岩中锆石离子探针定年已获得平均同位素年龄值为 136 3Ma ,推测它有可能形成于中元古代     

敦煌造山带长山子地区变质演化及年代学研究

长山子地区位于敦煌造山带东北部,瓜州南部约100km处。该区主要出露一套中-高级变质表壳岩,主要岩石类型有长英质片麻岩、变泥质麻粒岩、高压基性麻粒岩、斜长角闪片麻岩。高压基性麻粒岩岩块、斜长角闪片麻岩岩块以构造透镜体或布丁(长度为0. 5~15m)的形式,被夹持于长英质片麻岩、变泥质麻粒岩组成的基质之中,呈现典型"基质夹岩块"的混杂带特征。高压基性麻粒岩、斜长角闪片麻岩、泥质麻粒岩中,普遍保留了二至三个阶段的变质矿物组合。进变质阶段矿物组合(M1)为石榴子石变斑晶中的细小矿物包裹体,变质高峰期矿物组合(M2)为石榴子石变斑晶和基质矿物,退变质阶段矿物组合(M3)主要为围绕石榴子石变斑晶边部发育的"白眼圈"状后成合晶。本区各类变质岩石均记录了顺时针型变质作用P-T轨迹,系典型俯冲-碰撞造山带变质作用特征。退变质阶段P-T轨迹属于西阿尔卑斯型,说明变质岩折返速率较快。变质高峰期(M2)属于中压变质相系,P-T条件分别为790~870℃/1.29~1.37GPa(高压基性麻粒岩)、680~685℃/0.89~0.97GPa(斜长角闪片麻岩)、860~880℃/0.90~1.14GPa(变泥质麻粒岩),它们之间存在大的差异。这说明,它们是形成于同一俯冲隧道内不同深度的变质岩石,在构造折返阶段才混杂在一起形成构造混杂岩。二次离子质谱(SIMS)锆石U-Pb定年表明,长山子地区变质杂岩记录了早泥盆世的俯冲事件(419~417Ma)。     

黑云母-钙质角闪石温度计初步研究

利用新近修正的石榴石- 黑云母温度计(Holdaway,2000)和石榴石- 斜长石- 角闪石- 石英压力计(Kohn and Spear,1990),根据从文献中收集的角闪岩、变泥质岩、变辉长岩和变粒玄岩的相关资料,采用经验标度方法,本文首次标度了适用于560～800℃、0.26～1.4GPa的黑云母- 钙质角闪石温度计。其中,黑云母作为对称的Fe-Mg-A1~Ⅳ -Ti四元固溶体,角闪石简化为对称 Fe Mg二元固溶体。该温度计计算温度与石榴石-黑云母温度计相差不超过±50℃,并且能准确区分     

汶川─理县志留系茂县群无根钩状褶皱构造初步解析

钩状褶皱又称无根钩状褶皱，是区域变质岩中广泛发育的特有构造形态之一，与面状构造置换密切相关。对它的研究，有助于恢复大型褶皱形态和变质岩原岩产状。本文初步探讨了四川汶川─理县志留系茂县群中广泛发育的无根钩状褶皱的形态、产状、成因和与大型褶皱构造的关系。     

华北克拉通中生代伸展构造研究的几个问题及其在岩石圈减薄研究中的意义

总结了华北克拉通及周边以变质核杂岩和穹隆为代表的伸展构造研究的进展和存在的问题,提出了值得进一步研究的几个重要问题及其在华北克拉通破坏和岩石圈减薄研究中的意义。以变质核杂岩和穹隆为窗口,开展推覆向伸展的转化机制、区域性伸展运动学特征、剪切应变类型、伸展构造发育的时间和过程的研究,有助于深入探讨增厚地壳向伸展减薄转化的起因和过程,确定减薄的区域运动学方式及时限,查明伸展构造变形对地壳及岩石圈减薄的贡献。这方面的研究将提升华北伸展构造研究的水平,有助于查明岩石圈减薄的地壳响应,为探讨华北克拉通破坏和减薄的时限、机制、模式及深部动力学问题提供直接的构造证据。     

花岗岩构造研究及花岗岩构造动力学刍议

花岗岩可以视为一种很好的构造标志体,犹如褶皱、断裂一样。从花岗岩浆的形成、融体分离、岩浆上升到岩体定位以及变形改造的全过程都蕴含着丰富的构造动力学信息。研究花岗岩浆上升、迁移和定位可以探讨构造块体抬升及区域构造动力学。岩体生长方式与构造块体的运动学、动力学有密切的关系,极性生长揭示了上、下构造块体或岩石圈之间的相对的近水平方向剪切运移。变形花岗岩体是一种区域尺度的应变标志体,可以进行岩石有限应变测量和流变学参数估算,为分析区域构造变形特征提供应变参数。以对不同期次、不同变形程度花岗岩体为间接标志体,通过锆石定年可以限定变形的时间,特别是有可能确定早期变形的时间。岩体定位深度的系统研究有利于了解构造块体的抬升和深部构造作用。花岗岩构造与花岗岩成因类型特别是其演变研究的结合是判别构造块体动力学背景以及其转换的有效途径。通过这几方面的系统研究和有机结合,可以提供丰富的构造动力学信息,是否可能发展成较系统的花岗岩构造动力学值得探讨。