中亚增生造山过程与成矿作用研究进展

中亚造山带作为全球最大的显生宙增生型造山带,是大陆动力学和成矿作用研究的天然实验室.文章简要概述中国新中国成立以来中亚造山带研究发展情况,并对未来研究提出展望. 20世纪50～70年代是中亚造山带研究的奠基时期,各地质研究学派理论相继运用于解释中亚地区的地质演化.改革开放初期,李春昱先生等开创性地运用板块构造理论解析北疆及兴蒙地区大地构造演化,提出了西伯利亚、哈萨克斯坦、中朝-塔里木三大板块俯冲-碰撞的认识,并提出了索伦山至延边缝合线的观点. 20世纪90年代,中亚造山带研究进入快速发展期,前苏联学者提出了多陆块碰撞模型;土耳其学者提出了单一岛弧增生模型,指出中亚造山带是一种特殊类型的碰撞造山带.中国学者对中国北方地区的蛇绿岩、高压变质岩等进行了大量开拓性研究,划分了主要缝合带. 1999年,"中亚成矿域"概念被提出,并与环太平洋成矿域和特提斯成矿域并称全球三大成矿域.进入21世纪,鉴于中亚在大陆增生理论和成矿机制研究领域的重要性,中亚造山带研究成为国际学术前沿.中国在中亚地区布局了一系列科研项目,催生了一大批重要科研成果,包括微陆块属性、蛇绿岩时代和构造背景、岩浆弧性质、增生楔识别和解剖、区域变质-变形作用、俯冲带(超)高压变质作用、洋中脊俯冲、地幔柱与板块相互作用、多岛海构造古地理与复式增生造山时空格架、大陆增生、增生成矿、构造叠加改造等.这些成果产生了重要的国际影响.展望未来,中亚造山带主要有以下几方面的内容需要进一步深入研究:(1)古亚洲洋早期演化历史及起始俯冲机制;(2)古亚洲洋外部造山带(Extroversion)的增生机制;(3)古亚洲洋地幔属性及其时空分布;(4)古亚洲洋与特提斯洋相互作用过程;(5)显生宙大陆增生机制及其全球对比;(6)中亚成矿域增生成矿机制;(7)大陆改造机制.     

Petrogenesis of Late Ordovician intrusive rocks in the West Kunlun orogenic belt: Constraints on the subduction process of the Proto-Tethys OceanSCIEI北大核心CSCD

西昆仑造山带发育有大量的早古生代岩浆岩,它们的形成与原特提斯洋俯冲-碰撞密切相关,然而,对于这些岩浆岩的岩石成因和形成的构造背景仍然存在较大的争议。本文对西昆仑造山带早古生代阿喀孜二长岩和赛图拉石英闪长岩岩体开展了详细的矿物学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf-O同位素研究,以探讨这些侵入岩的岩浆源区与成因,揭示原特提斯洋在这一时期的构造演化过程。这两个岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为456±2Ma和452±2Ma,指示它们形成于晚奥陶世。阿喀孜二长岩具有富碱(K_(2)O+Na_(2)O=10.5%~11.8%)、富钾(K_(2)O/Na_(2)O=1.20~1.44)特征,相对低MgO(0.89%~0.97%)、TiO_(2)(0.42%~0.45%)含量,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,且具有较高的全岩锆饱和温度(T_(Zr)=814~862℃),属于钾质碱性岩石。该岩体具有较高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)值(0.72057~0.72186),负的全岩ε_(Nd)(t)值(-5.1~-4.5)和负的锆石ε_(Hf)(t)值(-7.6~-3.4),以及较高的锆石δ^(18) O值(5.39‰~7.94‰),表明其源区可能为伸展环境下古老基性下地壳部分熔融。赛图拉石英闪长岩SiO_(2)含量为56.8%~58.6%,全碱(Na_(2)O+K_(2)O)含量为5.75%~6.39%,具有较低的铝饱和指数(A/CNK=0.85~0.89),相对高的MgO含量(2.93%~3.41%)以及Mg^(#)值(~45),为高钾钙碱性系列岩石。它们富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th)和亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),且具有微弱的Eu异常(δEu=0.72~0.77),类似于俯冲带岩浆岩地球化学特征。这些石英闪长岩具有相对高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)比值(0.71317~0.71322),负的全岩ε_(Nd)(t)值(-5.6~-5.1)和负的锆石ε_(Hf)(t)值(-7.8~-2.9),与同时期来源于富集地幔的基性岩同位素特征相似,表明赛图拉石英闪长岩岩浆可能是由俯冲板片流体交代的富集地幔楔部分熔融形成,并在岩浆演化的过程中经历了橄榄石、辉石、角闪石、磷灰石和Fe-Ti氧化物等矿物的分离结晶作用。结合同位素和数字模拟计算(Rhyolite-MELTS)结果表明,赛图拉石英闪长岩可能由塔里木克拉通南缘玄武质岩浆的分离结晶而成。综合前人研究,本文提出晚奥陶世阿喀孜二长岩和赛图拉石英闪长岩形成于原特提斯洋向北俯冲相关的活动大陆边缘环境,该时期原特提斯洋板片回撤,诱发软流圈地幔的上涌,从而产生了大量的弧岩浆岩。     

Tectono-magmatic evolution from accretion to collision in the southern margin of the Central Asian Orogenic BeltSCIEI北大核心CSCD

造山带演化及增生到碰撞的转变是板块构造与大陆动力学研究中的前沿科学问题。中亚造山带被认为是古亚洲洋长期俯冲-增生演化形成的显生宙最大的增生造山带,以发育巨量的面状展布的俯冲-增生相关的弧岩浆岩为特征。并且,由于中亚增生型造山带在潘吉亚最后聚合过程中发生弧弧(陆)碰撞,因此缺乏大规模且跨构造单元的碰撞相关的构造和变质等物质标志。显然,能否识别出大洋闭合期间碰撞作用的岩浆标志成为确定增生造山带增生过程终止的关键之一。本文系统研究确定:中亚造山带东南缘二叠纪到三叠纪钙碱性-碱钙性岩浆在空间分布上显示出由北西向南东迁移演化的特征;在岩浆性质上具有从二叠纪新生地壳来源的弧岩浆向早-中三叠世碰撞挤压背景下古老陆壳组分逐渐增多的高Sr/Y岩浆以及晚三叠世后造山伸展相关的A型花岗岩演化的特征。这些特征提供了俯冲-增生向碰撞造山演变的关键岩浆岩证据。结合区域资料,厘定出增生造山带最后碰撞相关的标志性岩浆为沿缝合带呈零星线性展布的增厚下地壳源区的高Sr/Y花岗岩类,构建了中亚造山带南缘从双向俯冲-增生到增生楔-增生楔碰撞及后造山伸展的三阶段构造-岩浆演化模型。系统对比研究,揭示出增生-碰撞相关的岩浆记录沿横向展布在中亚造山带南缘甘肃北山到吉林中部一带,表明碰撞挤压相关的岩浆作用在中亚造山带南缘具有一定的普适性。中亚造山带南缘从增生到碰撞的岩浆演化记录的厘定,证实显生宙最大的巨型增生造山带演化末期经历了碰撞造山作用,对进一步深入探索增生造山演化末期碰撞相关的标志性岩浆具有重要意义。     

云南省富乐铅锌矿床闪锌矿中微量元素地球化学特征——兼论深色闪锌矿富集Cd的原因

富乐铅锌矿床位于川滇黔铅锌多金属成矿域东南部,其闪锌矿中Cd含量居全国前列。单矿物常量分析表明闪锌矿内w(Fe)低,平均0.23%。微量分析和电子探针微区分析显示,微量元素w(B)主要为Cd 16 183×10-6,Cu 1 514×10-6;Ni 414×10-6;As215×10-6;Se 163×10-6;Ge 135×10-6;Ga 86×10-6;Sb 35×10-6;Ag 16×10-6,其次为Cr,Co,Mn,Ba,Ti,Sr,Mo等,其含量一般1×10-6～10×10-6。Cd与Cu,Ag,Sb,As,Ni等呈正相关。闪锌矿的颜色由这些微量元素共同引起,Ni使闪锌矿呈紫色,Cu使闪锌矿呈红色,Ga使闪锌矿呈黄色。Cd不影响闪锌矿颜色,Cd之所以在深色闪锌矿中相对富集,是因为Cd与引起闪锌矿颜色改变的这些微量元素含量正相关,它们同步进入闪锌矿的晶格。Fe因为含量过低,对闪锌矿颜色影响不明显。     

中天山地块暗色岩墙LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和岩石地球化学特征

中天山地块发育有大量的暗色岩墙,主要走向为北北西。对中天山暗色岩墙进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得的年龄为304.8±1.5Ma,表明其形成于晚石炭世。这些暗色岩墙具有较高的Si O2,较低的Mg、Cr、Ni含量。它们富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th),亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),显示俯冲相关特征。上述特征暗示,中天山暗色岩墙可能是由俯冲板片流体交代的地幔楔部分熔融形成的。这一发现表明,准噶尔洋的闭合应该发生在晚石炭世之后。     

天山-准噶尔地区地震层析成像与壳幔结构

通过对东西天山两条天然地震剖面的远震P波与近震P波走时资料以及2001-2007年新疆地方台网的近震走时资料分析,获得了天山-准噶尔地区的三维地震层析图像.层析反演使用的台站数140个,地震事件1132个,P波走时数24904条.检测板试验结果指出,东西天山剖面、天山轴部和东准噶尔地区P波速度扰动恢复能力相对高.纵波波...     

煤层气井压裂曲线和储层污染程度的响应关系

为了研究压裂曲线与储层污染程度的响应关系,以沁水盆地柿庄区块为例,在区块内选取储层敏感性强弱不同的井,通过比较各井压裂施工曲线中油压曲线到达破裂压力后下降行迹特征的差异,总结出油压曲线下降行迹与储层敏感性的响应规律。然后在同一区块内根据油压曲线下降行迹判定几口井的储层敏感性,根据储层渗透率损害比模型计算出几口井开发煤层段的储层渗透率损害比。结果发现,预测出的储层敏感性强井具有较高的储层渗透率损害比,储层受到严重污染;储层敏感性弱井储层受到轻度污染。研究表明油压曲线到达破裂压力点后的下降行迹能够反映储层污染程度,可以为后期工程开发提供依据。      

土地定级估价的分析研究与实践——以新疆拜城县为例

近几年来,经济发展迅速,土地级别划分及地价水平已有较大的变化,原有的基准地价体系已不能适应现时经济发展的要求,地价体系也亟需修正更新。该文结合拜城县的具体情况,并遵循所选因子与土地的相关性,确定拜城县城区土地定级因素,在分析各定级因素权重的基础上,计算各因素的分值,划分土地等级。通过对拜城县城区的土地进行定级估价作出修正和更新,将对土地的监督管理工作起到良好的促进作用。     

阿尔泰早古生代末期洋中脊俯冲：锆石Hf同位素组成突变的启示

从阿尔泰地区花岗岩、沉积岩及片麻岩中分选出来的岩浆成因锆石年龄介于280～2800Ma,记录了该区长期的岩浆活动历史.锆石的Hf同位素组成数据在420Ma左右出现剧烈的突变,显示～420Ma以前岩浆主要来自于古老物质和新生物质的混合,而在420Ma以后则以新生物质熔融为其主要生成方式.这可能暗示着幔源熔体的急剧加入导致该区岩石圈成分在约420Ma被彻底的改造.我们尝试用洋中脊俯冲来解释这一巨大变化,此构造模式不仅可以合理地解释这一时期形成的大量的来自于新生物质的花岗岩,成分复杂的基性岩以及埃达克-高镁安山岩-玻安岩-富铌玄武岩等岩石组合,而且可以解释同期的高温低压区域变质作用.     

桂西南凭祥火山岩年代学、地球化学及Hf同位素研究——对古特提斯洋最晚北向俯冲事件的启示

华南西南缘凭祥地区位于特提斯构造域东端,华南与印支陆块碰撞缝合带的北部,该区出露的三叠纪中酸性火山岩是古特提斯洋俯冲过程中在华南陆块边缘形成的大陆弧产物,这些火山岩同时携带的大量来自华南陆块基底的捕获锆石为华南陆块的构造热事件研究将提供重要的信息。对凭祥地区三叠系北泗组英安岩进行了同位素年代学、地球化学及锆石Hf同位素研究,获得了一个英安岩样品的加权平均年龄为（227.8±1）Ma,这些英安岩具有高SiO₂、K₂O含量,极低的MgO、MnO和CaO含量,富集大离子亲石元素（Rb、Ba、Th和U）和亏损高场强元素（Nb、Ta）的特点,显示了典型的岛弧岩浆作用特征,代表古特提斯洋向北俯冲至华南陆块之下形成的大陆弧产物。其余两个英安岩样品中的70粒锆石主要为来自华南陆块基底的捕获锆石,其年龄数据变化区间较大,为1010~231 Ma,这些捕获锆石U-Pb年龄频谱分布主要集中在四个区间:11010~800 Ma（峰值900 Ma）,其锆石的ε_Hf（t）值为4.5~15.1,响应扬子和华夏陆块之间聚合-裂解-再聚合的构造演化事件,反应了其幔源岩浆的广泛参与;2720~620 Ma（峰值680 Ma）响应南华纪已拼合的扬子-华夏陆块的再次发生裂解;3490~400 Ma（峰值450 Ma）,其锆石的ε_Hf（t）值为2.2~-7.8,响应华南早古生代加里东运动有关的壳-幔相互作用岩浆事件;4280~230 Ma（峰值250 Ma）,其锆石ε_Hf（t）值为-13.6~-16.5,地壳模式年龄为2.3~2.1 Ga,代表了印支与华南陆块之间古特提斯洋俯冲闭合的岩浆事件。文章的研究结果揭示了凭祥北泗组英安岩与华南陆块的亲缘性,其结晶年龄限定了华南与印支陆块之间的古特提斯洋俯冲结束、陆-陆开始碰撞的最晚时限为中-晚三叠纪。