钙碱性火成岩的角闪石全铝压力计 ——回顾、评价和应用实例

定量地获得岩体结晶时的压力,对于探讨其剥蚀深度及了解造山带的构造热演化史等方面有重要意义。对于钙碱性侵入岩而言,可以应用角闪石全铝压力计对钙碱性火成岩结晶压力进行估计。对于不同角闪石压力计公式的选择,前提是满足它们各自的适用条件,否则所得结果没有意义。角闪石全铝压力计不能用于估算A型花岗岩的结晶压力,更不能用于计算变质岩的变质压力。对于结晶温度低于750℃的钙碱性中酸性岩体而言,Anderson和Smith(1995)的温度校正意义不大。Ridolfi等(2010)提出的指数关系角闪石压力计公式适用于钙碱性火山岩中角闪石斑晶的结晶压力估算。Uchida等(2007)的黑云母全铝压力计缺乏理论和实验基础,不建议使用。应用角闪石全铝压力计所得到薛家石梁—黑山寨复式岩体侵位深度的区域变化,指示了云蒙山变质核杂岩下盘的掀斜;低角度正断层(拆离断层)可以通过高角度正断层的掀斜旋转而形成。     

太行山阜平杂岩中麻棚-赤瓦屋岩体的时代、侵位深度及构造意义

中生代岩浆活动在太行山北段形成了一系列花岗岩体,其中的麻棚-赤瓦屋岩体侵位于穹窿状的阜平杂岩中,具有贫硅、富碱、高铝的钙碱性I型花岗岩特征。岩体分带明显,由边部向核部可以划分为石英闪长岩、花岗闪长岩、似斑状花岗岩3个相带,它们的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为126.4±2.4 Ma、125.4±2.0 Ma和126.2±2.0 Ma,在误差范围内一致,指示岩体在早白垩世期间快速侵位、结晶。各相带样品的角闪石全铝平均值分别为1.018、0.880和0.871,对应的角闪石平均结晶压力分别为0.183、0.118和0.114 GPa,均值为0.141 GPa,对应的侵位深度约5 km,明显小于区域内元古界至侏罗系的地层厚度,表明在岩体侵位之前,阜平杂岩就已经具有穹窿状构造特征。结合相关资料,估计太行山早白垩世以来的平均隆升速率为0.07~0.08 km/Ma。     

大陆剥蚀速率与造山隆升速率研究的某些进展

大陆的机械剥蚀速率与区域高度和地表径流量呈正相关关系。化学溶蚀速率与地表径流量呈正相关关系。在大陆地壳无升降运动条件下，现代大陆剥蚀夷平至海平面只需30－300Ma。大陆平均高度受控于地球内部的放射性热能，由于放射性热能的缓慢衰减而引起大陆平均高度的缓慢降低。剧烈构造运动期间，隆升速率可以是剥蚀速率的数倍，由于隆升的阶段性（短期性）和剥蚀的持续性（长期性）使大陆高度长期发生不断的变化。     

山东石岛花岗岩复合岩体的侵位深度与苏鲁超高压变质岩的快速折返机制及动力学效应

山东石岛正长岩-花岗岩复合岩体形成于225～205Ma之间,侵入到苏鲁超高压岩石中.通过铝在角闪石的压力计,确定了年龄约为225～215Ma的甲子山岩体的侵位深度,约为15km.结合前人对石岛花岗岩复合岩体的地质年代学和地球化学及本研究结果,表明(1)石岛正长岩在225～215Ma期间快速侵位小于15km的深度,同时快速冷却结晶;(2)在215Ma或早些时候,苏鲁最东端的超高压岩石已位于小于15km的深度;(3)苏鲁超高压岩石以大于5mm/yr的速率快速折返.俯冲板片前锋的断离所导致的深部动力学效应可能是苏鲁超高压岩石快速折返的主要驱动力.这种深部动力学过程导致软流圈地幔的快速上涌,诱发岩石圈地幔的部分熔融,形成钾质岩浆,可能是华北克拉通在中生代发生大规模伸展作用及减薄的初始驱动力.     

华北地块北缘内蒙古固阳地区早二叠世岩体的侵位深度及其构造意义

运用角闪石一斜长石温度计和角闪石全铝压力计估算的华北地块北缘内蒙古隆起西段固阳地区早二叠世花岗质岩体的结晶温度和侵位深度分别为679.1~728.7℃和15.6~19.8 km,表明白早二叠世以来,固阳地区至少有15.6km的地壳岩石被剥露。这一构造抬升及剥露是造成该区中—新元古代地层不连续分布及古生代—早中生代地层普遍缺失的最主要原因。岩体侵位深度与区域前二叠纪最大沉积地层厚度(13.0 km)对比结果表明,早二叠世之前,华北地块北缘已经发生了明显的褶皱或逆冲构造变形,从而导致了地壳岩石的叠覆与加厚。这一早二叠世之前的构造变形及地壳加厚可能与晚古生代期间古亚洲洋板块向华北地块下俯冲有关。     

金川超镁铁质岩体矿物化学特征及矿物地质温度计、压力计研究

根据金川超镁铁质岩体主要造岩矿物和副矿物的共生组合关系及各种矿物的化学成分特点；选用５种较成熟、使用较方便的矿物地质温度计、压力计（主要是辉石温压计和角闪石压力计），对岩体形成的温、压条件进行了估算，其结果为：成岩温度为１０００～１３００℃（上限可到１４００～１５００℃），成岩压力约为５×１０￣８～１１×１０￣８ｐａ。金川超镁铁质岩体的主要岩石类型为尖晶石二辉橄榄岩，这一岩石类型在复杂体系相关系图中的稳定区域大致处于５×ｌ０￣８～１５×１０￣８ｐａ的范围，这与矿物温压计估算的成岩温压条件是一致的。     

青藏高原柴达木盆地新生代沉积充填速率演化 及其对构造隆升的响应

压实作用可能会对地层的真实厚度和沉积速率造成影响,因而需要进行矫正,但在实际研究中很少考虑这些影响。通过对柴达木盆地东北缘大红沟剖面新生代地层古厚度的恢复,原始沉积速率的详细研究及盆地内其它剖面研究资料的对比,发现该区52～13Ma间至少存在3次大规模的构造隆升事件,时间分别在约49.5Ma、45.5～33Ma、25～16Ma,揭示了柴达木盆地北缘沉积演化和南祁连山隆起的过程,发现经矫正后的沉积速率峰值与前人所总结的新生代青藏高原隆升期可以较好地对比,为探讨青藏高原构造隆升过程及沉积速率对其发展的响应提供重要的信息。     

The evolution of the Huangling uplift and its control on the accumulation and preservation of shale gas

There are plenty of Sinian and Cambrian potential shale gas resources in South China, which is characterized by high thermal evolution degrees, poor drilling performances and only occurs in local areas. Taking the principle “high to find low” is the key issue to achieving a breakthrough in older shale. China Geological Survey drilled in the periphery of the Proterozoic basement, i.e. the Huangling anticline, in the western Hubei, and Hannan paleocontinent in the southern Shanxi. It received high-quality gas-bearing shale with relatively low Ro in the in Lower Cambrian Niutitang formation and Sinian Doushantuo formation. Based on geological conditions of shale gas reservoirs in the Huangling anticline, this paper puts forward the new model named “Control over reservoirs by periphery of basement” about shale gas accumulation, suggesting that the shale deposited in a deepwater continental shelf in the periphery of the basement is characterized by shallow burial, a short burial time, stable tectonics, relatively low thermal evolution degrees, and shale gas reservoirs in a good condition. The shale of the Sinian-Cambrian strata deposited in deepwater continental shelves in the periphery of Chuanzhong paleo-uplift in Sichuan, Hannan paleocontinent in the southern Shanxi, Huangling anticline in western Hubei and Jiangnang-Xuefeng paleo-uplift in Hunan and Guizhou province have good shale gas exploration potential.     

华南黄陵隆起构造演化及其对页岩气保存的控制作用

近期中国南方页岩气勘查在黄陵隆起南缘的下寒武统和震旦系取得重大突破,本文针对古老地层页岩气构造保存问题,研究黄陵隆起构造演化历史,反演钻井沉积地层埋藏史,通过二维地震剖面解析黄陵隆起南缘的构造学特征,统计分析相关地质年代学数据。认为该区域在约800 Ma经历了花岗岩侵入,形成了以花岗岩为主体的黄陵隆起基底;该区域在800～200 Ma构造较稳定,缺乏这一时期的构造年代学数据;中侏罗世震旦系陡山沱组埋深可达约8 km,晚侏罗世及以后经过多期抬升至现在的构造格局。本研究说明黄陵隆起的古老基底经过元古宙大量花岗岩侵入,可能均质性高而表现为刚性基底,后期所遭受构造改造程度较低,埋深相对较浅。因此,该地区页岩表现为演化程度适中,构造改造弱,后期热事件影响小,有利于页岩气的保存,是目前黄陵隆起南缘获得页岩气勘查突破的关键。并指出南方具有类似构造的雪峰山隆起、神农架背斜和汉南古陆周缘具有良好的下寒武统页岩气勘查潜力。     

黄陵花岗岩基的成因

黄陵花岗岩基位于扬子地台北缘，它连同汉南和鲤鱼寨岩基一起构成扬子地台北缘的低钾花岗岩等，形成于晋宁晚期扬子地台北侧的“秦岭洋”壳向南俯冲导致的大陆边缘造山运动过程中。黄陵花岗岩基可解体为三斗坪、黄陵庙、大老岭、晓峰4个岩套和14个单元，侵位于832－750Ma之间。三斗坪和黄陵庙两个岩套主要由英云闪长岩、奥长花岗岩花岗闪地组成，是在近南北向区域挤压下于约16km深部塑性域定位的同构造花岗岩，前者主要依靠岩浆在构造弱面逐次强力楔入创造定位空间，后者主要在处于活动状态的韧性拉张剪切带内定位。钙碱性系列的大老岭和晓峰岩套则是在本区地壳迅速隆起过程中分别在5km和＜1．5km深度的脆性域定位的构造晚期花岗岩。根据岩石化学和同位素组成推断，三斗坪岩套的源岩主要是晚太古代大陆拉斑玄武岩，母岩浆相当于英安质，岩套内的成分变化主要受角闪石分离结晶作用控制；黄陵庙岩套除受分离结晶作用影响外，成分变化主要与英安质母岩浆和某种长英质岩浆的混合有关；大老岭岩套的源岩亦为早前寒武纪火山岩。     

黄陵断穹核部鳞片石墨矿床石墨矿物学研究

笔者研究黄陵断穹核部鳞片石墨矿床中石墨的矿物学特征,分析石墨生成的世代与石墨片径的关系,指出寻找大鳞片石墨矿的方向。本区石墨有序化程度高、结晶完好,具有高中级区域变质的成因特点;石墨有3个矿物世代,分别形成于绿片岩相、角闪岩相及麻粒岩相;石墨片径随变质程度提高而增大。碳质沉积岩原岩的角闪岩相及麻粒岩相分布区是寻找大鳞片石墨的目标区。     

晚新生代岷江下蚀速率及其对青藏高原东缘山脉隆升机制和形成时限的定量约束

青藏高原东缘具有青藏高原地貌、龙门山高山地貌和山前冲积平原三个一级地貌单元 ,本文以岷江作为切入点 ,研究了该地区河流下蚀速率与山脉的隆升作用之间的相互关系。在建立岷江阶地序列的基础上 ,利用阶地高程和热释光年代学测年资料分别定量计算了岷江在川西高原、龙门山和成都盆地的下蚀速率 ,结果表明岷江各河段的下蚀速率明显不同 ,分别为 1.0 7～ 1.6 1mm / a、1.81m m/ a和 0 .5 9mm / a;在龙门山地区岷江的下蚀速率最高 ,约为川西高原地区的 1.5倍 ,约为成都平原地区的 3倍 ;而同一河段不同时期岷江的下蚀速率基本是连续的 ,具有很好的线性关系 ,可作为该河段整个河谷的下蚀速率。基于龙门山的表面隆升速率 (0 .3～ 0 .4 mm / a) ,在约束局部侵蚀基准面和气候变化对阶地形成的控制作用的基础上 ,本文建立了青藏高原东缘岷江下蚀速率与龙门山表面隆升速率之间的线性关系 ,结果表明河流下蚀速率约为山脉表面隆升速率的 5倍。根据龙门山表面在隆升速率和下切速率等方面均大于川西高原 ,并结合龙门山活动构造以走滑作用为主 ,笔者认为青藏高原东缘的边缘山脉以剥蚀隆升为主 ,兼有构造隆升作用。最后 ,根据岷江最大切割深度所需的时间 (3.4 8Ma)和成都盆地最古老的岷江冲积扇大邑砾岩的时间 (3.6 Ma     

骑田岭岩体成岩与成矿关系研究

湘南骑田岭岩体主要由两阶段侵位所形成,早阶段侵位花岗岩组成骑田岭岩体的主体.年代学资料表明:骑田岭岩体早阶段花岗岩时代为155~160 Ma,晚阶段花岗岩时代145 Ma±,云英岩型锡矿床及新田岭钨矿的矿化时代为156~160 Ma,破碎带矽卡岩型和破碎带蚀变花岗岩型锡矿床的矿化时代为137±5 Ma、133±15 Ma.地质特征表明新田岭钨矿和云英岩型锡矿与早阶段主体花岗岩侵位密切相关,而破碎带矽卡岩型和破碎带蚀变花岗岩型锡矿床尽管产于主体花岗岩中,但锡矿化作用却为晚阶段花岗岩浆侵位时的气水热液沿断裂破碎带蚀变所形成.据上述,骑田岭岩体早阶段主体花岗岩侵位时形成了云英岩型锡矿床和矽卡岩型钨矿床,而晚阶段花岗岩侵位时形成了破碎带矽卡岩型和破碎带蚀变花岗岩型锡矿床.     

张广才岭新华屯岩体的形成时代与成因研究

全岩－矿物的锶同位素研究结果表明,出露在张广才岭花岗岩带上的新华屯岩体属中侏罗世晚期的产物,其同位素年龄为１６０～１６５Ｍａ,表明该晶洞花岗岩体不属于印支期。地球化学研究结果显示,该岩体属于长英质“Ｉ”分异型,并在岩体就位和岩浆结晶过程中存在少量地壳物质的混染,但控制岩体成分变化的主要因素仍是矿物的结晶分异作用。年轻的钕同位素模式年龄表明该区存在新元古—显生宙的地壳增生。     

湖北黄陵球状花岗闪长岩的发现及其岩相学特征

在扬子陆块核部黄陵地区发现具球状构造的花岗闪长岩。岩石产于新元古代斑状花岗闪长岩与石英闪长岩之间,出露面积极小。球状花岗闪长岩岩体由主岩、球状体及球间基质三部分组成,球状体呈圆形、椭圆形及不规则状,由球核和同心球壳组成,球体大小多为5~12cm。依据球壳及球核的差异,可大致分为具有多壳层同心结构、具单壳层结构、无明显壳层结构3种类型的球状体。单壳层球壳由角闪石、黑云母等暗色矿物含量高的暗色层组成,具放射状构造;多壳层球壳由含角闪石、黑云母等暗色矿物的暗色层和基本不含或含少量暗色矿物、以斜长石为主的浅色层组成韵律层,具梳状、放射状构造;球核成分可以是同源岩浆组分,也可以是异源捕虏体。单壳层球体,球核、球壳、基质的斜长石牌号依次为36、32、26,酸性程度不断增加,内部呈放射状生长,反映其可能由内向外经岩浆结晶作用形成。初步认为多壳层球体球壳富韵律的变化为富含气水热液的岩浆在动荡的环境下结晶形成,球壳中矿物结晶顺序可能由外向内,核部结晶时间相对更长。     

花岗岩体的冲断变形以酒泉盆地东部金佛寺花岗岩为例

根据对酒泉盆地东部金佛寺花岗岩体野外变形特征调查和地震剖面解释的研究，分析了金佛寺花岗岩体受后期区域构造作用的冲断变形特征，认为该岩体在晚新生代以来发生了强烈的冲断作用，岩体平均推覆距离大于15km。在主冲断层和次级冲断层的控制下，岩体内部发生了强烈的构造变形，形成了复杂的断层传播褶皱。主逆冲断层的下盘掩覆了酒泉盆地中、新生代前陆坳陷的一部分，发育了一受控于深部滑脱断层的断层传播褶皱。