胶北地块和北苏鲁超高压变质带前寒武纪基底对比研究

胶东地区苏鲁超高压变质岩系和华北克拉通东部陆块的前寒武纪变质岩系直接相连,由此它成为对比华北-扬子板块前寒武纪基底差异、研究华北-扬子板块界线的关键区域之一。对胶东地区前寒武纪岩石组合、地球化学和年代学的综合研究表明:胶北地块前寒武纪基底以太古宙-古元古代的结晶基底为主,~2.7Ga的造壳活动最为显著,经历了~2.5Ga的构造事件后接受了1.9~2.1Ga的孔兹岩系沉积,在~1.8Ga变质事件后地壳基本处于稳定状态,至震旦纪发育了亲华北的蓬莱群沉积;与胶北地块不同,北苏鲁以新元古代双峰式岩浆岩系为主,残留少量太古宙-古元古代的残留地壳,并经历了1.8~2.2Ga的构造事件,但主要记录Rodinia超大陆裂解期(0.7~0.8Ga)年龄。并对胶北地块和北苏鲁超高压变质带的构造归属以及二者界线进行了讨论。     

胶东—苏北构造带特征及动力学演化

提出胶东—苏北构造带以广泛出露榴辉岩和超基性岩、普遍发育韧性剪切带和糜棱岩带为特征,具混杂岩特点。它经历了早元古代大陆推覆构造事件(2000～2400Ma)、早元古代末低角闪岩相变质热事件(1800～2000Ma)和元古代末大陆推覆构造事件(6O0～800Ma)。该构造带是华北陆块与华南陆块之间的过渡带。     

胶东—苏北古碰撞带三相变质作用

本文报道了胶东—苏北古碰撞带附近存在的高温低压变质的麻粒岩相、高温高压变质的A—B类榴辉岩相和高压低温变质的C类榴辉岩相三种变质相系,以及与高温低压麻粒岩相有关的Ⅰ型花岗岩带,它们在空间上相协调,在时间上相一致。其经历了早元古代早期的华南—华北陆块碰撞事件、早元古代角闪岩相变质事件和早元古代末期大陆推覆构造事件,使得高温低压麻粒岩相岩石发生退变质作用,低温高压C类榴辉岩相岩石发生进变质作用,蓝闪石片岩消失,并导致高温高压的A—B类榴辉岩相和高压低温的C类榴辉岩相在空间上相叠置。     

中国岩体型石榴石橄榄岩研究

论述了中国岩体型石榴石橄榄岩的空间分布、岩石类型、岩石化学特征,形成机制及其构造意义。提出这类岩石形成于三叠纪早期扬子陆块与华北陆块的碰撞造山事件。     

威海地区高压岩石组合及其成因演化

利用矿物地质温压计估算变质高峰期温压条件、退变质作用温压条件。研究表明,本区为鲁苏构造带的北延部分,代表本区晚元古代华南陆块与华北陆块的碰撞及三叠纪华北陆块向华南陆块推覆事件的发生和演化。     

鲁苏榴辉岩套的特征及其动力学演化

鲁苏榴辉岩套以广泛分布各类榴辉岩、密切伴生石榴石橄榄岩、石榴石麻粒岩等高压岩石组合 ,普遍发育韧性变形带 ,大量出露燕山晚期碱性花岗岩及深源脉岩为特征。它已经历三迭纪早期华南陆块与华北陆块的碰撞事件、大陆逆掩推覆构造事件及后期白垩纪早期开始的大陆伸展构造事件 ,是我国华南陆块与华北陆块之间的重要过渡单元。     

南黄海千里岩岛榴辉岩的矿物化学及成因探讨

南黄海千里岩岛地处中国华南板块与华北板块缝合线位置,其基底由强烈韧性变形的构造片麻岩组成,并出露具重要大地构造标型意义的超高压榴辉岩类岩石。本文通过对南黄海千里岩岛榴辉岩中主要造岩矿物石榴石的矿物化学研究,探讨了榴辉岩的成因。研究表明,千里岩地区高压变质岩是由于华北与华南两大陆块拼合时,处于其间的岛弧拉斑玄武岩沿碰撞带下插到华北陆块之下,从而使千里岩地区发生高压变质作用,形成了榴辉岩和片麻岩等,后期的构造折返使其上升到地壳上部。     

胶东—鲁南榴辉岩带的岩石学矿物学地球化学及其成因研究

本文报道了笔者对分布于山东荣成、文登、威海、青岛、胶南、诸城、日照和莒南等地的榴辉岩所作的岩石学矿物学和地球化学研究。确定了这一巨型榴辉岩带是由两条相互重合的榴辉岩带所构成;一条为高温高压成因的A—B类榴辉岩带;另一条为低温高压成因的C类榴辉岩带。它们形成于早元古代早期华南陆块向华北陆块的俯冲,并经受了早元古代角闪岩相变质作用的迭加。早元古代早期华北陆块发生向南运动的大陆推覆体构造,使两种不同成因类型的榴辉岩带在空间上重迭。最后推测这一榴辉岩带的分布代表着我国东部华北陆块与华南陆块的分界界限。     

菲律宾蛇绿岩及其大地构造意义

菲律宾出露有20余套规模各异的俯冲带上板块(SSZ)型蛇绿岩,它们的时代以晚中生代为主,仅少数为新生代。大多数菲律宾蛇绿岩出露相对完整,包括由二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、纯橄岩等组成的变质地幔岩,和堆晶辉石岩、辉长辉绿岩等深成岩,以及枕状玄武岩、熔岩等喷出岩,甚至燧石岩等上覆沉积物,部分发育席状岩墙群和与蛇绿岩相关的构造混杂岩及变质基底。其中喷出岩在地球化学特征上整体表现出类似MORB和IAT的REE配分模式,具LILE富集和HFSE(如Nb、Ta相对La、Th)弱到中等程度亏损的特征。通过对菲律宾蛇绿岩的形成年代、岩石组合、地球化学特征及构造环境的分析,并与东南亚地区其他同时代蛇绿岩和周缘边缘海进行对比,将菲律宾蛇绿岩分为两部分。(1)菲律宾活动带蛇绿岩,该蛇绿岩带自西向东出露晚中生代弧前、新生代弧前扩张盆地和晚中生代岛弧、弧后盆地的残留,推测晚中生代蛇绿岩来自中特提斯洋向古太平洋板块俯冲所形成的沟-弧-盆体系,是菲律宾新生代岛弧岩浆活动的基底,而夹于晚中生代蛇绿岩之间的始新世蛇绿岩来自老的岛弧基底之上由于新特提斯洋俯冲形成的弧前扩张盆地。(2)菲律宾陆块蛇绿岩,其中巴拉望微陆块晚中生代蛇绿岩来源于古南海,而构造叠置于它们之上的新生代蛇绿岩则来源于古南海俯冲对应形成的边缘海,如苏禄海和南海;三宝颜微陆块或可能是古南海的南部被动大陆边缘,其蛇绿岩可能是古南海的残片,抑或三宝颜微陆块可能是婆罗洲南部东爪哇-西苏拉威西地体的延续,故该蛇绿岩又可能是新特提斯洋的残片。     

山东省栖霞牙山花岗闪长岩岩石地球化学特征及成因探讨

栖霞牙山地区地处华北地台东部,对该区的似斑状花岗闪长岩体所作的岩石地球化学研究表明,该区岩石为钙碱性偏铝质岩石;微量元素MORB标准化蛛网图显示富集大离子亲石元素Ba、Sr,亏损高场强元素Nb、Ta、Hf、Y;K/Rb比值为295.34~388.88,Rb/Sr比值为0.21~0.29;稀土元素蛛网图表现为较平滑的具微弱负Eu异常向右陡倾的稀土元素配分模式曲线,∑LREE/∑HREE为9.14~12.22,显示轻重稀土元素分异较好。结合构造背景分析,认为牙山花岗闪长岩体为早白垩世太平洋板块向欧亚板块俯冲诱发的地幔柱活动,造成地幔底辟,引起地壳部分熔融,形成壳幔混合岩浆并进一步侵入形成。     

中国东部苏鲁造山带的印支期俯冲极性及其造山过程

中国东部的苏鲁造山带印支期先后经历了大洋消减俯冲、大陆碰撞、陆壳深俯冲、陆内造山等复杂过程。综合苏鲁造山带的构造地质学、岩石学、岩相古地理学、年代学进展,发现以下事实用传统的华南向华北俯冲难以解释:(1)徐淮地区形成了明显的朝北西拓展的逆冲构造变形,此外,苏鲁造山带中还存在大量的北西向逆冲推覆构造;(2)苏鲁造山带中出露的白垩纪花岗岩中来自古元古代的继承锆石,以及Sr、Nd、Pb同位素示踪结果都显示与华北地块南缘地质体更为相似;(3)苏鲁造山带北侧的胶莱盆地以及胶北隆起缺乏晚古生代到中生代的弧后火山岩证据;(4)华北南缘三叠纪时期的古地理环境更接近被动大陆边缘。基于这些事实,本文认为,晚古生代-早三叠世早期苏鲁段的商丹洋可能向南东俯冲,不同于秦岭-大别段的商丹洋向北俯冲,消减到秦岭-大别微陆块苏鲁段之下,发生华北地块与该微陆块的拼合,华北地块整体向南东楔入秦岭-大别微陆块,导致大别-苏鲁超高压岩石垂向折返剥露;中三叠世-晚三叠世,勉略洋自东向西的剪刀式闭合,华南地块向北秦岭-大别微陆块俯冲拼合,并逐渐将华南地块与华北地块之间的秦岭-大别微陆块向西、向北侧向挤出,到了中生代华北地块持续向南东俯冲并楔入华南地块,将苏鲁-大别造山带沿郯庐断裂错断并最终形成该区总体构造格局。     

下扬子陆域下寒武统烃源岩特征及其对南黄海油气勘探的借鉴

早寒武世下扬子陆块与华夏陆块均向北漂移并拼合成南方古陆,发生褶皱隆升,但对下扬子陆块北部(现今下扬子地区)影响不大,总体处于浅海台地相。因为早寒武世早期受上升流等因素的影响,下扬子地区早寒武世有机质来源丰富,在缺氧还原的沉积环境形成了优质烃源岩。下扬子地区下寒武统烃源岩呈NE向展布,受"一台两盆"构造格局影响存在2个沉积中心:一个在安吉—休宁深水陆棚区,厚度100~300m;另一个在泰州—盐城深水陆棚区,厚度50~150 m。海侵主要来自东北方向,烃源岩向东北方向减薄。从陆域烃源岩厚度分布趋势看,南黄海盆地烃源岩厚度应在50~200m之间。中生代南方古陆与华北陆块拼合形成中国大陆时,对下扬子古生代形成的油气藏产生了严重的破坏。台缘相烃源岩厚度大、埋深大、生烃早,生成的油气藏在中生代南北陆拼贴期遭到破坏,是现今古油藏的烃源供给者。我们推测南黄海下寒武统为台地相沉积,埋藏相对较浅,热演化程度相对较低,大部分烃源岩可能在燕山中—晚期发生过二次生烃,有利于常规油气藏的保存。     

鲁南榴辉岩的Sm—Nd等时年龄及其构造意义

讨论山东诸城胶南混杂岩系中的榴辉岩属地壳角闪岩相变质成因,其Sm—Nd等时年龄为222±6Ma,~(143)Nd/~(144)Nd初始比值为0.51136±0.00003,θ(T) 为-19.4±0.5,代表了早三叠世华南陆块与华北陆块碰撞拼合,并发生高压变质作用。后期的陆壳推覆及伸展构造使深部榴辉岩上升侵位于胶南混杂岩系中。     

西沙岛礁基底花岗质岩石的锆石U-Pb年龄及其地质意义北大核心CSCD

西沙地块作为南海中散布的微地块之一,迄今尚缺乏有关中生代构造-岩浆活动的岩石学资料或证据。在2012—2013年,中海石油(中国)有限公司湛江分公司在西沙岛礁上设计实施了"西科1井"科学钻探,成功钻取了长达1 268.02m的岩心,并在井深1 257.52m处钻遇由变质岩和侵入岩组成的结晶基底。利用LA-ICP-MS分析测试技术,对取自岛礁基底的花岗质岩石进行了锆石U-Pb年龄测定,结合邻区和华南地区花岗质岩石的形成年代,探讨了与岩浆作用相关的大地构造环境。结果表明:西沙花岗质岩石在岩性上属碱长花岗岩和二长花岗岩,与南沙地块的花岗质岩石同为I型花岗岩,形成于活动陆缘构造环境下,其岩浆源区可能在一定程度上受到了幔源组分的影响;西沙岛礁基底花岗质岩石形成年龄在144~158 Ma之间,是晚侏罗世构造-岩浆作用的产物,在成岩时代上可与华南燕山期花岗岩进行对比,反映出由古太平洋板块俯冲机制诱发的燕山期岩浆活动对华南大陆和南海地区产生了广泛的影响;岩石学证据表明,西沙-中沙和南沙地块经历了燕山期多期次岩浆活动的改造,在基底构造上属华南大陆的延伸部分。     

东亚大汇聚与中—新生代地球表层系统演变

东亚长期处于古亚洲洋、特提斯洋和古太平洋三大构造域的大汇聚构造背景之下。印支运动后,东亚东缘形成了统一的被动大陆边缘,随着晚三叠世古太平洋板块俯冲的启动,东亚东缘的被动大陆边缘转化为主动大陆边缘,发育了与俯冲相关的蛇绿岩、I型花岗岩。晚三叠世—中侏罗世,古太平洋俯冲带持续向西迁移,板块俯冲产生的挤压应力影响到了东亚内部,发生广泛构造变形,构造体制从受E—W向特提斯构造域和古亚洲洋构造域控制逐渐向受NE向的古太平洋构造域控制转变。晚侏罗世—早白垩世早期(160~135 Ma),古太平洋板块继续西进,东亚被挤压-走滑的应力场控制,安第斯型主动大陆边缘和华北东部高原最终形成,发育少量的埃达克岩。早白垩世晚期(135~90 Ma),古太平洋俯冲带向东后撤,东亚陆缘由挤压-走滑应力场转变为拉张-走滑应力场,安第斯型大陆边缘被破坏,华北东部高原开始垮塌,伴随大量的埃达克岩、变质核杂岩的出现。在晚白垩世,随着俯冲带的后撤,东亚内部伸展作用减弱。新生代东亚发生了巨型的地形倒转,印度板块与欧亚板块碰撞最终导致中国西部的青藏高原隆升,相反,中国东部渤海湾盆地和海区的盆地群形成;构造-盆地-岩浆带体现出自西向东迁移的特征,盆地群起始时代主要在古近纪,形成了新生代西高东低的台阶式地貌格局。在新近纪盆地群由断陷转为快速拗陷,同时东亚内部的伸展构造主要受青藏高原隆起制约。     

渤海的形成及其深部动力学机制

燕山运动以来,华北东部地区发生了翻天覆地之构造转变,构造体制从印支期末的地体拼贴、大陆增生,转变为地幔热柱多级演化——渤海海盆伸展裂陷的发展阶段。地形地貌上亦从东部的隆升高原转变为华北东部盆-岭构造,形成了以渤海地幔热柱为中心的大规模裂陷与外围一系列幔枝构造快速隆升的有机组合。渤海的形成是地幔热柱演化的浅部反映,表现为遍及全区强烈的构造运动、大规模的岩浆活动、区域性超变质作用,反映了燕山—喜马拉雅期强烈的幔壳活动。     

浙中印支晚期伸展事件:NNE向带状分布A型碱性花岗岩的证据

出露于浙江省江绍对接带内印支晚期花岗岩呈NNE向产出,锆石U-Pb年代学研究表明其形成于230~220Ma。地球化学分析显示该系列岩石富K_2O和Al_2O_3,低Na_2O和MgO,为准铝质-过铝质的钾质-钾玄质花岗岩。岩体氧化物与SiO_2呈明显的负相关,反映浙江省印支期侵入岩的原始岩浆可能的同源性。岩体富集Th、La、Ce等大离子亲石元素及轻稀土元素,亏损Ba、Sr、P、Ti等高场强元素,轻重稀土分馏明显,(La/Yb)_N=12.87~140.02,δEu=0.1~0.7,具高的10~4×Ga/Al值及Zr、Nb、Ce、Y含量,为板内A型花岗岩的特征。岩石有较高的I_(Sr)值(0.7069~0.7203)和较低的εNd(t)值(-14.9~-4.1),其二阶段Nd同位素模式年龄为1.33~2.21Ga。地球化学特征指示浙江印支期花岗岩是伸展环境下,具有壳幔作用和地壳物质的部分熔融而形成。结合该区发现的同期基性岩墙群,说明浙江境内在230Ma构造环境转换已经完成,板内沿古碰撞带拉张伸展和陆内裂谷作用,超基性-基性-碱性岩浆的底侵形成壳幔作用及部分熔融地壳物质。     

洋-陆转换与耦合过程

洋-陆转换/耦合地带就是大陆与大洋岩石圈转换/耦合的特殊构造地带。探索该区动力学对于深入理解人类密集区的地质过程具有重要的意义。这里洋-陆转换/耦合过程不是指陆壳向洋壳或陆幔向洋幔之间的物质转换,因洋壳向陆壳或洋幔向陆幔的物质转换过程也是不可逆的,而是特指构造动力作用或能量的转换交接过程。洋-陆转换/耦合带的狭义定义为被动大陆边缘的陆壳明显减薄到洋壳出现的深水区;但广义定义包括上述被动陆缘裂解作用涉及的区域范围,或是大洋岩石圈俯冲作用所能影响到的区域,其核心依然是俯冲带和/或大陆边缘,也就是说,其内涵是俯冲带和大陆边缘概念的总和,包涵浅部的地理要素和深部的地质因素。当前,对于洋-陆转换/耦合带的国际关注点很多,国际地学前沿问题较多,其中主要侧重以下几个方面:(1)物质:洋内弧形成与初始陆壳生成、俯冲脱水-相变、岩浆工厂、变质工厂;(2)结构:俯冲带类型、分段性、洋-陆转换/耦合带变形型式、地幔楔精细对流结构、俯冲面糙度-孔隙度-渗透率时空特征;(3)过程:俯冲过程、构造跃迁、构造转换、深部底侵、拆沉、高压-超高压岩石剥露、弧后扩张过程、板片窗、俯冲侵蚀与增生、物质迁移-转变-运聚、多圈层耦合过程;(4)机制:俯冲起源与板块机制起源、陆缘互换机制、地震触发机制、深部拆沉与底侵动力学机制、大陆裂解与(火山型和非火山)被动陆缘形成、洋-陆转换/耦合带构造跃迁机制、高压-超高压岩石剥露新机制、岩浆动力学、主动与被动俯冲机制、海山俯冲;(5)效应:源-汇效应、地表地形过程与深部流变关联、板片窗的构造-岩浆-成矿效应、边缘海盆地与资源-能源效应、俯冲与地震-海啸-滑坡灾害链。西太平洋和印度洋更是我国走向深海大洋、实现"海洋强国"的关键海域,蕴含着诸多中国的国家利益,也具有极其丰富的洋-陆转换/耦合过程的关键科学问题。现阶段可初步概括为以下几点:(1)板块重建的洋陆转换/耦合带检验;(2)深部过程(底侵-拆沉)与机制;(3)西太平洋陆缘构造体制和机制转换;(4)俯冲带分段性、过程与地震触发机制;(5)地表地形过程与深部流变、岩石圈强度关联;(6)地史期间的板片窗及其构造-岩浆-成矿效应;(7)洋陆转换/耦合带变形型式、构造跃迁和机制;(8)俯冲脱水、岩浆工厂与岩浆动力学;(9)边缘海盆地与资源、能源和灾害;(10)西太平洋板块格局与华北克拉通破坏;(11)太平洋板块格局与华南大陆再造;(12)印度洋过程重建与青藏高原隆升;(13)东亚地史期间的洋陆转换/耦合过程。     

西沙岛礁基底花岗质岩石的锆石U-Pb年龄及其地质意义

西沙地块作为南海中散布的微地块之一,迄今尚缺乏有关中生代构造-岩浆活动的岩石学资料或证据。在2012—2013年,中海石油(中国)有限公司湛江分公司在西沙岛礁上设计实施了"西科1井"科学钻探,成功钻取了长达1 268.02m的岩心,并在井深1 257.52m处钻遇由变质岩和侵入岩组成的结晶基底。利用LA-ICP-MS分析测试技术,对取自岛礁基底的花岗质岩石进行了锆石U-Pb年龄测定,结合邻区和华南地区花岗质岩石的形成年代,探讨了与岩浆作用相关的大地构造环境。结果表明:西沙花岗质岩石在岩性上属碱长花岗岩和二长花岗岩,与南沙地块的花岗质岩石同为I型花岗岩,形成于活动陆缘构造环境下,其岩浆源区可能在一定程度上受到了幔源组分的影响;西沙岛礁基底花岗质岩石形成年龄在144~158 Ma之间,是晚侏罗世构造-岩浆作用的产物,在成岩时代上可与华南燕山期花岗岩进行对比,反映出由古太平洋板块俯冲机制诱发的燕山期岩浆活动对华南大陆和南海地区产生了广泛的影响;岩石学证据表明,西沙-中沙和南沙地块经历了燕山期多期次岩浆活动的改造,在基底构造上属华南大陆的延伸部分。     

南海北缘中段近岸陆区晚中生代以来构造应力场反演——以广东樟木头地区为例北大核心CSCD

利用樟木头及其邻区断层擦痕数据,采用"多重逆解法"反演该区晚中生代以来的构造应力场,为华南陆缘地区晚中生代以来构造演化过程的研究提供参考。通过5个野外断层擦痕测点观察与数据测量,采集了125组有效断层滑动数据,反演得到八种应力状态,进一步区分了晚中生代以来该区4个期次的构造应力场,即1NNW—SSE方向(254.9°~355.7°)的拉张应力体制;2ENE—WSW方向(64.9°)的拉张应力体制:3最大主应力优势方位为NE—SW向(约46.8°~59.9°)的走滑应力体制;4最大主应力优势方位NW—SE向(约329.5°~339.7°)的走滑应力体制。应力场的变化反映出控制该区不同时期的大地构造背景差异,即由早期的太平洋板块的俯冲带后撤、古太平洋俯冲方向的改变,之后的印度-澳大利亚板块与欧亚板块碰撞及印支块体顺时针旋转,最后,菲律宾海板块俯冲方向以及强度的变化。