太古宙洋壳的地质记录及其板块构造意义

太古宙是大陆地壳形成的主要时期,对于太古宙是否有洋壳记录、太古宙陆壳和洋壳的性质及其上地幔动力学状态一直存在不同认识,板块构造是否在早期地质历史上起作用也是争论的问题。根据目前的研究,如太古宙高压麻粒岩和榴辉岩的发现和研究以及南非早太古宙金刚石的发现...     

太古宙板块构造:限制因素以及推论

近来的调查业已表明:太古宙地体和元古宙地体之间有着重大差别;现代大地构造作用开始于约25亿年以前。本文中,我们将考查太古宙板块构造与现代板块构造之间的不同点。鉴于太古宙和全新世的一个主要差异是太古宙可能有较高的地幔温度,因此我们首先评述这个温度数值的证据。     

蒸发岩盆地古环境的直接记录:来自石盐流体包裹体的证据

蒸发岩是保存古环境信息的宝库,而石盐是蒸发岩盆地完全干涸后最主要的矿物。石盐矿物具有很好的封闭性,在浅埋深状态就会固结成岩,没有孔隙并且不可压缩。石盐、石膏、钙芒硝、芒硝中的包裹体,是潟湖或陆地盐湖环境下,通过蒸发而结晶析出过程中所捕获的流体(液体和/或气体)。因此,在石盐矿物的内部可以保存下来良好的原生石盐流体包裹体,它们记录了原始海洋/盐湖的温度、化学组分和大气成分的信息,为古环境研究提供了绝妙的直接记录。其中石盐原生流体包裹体的均一温度,可记录卤水沉积时的温度;浅水环境石盐流体包裹体记录的卤水温度近似等于气温。石盐原生流体包裹体中的卤水成分代表了海水/盐湖蒸发浓缩过程中的卤水,可通过其来推断当时的海水/盐湖水体的成分。石盐漏斗晶形成时是漂浮在卤水表面的,其原生流体包裹体可捕获当时的大气,而石盐是一种稳定的无机矿物,其原生流体包裹体可保存原始的大气信息。石盐原生流体包裹体可以提供其他传统地球化学手段无法提供的直接、精确、定量的地质记录,因此在未来的古环境研究中将成为焦点。     

鲁西新太古代洋板块地质及板块构造活动遗迹

鲁西地区是我国新太古代经典的花岗岩-绿岩带出露地区之一,前人已积累了丰硕的构造地层、同位素地质年龄、地球化学及成矿作用等方面的资料,并对这一时期的地球动力学特征进行了讨论.通过研究“洋板块地质”的思路综合前人已获得的区域地质调查研究资料,表明泰山岩群镁铁质火山岩演化是一套由科马提岩-拉斑玄武岩和拉斑玄武岩、钙碱性玄武岩及安山岩等两类岩石组合复合而成的火山岩系,反映了相对早期形成与洋内地幔柱有关的科马提岩向相对晚期与弧有关的钙碱性玄武岩-安山岩的演化过程;新太古代初期形成岛弧型英云闪长岩带到新太古代中期形成分异型奥长花岗岩,则反映了俯冲过程中的花岗岩演化特点;新太古代晚期硅质高镁玄武岩（高镁玄武安山岩）的确定则是活动大陆边缘岩浆弧的产物;泰山岩群中红宝石（刚玉）的发现,进一步指示其形成的背景与新太古代板块构造俯冲作用有关,为鲁西存在新太古代洋板块地质遗迹提供了地质学证据.      

太古宙与现代的巨大差异：太古宙可能有板块构造吗？

太古宙出露的岩石（如TTG、科马提岩、绿岩带）大多与现代不同,故"将今论古"的思想不适合推演到太古宙,也不能把太古宙TTG对比为现今的埃达克岩。TTG与俯冲无关,也不是地壳加厚形成的,而可能是在停滞盖层构造背景下初始地壳内富钠玄武岩部分熔融形成的。地球演化是一个不断散热的过程,太古宙属于热球阶段,元古宙以后可能才进入冷球阶段。因此,太古宙可能主要表现为停滞盖层构造,元古宙以后可能才出现板块构造。板块热俯冲的可能性很小,只有当岩石圈足够冷且具有一定的刚性和浮力时,板块才可能俯冲;而查明板块构造的地质记录（如蛇绿岩、蓝片岩、混杂堆积、深海沉积等）才能知道板块构造启动的时间。     

新疆北部的古板块构造

新疆北部的古板块构造杨树德（新疆维吾尔自治区地质矿产局地质矿产研究所，乌鲁木齐８３００００）（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＭｉｎｅｒａｌＲｅｃｏｕｒｓｅｓ，ＢＧＭＲ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ）新疆古板块构造的划分及其演化特征，一直为我国地学工作...     

东昆仑古特提斯构造带中的原特提斯记录:来自苦海镁铁质岩块的证据

研究苦海地区是否发育原特提斯洋盆有助于揭示阿尼玛卿构造带和秦岭勉略构造带是否具有相似的演化过程,确定"秦-祁-昆"原特提斯洋的南界.产出于苦海地区的镁铁质岩构造就位于上古生界强片理化浊积岩中,显示出混杂特征.LA-ICP-MS锆石年代学研究显示该地区雪穷辉长岩块结晶年龄为610~630 Ma,雅日玄武安山岩结晶年龄约为504 Ma.微量元素和同位素地球化学分析表明,雪穷镁铁质岩浆起源于大陆岩石圈地幔,未受到地壳混染,形成于板内环境,雅日镁铁质岩浆起源于受俯冲沉积物产生的流体交代的地幔楔,源区受到一定地壳混染,形成于俯冲环境,反映秦昆结合地区存在早古生代大洋的俯冲-增生作用.结合区域资料,阿尼玛卿构造带和勉略构造带都有新元古代晚期至早古生代的大洋物质记录,表明这一时期阿尼玛卿和勉略构造带有可对比性,原特提斯洋的南界达到阿尼玛卿和勉略构造带.      

早前寒武纪洋壳的地质记录及其板块构造意义

元古宙蛇绿岩的不断发现表明威尔逊旋回至少在早元古代已经明显起作用，部分太古宙绿岩带由不同的构造单元拼合而成，并发育不同于显生宙蛇绿岩的大洋壳岩石组合，地幔柱在早太古代构造演化过程中起重要作用，是板块构造的重要补充机制，地球早期热产量较高，可能是造成板块规模较小，洋壳较厚，板块运动速度较快的原因，并以缓倾角俯冲为特征。     

鄂东南地区存在古元古代—太古宙基底——来自铜鼓山岩体锆石U-Pb-Hf同位素的证据

对鄂东南地区位于毛铺—两剑桥断裂带上的铜鼓山岩体进行了野外地质及镜下显微研究及岩石化学分析, 重点分析了其中锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成。结果表明铜鼓山岩体为石英闪长玢岩, 岩体形成于(147±2.6) Ma, 属晚侏罗世—早白垩世, 与鄂东南地区其它岩体年龄具有一致性。铜鼓山岩体中存在的大量继承锆石。分析的4个继承锆石形成于古元古代晚期1798~1888 Ma。继承锆石具有高的Th/U比值和极其相似的Lu-Hf同位素组成, 表明它们捕获于同一火成岩。这表明鄂东南地区存在古元古代基底。这些古元古代继承锆石低的εHf(t)值和冥太古代的Hf同位素两阶段模式年代暗示古元古代克拉通化是在太古宙基底上发展的。鄂东南地区和扬子陆块其它众多地区一样存在古元古代—太古宙基底。扬子陆块古元古代—太古宙基底极可能从四川盆地、鄂西崆岭和郧西地区东延至鄂东南地区。     

内蒙古大青山太古宙麻粒岩带的板块构造演化模式

太古宙末期在全球范围内出现的麻粒岩带是地壳早期地质演化历史中的一个重大事件，可能意味着地壳构造演化机制的重大转变。越来越多的地质事实表明，太古宙晚期大陆地壳已具有足够的刚性和稳定性。太古宙时期地幔存在强烈的热对流，具备发生板块运动的条件。太古宙麻粒岩带就是太古宙地壳发生刚性板块运动的直接产物。内蒙古大青山太古宙麻粒岩带呈东西向连续出露于大青山地区达２３０余公里，由中晚太古代乌拉山群麻粒岩相组成，其     

中国内蒙古中部的古板块构造

基于近年的研究,笔者认为内蒙古南部华北地台北缘有二条东西走向的元古代裂谷带,并分别沉积了泻湖相或浅海相的渣尔泰群和白云鄂博群。白云鄂博群中部炭质白云岩中铅的同位素年龄为1500Ma。沿二裂谷带在阴山和燕山零星出露一系列碱性火山岩和侵入体。裂谷带以北的古生代造山带中,识别出6条蛇绿岩带,以及至少5个增生地体。介于西伯利亚和华北二地台间的古生代洋盆,因多次向两侧陆缘带俯冲,终于在二叠纪晚期导致华夏古陆与安加拉古陆的碰撞。其间的缝合线位于林西至索伦敖包一带。内蒙古及其邻区大地构造演化的研究表明,西伯利亚地台南缘与中新生代的亚洲东部陆缘甚为相似,而华北地台北缘则与北美的科迪勒拉山系大体相似。从华北与西伯利亚的分裂到二者的重新拼合构成一个巨大而完整的威尔逊旋回。     

赤道西太平洋晚第四纪古生产力变化:来自元素比值的证据

通过对热带碳循环"973"项目于2008年暖池区专题航次采集的KX08-97321-2柱状样(01°25.01'S,157°58.91'E;水深1897m)进行X射线荧光光谱(XRF)扫描以及浮游有孔虫氧同位素测定.结果发现,In(Ba/Ti)和In(ca/Ti)指示的赤道西太平洋古生产力在过去的370ka以来具有明显...     

中国内蒙古中部的古板块构造

基于近年的研究,笔者认为内蒙古南部华北地台北缘有二条东西走向的元古代裂谷带,并分别沉积了泻湖相或浅海相的渣尔泰群和白云鄂博群。白云鄂博群中部炭质白云岩中铅的同位素年龄为1500Ma。沿二裂谷带在阴山和燕山零星出露一系列碱性火山岩和侵入体。裂谷带以北的古生代造山带中,识别出6条蛇绿岩带,以及至少5个增生地体。介于西伯利亚和华北二地台间的古生代洋盆,因多次向两侧陆缘带俯冲,终于在二叠纪晚期导致华夏古陆与安加拉古陆的碰撞。其间的缝合线位于林西至索伦敖包一带。内蒙古及其邻区大地构造演化的研究表明,西伯利亚地台南缘与中新生代的亚洲东部陆缘甚为相似,而华北地台北缘则与北美的科迪勒拉山系大体相似。从华北与西伯利亚的分裂到二者的重新拼合构成一个巨大而完整的威尔逊旋回。     

太古宙绿岩区:地质演化和成矿作用

本文简要概述了全球的太古宙花岗岩—绿岩区主要组成部分,尽管过去二十年来在这些地区已发现许多有关细节,但仍存在有待解决的很多基本问题。本文试图着重太古宙的复杂性,强调花岗岩—绿岩演化的地球化学、岩性、构造和成矿史等变化过程的内部相互联系和反应,虽然有好多实例,使之能观察到那里绿岩带连续的发育似乎是由于地质和大地构造演化的结果,但是不适当的制约因素仍在大范围内给太古宙地盾区决定性的构造事件提供猜想和推测。     

扬子板块西缘中生代—新生代碰撞造山事件的记录:来自峨眉山玄武岩的锆石U-Pb同位素证据

利用LA-ICP-MS测定技术,对扬子板块西缘滇东倘甸一带的峨眉山玄武岩中的锆石进行了U-Pb同位素年龄测定,363个年龄数据的分布范围为(14.9±0.6)~(3 023±50) Ma,跨越地质时代长,其11个年龄峰值为750~850 Ma、~450 Ma、~275Ma、~260 Ma、~247 Ma、~215 Ma、~160 Ma、~120 Ma、~100 Ma、~52 Ma及~35 Ma,反映了峨眉山玄武岩在形成过程中经历地壳物质的混染,形成后受到了后期构造热事件的巨大影响。其中峨眉山玄武岩一、二亚旋回分别形成于(259.9±3.2) Ma及(259.2±3.6) Ma,~275 Ma的玄武岩锆石年龄可能代表峨眉山玄武岩岩浆房的形成年龄及峨眉地幔柱事件导致地壳开始隆升的时间,峨眉山玄武岩形成后,扬子板块西缘依次经历了~247 Ma、~215 Ma、~160 Ma、~120 Ma、~100 Ma、~52 Ma、~35 Ma的构造热事件,这些年龄数据是扬子板块西缘中生代—新生代碰撞造山事件达到温压高峰的时间记录。     

早古生代古亚洲洋俯冲记录:来自东天山卡拉塔格高镁安山岩的年代学、地球化学证据

吐哈盆地南缘荒草坡群大柳沟组火山岩出露于大草滩断裂以北的彩霞山、土屋铜矿北和卡拉塔格地区。该组火山岩主要为基性、中酸性熔岩及火山碎屑岩组合。LA-ICP MS锆石U-Pb分析获得安山岩和英安岩的年龄分别为434.8±3.8Ma和438.4±4.9Ma,表明大柳沟组火山岩形成于早志留世。安山岩Si O2含量为54.35%~60.70%;Al2O3含量为11.8%~16.3%,Mg O含量为4.94%~8.27%,Ti O2含量为0.38%~0.52%,Na2O和K2O的含量分别为0.50%~3.83%和0.08%~1.26%,铝饱和指数(A/CNK)为0.77~1.37,低ΣREE(43×10-6~70×10-6),为具有亏损源区特征的高镁安山岩。英安岩较安山岩Si O2含量高(63.74%~75.35%),具有相似的Al2O3(12.3%~16.0%%)和Ti O2(0.32%~0.52%)含量;Na2O和K2O含量分别为2.01%~5.53%和0.16%~2.19%,ΣREE含量较安山岩略高(61×10-6~84×10-6),铝饱和指数(A/CNK)为0.77~5.74。安山岩和英安岩均轻重稀土分异明显,具有中等的Eu负异常;富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),具有明显的Nb-Ta-Ti负异常。相似的岩石地球化学特征表明安山岩和英安岩可能为同源岩浆,英安岩是安山质岩浆经过角闪石等矿物结晶分异作用形成的,安山岩的母岩岩浆很可能来自亏损大洋岩石圈地幔。基于该组岩石组合、地球化学特征和区域地质资料,推测研究区高镁安山岩可能形成于洋内弧环境,这表明东天山吐哈盆地南缘卡拉塔格地区在早古生代已经存在古亚洲洋的俯冲。     

钱塘—钦防古板块结合带及其地质意义

作为扬子、华夏古板块的结合带,奠基于四堡－晋宁期形成的陆间造山造带,表现出有别于两翼而独特的地球物理、地质构造特征。其发展演化主要是伴随华南板块的形成过程,历史比较复杂。由于活动性较大、多期次裂谷、造山作用和多期岩浆活动,使结合带成为一条深源岩浆活动带。结合带的构造－岩浆－成矿基本特点表明,燕册期的成矿作用具“成因多类型,定位多部位”特点,是一条潜在的巨大弧型斑岩成矿带。     

华北克拉通东部古太平洋板块俯冲与回撤作用:来自辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石的记录与启示

目前对于华北克拉通东部晚中生代花岗质岩石的成因仍存在地幔柱、加厚/拆沉下地壳部分熔融、俯冲板片脱水导致地壳熔融等不同认识。辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石主要由二长花岗岩、石英闪长岩、花岗斑岩和石英正长岩组成,岩浆成因锆石U-Pb同位素定年结果显示岩浆活动主要发生于晚侏罗世(156Ma)、早白垩世早期(139Ma)、早白垩世中期(130～125Ma)。岩石地球化学测试分析结果显示岩石属于高钾钙碱性系列且具有富集K、Pb等大离子亲石元素而相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素等活动陆缘岩浆岩特点,表明辽西地区晚中生代岩浆活动的发生与俯冲作用有关。晚侏罗世-早白垩世早期(156～139Ma)花岗质岩石地球化学特征与I型花岗岩类似,同时具有富集的Hf同位素组成(εHf(t)=-22.70～-18.66)和古老的Hf同位素二阶段模式年龄(tDM2=2387～2767Ma),其初始岩浆可能来源于古老中上地壳的部分熔融;形成于130Ma的花岗质岩石同样具有与I型花岗岩相类似的岩石地球化学特征,但其Hf同位素组成突变为亏损(εHf(t)=+3.64～+6.22、tDM1=537～969Ma),其初始岩浆起源于新元古代新生地壳物质的部分熔融并混入少量亏损地幔物质组分;形成于125Ma的花岗质岩石为碱性A型花岗岩,岩石地球化学特征与其他岩石有所不同,具有负的εHf(t)值(-17.30～-11.56)和相对古老的Hf同位素二阶段年龄(tDM2=1917～2278Ma),初始岩浆可能起源于较为古老的中下地壳部分熔融并有幔源物质的参与。华北克拉通东部形成于160～139Ma的花岗质岩石具有I型、高钾钙碱性、与埃达克质岩石类似的高Sr/Y、低Y含量特征和富集的Hf同位素组成,而形成于130～120Ma的花岗质岩石具有A型、碱性、与典型岛弧岩浆岩类似的岩石地球化学特征和相对亏损的Hf同位素组成,同时晚中生代岩浆活动具有向洋年轻化的特点,表明华北克拉通东部156～139Ma期间可能受到古太平洋板块的持续俯冲作用,而139～130Ma古太平洋俯冲板片开始回撤,130～125Ma进入古太平洋俯冲板片持续回撤导致的强烈区域伸展作用阶段。古太平洋俯冲板片脱水交代岩石圈地幔并形成幔源岩浆,幔源岩浆不断底侵作用于古老/新生地壳使其发生部分熔融为花岗质岩石提供岩浆来源。     

华北克拉通古元古代地质记录及其构造意义

华北克拉通上存在广泛的古元古代地质记录,尤其是构造岩石组合和同位素年龄资料,显示克拉通上可能存在多条古元古代的汇聚拼合带:如鄂尔多斯地块与华北东部-阴山地块之间的拼合造山带、华北东部地块与狼林地块之间的胶辽造山带以及华北克拉通北缘的安第斯型汇聚边界等.华北克拉通中部地区的古元古代锆石年龄数据统计,显示出2.3~2.4 Ga、2.0~2.2 Ga和1.8~1.95 Ga三组年龄值,暗示华北克拉通古元古代可能存在两个演化阶段:其中古元古代末期(1.8~1.95 Ga)的造山事件已得到了广泛认可,并认为与全球Columbia超大陆汇聚事件相关;而2.3~2.4 Ga、2.00~2.2 Ga所代表的构造热事件的性质和意义尚不明确.我国古元古代末期有关陆块汇聚的构造热事件以及其后的裂解事件群和地层学记录,与新的国际前寒武纪地质年代表建议的古-中元古代界线一致,这将促进我国特别是古中元古代的前寒武纪研究.     

华北太古宙从地幔柱体制向板块构造体制的转化

通过对原岩建造、变南作用、ｐＴｔ轨迹和εＮｄ（ｔ）值等综合研究，提出迁安和怀安为两个 同时代不同性质的陆壳，遵化和崇礼为两个不同性质的深变质绿岩带，遵化为裂谷型绿岩带而崇礼为岛弧型绿岩带，２，７Ｇａ之前受地幔柱活动的影响，导致了上地幔的不均一性和ＴＨ１和ＴＨ２两类拉斑玄武岩的紧密共存，２．７Ｇａ之后从地幔柱体制向板块体制转化，造成了西北岛弧型壳事件和碰撞变质作用。