东北地区中—新生代盆地群形成演化的动力学背景

东北地区的中—新生代盆地之下并非都是变质结晶基底,松辽和二连等盆地大部分叠加在未变质的晚古生代残余沉积盆地之上。嫩江—开鲁断裂和嘉荫—牡丹江断裂是两条深达岩石圈尺度的断裂构造,将东北地区分为额尔古纳—兴安、松嫩和佳木斯三大基底构造单元和与之相对应的西部、中部和东部三大中—新生代盆地群。3个盆地群不但基底和深部岩石圈结构明显不同,而且盆地结构及充填特征也存在明显的差异。东北地区与中生代盆地演化相关的火山活动主要发生在中—晚侏罗世(167~147 Ma),早白垩世早期(136~126 Ma)和早白垩世晚期(122~109 Ma)。侏罗纪火山岩主要发育在大兴安岭及其以西地区;早白垩世火山岩全区均有分布,且具有由西向东时代渐新变新的演化趋势。从深部构造和区域动力学背景角度,东北地区的侏罗纪和白垩纪—新生代构造演化分别属于两大动力学体系。前者的形成演化与西伯利亚板块和华北板块对东北地区西部产生的南北向挤压作用及后继的伸展作用有关,北北东向展布的中—晚侏罗世火山岩大面积叠加在近东西向展布的漠河前陆盆地和突泉等含煤盆地之上;后者的形成演化明显与西北太平洋构造域大洋板块对东北亚大陆边缘的作用有关。根据同位素年龄和生物地层学证据重新厘定的中—新生代盆地地层对比结果显示,即使是同时代形成的早白垩世盆地由于与大陆边缘的距离不同,其盆地的沉积充填特征和后期构造改造特点也不尽相同。西部以海拉尔盆地为代表的早白垩世盆地主要发育以火山岩为主的断陷沉积,之后长期处于隆升环境;中部以松辽盆地为代表的白垩纪盆地不但发育早白垩世早期的断陷沉积,而且之上基本连续叠加了早白垩世晚期和晚白垩世坳陷沉积;东部盆地群由三江、勃利、鸡西和虎林等众多中、小型盆地构成,它们在早白垩世早期曾是一个统一的近海大陆边缘盆地(大三江盆地),以发育海陆交互相沉积为特点。由于该区紧邻西北太平洋大陆边缘,受大陆边缘构造转换的影响,统一的大三江盆地在早白垩世末期被强烈的逆冲构造和左行走滑构造所破坏和改造。该区目前分散孤立存在的多个中、小型早白垩世盆地均为早白垩世末期构造改造后的残余盆地。     

中国南方新生代地幔柱活动的地球化学证据

中国南海海盆、海南岛、雷琼和龙海—明溪地区新生代玄武岩的总体相当于洋岛玄武岩（OIB）,富集高场强元素（HFSE）,尤其是富集Nb、Ta、U、Ti。南海海盆新生代玄武岩是玻利尼西亚型（Polynesian）、夏威夷型（Hawaii）和MORB型共存,可能是在扩张洋脊上面形成的OIB,下地幔成因的超地幔柱上升致使上地幔物质加入,海南岛和雷琼地区玄武岩具有与南海海盆玄武岩大致相似的成因。大陆板内同时代的龙海—明溪地区玄武岩具特别高的Nb/Zr和Nb/Y值,均表现为地幔柱成因的玻利尼西亚型玄武岩,其形成既可能有古老俯冲洋壳熔融后榴辉岩质残余下沉至下地幔成因,也可能有包括下地壳在内的岩石圈物质的贡献。     

地幔柱构造对松辽盆地及渤海湾盆地形成的制约

中国东部松辽盆地和渤海湾盆地形成与演化的深部动力学机制尚未得到很好的解释．通过对区域地震资料盆地沉积记录、火山岩岩石探针和大地构造演化历史的综合分析,认为地幔柱(柱头直径约500km)在晚侏罗世一晚白垩世时形成于松辽地区,经历了软流圈地幔上涌、地壳抬升与伸展、火山活动,导致松辽盆地的形成;由于华北板块向北移动,始新世时地幔柱(柱头直径600-800km)移动到京津一渤海湾地区,类似的地质过程形成了渤海湾盆地．渤海湾地幔柱的活动还可能是京津唐地区地震多发的根本原因。     

南海复蘑菇状地幔低速柱结构及其地幔动力学

运用高分辨率天然地震面波层析成像和体波层析成像技术,研究东亚西太平洋地区及全球地幔三维速度结构时发现南海地区地幔存在深达2000km以上的巨型复蘑菇状地幔低速柱,结合地质、地球化学和地球物理相关标志,将复蘑菇状地幔低速柱称为南海复蘑菇状地幔柱。本文在论述南海复蘑菇状地幔柱的地质地球物理特征基础上,将地幔柱划分为柱头、柱体、柱尾、幔枝和热点等部分,建立起地幔柱三维几何结构模型,探讨了复蘑菇状地幔柱在南海海盆扩张过程中的主导作用以及欧亚板块、菲律宾海板块和印度洋板块相互作用对南海演化过程的影响。     

峨眉地幔柱的动力学特征

峨眉地幔柱起源于赤道附近,头部直径约８００ｋｍ。它的动力学特征主要反映在四大地质事件上：１．基性岩浆活动,地幔柱头部减压熔融引起大规模玄武岩浆喷发和大量基性－超基性岩体侵入。峨眉山玄武岩分布面积约５０万ｋｍ２,主喷发期在早、晚二叠世之间,活动时限海西晚期－印支期;２．酸性岩浆活动,地幔柱对深部地壳的热改造引起大规模酸性岩浆喷发并形成３００ｋｍ长的花岗岩带,酸性火山喷发产物除流纹岩外,酸性火山灰沉积遍及整个华南地区;３．古地热场与改造成矿作用,在地幔柱作用下,上扬子及其外围地区曾经存在一个古地热场,地热异常从海西晚期持续到燕山期,长时期的地热异常驱动热水循环,引起大规模改造成矿作用,形成分布广泛的层控金属矿床;４．地壳升降与裂陷,华南海西－印支期的地壳运动与地幔柱有密切关系,当它到达岩石圈底部之后,上覆岩石圈受热软化,伸展变薄,地壳沉降引起栖霞期海平面大幅度上升以及茅口期的强烈拉张与裂陷,地幔柱活动对大气圈、水圈、生物圈都有重要影响,它可能造成大规模生物绝灭。     

大陆水系形成和发展中地幔柱的作用

三个大陆(印度次大陆、南美大陆、非洲大陆)溢流玄武岩区的地貌，证实了这类地区是在熔融的热地慢柱作用下形成的这一新模式，与热柱活动相关的地形穹隆的典型水系型式直至二亿年后的今天依然存在。宕桨板下作用导致地壳增厚，是这些特征得以保存的最可能的原因。     

东南沿海地区新生代火山作用和地幔柱

通过本文的研究表明 ,东南沿海地区从沿海→内陆 (牛头山→闽清→明溪 )新生代玄武岩的年龄逐渐变小 ,具有火山链的特征 ;微量元素和 Sr- Nd同位素特征与洋岛玄武岩 (OIB)类似 ;上地幔具有过热状态和扰动的热结构 ;地球物理具有低的 Vs 异常及提供了在该区下面具有地幔柱的 CT模式 ;火山岩具有较高的 3He/4He同位素比值 ,因此提出了研究区下面存在地幔柱。进一步根据火山岩的热动力学参数 ,从沿海→内陆 ,随火山岩年龄变小 ,火山岩的碱性程度逐渐增加 ,岩浆起源的深度逐渐变深 ,局部熔融程度逐渐变小等特征 ,提出了地幔柱的形成是由太平洋板块俯冲诱发 ,地幔柱位于俯冲带上面 ,南海的扩张和新生代火山岩的形成是地幔柱作用的结果 ,并提出地幔柱成因演化模式。     

试论湖南衡阳盆地与地幔柱的关系及其对关键矿产深部探测的意义

衡阳盆地是华南地区独具特色的中—新生代陆相沉积盆地,其形成机制与丰富的矿产资源都十分引人注目。衡阳盆地近等轴形态,地形上表现为典型的“盆山体系”,重力资料显示出地幔隆起的特征,构造形式上发育“棋盘状”和“环形(弧形)”格局,火成岩与成矿元素组合以及同位素特征均具有幔源特征,这表明衡阳盆地的形成与华南地区中生代地幔柱活动之间具有密切的成因联系。盆地及其周缘矿产资源具有长时期、多矿种、强富集的特征。不同时代和不同矿种组合的成矿作用与区域岩浆作用和盆地沉积作用具有明显的专属性。衡阳盆地及周边不但出现了丰富的有色金属和非金属矿产,也出现了钨锡铌钽铋碲铀等关键矿产,但后者的工作程度最低。因此,在深部矿产探测过程中应做到“四注意四加强”。     

地幔柱构造与成矿作用：以兰坪盆地为例

以兰坪盆地为例,根据地幔柱构造特征及地幔柱与陆内矿床间的关系和地幔柱构造对盆地中矿床形成,分布的控制理论。对兰坪盆地的各种矿床类型与冷,热地幔柱的发展,演化的关系进行分析,认为正由于大陆岩石圈与大洋岩石圈构造体制的相互转化,大陆的分裂与聚合,导致了在地幔柱的构造的控制不一系列不同成矿作用的矿床的形成。     

地幔对流及其对地壳表层拉张盆地的影响

回顾近十年来在地幔对流方面的最新研究进展,阐述了板块俯冲后在地幔中的演化特征,以及地幔上升流即地幔柱的驱动机制和地质效应。特别介绍了地幔柱对地壳表层拉张盆地形成和充填过程的影响。进一步探讨了地幔柱活动在济阳坳陷的地质表现及其引发的火山岩浆活动、碎屑充填特征。认为盆地演化的阶段性间接反映了地幔对流的阶段性。     

试论华南中新生代地幔柱构造铀成矿作用及其找矿方向

本文报要阐述了地幔柱构造的研究历史和现状,指出地幔柱构造作用是地质构造作用,火山岩浆活动,沉积变质作用,成矿作用体系的原动力,论述了华南中,新生代地幔柱构造的存在,作用特点及其与华南铀矿化的关系,华南４大类型的铀矿化应用是在统一的地幔柱构造作用的影响下的产物,地幔柱构造不仅为铀的活化,迁移和富集提供热应力,而且还可能提供成矿物质来源,对进一步深入认识我国华南铀矿区域的成矿规律,扩大老矿区,探索寻找     

中国东南部中——新生代地幔柱构造

中国东南部是否存在地幔柱、地幔柱作用及其标志是华南地区研究的热点。多数学者认为，几乎所有的大陆拉张、打开事件都与地幔柱有关。研究表明，中、新生代以来中国东南部出现的几次规模较大的构造一岩浆活动，以壳幔岩浆活动为主，伸展构造活动强烈。中、新生代沉积盆地中发育的玄武岩、双峰式火山岩、A型花岗岩、基性岩脉、橄榄闪长岩和霞石正长岩等张裂性岩套，为本区地幔柱构造提供了较多的地质、地球化学及地球物理证据。     

试论华南中新生代地幔柱构造、铀成矿作用及其找矿方向

本文扼要地阐述了地幔柱构造的研究历史和现状,指出地幔柱构造作用是地质构造作用、火山岩浆活动、沉积变质作用、成矿作用体系的原动力;论述了华南中、新生代地幔柱构造的存在、作用特点及其与华南铀矿化的关系。华南４大类型的铀矿化应是在统一的地幔柱构造作用和影响下的产物。地幔柱构造不仅为铀的活化、迁移和富集提供热动力,而且还可能提供成矿物质来源,对进一步深入认识我国华南铀矿区域成矿规律,扩大老矿区,探索寻找成矿新区和新类型铀矿化具有积极的意义。     

东北地区新生代火山作用-深部作用与大陆裂谷型盆地

新生代火山岩含有丰富的上地幔岩包休和高压巨晶，火山岩系列、岩石类型、痕量元素等特征以及空间分布特征和与俯冲作用有关的中生代火山岩截然不同，其岩石学特征及热力学研究等表明它们形成于大陆裂谷构造环境。根据出露地表的古老的变质岩系和新生代玄武岩中的上地幔岩包体的岩石学特征以及热力学计算，建立了陆壳一上地幔结构岩石学剖面，新生代岩石圈拉伸，软流圈上隆，为一减薄的陆壳结构，形成了下辽河等一些大陆裂谷型盆地。     

地幔柱构造与地幔动力学--兼论其在中国大陆地质历史中的表现

地幔柱构造是基于全地慢对流模式、主要依据热点火山活动提出的新的全球构造理论。它的主要表现形式和产物是地幔柱头上部地壳抬升、岩浆活动形成大火成岩省、大型放射状岩墙群，并导致大陆裂解、板块运动和大规模成矿，是生物灭绝、磁极倒转的诱因。中国大陆的地质演化历史中保存了多期地幔柱活动印记，它们主要是华南新元古代Rodinia地幔柱、古生代古特提斯和峨眉山地幔柱和中一新生代中国东部地慢柱构造事件。上述地幔柱活动产生了地壳抬升、强烈岩浆活动、大陆伸展与裂解、岩石圈剧烈减薄和大规模成矿等重要地质事件。     

地幔柱动力学机制的新思考

Morgan提出的地幔柱假说极大地推动了地球科学的发展,但长期以来地幔柱假说一直存在争议。本文对目前有关地幔柱争论的焦点问题做了简单的讨论,说明了火山轨迹年龄递变规律异常和"热点"位置不固定的可能原因,同时提出了地幔柱产生及持续的一种新的可能的动力学模型:地外星体做功模型。     

海南岛晚新生代石山组橄榄玄武岩的地幔源区组成及动力学机制

南海北部边缘新生代玄武岩广泛分布,分布于海南岛北部的全新世早期石山组玄武岩,岩石组成为碱性橄榄玄武岩,其中可见较大颗粒的橄榄石斑晶,橄榄石斑晶具有较高的Fo值(82.8～83.5)和Ni含量(0.14%～0.20%)。橄榄玄武岩的微量元素及同位素组成与洋岛玄武岩(OIB)高度吻合,富集大离子亲石元素Rb、Ba和轻稀土元素,同时富集高场强元素Nb、Ta、Zr和Hf。矿物组成及主微量元素特征指示其源区为含石榴子石辉石岩源区,经历了较低程度的部分熔融(约5%)。此外,石山组橄榄玄武岩具有基本一致的Sr-Nd-Pb同位素组成,表明岩浆在上升过程中没有明显的地壳物质的混染,但是相比正常洋中脊玄武岩(MORB),石山组橄榄玄武岩具有较高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值,较低的ε_Nd(t)值,以及较高的²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb(15.639～15.643)和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb(38.977～38.996)比值,说明其源区为亏损地幔(DM)和富集地幔端元(...     

峨眉火成岩省岩浆矿床成矿作用与地幔柱动力学过程的耦合关系

峨眉火成岩省位于扬子地块西部,为中二叠世末地幔柱活动产物。迄今为止,峨眉火成岩省已发现超大型V-Ti磁铁矿矿床4处,大中型岩浆硫化物型Ni-Cu-(PGE)矿床近10处。这些矿床的含矿镁铁-超镁铁岩体为260Ma±,与峨眉山玄武岩为同一地幔柱的产物。系统归纳和分析上述两类含矿镁铁-超镁铁岩体在空间分布、岩体规模、岩石组合和造岩矿物组成等方面存在明显的差异:可以分为内带和外带,内带以巨厚的峨眉山玄武岩、大型层状岩体和众多小型镁铁-超镁铁岩体、低Ti玄武岩、碱性岩体和丰富的成矿作用为标志。外带则玄武岩厚度降低,以高-Ti玄武岩为主,很少有侵入岩体。在对这两类岩浆矿床的分布及其与低Ti和高Ti玄武岩地质和地球化学联系的归纳和分析基础上,结合对杨柳坪Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床成矿过程与峨眉山玄武岩岩浆起源和演化相互关系的研究结果,认为峨眉山火成岩省这些不同类型的矿床是地幔柱动力学过程不同阶段的产物。V-Ti磁铁矿矿床的形成于高Ti玄武岩浆有关,主要受控于岩浆的分离结晶作用;而Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床成矿主要取决于3个因素:高程度的部分熔融,下地壳同化混染和分离结晶。Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床是地幔柱活动早期阶段的产物,而V-Ti磁铁矿矿床则形成则晚于岩浆硫化物矿床。     

秦岭地幔柱源岩浆活动及其动力学意义

通过秦岭不同时代玄武岩地幔源区类型的地球化学鉴别 ,揭示出北秦岭地幔柱源岩浆活动开始于古元古代 ,并至少断续延续到新元古代中晚期 ;而南秦岭地幔柱源岩浆活动则开始于中元古代晚期 ,并至少延续到新元古代之末。根据地幔柱活动中心显示出的随时间自北向南迁移的规律 ,结合该区北面的商丹洋盆打开在前 (新元古代—早古生代 ) ,南面勉略洋盆打开在后 (晚古生代 ) ,两洋盆均属于扬子陆块内部裂解类型 ,以及北秦岭于新元古代前属于扬子板块等情况 ,提出秦岭造山带发展动力学特征表现为扬子的裂解和华北的增生 ,并处于全球冈瓦纳大陆裂解和亚洲大陆增生的总动力学体系之中。