东南极普里兹湾Sφstrene岛麻粒岩变质年代及其与邻区的关系

对东南极普里兹湾Ｓｓｔｒｅｎｅ岛石榴辉石麻粒岩的变质年龄通过Ｓｍ－Ｎｄ法做了重新测定，得出６０４±２８（２σ）Ｍａ的石榴石－辉石－斜长石－全岩矿物内部等时线年龄，并指出本数值代表了该区主期中压麻粒岩相变质年龄。至于与其北东部的Ｂｏｌｉｎｇｅｎ群岛、拉斯曼丘陵的关系，通过岩石组合，变质叠加及其空间变化特征并结合变质时代推断，自Ｓｓｔｒｅｎｅ岛至拉斯曼丘陵后期低压变质叠加逐渐增强，早期中压及晚期低压变质可能代表了同一变质旋回的不同阶段     

东南极拉斯曼丘陵暗色麻粒岩锆石的U-Pb年龄及其地质意义

东南极拉斯曼丘陵地区代表性的原岩为镁铁质堆晶岩的暗色麻粒岩，其中锆石的Ｕ－Ｐｂ同位素年代测定表明，本区在泛非事件（５００Ｍａ）之前的晚元古中期可能经历过一次麻粒岩相变质作用，主要由斜方辉石－单斜辉石－斜长石－石英组成的暗色麻粒岩的Ｕ－Ｐｂ不一致线年龄结果为７７２．４＋７１．１／－４８．０（２σ）Ｍａ。结合野外地质证据，此年龄可能代表了该区已识别出的早期中压麻粒岩相变质作用事件并对应于罗迪尼亚事件     

东南极拉斯曼丘陵暗色麻粒岩锆石的U—Pb年龄及其地质意义

东南极拉斯曼丘陵地区代表性的原岩为镁铁质岩的暗色麻粒岩，其中猪石的Ｕ－Ｐｂ同位素年代测定表明，本区在泛非事件之间的晚元古中期可能经历过一次麻粒岩相变质作用主要由斜方辉石－单斜辉石－斜长石－石英组成的暗色麻粒岩的Ｕ－Ｐｂ不一致年龄结果为７７２．４＋７１．１／－４８．０Ｍａ。     

东南极拉斯曼丘陵镁铁质麻粒岩的地球化学特征及其中压变质作用

在东南极普里兹湾拉斯曼丘陵地区变泥质岩和长英质片麻岩中，定向分布着透镜状、扁豆状和香肠状镁铁质、超镁铁质麻粒岩。这些岩石主量元素、微量元素和稀土元素地球化学特征显示其原岩化学成分具镁铁质堆晶岩特征，并可能代表岩墙的构造作用残留体。在米洛半岛发现石榴子石周围有斜方辉石和斜长石的反应边，斜方辉石和斜长石由下述反应形成：石榴子石＋石英→斜方辉石＋斜长石。这个反应为减压反应，应用地质温压计确定其温度和压力分别为７４７±４８°Ｃ和６．３±０．５ｋｂａｒ，本文首次应用石榴子石－斜方辉石－斜长石－石英组合确立本区早期中压麻粒岩相事件的存在。本文还对镁铁质麻粒岩的原岩成因及矿物中的减压结构所代表的构造意义进行了探讨     

东南极格罗夫山地区冰碛石碎石带中高压麻粒岩和正片麻岩的锆石年代学研究及其构造意义

东南极的格罗夫山是普里兹造山带向南极内陆的延伸部分。对格罗夫山不同碎石带中收集的高压麻粒岩和正片麻岩进行锆石U-Pb年代学研究。四个高压麻粒岩的锆石多数为变质新生锆石,仅少数保留有继承核,其年龄为2633—2502 Ma。在变质锆石中获得~570 Ma和~555—545 Ma两个阶段变质年龄,锆石微量元素特征显示为重稀土亏损,结合前人研究结果,推测这两阶段年龄分别代表了变质作用过程中的进变质和高压峰期变质年龄。两个正片麻岩的锆石普遍发育核-边结构,由一个发育振荡环带的岩浆核和均匀无环带的变质边组成。正片麻岩的原岩年龄存在差异,在样品GR14-3-4的锆石核部获得了1060±40 Ma的上交点年龄,其原岩可能来自格罗夫山东南部的冰下高地,而在样品GR14-5-4的锆石核部获得的原岩年龄为917±4 Ma,与格罗夫山基岩中的基性麻粒岩和正片麻岩的原岩年龄一致。在锆石边部获得的变质年龄较为一致,为~530 Ma,与以前在高压麻粒岩中获得的退变质年龄相当。本次研究确认了高压麻粒岩在格罗夫山地区不同碎石带中分布的广泛性,表明其可能普遍存在于格罗夫山冰下高地之中。同时也进一步证明格罗夫山冰下高地并没有受到格林维尔期构造热事件的影响,而是只经历了泛非期的单相变质构造旋回。     

东南极地质年代学研究的新进展

东南极前寒武纪地质是世界已知最老的克拉通之一。其基岩出露的大部分地区经受了麻粒岩相变质作用,但最初获得的K-Ar年龄却显得年轻,时代为元古代末至早古生代。七十年代至八十年代中期,各国地质学家相继获得一批Rb-Sr全岩等时年龄,锆石常规U-Pb年龄及Sm-Nd年龄。发现了恩德比地Sones山早太古代的地质记录。并明确划分出恩德比地、南查尔斯王子山、西福尔丘陵三个太古代古陆核。     

西南极乔治王岛第三纪珊瑚

本文报道了采自南极乔治王岛东部梅尔维尔半岛的非造礁珊瑚化石：Ｆｌａｂｅｌｕｍ（Ｆｌａｂｅｌ－ｌｕｍ）ｒａｒｉｓｅｎｔａｔｕｍＲｏｎｉｅｗｉｃｚａｎｄＭｏｒｙｃｏｗａ，从其产出的层位表明，在晚第三纪中新世的时期中，在南极洲已有分布     

东南极拉斯曼丘陵石榴斜长角闪岩中角闪石的^40Ar—^39Ar年龄及其？…

本文对东南极拉斯曼丘陵出露的石榴斜长角闪岩中的角闪石进行了＾４０Ａｒ－＾３９Ａｒ年龄测定,分别得到角闪石视年龄１５８６Ｍａ、１０１１－１０８０Ｍａ、７６１Ｍａ和５２９－５８２Ｍａ,角闪石坪年龄１０３６Ｍａ和５５４Ｍａ,角闪石Ａｒ－Ａｒ等时线年龄１０１０Ｍａ,这些同位素年龄证据,首次完整地记录了该区所经历的几乎所有构造变质热事件,为近几个国内外的地质学家关于该区构造变质热事件化的焦点问题,即晚元古代     

南极陨石研究的启示Ⅷ:原始无球粒陨石及其成因

近年来,在南极和非南极地区回收的异常陨石中已识别８个原始无球粒陨石群：斜方辉石－橄榄石无球粒陨石、富橄榄石无球粒陨石、橄榄古铜陨铁、橄辉无球粒陨石、顽辉石－镁橄榄石无球粒陨石及ＡＢ－ＣＤ硅酸盐、顽辉石无球粒陨石及钛辉无球粒陨石。斜方辉石－橄榄石无球粒陨石及橄榄古铜陨铁具有相似的矿物学、矿物成分、热历史、氧同位素组成及宇宙射线暴露年龄,他们系来自共同的母体。ＡＢ－ＣＤ硅酸盐及顽辉石－镁橄榄石无球粒陨石的氧同位素组成、化学及矿物学也相似,认为他们来自共同的母体。在考察岩石学证据的基础上,将ＡＢ－ＣＤ硅酸盐和顽辉石－镁橄榄石无球粒陨石、富橄榄石无球粒陨石、斜方辉石－橄榄石无球粒陨石及橄榄古铜陨铁以及橄辉无球粒陨石划分为非岩浆型的原始无球粒陨石,他们为高度变质并伴随不同程度部分熔融的岩石;而顽辉石无球粒陨石及钛辉无球粒陨石为火成岩石,但未受到广泛的分异作用和分异形成不同岩性的岩石,将其划分为岩浆型的原始无球粒陨石。到目前为止,共有六个原始无球粒陨石母体。     

东南极拉斯曼丘陵石榴斜长角闪岩中角闪石的~(40)Ar-~(39)Ar年龄及其地质意义

本文对东南极拉斯曼丘陵出露的石榴斜长角闪岩中的角闪石进行了４０Ａｒ－３９Ａｒ年龄测定,分别得到角闪石视年龄１５８６Ｍａ、１０１１～１０８０Ｍａ、７６１Ｍａ和５２９～５８２Ｍａ,角闪石坪年龄１０３６Ｍａ和５５４Ｍａ,角闪石Ａｒ－Ａｒ等时线年龄１０１０Ｍａ,这些同位素年龄证据,首次完整地记录了该区所经历的几乎所有构造变质热事件,为近几年国内外地质学家关于该区构造变质热事件争论的焦点问题,即晚元古代的１０００Ｍａ格林维尔事件（Ｇｒｅｎｖｉｌｉａｎ）与早古生代的５００Ｍａ泛非事件（Ｐａｎ－Ａｆｒｉｃａｎ）孰轻孰重以及前者是否存在,提供了答案。角闪石的４０Ａｒ－３９Ａｒ年龄测定结果表明,拉斯曼丘陵地区经历了复杂的多期变质演化历史,其原岩可能形成于早－中元古代,占主导地位的应该是晚元古代的１０００Ｍａ格林维尔事件,而５００Ｍａ泛非事件则是晚期较强烈的变质热事件。     

东南极格罗夫山：普里兹造山带中一个典型的泛非期变质地体

提要：距我国中山站以南约400 km的格罗夫山是普里兹造山带向南极内陆的延伸部分,其基底地体由约在920?910 Ma期间侵入的镁铁质－长英质火成岩和少量中元古代的沉积岩构成,这些岩石仅在泛非期（约570?500 Ma）经历了单相变质－构造旋回,因此是一个典型的泛非期变质地体。泛非期高峰变质作用并不象前人所认为的那样仅为中低压麻粒岩相,而是高达770?840?C、1.18?1.40 GPa,并在随后经历了近等温减压（约0.6 GPa）的P-T演化过程。大规模的A型紫苏花岗岩和花岗岩在同造山－后造山阶段侵位,并造成了麻粒岩地体近等压降温的P-T轨迹。这些花岗质岩石是由长期富集地幔的底侵物质（碱性玄武质岩石）经部分溶融而形成的。结合相邻地质体的研究资料,我们认为普里兹造山带可能发育在太古宙－格林维尔期基底地体之上,这些基底地体可能与新元古代（？）盖层卷入到了统一的泛非期造山作用过程。在泛非期造山作用过程中,地壳曾被增厚约达40?50 km,而后又经历了厚约20 km的地壳伸展垮塌和剥蚀。所以,普里兹造山带应代表东冈瓦纳陆块内部由板块缝合作用所形成的一条泛非期碰撞造山带。     

西南极乔治王岛第三纪珊瑚

本文报道了采自面极乔治王岛东部梅尔维尔半岛的非造礁珊瑚化石；Ｆｌａｂｅｌｌｕｍｒａｒｉｓｅｎｔａｔｕｍ Ｒｏｎｉｅｗｉｃａ ａｎｄ Ｍｏｒｙｏｃｗａ，从其产出的层位表明，在晚第三纪中新世的时期中，在南极洲已有分布。     

西南极乔治王岛北海岸第三纪火山岩的岩石化学和地球化学研究

乔治王岛北海岸的第三纪火山岩包括菲尔德斯半岛组（ＦＰＧ）熔岩、Ａｄｍｉｒａｌｔｙ湾组（ＡＢＧ）岩颈和Ｗｅｇｇｅｒ峰组（ＷＰＧ）侵入岩。大多数中基性熔岩为斑状结构，斜长石和普通辉石是岩石中最主要的斑晶相。安山岩中尚含有少量斜方辉石，英安岩质熔岩则为细晶质结构。岩颈相岩石的物质组成与熔岩相似，但斑晶含量往往较少。岩石化学成分表明，所有岩石均富铝，为亚碱性火山岩，属于钙碱性岩石系列。岩石富集大离子亲石元素，轻稀土元素略为富集，稀土元素总含量落在钙碱性岩石的含量范围之内并基本随硅含量的增加而增加。岩石具有很低的８７Ｓｒ／８６Ｓｒ比值（０．７０３４左右）和较高的１４３Ｎｄ／１４４Ｎｄ比值（０．５１２７８－０．５１２８８），εＮｄ平均值在＋６左右。８７Ｓｒ／８６Ｓｒ比值与Ｓｉ、Ｋ、Ｒｂ、１／Ｓｒ等元素呈水平线性关系。在Ｃｅ／Ｙｂ－Ｃｅ和Ｔｈ／Ｔａ－Ｔｈ图解上所有岩石的投影点分布趋势相同，趋势线的斜率＞０。上述特征表明，乔治王岛北海岸第三纪火山岩均由上地幔物质直接生成而未受壳源物质的混染。推测在古太平洋板块向南极板块下俯冲的过程中，上地幔发生的不同程度部分熔融所生成的玄武岩岩浆从深部岩浆囊沿构造薄弱带穿过地壳直接喷出形成     

东南极格罗夫山变基性岩初步研究

东南极格罗夫山存在一套经历了峰期麻粒岩相变质作用的镁铁质麻粒岩和斜长角闪岩。对含石榴石的镁铁质麻粒岩的详细研究则显示了近等温降压 (ITD)的顺时针PT演化轨迹 ,与拉斯曼丘陵有相似的演化历史。岩石的主量元素组成和玄武岩一致 ,并且具有拉斑玄武岩演化趋势。进一步的地球化学研究表明 ,这套玄武岩为洋岛型玄武岩 (OIB)和洋中脊型玄武岩(MORB)的组合。OIB型具有大体类似的地球化学性质 ,它们均富集Ti(TiO2 =2 .68% )、REE( =2 0 2 μg/g)、LREE[(La/Yb) N=4.8]、Ti/Y( =343)、Zr/Y( =3.1 ) ,具洋岛玄武岩的特征 ,推测岩浆来源于富集地幔源区 (EM)。而MORB型以低Ti (TiO2 =1 .1 %— 1 .31 % ) ,明显低于OIB的P的含量 (P2 O5=0 .1 %— 0 .2 % ) ,低REE ( 4 7— 93μg/g)、LREE/HREE( 2 .2 7— 2 .5 4 )、(La/Yb) N( =1 .30— 1 .62 )为特征 ,具洋中脊玄武岩的特征。MORB和OIB组合的出现说明在泛非期该区可能存在过洋盆。     

GRV 051523:一块新的灶神星陨石

Grove Mountains(GRV)051523是一块新发现的钙长辉长无球粒陨石,主要由粗粒辉石(62.9 vol%)和长石(34.2 vol%)以及少量不透明矿物(2.7vol%)组成,含很少量的二氧化硅晶屑和细粒富铁橄榄石(Fa75)。粗粒辉石包括易变辉石和普通辉石,两者均普遍具有出熔现象,出熔的晶片大部分宽1-3μm。不透明矿物为铬铁矿、钛铁矿和硫化物。该陨石受到强烈的撞击并角砾化,形成冲击熔脉。粗粒辉石晶体普遍存在微粒状或细针状铬铁矿,并具有定向分布特征,可能也与强烈的冲击变质有关。不同产状的辉石成分均一,表明该陨石经历过强烈的热变质,使其矿物化学组成基本达到平衡,因此将其岩石类型划分为5-6型。GRV 051523的发现为了解灶神星的物质组成、岩浆分异、以及多阶段撞击和热变质历史提供了新材料。     

中国东南极地质考察20年进展与展望

在1998—2017年期间,我国组织了14次东南极地质考察,将考察的范围从中山站所在的拉斯曼丘陵向外扩展了约400 km,主要包括格罗夫山、埃默里冰架东缘-西南普里兹湾、北查尔斯王子山、布朗山、赖于尔群岛和西福尔丘陵等露岩区。通过大、中比例尺的地质编图和多学科综合研究,取得如下重要进展:(1)确定格罗夫山冰下高地为泛非期(~570—500 Ma)单相变质地体,发现镁铁质和泥质高压麻粒岩并刻画了泛非期造山的精细过程,为普里兹造山带的碰撞造山成因以及冈瓦纳超大陆的多陆块汇聚模型提供了岩石学支撑;(2)论证在印度克拉通与东南极陆块之间存在一个延长2 000 km的中元古代长寿命大陆岛弧,岛弧岩浆作用从~1 500 Ma一直持续到~1 000 Ma,提出雷纳造山带格林维尔期(~1 000—900 Ma)的构造演化可能经历了从弧陆碰撞到陆陆碰撞的过程;(3)在赖于尔群岛超高温变泥质岩中识别出早期蓝晶石的残留,确定了超高温变质作用顺时针演化的精细P-T轨迹;(4)在西福尔丘陵西南部基性岩墙群中发现了格林维尔期(~960—940 Ma)不均匀麻粒岩化,变质条件达820—870℃、0.84—0.97 GPa,认为西福尔陆块也卷入到印度克拉通与东南极陆块的碰撞造山过程;(5)在西福尔丘陵东南部浅变质冰川漂砾和松散砂中获得~3.5—3.3 Ga的古老锆石U-Pb年龄,推测在西福尔丘陵东南方向存在一个从前未知的古太古代冰下陆块。建议今后在东南极面向印度洋构造域的地质考察要进一步扩展到南查尔斯王子山、内皮尔杂岩和登曼冰川,研究工作的重点仍聚焦在南极大陆如何响应地质历史时期里超级大陆的聚散过程这一关键科学问题上,并可在以下几个方面展开:(1)太古宙古老地壳及陆核的识别与全球对比;(2)格林维尔期造山记录与罗迪尼亚超大陆汇聚;(3)泛非期造山记录与冈瓦纳超大陆汇聚;(4)显生宙冈瓦纳超大陆裂解及陆块分离。通过这些考察和研究工作,可以促使我国对南极地质科学的研究达到国际先进水平。     

西南极利文斯顿岛中部中－新生代火山岩的岩相学和矿物学特征

出露在利文斯顿岛中部的中－晚白垩世火山碎屑岩为多源的角砾凝灰岩、角砾岩和集块碎屑岩，成分以安山质为主。橄榄玄武岩主要在史莱夫角出露，为全晶质斑状构造；主要出露在中利文斯顿和汉那角的安山岩、玄武安山岩多具细晶微斑构造。更新世至现代的火山岩为全晶质斑状的橄榄玄武岩和火山碎屑岩。熔岩的基本矿物组合大致相似，均为斜长石＋辉石（＋橄榄石）＋铁的氧化物，但矿物的含量比例因岩性不同而有所区别。岩石中的斜长石斑晶多具正环带；随着岩石ＳｉＯ２含量的增加，斜长石中Ｏｒ和Ａｂ组分增加而Ａｎ含量下降，斑晶边缘成分一般与基质里长石的成分相近。安山岩和玄武安山岩含有中长石－拉长石斑晶，玄武岩主要含拉长石斑晶，但橄榄玄武岩和粗玄岩中斜长石斑晶的核部为富钙的倍长石。更新世－现代的橄榄玄武岩，其所含斜长石斑晶和基质长石亦比较富钙。玄武安山岩中的辉石多为普通辉石，橄榄玄武岩和玄武岩中含有透辉石斑晶。辉石的Ｔｉ含量低，这是钙碱性火山岩的共同特点。史莱夫角的橄榄玄武岩含有贵橄榄石斑晶。粗玄岩中橄榄石成分与史莱夫角基质橄榄石成分相近。更新世至现代的橄榄玄武岩中既有正常结晶的橄榄石斑晶，还见到高Ｆｏ组分的深源捕掳晶。上述玄武岩中矿物组合的基本特征证明     

沟道泥石流的数值模拟

以二维立面纳维尔－斯托克斯（Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ）方程为基本方程，将沟道泥石流视作为一种宾汉体．对三种不同纵坡情况下的沟道泥石流流场进行了数值模拟，并与相应的野外实验进行了对比，取得了较好的结果．     

南极格罗夫山球粒陨石冲击变质程度及特征

本文对93块南极格罗夫山普通球粒陨石的冲击变质特征进行了研究:在光学显微镜下观察并描述了橄榄石、辉石、长石等主要硅酸盐矿物的破裂、消光、熔融以及重结晶现象;在冲击熔脉和熔融囊中观察到了矿物的分解、相变,并确认了林伍德石、镁铁榴石、辉石玻璃和熔长石等多种硅酸盐矿物的高压多形。根据冲击变质特征以及高压矿物的组合对93块南极普通球粒陨石进行了冲击变质程度分类。冲击变质类型的统计结果表明,这批样品中共有23块陨石遭受了强烈的冲击变质作用(S4-S5),并且其中绝大部分为L群普通球粒陨石(22块),仅有1块H群陨石受到明显的冲击变质,并形成熔脉。H与L群陨石完全不同的冲击变质特征,可能反映了两者小行星母体表面不同的物性。此外,相同化学群陨石中,冲击变质程度的分布与岩石类型相关,平衡型(特别是5-6型)陨石具有最高比例的强烈冲击变质陨石。     

南极陨石研究的启示Ⅳ．南极陨石热释光研究

陨石热释光研究揭示了陨石中自然ＴＬ值取决于陨石暴露在宇宙空间时的宇宙射线辐照和自身热衰变之间的平衡。宇宙剂量率（决定于初始屏蔽作用）和反照率直接影响陨石的自然ＴＬ值。相对于非南极陨石，南极陨石由于大的地球年龄而具有更低的自然ＴＬ值。一些具有特别低自然ＴＬ值的陨石（～１５％）表明经历了近期的加热作用，它们可能以特别小的近日距（＜０．８ＡＵ）轨道到达地球上。普通球粒陨石的ＴＬ灵敏度反映了长石的性质和丰度，冲击加热不仅降低陨石的自然ＴＬ值，而且破坏ＴＬ发光体，导致ＴＬ灵敏度下降。变质作用通过原始火成玻璃的脱玻作用产生长石，使普通球粒陨石的ＴＬ灵敏度增加达１０５倍。因此，ＴＬ灵敏度的测定已用作３型普通球粒陨石，ＣＯ、ＣＶ球粒陨石和钙长辉长无球粒陨石新的分类方法。诱导ＴＬ曲线的峰温和峰宽也与陨石的热历史有关。相对于ＴＬ发光体长石的无序化，它们随着变质作用的增加而增高，使得这些参数可以用来估计变质平衡温度。新的陨石ＴＬ数据已经用于讨论来自火星的Ｓｈｅｒｇｏｔｉｔｅｓ陨石的溅射、地－月转换时间、南极陨石风化作用和可能的地外来源。