地球初期壳幔演化的物理过程

原始地幔处于全球性的高温熔融状态,其上层的冷却演化过程可大致分为3个阶段：高熔点矿物结晶沉降阶段、岩浆不混溶阶段和固化成壳阶段。在此过程中,原始地幔逸出挥发性物质,形成了地球的超临界流体圈。通过岩浆不混溶作用所形成的富Si—Al质岩浆最终固化为原始大陆壳。超临界流体圈的分解,分别形成酸性H2O圈和CO2大气圈。     

鲁西金刚石原生矿床区域重磁异常特征及深部地质构造背景

鲁西金刚石原生矿床成矿背景复杂,由于缺乏地壳结构、岩浆侵入体位置、断裂规模等信息作为参考依据,深部构造特征及其在成矿过程中的作用尚不明确。本文基于重磁数据和地震剖面资料,采用Parker-Oldenburg界面法、功率谱法和2.5D重磁震联合反演等方法,获得了鲁西地区地壳结构、断裂规模、岩浆侵入体位置等信息,在此基础上,探讨了金刚石原生矿床的深部构造背景。结果表明:鲁西金刚石原生矿床分布于区域布格重力异常低值区、磁异常中-低值区,布格重力异常平均值低于-100×10^-5 m/s²,磁异常变化范围较大,介于-160～60 nT之间;矿床位于莫霍面、居里面等值线密集的梯度带,即稳定区域与活化区域的过渡带,莫霍面深度约为31.2～32.2 km,居里面深度约27.5～30 km;矿床分布区NW向断裂构造切割深度均超过20 km,其中蒙山断裂切割深度为35 km,深达上地幔,新泰-垛庄断裂切割深度为28.5 km,深达居里面,泰山-铜冶店断裂切割深度为20.5 km;金伯利岩于古生代形成后,受中生代伸展构造影响,被NW向断裂逐级抬升、剥蚀,直至出露地...     

汉诺坝玄武岩及幔源包体对大陆地幔不均一性的指示

了解大陆地幔的不均一性对于理解地壳成分再循环、壳-幔相互作用等过程至关重要。本文通过对华北克拉通北缘汉诺坝地区来自不同地幔深度幔源岩石（玄武岩及橄榄岩和辉石岩包体）的研究进行综述,探讨了地幔在垂向上成分的不均一性特征。汉诺坝玄武岩的研究揭示了汉诺坝地区软流圈顶部存在再循环的碳酸盐化榴辉岩以及岩石圈底部具有富集的古老洋壳和沉积物成分。另外,玄武岩携带的橄榄岩和多类型辉石岩包体记录了不同来源（蚀变洋壳、沉积碳酸盐岩、碎屑沉积物、拆沉下地壳、软流圈）且不同成分（硅酸盐、碳酸盐）的熔/流体活动。富集地壳来源的熔/流体加入明显影响了汉诺坝地区陆下地幔成分的均质性,使得陆下地幔在微米至千米尺度存在明显的成分不均一特征。汉诺坝地区陆下地幔不均一性的认识为了解地壳物质再循环提供了绝佳的窗口。

     

中南部非洲金刚石矿床的成矿地质背景、成矿类型及矿床特征

中南部非洲是世界上金刚石资源最为丰富的地区之一,其金刚石矿床主要产于津巴布韦克拉通和卡普瓦尔克拉通内,主要分为两种类型:①原生金刚石矿床;②次生金刚石矿床,且以原生金刚石矿床的研究程度较高,代表了中南部非洲的研究现状。本文通过总结前人研究资料发现,该地区的金伯利岩分为Ⅰ型和Ⅱ型,其内包体可以分为两种:橄榄岩型和榴辉岩型;金刚石可以分为三类:橄榄岩型、榴辉岩型及两者的过渡类型——二辉岩型。其中,橄榄岩型和部分榴辉岩型金刚石来自于地幔结晶堆晶体,而另一部分榴辉岩型则与板块俯冲的构造—热事件有关。金伯利岩的年龄主要分布于白垩纪、二叠纪、寒武纪及元古宙,而金刚石的年龄主要为元古宙和太古宙,金伯利岩和金刚石为不同时期的产物,金刚石为金伯利岩侵位期间捕获的上地幔物理破碎产物。其中900～1000Ma左右的金刚石为板块构造—热事件的产物,并对早期金刚石进行了改造破坏。次生金刚石矿床为原生矿床风化后的产物,可分为四种类型,构造特征、基岩地质及地貌演化等对该类矿床的分布具有重要的影响作用。     

济阳、临清坳陷及鲁西地区中新生代构造演化对比分析

通过对横跨济阳、临清坳陷及鲁西地区的6条地震平衡剖面或正演构造模型的分析表明：该区古近纪伸展速率大大快于中生代,尤其表现在古近纪早期（E1-2k＋E2-3s4）,济阳坳陷大于临清坳陷,鲁西地区最小。济阳坳陷的东营与惠民凹陷原型盆地的发育可大致分为5个阶段,中生代时期东部伸展量明显大于西部,东部在白垩纪末期有过强烈的剥蚀,推测这与中生代沿郯庐断裂裂谷较发育有关,东部裂陷剧烈,白垩纪末构造反转亦强烈。沙河街组四段—孔店组时期东营与惠民凹陷伸展量相近,属于走滑拉分的沉积盆地,沙河街组三段以后,东西部再次差异发展,西部伸展明显大于东部。整个中新生代垂向上表现为裂陷强,反转亦强;平面上表现为类似翘翘板运动。临清凹陷由于处在强裂陷的过度部位而使其变换构造发育,断陷湖盆不能持续稳定的发育,因此成烃条件较差。     

西天山特克斯达坂晚古生代若干不整合的厘定及地质意义

地层不整合接触是研究地质发展历史及鉴定地壳运动特征和运动时期的重要依据。通过1：5万区域地质调查,在西天山特克斯达坂一带晚古生代地层中厘定出6个不整合面,证实区内乃至天山地区曾有过至少6幕褶皱运动,丰富了研究区的幕式褶皱内容。新确立了特克斯运动（东图津河组与科古琴山组之间的角度不整合）,证实了天山主褶皱幕是鄯善运动,是记录塔里木板块与准噶尔板块碰撞缝合的重要构造运动。特克斯运动等6幕褶皱运动为天山地区构造演化研究提供了更为详尽的幕式演化信息。     

华北太古代上地幔钕同位素组成、演化及对该区岩石圈地幔不均一性的制约

近年所获得的华北各地区太古代变质火山岩系9个较准确的Sm-Nd同位素年龄及初始Nd同位素比值表明,华北太古代(3500—2500Ma)上地幔都是亏损的,但在1000Ma范围內其ε_(Nd)值一直恒定在+3左右,与全球太古代亏损地幔Nd同位素演化规律一致。这表明华北太古代的构造体制有可能使大量地壳物质重新进入地幔从而保持ε_(Nd)值的恒定。如果华北大陆岩石圈地幔的主体是在太古代时从对流上地幔中分离出来的,利用该区太古代上地幔Nd同位素组成及其可能的sm/Nd值进行计算,可获得该区岩石圈非交代地幔应是与N型大洋中脊玄武岩(以下简称MORB)源类似或更亏损的高亏损地幔,其现代ε-(Nd)值最大变化范围在+7—+23之间。至今在华北我们尚未发现由这种高亏损非交代大陆岩石圈地幔产生的大陆玄武岩。如果某些大陆玄武岩可能产生于大陆岩石圈地幔,则其源区必定是经过地幔交代作用再富集了的地幔。     

太行山地区中、新生代玄武质岩浆的源区特征与时空演化

本文总结了太行山地区中生代辉长岩和新生代玄武岩的元素和同位素组成,其组成显示它们的地幔源区存在着明显的差别。新生代玄武岩以碱性玄武岩为主,含有少量橄榄拉斑玄武岩,它们来自软流圈的部分熔融,并伴有少量古老岩石圈地幔组分的加入。相比之下,中生代辉长岩具有明显不同的地球化学特征：SiO2含量高,LREE和LILE（Ba,Th,U）富集以及HFSE（Nb,Ta,Zr和Ti）亏损,Sr-Nd同位素富集（大多数^87Sr／^86Sri〉0．705,^143Nd／^144Nd;〈0．512）、Pb同位素亏损（^206Ph／^204Pbi〈17．5,^207Ph／^204Pbi〈15．5,^208Pb／^204Pbi〈38．0）。这些特征表明中生代辉长岩来源于经过富硅熔体强烈改造的古老岩石圈地幔,这种富集改造过程很可能与华北克拉通内部元古代的俯冲／碰撞事件有关。古老且同位素富集的岩石圈地幔残存至新生代,并被新生代玄武岩携带的地幔橄榄岩捕虏体所记录。     

庐枞盆地中生代火山岩的起源、演化及形成背景

庐枞中生代火山盆地位于长江中下游断陷带内,地处扬子板块的北缘.庐枞盆地内火山岩分布广泛,为一套包括粗玄岩-玄武粗安岩-粗面岩的富碱橄榄安粗岩系,划分为龙门院、砖桥、双庙和浮山等四个喷溢堆积旋回.盆地内火山岩浆活动起止时间约为136～124Ma,均为早白垩世火山活动.地球化学特征显示,庐枞盆地4个旋回火山岩岩浆具有同源关系,源于性质接近于EMI型富集地幔的交代地幔;各旋回火山岩岩浆演化过程中存在结晶分异作用,同时还受到了一定的地壳物质混染;火山岩由早到晚(龙门院旋回→砖桥旋回→双庙旋回→浮山旋回)具有向高钾、负Eu异常增强、结晶分异作用增强、岩浆分异程度增高方向的演化规律;庐枞盆地早白垩世存在由挤压-拉张过渡背景转为典型张性背景的构造转换,转换时间约为130.5Ma左右,龙门院、砖桥旋回火山岩形成于挤压-啦张过渡的构造背景,双庙、浮山旋回火山岩形成于典型的拉张构造背景.     

基于红外光谱-拉曼光谱研究山东郯城砂矿的金刚石及包裹体类型

对山东郯城砂矿中的金刚石开展了傅里叶红外光谱和显微激光拉曼光谱的测试,结果显示,红外光谱均可见C—C的本征峰;绝大多数可见氮的吸收峰:双氮的吸收峰、聚合氮的吸收峰和氮片晶的吸收峰;部分可见氢的吸收峰:C—H的吸收峰、C—N的吸收峰和H2O的吸收峰.郯城金刚石以Ⅰa型金刚石为主,有ⅠaA、ⅠaB、ⅠaAB型,而Ⅱa型仅1粒;氮类型包括双氮(A心)、聚合氮(B心)及氮片晶(B'心),说明金刚石中的孤氮(C心)已经转化为双原子氮,但部分双原子氮未完成进一步的聚形.金刚石拉曼峰值集中在1131 cm–1,拉曼位移漂移程度较小,说明金刚石内部应力发生小幅的变化.在郯城金刚石中首次发现柯石英包裹体,出现139 cm–1、152 cm–1、212 cm–1、272 cm–1、328 cm–1、356 cm–1、428 cm–1和529 cm–1左右的拉曼峰值.在1粒金刚石中柯石英包裹体数量多达十余个,直径几μm至几十μm,呈针状、哑铃状、浑圆状和短柱状等多种形态.郯城金刚石中柯石英包裹体的出现,可作为郯城地区存在榴辉岩型金刚石的可靠标志,也佐证了该地部分金刚石的来源可能和洋壳循环或者俯冲过程有关.镁橄榄石包裹体上覆分散的黑色石墨斑点,与山东蒙阴、辽宁和湖南金刚石中的镁橄榄石等不同种类包裹体具有相似特征,推测这些石墨斑点是晶体包裹体形成后,由于外部环境温压条件的变化产生.     

Characteristics of mantle branch structure in western Shandong and its roles in minerogenesis and ore-controlling

1 The rise of the problem The region of western Shandong has been attracting more and more attention of geologists because of its unique geological features and abundant mineral resources, and it has been well geologically documented (Lin Jingqian et al.…     

鲁西幔枝构造及其控矿特征

内容摘要: 从区域地层(岩体)中老外新分布,环状、放射状断裂的展布,轴部缓倾拆离滑脱构造的发育,幔源岩浆活动以及区域岩石学、岩石化学、同位素地质学等方面,探讨了鲁西幔枝构造特征。研究认为鲁西地区北西向陡倾韧性剪切带切割了深部华北地幔亚热柱向外拆离的地幔岩,导致其减压释荷形成深熔岩浆,强烈而完整的岩浆演化序列表现出岩浆基性程度由高变低、侵入深度由深变浅、围岩蚀变由强变弱的总体演化趋势。幔枝构造演化对内生成矿作用具有明显的控制作用,并带动围岩一起隆升,形成了典型的鲁西幔枝构造。其顶部发育的拆离掀斜断块,使部分内生矿产被抬升到浅部。     

鲁西大井头地区金刚石找矿指示矿物特征及其研究意义

鲁西大井头地区自然重砂中的金刚石及其找矿指示矿物发现已久,然而找矿工作尚未能取得实质性突破。本文从金刚石找矿指示矿物角度入手,在研究该地区指示矿物晶体形貌特征和化学成分特征的基础上,通过对比大井头地区自然重砂与大井头岩体中的指示矿物特征、大井头地区与其它地区金伯利岩、钾镁煌斑岩中的指示矿物特征后得出:大井头地区既存在金刚石指示矿物,又含有金刚石母岩指示矿物,是鲁西金刚石找矿的有利地区;第四系自然重砂中的指示矿物类型和所占比重与大井头岩体较为一致,认为第四系中的指示矿物由大井头岩体供源;大井头岩体含有较大比重的榴辉岩相指示矿物,如G4组镁铝-铁铝榴石和绿辉石,且其中金刚石多为Ib型,表现出与蒙阴地区金刚石原生矿不同的特征,认为大井头岩体为穿越金刚石生成区边部、并携带了其中特征性矿物成分的钾镁煌斑岩。结合大井头周边地区发现的三处重砂矿物异常和多个可疑岩体,依据钾镁煌斑岩集群分布的特点,认为大井头及周边地区是新区、新类型金刚石找矿的优质靶区,建议今后找矿方向和工作重点向钾镁煌斑岩型金刚石原生矿转移。     

鲁西中生代辉长-闪长岩中辉石岩捕虏体的岩石成因

鲁西中生代辉长-闪长岩中包含有变晶结构和堆积结构两种类型辉石岩类捕虏体,它们的矿物化学和岩石地球化学特征可同中国东部新生代玄武岩中的辉石岩类包体相对比.它们代表了上地幔两次岩浆底侵事件的产物.辉石岩类捕虏体母岩浆来自于含有陆壳物质的软流圈及其上部岩石圈地幔的部分熔融.辉石岩类捕虏体是由该母岩浆高压分离结晶堆积的产物.辉石岩的母岩浆在上地幔的运移是引起鲁西中生代岩石圈地幔富硅质交代作用的主要因素.     

鲁西幔枝构造及其控矿特征

从区域地层(岩体)中老外新分布,环状、放射状断裂的展布,轴部缓倾拆离滑脱构造的发育,幔源岩浆活动以及区域岩石学、岩石化学、同位素地质学等方面,探讨了鲁西幔枝构造特征.研究认为鲁西地区北西向陡倾韧性剪切带切割了深部华北地幔亚热柱向外拆离的地幔岩,导致其减压释荷形成深熔岩浆,强烈而完整的岩浆演化序列表现出岩浆基性程度由高变低、侵入深度由深变浅、围岩蚀变由强变弱的总体演化趋势.幔枝构造演化对内生成矿作用具有明显的控制作用,并带动围岩一起隆升,形成了典型的鲁西幔枝构造.其顶部发育的拆离掀斜断块,使部分内生矿产被抬升到浅部.     

山东蒙阴三个金伯利岩带金刚石的矿物学特征与对比

山东蒙阴常马庄、西峪和坡里三个金伯利岩带的金刚石含矿性存在显著差异,而三个矿带金刚石的矿物学特征是否亦存在差异还不清楚.本文整理和统计前人研究的山东蒙阴10万余粒金刚石数据,发现三个金伯利岩带金刚石的晶体颜色、粒度、晶体形态及表面形貌和包裹体等具有明显不同的特征:①51484粒常马庄金刚石以淡黄色为主,其次为无色和浅黄...     

鲁西地区地质构造特征及其形成机制

根据区域地层(体)中部老外部新的环状分布，断裂构造的环状、放射状展布，核部缓倾拆离滑脱构造的发育特点，幔源岩浆活动以及区域岩石学、岩石化学、同位素地质学等方面的研究，探讨了鲁西幔枝构造特征及其形成机制。研究认为鲁西地区北西向陡倾韧性剪切带切割了深部华北地幔亚热柱向外拆离的地幔岩，导致其减压释荷形成深熔岩浆。岩浆演化序列表现出岩浆基性程度由高变低、侵入深度由深变浅、围岩蚀变由强变弱的总体演化趋势。由于强烈的岩浆上侵使得变质基底隆升、盖层拆离滑脱，形成典型的鲁西幔枝构造，在顶部则发育一系列明显的拆离掀斜断块。     

华北东部地幔热柱的特征与演化

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华北地块与扬子地块的拼贴-增生,转变为地幔热柱演化-区域伸展断陷。华北地幔热柱强烈上隆过程中,在岩石圈底部受阻并呈蘑菇状向外拆离流变,在使上部岩石圈发生热减薄-断陷的同时,向外拆离流变的地幔岩在盆地外围受到韧性剪切带的切割,导致深熔岩浆活动并带动围岩上隆,形成一系列次级隆起(幔枝构造)。地形地貌上亦从东部隆起的高原转变为一盆多山耦合格局——地幔热柱上部的热减薄断(拗)陷与外围的一系列幔枝构造的空间有机组合,即华北东部裂陷盆地西与太行造山带、北与燕山造山带、东与朝鲜半岛、南与大别造山带(即中心裂陷盆地与外围各幔枝构造)均为盆-山耦合关系。     

山东郯城砂矿金刚石特征及包裹体研究

通过对115粒山东郯城砂矿金刚石样品进行矿物学和光谱学特征研究,结果显示郯城金刚石的粒径集中在1.0～4.0mm之间,晶体形态以菱形十二面体为主,其次八面体与菱形十二面体聚形,八面体较少;晶面形貌除倒三角凹坑、塑性变形滑移线、熔蚀沟、生长丘、生长阶梯、叠瓦状蚀象、滴状丘、晕线等原生形貌发育外,小部分发育有次生形貌-绿色色斑,且大多数金刚石的边棱清晰,磨圆程度不高。研究首次测得了郯城金刚石的拉曼特征峰的半高宽数据和金刚石包裹体拉曼谱图,显示郯城砂矿金刚石结晶程度差异较大,暗示其形成的金刚石地质生长条件和环境的复杂性;金刚石包裹体有橄榄石、黄铜矿、针铁矿、石墨矿物,其中橄榄石包裹体占比较高,表明郯城金刚石包裹体类型以橄榄岩型为主,测试结果与华北东部古老克拉通之下的岩石圈地幔大部分由橄榄岩组成的结论一致。对比郯城金刚石与蒙阴金刚石特征的异同,初步探讨了金刚石砂矿的物质来源,为揭示郯城砂矿金刚石的形成及演化提供了金刚石及其包裹体的新的证据。