燕山造山带中-晚侏罗世髫髻山期（蓝旗期）火山岩的成因及其动力学意义

中国东部燕山造山带发育着大量的中-晚侏罗世髫髻山期（蓝旗期）中酸性钙碱性火山岩,它们具有类似于埃达克岩的地球化学特征,如SiO2（≥55.48%）、Al2O3（≥14.25%）和Na2O（≥3.11%）含量高,而MgO（＜3.0%,Mg#≤0.49）含量低;微量元素Sr（≥554×10^-6）、Ba（≥819×10^-6）含量及Sr/Y比值（29～101）较高,而Yb（＜1.70×10^-6）、Y（＜21×10^-6）含量及Rb/Sr比值（0.01～0.19）较低;轻重稀土分馏十分明显（（La/Yb）N＞14.5）,Eu负-正异常弱（0.79～1.01）,高场强元素（如Nb、Ta）相对亏损.火山岩的Nd、Sr、Pb同位素比值变化小,具有富集地幔特征.作者认为其岩浆起源于增厚下地壳玄武质岩石的部分熔融.中-晚侏罗世髫髻山期（蓝旗期）火山岩是燕山运动的产物,其火山喷发标志着燕山地区从古亚洲洋构造体系转入到古太平洋构造体系,这对探讨燕山造山带中生代岩浆演化和区域构造演化具有重要意义.     

辽西北票晚侏罗世蓝旗组火山岩的岩浆演化及其岩石成因

辽西北票晚侏罗世蓝旗组火山岩由下段安山质角砾熔岩夹凝灰岩和上段粗安岩组成.通过火山岩的地球化学研究,安山质角砾熔岩具有埃达克质火山岩特征,其中,SiO₂含量为56.99%~58.22%,含有较高的Al₂O₃(＞15.00%),较高的MgO(≤4.22%,Mg#=0.44~0.49)和较低的K₂O(＜2.20%)含量,较高的微量元素,如Sr(＞500.00 μg/g)、Cr(＞125.00 μg/g)和Ni(＞47.00 μg/g)及Sr/Y比值(＞28.00),和较低的∑REE(＜112.00 μg/g)、U(＜0.30 μg/g)、Th(＜2.00 μg/g)和重稀土(Y＜20.00 μg/g,Yb＜1.60 μg/g),且轻稀土分馏明显((La/Yb)_N=10.49~10.59),具有明显的Sr正异常和弱的Eu负异常(Eu/Eu*=0.62~0.99);粗安岩不具有埃达克质火山岩特征,其中,SiO₂含量为52.09%~61.08%,含有较高的Al₂O₃(＞16.60%)和K₂O(＞2.00%),较低的MgO(≤2.64%,Mg#=0.08~0.38)、Cr(＜28.00 μg/g)和Ni(＜19.00 μg/g)及Sr/Y比值(≤23.00),和较高的∑REE(＞180.00 μg/g)、U(≥0.80 μg/g)、Th(＞4.00 μg/g)和Sr(＞350.00 μg/g),且轻稀土分馏明显((La/Yb)_N=10.22~16.28),具有明显的Sr和Eu负异常(Eu/Eu*=0.74~0.80).这些火山岩普遍具有Ba、Pb富集和Nb、Ta亏损的特征,Nd、Sr同位素具有中等的ε_Sr(t)(20.15~23.34),T_DM(1.45~1.50 Ga)和低的ε_Nd(t)(-7.69~-8.62),表明蓝旗组安山质岩浆和粗安质岩浆均起源于下地壳玄武质岩石的部分熔融.其中,安山质岩浆起源较深,位于壳幔过渡带,并发生明显的壳幔相互作用.蓝旗组火山岩由早期的安山质岩浆到晚期的粗安质岩浆演化可能预示着地壳由厚变薄的过程,这对理解华北克拉通中生代岩石圈减薄的深部过程具有重要意义.      

西天山玉希莫勒盖达坂玄武安山岩—高钾玄武安山岩—粗安岩组合的发现及其地质意义

在阿吾拉勒东段玉希莫勒盖达坂地区大哈拉军山组主要是一套以安山质（粗安质）-英安质（粗面质-粗面英安质）火山熔岩和火山碎屑岩为主的火山岩建造。根据岩石地球化学特征,本文在大哈拉军山组火山岩的上部厘定出了钙碱性玄武安山岩—高钾钙碱性玄武安山岩—粗安岩（橄榄安粗岩系）组合。微量元素地球化学特征显示,三类岩石形成于岛弧环境,钙碱性玄武安山岩的形成与板片俯冲作用有关,而高钾钙碱性玄武安山岩和粗安岩的形成则与俯冲板片断裂诱发的软流圈上涌作用有关。钙碱性玄武安山岩—高钾钙碱性玄武安山岩—粗安岩组合的存在说明阿吾拉勒东段在晚石炭世由于俯冲板片的断裂,构造体制由挤压转变为伸展。玉希莫勒盖达坂大哈拉军山组上部的火山岩组合与世界许多著名铜-金矿集区（如Papua New Guinea）的火山岩组合相似,显示该地区晚石炭世具有良好的铜、金成矿条件。     

北京西山髫髻山组火山岩的地球化学特征与岩浆起源

对北京西山髫髻山组粗安岩斜长石Ar-Ar年龄测定获得全坪年龄和等时线年龄分别为148.91Ma±2.98Ma和146.60Ma±2.93Ma(相关系数r=0.9997),本文将其时代划为晚侏罗世.元素-同位素地球化学显示,西山髫髻山组火山岩主要为高钾钙碱性系列,低Ti\K,高Al\Ca和Na,轻稀土元素富集,Eu异常不明显,大离子亲石元素Rb\Sr\Ba等相对富集,高场强元素Nb\Ta\Ti\Zr\Hf相对亏损,Nd\Sr和Pb同位素比值较低,反映出火山岩形成于岛弧或活动大陆边缘,其源岩为富集地幔.据此认为髫髻山组火山岩形成于陆内挤压环境,由中生代玄武质岩浆底侵于下地壳-壳幔过渡带诱发古老(太古宙)的玄武质岩石部分熔融形成的.     

辽-蒙交界地区晚侏罗世高硅花岗岩: 岩石成因与地质意义

高硅(SiO₂>70%)花岗岩不仅是指示大陆地壳成熟度的重要标志,而且蕴含大陆地壳分异机制和稀有金属元素运移行为的关键信息。跨越辽宁-内蒙古两地分布的白音花岩基是沿华北克拉通与中亚造山带边界断裂带侵位的重要的中生代高硅花岗岩,但其形成时代和岩石地球化学特征一直缺乏系统刻画。本次离子探针(SIMS)锆石U-Pb测年指示该花岗岩岩基于晚侏罗世(162~161Ma)侵位。岩体SiO₂含量介于75.7%~77.3%;钙碱性、贫铁镁、弱过铝;富集Th与U,亏损Ba与Sr;稀土元素总量较低(∑REE=40.2×10^-6~117×10^-6),Eu负异常明显;Zr/Hf和Nb/Ta分异显著;这些特征契合高分异Ⅰ型花岗岩的典型元素地球化学行为。同时,白音花花岗岩具有低负的ε_Nd(t)值(-3.5~-2.6)以及低正的锆石ε_Hf(t)值(+0.1~+5.9)。元素与同位素地球化学示踪指示白音花花岗岩可能源自由中亚造山带型新生安山质地壳与少量古老地壳组成的复合源区,其部分熔融生成的原始酸性岩浆经历结晶分异形成高硅花岗岩。作为记录华北克拉通/中亚造山带边界断裂带晚侏罗世走滑/伸展活动的非造山型钉合岩体,白音花高硅花岗岩见证了蒙古-华北板块有别于早白垩世大规模上地壳伸展构造的中晚侏罗世区域弥散状中下地壳伸展行为。中晚侏罗世和早白垩世两段式地壳伸展轨迹不仅契合蒙古-鄂霍茨克构造域造山后重力垮塌过程,而且是促使新晋蒙古-华北板块大陆地壳垂向分异-成熟的高效途径。

     

壳幔混合层的物质过程及其动力学意义

以评述壳幔混合层的物质过程为主,对壳幔混合层的概念、研究现状、形成机制及作用过程等作了简要综述。底侵作用、拆沉作用和部分熔融作用是壳幔混合层的主要物质过程。底侵和拆沉构成壳幔物质循环,部分熔融则为其提供物质和条件,这三者相互作用,影响和制约着壳幔物质交换,在大陆地壳变形中起着极其重要的作用。最后分析了壳幔混合层的研究在岩石圈动力学中的意义     

大兴安岭中部柴河地区晚侏罗世花岗质岩石成因及构造意义

本文对大兴安岭中部柴河地区晚侏罗世花岗质岩石进行了岩石学、同位素年代学、地球化学等研究,探讨了其岩石成因及形成的构造背景。岩石学研究表明,大兴安岭中部柴河地区晚侏罗世花岗质岩石主要岩石组合为花岗闪长岩、二长花岗岩和碱长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果获得2个二长花岗岩年龄分别为（152±1）Ma和（150±1）Ma。岩石主量元素具有富钾钠、富铝的特点,属铁质碱-钙性岩石。稀土元素相对富集轻稀土元素、亏损重稀土元素,具有弱到中等的Eu负异常,微量元素主要富集大离子亲石元素（Rb、Th、U、K、LREE）和Zr、Hf元素,亏损高场强元素（Nb、Ta、P、Ti）和Ba、Sr元素。地球化学特征指示这些晚侏罗世花岗质岩石来源于新元古代和早古生代期间从亏损地幔新增生的地壳物质部分熔融,形成于蒙古-鄂霍茨克洋闭合陆壳加厚之后挤压到伸展的转换环境。     

辽西中侏罗世高Sr低Y型火山岩的成因及其地质意义

通过对辽西阜新地区中侏罗世蓝旗组火山岩的岩石地球化学研究,燕山地区存在着中侏罗世高Sr低Y型火山岩。这些高Sr低Y型火山岩为高铝高钠低镁(Al2O3>15％,Na2O≥3.37％,MgO≤1.33％,Mg＃≤0.35)的安山岩-英安岩,高Sr(≥541μg/g)低Y、Yb(Y≤19μg/g,Yb≤1.35μg/g)含量及高Sr/Y(≥40)比值,强烈的稀土元素分馏((La/Yb)N>17,(No/Yb)N>1.2)),Eu异常不明显(0.82～0.96),高场强元素(如Nb、Ta)相对亏损。这些特征与太古代英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)岩套相似。我们认为这些火山岩起源于古老的下地壳玄武质岩石的部分熔融,其形成可能与玄武质岩浆的底侵作用有关。辽西中侏罗世蓝旗组高Sr低Y型火山岩对探讨燕山造山带岩浆起源及地球动力学具有重要意义。     

辽西北票蓝旗组火山岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成

辽西北票常河营子地区有中生代蓝旗组火山岩分布,其中上部安山质角砾熔岩的锆石LA-ICPMS U-Pb年龄分析结果表明,其结晶年龄为159.4±3.4Ma,属晚侏罗世.锆石~(176)Hf/~(177)Hf比值介于0.282098～0.282789之间,ε_(Hf)(t)值为-20.4～+4.1,主体分布在华北克拉通地壳演化线之上,位于古元古代地壳演化范围内,所给出的亏损地幔年龄(t_(DM))和平均地壳模式年龄(t_(crust))分别为0.7～1.6Ga和0.9～2.5Ga.结合已发表蓝旗组中酸性火山岩的岩石地球化学及Sr-Nd同位素组成特征,我们认为安山质火山岩源于古老(如晚太古代)下地壳玄武质岩石的部分熔融,其形成过程可能与中生代幔源岩浆底侵作用有关.     

内蒙古中部达来地区晚侏罗世A型花岗岩:地球化学特征、岩石成因与地质意义

A型花岗岩的成因研究是揭示重要壳幔相互作用和伸展型地球动力学过程的重要窗口。离子探针锆石U-Pb测年指示内蒙古中部达来地区的达来庙钾长花岗岩岩株大约于晚侏罗世(160.1±1.8Ma)侵位。岩体Si O2含量介于69.8%~73.9%,富碱铁,贫钙镁;富集大离子亲石元素和Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,发育明显的Eu负异常(Eu/Eu*=0.20~0.68)。这指示达来庙花岗岩具有A型花岗岩的元素地球化学特征。同时岩石具有低全岩Sri(87Sr/86Sri=0.70504~0.70523),低正全岩εNd(t)(+2.1~+2.3)以及高正的锆石εHf(t)(+7.0~+11.5)和高锆石δ18O(6.7‰~7.7‰)等同位素特征。元素同位素地球化学示踪指示达来庙花岗岩可能源于新增生中基性地壳物质的部分熔融及其后的结晶分异作用。一方面,达来庙花岗岩和蒙古-华北北部地块分散分布的其他A型花岗岩共同见证了有别于早白垩世大规模上地壳伸展的中晚侏罗世弥散状中下地壳伸展行为;另一方面,蒙古-华北北部地块晚中生代两段式的地壳伸展轨迹记录了蒙古-鄂霍茨克构造域造山后的重力垮塌过程。     

北京西山中侏罗世植物群的古气候意义

在北京市门头沟区九龙山南坡中侏罗统的下窑坡组、上窑坡组和龙门组采集植物化石22属38种。统计资料表明,北京西山中侏罗世植物群以真蕨纲(27.6%)、苏铁纲(25%)和银杏纲(25%)为主,其中真蕨纲的Coniopteris、Cladophlebis分别出现5和17个形态种。本文通过现生近缘种类分析法和植物的生长状态分析研究古气候。研究表明,含量高的植物化石的现生近缘种类紫萁科、蚌壳蕨科和苏铁纲植物主要生长于温热潮湿的热带或亚热带气候区;Cladophlebis较高的分异度,苏铁纲大型的羽状复叶,木贼目宽大的茎干等植物特征,同样指示较为湿热的气候环境。因此,北京西山中侏罗世植物群反映一种温热潮湿的亚热带气候。并且,化石的属种和数量自下窑坡组、上窑坡组到龙门组的降低反映研究区气候由温热潮湿向干热方向的演变。     

北京西山侏罗纪煤系变质特征与地质灾害的关系

北京西山侏罗纪煤系与京东煤田和相邻省(自治区)的同期煤系存在诸多差异，尤其是在采空区地质灾害类型方面具有明显的特殊性。它既有别于周边地区同期煤系，也有别于同一地区下伏石炭—二叠纪煤系采空区地质灾害链。对于形成这种差异的因素研究，既是基础地质课题，也是工程地质课题。北京西山侏罗纪煤系岩石中新生矿物组合及煤层的高变质特征表明，煤系曾经历了绿片岩相区域变质作用的改造过程。这一改造过程可能起始于晚侏罗世早期，是燕山构造运动中期发生在地下5一l0km的区域变质作用。同期(或同地区)煤系灾害类型的差异起因于变质程度的不同。绿片岩相区域变质作用对岩石的“加工硬化”，是北京西山侏罗纪煤系岩石及煤层强度提高的主要原因，也是各井田采空区地质灾害特殊性的内因。     

北京西山中生代火山岩中单斜辉石矿物化学及成因意义

本文对北京西山中生你火山岩中单斜辉石的矿物化学特点进行了研究,确定了矿物种属,计算了晶胞体积、密度和平均折射率。对单斜辉石－熔体平衡进行了判别,计算了平衡温度、压力和氧逸度,进而估算了岩浆房的深度。依据单斜辉石的成分和演化,结合岩石化学和地球化学特点,对火山岩的系列以及岩浆形成机制进行了讨论,探讨了岩浆活动的构造背景。     

北京西山寒武系层序地层

为了使北京西山地质学方面的研究更为全面,并为其他地区寒武系的研究提供对比,以北京西山地区出露的寒武纪地层为根据.进行了层序地层学和沉积学方面的研究.该区寒武纪地层多为碳酸盐岩,岩石类型以各种灰岩及白云岩为主.按照层序地层学的原理和工作方法,结合区域层序界面特征把该区寒武系划为16个三级层序,其中SQ1-SQ3为Ⅰ型层序,Ⅱ型层序则较为发育,SQ4-SQ16都为Ⅱ型层序.研究区寒武系属于典型的碳酸盐岩台地沉积.由于寒武纪研究区内地形地势平缓,构造沉降比较稳定,因而深切谷等标志不发育,所有层序都缺失低水位体系域(LST)或陆架边缘体系域(SMST)沉积.     

北京西山下苇甸中寒武统碳酸盐岩微相及沉积相研究

采用微相分析的方法,对北京西山下苇甸剖面中寒武统碳酸盐岩的生物组合、颗粒成分、基质类型及其结构等微相特征做了深入研究,区分出8种碳酸盐岩微相类型,即微角砾状生屑-岩屑泥粒灰岩,异地生屑泥粒—粒泥灰岩,含包壳鲕粒和磨圆生屑的泥粒—粒泥灰岩,含包壳鲕粒的颗粒灰岩,海百合茎泥粒灰岩,同心圆鲕粒颗粒灰岩,泥晶鲕粒颗粒—泥粒灰岩,放射鲕粒颗粒—泥粒灰岩。8种微相类型在中寒武统剖面上不等同出现构成了代表两次海平面下降—上升的演化过程,即由徐庄组下部的开阔台地相开始,向上至徐庄组上部变化为滩前斜坡相,张夏组下部又返回至开阔台地相,最后在张夏组上部又以滩前斜坡相告终。     

华北克拉通古元古代末-新元古代地质事件——来自北京西山地区寒武系和侏罗系碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学的证据

华北克拉通是否同华南克拉通一样保存有与Rodinia超大陆聚合和裂解有关的年龄记录是理解华北克拉通元古宙构造演化的重要科学问题.本文对位于华北克拉通燕辽裂陷槽的北京西山地区的寒武系和侏罗系碎屑岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,目的是通过碎屑锆石年龄揭示华北克拉通前寒武纪尤其是古元古代末-新元古代重要地质事件.定年结果显示,北京西山寒武系徐庄组的钙质细砂岩中碎屑锆石年龄峰值主要集中在～1.38Ga和～1.14Ga.此外,还有～ 1.56Ga、～912Ma、～814Ma、～740Ma、～630Ma和～507Ma的年龄组.侏罗系窑坡组长石质岩屑细砂岩和粉砂质泥岩中碎屑锆石年龄峰值主要集中在～2.5Ga、1.88～1.8Ga、～1.74Ga、～1.6Ga和186Ma.此外,还有～2.77Ga、～2.0Ga、～1.2Ga、～488Ma、～256Ma和～233 Ma的年龄组.这三个岩石具有较低的成分和结构成熟度,指示较近的物源区,其碎屑物质可能大部分来自华北克拉通内部和北缘,因此其碎屑锆石的年龄组可记录华北克拉通前寒武纪重要地质事件.～2.77Ga、～2.5Ga、2.1～ 2.0Ga和1.88～1.8Ga的年龄组分别对应华北克拉通早前寒武纪发生地壳生长、克拉通化、裂谷和造山等重要地质事件;～ 1.74Ga、～ 1.6Ga、～ 1.56Ga、～1.38Ga、～912Ma和～814Ma的年龄组记录了华北克拉通最终克拉通化后开始的古元古代末-新元古代的多期裂谷事件.与1.3～ 1.0Ga、～740Ma和～630Ma的年龄组相对应的岩石在华北克拉通出现甚少,而该时期的岩浆岩和变质岩在华南克拉通广泛发育,且可能与Rodinia超大陆汇聚和裂解的不同阶段相对应.华北克拉通显生宙碎屑岩中碎屑锆石保存的古元古代末-新元古代地质事件的记录对探讨华北克拉通在元古宙的地质演化及华北克拉通与华南克拉通的关系可提供重要的依据.     

北京西山侏罗纪煤田矿震与地质灾害的关系

北京西山侏罗纪煤田开采中常产生强烈的破坏性冲击地压，是各煤矿生产中严重的井下安全隐患，成为本市十大工业灾害之一。本文作者在多年的地质灾害调查和对京西煤炭开采历史进行分析的基础上，结合西山地质构造特点提出，冲击地压发生时常伴随明显的矿震，矿震的强度受煤质和煤层顶底板性质、地质构造和区域应力场、煤田开采技术和开采深度等因素制约。破坏性矿震除直接对矿山安全生产和矿工生命造成直接的危害外，还常与采矿有关的矿山塌陷等地质灾害相伴发生，对地面居民地建筑物和居民的生命财产安全构成威胁，认为各井田以保安煤柱（或煤带）为采掘对象的生产活动是促发矿震的主要人为扰动因素，建议在有计划的搬迁地表居民地后规划开采，否则应立即强令禁止。     

再论北京西山山地壶穴的形态特征与成因机制

北京西山"京西古道"的"驮兽蹄窝",近些年来因为进山旅游的人越来越多而名声大噪,常见诸报刊、电视、网络等媒体。至于其真正成因,却鲜有学者深究。通过对出现"驮兽蹄窝"的北京西山牛角岭、石佛岭和峰口庵三个垭口详细的野外观察和实地测量,认为基岩路面上那些圆形、椭圆形或多边形凹坑,是历史上无数次暴雨流挟带砂砾冲刷与磨蚀基岩坡面上原先的构造和岩性薄弱部位而逐渐形成的山地壶穴（hillside potholes）,属于正常的雨流侵蚀现象（rain-induced erosion）。壶穴的分布特征（在山脊垭口两侧,沿基岩路面上沟槽成串分布）、几何形态的非对称性、内壁的水平擦痕、底部的中央岛现象,以及长、短轴长度、长短轴比（a/b）、宽深比（D/h）和长轴倾向的统计结果与D-h相关性等数据,皆证明"驮兽蹄窝"的成因是不可能的。     

燕山西段及北京西山晚中生代逆冲构造格局及其地质意义

燕山西段及北京西山晚中生代逆冲构造集中分布于三个NE向带状区域中,三个带状区域的间隔约为60km,延伸长度自东向西依次减小,呈现出明显的逆冲构造发育的三角形区域。三角形区域的北界为“内蒙地轴”南缘断裂西段,南西界与中元古代早期古盆地构造边界一致,东南部边界则与华北克拉通基底新太古代-古元古代中部碰撞造山带的东部边界大致吻合。逆冲构造具有基底卷入的厚皮构造与盖层内部的薄皮构造共存的构造属性,上盘运动方向总体指向NW,逆冲构造变形主要发生在140~130Ma。逆冲后伸展构造变形以发育在主要逆冲构造后侧为主,并利用先存构造薄弱带。先存构造薄弱带在有利区域构造应力和其他影响因素的作用下导致的构造活化,可能是燕山板内构造变形的重要机制之一。主要逆冲变形前后均有大规模岩浆活动的构造-岩浆时空组合表明,收缩构造造成地壳加厚及由此引发的深部地壳重熔,难以作为统一的机制对这些特征进行合理阐释,需要有其他方式的深部热物质与能量的参与。北京西山霞云岭—长操、教军场—大安山以及马兰—胡林等逆冲断层,是一个统一的大规模的逆冲构造的不同组成部分,具典型、连续的断坪-断坡结构,它形成于髫髻山组(148~146Ma)之后、南窖闪长岩(128Ma)侵入之前,而不是“印支期(或更早)”,它与南大寨—八宝山逆冲构造构成北京西山晚中生代逆冲构造格局。区域性的NW-SE向收缩构造作用及南大寨—八宝山逆冲构造上覆岩席的构造加载,可能是北京西山的蓝晶石带和硬绿泥石带为代表的高压动力变质作用的基本构造原因。