大别造山带西段构造单元

将大别造山带西段划分为7个二级构造单元 ,从北向南依次为：（1）马畈褶皱带;（2 ）凉亭混杂岩带;（3）牢山褶皱带;（4）苏家河滑覆席;（5）熊店-浒湾韧性剪切带; （6）卡房片麻岩穹窿和（7）彭店韧性剪切带。其中马畈褶皱带属华北板块南缘,凉亭混杂 岩带 可能代表碰撞缝合带位置。野外构造变形特征反映有4期依次发生的构造作用：（1）近南北 向 的褶皱作用;（2）从南向北的韧性推覆剪切作用;（3）右旋走滑韧性剪切作用;（4）垂 向隆升作用和与其有关的伸展滑脱作用。     

大别造山带核部花岗岩岩体的热演化及其隆升历史

天堂寨花岗岩、九资河花岗岩和石鼓尖花岗岩位于大别造山带的核部,并且是大别山最高峰所在地。根据同位素体系冷却年龄理论,不同封闭温度矿物的年龄可反映地质体的生成年龄和冷却年龄。一般认为,封闭温度高的与地质体（如侵入体）结晶温度接近,其记录的年龄近似代表结晶年龄,封闭温度低的年龄则是其冷却年龄,而冷却年龄反映了岩石的隆升和剥蚀的历史。据此,将我们测试的和收集的三个岩体不同封闭温度矿物的同位素年龄列表如下（表１）,其中ＵＰｂ法锆石年龄代表的是岩体结晶年龄,其它方法获得的年龄都是岩体的冷却年龄。石鼓尖岩…     

大别造山带毗邻新生代盆地物质平衡分析

沉积盆地的地层往往保留着源区构造演化的重要信息。本文利用物质平衡的方法,通过大别山周边十个沉积盆地的新生界地层信息,计算这些盆地中沉积物的堆积量和堆积速率,研究了新生代以来大别山的剥蚀过程和剥蚀速率。结果显示,大别造山带毗邻盆地在第四纪、新近纪和古近纪的平均总堆积速率分别为9．85×10^5～1．96×10^6m^3／a、4．48×10^5～8．27×10^5m^3／a和1．62×10^6～2．31×10^6m^3／a。十个盆地的大部分沉积物源自大别山,且大别山的大部分剥蚀物被沉积到了这十个盆地中。在估算中,我们假设这两个“大部分”在量上相等,即等效于盆地的沉积物全部源于大别山,且大别山的剥蚀物全部沉积于所计算的盆地之中,则大别造山带在新生代的平均剥蚀厚度为2．1～2．95km。平均剥蚀速率为32～49mm／ka。新生代以来大别造山带剥露速率与剥蚀速率相近．表明大别造山带在新生代已经总体处于剥露稳态。     

大别造山带地壳的元素丰度

大别造山带具板片叠覆式构造形态。区域地壳具3个结构层,中地壳存在地震低速层和电性低阻层。地壳总体成分为花岗闪长岩质,深部地壳成分为中性。地壳稀土总量偏高、轻重稀土分馏程度高,铁族元素偏低、亲石元素富集。造山带内部横向不均一性明显,而地壳纵向演化分异程度低于一般大陆地壳。     

大别造山带岩石学结构和热结构及其地质意义

岩石学结构和热结构表明大别碰撞造山带是由两个不同岩石－构造单元叠置形成,代表两个深部地壳物质剖面。本文通过对高压、超高压岩石形成过程中岩石物理（密度）性质分析,指出大陆长英质地壳自身在特定岩石学结构情况下可以』俯冲至帽深度。低温、快速折返是缺乏同碰撞和碰撞后花岗岩类的主要原因。“浮沉子效应”是超高压岩石形成的折返的力学机制。     

大别-苏鲁造山带、华南晚中生代花岗岩时空分布及应力场对比

花岗岩原地重熔学说为解释华南晚中生代(晚侏罗世-早白垩世)花岗岩时空分布的大地构造成因提供了一种新的视角.而通过对比可以发现,大别-苏鲁造山带及其以北附近区域(尤其是苏鲁造山带及其以北附近区域)与华南晚中生代花岗岩时空分布规律及应力场具有高度的相似性和一致性,即花岗岩展布方向以北东向为主,从北西到南东方向由老变新;而且...     

大别-苏鲁造山带在朝鲜半岛可能的构造表现

在晚二叠世—早三叠世期间,中国的华北与扬子板块俯冲碰撞形成了大别-苏鲁造山带。针对这次碰撞作用向东在朝鲜半岛的延伸方式,近些年来不同学者提出了多种模式,但都有其局限性。通过比较临津江带、沃川带与大别造山带之间的构造活动关系,结合已有的变质地质学和地质年代学数据,建立了大别-苏鲁造山带在朝鲜半岛的东延模式。推测自临津江带至沃川带构成了一条较完整的中生代造山带,即大别-苏鲁造山带在朝鲜的东部延伸,原来意义上的“京畿地块”已不复存在。而岭南地块上与华北板块相似的信息可能是造山作用后期伸展拆离作用下来自朝鲜半岛北部的外来构造岩片所致。     

大别造山带变质岩的年代学格局

大别造山带中广泛分布经历不同程度变质的变质岩,这些变质岩的形成时代、变质年龄的研究对反演大别造山带形成演化历史有重要意义。本文总结了大别造山带中不同构造带中变质岩的锆石U－Pb年龄结果,给出初步的变质岩的年代学格局。     

大别造山带的流体系统与成矿作用

大别山是大别造山带的主体部分，流体活动贯穿于俯冲－碰撞－折返整个造山过程。印支期俯冲－碰撞阶段的流体，以具高挥发份、高盐度为特点，流体中保留有原岩在地表时的天水－岩石以及超高压变质过程中的地幔流体－岩石同位素交换的信息。燕山期折返隆升阶段的流体是大量天水与深部流体发生混合的产物，流体中盐度降低，但水－岩相互作用增强。大别造山带的流体系统可称为“天水与深部流体混合系统”，并可分为流体富集区、流体贫乏区和流体排泄区三个部分。成矿作用主要发生在流体富集区。     

地层证据--对大别造山带汇聚历史的制约

大别造山带的汇聚演化历史一直存在不同的认识,来自扬子陆块和华北陆块显生宙以来的地层记录以及北淮阳地区的地层记录可能为两个陆块的汇聚模式提供制约。通过对扬子陆块与华北陆块显生宙以来岩相古地理进行比较,其中3个阶段相似, 2个阶段差别很大。以浊积岩发育作为俯冲阶段的标志,磨拉石建造出现作为闭合的标志,显生宙以来,大别造山带曾经历了两次俯冲和两次汇聚,俯冲时间分别是晚奥陶世—早志留世和早三叠世,汇聚的时间分别为中 晚泥盆世和中三叠世,早期的汇聚具有软碰撞特征,以上认知得到了北淮阳地区地层、古生物和沉积记录的支持,同时也与大别山造山带榴辉岩的同位素年龄数据基本吻合。高压 超高压变质岩在晚三叠世处于快速折返阶段,早侏罗世以前到达地表,其平均折返隆升速率为39～66mm/a。     

地层证据——对大别造山带汇聚历史的制约

大别造山带的汇聚演化历史一直存在不同的认识,来自扬子陆块和华北陆块显生宙以来的地层记录以及北淮阳地区的地层记录可能为两个陆块的汇聚模式提供制约。通过对扬子陆块与华北陆块显生宙以来岩相古地理进行比较,其中3个阶段相似, 2个阶段差别很大。以浊积岩发育作为俯冲阶段的标志,磨拉石建造出现作为闭合的标志,显生宙以来,大别造山带曾经历了两次俯冲和两次汇聚,俯冲时间分别是晚奥陶世—早志留世和早三叠世,汇聚的时间分别为中 晚泥盆世和中三叠世,早期的汇聚具有软碰撞特征,以上认知得到了北淮阳地区地层、古生物和沉积记录的支持,同时也与大别山造山带榴辉岩的同位素年龄数据基本吻合。高压 超高压变质岩在晚三叠世处于快速折返阶段,早侏罗世以前到达地表,其平均折返隆升速率为39～66mm/a。     

黑龙江省东部佳木斯隆起多期隆升剥露历史的热年代学研究

黑龙江省东部佳木斯隆起是佳木斯地块重要组成部分,经历了多期板块碰撞闭合事件的影响,对其隆升剥露历史的热年代学研究有助于加深对东北各地块的碰撞拼贴历史以及古亚洲洋东端构造演化的认识。本文通过对黑龙江省东部佳木斯隆起老平岗花岗岩岩体中的锆石LA-ICP-MS、独居石Th-U-Pb化学法(CHIME)以及(钾长石、黑云母)~(40)Ar-~(39)Ar法同位素年龄的测定,恢复了佳木斯隆起多期隆升剥露的构造热演化历史。研究结果显示佳木斯隆起晚三叠世之前主要存在三个隆升阶段,分别为早古生代早期(511~494Ma)和晚二叠世-中三叠世早期(260~240Ma)的快速隆升阶段以及期间的相对慢速隆升阶段。511~494Ma快速隆升阶段,冷却速率为11.76℃/Myr,隆升速率为0.294mm/a,17Myr隆升总幅度达5.00km,代表了佳木斯地块与松嫩地块的碰撞拼贴事件;494~260Ma相对慢速隆升阶段,冷却速率为1.51℃/Myr,隆升速率为0.038mm/a,234Myr隆升总幅度仅有8.80km;260~240Ma快速隆升阶段,冷却速率平均为8.44℃/Myr,隆升速度平均为0.211mm/a,20Myr隆升幅度平均达4.22km,该事件应与佳木斯地块与华北板块在晚二叠世-中三叠世的碰撞拼接事件有关。     

Quantitative analysis of piping erosion micro-mechanisms with coupled CFD and DEM method

Piping, as one of the critical patterns of internal erosion, has been reported as a major cause for failures of embankment dams and levees. The fundamental mechanism of piping was traditionally investigated through experimental trials and simplified theoretical methods in macroscale. Nevertheless, the initiation and progressive evolution of piping is a microscale phenomenon in its essence. The current understanding of the micro-mechanism of piping erosion is limited due to a lack of quantitative analysis and visualized evidence. And in fact, seepage flows can affect the soil fabrics and the development of contact forces between particles. But how these fabrics and contact forces evolve under a critical hydraulic gradient is still not fully understood. In this paper, the detailed process of piping erosion is investigated by using a coupled computational fluid dynamics and discrete element method (CFD–DEM) approach. The treatment of soil–flow interactions in CFD–DEM is explained by exchanging the momentum between the two phases. During the simulation, the piping erosion process is initiated by incrementally ascending differential water head across the soil samples. The three main stages of piping erosion (initial movement, continuation of erosion and total heave) can be identified from monitoring the particle velocity and positions. In addition, the evolution of contact force, hydraulic force, coordination number and void fraction is inspected to provide insight into the micro-mechanism of piping erosion. Two cases are simulated, one with a uniform particle size and a relatively uniform porosity distribution and the other with specific particle size and porosity distributions. An interesting finding from this study is that piping does not always initiate from the free surface and the evolution of piping depends heavily on the particle size and porosity distribution.     

鄂尔多斯盆地侏罗纪-白垩纪原始面貌与古地理演化

鄂尔多斯盆地位于华北地台西部。在详细分析地层接触关系、构造界面特征、地层发育特征和连续性、盆地沉积与周边构造的关系、物源区性质、沉积体系配置与相分布、古水流样式等各种要素的基础上,重建了鄂尔多斯盆地侏罗纪至白垩纪的原始面貌,并将其演化划分为4个阶段。其中,第一阶段（早侏罗世至中侏罗世早期）和第二阶段（中侏罗世Bathonian—Callovian期）沉积盆地的范围和沉积体系的配置关系大体类似,两者最为重要的区别是前者有聚煤作用发生,后者没有煤层发育,其原因是古气候变化造成的;第三阶段（晚侏罗世）盆地收缩至桌子山—石沟驿—六盘山一线东侧;第四阶段（早白垩世）盆地的范围有所扩大,但东界可能被限制于现今的吕梁山以西。     

中新生代南北天山差异性抬升历史的磷灰石裂变径迹证据

堆积于天山山前坳陷内部的巨厚新生代地层不仅记录所在沉积区的热历史信息,还记录了物源区的信息。本文选择天山南北两侧山前坳陷中3条地质剖面进行了大量的磷灰石裂变径迹测试和部分样品的热历史模拟分析,来揭示上新世以来天山在南北方向上隆升过程的差异性。采样剖面的选取较前人更加靠近前陆盆地方向,样品所在地层年代更新。结果显示,东秋里塔格背斜剖面中的样品记录了中天山、南天山和背斜区分别在55~65Ma、20~25Ma和5Ma经历了构造隆升。玛纳斯背斜剖面中的样品记录了北天山的三次构造隆升事件分别发生于55~65Ma、20~25Ma和5Ma,其中距今5Ma为玛纳斯背斜带起始隆升的时代。结合前人在相同区域的研究成果,分析得出天山的不同部分经历了不同的构造演化历史,自150Ma以来经历了三期差异性隆升。中生代时期(150~125Ma)表现为山体整体抬升,中生代晚期-新生代早期(100~50Ma)北天山明显早于南天山开始构造隆升,新生代以来(~50Ma)的构造运动以向前陆盆地方向扩展为特征,而隆升起始时间南北差异变小。虽然在南北方向上天山山体隆起时间上存在明显的差异,但是中新生代以来山体物源区的剥蚀速率大体相同。因此,隆升起始时间与隆升量之间并不存在必然的定量关系。天山的不同块体具有不同的构造演化历史的事实提示在研究大范围构造隆升作用时,应将构造作用作为一个过程来对待。变形在传递的过程中,在时间和空间上存在一定的滞后现象。     

Coal-derived rates of atmospheric dust deposition during the Jurassic-Cretaceous greenhouse periods

The study of dust deposition records in geological history is of great significance to the study of paleoclimate evolution during deep periods. Because dust can directly influence the biochemical processes and climate evolution of the Earth. However, the absence of quantitative data on dust limits the systematic and comprehensive study of paleoclimate evolution during deep periods. Prior to the Quaternary period, most quantitative studies on atmospheric dust have focused on the Permian era. However, in the entire Mesozoic era, there are still no quantitative data available on atmospheric dust deposition rates. We utilized the average concentration of inorganic matter in coal from the Jurassic and Cretaceous periods to depict the dust concentration and corresponding dust deposition rate in the atmospheric system during these periods. We also conducted a correlation analysis using the distribution of arid source areas. The results show that the values of ash concentration and dust deposition rates are higher near the arid provenance and lower far away from it. Furthermore, in this study, we have compared the latitudinal variation gradient of dust deposition rates under the icehouse and greenhouse climates by using the end of the Permian and Quaternary as representatives of icehouse climate and the Jurassic and Cretaceous periods as representatives of the greenhouse climate. Our findings indicate that there is a higher ash concentration, dust deposition rate, and dust deposition rate variation gradient in the air under the icehouse climate, while there is a lower ash concentration, dust deposition rate, and dust deposition rate gradient in the air under the greenhouse climate. We have also discussed the dust sources during the Mesozoic period, as well as the differences in ash data under greenhouse and icehouse conditions. This provides a strong basis for studying the atmospheric environment after the modern climate entered the ice age.     

俯冲侵蚀的研究历史、现状与展望

俯冲侵蚀是指在板块俯冲过程中, 俯冲板块通过构造作用移走俯冲上盘的物质并将其带到深部地幔的过程。前人研究表明, 俯冲侵蚀在新生代环太平洋俯冲带是一种十分普遍且非常重要的地质过程, 同时对活动陆缘的构造变形、岩浆弧的形成、金属成矿、壳-幔物质循环以及大陆地壳的生长与演化均具有重要的影响。本文在回顾前人研究历史的基础上, 简要介绍了俯冲侵蚀的基本模型和控制因素, 系统总结了俯冲侵蚀引起的地质效应以及识别依据, 分析探讨了俯冲侵蚀与金属成矿、大陆地壳演化的关系。此外, 本文还介绍了俯冲侵蚀在国内的研究现状, 并分析了青藏高原的班公湖-怒江缝合带和雅鲁藏布江缝合带晚中生代俯冲侵蚀识别的研究实例, 揭示了欧亚大陆南缘在晚中生代是一个侵蚀型的板块汇聚边界。最后对我国今后开展相关研究提出了一些思考和展望。

     

大别造山带天柱山中生代中酸性岩成因的REE配分定量模拟

大量的同位素地质年代学和地球化学研究表明,大别山中生代中酸性岩为俯冲扬子陆壳再循环的产物．REE配分的定量模拟计算结果表明,与基性下地壳相似的北大别基性闪长质片麻岩部分熔融并经过结晶分异能够形成与天柱山中性岩类似的稀土元素组成,而与中性地壳相似的北大别中性灰色片麻岩部分熔融能够形成与天柱山花岗岩类似的稀土元素组成．残留相微量元素定量计算结果表明,大别山现今出露的中基性麻粒岩不是部分熔融后形成的残留体．早白垩世地幔超柱事件热扰动所引起的加厚地壳部分熔融后的残留体可能由于比重较大而拆离进入地幔,从而发生去山根作用和造山带的大面积隆起．     

中新生代库车-南天山盆山系统隆升历史的裂变径迹证据

通过对库车河剖面中新生界砂岩中碎屑磷灰石裂变径迹分析测试,得出磷灰石样品可分为3组,分别反映库车盆地边缘或其物源区天山的剥露冷却。对测试数据分析和热史模拟表明,南天山及库车盆地在中新生代经历了3次主要隆升事件,且山盆隆升时间上具有差异性的特点。从142Ma南天山开始隆升,使天山地区从准平原化状态开始盆山分异;96~75Ma为晚白垩世开始的盆地与天山共同经历的区域性隆升;54~30Ma为天山与盆地边缘差异隆升阶段,是盆山边界处盆地基底向天山方向的阶梯式抬升所导致的。