浙江中部芙蓉山花岗斑岩及包体岩石地球化学研究

花岗岩的源区、温压条件及与其他岩石的共生组合的研究可以限定其形成构造背景,了解其形成的深部动力学过程.本文对浙江中部中生代芙蓉山花岗斑岩及其暗色包体开展了全岩主微量元素、锆石U-Pb年代学和Hf同位素、Ti温度计和全岩Sr—Nd同位素研究,探讨芙蓉山花岗斑岩的成因类型、源区特征及其与镁铁质包体之间的关系,并进一步限定其...     

西藏尼木渐新世花岗岩中的岩浆混合作用:对岩石成因及陆壳增生的启示

尼木渐新世黑云母二长花岗岩中含有丰富的形态各异的暗色镁铁质微粒包体。本文报道了寄主岩和镁铁质包体的年代学、元素地球化学及Sr- Nd- Hf同位素组成,据此阐明了岩石的成因,并探讨了岩浆混合作用在成岩中的意义及其对陆壳增生的启示。锆石LA- ICP- MS U- Pb定年结果表明,寄主岩和镁铁质包体的成岩年龄在误差范围内基本一致,均为约30Ma,说明它们同时形成。元素地球化学组成上,寄主黑云母二长花岗岩为高钾钙碱性、准铝质,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,且具有高Sr、低Y和Yb含量,Sr/Y比值高,缺乏明显铕负异常,表现出埃达克质岩石的特征。镁铁质包体贫硅,富铁、镁,具有与寄主岩相似的稀土与微量元素分布模式。二者的全岩Sr、Nd同位素和锆石Hf同位素组成也相近\[寄主岩:(87Sr/86Sr)i=0.7057~0.7064,εNd(t)=-1.45~0.35,εHf(t)=1.21~7.34;镁铁质包体:(87Sr/86Sr)i=0.7058~0.7064,εNd(t)=-2.23~-1.57,εHf(t)=2.40~7.04\]。综合分析表明,尼木渐新世黑云母二长花岗岩应主要起源于碰撞加厚的新生镁铁质下地壳的部分熔融,镁铁质包体应为幔源玄武质岩浆与其诱发加厚地壳熔融形成的埃达克质岩浆经不均匀混合作用的产物。结合对冈底斯带岩浆岩已有资料的全面分析,表明幔源玄武质岩浆的底侵及其诱发的岩浆混合作用既是冈底斯岩基形成的主要方式,也是导致青藏高原陆壳增生的重要途径。     

南祁连拉脊山构造带早古生代岩浆混合作用:以马场岩体为例

拉脊山构造带位于南祁连构造带北缘,发育大量早古生代岩浆岩。其南缘马场岩体主要由黑云母花岗岩和花岗闪长岩组成,花岗闪长岩中发育大量的镁铁质微粒包体。黑云母花岗岩、花岗闪长岩和镁铁质包体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为 467±7Ma、468±6Ma、466±6Ma。黑云母花岗岩具有低 K_2O/Na_2O(0.28～0.37)、高 Sr/Y(125～168)比值特征,为埃达克质岩;同时,黑云母花岗岩还具有相对低的MgO、Cr、Ni含量和Mg~#值,富集轻稀土、大离子亲石元素(Ba、K、Pb、Sr)以及Zr、Hf,亏损重稀土和高场强元素(Nb、Ta、Ti),具有Eu正异常(Eu/Eu~*=1.30～1.58),亏损Sr-Nd和锆石Hf同位素组成((~(87) Sr/~(86)Sr)_t=0.7044～0.7046 ,ε_(Nd)(t)=+2.05～+2.21,ε_(Hf)(t)=+8.2～+10.2),指示黑云母花岗岩是新生地壳物质重熔的产物。镁铁质微粒包体与寄主花岗闪长岩之间呈过渡-截然接触界线,发育反向脉角闪石嵌晶结构、斜长石不平衡生长结构、镁铁质凝块以及刀刃状黑云母、针状磷灰石等显微结构反映典型的岩浆混合特征。镁铁质微粒包体与寄主花岗闪长岩均富集大离子亲石元素(Cs、K、Pb、Sr),亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf),具有与黑云母花岗岩一致的Sr-Nd同位素组成,但镁铁质微粒包体具有更高的 MgO 含量(6.15%～9.12%)、Mg~#值(57～60)和 Cr(271 × 10~(-6)～424 × 10~(-6))、Ni(54.7 × 10~(-6)～86.6× 10~(-6))含量,暗示镁铁质微粒包体与花岗闪长岩是由受俯冲流体交代的地幔熔体与新生地壳物质重熔形成的熔体经岩浆混合而成。结合区域背景分析,本文认为马场岩体的形成与南祁连洋俯冲过程中幔源岩浆底侵加热新生地壳以及岩浆混合作用相关。     

冀东青龙地区中生代花岗岩的岩石成因和地质意义

冀东青龙地区中生代发育多期花岗质岩浆活动。本文系统报道了青龙地区三叠纪都山花岗岩和侏罗纪白家店花岗岩及其镁铁质微粒包体(MMEs)的锆石U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成。锆石SIMS U-Pb定年结果显示,都山花岗岩的结晶年龄为215.7±2.3Ma,指示了晚三叠世岩浆活动;而白家店花岗岩及其包体的结晶年龄分别为170.5±2.0Ma和172.4±2.0Ma,指示了中侏罗世岩浆活动。都山花岗岩以低含量的MgO、Fe_2O_3~T、Cr和Ni,高(La/Yb)_N、Sr/Y比值及低Yb和Y含量,低的初始~(87)Sr/~(86)Sr比值(0.7042~0.7044)、极负的ε_(Nd)(t)值(-19.8~-14.4),很负的ε_(Hf)(t)值(-17.6~-13.0,除了2个较大值-5.6和-8.6)和接近晚太古代的Hf模式年龄,显示出主要来源于晚太古代下地壳重熔,可能有少量幔源物质加入。综合的岩石学、矿物学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素数据(白家店花岗岩:(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7051~0.7065,ε_(Nd)(t)=-13.4~-10.8,ε_(Hf)(t)=-11.8~-8.2;MMEs:(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7059~0.7062,ε_(Nd)(t)=-11.1~-7.0,ε_(Hf)(t)=-3.7~+3.4),表明了白家店花岗岩和MMEs为亏损地幔来源的镁铁质岩浆和下地壳来源的长英质岩浆通过混合形成。从晚三叠世都山花岗岩到中侏罗世白家店花岗岩,它们成因的明显差异,揭示了地幔角色的转换(从只提供热量几乎不提供物质到既提供能量又提供物质),暗示华北东部岩石圈在这一时期可能发生一次重要减薄。     

长江中下游地区九瑞矿集区邓家山花岗闪长斑岩的地球化学与成因研究

邓家山是长江中下游成矿带九瑞矿集区西北部的一处矽卡岩型Cu-Au-Mo矿床.矿区与成矿关系密切的岩体为花岗闪长斑岩.本文通过锆石SHRIMP U-Pb定年确定,该岩体侵位于早白垩世早期(138.2±1.8Ma).常微量元素分析结果表明,邓家山花岗闪长斑岩具有埃达克质岩的地球化学特征,表现为高Sr(＞650×10~(-6))、Ba(＞700×10~(-6)),低Y(＜12×10~(-6)),Yb(＜1×10~(-6)),Nb(＜10×10~(-6)),Ta(＜0.7×10~(-6)),富集轻稀土而强烈亏损重稀土(LREE/HREE=12.2～13.5).邓家山花岗闪长斑岩的~(87)Sr/~(86)Sr,为0.7068～0.7071,ε_(Nd)(t)为-2.7～-2.3,Nd同位素两阶段模式年龄T_(2DM)为1.13Ga～1.15Ga.锆石的Hf同位素分析结果表明,~(176)Ht/~(177)Hf值为0.282475～0.282539,计算的ε_(Hf)(t))值为-5.2～-7.5,Hf同位素两阶段模式年龄T2DM为1.52Ga～1.67Ga.全岩ε_(Nd)(t)与锆石ε_(Hf)(t))之间出现了较为明显的Nd-Hf同位素解耦.根据以上特征,我们认为邓家山花岗闪长斑岩是壳幔相互作用的产物,即增厚下地壳拆沉并部分熔融,岩浆在上升过程中又与地幔橄榄岩发生大规模混染.     

鄂东南地区龙角山—付家山斑岩体成因及其对成矿作用的指示

龙角山铜钨矿床是鄂东南地区典型的层控式矽卡岩型矿床。本文利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法及辉钼矿Re-Os法对该矿床进行了详细的年代学研究。结果表明,矿区内的花岗闪长斑岩形成于144±1Ma,成矿作用发生于144.7±2.9Ma,成岩成矿作用近于同时发生,均为早白垩世。这意味着成矿作用与花岗闪长斑岩的演化存在密切联系。龙角山—付家山花岗闪长斑岩为高钾钙碱性系列,具有高Al2O3(14.99%~16.16%)、Sr(751×10-6~1382×10-6)含量和Sr/Y(65~99)、La/Yb(40~48)比值,以及低Y(12×10-6~15×10-6)、Yb(0.93×10-6~1.23×10-6)含量,与典型埃达克质岩的地球化学特征基本一致。全岩(87Sr/86Sr)i值为0.70603,εNd(t)值为-5.1,锆石εHf(t)值介于-0.5~-4.8之间。元素地球化学、全岩Sr-Nd同位素及锆石Hf同位素特征一致表明龙角山—付家山花岗闪长斑岩主要来源于富集岩石圈地幔的部分熔融作用,在成岩过程中可能伴随着镁铁质矿物的分离结晶作用。此外,与铜山口成矿斑岩体相比,龙角山—付家山花岗闪长斑岩具有较低的氧逸度,这很可能是导致两斑岩体在矿化类型上(前者以铜钼矿化为主,后者以铜钨矿化为主)存在差异的主要原因。     

桂北圆石山早侏罗世A型花岗岩的岩石成因及意义

桂北圆石山花岗岩中发育大量镁铁质包体.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,花岗岩形成于早侏罗世(179±2Ma).花岗岩的地球化学特征表现为硅含量均一,富碱更富钾、相对富铁而贫镁,具有高的104×Ga/A1比值和Zr+Nb+Ce+Y含量,属于A型花岗岩.圆石山花岗岩具有比较均一的Sr、Nd同位素组成(ISr=0.701 7~0.710 8,εNd(t)=-7.77~-4.55).镁铁质包体则显示了稍低的ISr值(0.705 0~0.707 1)和稍高的εNd(t)值(-4.87~-2.63).花岗岩的锆石原位Hf同位素组成为:(176 Hf/177 Hf)i=0.282 62~0.282 70,εHf(t)=-1.68~1.17,相应的Hf同位素两阶段模式年龄TDM2变化于1.25~1.43Ga之间.圆石山花岗岩可能是在伸展环境下由低成熟度的下地壳物质部分熔融所形成.自早侏罗世(~200Ma)以来,伸展作用是华南内陆构造背景的主体,多期次的玄武质岩浆底侵作用可能是燕山期伸展作用的直接诱因.华南内陆早侏罗世时期可能仍处于板内"后碰撞"环境.     

西藏措勤麦嘎岩基的锆石U-Pb年代学、地球化学和锆石Hf同位素:对中部拉萨地块早白垩世花岗岩类岩石成因的约束

西藏中部拉萨地块大规模早白垩世花岗岩类的岩浆源区和岩石成因迄今尚未得到很好约束,对这些问题的深入理解将有助于揭示拉萨地块白垩纪时期的岩浆作用过程及成矿背景。本文报道了中部拉萨地块代表性花岗岩基——措勤麦嘎岩基的锆石U-Pb年代学、全岩元素地球化学、Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素数据。本文锆石U-Pb定年结果表明,麦嘎岩基花岗质岩主要侵位于122±1Ma和113±2Ma,闪长质包体与后者同期(113±2Ma)。122±1Ma花岗质岩属I型弱过铝质高钾钙碱性系列,(87Sr/86Sr)i值高(0.7147),全岩εNd(t)(-12.0)和锆石εHf(t)(-15.7～-11.1)为较大的负值,表明其很可能来源于古老下地壳物质的重熔。113±2Ma寄主花岗质岩为I型偏铝质-弱过铝质高钾钙碱性系列,相对于122±1Ma花岗质岩石,其(87Sr/86Sr)i比值偏低(0.7094～0.7156)、全岩εNd(t)值(-12.1～-7.3)和锆石εHf(t)值(-11.1～0.1)较高,很可能来源于古老下地壳物质的部分熔融,并含有更多幔源物质。闪长质包体(113±2Ma)为偏铝质中-高钾钙碱性系列,以变化范围大的(87Sr/86Sr)i(0.7058～0.7105)、负的全岩εNd(t)值(-10.7～-9.8)及负的锆石εHf(t)值(-14.0～-5.6)为特征,可能是古老富集岩石圈地幔物质部分熔融的产物或亏损地幔物质经历强烈地壳混染作用的结果。在目前已有资料条件下(缺乏同期基性岩石的相关数据),本文暂将麦嘎岩基113±2Ma寄主花岗质岩及同期闪长质包体解释为镁铁质岩浆与长英质岩浆发生不同程度岩浆混合作用的产物,这一解释可能对中部拉萨地块同期花岗类的岩石成因具普遍意义。麦嘎岩基及中部拉萨地块同期岩浆岩约113Ma幔源物质增加现象,可能是南向俯冲的班公湖-怒江洋壳岩石圈板片断离的结果。     

胶东文登长山南花岗闪长岩体的岩浆混合成因：闪长质包体及寄主岩石的地球化学、Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素证据

胶东昆嵛山杂岩文登长山南花岗闪长岩体中广泛分布具有火成结构的闪长质包体,这些包体主要为椭圆形或纺锤形,定向排列,大小不等(几cm至几m),颜色较寄主岩深,粒度较细。包体具有与寄主岩石相似的矿物组合,但铁镁质矿物及斜长石含量明显比寄主岩石高,而石英和钾长石含量低于寄主岩石;镜下包体具有明显的不平衡反应结构,广泛发育针状磷灰石。在地球化学特征上,包体和寄主岩石部富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素,并具有相近的Sr、Nd同位素组成,ISr为0．70784-0．70818,εNd为-15．0--15．5。然而,包体和寄主岩石的主量元素在相关图上呈明显的线性关系, 并且岩石学和锆石Hf同位素特征也明显表明文登长山南岩体在成岩过程中发生了镁铁质岩浆和长英质岩浆的混合作用。在岩浆混合作用过程中,全岩Sr、Nd同位素和晚期生成的矿物组成比较快速地达到了均一化,而主量元素和高温矿物锆石Hf同位素组成则残留了原始岩浆的部分特征。研究表明,锆石Hf同位素在岩浆混合作用过程中不容易达到同位素平衡,其同位素组成比全岩Sr、Nd同位素更能有效地示踪混合岩浆的源区特征和岩浆混合过程。     

鄂东南地区何锡铺岩体锆石U-Pb定年、岩浆源区及其地质意义

鄂东南地区存在大量中酸性小岩体,部分小岩体与斑岩型铜钼金矿床关系密切。对位于鄂东南东区南部的何锡铺花岗闪长斑岩体进行了锆石U-Pb定年和Hf同位素组成测定。定年结果显示:花岗闪长斑岩样品的岩浆结晶年龄为(142±1)Ma,属早白垩世。这与鄂东南地区和九江-瑞昌地区含矿小岩体形成年代基本一致。何锡铺岩体锆石176 Hf/177 Hf比值为0.282 372~0.282 656,在t=142 Ma时,对应的εHf(t)值为-11.1~-1.1,平均值为-6.3。锆石εHf(t)值具不均一性,类似于阮宜湾岩体,而不同于铜山口岩体和龙角山岩体。岩体具高Sr/Y比值,无明显Eu负异常。全岩初始锶同位素比值(87Sr/86Sr)i为0.705 88,εNd(t)值为-4.9。全岩地球化学、Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素特征一致表明富集地幔是何锡铺岩体的重要源区,原始幔源岩浆可能存在古老地壳物质的混染。何锡铺岩体不仅具有与铜山口岩体类似的岩石学特征,还具有与其类似的地球化学特征。幔源物质的参与指示该岩体具有形成斑岩型铜钼金矿床的潜力。     

大洋平板俯冲的数值模拟再现:洋–陆汇聚速率影响

利用地球动力学数值模拟方法探讨了洋-陆汇聚时,大洋岩石圈的绝对俯冲速率和上覆大陆岩石圈的向洋绝对逆冲速率对俯冲模式的影响,尤其是上覆大陆的向洋绝对逆冲速率与平板俯冲之间的关系。模型结果显示,对于年龄为40 Ma的含正常洋壳厚度的大洋岩石圈,在初始俯冲角度为现今洋–陆俯冲平均倾角的极小值(19°)条件下,低速大洋俯冲(绝对俯冲速率≤3 cm/a)且上覆大陆岩石圈向洋绝对逆冲速率≥1 cm/a时,具备形成平板俯冲的条件。当中–高速大洋俯冲(绝对俯冲速度3 cm/a)时,在上覆大陆的绝对逆冲速率不小于俯冲速率时可以形成平板俯冲。当增加初始俯冲角度到平均倾角的极大值(36°)时,仅在低速大洋俯冲(绝对俯冲速率≤3 cm/a)且绝对逆冲速率达到10 cm/a时(自然界中基本不存在),才有可能出现平板俯冲,其他情况均表现为陡俯冲。我们的模拟结果表明:(1)较高的大洋岩石圈绝对俯冲速率更容易克服板间耦合作用力而有利于陡俯冲形成;(2)较高的上覆大陆绝对逆冲速率更有利于俯冲板片弯曲而趋向于平板俯冲形成;(3)上覆大陆朝向海沟的逆冲速率会在俯冲板片下方产生水平向陆的地幔流,绝对逆冲速率越大该地幔流越强烈,导致作用于板片下表面的水平剪切分量越大而有利于板片弯折和平板俯冲发生;(4)初始俯冲角度的增加对平板俯冲的形成起到强烈抑制作用。这些能被现今平板俯冲,如具相似洋–陆汇聚速率条件的南美洲西海岸平板俯冲实例所验证。     

龙门山陆内俯冲带形成机制探讨

本文分析了龙门山陆内俯冲带两侧岩石圈的强度结构特征及在侧向力作用下所发生的变形过程。盆地岩石圈中高强度层厚而紧凑,显示了较好的整体高强度性;造山带岩石圈上地壳具高强度,其下为低强度层。在侧向挤压力的作用下,变形主要发生于造山带一侧,最可能的变形方式是其脆性上地壳出现倾向后陆的逆冲断层,盆地岩石圈沿此断层俯冲,挤压其下部的低强度层,使之发生韧性增厚变形。     

北祁连走廊南山加里东俯冲杂岩增生地体及其动力学

北祁连走廊南山加里东火山岛弧带前缘为弧前俯冲杂岩增生地体。它由多重的增生火山岛弧、复理石增生楔、高压变质滑脱带及蛇绿岩残片组成，为早古生代古祁连洋壳自ＳＷ往ＮＥ俯冲于阿拉善地块之下的结果。俯冲过程的高压变质阶段经历了中温高压的初期、降温增压的主期而进入降压增温的驰后期。提出了４５０－５００Ｍａ期间，中祁连地块向北俯冲、阿拉善地块向南增生的海沟后退的俯冲动力学模式。     

The Zoulang Nanshan Caledonian Subduct ion Complex in the Northern Qilian Mountains and Its Dynamics

The front of the Zoulang Nanshan Caledonian volcanic island arc zone in the northern Qilian Mountains is a forearc accretionary terrane, composed of multiple accretionary volcanic island arcs, flysch accretionary wedges,high-pressure metamorphosed detachment zones and remnants of ophiolites. It resulted from the northeastward subduction of the Early Palaeozoic Qilan oceanic crust beneath the Alxa block. High-pressure metamorphism, which occurred during the subduction, progressed through three stages: the initial stage of medium T-high P,the main stage of temperature decrease and pressure increase, and the lag stage of pressure decrease and temperature increase. Finally the paper presents a retrotrench subduction dynamic model indicative of northward subduction of the central Qilian block and southward accretion of the Alxa block during the period of 450-500 Ma.     

The Zoulang Nanshan Caledonian Subduction Complex in the Northern Qilian Mountains and Its Dynamics1

Abstract The front of the Zoulang Nanshan Caledonian volcanic island arc zone in the northern Qilian Mountains is a forearc accretionary terrane, composed of multiple accretionary volcanic island arcs, flysch accretionary wedges, high - pressure metamorphosed detachment zones and remnants of ophiolites. It resulted from the northeastward subduction of the Early Palaeozoic Qilan oceanic crust beneath the Alxa block. High - pressure metamorphism, which occurred during the subduction, progressed through three stages: the initial stage of medium T - high P, the main stage of temperature decrease and pressure increase, and the lag stage of pressure decrease and temperature increase. Finally the paper presents a retrotrench subduction dynamic model indicative of northward subduction of the central Qilian block and southward accretion of the Alxa block during the period of 450-500 M a.     

从洋壳俯冲到陆壳俯冲和碰撞：来自羌塘中西部地区榴辉岩和蓝片岩地球化学的证据

羌塘中部晚三叠世低温/高压变质带是目前青藏高原内部延伸规模最大的高压变质带,但大量关键高压变质岩石出露地区地球化学资料匮乏,严重制约了对高压变质带原岩建造以及构造演化的全面认识。本文以羌塘中西部地区尚无地球化学资料的果干加年山榴辉岩和红脊山蓝片岩为研究对象,进行了系统的地球化学以及原岩恢复工作。研究表明,果干加年山榴辉岩呈透镜状产于围岩石榴石多硅白云母片岩和少量大理岩中,其原岩为亚碱性玄武岩,具有较低的稀土总量(∑REE=51.19×10-6~59.43×10-6)和轻稀土亏损的特征[(La/Yb)N=0.59~0.70],不具有Nb、Ta、Ti的亏损,与典型的N-MORB特征一致,暗示其原岩可能来源于亏损的地幔源区,形成于洋中脊环境。红脊山地区基性蓝片岩的原岩为碱性玄武岩-亚碱性玄武岩,具有高的TiO2(2.97%~4.14%)和P2O5(0.29%~0.48%)含量,富集轻稀土元素[(La/Yb)N=6.10~11.6]和高场强元素,地球化学特征类似于OIB。但是这些基性蓝片岩与大量的陆源碎屑岩伴生产出,且具有明显的硅铝质上地壳物质混染的特征,与南羌塘地区二叠纪大陆板内基性岩墙的产出特征以及地壳混染特征一致,可能是其俯冲消减的产物。通过本文研究结果并结合区域内已识别出的E-MORB型洋壳和洋岛/海山物质深俯冲的证据,我们认为羌塘中部晚三叠世高压变质带以洋壳物质深俯冲为主,同时亦保留了部分陆壳物质俯冲的证据,暗示大洋向北俯冲消减结束之后,又牵引至少一部分南羌塘北缘陆壳物质经历了随后的俯冲过程。     

大洋岛弧的前世今生

根据板块构造理论,板块的边界是地质作用最为强烈的地区,因而它们是当今固体地球科学研究的重点。依据应力性质的不同,地球上板块的边界类型有扩张的洋中脊、汇聚的俯冲带和调节板块运动差异的转换断层三种。就汇聚型板块边界而言,它又可进一步划分为洋-洋俯冲的大洋或洋内岛弧带(Intra-oceanic arc)、洋-陆俯冲的安第斯型活动大陆边缘带和陆-陆接触的大陆碰撞带三种。相对而言,大洋岛弧的研究程度最低。传统认为最典型的大洋岛弧——日本诸岛,已不再被认为是洋-洋俯冲的产物,因为已有研究显示它是从亚洲大陆裂解的碎块。根据目前的调查,现今的大洋岛弧主要集中在西太平洋地区,以太平洋与菲律宾板块间的Izu-Bonin-Mariana弧和太平洋-澳大利亚间的西南太平洋岛弧为代表。大洋岛弧研究的最重要问题是,洋洋之间如何产生了俯冲。目前多倾向于认为:大洋中的转换断层可使不同时代的大洋岩石圈相互接触,在这种情况下,较老的岩石圈由于冷却时间较长而密度相对较大,因而可下沉而俯冲到较年轻的岩石圈之下。这一模型也被誉为蛇绿岩形成的初始俯冲定律(Subduction Initial Rule,简称SIR)。但存在的问题是,目前全球还没发现有转换断层转变为俯冲带的实例。更何况,全球大洋中发育如此众多的转换断层,但为何只在西太平洋发育大洋岛弧?本文通过对资料的总结还发现,这些大洋岛弧基本都是从亚洲或者澳大利亚大陆东部边缘裂解的碎块,只是后期的弧后扩张作用使裂解的碎块发生强烈的改造,形成具有类似大洋岩石圈的特点。目前提出的洋-洋自发形成俯冲带的模型并没有理论基础,也没有实际地质事实的支持。但在加勒比海、斯科舍海和阿留申地区,大洋岛弧的出现与洋底高原诱发的俯冲带跃迁或俯冲极性反转有关。因此,板块构造理论中的洋洋初始俯冲模式需要进一步资料的验证。     

Enlightenment of the Mariana Fore-arc Sedimentary Basin Evolution to the Subduction Process

The Mariana subduction structure is a hot topic in ocean-ocean subduction zone research,and its subduction mechanism has attracted wide attention from experts and scholars in China and abroad.Based on the multi-channel seismic data of survey line MGL1204 in the Mariana fore-arc and DSDP ocean drilling data,this paper studies the development and evolution characteristics of the structure and strata in the Cenozoic Mariana fore-arc sedimentary basin.The Cenozoic strata are divided into six seismic sequences,with the possible era of each seismic sequence discerned,and the relationship between fault development and earthquakes analyzed.The episodic activity of the volcanic chain of the Mariana island arc is thought to control the tectonic and stratigraphic development pattern of the Cenozoic sedimentary basin in the fore-arc.Between 16°N-19°N and 146°E-151°E,the maximum thickness of the sedimentary center of the Cenozoic fore-arc sedimentary basin in Mariana is about 2360 m.Normal faults are developed in the area and some broke to the seabed,indicating that the Mariana island arc is still in the post-arc expansion stage.The application of multi-channel seismic sections in structural and stratigraphic evolution study is an important means to elucidating the Mariana subduction mechanism.     

大洋岛弧的前世今生

正这些年来似乎地球变小了,人的寿命变长了,90寻常,80刚迈入老年人之列。一些同事和学生为庆祝叶大年院士八十华诞及从事科研六十载在岩石学报出版一期论文专辑,邀请我作序,这才惊奇叶大年院士已近杖朝之年,我和他交往甚密,经常见面就觉不出有什么变化,也就觉不出他的年龄增长。叶大年老师和我是亦师亦友的关系。我称他老师是名正言顺的。最早见到他是在河南许昌地区的野外     

Whither the megathrust? Localization of large-scale subduction slip along the contact of a mélange

Long-lived subduction complexes, such as the Franciscan Complex of California, include tectonic contacts that represent exhumed megathrust horizons that collectively accommodated thousands of kilometres of slip. The chaotic nature of mélanges in subduction complexes has spawned proposals that these mélanges form as a result of megathrust displacement. Detailed field and petrographic relationships, however, show that most Franciscan mélanges with exotic blocks formed by submarine landsliding. Field relationships at El Cerrito Quarry in the eastern San Francisco Bay area suggest that subduction slip may have been accommodated between the blueschist facies metagreywacke of the Angel Island nappe above and the prehnite-pumpellyite facies metagreywacke of the Alcatraz nappe below. Although a 100–200 m-thick mélange zone separates the nappes, this mélange is a variably deformed, prehnite-pumpellyite facies sedimentary breccia and conglomerate deposited on the underlying coherent sandstone, so the mélange is part of the lower nappe. A 20–30 m-thick fault zone between the top of the mélange, and the base of the Angel Island nappe displays an inverted metamorphic gradient with jadeite-glaucophane-lawsonite above lawsonite-albite assemblages. This zone has a strong seaward (SW)-vergent shear fabric and hosts ultracataclasite and pseudotachylite. These relationships suggest that significant subduction megathrust displacement at depths of 15–30 km was accommodated within the 20–30 m-thick fault zone. Field studies elsewhere in the Franciscan Complex suggest similar localization of megathrust slip, with some examples lacking mélanges. The narrow megathrust zone at El Cerrito Quarry, its uniform sense-of-shear, and the localization of slip along the contact of, rather than within a mélange, contrast sharply with the predictions of numerical models for subduction channels.