新疆北部后碰撞幔源岩浆活动与陆壳纵向生长

新疆北部后碰撞幔源岩浆活动强烈。Nd、Sr和Pb同位素资料表明,在330～250Ma的后碰撞期间,有大量的幔源花岗岩类和少量的镁铁—超镁铁杂岩在上地壳侵位。与加里东、海西和喜马拉雅等造山带起源于再循环陆壳的花岗岩类不同,新疆北部后碰撞岩浆岩一般表现出ε_(Nd)(t)值高、(~(87)Sr/~(86)Sr)值相对较低、Nd和Pb模式年龄年轻等特点。阿尔泰山和天山的一些后碰撞花岗岩类可能具有陆壳源区的特点或表现出地壳物质对幔源岩浆及其分异产物有不同程度的混染,东、西准噶尔花岗岩类很少甚至没有受到陆壳物质混染。新疆北部后碰撞花岗岩类和镁铁—超镁铁杂岩主要是幔源岩浆及其分异产物在上地壳侵位的结果。这些幔源花岗岩类代表了新生的初始地壳,其时代可代表地壳形成时代。在后碰撞阶段,新疆北部的陆壳以纵向生长为特征。     

大陆岛弧碰撞带内板内型岩浆作用

晚中新世波格拉侵入杂岩侵位于巴布亚新几内亚高原中第三纪至全新世的大陆岛弧碰撞带内,由小规模(宽1~500m)浅成的同源岩浆的镁铁质、碱性的岩株和岩墙组成。这种杂岩很重要,因为它是活动碰撞带内板内型岩浆作用的样板;它在时间和空间上和世界最大的浅成热     

大陆碰撞造山带的两类橄榄岩——以柴北缘超高压变质带为例

论述了大陆俯冲碰撞带中地幔橄榄岩的基本特征和成岩类型,并重点讨论柴北缘超高压变质带中不同性质的橄榄岩及其成因。根据岩石学特征,我们确定柴北缘超高压带中发育有两种类型的橄榄岩:(1)石榴橄榄岩,岩石类型包括石榴二辉橄榄岩、石榴方辉橄榄岩、纯橄岩和石榴辉石岩,是大陆型俯冲带的标志性岩石。金刚石包裹体、石榴石和橄榄石的出溶结构、温压计算等均反映其来源深度大于200km。地球化学特征表明该橄榄岩的原岩是岛弧环境下高镁岩浆在地幔环境下堆晶的产物。(2)大洋蛇绿岩型地幔橄榄岩,与变质的堆晶杂岩(包括石榴辉石岩、蓝晶石榴辉岩)和具有大洋玄武岩特征的榴辉岩构成典型的蛇绿岩剖面,代表大洋岩石圈残片。这两类橄榄岩的确定对了解柴北缘超高压变质带的性质和构造演化过程有重要意义。     

俯冲带岩浆作用与大陆地壳生长

大陆地壳的起源、生长和改造一直都是国际地学界广泛关注的热点问题,目前仍存在一定的争议,特别体现在陆壳增生的方式和速率上.为了探讨大陆地壳的生长方式,简要综述了俯冲带及其岩浆作用和大陆地壳生长的研究成果.俯冲带可划分为洋洋俯冲带、洋陆俯冲带和陆陆俯冲带,其岩浆作用以产出弧岩浆岩为主要特征,被广泛接受为大陆地壳生长的主要方式.目前主要有两种陆壳生长的假说:玄武岩模式和安山岩模式.玄武岩模式主要通过拆沉和底垫过程来实现新生地壳向大陆地壳的演化;安山岩模式则强调陆壳直接形成于产出安山质岩浆的俯冲带岩浆弧环境.俯冲带和碰撞带等板块汇聚边界是显生宙大陆地壳生长和改造的主要位置,俯冲带岩浆作用对陆壳生长发挥着重要的作用.      

超高压变质作用与成矿

超高压变质作用是指在地温梯度小于１０℃／ｋｍ条件下发生的高于“石英－柯石英”相变线压力的变质作用,一般发生在陆－陆碰撞造山带深部。由于其生成条件特殊,超高压变质岩中存在着金刚石、硬玉、蓝晶石及金红石等潜在的矿产资源。     

内蒙古阿拉善北部地区碰撞期和后造山期岩浆作用

本文重点研究内蒙古阿拉善北部地区塔里木板块与华北板块碰撞期及后造山期的岩浆作用。发生于２５１．３Ｍａ左右的热事件是碰撞期Ｃｓ型岩浆作用,仅分布于缝合线之北,其产物不是典型的Ｓ型花岗岩。岩体中片麻理构造及围岩中的透入性劈理是同碰撞期造山作用的构造形迹。发生于２２８Ｍａ左右的热事件是后造山期Ａ型岩作用,源岩是地下壳物质,按源岩差异研究的Ａ型花岗岩分为Ａｓ型和Ａｉ型。前者受陆壳中沉积物混染较强,而后者受     

碰撞后的造山过程及造山带巨量花岗岩的成因

传统上认为造山作用是板块碰撞的结果,即近水平碰撞挤压引起物质的垂向加厚。事实上,许多山脉却是碰撞后“造山”隆升的。     

碰撞造山带超高温变质作用及构造意义——以泛非造山带为例

超高温（≥900℃）变质作用发生在自太古代以来的各个地质历史时期,目前极可能也正发生在青藏高原地壳深部。同时,它也是以冈瓦纳为代表的超大陆在最终拼合时的显著标识,这一关联指示了超高温变质作用与碰撞造山带的密切关系。本文总结了东冈瓦纳内与泛非造山作用有关的典型超高温变质岩的分布、岩石学特征、峰期变质条件、P-T轨迹及形成时代,并简要介绍我们在柴达木地块西段新识别出的泛非期超高温变质作用的基本特征。结合东冈瓦纳超高温变质作用特征和造山带热模拟研究的新进展,本文获得以东冈瓦纳超高温变质作用为代表的碰撞造山带超高温变质作用的几点认识：1）东冈瓦纳麻粒岩地块中的超高温变质岩和普通麻粒岩记录了相似的变质年龄、P-T轨迹以及呈过渡变化的峰期温度,两者可能是同一构造事件的产物,共同组成一个高温-超高温变质岩单元;2）超高温变质作用在东冈瓦纳内部持续了至少超过30Myr,但未见呈大规模的同期或近同期基性岩岩浆出露,指示此处需要的长期热源不是地幔来源岩浆;3）虽然数值模拟能成功呈现加厚地壳被放射元素衰变热加热至超高温条件的情况,且加热及持续时间与东冈瓦纳超高温变质约束的结果相当,但是模拟中需要的高生热值暗示,在自然界中,完全只靠放射性元素衰变生热或许不能让碰撞造山带内达到超高温条件;4）碰撞造山带经历了长期的构造演化,这一过程中,造山带内地壳不太可能同时达到超高温变质条件,这一特征可能反映在P-T-t轨迹的差异上,对这些轨迹的系统研究有助于对超高温变质作用的构造-热过程的理解。     

中央碰撞造山带中两期超高压变质作用：来自含柯石英锆石的定年证据

沿中央造山带存在一条巨大的超高压变质带,其西起阿尔金-祁连,往东经秦岭,延至大别苏鲁,全长超过4000 km.柴北缘片麻岩中含柯石英锆石的SIMS离子探针原位微区U-Pb定年获得超高压变质年龄452±1 3.8 Ma,锆石的退变质年龄419±6.7 Ma.SHRIMP U-Pb定年获得秦岭含金刚石片麻岩中锆石的下交点年龄502±45 Ma,上交点年龄1545±100Ma,认为前者代表超高压变质年龄,后者为原岩岩浆锆石年龄;获得榴辉岩锆石的上交点年龄1381±82 Ma和下交点493±170 Ma,认为上交点代表榴辉岩原岩年龄,下交点代表超高压变质年龄;获得江苏东海县青龙山榴辉岩含柯石英等超高压矿物锆石的年龄为441±9 Ma,449±9 Ma,和442±9Ma,平均444±9 Ma,核部含斜长石+磷灰石锆石年龄为761±13 Ma,认为前者代表超高压变质年龄,后者代表榴辉岩原岩结晶年龄.认为中国中部沿中央造山带中存在两期超高压变质作用,第一期为加里东期,第二期为印支期,两期超高压变质事件在时空分布方面是不同的,加里东期超高压变质事件由西部阿尔金-柴北缘延至东部大别-苏鲁,印支期超高压变质事件没有在大别以西发现.认为中央造山带应是一个多期活动的造山带,较早形成罗德尼亚大陆的格林威尔造山运动可能留下了10亿年左右的构造岩浆事件记录,如中央造山带中大量10亿年左右的花岗岩及基性超基性岩类;罗德尼亚大陆之后第一次裂解作用可能发生在8亿年左右;其后早古生代加里东期的洋盆裂开,蛇绿岩和超高压变质岩石的大量出现是一次十分强烈的板块构造事件,从东到西,沿中央造山带均有分布;加里东期造山事件之后印支期沿该造山带又有一次大的板块裂解和俯冲碰撞作用,表现在勉略蛇绿岩洋壳及大别-苏鲁印支期超高压变质带的存在.中央造山带保留和记录了多期裂解、会聚事件,通过对其解剖,不仅可以认识中国大地构造格局和演化,并由此理解全球的大陆漂移、一系列大裂解和大会聚等重大地质事件.     

造山带火山岩浆作用

造山带火山岩石学研究的主要目的在于重溯造山带的构造-岩浆演化历史.纵观我国以至全球的大陆造山带形成-演化历史,一个造山带往往经历了古大陆裂解、洋陆转换、陆块拼合-碰撞、陆内伸展-盆山耦合和新构造隆升(陆内造山)等众多不同的构造演化阶段,这些不同的构造演化阶段和不同的构造环境均有特定火山岩浆作用与之相伴.因此,我们可以根据造山带形成-演化不同阶段火山岩浆作用的特点来重溯造山带的构造-岩浆演化历史,并进而从更大尺度上加以对比,探索全球动力学乃至比较行星动力学等重大科学问题.本文对造山带火山岩石学研究中的一些重要问题进行了讨论和评述,这些问题包括有:板块内部火山岩浆活动、离散板块边界上的火山岩浆活动、会聚板块边缘的火山岩浆活动.     

造山带岩浆铜镍硫化物矿床深部动力学机制探讨

针对造山带岩浆铜镍硫化物矿床成矿岩浆具有富水、源区不均一、弧岩浆元素特征以及矿床中的硫来源多样的特征,前人提出其成矿动力学模式主要包括地幔柱叠加造山带、板块俯冲和地幔柱相互作用、俯冲交代改造的岩石圈地幔部分熔融、后碰撞伸展阶段软流圈地幔和岩石圈地幔共同作用以及板块断裂引起软流圈地幔上涌减压熔融等多种观点。纵观地球演化历史,经历多期次造山作用,但并不是所有造山带均形成了岩浆铜镍硫化物矿床。因此,造山带中能够形成岩浆铜镍硫化物矿床成矿的关键因素有待进一步明晰。基于上述模式均指向造山带岩浆铜镍硫化物矿床均来源于俯冲交代地幔源区,形成时限滞后于俯冲峰期的研究结果和地质事实,笔者提出了造山带岩浆铜镍硫化物矿床两阶段成矿动力学模式。第一阶段：俯冲期内地幔橄榄岩被俯冲板片形成的硅质熔体交代,交代过程中,俯冲熔体导致Ni等元素从橄榄石中释放以及自身携带硫的释放,从而形成含有斜方辉石和镍硫化物的辉石岩为主地幔源区。第二阶段：俯冲碰撞期结束后,富集辉石和镍硫化物地幔通过拆沉方式进入软流圈地幔发生再次熔融,熔融条件转变成近似无水条件,镁铁质岩浆会分异形成富集亲铜元素形成的硫化物堆晶或岩浆硫化物矿床。区域上深大断裂、韧性剪切带和缝合带作为岩浆通道,是母岩浆脱离熔融源区后岩浆过程的富集通道,源区和岩浆过程共同作用形成造山带岩浆铜镍硫化物矿床。     

柴北缘超高压变质带:从大洋到大陆的深俯冲过程

柴北缘超高压变质带同我国大别-苏鲁造山带类似,同属典型的大陆型俯冲碰撞带.柯石英在榴辉岩和片麻岩中均有发现,且石榴橄榄岩锆石中含有金刚石.本文从岩石学、温压计算、地球化学和年代学四个方面,对此带中的鱼卡、绿梁山、锡铁山和都兰4个榴辉岩和石榴橄榄岩出露地区近些年的研究进展进行了系统详细的综述.与典型的大陆型俯冲碰撞带不同,柴北缘超高压变质带保存了早期陆壳俯冲前发生的洋壳深俯冲的证据.因此,结合现有数据,本文对柴北缘超高压变质带从大洋俯冲到大陆俯冲碰撞的构造演化模式进行了探讨.     

陆—陆碰撞造山带中压型变质作用的pT轨迹——以南秦岭佛坪地区为例

依据石榴石的环带特征反演了南秦岭造山带中压型变质作用的pT轨迹,表明石榴石的环带记录了峰期变质前的温压条件递增过程,其最高温度与最大压力一致,这一过程可能与地壳的持续加厚过程相对应。峰期变质以后即出现有构造作用参与的快速抬升过程,pT轨迹表现为ITD型。这一研究可以加深入们的对造山带发生中压型变质作用过程的理解。     

秦岭造山带内高压榴辉岩变质带与元古宙碰撞作用

在北秦岭造山带的秦岭群中发现两个高压变质带，分别出露于秦岭群的北部和南部边界线之内侧。其中北带内以榴辉岩为主，并伴生有石榴角闪岩、含石榴斜长角闪岩、含多硅白云母及石榴石的长英质片岩；南带中由石榴单辉岩和石榴角闪岩组成。变质作用可分为三个阶段，依次为榴辉岩或石榴单辉岩阶段、石榴角闪岩阶段，斜长角闪岩阶段，前二者是元古宙时期华北和华南板块碰撞中地壳发生了强烈增厚的作用的产物，后者是晚期抬升作用下再现降     

青藏高原碰撞造山带：I.主碰撞造山成矿作用

大陆碰撞与成矿作用是当代成矿学研究的重要前沿。与板块构造成矿作用研究相比,大陆碰撞造山带的成矿作用研究则明显薄弱。文章以青藏高原主碰撞带为对象,研究了印度—亚洲大陆主碰撞过程与区域成矿作用的耦合关系,并初步建立了主碰撞造山成矿模型。研究表明,印度—亚洲大陆主碰撞始于65Ma,延续至41Ma,形成了以藏南前陆冲断带、冈底斯主碰撞构造_岩浆带和藏北陆内褶皱_逆冲带为特征的青藏高原碰撞造山带主体。伴随陆_陆碰撞,在冈底斯带相继发育①壳源白云母花岗岩_钾质钙碱性花岗岩组合(66～50Ma)、② εNd花岗岩_辉长岩组合(52～47Ma)和③幔源玄武质次火山岩_辉绿岩脉组合(42Ma),以及大面积分布的巨厚(5000m)的林子宗火山岩系(65～43Ma),反映深部相继发生大陆碰撞和板片陡深俯冲(65～52Ma)→板片断离(52～42Ma)→板片低角度俯冲(<40Ma)等重要过程。在主碰撞期,初步识别出4个重要的成矿事件:①与壳源花岗岩有关的Sn、稀有金属成矿事件,在藏东滇西形成腾冲Sn、稀有金属矿集区;②与壳/幔花岗岩有关的Cu_Au_Mo成矿事件,在冈底斯南缘形成长达百余公里的Cu_Au矿化带;③与碰撞造山有关的剪切带型Au成矿事件,沿雅鲁藏布江缝合带分布,形成具有较大成矿潜力的Au矿化带;④与挤压抬升有关的Cu_Au成矿事件,形成以雄村大型铜金矿为代表的斑岩型/浅成低温复合型Cu_Au矿床。在综合研究基础上,初步建立了大陆主碰撞造山区域成矿模型。     

弧后碰撞造山作用及其大地构造相

继碰撞造山带模式后，许靖华教授近期又提出一种新型的大地构造相模式，即造山带均由三个大地构造相组成：日耳曼（Alemanide)、摄尔特(Celtide)和类特(Raetide)大地构造相。日耳曼相处于遣山带边缘，为一套浅海沉积地层和磨拉石相地层，大多发生变形，但却未发生变质作用，     

初论板内造山带

讨论了关于板内造山带含义的不同认识。指出板内造山带是一种特殊类型的造山带,而不是板缘造山带或板间造山带持续发展的结果。简要介绍分别发育在４ 个大陆的不同时代的板内造山带,总结板内造山带在区域大地构造位置、造山带构造格局、构造变形与变质作用、岩浆活动与沉积作用、造山带构造演化等方面与板缘造山带的差异。板内造山带形成于相对较老且强硬的岩石圈板块内部,造山带内部构造单元不具有平行于造山带走向分布的特征,即不具有线状构造格局,构造变形具有地台基底乃至整个地壳卷入的厚皮构造性质,同造山区域变质作用微弱,同造山岩浆活动、沉积作用和构造变形均无极性演化趋势。岩石圈拆沉作用（ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ） 可较好地解释板内造山带的火山活动特征。尽管板块间相互作用（ 俯冲或碰撞）所产生的水平挤压应力似乎更易于阐明板内造山带的收缩变形特征;但是,板块间相互碰撞或俯冲产生的边界应力可否有效地被远程传递,尚有待进一步研究和解决。将板块间相互作用的水平应力场与岩石圈纵向物质与能量调整（ 重力、热力等） 因素作综合考虑,可能是解决板内造山带造山作用机制的有效途径     

大陆造山带深熔垮塌的岩石学、地球化学证据:以北大别深熔混合岩为例

北大别位于大别造山带的核部,分布着大量的造山带垮塌时期形成的混合岩,其于理解大别造山带的形成和演化有着重要的意义。北大别混合岩的原岩为TTG（D）岩石,因黑云母和角闪石的脱水熔融诱发深熔作用产生。顺层产出的为富斜长石浅色体,主要矿物组成为斜长石+石英+黑云母±钾长石±角闪石。伟晶岩脉或团块为富钾长石浅色体,主要矿物组成为钾长石+石英±斜长石±黑云母±角闪石。暗色体为变晶结构,主要矿物组成为角闪石+黑云母+斜长石+石英±单斜辉石;其中,暗色矿物角闪石和黑云母常常定向排列,具有明显的溶蚀结构;暗色体中浅色矿物颗粒较小,以斜长石和石英为主,指示部分熔融的残余产物。全岩地球化学特征表明,碱金属元素（Na、K等）、大离子亲石元素（Ba、K、La等）和LREE等优先进入酸性熔体,而相容元素和中-重稀土元素等残留在残余体中。浅色体与本区花岗岩相比,二者都有右倾的稀土配分模式,富集LREE,亏损HREE。但浅色体具有明显的Eu正异常,δEu值为2.48~6.55,而花岗岩则有弱的Eu负异常,并且浅色体中大颗粒斜长石相互构成框架结构,含量明显高于正常花岗岩熔体,表明浅色体更可能是熔体早期结晶的产物。     

碰撞造山带低硅过铝质花岗岩的成因: 以华北孔兹岩带为例

碰撞造山带过铝质花岗岩的类型和成因,与造山带的构造过程和热演化直接相关,值得仔细分辨和研究。华北克拉通孔兹岩带是古元古代碰撞造山带,其东段凉城地区发育大规模过铝质花岗岩,是孔兹岩带超高温构造-热事件的标志性产物之一。与典型的过铝质花岗岩具有高硅低镁铁含量不同,这些过铝质花岗岩具有超乎寻常的低硅、高镁铁特征,其成因机制尚不确定,一直存在不同认识。针对凉城过铝质花岗岩的低硅特征,本文利用前人已发表的全岩主微量元素数据,加上对过铝质花岗岩及共生的超高温麻粒岩中石榴子石的组分分析,以孔兹岩系最普遍发育的杂砂岩全岩成分作为源岩进行相平衡熔融模拟。结果显示,以杂砂岩作为源岩部分熔融形成的原始熔体,即使在超高温条件下(高至1200℃)仍具有很高的SiO₂含量,与过铝质花岗岩中的低硅特征不符。转熔石榴子石的卷入具有野外和岩石学证据,且能够有效地降低花岗岩中的SiO₂含量并提升FeO+MgO含量,但熔体成分不能够满足岩浆高CaO和相容元素Ni含量这一特点。区域上广泛发育的基性小岩体和花岗岩中包裹的基性岩包体指示了可能存在基性岩浆物质的加入,而地球化学组成也支持该假设。因此,凉城低硅过铝质花岗岩,是由杂砂岩部分熔融的熔体、伴随转熔石榴子石卷入和基性岩浆物质加入这三种过程共同作用形成的。印度东高止山、华南大容山、南非开普花岗岩基、青藏高原羌塘地体等地的过铝质花岗岩也存在相似的地球化学特征,指示了碰撞造山带地壳与地幔在物质-能量上相互作用的普遍性。这一过程与造山带拆沉作用、板片撕裂等地球动力学过程中的地幔上涌作用相关。

     

显生宙碰撞造山带超高温变质作用的加热机制：来自二维数值模拟的约束

大量的岩石学证据表明：碰撞造山带中常发育900～1100℃的超高温变质作用。然而,碰撞造山带中如何出现如此极端的超高温条件仍然存在争议。为了更好地理解超高温变质作用加热机制和碰撞造山带中主要热源的相对贡献,我们建立了一系列高分辨率二维热-动力学模型,借此探讨了俯冲大陆岩石圈密度亏损程度、大陆地壳放射性生热率和大陆汇聚速率等因素对碰撞造山过程中超高温变质主要热源的影响。当大陆岩石圈密度亏损(Δρ=ρ_{软流圈地幔}-ρ_{岩石圈地幔})大于50kg/m³时,有利于发生大陆平板俯冲,软流圈地幔无法上涌为地壳物质提供热源;此时,具有较高放射性生热率（>3μW/m³）的地壳可以发生“浅俯冲-折返”型超高温变质作用。而当大陆岩石圈密度亏损小于10kg/m³时,大陆上地壳在深俯冲阶段首先发生超高压榴辉岩相变质作用,随后伴随着大陆岩石圈地幔后撤和软流圈上涌,进而出现以异常高的地幔热流加热为主的“深俯冲-折返”型超高温变质作用。此外,较低的大陆汇聚速率（<1cm/yr）更有利于“深俯冲-折返”型超高温变质作用的产生。将数值模拟结果与特提斯构造域的变质岩石数据和地球物理观测进行对比,我们认为在现今板块构造体制下,由具有密度亏损程度较高的大陆岩石圈平俯冲有利于“浅俯冲-折返”型超高温变质作用的发生,而由密度亏损程度较低的大陆岩石圈俯冲可能导致“深俯冲-折返”型超高温变质作用的产生。