中国大陆科学钻探主孔榴辉岩类岩石退变质过程——对超高压变质地体隆升的启示

中国大陆科学钻探的实施，揭示了深俯冲陆壳的三维结构。超高压变质岩的岩相学详细观察，发现榴辉岩类岩石占0—2000米岩心的60％。大多数榴辉岩的原岩具有长期居留地壳的历史，但是分布在607～783米附近的石榴单斜辉石岩，在成因上与石榴橄榄岩关系密切。从矿物成分，岩石化学特征上看他们构成超镁铁-镁铁质的岩浆杂岩，是俯冲过程中，地幔物质加入于深俯冲的岩片并一起遭受超高压变质作用。榴辉岩质的片麻岩，部分相当于所谓的副片麻岩，在主孔也占一定的地位。实际是中酸性成分的火成岩超高压变质的产物。花岗质片麻岩有多种类型，根据其中所夹的角闪黑云片岩残留体看来大部分应属角闪黑云斜长片麻岩选择性部分熔融的产物。榴辉岩类的变质演化可分为3个阶段。第一阶段(M1约230—240Ma)是超高压变质的峰期，其证据是石榴石、绿辉石、金红石中均发现柯石英的微粒包裹物，石榴橄榄岩中的钛斜硅镁石是其超高压变质历史的见证。第二阶段(M2，226—219Ma)早期退变质阶段，超高压变质岩退变为高压榴辉岩相和角闪岩相岩石，冠状体和后成合晶的生长是此阶段的标志，这些特征性结构反应了岩石的不平衡和再平衡的历史，说明了超高压变质地体的快速隆升。后来(219～180Ma)超高压变质地体长期处于中下地壳，在流体影响下，榴辉岩质片麻岩退变成的黑云角闪斜长片麻岩及绿帘黑云(角闪)片麻岩，他们经选择性部分熔融或经超临界流体的K交代作用转变为黑云角闪二长片麻岩(即所谓正片麻岩)。其中多含有铈褐帘石，成分环带明显，La／Ce=0．42—0．72，且边沿均有绿帘石的边，代表后期叠加的绿帘钠长角闪岩相退变质。第三阶段(M3：170—180Ma)以糜棱岩和构造角砾岩的出现为特征，代表与二次隆升的脆韧性脆性变形的过渡，这些构造岩的基质普遍发育绿泥石、阳起石和方解石，说明了绿片岩相的退变质。所有上述3期的变质作用均与榴辉岩所经历的构造过程相关。显微结构分析可以揭示结晶作用和变形作用之间的相对时序。基于现今已发表的同位素年代学数据可以将苏鲁地区中生代不同阶段的变质作用与构造过程相互联系起来。CCSD主孔所见的变质演化和相关的变形事件对中国大陆中生代大陆动力学提供如下启示；可以肯定华北和杨子两个板块在三叠纪的碰撞(-240Ma)必然引起巨量地壳物质深俯冲至地幔深度，发生超高压变质。超高压变质岩的早期退变质是一个绝热隆升的过程，而后长期滞留中下地壳，发生部分熔融，接着引发进一步的隆升导致伸展体制，伴随以绿帘钠长角闪岩至绿片岩相的退变质。     

中国大陆科学钻探（CCSD）高压超高压变质岩中石英脉流体包裹体初步研究

初步的岩相学和冷热台显微测温表明，CCSDHP—UHP岩石中石英脉和后期碳酸盐脉中含有3种流体包裹体：盐水溶液(NaCl-H2O)包裹体(Ⅰ类)、NaCl-CaCl2-H20(Ⅱ类)和N2-CH4纯气相(Ⅲ类)包裹体，其中Ⅰ类盐水溶液包裹体可进一步分为中高盐度盐水溶液包裹体(Ia)、中等盐度盐水溶液包裹体(Ib)和低盐度盐水溶液包裹体(Ic)，而Ⅲ类为CCSD中首次发现：Ia、Ib和Ⅱ型流体包裹体主要以原生或假次生形式赋存在榴辉岩的石英脉或石英颗粒中，在角闪岩相的片麻岩及其石英脉中均未观察到，显示它们可能主要被捕获于榴辉岩的减压重结晶或退变质阶段，而Ic型包裹体分布广泛，表明其主体可能是在超高压变质岩折返过程的最晚阶段捕获的；N2-CH4纯气相包裹体均为原生包裹体，主要呈孤立和小群状与Ia和Ib类包裹体分布于榴辉岩中条带状石英脉中，可能主要是在高压-超高压榴辉岩相变质条件下被捕获的；CCSD榴辉岩中石英脉的主体形成于板块折返有关的减压重结晶和退变质，而片麻岩中石英脉则主要来源于角闪岩相及其后期退变质作用；榴辉岩和片麻岩中石英脉流体包裹体的组成和地球化学特征存在明显区别，但它们各自相似于其寄主岩石中的石英颗粒中包裹体，说明CCSD中HP—UHP岩石在板块折返过程中释放出的变质流体没有经过大规模的迁移。     

柴达木北缘鱼卡-落凤坡榴辉岩-片麻岩单元的变质变形深化

鱼卡-落风坡榴辉岩-片麻岩单元位于柴北缘HP/UHP变质带的西段.微构造分析和岩相学观察显示,榴辉岩及相关岩石经历了3期与俯冲和折返作用有关的变质变形阶段:①前榴辉岩相阶段,变质变形组构主要以包裹体的形式保存在具有生长环带的石榴子石核部,矿物组合为Ep Pl Amp,并局部显示出S形或反S形分布的特征,反映与俯冲作用有关的变形组构以不对称的旋转应变为特征.②榴辉岩相变质变形阶段,以绿辉石、多硅白云母等矿物围绕石榴子石定向分布为特征,构成榴辉岩相条件下的面理和拉伸线理.缺乏明显的不对称组构,显示榴辉岩相的变形作用以共轴变形为特征.③后榴辉岩相变质变形阶段,以角闪石、斜长石等矿物的定向分布为特征,其变形组构主要存在于围绕榴辉岩透镜体分布的退变榴辉岩(角闪石化榴辉岩)和围岩中,与区域上占主导地位的片麻岩中角闪岩相的变形构造一致,与榴辉岩的折返作用有关.榴辉岩及相关岩石的变质变形演化代表了鱼卡-落风坡榴辉岩-片麻岩单元从俯冲到折返的构造热历史.     

大别山榴辉岩的包裹体研究

本文对大别山榴辉岩流体包裹体进行了研究。包裹体成分以ＮａＣｌ－Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ、ＮａＣｌ－ＣＯ２－Ｈ２Ｏ为主，是在退变质的角闪岩相和绿片岩相条件下捕获的。从变质高峰期至退变质晚期，包裹体成分演化由氧化向还原转化。熔融包裹体的发现，说明榴辉岩在形成过程中伴随局部深熔作用。通过流体包裹体研究，对大别山榴辉岩抬升过程ｐ－Ｔ－ｔ轨迹进行了探讨，认为是一等温降压过程。     

柴达木北缘鱼卡-落凤坡榴辉岩-片麻岩单元的变质变形演化

鱼卡－落凤坡榴辉岩－片麻岩单元位于柴北缘HP/UHP 变质带的西段。微构造分析和岩相学观察显示,榴辉岩及相关岩石经历了3期与俯冲和折返作用有关的变质变形阶段：①前榴辉岩相阶段,变质变形组构主要以包裹体的形式保存在具有生长环带的石榴子石核部,矿物组合为Ep+Pl+Amp,并局部显示出S形或反S形分布的特征,反映与俯冲作用有关的变形组构以不对称的旋转应变为特征。②榴辉岩相变质变形阶段,以绿辉石、多硅白云母等矿物围绕石榴子石定向分布为特征,构成榴辉岩相条件下的面理和拉伸线理。缺乏明显的不对称组构,显示榴辉岩相的变形作用以共轴变形为特征。③后榴辉岩相变质变形阶段,以角闪石、斜长石等矿物的定向分布为特征,其变形组构主要存在于围绕榴辉岩透镜体分布的退变榴辉岩（角闪石化榴辉岩）和围岩中,与区域上占主导地位的片麻岩中角闪岩相的变形构造一致,与榴辉岩的折返作用有关。榴辉岩及相关岩石的变质变形演化代表了鱼卡-落凤坡榴辉岩-片麻岩单元从俯冲到折返的构造热历史。     

大别山-苏鲁超高压变质带的矿物学和岩石学研究进展

本文总结了近年来大别山 苏鲁超高压变质带的矿物学和岩石学进展。针对大别山 苏鲁超高压变质带中的区域片麻岩围岩是否经历超高压变质的问题 ,研究者在常规岩石学和矿物学手段不能奏效的情况下 ,引入显微喇曼光谱测试 ,最终在各种类片麻岩的锆石中发现柯石英、硬玉和雯石等高压和超高压矿物包裹体 ,证明大别山 苏鲁超高压变质带中的大多数岩石曾与榴辉岩一起被俯冲到地幔深度 ,后又一起回返到地表。在喇曼光谱的测试过程中 ,发现锆石中的柯石英包裹体有 0～ 2 3 0 0MPa不等的现时晶内超压 ,并证明这种晶内超压是超高压变质岩回返过程中 ,柯石英向石英转化而导致的体积膨胀造成的。研究者在产于青岛仰口榴辉岩的石榴子石中发现大量单斜辉石、金红石和磷灰石出熔 ,精细的晶体化学和岩石学研究证明出熔前的石榴子石形成于大于 70 0 0MPa的压力条件 ,说明苏鲁地区的部分陆壳岩石可能曾被俯冲到大于 2 0 0km深的地幔。岩石学研究发现产于桃行地区的榴辉岩在角闪岩相区域退变质之前 ,在 4 0～ 5 0km的浅部地幔深度发育有一期高压麻粒岩相 过渡榴辉岩相变质。进一步研究发现这期变质是由于峰期的多硅白云母在回返到 4 0～5 0km深的浅部地幔时脱水熔融导致的     

大别—苏鲁超高压变质带内的块状榴辉岩及其构造意义

大别—苏鲁超高压(> 27× 108Pa) 变质带内的榴辉岩, 在大陆深俯冲、碰撞和折返剥露过程中, 大都遭受了强烈的变形和变质作用的重置与再造.但是, 大型榴辉岩体核部以及包裹于大理岩和石榴橄榄岩体内部的块状榴辉岩, 往往保留其初始简单的矿物组合、中-细粒状变晶结构和块状构造.详细地分析了块状榴辉岩的几何学、岩相学及变质作用特征, 指出它们是超高压榴辉岩递进及多期变质变形分解作用的残留体, 位于尺度不同的弱应变域内, 是大陆深俯冲及碰撞作用的真正记录.      

吉林榆树河子、黄泥河子地区变质深成侵入体的地球化学特征及其地质意义

吉林榆树河子、黄泥河子地区主要岩性为变质深成侵入体。测区内确定了三种类型花岗质片麻岩,通过其岩石化学及地球化学特征的研究对本区变质深成侵入体的形成环境、成因提出了新的认识,样品微量元素地球化学特征表明,太古宙变质深成侵入体是通过俯冲的玄武质板片的部分熔融形成在热的板块构造俯冲带中,岩浆来源于下地壳,并且含有地幔物质及较老的大陆地壳物质参与到岩浆源区中。稀土元素地球化学特征也显示了壳幔混源型岩浆的特点,为重塑测区地质演化历史提供了较系统的资料。     

北秦岭松树沟及其邻区高压-超高压榴辉岩的确定及其构造地质意义

详细的岩相学观察和激光拉曼矿物包裹体研究,在松树沟及其邻区秦岭群片麻岩中的榴闪岩和斜长角闪岩透镜体中发现了石榴石+绿辉石的典型榴辉岩相矿物组合,以及指示超高压变质的微粒柯石英包裹体,表明北秦岭松树沟及其邻区是超高压变质作用的产物。北秦岭松树沟超镁铁质岩体旁侧的榴闪岩一直以来都存在着接触交代变质(黄月华等,1984)、麻粒岩相变质(钱加慧等,2013)和退变榴辉岩(刘良等,2013;Zhang et al.,1999)等多种成因观点。本次研究在该榴闪岩的基质矿物角闪石的核部、石榴石变斑晶的幔部包裹体及锆石包体中都发现了残留绿辉石,而且发现石榴石变斑晶保存了很好的进变质矿物包裹体和主、微量元素成分环带,表明松树沟榴闪岩为榴辉岩相退变质的产物,至少经历了从角闪岩相到榴辉岩相再到角闪岩相的三阶段顺时针p-T演化。另外,采用激光拉曼光谱分析方法,对丹凤地区秦岭群片麻岩的多个榴闪岩和斜长角闪岩透镜体进行了详细的锆石包裹体矿物学分析,在其中的一个斜长角闪岩的锆石中发现了超高压矿物柯石英,表明该斜长角闪岩为超高压榴辉岩退变质的产物。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,得到松树沟榴辉岩的峰期变质年龄为(500±8)Ma,原岩结晶时代为(796±16)Ma;得到丹凤地区斜长角闪岩的峰期变质时代为(498±3)Ma,同时得到~450 Ma和~420 Ma两期退变质事件年龄;得到斜长角闪岩的围岩片麻岩的变质年龄为(502±4)Ma。其中榴辉岩和斜长角闪岩的~500 Ma的变质年龄分别来自锆石的石榴石+绿辉石以及柯石英包体的微区,应代表本区高压-超高压榴辉岩相变质的年龄。该年龄与秦岭岩群中已发现的官坡含金刚石榴辉岩(~500 Ma,杨经绥等,2002;陈丹玲等,2011)、清油河含金刚石斜长角闪岩(490±5.8 Ma;Wang et al.,2014)的峰期变质年龄一致,也与秦岭岩群区域片麻岩的~500 Ma的变质时代在误差范围内完全一致(刘良等,2013;Diwu et al.,2014),表明松树沟及其邻区榴辉岩与北秦岭造山带已发现的高压-超高压变质岩石一起都应是古生代大陆深俯冲作用的结果。     

大别山下地壳岩石及其深俯冲

本文对大别山下地壳岩石的主要组成及其变质岩石学和年代学特征进行了系统总结,并首次报道了作者等最近在罗田穹隆中发现的镁铁质下地壳岩石俯冲变质成因的榴辉岩及其有关片麻岩的 SHRIMP 锆石 U-Pb 同位素年代学的最新研究成果。大别山这种不寻常的镁铁质下地壳俯冲成因榴辉岩为研究大陆深俯冲和陆壳物质再循环以及对地幔不均一性的影响提供了重要对象和可能性。根据阴极发光图像及矿物包体组合,罗田榴辉岩中继承锆石可分为两种即具有岩浆结晶环带的岩浆锆石和含有石榴子石 紫苏辉石 斜长石等麻粒岩相变质矿物包体的变质锆石,而且这两种继承锆石常具有舍石榴子石 绿辉石等榴辉岩相矿物包体的增生边。SHRIMP U-Pb 定年结果表明,继承岩浆锆石的~(206)Pb/~(238)U 年龄为791±9Ma、含麻粒岩相矿物包体的继承变质锆石的~(206)Pb/~(238)U 年龄为794±10Ma、含榴辉岩相矿物包体的锆石增生边的~(206)Pb/~(238)U 年龄值为212±10Ma。罗田榴辉岩的围岩——含石榴子石英云闪长质片麻岩中锆石的 CL 图像具有特征的核-幔-边结构即表现为继承岩浆锆石核-高压变质幔-退变质增生边,高压变质幔给出罗田片麻岩中印支期高压变质的精确年龄为218±3Ma。因此,罗田榴辉岩的原岩时代与早期麻粒岩相变质时代一致,均为晚元古代,证明华南陆块北缘晚元古代岩浆板底垫托的存在。而且,大别山下地壳岩石参与了印支期大陆深俯冲,但与南大别带具有不同的折返过程即前者经历了麻粒岩相退变质过程。此外,北大别带榴辉岩的印支期峰期变质时代(212±4Ma)比南大别带年轻(226±3Ma),这可用大陆叠瓦式深俯冲模式来解释。     

Komatiites: new information on the type locality (Barberton), and some new ideas

Archean serpentinites in the Komati river valley, South Africa, have distinctive crystal textures and volcanic features which distinguish them from normal coarse-grained serpentinites. They are interpreted to represent peridotite lavas erupted into a deep submarine environment.     

同步辐射X射线能量色散法与新矿物——罗布莎矿的测试

同步辐射X射线能量色散法以其高能量微射束,对微小矿物和包裹体的晶体结构分析有着独特优势.以在BNL-NSIS-X17C对新矿物罗布莎矿的测试为例,阐述其基本原理特点及其方法.     

New media, the new economy and new spaces

This paper counters proponents of the ‘weightless economy’ who have suggested the ‘death of distance’ in relation to economic and social activities that use the worldwide web (WWW). An analysis of new media developers in New York’s ‘Silicon Alley’ demonstrates that place and distance are still important. The most important aspect of this co-location is the possibility of social interaction. This paper points to the value of analysis of the material practice of the social (and the economic and cultural). The notion of ‘untraded dependencies’ is developed through looking at its manifestation and constitution in the specificity of space, time and economic activity.     

对冀北晚更新世地层的新认识

冀北晚更新世地层划分为迁安组与马兰组。迁安组形成于整个晚更新世 ,以河流相沉积为主 ,早期为温暖气候环境 ,晚期为寒冷气候环境 ,可划分为两个生物组合类型。马兰组形成于晚更新世晚期 ,为寒冷干旱气候环境下多种成因形成的一套堆积物     

A new view on neotectonics

Conclusion Neotectonics — the discipline examining the youngest history of the Earth in terms of geotectonics — should be complemented by aspects based on other geological sciences (geochemistry, geophysics) as well as geography and geodesy. From the viewpoint of the Earth's history, neotectonics can be regarded as a discipline studying, above all, the Earth's crust and the changes that occurred there in the time span from the Badenian to the Recent. For this reason, the last phase of the Alpine geotectonic stage, which extended from the Oligocene to the base of the Lower Badenian, should be termed pre-neotectonics.     

对大道尔吉铬铁矿床成因的新认识

大道尔吉岩体为一肢解的蛇绿岩残片,由两个单元组成,一为堆晶杂岩,另一为地幔橄榄岩。堆晶杂岩包括三个岩浆旋回,每一旋回均表现出由超镁铁质向镁铁质演化的特点。工业铬铁矿产于堆晶杂岩第三旋回底部的纯橄岩-含辉纯橄岩中,而产于地幔橄榄岩中的铬铁矿为数甚微。矿体主要由各种浸染状的铬铁矿石组成。矿体的围岩为纯橄岩且两者逐渐过渡。副矿物铬尖晶石与造矿铬尖晶石的成分相似。上述特征表明大道尔吉铬铁矿床系堆积成因,明显地区别于地幔橄榄岩中的豆荚状铬铁矿。大道尔吉铬铁矿床为我国一个与蛇绿岩堆晶杂岩有关的典型铬铁矿床。     

跨入新世纪 迎接新挑战

本文分析了21世纪铀矿地质科研面临的新形势，提出今后工作的总体方针是认真贯彻中央精神，具体落实中核集团提出的目标任务，在成矿理论的创新与发展，传统与非传统矿产资源的勘查与开发利用，矿业开发与环境保护的协调发展等研究领域有新的突破。文章强调了大规模成矿作用及大型矿集区预测研究的重要性，认为应加强学科交叉和学术交流活动，争取良好的政策环境，保持必要的投资强度，培养和造就一批年轻的技术骨干和学科带头人，以崭新的姿态迎接21世纪的挑战。     

浅层地基土应用的新途径

本文通过考察目前对浅层地基土的强度和变形研究现状及应用方法，提出了既能够利用浅部低强度地基土作为高层建筑基础的持力层，又能够反映土和工程结构之间相互作用，同时具备简单、方便、经济、安全等特点的土层围压应用。通过试验测试、工程实践效果证明了这种应用的合理性及有效性。     

基于气候干燥度的青藏高原多年冻土区分类新方案

采取综合分析与主导因素相结合的原则, 阐明了青藏高原各大地貌单元的大气环流及自然景观特征, 描述了高原多年冻土形成和分布格局. 基于综合地域分异规律, 以年降水量和干燥度(蒸发/降水)作为主要指标, 并参考年平均气温、气温年较差及年平均空气湿度等, 结合地形因素将高原多年冻土划分为: 湿润型、亚湿润型、半干旱型、干旱型和极干旱型五种类型, 并对各类多年冻土的代表性地区的冻土特征分别进行论述. 该分类方法适合于小比例尺的冻土测绘和制图.     

Historical seismicity on the southern margin of the Siberian craton: new data

We discuss historical evidence for seismicity on the southern margin of the Siberian craton collected from old local newspapers. The reported earthquakes vary in magnitude from M = 2.5 to 4.5, and their macroseismic locations agree well with the regional tectonic framework. The new data prove seismic activity in the area and can be used in seismic risk assessment.