华南地块西南缘格林威尔期区域构造解析

从构造变形的角度入手,通过观察华南地块西南缘前震旦纪各岩石单元野外露头上的变形特征,运用构造解析方法,识别出不同期次变形构造的形态和位态特征及其在空间上的组合关系,划分变形构造的世代,结合近年来年代学研究成果,确定不同期次变形构造形成时代。研究表明,在华南地块西缘基底岩石单元中,发育格林威尔期的变形构造,其构造形迹东西向展布,该期构造变形的强度,在康滇地区各岩石单元中具有不均匀性,在野外露头上见到的格林威尔期小型紧闭、倒转褶皱主要分布在攀枝花周边的基底岩石单元中,而其南部的滇中地区,同期的褶皱构造相对较弱。根据格林威尔期构造位态特征,推断形成该期变形构造的构造运动方向为南北向的挤压运动。     

对海南岛大地构造特征的新探索

当前对海南岛大地构造的认识主要有槽台说、地洼说、岛弧说和板块构造说,所有这些观点,包括活动论的板块构造都是建立在以垂直升降运动为主的固定论的基础上的,都认为地层和岩石,特别是花岗岩都是原地形成的,并依此建立了多阶段、多旋回的地质-构造旋回或地槽、地台、地台活化(或地洼)的发展阶段和演化历史,集中体现了活动与稳定相互转化的递进过程。当我们重新分析研究已有资料并采用新全球动力学理论和抽拉构造形成褶皱带、造山带模式的理论来重新认识海南岛的大地构造时,以上观点都值得商榷。研究发现:(1)海南岛前白垩系的所有地层都存在顶底不清、接触关系不明并常呈断层接触,岩石地层的建立不符合相关规范,不能按时代先后顺序建立全岛统一的地层柱,也不能按时代顺序和不整合上下关系建立地质-构造旋回和大地构造发展阶段;(2)组成全岛最广的岩石是片麻状花岗岩,与沉积-变质岩占多数的大陆褶皱带(造山带)明显不同,具片麻状、混合岩化的花岗岩实属太古宙的TTG岩套,它不是侵位于相邻的前白垩系地层中的侵入岩,而是以抽拉-逆冲-推覆出地表的岩片构造;(3)全岛岩石地层按接触关系自下而上可划分出5个岩片构造系统:原地系统、准原地系统和3个外来系统,并以此为依据划分出海南岛的构造单元;(4)海南岛所属的一级构造单元是青藏高原涡旋-甩出-热核反应构造体系,二级构造单元为南海-海南岛旋扭涡旋构造区,三级构造单元为海南岛旋卷-扭动构造及其内部的砥柱构造;(5)砥柱状隆升与南海基性火山岩中的热点相复合,是海南岛异常突出海面的根本原因,属原地系统;(6)不同岩片构造系统按抽拉构造的方式叠置堆垛在砥柱状-热点构造之上是海南岛大地构造的基本特征;(7)海南岛的大地构造发展史只能从中生代晚期开始。     

东昆仑金水口地区格林威尔期超高温麻粒岩

格林威尔期构造事件是了解罗迪尼亚超大陆形成的关键。本文报道了东昆仑造山带东段金水口地区古生代花岗岩中新发现二辉麻粒岩包体,其峰期变质矿物组合为单斜辉石+紫苏辉石+钙长石+石英+磁铁矿。通过锆石U-Pb测年,我们确定二辉麻粒岩样品的峰期变质年龄为995±34Ma,并受到泥盆纪(～417Ma)构造热事件的叠加改造。利用单斜辉石-斜方辉石温压计估算出该区二辉麻粒岩变质峰期温度867～1079℃,压力46～89kbar,属于低压超高温变质的温压范围,可能形成于高地温梯度的岛弧环境。该二辉麻粒岩是首次在东昆仑地区发现的格林威尔期超高温麻粒岩,代表罗迪尼亚超大陆汇聚过程中低压高温变质的产物。该发现对了解东昆仑造山带前寒武纪基底的构造属性和起源有重要意义。     

梵净山区格林威尔期造山带与Rodinia超大陆

贵州梵净山区有保存完好、发育齐全的中元古代的地质记录 ,是扬子陆块晚前寒武地质研究的理想场所和重要窗口。现有地质和同位素年代学等资料表明 ,该区存在格林威尔期造山带 ,其形成时间为ca 10 0 0Ma±。它同原始江南造山带一起成为华南Rodinia超大陆的组成部分 ;对其进行探讨 ,必将促进我国Rodinia超大陆聚合、裂解及其演化的研究 ,并具有重大的科学意义。     

海南岛地壳演化的基本特征

本文系采用历史分析法对海南岛的沉积建造、岩浆建造、变质作用、构造型相进行分析.可将其地壳演化划分为前地槽、地槽、烛台、地洼四个发展阶段;采用动力分析法把具有成生联系的构造成分归为一起。作者认为海南岛存在着古北东,古东西、北北东、南北构造系和环状构造系:用历史和动力综合分析法全面探讨海南岛地壳演化与构造格局变迁特点。可得出结论:其前地槽发展阶段受北东古构造系控制,于地槽发展阶段叠加了东西古构造系:地洼初动期北北东构造系又疊加在东西古构造系之上并产生复合;地洼激烈期北北东向构造系与东西构造系产生联合环状构造系:地洼余动期的东西构造系和南北构造系又先后叠加在环状构造系之上.海南岛地壳在长期复杂多阶段的演化过程中,曾几经左,右旋交替的剪切作用,最终导致形成海南岛环形块体.     

海南岛前寒武纪基底组成及演化

海南岛位于欧亚板块、印度板块和太平洋板块的交接部位, 区内构造复杂.根据沉积地层学、岩石学、岩石地球化学、同位素年代学等研究成果综合分析, 海南岛存在元古代的古老变质基底, 以九所-陵水断裂为界, 可进一步划分为南部的三亚块体和中北部的五指山块体.二者的基底组成及特征明显不同, 三亚块体的基底属南海-印支地块的一部分.五指山块体在早元古代末期地壳初步固结, 形成古陆的雏形; 中元古代大规模构造热事件(1.63Ga、1.4Ga) 形成了海南岛中北部地区成型的、稳定的结晶基底; 晚元古代(0.95Ga) 构造活动相对和缓, 已固结成型的古陆局部增生.此间深大断裂即开始活动并控制前寒纪基底构造格局和演化, 五指山块体的空间范围几乎遍及整个海南岛中北部地区.      

海南岛前寒武纪地层的确定其大地构造演化

通过钐—钕同位素测定,抱板群中的斜长角闪片岩、混合花岗片麻岩及其中的暗色包体等时线年龄分别为1.7Ga、1.4Ga和2.9Ga.用单矿物铅同位素测斜长角闪片岩、混合花岗片麻岩年龄分别为1.1～1.2Ga和940Ma.铷—锶全岩等时线法测得抱板群斜长角闪片岩和石碌群、抱板群中的云母片岩为1.3Ga和1.2Ga。因此,海南岛存在着前寒武纪地层,其中,具有花岗—绿岩且含有玄武质科马提岩组合的抱板群是前寒武纪结晶基底或前地槽构造层.石碌群是地槽早期发展阶段形成的构造亚层。海南岛大地构造演化经历了前地槽(X)、地槽(Ⅰ)、地台(Ⅱ)、地洼(Ⅲ)等多个发展阶段。     

海南岛前寒武纪地壳构造演化

在系统总结和分析前人成果的基础上，运用前寒武纪地质学新理论和同位素代学方法，对海南岛前寒武纪地壳的组成，时代和演化进行了研究和讨论，初步将海南岛前寒武纪基底岩系划分为中新太古宙紫苏花岗岩－片麻岩系，琼西古中元古宙绿岩系和中元古宙花岗岩类以及石绿新元古宙变质沉积－火山岩系等３种地质实体，并将前寒武纪构造演化划分为新太古宙结晶基底形成，古中元古宙陆壳断裂，中元古宙俯冲造山和新元古宙裂陷－冰川事件４大演     

三亚石榴霓辉石正长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄:对海南岛海西-印支期构造演化的制约

在海南岛南端的三亚地体上发现了一些石榴霓辉石正长岩,其矿物学及岩石地球化学特征表明,它们是硅饱和的过碱性侵入岩,富集大离子亲石元素(Rb ,Th ,U ,K ,Pb)和轻稀土元素,具有较明显的Nb ,Ta ,Ti,Sr,Ba ,Eu ,P负异常,重稀土含量相对较高且分异不明显;Sr,Nd ,Pb同位素组成与EMⅡ型富集岩石圈地幔类似。锆石的SHRIMPU Pb测定给出11个分析点的2 0 6Pb/ 2 3 8U年龄为2 37～2 5 1Ma,加权平均值为2 4 4±7Ma。根据这些资料,揭示了三亚过碱性正长岩是在中三叠世由于岩石圈拆沉、软流圈上涌导致减薄后的富集岩石圈地幔在较浅深度(<6 0km)因增温减压而发生低度的脱水部分熔融而形成。强调三叠纪时海南岛属于后造山伸展环境,是海西期造山事件连续演化的结果,不应划分出独立的印支期造山事件或印支旋回。提出三亚地体可能于晚二叠世通过九所—陵水断裂的大规模右旋走滑而移置到和琼中地体相邻。指出海南东南部存在一条北东向的三叠纪富碱侵入岩带,该岩带可能延伸到广东罗定—福建明溪。认为华南三叠纪时可能也属于后造山环境     

Geochronology and Geochemistry of Mafic Dikes from Hainan Island and Tectonic Implications

Abstract: In the present study, the major and trace element compositions, as well as Sr, Nd isotopic compositions and K-Ar age data in mafic dikes from Hainan Island, China, have been analyzed. Whole-rock K-Ar dating yielded a magmatic duration of 61–98 Ma for mafic dikes. Mafic dikes have a very high concentration of incompatible elements, for example, Ba, Rb, Sr, K, rare earth elements, and especially light rare earth elements (LREE), and negative anomalies of Nb, Ta, and Ti in the normalized trace element patterns. The initial 87Sr/86Sr ratios and εSr(t) of the mafic dikes are 0.70634–0.71193 and +27.7 to +112.2, respectively. In the 87Sr/86Sr versus εNd(t) diagram, the Hainan Island mafic dikes plot between fields for depleted mantle and enriched mantle type 2. All these characteristics show that the mantle (source region) of mafic dikes in this area experienced metasomatism by fluids relatively enriched in LREE and large ion lithophile elements. The genesis of Hainan Island mafic dikes is explained as a result of the mixing of asthenospheric mantle with lithospheric mantle that experienced metasomatism by the subduction of the Pacific Plate. This is different from the Hainan Island Cenozoic basalts mainly derived from depleted asthenospheric mantle, and possibly, minor metasomatised lithospheric mantle. This study suggests that the Mesozoic and Cenozoic lithospheric revolutions in Hainan Island can be divided into three stages: (1) the compression orogenesis stage before 98 Ma. The dominant factor during this stage is the subduction of the ancient Pacific Plate beneath this area. The lithospheric mantle changed into enriched mantle type 2 by metasomatism; (2) the thinning and extension stage during 61–98 Ma. The dominant factor during this stage is that the asthenospheric mantle invaded and corroded the lithospheric mantle; and (3) the large-scale thinning and extension stage after 61 Ma. The large-scale asthenospheric upwelling results in the strong erupting of Cenozoic basalts, large-scale thinning of the lithosphere, the southward translating and counterclockwise rotating of Hainan Island, and the opening of the South China Sea.     

海南屯昌为火山岩构造属性及其年代学研究

海南屯昌变火山岩与下古生界长英质片岩互层产出,其原岩为钙碱性粗安－安山岩和流纹岩组合,它们与海相碎屑岩一想构成岛弧环境的沉积－火山岩系。岩石化学特征表明,该变火山岩系属于岛弧区玄武质岩浆分异的产物,而玄武质岩浆产生则与富集型MORB地幔（FMM）经历中等程度部分熔融有关。变火山岩Ti相对于Zr和Y严重亏损可能与岛弧区俯冲深度有限相关,而其εNd（527Ma）（8．3－9．9）与P、Ti、Nb、K、Ba、Sr和Ce负异常一并指示交代富集型地幔源区（可能为EMII）的特点。锆石U－Pb年代学证实屯昌变火山岩形成于527Ma,并经历过印支期热－构造事件的叠置改造,通过研究变火山岩系将为约束海南岛及其邻区特别是特提斯域构造演化事件提供某些重要信息。     

海南岛高峰、保城地区花岗岩年代学、地球化学特征及构造意义

海南岛南部地区遍布晚中生代花岗岩,高峰、保城岩体即为其中的典型代表。应用同位素地质年代学和岩石地球化学分析方法,测得两岩体的年龄分别为(105. 4±3. 7) Ma和(105. 8±2. 4) Ma,岩石硅、碱含量中等,铝饱和指数分别为0. 95～1. 03和1. 05～1. 30,轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏程度较高,高场强元素亏损,大离子亲石元素富集。斜长石含量> 19%,角闪石含量> 3%,石英含量﹤32%,P2O5与Si O2呈负相关,表明高峰、保城花岗岩体属于Ⅰ型花岗岩。海南岛南部晚中生代花岗岩的大量形成并非孤立现象,该地区早白垩世安山岩-流纹岩组合和白垩纪沉积序列与花岗岩一起构建起较为完整的安第斯型大陆边缘弧体系,而且这一活动陆缘体系在岩石组合、展布和演化特征上与时代大体相当的浙闽地区活动陆缘体系存在明显区别,在区域构造意义的研究中值得给予特别关注。     

海南岛北部古生界时代:碎屑锆石U-Pb年代学约束

海南岛古生界主要分布于南部三亚地块,并在琼中地块零星出露。相对于三亚地块,琼中地块内的古生界由于缺乏古生物化石证据及精细年代学数据,其地层划分及时代归属问题一直广受争议,严重限制了对海南岛北部古生代构造属性的认识。目前,利用沉积岩碎屑锆石年龄限定地层的沉积时代已得到广泛应用。本文在野外地质调查基础上,对海南岛北部邦溪、儋州、琼海等地区原划属为古生界的相关样品进行了锆石激光U-Pb年代学研究。锆石U-Pb年代学分析表明:于邦溪地区原划为奥陶系南碧沟组中采集的变质砂岩和儋州、琼海地区原划为志留系陀烈组中采集的变质砂岩的碎屑锆石给出的最年轻206Pb/238 U表观年龄分别为373、352和369 Ma,其年龄谱系与屯昌地区二叠系砂岩相类似,总体上年龄峰值为370 Ma左右,另外在约447、980、1 969~1 520和2 681~2 328Ma呈现次要峰值。结合其他资料,本文认为前人在海南岛北部划属的下古生界中至少有部分岩石应划属石炭系—下二叠统。上述研究丰富了海南岛古生界的年代学资料,也为海南岛构造演化等问题提供了新的约束。     

琼西南三叠纪基性岩脉年代学、地球化学特征及其构造意义

琼西南东方中沙农场发育有基性岩脉,主要由斜长石、单斜辉石和少量角闪石组成。其LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测试表明,该岩脉形成年龄为(242.2±2.6) Ma,和东部地区辉绿岩脉的形成年龄一致。该基性岩脉w（SiO₂）=52.39%~53.44%,w（K₂O+Na₂O）=5.02%~5.71%,具富钾(w（K₂O）=2.45%~3.29%)和高K2O/Na2O值 (0.91~1.63) 特征。该基性岩脉富集轻稀土元素和大离子亲石元素(LIL),轻微Eu负异常(δEu=0.76~0.84),Sr、P弱负异常,明显亏损高场强元素Nb、Ta、Ti。海南约240 Ma的基性岩脉可能来源于被流体交代的地幔源区,形成于华南-印支陆块碰撞后伸展构造环境。     

海南岛中生代红色盆地地层

对海南岛中生代红色盆地中８条地层剖面进行了详细研究，以火山岩作标志层，划分为南美组、洪帽组／临高组、报万组，统称鹿母湾群。根据生物总貌和同位素年龄，定其时代为晚侏罗世到晚白垩世。     

海南岛白垩纪古地磁结果及其构造地质意义

对海南岛地区白垩系鹿母湾组和报万组碎屑岩219个独立定向岩芯样品(29个采点)的岩石磁学和古地磁学研究表明,白垩纪的碎屑岩以赤铁矿为主要载磁矿物。逐步热退磁分析表明,绝大多数样品可分离出特征剩磁分量。综合前人的结果,获早白垩世特征剩磁方向D=6.5°,I=42.7°,κ=73.4,α95=8.2°;晚白垩世特征剩磁方向D=6.7°,I=44.7°,κ=125.5,α95=5.4°。其早白垩世古纬度24.8°(+6.2°/-5.8°),晚白垩世古纬度26.3°(+4.6°/-4.0°);均位于现在地理位置以北约5°～6°。与华南板块东南缘白垩纪的古地磁数据对比表明,晚白垩世海南地块仍是华南板块的一部分。海南岛白沙断裂东西两侧早白垩世古地磁数据的差异,表明存在一个北东向的构造走滑带,白沙断裂可能是华南沿海北东向构造带的南延部分。海南岛白垩纪古地磁结果也表明,相对印支地块,海南岛在早白垩世时发生了25°左右局部顺时针旋转。推测此局部旋转很可能与晚侏罗世—晚白垩世早期,印度洋开始第一次海底扩张,印度板块向北运动有关。     

海南岛几个重大基础地质问题的探讨

海南岛有无泥盆纪地层？有无加里东运动？有无加里东期花岗岩？历来是大家关注和争论的焦点问题。在１：５万昌江县幅和邦溪幅地质调查研究中,笔者对上述问题进行了探讨,并取得了一些重要进展：首次在海南岛发现珊瑚化石Ｃｙｓｔｏｐｈｒｅｎｔｉｓ ｋａｌａｏｈｏｅｎｓｉｓ Ｙｕ,结合旋回地层学研究主为,在昌江县鸡心－鸡实一带南好组（Ｃ１ｎ）中下部可能存在中晚泥盆世地层;首次发现并圈定了加里东期花岗岩体,时代为３６     

海南岛中酸性岩浆活动与成矿作用关系探讨

海南岛位于我国环太平洋构造--岩浆成矿带的重要地段。根据岩石和同位素特征分析,认为海南岛海西—印支期的中酸性侵入岩可分为S型和I型两种成因的花岗岩,燕山期为I型花岗岩。由于复式岩体多次多阶段侵位,晚阶段的岩浆活动对早阶段岩石进一步改造并溶萃其中的成矿物质,形成大量的富含成矿物质的流体,构造应力体制转换及反复多次应力集中—释放过程式,在有利的空间位置成矿。根据中酸性侵入岩的控矿作用和对海南岛成矿规律的认识及DPIS成矿预测系统对岛内成矿远景区的预测,划分了与中酸性侵入岩有关矿床的成矿远景区,指明了多金属矿找矿方向。