峨眉山玄武岩,峨眉地裂运动与幔热柱

在综合前人研究成果的基础上,根据幔热柱和板块构造理论,本文提出了晚古生代扬子板块西缘－构造活动新模式,认为幔热柱活动与扬子板块在二叠纪的顺时针旋转共同造成了峨眉山玄武岩的时空分布特点,该观点也解释了攀西裂谷为何提前“夭折”的问题。     

峨眉山玄武岩的地幔热柱成因

根据峨眉山玄武岩的岩石组合、岩相学特征将峨眉火成岩省分为盐源-丽江岩区、攀西岩区、贵州高原岩区和松潘-甘孜岩区。通过对研究区二叠世的区域地质背景和古地理环境的分析，对峨眉山玄武岩喷发与地幔热柱的关系及其火山喷发的大地构造背景进行了进一步系统归纳和总结。根据地层学关系大致确定峨眉山玄武岩的主喷发期是阳新世（中二叠）晚期-乐平世（晚二叠）早期，时限大致为259Ma-257Ma。峨眉山玄武岩微量元素地幔标准化曲线特征与OIB基本一致，反映出其成因与地幔热柱活动有密不可分的关系。     

扬子板块西缘中生代—新生代碰撞造山事件的记录:来自峨眉山玄武岩的锆石U-Pb同位素证据

利用LA-ICP-MS测定技术,对扬子板块西缘滇东倘甸一带的峨眉山玄武岩中的锆石进行了U-Pb同位素年龄测定,363个年龄数据的分布范围为(14.9±0.6)~(3 023±50) Ma,跨越地质时代长,其11个年龄峰值为750~850 Ma、~450 Ma、~275Ma、~260 Ma、~247 Ma、~215 Ma、~160 Ma、~120 Ma、~100 Ma、~52 Ma及~35 Ma,反映了峨眉山玄武岩在形成过程中经历地壳物质的混染,形成后受到了后期构造热事件的巨大影响。其中峨眉山玄武岩一、二亚旋回分别形成于(259.9±3.2) Ma及(259.2±3.6) Ma,~275 Ma的玄武岩锆石年龄可能代表峨眉山玄武岩岩浆房的形成年龄及峨眉地幔柱事件导致地壳开始隆升的时间,峨眉山玄武岩形成后,扬子板块西缘依次经历了~247 Ma、~215 Ma、~160 Ma、~120 Ma、~100 Ma、~52 Ma、~35 Ma的构造热事件,这些年龄数据是扬子板块西缘中生代—新生代碰撞造山事件达到温压高峰的时间记录。     

“峨眉地幔柱”对扬子板块和塔里木板块离散的作用及其找矿意义

扬子板块与塔里木板块，目前直线相距约1900km(且末与成都间距离)，但国内许多地学工作者从古生物群和沉积相的相似性，认为早古生代两板块相连或相距不远。本文从中国古生代板块构造演化史中出现的“兴凯地裂运动”和“峨眉地裂运动”，论述扬子板块和塔里木板块离散和汇聚中的运动学特征，从“峨眉地幔柱”理论阐述扬子板块向东漂移的动力学机制。扬子板块在二叠纪与塔里木板块离散并向东漂移的论断若能成立，则为古特提斯在中国境内首先打开提供依据；对全球一些地方(俄罗斯的通古斯、印度的潘加尔)二叠纪玄武岩大面积同时喷发有重大的地球动力学理论意义；研究二叠纪末一三叠纪初生物大绝灭事件具有重要作用；还可在阿尔金地块及其邻区找到攀枝花式的钒、钛磁铁矿及铜、镍、铂等金属矿床，对比四川盆地二叠系生物礁块气藏成藏条件，对塔里木盆地油气藏生成、运聚和保存等条件以及在下古生界寻找大油气田，均有启示作用。     

上扬子西部茅口组灰岩顶部古喀斯特地貌的厘定及地质意义

上扬子西部滇东、黔西茅口组之上多为峨眉山玄武岩所覆盖，长期以来人们一直认为两者不存在沉积间断和地层剥蚀。作者通过野外实地考察和室内综合研究首次系统地厘定上扬子西部茅口组顶部的古喀斯特地貌，其形态多种多样，包括起伏不平的古剥蚀面、溶蚀洼地、溶斗、峰林、溶丘、洞穴以及洞穴充填物和古剥蚀面上红壤土。古喀斯特地貌在一个地区的地质发展中具有重要的意义，它代表了一次地壳上升运动。本区古喀斯特的系统研究不仅丰富了中国古喀斯特研究的内容，而且对确定云南地区东吴运动的存在和峨眉山地幔柱的活动提供了重要佐证。     

扬子板块西缘黄草山和下索子花岗岩体锆石U-Pb年代学研究

对扬子板块西缘泸定—石棉地区黄草山花岗岩体和康定地区下索子花岗岩体中自形锆石,采用205Pb-235U混合同位素稀释法测定了锆石U-Pb年龄。测试结果表明,黄草山岩体中锆石结晶年龄为786±36Ma,下索子岩体中锆石结晶年龄为805±15Ma,表明它们都是晋宁期岩浆活动产物。     

扬子板块西缘北段新元古代花岗岩类的地球化学特征和成因

扬子板块西缘北段新元古代花岗岩类分布较广。它们具有准铝质化学成分（Ａ／ＭＫＣ〈１．０３）;贫Ｂｂ、Ｕ、Ｔｈ、Ｎｂ、Ｈｆ,相对富Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｒ;稀土总量较低,（〈０．７０５０）,δ＾１８Ｏ（〈７．６‰）。这些特征与华南同熔型花岗岩类的值十分相似,反映其源区具有壳－幔混合特点。新元古代花岗岩类的Ｎｄ模式年龄（１．８１～１．１４Ｇａ）介于我初生地壳（１．０Ｇａ）之间,推测这些花岗岩类主要是由上述两端元     

扬子西缘陆内构造转换系统与构造-岩浆-成矿效应

横跨欧亚呈东西延伸的特提斯构造域是全球最重要的有色贵金属成矿带之一,该带向东到达扬子陆块后转向东南,位于转折部位的扬子西缘近年发现系列大型-超大型Cu-Au矿床。以往认为,扬子西缘金沙江—红河大型走滑断裂切穿岩石圈,诱发岩浆上侵,形成富碱斑岩带。本文通过对扬子西缘剑川老君山、鹤庆北衙、姚安老街子—干沟、大姚吁支拉和永仁直苴等多个富碱岩体进行调查和构造应力分析,表明富碱斑岩在沿金沙江—红河断裂两侧分布的同时,也有大量岩体(脉)进入扬子板块内部,沿EW向断裂展布,其成岩成矿年龄为36.87~30.70 Ma,与富碱斑岩带一致,同时岩浆活动表现出由西向东时代变新,碱质增加等自西向东运移的特征;对近EW向岩体(脉)及节理的野外观测和统计分析表明,控岩构造具有东西挤压南北伸展的应力特征,与北西向大型走滑构造配套。由此提出,扬子陆块西缘新生代发育大规模陆内构造转化系统,陆块内部系列富碱岩浆,其形成与深切的NW向大型走滑构造有关,自西而东就位于派生的SN向、EW向次级构造,发育斑岩Cu-Au等成矿作用,成岩成矿与陆内构造转化系统耦合。     

峨眉火成岩省地幔热柱的主要元素及Cr、Ni地球化学特征

峨眉山玄武岩省晚古生代镁铁超镁铁岩可分为苦橄岩—橄榄玄武岩系和玄武岩系等两个岩石系列。它们的常量及微量元素特征均存在区别,这些区别可以通过对比两个岩系的Ni与Cr、MgO、Al2O3的相关关系加以明确。据此估算了峨眉火成岩省地幔、地幔热柱不同部位主元素、Mg#值和Cr、Ni含量,推算出成分接近原始岩浆的玄武岩、苦橄岩类和橄榄岩类分别为地幔7%～15%、25%～40%和 >50%的部分熔融产物。     

扬子板块西缘稀散金属超常富集的地球化学背景

稀散矿产资源作为"三稀"矿产(稀散、稀有、稀土)的重要组成部分,对国民经济、国家安全和科技发展具有"四两拨千斤"的重要战略意义,是新一代信息技术、新能源生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等重点培育发展战略性新兴产业的功能材料和结构材料,也是现代工业、国防和尖端科技领域不可缺少的支撑材料。相对其它大宗金属,稀散金属往往分散难以成矿,需在特殊的地球化学背景下,经过更复杂地质过程才能富集成矿。初步研究表明,扬子板块西缘铟、锗、镓等稀散金属均发生了超常富集,构成了全球罕见的稀散金属聚集区,是研究稀散金属矿床的天然实验室和理想基地,扬子板块西缘具有什么样的特殊地球化学背景才能导致众多稀散矿床聚集。为了解决这一科学问题,本文以扬子西缘为研究区,实测了扬子西缘典型代表区(贵州)的元古界-中生界剖面,系统地对不同时代的地层样品进行了测试。结果表明,元古界地层的Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、Re、Tl均值分别为9. 71×10~(-6)、0. 30×10~(-6)、1. 71×10~(-6)、0. 48×10~(-6)、0. 07×10~(-6)、0. 10×10~(-6)、0. 015×10~(-6)、0. 29×10~(-6);古生界地层的Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、Re、Tl均值分别为14. 70×10~(-6)、0. 35×10~(-6)、2. 36×10~(-6)、0. 23×10~(-6)、0. 06×10~(-6)、0. 08×10~(-6)、0. 014×10~(-6)、0. 69×10~(-6);中生界地层的Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、Re、Tl均值分别为9. 06×10~(-6)、0. 22×10~(-6)、2. 48×10~(-6)、0. 07×10~(-6)、0. 04×10~(-6)、0. 07×10~(-6)、0. 003×10~(-6)、0. 11×10~(-6)。结合稀散元素矿床分布特征,发现扬子板块西缘基底地层(除Ge),稀散元素背景总体不高,早寒武世是重要的稀散元素富集阶段,可能与这一时期发育的黑色岩系成矿系统有关,广泛分布的峨眉山玄武岩层一般有较高的稀散元素背景,可能是重要的矿源,Se或Cd或Ga的赋矿层位与高地球化学背景层位对应关系较好,其它元素虽然对应关系不明显,但赋矿层位下部一般为高背景层,反映了成矿物质浅源或就近的特点。本文只是报道了扬子板块西缘的绝大部分不同时代地层的地球化学背景值,初步探讨了稀散元素地球化学背景与稀散矿床的耦合关系。随着稀散矿床的研究不断深入,更多的地质信息和成矿规律会逐渐被揭示,本研究可为后续以上工作的开展奠定背景基础。     

华北板块早古生代构造-沉积演化

任一特定时期的地质演化都必定源自前期背景,并影响后继地质作用。元古宙的构造特征及晚古生代的地质记录可帮助我们更好地认识早古生代华北板块的构造-沉积演化,这一演化包括4 个阶段。第1 阶段(∈₁-∈₃)以被动陆缘的发育和全球海平面上升为特点,二者叠加形成强烈的相对海平面上升,并在南、北边缘形成早期沉积。第2 阶段(O_1y-O₁l)表现为因洋壳俯冲导致的西南部构造抬升及全球海平面下降,二者结合形成的相对海平面下降在华北中部及西南部形成分布广泛的不整合面及白云岩。第3 阶段(O_1m-O₂)期间,来自南、北的挤压导致以边缘上凸为特点的板块变形,在伴以全球海平面上升的情况下导致轻度的相对海平面上升并形成板块中部局限陆表海的膏岩沉积。第4 阶段(O₃-C₁)则是强烈的南北挤压和全球海平面下降导致华北大陆板块整体鞍状抬升和长期不整合的发育,该不整合在北部及南部的侵蚀作用明显强于中部。     

试论“塔里木-扬子古大陆”再造

扬子古板块在地史演化中,是与塔里木板块靠近还是与华北古板块相近,这是中国大陆再造中长期争论的问题。在前人有限资料基础上,从岩石学、古气候学和古生物学等方面,论证扬子与塔里木古板块内部地质特征的可比性,从构造解析板块边缘造山带的岩石学记录,追踪扬子与塔里木古板块地史演化中的相关性,得出从新元古代至二叠纪扬子古板块多与塔里木古板块靠近,成为一个大陆,我们暂命名为“塔里木-扬子古大陆”。后经“峨眉地幔柱”的作用和“峨眉地裂运动”的拉张,古大陆解体,二板块分离,扬子古板块向东漂移到现今位置。二板块会聚和离散的演化模式若能成立,则涉及到中国一些基础地质科学的重新认识,也对预测大型矿产提供一点新思路。     

扬子板块西缘高家村基性——超基性杂岩(中国西南部四川)新元古代的岩浆活动

新元古代时期高家村侵入杂岩体(简称为GIC)是由一个大岩体(面积为9km×7.5km)和几个围岩组成的,嵌于新元古代盐边群中。其主要岩体的岩石类型呈同心环状带分布。中心是橄榄岩和淡色的辉长岩状物,从中心往边缘的岩石分布序列为:橄榄角闪辉长苏长岩—斑状辉石角闪辉长苏长岩(过渡带)—辉石角闪辉长苏长岩+角闪辉长岩+闪长岩。有的围岩由一种岩石类型(橄榄岩,辉长岩,闪长岩或者花岗岩)组成,而有的围岩则由不同的岩石(橄榄岩+闪长岩+花岗岩)组成。上部地层受到污染,在主要岩体的外围和围岩中可发现许多的片岩捕虏体和混合岩。所有的基性—超基…     

扬子板块北缘新元古代构造属性的岩浆事件制约

黄陵地区新元古代侵入杂岩可为研究扬子板块北缘新元古代构造演化过程及其深部动力学机制提供关键信息。依据岩石组合及分布特征,可将黄陵杂岩划分为黄陵庙岩套、三斗坪岩套、大老岭岩套和晓峰岩套四个单元。本文以黄陵杂岩的围岩崆岭杂岩中花岗片麻岩、黄陵庙黑云母花岗岩和三斗坪闪长岩为研究对象,在系统的野外地质和岩石学研究基础上,开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析。结果表明,崆岭杂岩花岗片麻岩原岩年龄为1978±13 Ma,且记录了2.5 Ga的构造-热事件。黄陵庙黑云母花岗岩和三斗坪闪长岩分别形成于815±9 Ma和813±6 Ma,与黄陵庙岩套和三斗坪岩套的侵位时限基本一致。综合分析本次研究结果与前人资料,认为黄陵杂岩主要形成于863～794 Ma,为新元古代早期岩浆活动的产物。通过综述区域地质和地球化学研究资料,认为黄陵杂岩形成于新元古代早期活动大陆边缘的构造环境,提出扬子板块北缘在新元古代早期经历了长期的俯冲-增生造山过程。     

扬子地台西缘新元古代TTG的厘定及其意义

对原划为新太古代古元古代康定杂岩的雅江桥片麻状奥长花岗岩、花滩奥长花岗岩和磨盘山花岗岩的地球化学分析表明,其具有低Mg#、Na2O>K2O,轻重稀土元素强烈分异,无或略具微弱的负Eu异常,低YbN、Cr、Ni、V、Nb、Ta、Ti,高Ba,Sr变化较大,与TTG类似。雅江桥奥长花岗岩的SHRI MP锆石U-Pb年龄测定结果为778±11Ma。初步认为本次工作所选的康定杂岩为形成于新元古代的TTG花岗岩。结合TTG的形成环境和前人研究成果,认为扬子地台西缘新元古代花岗岩是板块俯冲环境体制下玄武质洋壳部分熔融的产物。     

华北板块早古生代构造-沉积演化

 任一特定时期的地质演化都必定源自前期背景,并影响后继地质作用。元古宙的构造特征及晚古生代的地质记录可帮助我们更好地认识早古生代华北板块的构造-沉积演化,这一演化包括4 个阶段。第1 阶段(∈₁-∈₃)以被动陆缘的发育和全球海平面上升为特点,二者叠加形成强烈的相对海平面上升,并在南、北边缘形成早期沉积。第2 阶段(O_1y-O₁l)表现为因洋壳俯冲导致的西南部构造抬升及全球海平面下降,二者结合形成的相对海平面下降在华北中部及西南部形成分布广泛的不整合面及白云岩。第3 阶段(O_1m-O₂)期间,来自南、北的挤压导致以边缘上凸为特点的板块变形,在伴以全球海平面上升的情况下导致轻度的相对海平面上升并形成板块中部局限陆表海的膏岩沉积。第4 阶段(O₃-C₁)则是强烈的南北挤压和全球海平面下降导致华北大陆板块整体鞍状抬升和长期不整合的发育,该不整合在北部及南部的侵蚀作用明显强于中部。     

扬子台地西缘早、中三叠世古地理重建

扬子台地西缘由于构造的逆冲推覆与平移走滑而受到严重破坏,因此,对其古地理重建就不能简单地依据现今露头岩相分布原封不动地来拟定古地理格架。为此,本文尝试采用"构造岩块分析法",对这些位移了的岩块(断块)进行构造复位后,再编制旱、中三叠世古地理复原图,重建其古地理演化格架。扬子台地西部边缘在早三叠世发育了进积的碳酸盐粒浅滩,滩后为海湾或局限台地,滩前为碳酸盐缓坡;中三叠世时,边缘的南、北段有差异,北段滩前由缓坡(早世)演化成末端变陡的碳酸盐缓坡,而南段则发展成镶边陆架。     

华南在Rodinia古陆中位置的讨论——扬子地块西缘变质-岩浆杂岩证据及其与Seychelles地块的对比

沿扬子地块西缘出露的一系列变质杂岩的构造性质及形成时代是分析华南地块大地构造属性的关键。这些杂岩均被初始为低角度的正断层所围限 ,具有变质核杂岩的构造性质 ,其剥露时间在177Ma左右。目前 ,对这一区域几个代表性杂岩体进行的系统的岩石学和地球化学分析表明 ,这是一套主体为与俯冲板块有关的岛弧型岩浆杂岩 ,其形成时代从 72 6～ 86 4Ma ,时间跨度在 10 0Ma以上。证明这些岩石的形成与地幔柱作用无关。上述结果与最近在Madagascar东北缘、Seychelles岛及印度的Malani的一条类似的变质岩浆杂岩带的地球化学与地质年代学研究结果完全吻合 ,这个构造带被解释为一条沿Mozambique洋东缘的巨大的向东俯冲的安第斯型俯冲 岩浆岛弧带。据此我们推测在Rodinia古大陆中 ,华南地块位于印度板块东北缘 ,其南东则可能与澳大利亚相接。     

扬子板块俯冲的构造加积楔

在总结大洋板块俯冲形成加积楔的基础上，对大别－苏鲁造山带内部及北缘浅变质岩进行了系统的研究，指出它们是扬子大陆板块俯冲的构造加积楔，这些浅变质岩既有产出在造山带北缘，也有少量出露在超高压变质带的内部，它们均形成于前印支期扬子板块北缘，主体为低绿片岩相变质的复理石相沉积岩和少量侵入岩，并遭受了与造山带超高 为质岩相同的加里东－印支期构造热事件的改造，具有板块俯冲过程中被刮削下来的构造残睛－加积楔的形成机制和特征。垂向剖面上，这些浅变质岩原岩主要由表层浅海复理石相沉积岩系和下伏陆壳基底岩石（花岗质侵入体－变质中基性杂-岩大理岩组合）两部分组成，而超高压变质岩原岩主要为扬子板块北缘的俯冲击壳基底岩石，将构造加积楔形成理论纳入到印支期扬了变质岩及构造加积楔形成过程的时空耦合关系，确定子扬子板块俯冲加积楔不同构造部位浅变质岩的构造组合特点，探讨了扬子板块俯冲过程中构造加积楔形成的动力学过程。