北秦岭元古代构造格架与演化

秦岭造山带是经历了多阶段的多陆块长期裂解、拼合的复合型造山带。最新的地质、地球化学和同位素年代学综合研究共同揭示沿商丹带分布有中新元古代蛇绿岩,并伴生有与板块俯冲碰撞作用相关的弧后盆地、岩浆弧、高压变质作用,表明北秦岭于中元古代末—新元古代初曾发展成为类似于现代板块构造体制的活动大陆边缘,出现板块向北俯冲消减、弧后盆地的生成和蛇绿岩构造侵位及其后的碰撞造山作用。     

大陆弧岩浆幕式作用与地壳加厚:以藏南冈底斯弧为例

大陆弧岩浆带位于汇聚板块的前缘,记录了洋陆俯冲过程和大陆地壳生长过程,是研究壳幔相互作用的天然实验室.越来越多的研究发现,大陆弧岩浆的生长与侵位并不是均一的、连续的过程,而是呈现阶段性、峰期性特征,即幕式岩浆作用.弧岩浆峰期与岩浆平静期相比,岩浆增生速率显著增强,易于发生岩浆聚集,继而形成大的岩基,如北美西部科迪勒拉造...     

有关内蒙古西拉木伦带古生代-早中生代构造环境的讨论

针对近年来对华北板块与南蒙微大陆碰撞时限与演化历史的争论,本文通过内蒙古西拉木伦河两侧双井-杏树洼一带不同时期地质体的解析,反演了与古生代-中生代构造演化有关的三段历史:(1)由杏树洼组和所裹挟的蛇绿岩块组成的小苇塘岩片记录了早古生代末弧前盆地演化的历史;(2)由早二叠世末期侵位的中-基性岩墙和中二叠世的克德河砂砾岩充填的断陷盆地显示了板块碰撞造山后年轻陆壳经受的伸展作用;(3)中二叠世和中三叠世伸展背景下的岩浆活动,根据兴蒙造山带乃至中亚造山带岩浆活动的研究,结合前人对双井地区的研究成果,认为控制这一岩浆活动的是幔源岩浆上涌的底侵作用,而不是"同碰撞"的挤压-汇聚环境,因此花岗岩的形成不能作为板块碰撞时间的约束。     

冈底斯弧的岩浆作用：从新特提斯俯冲到印度亚洲碰撞

位于青藏高原南部的冈底斯岩浆弧形成于中生代新特提斯大洋岩石圈的长期俯冲过程中,而且在印度与亚洲大陆碰撞过程中叠加了强烈的新生代岩浆作用,是世界上典型的复合型大陆岩浆弧,已经成为研究汇聚板块边缘岩浆作用和大陆地壳生长与再造的天然实验室。基于对现有研究成果的总结,我们将冈底斯岩浆弧的岩浆构造演化划分为5个阶段：第1阶段发生在晚白垩世之前,以新特提斯洋岩石圈长期正常俯冲和钙碱性弧岩浆岩的发育为特征;第2阶段发生在晚白垩世时期,以活动的新特提斯洋中脊发生俯冲和强烈的岩浆作用与显著的新生地壳生长为特征;第3阶段发生在晚白垩世晚期,以残余的新特提斯大洋岩石圈俯冲和正常弧型岩浆作用为特征;第4阶段发生在古新世至中始新世,以印度与亚洲大陆碰撞、俯冲的新特提斯洋岩石圈回转和断离,及其诱发的幔源岩浆作用、新生和古老地壳的强烈再造为特征;第5阶段为发生在晚渐新世到中中新世的后碰撞阶段,深俯冲印度岩石圈的回转和断离,或加厚岩石圈地幔的对流移去导致了加厚下地壳的部分熔融和埃达克质岩石的广泛发育,同时伴随幔源钾质超钾质岩浆作用。冈底斯弧岩浆作用与岩浆成分的系统时空变化很好地记录了从新特提斯洋俯冲到印度亚洲大陆碰撞的完整构造演化过程。     

白云鄂博洋板块地质与成矿作用初探

提出全球规模最大的白云鄂博稀土矿受亚洲洋向华北克拉通北缘俯冲的洋板块地质演化控制.探讨了白云鄂博地区亚洲洋洋板块地质构造发育过程、亚洲洋向华北克拉通北缘俯冲过程中相继发育的新元古代,早、晚古生代俯冲增生杂岩带的地质构造特征.探讨了白云鄂博稀土矿成因,认为稀土矿成矿碳酸岩岩浆产在华北克拉通北缘的所谓特殊的远端弧后构造环境（far backarc settings）,也有人称为远离弧后背景或者变形的大陆边缘环境（deformed continental margins）,不在大洋俯冲过程中发育的岩浆弧环境中.相对于大陆边缘弧,远端弧后构造环境位于向克拉通或向弧后更远的位置,它是控制白云鄂博深部成矿物质向浅部地表运移聚集成大型矿床、矿集区的关键储运空间.远端弧后构造环境远离大洋汇聚带或俯冲带向大陆或向弧后位置的克拉通边缘上,即在华北克拉通北缘岩石圈与亚洲洋造山带的岩石圈分界上的伸展构造中,受大规模岩石圈不连续系统或深切岩石圈的断裂带系统控制.成矿碳酸岩岩浆可能来自携带大量铁与REE的亚洲洋洋壳沉积物,于晚元古-早古生代向华北克拉通俯冲消减到华北克拉通陆下岩石圈地幔SCLM深循环过程中,在深切华北克拉通边缘的岩石圈的不连续构造系统中出溶形成岩浆碳酸岩及其携带的REE矿床.      

辽南变质核杂岩饮马湾山和赵房岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

辽南变质核杂岩形成于晚中生代华北岩石圈伸展和减薄背景下,其演化过程分为三个阶段：第一阶段（约130Ma）,在伸展作用下辽南地区发育拆离断层及其下伏韧性剪切带;第二阶段（130~120Ma）,同构造花岗质岩体的主动侵位影响了拆离断层的演化;同时在124Ma变质核杂岩的构造-岩浆活动达到峰值;第三阶段（113Ma之后）花岗质岩体在较浅层次侵位于停止活动的拆离断层带。辽南变质核杂岩发育与演化过程在年代学意义上揭示了华北板块晚中生代时期的区域性岩石圈伸展与减薄过程。本文认为由伸展后期侵位的赵房岩体所记录的拆离断层停止的时限（113Ma）可以作为华北岩石圈强烈构造岩浆活动的转捩点,113Ma之前华北板块广泛发育变质核杂岩、拉分盆地等一系列伸展构造,之后则以平稳的隆升和冷却过程为主。     

关于发展洋板块地质学的思考

为揭示造山带物质组成和结构构造,发展洋板块地质学,阐明大陆形成演化过程和动力来源,应用板块构造理论和地质学方法,对造山带俯冲增生杂岩带、蛇绿岩带等大洋岩石圈板块地质建造、结构构造进行系统研究,寻找俯冲带岛弧前弧火成岩组合;研究洋板块初始俯冲过程中,从前弧玄武岩到玻安岩、高镁安山岩,再到弧拉斑玄武岩和钙碱性熔岩的岩浆作用分阶段递进演变历史,以揭示洋盆向大陆转化的原始弧性质和前弧火成岩组合及洋陆转换过程,为建立和发展洋板块地质学奠定科学基础.     

洋板块地质研究进展

中国存在多个时代、多种类型的造山带,发育了多种多样的俯冲增生杂岩带,经历了复杂多变的洋陆转换过程,如何揭示包括洋内演化和洋陆转换等的造山过程一直是一个难题。为此,中国区域地质志项目组提出了洋板块地质研究,试图通过对造山系俯冲增生杂岩带、蛇绿岩带等洋岩石圈地质建造、结构构造进行系统研究,再造洋岩石圈从洋中脊形成到海沟俯冲消亡、转换成陆的地质作用全过程。本文介绍了洋板块地质提出到现今主要的研究进展,包括四个方面。一是,初步建立了洋板块地质格架,洋板块地质的研究包括俯冲增生杂岩的物质组成、蛇绿岩类型及其形成的构造环境、洋板块沉积组合和洋板块地层、岛弧火成岩组合、洋陆转换的过程和机制、洋-陆转换过程与成矿作用等重要内容。二是,识别出北山牛圈子—马鬃山、嘉荫—依兰、陈蔡、东昆仑布青山—阿尼玛卿、鹰扬关、大洪山、甘孜—理塘、新余神山—新干神政桥等中国陆域62条主要的俯冲增生杂岩带/增生杂岩带。俯冲增生杂岩带是认识、理解造山系时空结构、组成和演化的关键。三是,在祁连地区识别出较为完整的洋内弧岩石组合。洋盆演化形成大陆过程中的洋内俯冲带是大陆的诞生地,洋内俯冲作用形成的洋内弧是洋盆演化形成大陆的初始弧。洋内弧火成岩组合序列的发现为研究洋陆转换过程提供了岩石学依据。祁连造山带是洋板块地质研究的经典地区之一。研究显示,当金山出露完整的洋内弧岩石组合,这些岩石记录了洋内弧从初始俯冲到发育成熟的全过程,为探讨祁连造山带原特提斯洋构造演化提供了新的依据。四是,制定了洋板块地质构造图编图方案,编图内容主要包括俯冲增生杂岩带、岩浆弧、高压-超高压带、俯冲期和碰撞期构造形变要素和构造演化等。编图单元分为三级:一级为俯冲增生杂岩带;二级为岩片;三级包括基质和岩块。编图过程中需要明确岩浆弧的性质和归属,明确图面上某一岩浆弧与哪个蛇绿混杂岩或大洋配套。图面上对于构造要素的表达重点是区分俯冲和碰撞阶段。通过构造变形的时态、相态、位态研究,识别俯冲期和碰撞期的构造变形形迹。这是洋板块地质初步的研究成果,以俯冲增生杂岩带的研究为基础,探讨特提斯洋等大洋的演化、中国东部古太平洋/太平洋转换与中新生代成矿关系等重大基础地质问题是洋板块地质研究下一步的工作方向。目前,洋板块地质的研究还处于试点阶段,洋板块地质与成矿的成因联系等重大地质问题尚需今后更深入地研究。     

青藏高原新生代形成演化的整合模型——来自火成岩的约束

深部过程是青藏高原演化的主导因素,其他地质过程都可以看作是对深部过程的响应。因此,一个构造旋回(阶段)的地球动力学事件链可以概括为深部地质过程—幔源岩浆活动—壳源岩浆活动—陆壳增厚—地表隆升—表层剥蚀与沉积,其中幔源岩浆活动的研究成为追索青藏高原演化历史的关键环节。据此,青藏高原演化的关键性时间坐标为80、45、27、17、9和4Ma。青藏高原新生代火成岩具有三种展布形式:与雅鲁藏布缝合带平行的岩浆带、沿深大断裂展布的岩浆带和藏北离散性岩浆分布区,它们分别受控于大陆碰撞、大规模走滑和岩石圈拆沉构造体制,且都受控于印度—亚洲软流圈汇聚过程。据此,文中提出了一个描述青藏高原演化的整合模型:南北向地幔对流汇聚控制了岩石圈块体的相对运动,并最终导致印度—亚洲大陆的碰撞和沿碰撞带的大规模岩浆活动;碰撞之初(白垩纪末期),大陆岩石圈块体的刚性属性有利于应力的远程传递和块体旋转,沿块体边界分布的大型走滑断裂控制了岩浆活动的发生;随着挤压过程的持续进行,岩石圈块体的受热和变形,高原岩石圈的重力不稳定性增加,最终导致拆沉作用和软流圈物质的大规模上涌以及藏北高原的离散性岩浆活动。在高原演化中,岩石圈拆沉作用具有重要意义,许多地质事件的发生都与此有关。同时,软流圈的汇聚还导致软流圈物质的向东挤出,并因此造成青藏高原岩石圈的向东挤出和晚新生代的伸展构造。     

板块构造学说面临的挑战

板块构造学说揭示了海底扩张和板块的水平运动现象,阐明了与板块边界相联系的岩浆活动。但大量资料表明地球历史上岩石圈板块与软流圈是同步耦合运动的,而不是在软流圈上滑移。全球扩张与俯冲的不对称性现象也是不吻合于板块构造理论所期望的。安第斯弧作为洋陆俯冲的典范在地球物理和地球化学上均缺少证据。对于与俯冲带相关的弧后引张、大陆增生、地壳物质返回地幔和成矿作用方面均存在较多的问题。大火成岩省所揭示的岩浆活动现象超越了板块构造的格局,并发生在整个地质历史时期和更广泛的地域范围。大火成岩省学说所解释的大陆增长、地壳物质返回地幔和成矿作用过程完全不同于板块构造学说。驱动地幔柱的深地幔对流假说允许岩石圈板块与下伏软流圈一起运动,吻合铅同位素所揭示的岩石圈与软流圈长期耦合的规律。     

蛇绿岩就位机制及时限

蛇绿岩就位机制可以划分出4种:1)碰撞仰冲型:被动大陆边缘或岛弧与洋壳碰撞时,俯冲到一定深度的硅铝质物质在浮力作用下折返,并上驮相对完整的大洋岩石圈残片到达地表;2)增生底垫型:洋底、海沟沉积物及海底较高地形的上层物质从俯冲板块上刮削下来,持续底垫到上覆板块之下,使大洋岩石圈残片逐渐被动抬高;3)俯冲剥离型:断裂发育相...     

青海尖扎—同仁地区隆务峡蛇绿岩的形成时代及意义——来自辉长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄的证据

隆务峡蛇绿岩位于青海省同仁县,大地构造位置处于西秦岭和南祁连造山带的结合部位。蛇绿岩年代学对于研究造山带构造演化和恢复古洋-陆板块构造格局至关重要。对隆务峡蛇绿岩中的辉长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,206Pb/238U加权平均年龄为250.1Ma±2.2Ma(MSWD=0.7),代表了辉长岩的结晶年龄,表明隆务峡蛇绿岩是晚二叠世—早三叠世西秦岭与南祁连之间古洋盆扩张过程中岩浆活动的产物。而呈岩株侵入到蛇绿岩中的花岗闪长岩的年龄(244Ma±1.4Ma)晚于蛇绿岩中辉长岩的年龄,但早于区域上大量存在的印支期花岗岩,可能记录了蛇绿岩的侵位时代。     

The emplacement of giant ophiolite nappes I. Mesozoic—cenozoic examples

The occurrence of ophiolite nappes has been considered evidence for the siting of ancient subduction zones. A study of the detailed stratigraphy and plate motions associated with Upper Mesozoic to Pliocene ophiolite nappes of the Pacific, Indian and Mediterranean shows that transcurrent faulting during changes in relative plate motions is the major cause of initial ophiolite nappe emplacement. Giant ophiolite nappes are not related to subduction zones or island arcs.     

西藏罗布莎-泽当蛇绿岩体的构造产出与侵位机制探讨

对西藏雅江缝合带中的罗布莎-泽当蛇绿岩体进行了详细的野外构造考察和室内组构研究工作,查明了蛇绿岩体的产出特征及与不同围岩的接触关系,确定了两条围限岩体的大型逆冲型韧性剪切带(DFT和DFR)的性质,识别出蛇绿岩侵位过程中经历过早期由北而南仰冲和晚期由南而北倒转推覆两期构造运动,指出两条控制岩体的大型韧性断层非同时形成,不是MCT的反冲断层,提出研究区蛇绿岩侵位新的演化模式,为蛇绿岩侵位机制的探讨提供了新的依据.     

Ophiolite and associated rocks in four settings: Relationships to subduction and collision

Ophiolites in different tectonic settings are underlain and overlain by characteristic rock units which bear similar relationships to each other and to the ophiolite. Consideration of these relationships in three settings, an active arc (Burma), a continental margin (Oman) and an island ridge-basin system (Cyprus) suggests that in all three settings they resulted from ophiolite detachment at a spreading ridge in a narrow oceanic basin with passive margins. In Burma and possibly in Oman and Cyprus, detachment was related to regional compressive stress associated with an earlier collision. Following detachment and loss of the spreading system, perhaps accompanied by deposition of stratiform sulphides, the rock relationships can be explained by subduction of the remnant oceanic basin beneath the ophiolite forming an island arc, accretion of continent-derived turbidites in front of and beneath the ophiolite, and collision of the ophiolite and overlying volcanic arc with a passive continental margin. Subsequent collision-related events include emplacement of serpentinite diapirs, rise of mud matrix melange and its extrusion as debris flows, elevation of a foreland ridge, and subsidence of a basin on the internal side of the ridge. In Taiwan, olistostromes with local ophiolite clasts in the Lichi mélange could be explained as debris flows of extruded mud-matrix mélange diapirs, generated by tectonic burial of wet sediments during collision-related back-thrusting.     

Paleoproterozoic arc and ophiolitic rocks on the northwest-margin of the Trans-Hudson Orogen,Saskatchewan, Canada: their contribution to a revised tectonic framework for the orogen

A new lithotectonic framework for the northwestern Reindeer Zone of the Trans-Hudson Orogen divides rocks into five northwest- to north-dipping volcano-sedimentary assemblages: (1) at the structural base, the 1.92–1.87 Ga largely sedimentary Levesque Bay Assemblage (partly equivalent to former ‘MacLean Lake gneisses’), which lies within the confines of the Kisseynew Domain and is tectonically imbricated with metasedimentary rocks of the <1.85 Ga McLennan and Burntwood groups; (2) the turbiditic Duck Lake Assemblage, also located along the northern edge of the Kisseynew Domain; it contains detrital zircons ranging in age between 1.92 and 1.87 Ga; (3) the ?1.92 Ga mafic–ultramafic volcano-plutonic Lawrence Point Assemblage of the La Ronge Domain; (4) the ≥1.88 Ga felsic to intermediate volcano-plutonic Reed Lake Assemblage of the La Ronge Domain; and (5) the turbiditic Milton Island Assemblage of the Rottenstone Domain, which contains detrital zircons ranging in age between 2.83 and 1.86 Ga. The assemblages are intruded by a variety of 1.91–1.78 Ga mafic to felsic plutons.The Lawrence Point Assemblage is interpreted as a dismembered supra-subduction zone ophiolite. High-MgO refractory harzburgite (‘Group 1’ ultramafic rocks), at the structural base of the assemblage, is geochemically identical to the upper mantle section of selected supra-subduction zone ophiolites and mantle tectonites. Chromite and olivine compositions of the ‘Group 1’ ultramafic rocks are also comparable to those of ophiolitic harzburgite and mantle tectonite. Mafic metavolcanic rocks of the assemblage are classified as subalkaline tholeiitic basalts. Their trace element patterns and Hf, Ta, Th, Y, Nb, and La element ratios resemble those of modern back-arc basin basalts. The Reed Lake Assemblage represents a subduction-generated arc complex that was built on top of the Lawrence Point Assemblage; its mafic metavolcanic rocks are subalkaline basalts, with calc-alkaline trends, and elevated Th and Ce concentrations and negative Nb anomalies. Feldspar porphyry dykes intruding the Lawrence Point and Duck Lake assemblages constrain timing of Lawrence Point ophiolite emplacement onto the Duck Lake Assemblage to 1.86–1.84 Ga. The trace element geochemistry of the dykes suggests continued arc volcanism after ophiolite emplacement. Mafic metavolcanic rocks of the Levesque Bay Assemblage are geochemically similar to those of the Lawrence Point Assemblage. Other ultramafic rocks (peridotite to pyroxenite) are abundant in the Lawrence Point Assemblage, but have similar geochemistry to small ultramafic bodies intruding the Reed Lake, Duck Lake and Levesque Bay Assemblages. They represent a separate, later phase (?1.86 Ga) of ultramafic plutonism, which post-dates ophiolite emplacement.Timing of Lawrence Point ophiolite emplacement (between 1.86 and 1.84 Ga) and geochemistry of later felsic and mafic/ultramafic volcanism suggest that the Lawrence Point ophiolite and overlying Reed Lake arc assemblage were not accreted to the Hearne Craton prior to 1.86 Ga, but were first accreted to the Flin Flon–Glennie Complex after 1.86 Ga.     

新疆蛇绿岩就位机制

蛇绿岩是古代大洋岩石圈的残片 ,但它并不代表正常的洋壳 ,也不能无条件的与现代大洋进行对比。因为蛇绿岩形成环境具有多样性 ,既可以形成于大洋 ,也可以形成于洋中脊、弧后盆地、弧前盆地、岛弧、被动大陆边缘或小洋盆等。蛇绿岩可以形成于多种构造环境 ,在就位机制上也应存在多样化 ,依据新疆实际 ,将蛇绿岩分为 5种就位机制即 :克拉麦里型 (特提斯型 )、特克斯型 (环太平洋型 )、阔克萨勒型 (底辟型 )、唐巴勒型 (过渡型 )、西昆仑仰冲型 (特罗多斯型 )等     

新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩E-MORB型镁铁质岩的地球化学、年代学及其地质意义

新疆西准噶尔地区是古生代经过俯冲-增生形成的复合造山带,该地区分布有多条蛇绿岩带,其中之一的西准噶尔达拉布特蛇绿岩被认为是最大的一条蛇绿岩带,可能代表了古亚洲洋壳的残余。本文的资料显示蛇绿岩带内的镁铁质岩呈现出N-MORB、E-MORB和似OIB的地球化学特征,通过对阿克巴斯套岩体中的浅色辉长岩LA-ICP-MS锆石年龄测定,获得达拉布特蛇绿岩E-MORB型镁铁质岩的年龄为302±1.7Ma。鉴于达拉布特蛇绿岩中E-MORB和似OIB型镁铁质岩成因的复杂性,结合前人研究成果,对辉长岩锆石U-Pb年龄所代表的意义存在两种可能性：（1）E-MORB型和似OIB型镁铁质岩可能是弧后盆地扩张后期的产物,代表蛇绿岩的年龄,其表明西准噶尔地区可能晚石炭纪还有洋盆存在;（2）E-MORB型镁铁质岩是蛇绿岩消亡阶段由于扩张脊和俯冲带碰撞作用而形成的弧前海山,形成时代晚于达拉布特主体蛇绿岩,但其成因与蛇绿岩的演化密切相关。本文侵向于第二种可能性,认为新疆北部晚石炭-早二叠可能仍存在活动陆缘,俯冲作用仍然存在,扩张脊俯冲形成的板片窗效应导致地幔楔、俯冲板片和沉积物等熔融促使基性岩浆向长英质酸性岩浆转变,从而引发了二叠纪大规模玄武质岩浆底侵,导致了该时期的构造-岩浆-成矿-造山作用的发生。