西准噶尔地区洋陆转换时代:来自锆石U-Pb定年与Lu-Hf同位素的约束

中亚造山带西部的西准噶尔地区是古生代洋陆构造转换最显著的地区之一,但是关于该地区洋陆转换的具体时间和地壳演化至今仍存在诸多争议。本文以西准噶尔地区的庙尔沟岩体及其西北侧新发现的柱状节理流纹岩为研究对象,通过锆石U-Pb定年的方法,判断庙尔沟岩体的年龄为302.8～308.8 Ma,柱状节理流纹岩的年龄为303.6～294.5 Ma。锆石Lu-Hf同位素测试结果显示,庙尔沟岩体和柱状节理流纹岩都具有相似的高~(176)Hf/~(177)Hf值和高正ε_(Hf)(t)值,具有亏损地幔的源区属性,可能来源于下地壳底部残余洋壳或火山岛弧等新生地壳发生部分熔融。结合区域地质资料和前人研究成果,将西准噶尔地区由大洋俯冲向陆内环境转变的时间限定为晚石炭—早二叠世,其基底可能是以新元古代晚期—晚古生代形成的年轻洋壳和岛弧为主,不存在古老的结晶基底。     

西准噶尔晚古生代岩浆活动和构造背景

西准噶尔作为中亚造山带的一部分,吸引了大量学者的关注。蛇绿混杂岩带、花岗岩、中基性岩墙在本地区广泛出现,表明西准噶尔晚古生代构造演化极为复杂。但是在许多方面仍存在很多争议,例如西准噶尔蛇绿混杂岩带的形成时代、岩石组合和岩石成因;I型和A型花岗岩的岩石成因,构造背景和热机制;中基性-酸性岩墙群的年代学、岩石成因、构造背景和古应力场;西准噶尔晚古生代年代学格架和构造背景;西准噶尔显生宙地壳增生;西准噶尔基底特征和西准噶尔晚古生代构造演化等。笔者通过搜集前人的资料和数据,对西准噶尔区域发育的蛇绿混杂岩带、地层、古地理环境、花岗岩体和中基性岩墙群的总结,结合项目组野外与室内数据的研究,得到以下认识:(1)达尔布特和克拉玛依蛇绿混杂岩的形成环境为与俯冲相关的弧后盆地,源区来自含尖晶石二辉橄榄岩高程度部分熔融作用;(2)早石炭世花岗岩形成于俯冲环境,晚石炭世-早二叠世花岗岩形成于后碰撞环境,中二叠世花岗岩形成于板内环境;(3)I型花岗岩的成因与俯冲密切相关,而A型花岗岩和中基性岩墙产于后碰撞环境下;(4)A型花岗岩是下地壳受地幔底侵发生部分熔融并高度分离结晶的产物,中基性岩墙群普遍具有埃达克质岩的地球化学特点,可能产于受流体(或熔体)交代的残余洋壳板片的部分熔融;(5)中基性岩墙群稍晚于寄主岩体而形成,但两者均形成于后碰撞构造背景。在晚石炭世-早二叠世,西准噶尔处于近南北向的拉张应力体系;(6)西准噶尔在泥盆纪为洋盆体系;早石炭世,俯冲-碰撞过程结束;晚石炭世-早二叠世属于后碰撞环境;中晚二叠世处于板内环境。     

东天山觉罗塔格红云滩花岗岩年代学、地球化学及其构造意义

东天山觉罗塔格地区广泛发育的晚古生代岩浆岩及相关的矿产一直是东天山大地构造研究的焦点。觉罗塔格南缘红云滩花岗质岩体的岩石、矿物组合显示典型的钙碱性火山弧花岗岩特征。岩石地球化学研究表明,该花岗质岩石富集大离子亲石元素而亏损高场强元素,是洋壳俯冲所导致的下地壳物质部分熔融、岩浆分离结晶和上地壳同化混染作用的产物。LAM-ICP/MS锆石定年结果表明,红云滩花岗岩侵位于早-中石炭世(328．5±9．3Ma)。结合觉罗塔格地区由南至北,晚古生代矿产分布由火山沉积-热液改造型铁矿向斑岩型铜钼矿过渡的特征、火山-沉积岩分布和该区晚古生代的大地构造演化历史,作者推测:早古生代觉罗塔格洋向塔里木板块俯冲并形成中天山岛弧之后,该洋盆并未完全消亡,并于晚古生代时极性反转,向北俯冲于准-吐-哈地块之下。红云滩花岗岩正是形成于晚古生代觉罗塔格俯冲洋壳之上的火山弧环境。觉罗塔格地区晚古生代的岩浆岩,火山-沉积岩和矿产分布均不同程度受控于这一大地构造背景。     

内蒙古塔尔气地区晚古生代花岗岩的锆石U——Pb 年龄及Hf 同位素特征

内蒙古塔尔气地区位于大兴安岭中段兴安地块上,该区出露大面积晚古生代花岗岩。其锆石的 LA-ICP-MS U--Pb 测年结果显示,正长花岗岩形成于335 ± 5 Ma,二长花岗岩形成于313 ± 3 Ma,花岗闪长岩形成于320 ± 1 Ma,表明塔尔气地区花岗岩为晚古生代多期花岗质岩浆活动的产物。花岗质岩浆的就位与古生代时期古亚洲洋闭合中洋壳俯冲作用有重要关系。花岗闪长岩的176Hf /177Hf 为0. 282 833 ～ 0. 282 951,εHf ( t) 为+ 1. 1 ～ + 5. 6,TDM2 为525 ～ 752 Ma,暗示花岗岩的源岩为新元古代-早古生代时期亏损地幔来源的基性下地壳物质。结合目前已发表的花岗岩Sr --Nd 和锆石Hf 同位素资料,认为兴安地块可能从中元古代就开始地壳增生,峰期集中在新元古代-早古生代。     

西秦岭北缘早古生代天水—武山构造带及其构造演化

西秦岭北缘早古生代天水-武山构造带位于甘肃省东部天水地区,主要由寒武纪关子镇-武山蛇绿岩带、晚寒武世-早奥陶世李子园群浅变质活动陆缘沉积-火山岩系、奥陶纪草滩沟群岛弧型火山-沉积岩系以及加里东期岛弧型深成侵入岩体、俯冲-碰撞型花岗岩体等组成.关子镇蛇绿岩中变质基性火山岩属于N-MORB型玄武岩,武山蛇绿岩中变质基性火山岩属于E-MORB型玄武岩,是洋脊型蛇绿岩的重要组成部分,形成时代大致在534～489Ma之间的寒武纪.李子园群火山岩主要形成于岛弧或与岛弧相关的弧前盆地构造环境,草滩沟群火山岩形成于与俯冲作用相关的岛弧环境.关子镇流水沟和百花中基性岩浆杂岩总体形成于中晚奥陶世(471～440Ma)古岛弧构造环境,同时发育加里东期俯冲型(450～456Ma)花岗岩类和碰撞型(438～400Ma)花岗岩类岩浆活动.西秦岭北缘早古生代古洋陆构造格局经历了从洋盆形成-洋壳俯冲消减直至陆-陆碰撞造山的板块构造演化过程.总体构造演化可划分为四个阶段:①晚寒武世古洋盆初始形成阶段;②早奥陶世洋盆初始俯冲阶段;③中晚奥陶世洋壳大规模俯冲与古岛弧发育阶段;④志留纪陆-陆或陆-弧碰撞造山阶段.     

造山带洋陆转换过程与岩浆作用：以东昆仑都兰地区古生代花岗岩为例

洋陆转换过程中俯冲-碰撞（增生）-后碰撞各阶段具有不同岩浆作用，其中板片俯冲和岩石圈拆沉-减薄机制尤其受到关注。东昆仑造山带位于青藏高原北部，是秦祁昆中央造山带的重要组成部分，在早古生代经历了原特提斯洋陆转化过程。笔者通过对东昆仑东段都兰地区古生代花岗岩进行年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究，认为浪木日中志留世（429±4 Ma）花岗岩形成于洋壳俯冲阶段，具有埃达克质岛弧岩浆属性，与热俯冲机制下的洋壳部分熔融有关；希望沟与哈日扎早泥盆世（416～403 Ma）花岗岩形成于后碰撞阶段，分别显示I型和A型花岗岩特征，与新生下地壳的部分熔融和岩石圈减薄作用有关。综合区域古生代花岗岩地球化学资料表明，东昆仑东西段岩浆岩差异可能是洋脊俯冲所致。     

新疆西准噶尔达拉布特构造带铝质 A型花岗岩的地球化学研究

新疆西准噶尔沿达拉布特构造带出露几个主要由碱长花岗岩组成的花岗岩基(包括庙儿沟、阿克巴斯套、克拉玛依及红山等岩体)。岩石学和元素地球化学研究表明,碱长花岗岩属于典型的铝质A型花岗岩,其10000×Ga A/l比值大。锆石的LAI-CPMS UP-b定年结果证实它们的形成时代均为～300Ma,与东准噶尔的碱性花岗岩体的侵位年龄一致。这些碱长花岗岩在成因类型上属A2型,形成于后碰撞的张性环境中。花岗岩的Nεd(t)= 6.42～ 7.46,但众多地质地球化学特征显示它们不是直接来源于亏损地幔,而更可能是由洋壳和岛弧建造组成的年轻地壳部分熔融形成的花岗闪长质岩浆再经过分离结晶作用的产物。     

西准噶尔A型花岗岩地球化学特征及找矿意义

西准噶尔地区广泛发育晚古生代后碰撞花岗岩,年龄多集中于300Ma左右,在时代上属于晚石炭世,A型花岗岩具有具有高硅、低铝、富碱、准铝质-弱过铝质、贫钙、低镁,10000×Ga/Al比值较大,强烈富集高场强元素(HFSE)及Zr、Y、Ga等元素,Sr、Ba强烈亏损,稀土配分模式图呈现典型的右倾“海鸥型”等,并且在A1—A2型花岗岩判别图解显示具有典型的铝质A型的A2型花岗岩特征,表明A型花岗岩可能是年轻地壳(洋壳和岛弧)部分熔融形成的美云闪长-花岗闪长岩质岩浆经进一步分离结晶作用的产物,具备规模成矿的条件.     

新疆吐哈盆地南缘铜矿带含矿斑岩的地球化学及形成环境

吐哈盆地南缘斑岩铜矿带位于中亚造山带东天山的中段。研究表明该铜矿带含矿斑岩的形成时代可分早石炭世和晚石炭世-早二叠世两期，前者以土屋-延东含矿斜长花岗斑岩为例，形成于与洋壳俯冲有关的岛弧环境，后者以赤湖和三岔口斜长花岗斑岩为例，形成于同碰撞造山的中-晚期。主量、微量元素和Sr—Nd同位素地球化学数据表明，吐哈盆地南缘铜矿带大多数斑岩具有钙碱性和岛弧花岗岩的特征，初始锶比值一般小于0．7046，εNd（t）值为5．3—7．6，反映成岩物质的深源性；进一步可将斑岩划分为埃达克岩和非埃达克岩，其中延东-土屋和三岔口含矿斑岩具有埃达克岩的特征，而赤湖、灵龙、卡拉塔格和垅西矿化斑岩和成矿后斑岩不具埃迭克岩特征。埃迭克岩成因有两种：土屋-延东埃迭克岩为洋壳板片熔融成因，三岔口埃达克岩为加厚下地壳的熔融成因。土屋-延东洋壳熔融埃达克岩的确定，进一步肯定了晚古生代石炭纪吐哈盆地南缘的岛弧环境。研究表明侵位于中亚造山带晚古生代岛弧环境和洋壳熔融成因的埃达克岩最有利于形成大型斑岩铜矿。     

柴达木北缘超高压变质带中的岛弧火山岩

青藏高原北部柴北缘发育一套与超高压变质带并行的早古生代岛弧火山岩带,岛弧火山岩以玄武岩类为主,包括一些中酸性岩类,岩石以普遍遭受绿片岩相蚀变为特征,区别于该地区普遍遭受角闪岩相区域变质的元古代的基性火山岩。该早古生代的岛孤火山岩显示三组地球化学特征:①VTG-Ⅰ,岛弧拉斑玄武岩(IAT);②VTG-Ⅱ,高Al次钙碱性-碱性过渡型玄武岩;③VTG-Ⅲ,较N-MORB更亏损的拉斑玄武岩(异常MORB)。研究认为前两组火山岩是成熟岛弧两个发育阶段的特征性产物:洋壳俯冲到陆壳的初用,由俯冲洋壳和地幔楔的部分熔融形成岛弧拉斑玄武岩(IAT),随着俯冲板块的速度加快和岛弧周围地壳的加厚,则形成钙碱性玄武岩(CA)、高Al玄武岩。第三组火山岩形成于弧间盆地,由亏损的地幔楔高度部分熔融形成比N-MORB亏损的的火山岩(异常MORB)。岛弧火山岩的锆石LA-ICP-MS法U-Pb年龄为514.2±8.5 Ma,说明柴北缘在早古生代发生过洋壳向陆壳的俯冲作用。鉴于该地区代表陆-陆俯冲作用的柴北缘超高压变质岩石也是形成于早古生代(494Ma),认为陆-陆俯冲作用发生在洋-陆俯冲作用之后,二者时间和空间相伴随。     

国土资源与工业化

国土资源对工业化起着承载、支撑、促进、积累和转换作用，而工业化的快速推进也不利于国土资源的优化配置、科学规划、合理利用和有效保护。湖南省正处于工业化、城市化快速推进时期，正确认识国土资源与工业化的关系，切实加强国土资源管理工作，确保国土资源的可持续 供给是实现工业化目标的关键因素之一。     

地球深部流体与油气生成及运移浅析

近年来的研究工作表明,流体不仅存在于地球表层及上地壳,而且也大量存在于地球深部(下地壳及地幔),其成分以H2O和CO2为主。由于特定的温度和压力条件,流体均呈超临界状态存在,它们是能量与物质的运移载体。由于其独特的性质,因而它们不仅参与了深部油气的无机生成,而且也对油气的富集及向上运移成藏起了重要作用。     

我国红宝石、蓝宝石及其包裹体

我国红宝石和蓝宝石矿床有岩浆型、接触变质型、伟晶岩和砂矿等,岩浆型为主要矿床类型。红宝石以玫瑰红为主,血红色少见;粒度一般为5mm±。蓝宝石为靛蓝色,墨水蓝罕见;粒度一般5～50mm。两者莫氏硬度为9±0.1,比重4±0.1。宝石中有晶质包裹体、熔融包裹体、流体包裹体、含子矿物多相包裹体、CH包裹体。岩浆型和接触变质型宝石中包裹体均一温度≥1380℃,压力(1～24)×10~8Pa。根据包裹体信息指出:指纹包裹体及其中CH包裹体是天然宝石的鉴别标志。宝石的颜色与亲铁元素及CH包裹体有关。星光宝石与六面针包裹体有关。     

地球深部流体与油气生成及运移浅析

近年来的研究工作表明,流体不仅存在于地球表层及上地壳,而且也大量存在于地球深部(下地壳及地幔),其成分以H2O和CO2为主.由于特定的温度和压力条件,流体均呈超临界状态存在,它们是能量与物质的运移载体.由于其独特的性质,因而它们不仅参与了深部油气的无机生成,而且也对油气的富集及向上运移成藏起了重要作用.     

地应力与油气运移

本文途述了地应力作用下引起的岩石变形及孔隙压力,给出了孔隙岩层中流体的微分方程及有限元公式。在地应力测量及应力场模拟的基础上对辽河油田进行了运移势场的计算,为油气勘探开发提供依据。      

探地雷达技术及其应用和发展

作者对近年来探地雷达的技术发展及新的应用研究进行了概括和总结。在详细分析探地雷达方法原理、系统结构的基础上,提出了改进探地雷达系统结构的思路;同时,针对探地雷达工作中的高噪声和地震数据处理技术移植的不适应性,提出了探地雷达地下界面高分辨率成像的新方法。     

钛矿资源及其开发利用

钛金属因其特殊性能和广泛用途被称为“第三金属”，９０％以上的钛矿物被用于ＴｉＯ２颜料的生产，其次为宇航工业等。金红石和钛铁矿是提炼金属钛的主要原料。我国钛铁矿储量居世界之首，其精矿可满足国内钛工业需要，金红石资源较贫乏，原料供不应求。目前世界钛工业总形势是供大于求     

SUBDUCTION AND ACCRETION TECTONICS OF HIMALAYAN AND KARAKORAM TERRANES AND THEIR PALAEOGEOLOGIC CONFIGURATION

he 2500km long Indus\|Tsangpo Suture has been recognized as one of the best examples of continent to continent collisional Suture Zone. It has come into existence as a result of subduction followed by continental collision (55～60Ma) between Indian (Sinha, 1989, 1997; Sinha et al., 1999) and Eurasian plates. While considering the recent palaeogeographic reconstruction of Pangea during late Palaeozoic it appears that a southern belt of Asian microcontinents stretching from Iran and Afghanistan through southern Tibet to western Thailand, Malaysia and Sumatra, comprise several continental blocks and numerous fragments that have coalesced since the Mid\|Palaeozoic along with the closure of Tethys. The origin, migration, assembly and timing of accretion of all these blocks to their present geotectonic position is not well known and there is no Permo—Triassic crust left in the present day Indian Ocean. The oldest ocean crust adjacent to the west African and Antarctic margin is of early or middle Cretaceous age (approximately 140～100Ma) (Searle, 1991). The Karakoram\|Hindukush microplate in the west and the Qiangtang\|Lhasa block in the central and eastern segment of South Asia margin are among those blocks already welded with Asian plates around 120～130Ma ago, before the collision of India (55～60Ma) with the collage of plates forming Peri\|Gondwanian microcontinents. But the reconstruction of palaeogeographic configuration remain incomplete due to paucity of authentic geologic information available from Karakoram, Pamir and Western Tibet. Prior to our discovery no early Permian plant remains and palynomorphs were ever reported from Karakoram terrane. Our discovery of Early Permian remains and late Asselian (about 280～275Ma) palynomorphs provides crucial clue regarding the palaeogeographic reconstruction of the Karakoram\|Himalayan block in the Permian time.     

道朗和都格地区重磁场特征与找矿远景区

道朗和都格地区为华北板块北缘的一个多金属成矿区,为了预测研究区多金属矿产的分布情况,利用位场数据处理中的向上延拓、对垂向一阶导数的小子域滤波和重磁对应分析等方法,对该区1∶5 000重磁资料进行了处理。综合分析了研究区重力场、磁力场、重力剩余场、重力垂向一阶导数、重磁对应分析中相关系数的基本特征及其与岩矿石密度和磁化率的分布关系。结合研究区地质资料及钻井资料,划分出5条断裂,圈定了11处金属找矿远景区,并综合分析了断裂划分及找矿远景区圈定的依据。     

我国河流湖泊污染的防治技术及发展趋势

我国河流湖泊污染现状为V类和劣V类水质占七大水系(辽河、海河、淮河、黄河、松花江、珠江、长江)主要断面的50%以上,高中营养化湖泊占被调查湖泊的85%以上,河流湖泊污染状况十分严峻.目前河流湖泊采取的污染防治技术措施主要有:削减截流污染源、完善城市排水系统和建设污水处理厂、河流低泥疏浚、河道曝气技术、生物修复技术、水生植被恢复工程、引清冲淡等等.生物生态技术将在河流湖泊污染防治及生态恢复中发挥重要的作用.