扬子地块与华夏地块的西段界线： 来自桂北和桂东新元古界—寒武系沉积岩的证据

华夏块体与扬子块体拼合带在广西境内的界线一直没有统一的认识.本文对桂北和桂东两个地区的新元古代—寒武纪浅变质沉积岩开展系统的地球化学、碎屑锆石年代学和Hf同位素学研究,以期为此提供岩石学证据.研究显示桂东大瑶山藤县地区存在南华系—震旦系沉积岩,沉积时代晚于741～622 Ma.这些南华系—震旦系沉积岩的碎屑锆石年龄谱以明显的～1.0Ga年龄峰和～2.5Ga弱峰为特征,相似于桂东广泛分布的寒武系沉积岩以及西华夏南岭-云开地体基底变质岩的锆石年龄谱.桂北龙胜地区新元古代沉积岩具有不同的碎屑锆石年龄谱,以一个～0.80 Ga主峰和两个(～2.0 Ga、～2.5 Ga)弱峰为特征,具有扬子南缘新元古代沉积岩的典型年龄谱.桂北新元古代沉积岩具有低的K2 O/Na2 O、Al2 O3/(Na2 O+CaO)和CIA指数,指示源区风化程度和成分成熟度较低,而桂东地区南华系—震旦系和寒武系沉积岩与之相反,说明源区的风化程度以及成分成熟度较高.主量元素和微量元素特征都表明桂北地区新元古代沉积岩的源区中有更多的镁铁质组分,相似于江南造山带其他地区新元古代沉积岩;而桂东地区南华系—震旦系和寒武系沉积岩的源区有较多长英质组分,相似于华夏南岭—云开地区新元古代沉积岩.结合桂东震旦系沉积岩具有与南岭-云开地体基底岩石相似的碎屑锆石Hf同位素组成,可以确定桂东大瑶山地区属于西华夏地块,而桂北龙胜地区属于扬子地块南缘江南造山带.因此,扬子地块与华夏地块西段的界线最有可能从桂北龙胜地区与桂东大瑶山地区之间通过.     

重庆南川铝土矿物源分析：碎屑锆石U- Pb定年、Hf同位素和锆石微量元素示踪

重庆南川沉积型铝土矿主产于中下志留统韩家店组与中二叠统梁山组的侵蚀面上,即赋矿层位为梁山组中下部(大竹园组),是黔北-渝南铝土成矿带的重要组成部分。铝土矿中碎屑锆石丰富,具有典型振荡环带特征,应用LA-(MC)-ICP-MS方法分别对碎屑状和土状铝土矿样品进行了全岩地球化学、锆石U-Pb定年、Hf同位素和锆石微量元素分析。结果显示两件样品为陆壳的、与造山/弧作用相关的花岗岩类锆石,其U-Pb年龄分布从晚泥盆世到太古宙(406～3054Ma)均有出现,主要显示出4个年龄区间:410～630Ma、732～1251Ma、1405～1757Ma和2409～2553Ma,但高峰在732～1251 Ma,峰值年龄出现在800 Ma和1000 Ma,且锆石εHf(t)值主要分布在-15～10间。铝土矿和韩家店组、黄龙组一致的碎屑锆石年龄分布和沉积古地理环境暗示后两者是铝土矿最直接的母岩。通过对比华南板块不同地层的地质特征、锆石U-Pb年龄和Hf同位素,发现来自江南造山带西段和华夏陆块南岭-云开地块的中新元古代长英质岩石是碎屑锆石最主要的初始物源区,而扬子西缘和北缘贡献较少。     

滇东南震旦-寒武纪沉积岩的碎屑锆石组成和对扬子-华夏界线的限制

滇东南屏边地区的基底组成一直是个谜。该区域的构造属性对约束扬子地块和华夏地块的西段界线非常重要。本文 对出露于该地区的震旦-寒武纪沉积岩进行了碎屑锆石U-Pb-Hf同位素分析。二个样品的锆石U-Pb同位素分析显示这二个 地层中的碎屑物质组成相似,都是以新元古代（700~937 Ma）碎屑物质为主,构成了~815 Ma的主峰。岩石中都含有少量 古-中元古代碎屑物质。屏边群沉积岩样品六个最年轻谐和锆石年龄变化于696~761 Ma,指示屏边形成于新元古代晚期, 与震旦系相当。屏边地区基底变质沉积岩的碎屑锆石年龄谱为一明显富集新元古代年龄的单峰模式,不同于华夏地块和印 支地块的年龄谱,而与扬子地块南缘及扬子西缘的沉积岩相似。Hf同位素特征也显示了与扬子地块（尤其是西缘）的亲缘 关系。结合其他证据,本文认为滇东南屏边地区属于扬子地块,扬子地块与华夏地块分界线的西延部分应该在研究区以南 或东南,而不可能是研究区以北的师宗-弥勒-罗甸断裂。碎屑锆石年龄分布特征还指示屏边群这套浅变质碎屑岩沉积于弧 后盆地,暗示扬子地块西南缘的新元古代俯冲作用可能一直持续到~752 Ma之后。     

藏南仁布混杂带中晚白垩世碎屑锆石的发现及其启示

仁布构造混杂带位于雅鲁藏布缝合带以南的三叠纪沉积碎屑岩层之中,本次研究首次在该混杂带内似整合覆盖于超基性岩体之上的沉积岩块中发现9个年龄为83±2～121±3Ma和3个年龄为197±3Ma,203±5Ma和208±5Ma的碎屑锆石,明确指示在白朗大规模蛇绿岩带南侧存在上白垩统沉积地层,沉积时代至少晚于～83Ma.并且上述多数碎屑锆石的Lu-Hf同住素具有较高的176Hf/177 Hf比值(0.28300～0.28310),计算其εHf值为+10.1±0.9至+16.3±0.6,分别与同时代冈底斯岩浆弧的锆石特征一致,说明该沉积岩至少部分物源来自北部的冈底斯孤;该沉积残块很可能是雅鲁藏布江前陆盆地系统的一部分,这将对限定印度-欧亚板块的初始碰撞时间具有十分重要的指示意义.     

碎屑沉积岩/沉积物Sm-Nd、U-Pb与Hf同位素的化学地球动力学意义

碎屑沉积岩能有效记录它们的源区。碎屑沉积岩的Nd同位素组成及其中锆石U-Pb年龄与Hf同位素组成是解析碎屑物质源区、源区壳-幔相互作用及不同块体间相互作用的关键方法。全岩/全样的Nd模式年龄可以指示其源区地壳从亏损地幔分离的平均时间,而锆石Hf同位素模式年龄能够揭示出所测锆石颗粒其形成时的源区特征。细粒碎屑沉积岩/沉积物化学组成代表了其源区上地壳在风化、搬运、沉积过程中不溶于水的Nb、Ta、Zr、Hf、Sc、Ti、Th、REE等的平均组成。实践表明,华北板块、扬子板块、以大兴安岭为代表的中亚造山带东部具有明显不同的形成与演化历史。大兴安岭的地壳增生主要发生于新元古代—古生代期间。由碎屑沉积岩进行化学动力学分析时,应充分系统考虑地质过程的复杂性,将宏观与微观相结合、局部与整体相结合。     

大别造山带中元古代变沉积岩碎屑锆石U-Pb年代学与Hf同位素特征及其地质意义

大别造山带位于扬子陆块北缘,近年来的研究显示其发育太古代-古元古代的结晶基底,但一直缺乏中元古代的物质信息.首次报道了大别造山带核部一套中元古代“变砂岩-大理岩”变沉积岩组合,通过对该套地层的3个样品碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素特征分析,显示最年轻的锆石平均年龄分别为:1 556±13 Ma、1 541±20 Ma和1 584.3±24 Ma,在误差范围内基本一致,说明该套地层的形成时代为中元古代,锆石变质增生边记录该套地层经历了124.1±2.3 Ma的变质事件,碎屑锆石年龄频谱和Lu-Hf同位素特征显示该套地层物源特征与神农架群一致;碎屑锆石峰值年龄2 682 Ma,2 461 Ma记录了“大别陆块”结晶基底两期重要生长事件,峰值年龄2 043 Ma,1 803 Ma和1 572 Ma显示“大别地块”可能参与Columbia超大陆聚合-裂解事件,在新元古代早期与“黄陵陆核”拼合而成为扬子陆块统一基底的重要组成部分.      

内蒙古西拉木伦河河漫滩沉积物碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

本文利用LA-MC-ICP-MS分析技术,对内蒙古西拉木伦河河漫滩沉积物碎屑锆石进行了U-Pb年龄和Hf同位素研究。西拉木伦河河漫滩沉积物样品XL中的碎屑锆石年龄主要分为4个组:108~550Ma、699~918Ma、1789~2109Ma和2347~2633Ma;西拉木伦河河漫滩沉积物样品XL2中的碎屑锆石主要分为3个组:122~526Ma、1791~1969Ma和2176~2692Ma。1.8Ga和2.5Ga是华北板块的两个特征年龄,700~900Ma的碎屑锆石在兴蒙造山带中存在,华北板块北缘却不存在。 Lu-Hf同位素分析,西拉木伦河河漫滩沉积物大量碎屑锆石为t_DM2<1000Ma和ε_Hf(t)>0,部分碎屑锆石t_DM2分布在2.7Ga附近。以上特征均表明西拉木伦河河漫滩沉积物具有华北板块北缘与兴蒙造山带的混合特征。但是在有兴蒙造山带物质加入之后,样品XL2中却缺少700~900Ma的碎屑锆石,根据河漫滩沉积物的粒度分析及西辽河U-Pb年龄结果,原因可能是河流的分选作用。根据碎屑锆石U-Pb年龄和t_DM2累积曲线的线性混合,华北板块北缘与兴蒙造山带加入到西拉木伦河河漫滩沉积物的比例为1:1。依据前人公式计算了西拉木伦河河漫滩沉积物物源区各不同时期的重熔/增生比例。     

贵州北部马鬃岭铝土矿床中富锂铝质粘土岩碎屑锆石U-Pb年龄、Lu-Hf同位素特征及其对锂源的制约

为研究贵州北部马鬃岭铝土矿床中富锂铝质粘土岩的物源体系及其锂的来源,对出露于大竹园组顶部的该类岩石进行了锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素及锆石微量元素分析。分析结果表明富锂铝质粘土岩中碎屑锆石普遍发育岩浆振荡环带,为造山作用/弧作用相关的岩浆岩类锆石。碎屑锆石U-Pb年龄从早泥盆世到太古宙（411~3001 Ma）均有分布,具627~879 Ma和925~1018 Ma两个主峰及539~602 Ma一个次峰。εHf(t)值为-27.61~7.03之间,二阶段模式年龄（tDM2）分布在1242~3387 Ma之间。结合碎屑锆石U-Pb-Hf同位素、微量元素特征及区域地质对比,认为富锂铝质粘土岩中碎屑锆石最主要的初始物源区为南岭-云开地体、江南造山带西段新元古代岩浆岩,其锂可能来源于江南造山带西段桂北-黔东地区860~750 Ma的基性岩。     

胶东地区蓬莱群沉积岩碎屑锆石年龄和物源

分布于鲁东胶北地区蓬莱群为一套浅变质沉积岩，角度不整合覆盖在太古宙胶东群、元古宙粉子山群上。关于蓬莱群的沉积时代尚存较大的争议，认为是震旦纪或古生代沉积形成的。蓬莱群和五莲杂岩、北淮阳变质岩带都是位于大别-苏鲁超高压变质造山带北部的重要岩石构造单元。本文报道蓬莱群沉积岩碎屑锆石年龄和始同位素分析资料，并探讨其可能的物质来源。 在栖霞地区采集了14个蓬莱群样品，主要岩石为石英岩、千枚岩、片岩、页岩，从其中4个挑出了锆石样品。分选出的碎屑锆石均为浅棕色，浑圆状，反映锆石经历了搬运作用。CL图像显示绝大多数锆石颗粒具有清晰的韵律环带内部结构，具有岩浆成因特征。在中国科学院地质与地球物理所固体同位素地球化学实验室IsoProbe-T质谱计上，采用即蒸即测方法，测得锆石207Pb/206Pb比值，其对应的年龄值主要分布在1000~1800 Ma,峰值为1200 Ma和1600 Ma左右（图1)。应用中国科学院地质与地球物理所多通道等离子质谱计Neptune MC-ICP-MS测定碎屑锆石 同位素组成。根据所获得的同位素组成，计算得到比同位素模式年龄TDM(Hf）分布在1300~3200 Ma之间，峰值为1700 Ma左右；对应的初始εHf(1200 Ma）和εHf (1600 Ma）平均值分别为-5.8和2.9（图2)。 碎屑锆石1350~1800 Ma年龄段，特别是峰期的1600 Ma，可能对应全球广泛分布的非造山事件，可能和Columbia超大陆的裂解有一定的联系。大部分锆石初始εHf (1600 Ma）值大于0，可以说明岩浆来源为幔源。而1050~1300 Ma的锆石则可能与Rodinia超大陆的汇聚形成阶段或Grenville造山事件有较密切的联系。华北克拉通大量地出露太古宙末期（2500 Ma左右）和早元古代末期(1800 Ma左右）的岩石，但在所分析的蓬莱群沉积岩几乎没有显示，可能可以排除华北克拉通为主要的沉积物源。所获得的碎屑锆石年龄虽在扬子板块有一定的出露，但缺少与Rodinia裂解有关的晚元古代700~800 Ma的岩浆锆石信息。上述资料可能暗示沉积时代为1000~800 Ma之间，但与目前的古生物证据不吻合。因此，这些碎屑锆石年龄和铅同位素数据尚不能肯定蓬莱群变质沉积岩是来源于扬子陆块，还是游离于华北、扬子的一个微陆块。如果是一个微陆块，该微陆块与Columbia裂解作用和Grenville造山作用有关，但可能未遭受到Rodinia超大陆裂解事件的影响。     

赞皇杂岩翁城地区长城系常州沟组砂岩碎屑锆石U-Pb-Hf同位素研究

常州沟组是华北克拉通太古宙-古元古代变质基底上最早的沉积盖层之一,其碎屑锆石U-Pb年代学与Hf同位素特征分析对探讨长城系形成时代、源区特征以及基底演化均具有重要的研究意义。本文对华北克拉通中部赞皇杂岩瓮城地区长城系常州沟组底部砂岩样品进行了LA-ICP-MS碎屑锆石 U-Pb定年和LA-MC-ICP-MS碎屑锆石Lu-Hf同位素分析。砂岩样品中碎屑锆石主要年龄峰值约为2500 Ma,推断其碎屑物质主要来自于华北克拉通新太古代晚期变质基底,而最年轻的碎屑锆石年龄为1822 Ma,结合赞皇杂岩变质基底普遍经历了1850~1800 Ma变质作用以及区域上上覆大红峪组火山岩中1635 Ma结晶锆石年龄,限定瓮城地区长城系常州沟组沉积时代为1 800~1 635 Ma。砂岩样品中碎屑锆石的εHf(t)值变化于-6.8~+5.2之间,相应的两阶段模式年龄峰值约为2820 Ma,结合赞皇杂岩已发表的2900~2700 Ma岩浆锆石和碎屑锆石Hf同位素结果,进一步表明2900~2700 Ma为赞皇杂岩地壳生长最主要的时期。综合太行山中南部地区已发表的长城系常州沟组的沉积学与新的年代学数据,推测赞皇杂岩瓮城地区长城系常州沟组沉积于陆内裂谷盆地。     

南秦岭下地壳组成及岩石圈的拆离俯冲作用

根据新提供的Pb同位素组成及岩石地球化学研究成果，本文进一步证实了位于北秦岭北界的明港地区发育的早中生代安山玄武质火山角砾岩岩筒所携带的下地壳捕虏体属于南秦岭。所恢复的南秦岭下地壳剖面自下而上为：底侵成因的变辉长岩-基性麻粒岩(其中含有榴辉岩及辉石岩的透镜体)-酸性麻粒岩。秦岭造山带总体的岩石因模型为：南秦岭(扬子块体)向北拆离俯冲，北秦岭地壳向华北仰冲，华北岩石因呈楔状插入秦岭造山带，拆离面约在中、下地壳之间。南秦岭俯冲岩片延伸的范围在平面上有可能达到400km。     

青藏高原综合观测研究站的回顾与展望

中国科学院青藏高原综合观测研究站从１９８８年建站到１９９８年以来,在各个方面均取得了长足的发展,横向生产性项目的开展和完成不仅解决了部队和地方的实际问题,而且缓和了观测研究站在运行过程中所面临的经费严重不足的问题,同时也为我所冻土专业研究人员提供了在生产中实践的机会,在基础理论研究方面,承担了国家攀登计划项目,国家基金项目,中国科学院重点项目和中国科学院冰冻圈专项项目等的研究工作,在多年冻土变化,     

铀钍的地球化学及对地壳演化和生物进化的影响

本文论述了在含挥发份和贫挥发份条件下Ｕ、Ｔｈ的迁移行为及其对地球和行星演化的影响,并阐述了造成地球独特地质演化历史的原因。提出了Ｕ、Ｔｈ在地球中的迁移模式以及该模式对地壳形成、演化的控制作用和对生物发展演化的可能影响。     

Wavelets and the Generalization of the Variogram

The experimental variogram computed in the usual way by the method of moments and the Haar wavelet transform are similar in that they filter data and yield informative summaries that may be interpreted. The variogram filters out constant values; wavelets can filter variation at several spatial scales and thereby provide a richer repertoire for analysis and demand no assumptions other than that of finite variance. This paper compares the two functions, identifying that part of the Haar wavelet transform that gives it its advantages. It goes on to show that the generalized variogram of order k=1, 2, and 3 filters linear, quadratic, and cubic polynomials from the data, respectively, which correspond with more complex wavelets in Daubechies's family. The additional filter coefficients of the latter can reveal features of the data that are not evident in its usual form. Three examples in which data recorded at regular intervals on transects are analyzed illustrate the extended form of the variogram. The apparent periodicity of gilgais in Australia seems to be accentuated as filter coefficients are added, but otherwise the analysis provides no new insight. Analysis of hyerpsectral data with a strong linear trend showed that the wavelet-based variograms filtered it out. Adding filter coefficients in the analysis of the topsoil across the Jurassic scarplands of England changed the upper bound of the variogram; it then resembled the within-class variogram computed by the method of moments. To elucidate these results, we simulated several series of data to represent a random process with values fluctuating about a mean, data with long-range linear trend, data with local trend, and data with stepped transitions. The results suggest that the wavelet variogram can filter out the effects of long-range trend, but not local trend, and of transitions from one class to another, as across boundaries.     

共和盆地层状地貌系统与青藏高原隆升及黄河发育

利用卫星遥感影像,结合实地调查和测年结果,对共和盆地层状地貌系统进行了解译、分析。研究表明,共和盆地层状地貌系统由山麓剥蚀面、洪积扇面、盆地面以及黄河阶地面构成,其空间结构、物质组成对发生于早更新世早期的青藏运动C幕和中更新世末期的共和运动反映清晰。青藏运动C幕使青藏高原主夷平面在高原差异性隆升中彻底解体,垂直变形量高达1700m。共和运动使黄河在0.11Ma进入共和盆地,其后黄河平均以3.5mm/a的侵蚀速率下切盆地,同时在盆地边部的山前古冲洪积扇以大致相近的速率被抬升,最终导致高差在2000m左右的层状地貌系统的出现。     

南海的形成演化与新特提斯在南海的重新活化

南海位于印度板块、欧亚板块和太平洋板块之间,是世界上最大的边缘海,其构造位置处于太平洋构造域和特提斯构造域,地质构造复杂.关于南海形成演化的动力学机制存在有多种不同观点,其中最重要的一个观点是印度板块与欧亚板块的碰撞致使华南地块和印支地块地幔物质沿东南方向蠕动,从而导致南海的海底扩张.从特提斯的演化规律,以及新特提斯的闭合过程来看,南海并不是特提斯洋的残留海,而是新特提斯在闭合过程中配合印度板块与欧亚板块碰撞导致华南地块和印支地块地幔物质东南方向蠕动的动力学机制下,在南海重新活化的结果.     

从榴辉岩与围岩的关系论苏鲁榴辉岩的形成与折返

位于华北和扬子两板块碰撞带中的苏鲁榴辉岩形成的温压条件不但是超高压，而且是高温。榴辉岩的PTt轨迹表明其为陆-陆磁撞俯冲带的产物。榴辉岩的区域性围岩花岗质片麻岩为新元古代同碰撞期花岗岩，榴辉岩及其他直接围岩皆呈包体存在于其中，并见新元古代花岗岩呈脉状侵入榴辉岩包体中。区域性围岩新元古代花岗岩的锆石中发现有柯石英、绿辉石等包裹体，表明新元古代花岗岩的组成物质也经受过超高压变质作用，且榴辉岩与围岩新元古代花岗岩的锆石U-Pb体系同位素年龄基本相同。但新元古代花岗岩所记录的变质作用和变形作用期次（或阶段）却少于榴辉岩。椐上述可得如下推断：超高压榴辉岩与新元古代花岗岩岩浆是同时在碰撞带底部（俯冲板块前部）形成的；榴辉岩的第一折返阶段是由新元古代花岗岩岩浆携带上升的，其第二折返阶段是和新元古代花岗岩一起由逆冲及区域性隆起而上升，遭受剥蚀。