中国大陆东部岩石圈深部地质结构与主要的中新生代盆地

中国大陆东部岩石圈深部地质结构与主要的中新生代盆地范小林，殷勇无锡地矿部石油地质中心实验室，无锡，２１４１５１关键词：地质构造，深部岩石圈，中新生代盆地，中国东部ＴｈｅＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＤｅｅｐｅｒＬｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅａｎｄ...     

东北地区新生代火山作用-深部作用与大陆裂谷型盆地

新生代火山岩含有丰富的上地幔岩包休和高压巨晶，火山岩系列、岩石类型、痕量元素等特征以及空间分布特征和与俯冲作用有关的中生代火山岩截然不同，其岩石学特征及热力学研究等表明它们形成于大陆裂谷构造环境。根据出露地表的古老的变质岩系和新生代玄武岩中的上地幔岩包体的岩石学特征以及热力学计算，建立了陆壳一上地幔结构岩石学剖面，新生代岩石圈拉伸，软流圈上隆，为一减薄的陆壳结构，形成了下辽河等一些大陆裂谷型盆地。     

东北地区新生代火山作用,深部作用与大陆裂谷型…

新生代火山岩含有丰富的上地幔岩包体和高压巨晶，火山岩列，岩石类型，痕量元素等特征以及空间分布特征和俯冲作用有关的中生代火山岩截然不同。其岩石学特征及热力学研究等表明它们形成于大陆裂谷构造环境，根据出露地表的古老的变质岩系和新生代玄岩岩中的上地幔岩包体的岩石学特征以及热力学计算，建立了陆壳－上地幔结构岩石学剖面，新生代岩圈拉伸，软流圈上降，为一减薄的陆壳结构，形成了下辽河等一些大陆裂谷型盆地。     

中国东部中新生代火山作用的pTtc模型与岩石圈演化

中国东北和华北地区中新生代火山岩的岩石化学研究表明 ,中新生代火山作用的深部过程均为逆时针的pTt轨迹 ,表现为岩浆源区从逐渐上升到下降的过程。中新生代火山作用的深部过程揭示的岩石圈演化历史为 :早侏罗世至早白垩世早期 ,岩石圈演化主要表现为逐渐减薄的过程 ,直至出现软流圈与地壳直接接触。从早白垩世晚期至中生代末 ,岩石圈演化为一增生过程。第三纪岩石圈演化为减薄过程 ,而到第四纪为岩石圈增生过程。中国东部现代岩石圈地幔是由中生代晚期 (K1末—K3)和第四纪两次增生事件形成的     

东南沿海及南海新生代火山作用与南海的形成演化

中国东南沿海地区和南海海域新生代火山岩系列、类型和SrNd同位素特征十分相似,具有板内玄武岩的特征。根据南海扩张时代,将新生代的火山岩划分为扩张期前、扩张期和扩张期后3大阶段,并利用原生岩浆推导了软流圈岩石圈的一些深部作用特征。扩张期前（接近扩张期）和扩张期软流圈顶部埋深较浅。从扩张期前（接近扩张期）到扩张期软流圈顶部埋深变浅,隙间熔浆增加,原生岩浆的演化具有前进式裂谷火山作用的演化序列,岩石圈扩张速率变大。从扩张期到扩张期后（直至第四纪）,软流圈顶部埋深逐渐变深,隙间熔浆减少,原生岩浆的演化表现出后退式裂谷火山作用的序列,岩石圈扩张速率逐渐变慢。新生代火山作用显示出的深部作用特征与南海的扩张和闭合一致,这为我们提供了南海形成和演化的深部作用证据。     

中国东部中、新生代岩石圈转型与减薄研究若干问题

文中对中国大陆岩石圈的持续热点研究领域?东部中、新生代岩石圈巨厚减薄所涉及的问题进行了简要评述,特别是对减薄问题的提出和认识的历史过程作了较详细的回顾。笔者特别强调了中生代华北岩石圈地幔高度化学不均一性所反映的减薄作用时空分布特征,以及中生代岩石圈地幔的两次转型所导致的高度化学不均一性,进而建议以岩石圈全面转型来描述这一大尺度地球动力学过程。在此基础上讨论了减薄过程的可能机制,认为虽然在局部地区有可能存在拆沉作用,但从全局来看目前更多的岩石地球化学证据与热减薄-化学减薄的假说相兼容。而反映地球深部圈层相互作用的中生代全球事件则被解释为中国东部岩石圈地幔全面转型的动力学背景。显然,对此问题的深化仍将构成本世纪我国固体地球科学一个重要研究领域。     

东北北部中新生代盆地群构造与深部结构特征

松辽盆地及其东西两侧的中、新生代盆地群的形成与演化表现为两大盆地构造旋回,包括两次成盆期和两次反转期。由于所处大地构造位置的岩石圈厚度、软流圈的起伏、莫霍面的埋深以及岩石圈有效弹性厚度等的差异,导致了3个盆地群的时空演化及其盆地结构特征的规律性变化。研究表明,浅层次盆地类型、断陷样式、反转构造组合以及盆地构造演化规律等明显地受深部岩石圈结构的控制和制约。     

内蒙古集宁新生代玄武岩的K-Ar年代学和地球化学及其深部动力学意义

对内蒙古集宁地区四个新生代玄武岩剖面进行了K-Ar年代学及岩石地球化学的系统研究。K-Ar定年结果显示,集宁玄武岩的主要喷发期在晚渐新世至中新世,可分为三个喷发旋退：～33Ma、22．8～22．1Ma和12．2～9．4Ma。玄武岩由拉斑玄武岩和碱性玄武岩组成。SiO2和MgO含量变化范围分别为46．4～52．3wt％和5．1～7．8wt％,微量元素特征总体上与OIB相似。集宁的三个喷发旋迴有一个共同的特点,即在每一旋迴底部,先出现的均为拉斑玄武岩,向上变为碱性玄武岩。从第一至第三旋迴,碱性玄武岩Yb含量逐渐增加,La／Yb比值逐渐减小,暗示集宁地区在这一时期曾发生过岩石圈减薄。由于集宁碱性玄武岩的地球化学特征从早期至晚期逐渐接近拉斑玄武岩,且两者的Nd、Sr同位素特征相似,因此,该区岩石圈的减薄可能是软流圈热物质上涌,对岩石圈产生底蚀作用的结果。拉斑玄武岩的存在可能代表了岩石圈减薄在地表的显示,是被底蚀的岩石圈与少量上涌软流圈的熔融物质混合的产物。通过对比集宁、汉诺坝、赤峰、阿巴嘎、大同等地新生代玄武岩的K-Ar年龄和岩性分布特征,推测这一区域的岩石圈减薄在时间、空间及减薄强度上均存在不均一性。     

甘肃西秦岭新生代钾霞橄黄长岩火山作用及其构造含义

钾霞橄黄长岩是一种产于大洋和/或大陆环境,尤以大陆裂谷最为多见的超钾质火山岩,也是世界上出露最少的火成岩之一,目前世界只有少数几个国家和地区有这类岩石的报道.甘肃西秦岭新生代火山岩是我国目前唯一有报道的钾霞橄黄长岩产区.本文详细介绍了西秦岭新生代钾霞橄黄长岩及深源包体的岩石学特征,提供了该区13个岩体30个具代表性的全岩化学和主要矿物的化学成分分析结果,6个具代表性的Sr,Nd,Pb同位素分析结果,以及2个火山岩全岩Ar/Ar同位素定年结果.研究表明西秦岭新生代钾霞橄黄长岩主要是中新世火山作用的产物.火山岩的化学成分贫SiO2和Al2O3,富MgO,CaO,TiO2和(K2O+Na2O),以及具有高的[MgO]值(平均大于68)和NNiO 含量(平均在0.3%以上).火山岩中含有丰富的深源包体,岩石的结晶程度很差.所有这些表明西秦岭存在原生钾霞橄黄长岩浆.而且本区钾霞橄黄长岩与碳酸岩密切共生,显示了典型的大陆区钾霞橄黄长岩的特征.火山岩的∑REE在365×10-6～649×10-6之间,其中轻稀土总量(∑LREE)达319×10-6～569×10,尤以强烈富集大离子轻石元素(K、Rb、Sr、Ba)和相对亏损高场强元素(Nb、Ta等)为特征.火山岩具有相对高的143Nd/144Nd值(0.512768～0.512911),相对低的87Sr/86Sr值(0.70412～0.70525)和206Pb/204Pb(18.418～18.625).εNd介于+1. 8209～+2.1002之间,207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值分别为15.476～15.551和38.618～38.792.本区火山岩的Sr,Nd和Pb同位素与东非裂谷,意大利,德国等地的钾霞橄黄长岩不同,也与青藏高原周边其它地区的钾质火山岩不同.结合火山岩中深源包体温压计算结果,以及火山岩的形成时代,大地构造背景及地球物理资料的分析,对火山岩产出的构造环境及起源和成因进行了初步讨论.提出本区钾霞橄黄长岩火山作用是印度-欧亚板块碰撞后青藏高原强烈隆升在周边地区的反映,本区原生钾霞橄黄长岩岩浆直接起源于地幔,其成因与岩石圈伸展的条件下,岩石圈底部热边界层(TBL)的低度部分熔融有关.这种热边界层(TBL)在发生岩浆作用之前是被来自软流圈深部的流体和/或熔体交代富集过的地幔.     

岩石圈深部的水及其意义探讨

在对水的相图、典型地区的地温曲线、矿物的脱水行为及一些矿物和岩石的含水量等研究的基础上指出,以１５．５～２５．１ｋｍ深度为界,在该深度以上的岩石圈浅部水是液态,而在该深度以下的岩石圈深部水是气态,水以矿物的结构水形式被带入到１５．５～２５．１ｋｍ深度以下的岩石圈中,若矿物结构水完全脱出,在储冲带中水临界温度至矿物脱结构水的极限温度相对应的的区域内（如秦岭１５．５～６４．０ｋｍ）,平均含水量的０．５～１．０％,讨论了在岩石圈深部矿物脱水作用与局高压环境、高导低速带之间的成因联系。     

攀西裂谷的多期活动性及其深部地质意义

攀西裂谷具有明显的长期、继承和多期活动性特点,为一“上叠裂谷”,其基底在晋宁期就已存在裂谷系。是海西—印支期时,随着攀西由板内—低纬度被动陆缘—中纬度活动陆缘—板内的变化,裂谷活动和地幔涌流特点也有所不同。攀西裂谷的演化提供了一个深断裂诱发地幔涌流,并随板块飘移而移动的典型例证。这种壳、幔关系可能正是地槽多旋回活动的主因。自第三纪以来,攀西浅、深部地壳应力场明显不一致,这种现象有可能是不同构造学说结合的纽带。     

郯庐断裂带中-南段新生代火山活动与深部过程

郯庐断裂带中南段新生代火山活动主要发生在古近纪、中新世和更新世3个阶段,前者出现在断裂带的伸展活动中,后两者出现在挤压活动中。随着时代变新,玄武岩碱性逐渐增强,轻、重稀土元素分离程度及不相容元素富集程度也逐渐增强。Sr、Nd同位素显示,源区地幔具有轻微富集型(EMⅠ)→洋岛型→洋中脊型的演化规律。断裂带所影响的地幔发生了地幔剪切变形及显著的交代作用,两者相互促进。断裂带在新生代演化中切割深度不断加大,火山源区不断加深,现今已切穿了整个岩石圈。断裂带在新生代软流圈上隆的背景下,经过地幔剪切、减压、地幔交代及部分熔融等深部过程,从而出现了大规模的玄武岩喷发。     

青藏高原北部沱沱河—格尔木地区的地壳结构和深部作用过程

通过对沱沱河—格尔木地区地震测深资料的重新解释，给出了该区地壳的二维速度分布剖面及Q值分布。上地壳横向速度结构具有明显的分区性。该分区范围大体与“亚东—格尔木项目”中所划分出的地体相一致。地震资料为本区划分地体提供了佐证。本文讨论了地体的拼合、碰撞的深部作用过程。认为上地壳的逆冲、叠覆，中、下地壳的挤压增厚，以及岩浆的贯入，壳幔物质的混合导致了青藏高原的隆升。     

辽宁深断裂格架及其控岩控矿意义

辽宁深断裂可以划分为东西向、北东向和北北东向三个系列。三个断裂系的深度、性质、活动时代、活动方式、岩浆活动等都各具特点。辽宁地区划出六个主要构造侵入岩成矿带。笔者认为,郯庐断裂在辽宁境内是一个被分解、被迭加的断裂系统。     

郯庐断裂带中-南段中生代岩浆活动的构造背景与深部过程

郯庐断裂带内岩浆岩及糜棱岩的年龄及野外研究表明以中-酸性为主的岩浆活动主要发生在早白垩世走滑运动的晚期,岩石化学以富钾、富碱为特征;稀土元素以轻稀土富集、重稀土亏损为特征;微量元素表现出富集大离子亲石元素,尤其是强不相容元素;同位素组成显示岩浆来源于壳幔过渡带.带内岩浆活动明显受断裂带控制,走滑晚期的岩浆活动起源于地幔底侵、壳幔相互作用下的壳幔过渡带,在伊泽奈崎板块斜向俯冲、中国东部遭受区域性剪切-挤压的背景下出现.在此背景下中国东部发生了岩石圈减薄,同时出现了一系列北东-北北东向已深切至壳幔边界的左行平移断裂系,从而诱发了大规模的岩浆活动.     

横断山区花岗岩类中角闪石的标型特征及其成因意义

本文研究了横断山区不同成因类型花岗岩中角闪石的化学成分、微量元素、稀土元素、晶胞参数和物理性质等特征。按化学成分对角闪石作了晶体化学成因分类。在三种不同成因类型角闪石中，其M值[M=Mg/(Mg Fe^2 )]各不相同；幔型M＞0．7，壳幔型M＝0．7－0．5，壳型M<0．5。     

满洲里—额尔古纳地区岩浆作用及其大地构造意义

对满洲里－额尔古纳地区不同时代岩浆岩的地质，地球化学特征进行了初步研究，研究表明晚元古代花岗岩具S型花岗岩或地壳改造型花岗岩特征，形成于同碰撞造山环境，加里东早期花岗岩具I型，科迪勒拉I型或ACG特征,代表活动大陆边缘构造属性，加里东晚期花岗岩具S型或地壳改造型特征，代表陆－陆碰撞造山环境，加里东期花岗岩记录了多宝山－牙克石－伊尔施陆间洋壳消减和闭合的过程，海西晚期花岗岩属富碱低钙钙碱性岩石，具S型花岗岩或CPG，KCG花岗岩特征，形成于碰撞后构造环境，中生代早期岩 岩形成于蒙古－－鄂霍茨克残余洋“剪刀式”闭合所造成的张性似裂谷环境，中生代晚期岩浆岩形成于挤压环境。     

郯庐断裂带火山活动与深部地质过程的新认识

在郯庐断裂带中生代以来的三期演化中,都伴生了火山活动。早白垩世走滑期的火山活动起源于地幔底侵、壳幔相互作用下的壳幔过渡带,也指示此时的断裂带切入到壳幔边界。断裂带内新生代玄武岩喷发起始于强烈伸展的后期（古新世）,在随后的断裂挤压期达到高温,该玄武岩喷发不但反映了断裂带已深切至上地幔,出现了地幔剪切带,也显示地幔交代,混杂地幔区等重要的深部过程信息。     

深部岩石力学性质及其在大陆构造变形过程研究中的作用

在阐述了与深部岩石力学性质相关的岩石流变学基本模型的基础上,探讨了深部岩石力学性质对温度、压力和岩石化学组分等因素的依赖关系。根据目前对深部岩石力学性质的认识,讨论了岩石流变学在研究大陆构造变形过程中所起的重要作用。有关研究结果表明:在运用理论分析和数值模拟方法揭示大陆岩石圈中变形的动力学机制时,合理的选用深部岩石的流变学模型是必须考虑的一个重要因素。