大陆碰撞过程中的巴罗式变质作用及原地深熔作用:以南阿尔金为例

南阿尔金吐拉地区所出露的变质泥质岩和变质基性岩普遍经历了中压麻粒岩相变质作用,其中变泥质岩以出现石榴子石+夕线石+长石+黑云母+石英为特征,而基性麻粒岩则以石榴子石+单斜辉石+紫苏辉石+斜长石+石英为特征,具有典型中压相系的麻粒岩相变质作用矿物组合,即显示"巴罗式"变质作用特征。野外宏观特征显示这套变泥质岩普遍经历了原地深熔作用,并局部发生混合岩化作用。岩相学观察结果显示泥质片麻岩保留了关键的深熔作用显微结构证据:(1)石榴子石内部发育有钾长石、石英和斜长石组成的矿物集合体,可能代表了早期熔体的假象;(2)黑云母颗粒边界发育尖锐的、不规则的微斜长石,而且黑云母边界溶蚀明显,形成锯齿状不规则的边界,指示深熔作用可能与黑云母的分解密切相关,即黑云母可能为深熔作用的主要反应相;(3)石英、斜长石或石榴子石颗粒边界发育圆珠状不规则的钾长石,而且颗粒边界或三联点中尖锐状钾长石与周围矿物的形成较小的二面角,有些甚至相互连通呈网络状,这也与它们继承了熔体结构特征一致;(4)不规则钾长石(或微斜长石)分布在石榴子石和夕线石附近,指示石榴子石和夕线石可能为深熔作用的残留相。锆石U-Pb定年结果显示麻粒岩相变质作用和相关深熔作用时代基本一致,主要发生在~450Ma。因此,吐拉地区的中压麻粒岩相变质作用和深熔作用明显要晚于南阿尔金地区榴辉岩和高压麻粒岩的峰期变质时代40~50Myr,而是与榴辉岩折返过程中麻粒岩相叠加变质作用的时代较为接近。但南阿尔金~450Ma的变质作用、深熔作用和岩浆作用是否为独立的构造热事件抑或深俯冲板片折返阶段的产物,这还需要今后进一步的工作验证。     

柴北缘榴辉岩的峰期和退变质年龄:来自U-Pb及Ar-Ar同位素测定的证据

柴北缘大柴旦榴辉岩呈透镜状产于以角闪岩相变质条件为特征的片麻岩中.选择新鲜的保存较好的榴辉岩分别进行U-Pb和Ar-Ar同位素年代学测定,含石榴子石的白云母片麻岩(此榴辉岩的围岩)被选用于白云母的Ar-Ar测定.榴辉岩的U-Pb测定显示206Pb/238U表面年龄统计权重平均值为(494.6±6.5)Ma,代表榴辉岩的峰期变质作用年龄.同样榴辉岩样品的多硅白云母被分选出用于39Ar-40Ar年代学测定.测定结果获得的坪年龄为(466.7±1.2)Ma,等时线年龄为(465.9±5.4)Ma,代表榴辉岩在退变过程中的冷却年龄;围岩中白云母的39Ar-40Ar年代学测定,获得等时线年龄为(477.67±17.72)Ma.相似的Ar-Ar年龄值表明,榴辉岩和围岩在抬升过程中经历了一致的冷却及退变质历史.     

北祁连加里东造山带从挤压到伸展造山机制的转换

早古生代早期，北祁连造山带发生强烈的挤压变形作用形成加里东期的俯冲－增生杂岩，高压变质岩，并使造山带岩石圈地壳加厚缩短，志留纪末期，加厚的造山带岩石圈由于垮塌作用及根部的拆沉作用，使造山带从挤压造山机制转换为伸展造山机制，并进入后造山伸展作用阶段，增厚的岩石圈开始减薄，发生不同层次的伸展作用，同时伴随花岗岩及Ａｎ∈变质岩的穹隆以及泥盆纪磨拉石盆地上叠盆地的形成。石炭纪末，北祁连造山带岩石圈地层已基     

北祁连中段高压/低温混杂带——岩石学、地球化学和年代学证据

详细的野外研究结果表明,北祁连中段清水沟-香子沟高压低温变质带中出露的变质岩主要有榴辉岩、蓝片岩、多硅白云母石英片岩、变硅质岩、大理岩和蛇纹岩。地球化学测试结果表明,榴辉岩原岩为大洋中脊玄武岩和洋岛拉斑玄武岩;蓝片岩有两种类型,第1种蓝片岩原岩为基性-中基性火山岩,第2种蓝片岩原岩主要形成环境为大洋岛弧和/或大陆岛弧的沉积岩;多硅白云母石英片岩的原岩主要形成于大陆边缘环境;变硅质岩的原岩为形成于远离大陆边缘的沉积环境中的热水成因硅质岩;大理岩原岩为灰岩。榴辉岩锆石SHRIMP定年结果显示其原岩年龄为500±4 Ma,第1种蓝片岩原岩年龄为529±5 Ma。锆石Lu-Hf同位素表明,榴辉岩原岩明显受到了古老地壳的影响,基性蓝片岩的原岩源区为亏损地幔,后期没有或者极微弱地受到地壳物质的影响。结合已有研究资料,认为北祁连高压/低温变质带中变质岩的原岩类型具有明显的多样性特征,且原岩时代具有多期性特征。上述研究结果表明,古祁连洋在早古生代向北俯冲过程中,携带了不同性质和时代的岩石进入俯冲带深部,形成高压/低温变质条件下的混杂带,代表了早古生代与洋壳俯冲有关的俯冲隧道。     

阿拉善地块晚奥陶世—石炭纪的构造演化历史——来自北大山地区多期岩浆-变质-变形事件的约束

阿拉善地块西部的北大山地区识别出两期韧性变形构造,早期的韧性变形以从南(南东)向北(北西)逆冲为特征,晚期的韧性变形以近东西向左行剪切为特征。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法,在记录早期韧性变形的片麻岩中获得锆石的变质年龄为422±1 Ma,代表晚志留世变质事件;在记录晚期韧性变形的2件二长花岗岩中获得锆石结晶年龄分别为326.2±1.2 Ma和323.8±2.6 Ma,代表早石炭世岩浆活动。结合前人研究成果,发现阿拉善地块西部北大山地区的两期韧性变形特征、变形时代与阿拉善地块东部巴彦乌拉山-狼山地区相似,同时阿拉善地块东、西部晚奥陶世-石炭纪多期岩浆活动的岩石类型、期次、地化及Nd同位素等特征也非常相似。以上特征表明,阿拉善地块东、西部经历了相同的构造演化历史,形成一条发育在早前寒武纪变质基底之上、呈近东西向弧形展布的晚奥陶世-石炭纪构造-岩浆岩带(西起桃花拉山,经北大山、诺尔公-巴彦乌拉山,东到狼山),其成因与古亚洲洋的俯冲造山事件密切相关。     

造山带中成对出现的高压麻粒岩与榴辉岩及其地球动力学意义

在一些典型碰撞造山带中,高压麻粒岩与榴辉岩在空间和时间上密切相关,它们之间的关系对揭示碰撞造山带的造山过程和造山机制具有重要意义.本文以中国西部的南阿尔金、柴北缘及中部的北秦岭造山带为例,详细陈述了这3个地区榴辉岩和相关的高压麻粒岩的野外关系、变质演化和形成时代,目的是要建立大陆碰撞造山带中榴辉岩和相关高压麻粒岩形成的地球动力学背景模式.南阿尔金榴辉岩呈近东西向分布在江尕勒萨依,玉石矿沟一带,与含夕线石副片麻岩、花岗质片麻岩和少量大理岩构成榴辉岩一片麻岩单元,榴辉岩中含有柯石英假象,其峰期变质条件为P=2.8～3.0GPa,T=730～850℃,并在抬升过程中经历了角闪岩-麻粒岩相的叠加;大量年代学研究显示其峰期变质时代为485～500Ma.南阿尔金高压麻粒岩分布在巴什瓦克地区,包括高压基性麻粒岩和高压长英质麻粒岩,它们与超基性岩构成了一个大约5km宽的构造岩石单元,与周围角闪岩相的片麻岩为韧性剪切带接触.长英质麻粒岩和基性麻粒岩的峰期组合均具有蓝晶石和三元长石(已变成条纹长石),形成的温压条件为T=930～1020℃,P=1.8～2.5GPa,并在退变质过程中经历了中压麻粒岩相变质作用叠加.锆石SHRIMP测定显示巴什瓦克高压麻粒岩的峰期变质时代为493～497Ma.都兰地区的榴辉岩分布柴北缘HP-UHP变质带的东端,在榴辉岩和围岩副片麻岩中均发现有柯石英保存,形成的峰期温压条件为T=670～730℃和P=2.7～3.25GPa,退变质阶段经过了角闪岩相的叠加;榴辉岩相变质时代为420～450Mao都兰地区的高压麻粒岩分布在阿尔茨托山西部,高压麻粒岩包括基性麻粒岩长英质麻粒岩,基性麻粒岩的峰期矿物组合为Grt+Cpx+Pl±Ky±Zo+Rt±Qtz,长英质麻粒岩的峰期矿物组合为：Grt+Kf+Ky+Pl+Qtz.峰期变质条件为T=800～925℃,P=1.4～1.85GPa,退变质阶段经历了角闪岩-绿片岩的改造,高压麻粒岩的变质时代为420～450Ma.北秦岭榴辉岩分布在官坡-双槐树一带,榴辉岩的峰期变质组合为Grt+Omp±Phe+Qtz+Rt,所计算的峰期温压条件为T=680～770℃和P=2.25～2.65GPa,年代学数据显示榴辉岩的变质时代为500Ma左右.北秦岭高压麻粒岩分布在含榴辉岩单元的南侧松树沟一带,包括高压基性麻粒岩和高压长英质麻粒岩,与超基性岩在空间上密切伴生,高压麻粒岩的峰期温压条件为T=850～925℃,P=1.45～1.80GPa,锆石U-Pb年代学研究显示其峰期变质时代为485～507Ma.以上三个实例显示,出现在同一造山带、在空间上伴生的高压麻粒岩和榴辉岩有各自不同的变质演化历史,但榴辉岩中的榴辉岩相变质时代和相邻的高压麻粒岩中的高压麻粒岩相变质作用时代相同或相近,这种成对出现的榴辉岩和高压麻粒岩代表了它们同时形成在造山带中不同的构造环境中,即榴辉岩的形成于大陆俯冲带中,而高压麻粒岩可能形成在俯冲带之上增厚的大陆地壳根部.     

苏北连云港地区蓝闪绿片岩相岩块的发现

在苏北连云港地区(红石咀、东西连岛及蟹脐沟)发现以岩块、岩片形式出现的蓝闪绿片岩相岩石，其由石榴石、蓝透闪石、冻蓝闪石、阳起石、钠长石、多硅白云母、榍石及文石等矿物组成。石榴石变斑晶作为低扩散的刚性矿物，经历了多期变质变形作用，变质反应证据保存在石榴石的成分环带及包体矿物组合中。蓝透闪石、冻蓝闪石及文石包体的存在表明，本区出露的绿片岩相岩系属早期经历低温高压变质作用、晚期又叠加绿片岩相变质作用的高压变质地体。这一发现为苏鲁高压地体的构造单元划分提供了重要依据。     

堰塞湖最大库容及库容曲线分析计算

2008年"5.12"四川汶川地震后,为进行唐家山堰塞湖处置,需要尽快确定最大库客及拟定库容曲线.在不同工作阶段,受地形资料和水文监测数据不足等条件限制,需要应用不同的模型方法快速、准确地进行水文分析.本文介绍了最大库容及库容曲线计算模型和方法,以及在唐家山堰塞湖的应用.其经验为开展堰塞湖相关水文工作提供了技术思路.     

青藏高原与大陆动力学——地体拼合、碰撞造山及高原隆升的深部驱动力

运用地体和地体活动论观点,提出青藏高原结构划分的新方案;强调青藏高原的形成经历了新元古代以来长期活动的过程,青藏高原是一个“非原地”诸多地体会聚、拼合以及经历复合碰撞造山的“造山的高原”;大型走滑断裂在青藏高原形成中起着地体相对位移、侧向挤出、移置及使高原几何形态扭曲的作用。提出青藏高原隆升的“南缘超深俯冲(>600km)、北缘陆内俯冲、腹地深部热结构及岩石圈范围内的向NE右旋隆升”的多元驱动力机制。     

涨落差法原理浅析及其在洪水预报中的应用

从河道洪水运动波方程的有限差分解入手,推导出了涨落差法的计算公式,进而证明该计算公式为河道洪水扩散波方程二阶精度的有限差分解。该洪水预报方法参数少,计算方法简单,有预见期。实际应用表明,涨落差法的特点是实用性强,而且具有较高的洪水预报精度,但同时也存在误差累积的缺点。