华北克拉通中生代伸展构造研究的几个问题及其在岩石圈减薄研究中的意义

总结了华北克拉通及周边以变质核杂岩和穹隆为代表的伸展构造研究的进展和存在的问题,提出了值得进一步研究的几个重要问题及其在华北克拉通破坏和岩石圈减薄研究中的意义。以变质核杂岩和穹隆为窗口,开展推覆向伸展的转化机制、区域性伸展运动学特征、剪切应变类型、伸展构造发育的时间和过程的研究,有助于深入探讨增厚地壳向伸展减薄转化的起因和过程,确定减薄的区域运动学方式及时限,查明伸展构造变形对地壳及岩石圈减薄的贡献。这方面的研究将提升华北伸展构造研究的水平,有助于查明岩石圈减薄的地壳响应,为探讨华北克拉通破坏和减薄的时限、机制、模式及深部动力学问题提供直接的构造证据。     

2007年度地质学科项目受理与评审综述

2007年度地质学科共受理各类项目1 134.基中面上项目703项,青年科学基金207项,地区科学基金14项,重点项目72项,国家杰出青年基金64项,海外青年学者合作基金11项,创新研究群体2项,重大研究计划项目30项,重大国际合作项目1项,联合资助项目30项.     

北大巴山逆冲推覆构造带前缘构造特征及变形年代学研究

在北大巴山推覆构造带前缘,北—北东倾斜的城口断裂和南—南西倾斜的高桥断裂形成一背冲式逆冲推覆体系,以两断层为界,其间为一巨型冲起构造。该冲起构造因边界断裂的产状特征、活动强度沿走向的差异,而表现出明显的分段性:其北西段为双向逆冲的"正花状"结构;而南东段为反向逆冲为主的"半花状"结构。同构造低温变质绢云母40Ar-39Ar年龄显示,城口断裂在燕山期(约143.3Ma)存在一次强烈的构造活动,导致北大巴构造带进一步逆冲扩展和强烈隆升。在逆冲-推覆向前扩展过程中,受锋缘外侧阻抗的影响,沿前缘部位形成一系列反向逆冲断层,从而形成巨型冲起构造。     

中天山南缘桑树园子剪切带早志留世韧性变形事件及其地质意义

桑树园子剪切带位于中天山南缘,经历了多期韧性变形事件。对其变形样式和变形历史进行深入研究有利于加深对天山造山带构造演化的认识。本文对剪切带北部发生强烈韧性变形的岩石进行变形样式及相关年代学研究,识别出一期早志留世右旋剪切运动。该期走滑剪切事件造成部分前寒武纪斜长角闪岩发生深熔作用形成浅色脉体,使花岗闪长岩发生强烈的糜棱岩化石,并伴随同构造花岗质脉体的侵入。斜长角闪岩中浅色脉体中的锆石具弱的振荡环带或无环带,Th/U比值较低,具深熔作用中新生锆石的特点,其206Pb/238U加权平均年龄为430.1Ma。糜棱状花岗闪长岩样品锆石核部LAICPMS U-Pb年龄为496.3Ma,是中天山北缘古天山洋向南俯冲的记录。其锆石的变质增生边给出430.5Ma的年龄,记录了花岗闪长岩遭受后期糜棱岩化改造的时间。侵入花岗闪长岩中的同构造花岗质脉体也给出较为一致的432.9Ma的锆石结晶年龄。这一年龄范围与中天山北缘古天山洋盆闭合的时间一致,因此桑树园子剪切带北部在~430Ma的右旋走滑事件可能是吐哈地块与中天山碰撞事件的陆内响应。     

冀北金台子盆地早白垩世酸性火山岩地球化学、锆石年代学及其地质意义

华北克拉通在中生代以来遭受了显著破坏。前人的研究对克拉通破坏的机制和峰期取得了较大共识, 但是关于克拉通破坏的启动时间一直存在争议。本文通过对冀北金台子中生代盆地构造特征及其填充的火山岩地球化学和年代学进行分析, 为华北克拉通破坏启动时间提供新的约束。研究表明, 金台子盆地为一伸展断陷盆地。盆地呈北东-南西向展布, 东侧被正断层控制, 西侧为地层超覆边界。盆地内自下而上发育后城组、白旗组、啕北营组、九佛堂组火山-沉积组合。后城组是一套稳定的河流相红色砂砾岩沉积地层;白旗组和啕北营组主体为巨厚层流纹岩、流纹质凝灰熔岩, 局部夹安山岩和火山碎屑岩;九佛堂组是一套以砾岩、砂砾岩等为主体的碎屑岩。地球化学分析表明金台子盆地中发育的酸性火山岩源于地壳重熔。锆石U-Pb年代学研究显示, 金台子盆地内流纹岩自约145 Ma开始广泛喷发并形成巨厚层的酸性火山岩地层, 表明此时在华北北缘地区的岩石圈减薄和破坏可能就已非常剧烈, 据此华北克拉通在其北缘的破坏至少应早于145 Ma。     

小秦岭变质核杂岩发育的阶段性及其年代确定

小秦岭变质核杂岩发育两套伸展构造体系,一套为变质核杂岩周缘典型的拆离断层体系,另一套为变质核杂岩内部伸展构造体系。构造及运动学分析表明,拆离断层体系代表的力较早期的ESE-WNW向区域性伸展,上盘自ESE向WNW运动,内部伸展构造体系代表后期小秦岭变质核杂岩向四周下滑的正断层伸展作用,可能为变质核杂岩垮塌所致。因此小秦岭变质核杂岩的形成具有明显阶段性。     

小兴安岭-张广才岭地区晚古生代至中生代花岗岩的成因及其地质意义

中国东北地区显生宙花岗岩的成因一直是中亚造山带东段研究的热点之一,尤其是小兴安岭-张广才岭地区的花岗岩其成因及形成的大地构造背景一直存在较大争议。本文新获得小兴安岭-张广才岭铁力和依兰地区的二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为188±1 Ma和257±3 Ma。地球化学数据显示,两地区的二长花岗岩均为Ⅰ型花岗岩并且富集大离子亲石元素(Th和U等)和轻稀土元素,亏损高场强元素(Nb和Ta等)和重稀土元素具有弧岩浆岩的地球化学特征。锆石Hf同位素数据显示,铁力地区二长花岗岩的岩浆源区可能来自于中新元古代的下地壳部分熔融。综合前人在小兴安岭-张广才岭地区已发表的花岗岩类岩石的地质年代学和地球化学数据,初步推测小兴安岭-张广才岭地区在晚古生代至中生代期间处于活动大陆边缘环境。同时,小兴安岭-张广才岭地区晚古生代至中生代的岩浆岩具有自东向西形成时代逐渐变年轻的趋势,这可能是由于东侧的牡丹江洋在晚古生代至中生代期间俯冲角度逐渐变缓造成的。     

小兴安岭-张广才岭铁力地区侏罗纪辉绿岩年代学、地球化学、锆石Hf同位素特征及其构造意义

小兴安岭-张广才岭地区中生代岩浆活动的成因及动力学背景对于揭示古太平洋的构造演化具有重要意义。本文选取小兴安岭-张广才岭铁力地区出露的辉绿岩墙为研究对象,进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、全岩地球化学和锆石Hf同位素等分析,对该基性岩的形成时代、岩石成因、岩浆源区以及形成的大地构造背景进行讨论。研究表明:辉绿岩锆石具有高Th/U比值( 0.3),CL图像显示微弱的振荡环带结构,具有岩浆锆石特征,~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为187±2Ma,即形成于早侏罗世;该岩体主要经历了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用,未遭受明显的地壳混染作用,并且具有Rb、Ba、U、Pb、K和Sr等流体活动元素相对富集,Th、Nb和Ta等非流体活动性元素相对亏损的地球化学特征,暗示其形成于被俯冲流体富集交代的亏损地幔部分熔融,源区可能为尖晶石-石榴石二辉橄榄岩,部分熔融程度约为6%～20%。结合该地区同时代的岩浆岩、变形构造、矿床特征和黑龙江蓝片岩的相关报道,本文认为小兴安岭-张广才岭地区在中生代期间处于活动大陆边缘环境,其岩浆岩的形成主要是由于存在于佳木斯地块和松嫩-小兴安岭地块间的牡丹江洋西向俯冲造成的。     

太行山东缘断裂南支断层性质及断层泥K-Ar同位素定年

太行山东缘断裂是华北盆地西边界的控制性断裂,对研究华北盆地中-新生代油气藏、地震分布及成矿作用具有重要意义。通过对太行山东缘断裂南支断层几何学、运动学的详细研究以及对断层泥的X射线衍射分析、K-Ar同位素年代学研究,确定了太行山东缘断裂为枢纽性质正断层,山一系列北北东走向正断层组成,呈左阶阶梯状展布,断层活动时间为113.42±2.31 Ma。断裂在新生代再次活动,形成多幕式的断陷盆地。