欧亚大陆东部白垩纪两期伸展穹隆构造及其动力学机制探讨

以变质核杂岩或伸展穹隆为代表的晚中生代伸展构造在欧亚大陆东部广泛发育。与北美西部的科迪勒拉型变质核杂岩既相似,又存在很大的不同。区域上可以进一步划分为次一级的伸展构造带,由北向南依次为泛贝加尔-蒙古-鄂霍茨克带、华北西部带、华北东部带、华北南缘及秦岭-大别带及华南中部带。与北美地区显著不同的是它们并非平行于俯冲带展布,而是呈面状分布于太平洋西部广大的地区,不仅发育在岩石圈薄弱带或造山带相关的构造单元之上,而且还发育在稳定的"克拉通"之上。这些穹隆构造记录了NW-SE向的区域伸展方向,构成了全球最大的伸展构造发育区。通过对各带伸展穹隆的结构样式、时空分布和发育过程的系统分析、归纳和总结,我们将这些伸展穹隆分为早晚两期。两期伸展构造所具有的不同特点决定了他们的动力学机制的不同。早期伸展构造发生在早白垩世早期,其具有"对称性"、"等时性"和"等深性"的特点,决定了其动力学机制以"沉坠"作用（foundering）为主导,是对华北克拉通破坏的峰期响应。晚期伸展构造形成时间为早白垩世晚期-晚白垩世早期,时空分布上具有向S或SW迁移的规律,或指示了古太平洋板块的俯冲回撤（roll-back）过程对欧亚大陆板块的渐次影响。     

地质观测、地震剖面和重力测量的综合方法在前陆褶皱冲断带的应用：以天山北麓呼图壁河剖面为例

褶皱逆冲带的几何学研究是造山带研究的热点,但是无论是传统构造地质学方法还是地球物理学方法都在研究褶皱逆冲带几何特征时存在多解性.为了制约这种多解性,本文以天山北麓的呼图壁河剖面为列,介绍一种地质与地球物理相结合的研究方法.该方法首先沿呼图壁河剖面进行详细的地表观测,获取地表的构造地质数据形成初步的地质模型,其次结合地表构造和钻井分层数据,对收集到的石油地震剖面进行重新解释.然而,地震反射数据只分布在盆地内部,在盆山结合带缺失或者不清晰,因此对该剖面进行了重力测量并计算出布格重力异常.结合盆地各沉积地层和基底密度值,用重力正演方法模拟呼图壁河剖面的密度结构.研究结果显示沿呼图壁河剖面并不存在天山北缘断裂,盆地的沉积盖层可以从准噶尔盆地连续过度到天山内部并不整合覆盖在天山古生代基底之上.这一结果与西段金钩河剖面的天山基底逆冲到准噶尔盆地显然不同,说明了天山北缘盆山结合带构造的多样性.利用平衡剖面技术,恢复的呼图壁河平衡剖面缩短量约为4.8 km,对比前人研究,说明了天山北缘的缩短量沿东西方向存在显著的不均一性.本研究也说明这种构造地质与地震及非震地球物理相结合的方法可以广泛地被应用于褶皱逆冲带.     

大别山太湖地区宿松变质杂岩中石榴斜长角闪岩的P-T轨迹及反映的俯冲过程

依据对大别山太湖地区宿松变质杂岩中的石榴斜长角闪岩的岩相学、矿物成份分析和P-T条件评价,将变质作用分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ4个阶段,其中Ⅰ、Ⅱ阶段经历了绿帘角闪岩相的变质;Ⅲ阶段为峰期变质,变质条件为T=580℃,P=1.31GPa,为角闪石—榴辉岩相变质;Ⅳ阶段为绿片岩相变质。构建的P-T轨迹显示了顺时针的演化特征,反映了宿松变质杂岩分阶段的、不等速的俯冲和折返过程:早期短暂的迅速俯冲→峰期缓慢俯冲→晚期可能的相对缓慢抬升。研究表明宿松变质杂岩的峰期变质条件偏离“俯冲梯度”线,显示了大幅增温、压力变化轻微的特征,这一增温可能是由于受到扰动的热结构恢复所致。结合前人对高压榴辉岩的峰期变质条件的研究,认为宿松变质杂岩与高压-超高压榴辉岩单元至少有0.5GPa的压力差,约15km厚的地壳损失,两者为太湖—马庙断层(F2)所分隔。     

北大别北东地区榴辉岩温度条件分析

北大别榴辉岩温度条件的精确评价直接涉及到北大别变质单元性质的判定.由于榴辉岩温度分类方案的不同,以及温度估算时温度计选择和绿辉石Fe2+校正方法不同的影响,导致北大别榴辉岩温度评价和分类归属具有较大的不确定性.为此,本研究应用5个不同的温度计和4种不同的绿辉石Fe2+校正方法,评价了北大别北东地区榴辉岩的温度条件.研究显示,当应用Kogh (2000)的Grt-Cpx Fe-Mg温度计和设定绿辉石的铁为Fe3+/Fe2+=1∶1时,温度计算较为合理:P标定=3.5 GPa,温度范围为600～740℃或P标定=5.0GPa,温度范围为670～ 810℃.参照Carswell (1990)的温度分类,北大别榴辉岩应属于中温类型.但结合此次榴辉岩的地质特征、岩相学和矿物成分分析,以及前人的研究资料,北大别榴辉岩与中大别和南大别榴辉岩有明显的差异,其可能是在相对高温的条件下形成的.     

富油金藻与绿藻的耐光适应性比较

以金藻(Isochrysis sp.)、球等鞭金藻(Isochrysis galbana Parke)、微拟球藻(Nannochloropsis sp.)、东营小球藻(Chlorella sp.)、小球藻(Chlorella capsulata Guillard)等五株富油微藻为实验材料,通过对比研究强弱光驯化后其叶绿素荧光和快速光曲线(RLC)的变化,比较了金藻与绿藻的光适应性。结果发现:弱光驯化后,五株微藻有效量子产量(ΦPSII)随着光照强度(PAR)的上升均呈下降趋势,但是其下降速率在不同藻株之间存在差异,其中以球等鞭金藻下降速率最小,小球藻下降速率最大;两株金藻的最大电子传递速率(rETRm)及半饱和光强(IK)均高于三株绿藻,但是初始斜率(α)小于绿藻;强光驯化后,五株富油微藻的ΦPSII及α均明显下降,但两株金藻下降幅度均小于三株绿藻,而金藻的rETRm及IK始终高于绿藻。同样,不同藻株的快速光曲线下降斜率(β)也都呈下降趋势,但金藻β的下降幅度大于绿藻。上述结果表明:绿藻在弱光下有较强的光吸收能力,但其光利用能力及热耗散能力相对较差,在强光下易发生光抑制;强光驯化后,金藻比绿藻有更好的强光可塑性,属于耐光性强的潜力产油微藻。     

闽江河口芦苇和短叶茳芏沼泽土壤磷分级特征比较

磷是湿地生态系统必需的和重要的限制性养分元素,对比不同湿地植物土壤磷元素分级特征,对进一步认识湿地磷循环具有重要意义。在闽江河口鳝鱼滩湿地,选取芦苇(Phragmites australis)和短叶茳芏(Cyperus malaccensis)沼泽土壤作为研究对象,测定其全磷、有机磷和无机磷含量,并根据Chang S和Jackson M L的无机磷分级方法,将无机磷分为铁吸附态磷、铝吸附态磷、钙吸附态磷和闭蓄态磷,对比分析两种植物沼泽土壤磷元素特征。结果表明,无机磷是两种植物沼泽土壤磷的主要形态,其含量分别占芦苇和短叶茳芏沼泽土壤全磷含量的68.79%和59.29%。两种植物沼泽0~10 cm深度土层全磷含量差异不显著,10~50 cm深度土层的全磷含量则表现为芦苇沼泽显著高于短叶茳芏沼泽(p0.05)。芦苇沼泽10~50 cm深度土壤无机磷含量显著高于短叶茳芏沼泽,这是造成两种植物沼泽土壤全磷含量差异的主要原因。无机磷分级进一步表明,芦苇沼泽土壤无机磷含量较高,由各形态无机磷(尤其是铁吸附态磷和闭蓄态磷)含量共同贡献。此外,不同形态磷含量与土壤p H、电导率、容重以及全氮和全碳含量显著相关(p0.05)。     

库车坳陷-天山中、新生代构造转折的砂岩碎屑与地球化学记录

对天山南麓库车坳陷砂岩全岩主元素分析表明, 沉积记录在下三叠统-中三叠统、上侏罗统-下白垩统、下白垩统-古新统、中新统-上新统等4个界面发生较大变化或突变, 这与砂岩骨架、碎屑重矿物的成分(组合)变化基本一致. 中生代~新生代沉积过程呈5段式发展: (1) 碎屑组合主要表现为从褐红色粗碎屑沉积到灰色-深灰色细碎屑沉积、红色中-细碎屑沉积、红色-杂色碎屑夹膏盐沉积, 最后转变为褐灰色粗碎屑沉积, 岩屑成分成熟度相应呈不稳定-稳定-不稳定-较不稳定- 极不稳定组合产出, 后晚侏罗世以碳酸盐岩等沉积岩岩屑的增加为显著特征; (2) 砂岩全岩的CaO和Fe₂O₃^*+MgO 含量呈较高值-低值-高值-较高值-最高值序列变化, 后晚侏罗世急剧增高; (3) Al₂O₃/(CaO+Na₂O)和 ln(Q/(L+CE))等反映碎屑成分风化指数的综合指标也呈较低值-高值-低值-较低值-最低值变化, 在后晚侏罗世显著降低. 第1和第2阶段和后 3 个阶段样品在 A-CN-K 和A-CNK-FM图上明显可分. 研究表明, 早-中三叠世、晚侏罗世-早白垩世是研究区古构造-古气候重要的变革期或转折期, 而晚白垩世、中-上新世前后不同的沉积体系域和类似的砂岩风化指数说明主要与古构造变动即山盆差异升降有关.     

从北淮阳构造带的多期变形透视大别山构造演化

大别山北部的北淮阳构造带主体由佛子岭群和庐镇关群构成. 北淮阳构造带没有经历超高压变质作用, 但却具有与大别山其他地区相同的构造变形形式. 通过几何学、运动学及多期构造变形的研究, 论证了北淮阳构造带具有与其他地质单元相同的动力学背景. 同大别山中部穹隆及南部超高压变质地体相比, 由于北淮阳构造带的俯冲深度较浅, 从而保留了超高压变质作用之前的构造变形形迹. 结合同位素年代学的测量结果, 把北淮阳构造带的岩石变形划分为五期, 分别代表了早期板块会聚的变形痕迹(D1), 早期的构造折返(D2), 表示主变形期的晚三叠世的伸展作用(D3), 晚三叠世的重力滑脱伸展作用(D4)和白垩纪的伸展作用(D5). 结合大别山的岩石变形, 可以认为华南与华北板块碰撞造山过程大致经历了陆壳俯冲阶段, 同俯冲期的折返作用, 穹窿及其边缘的重力滑脱变形和混合岩化及岩浆侵入作用.     

蛇绿混杂岩的基质组成及其构造内涵：以东古特提斯为例

蛇绿岩是恢复大洋演化最直接的证据，是识别板块汇聚边界的一级地质学标志。相比于蛇绿岩，蛇绿混杂岩的基质记录了更多关于大洋板块演化的信息。为了深入理解蛇绿混杂岩基质组成的构造内涵，我们选择了位于越南北部—中国滇东南地区的古特提斯哀牢山- Song Ma(马江)- Song Chay(斋江)缝合带开展研究。本文综合了前人有关该带蛇绿混杂岩基质碎屑锆石U- Pb定年和Hf同位素分析的结果，认为哀牢山- Song Ma- Song Chay蛇绿混杂岩基质具有强烈的横向不均一性，可以划分为M1、M2、M3和Song Chay 单元。其中，M1位于哀牢山- Song Ma蛇绿混杂岩中部，构成了哀牢山蛇绿混杂岩的主体，具有440 Ma和960 Ma的特征碎屑锆石年龄峰值，结合其Hf同位素特征，我们认为M1的物源为印支板块。M2位于哀牢山- Song Ma蛇绿混杂岩的NW部，显示出单一的260 Ma左右的碎屑锆石年龄峰值，结合其Hf同位素特征，我们认为M2主要来自于华南板块上的峨眉山大火成岩省。M3位于哀牢山- Song Ma蛇绿混杂岩的SE部，碎屑锆石年龄结果显示出250 Ma的主要峰值以及370 Ma和780 Ma的次要峰值，结合其Hf同位素特征，我们认为M3的主要物源为印支板块的弧岩浆岩，少量来自华南板块。Song Chay蛇绿混杂岩基质中的碎屑锆石主要是来自作为被动陆缘的华南板块，只有很少一部分来自上覆的印支板块。上述蛇绿混杂岩组成的横向不均一性，指示了洋盆关闭过程中物源的变化。更重要的是，基质中鲜明的俯冲板块(华南)被动陆缘的信息，使我们推断古特提斯东部在某一阶段或某一部位表现为有限洋盆，其对我们理解东古特提斯板块拼合过程具有重要意义。