中亚造山带南缘蛇绿岩研究现状与展望

蛇绿岩与产于增生楔中的蛇绿岩碎片记录了大洋岩石圈形成、俯冲、消亡等造山作用的全过程信息;是解剖造山带与探讨造山作用的重要研究对象.本文重点阐述蛇绿岩的继承性构造（形成于大洋岩石圈形成阶段:洋?陆过渡带型（ocean-continental transition,简称OCT）、洋中脊型（快速扩张脊的Penrose型与慢速扩张的洋底核杂岩型）、supra-subduction-zone（SSZ）型三个基本端元）与造山就位构造（构造就位于造山带阶段:仰冲就位与俯冲刮铲）的特征、区别及其地质意义.强调蛇绿岩形成的“生而不同”与构造就位的“死也有别”;讨论了蛇绿岩两阶段的特征、时代的大地构造配置,呼吁关注蛇绿岩构造就位阶段俯冲流体的叠加作用,其可能导致最终就位在造山带中的蛇绿岩大部分都具有SSZ型特征.最后,结合中亚造山带南部主要蛇绿岩的特征,对未来中亚造山带蛇绿岩研究提出一些思考与展望;指出未来研究应注重对有限洋盆或小洋盆的厘定,关注OCT成因蛇绿岩的识别与研究,重视山弯构造与走滑断裂对蛇绿岩带现今产出的控制与改造作用.      

南天山南缘晚泥盆世构造事件的^40Ar／^39Ar定年证据及其意义

南天山南缘前陆褶皱冲断带在独库公路范围内出露于铁力买提达坂一带,其构造岩片主体向南逆掩于塔里木盆地之上,构造样式以双向逆冲为特征。相关韧性剪切带中白云母矿物~(40)Ar/~(39)Ar同位素测年获坪年龄368±1Ma和等时线年龄368±6Ma。结合区域构造分析,这条作为南天山中央地块南部构造边界的大型复合式构造带,主要形成发育时限为晚泥盆世-早石炭世,并在二叠纪重新活动。前者可能是是南天山洋盆向北俯冲于伊犁地块之下的构造变形过程的痕迹,后者则可能是由伊犁-塔里木复合地体与北天山地块在晚石炭世-早二叠世发生碰撞而导致的构造变形。     

新疆东天山秋格明塔什——黄山韧性剪切带^40Ar／^39Ar年代学研究

秋格明塔什—黄山巨型韧性剪切带产出在东天山北部,其活动时期的系统厘定对东天山大地构造演化极为关键,因而对揭示中亚造山带南部晚期的历史有着重要意义。系统的Ar-Ar同位素年代学研究表明,该剪切带的活动在时间上具有多期性:剪切带早期为挤压推覆剪切作用,发生于300Ma之后,至少延续到了283.7Ma,但在280.2Ma时已经终止;晚期为右行走滑剪切变形作用,主活动期的时代为262.9～242.8Ma,历时近20Ma。在右行走滑剪切变形阶段,秋格明塔什—黄山韧性剪切带出现差异抬升现象,导致剪切带不同区段糜棱岩的同位素年龄有较大差别:剪切带中—西段(康古尔地区)走滑剪切变形作用产生的糜棱岩的时代为262.9～256.1Ma,快速抬升发生在262.9～261.5Ma,冷却速率>100℃/Ma。剪切带东段(土屋—延东地区)走滑剪切变形作用产生的糜棱岩的时代为247.1～242.8Ma,快速抬升发生在247.1～246.9Ma期间,冷却速率>200℃/Ma。结合区域地质资料,笔者认为早期的挤压推覆剪切作用可能与东天山晚古生代板块俯冲—碰撞过程有关,而晚期的走滑剪切变形则可能反映了东天山北部地区碰撞后陆内变形特征。     

东昆仑石榴石闪长玢岩的形成机制及其对埃达克岩成因的制约

本文报道在东昆仑地区发现的一种较为稀少的含石榴石英云闪长玢岩,这也是此类岩石在中国的首次发现。该次火山岩形成于晚三叠纪,主要由富钙(CaO5 wt%)、贫锰(MnO3 wt%)的石榴石,富铝的角闪石(15.9 wt%),中性斜长石和石英等斑晶以及基质物质组成。岩石含有中等的SiO_2(61.1～62.2wt%),低的MgO(2.0 wt%),K_2O(1.3 wt%)以及较高的Al_2O_3(17 wt%)含量,呈现出次铝质至轻微过铝质的特征(ACNK=0.89～1.05)。在微量元素方面,该岩石富集大离子亲石元素和轻稀土元素,同时亏损Nb-Ta-Ti,显示出典型的消减带特征。而异常低的重稀土(Yb0.8×10~(-6))和相对高的Sr/Y比值(约38)表明石榴石是一个残留相,而较高的Al_2O_3含量,大多为正的铕异常反映了斜长石因结晶受到抑制而在岩浆演化晚期的聚集,同时表明岩浆具有较高的水含量。Nd-Sr同位素组成(ε_(Nd)(t)=-2.33～-1.38;~(87)Sr/~(86)Sr=0.706 5～0.706 7)和斜长石的反向分带显示,壳幔间岩浆混合作用在岩体的形成过程中扮演了重要角色。石榴石斑晶和其中的钛铁矿包体均含有较低的MgO,且包裹石榴石的角闪石形成于较高的压力(8～10 kb)条件下,显示这些矿物结晶自一个长英质岩浆中,且很可能形成于壳幔过渡带附近。尽管该岩石在富铝、低重稀土、高Sr/Y等很多方面均类似于埃达克岩石,但其中等含量的Sr(260×10~(-6))和La/Yb比值(16～21)却明显低于典型的埃达克岩和太古代的TTG。结合石榴石斑晶中广泛存在的磷灰石包体以及其较高的Sr和轻稀土分配系数,本文提出在岩浆演化早期结晶的磷灰石有效地降低了残余熔体中的Sr和轻稀土。这进一步表明,即使在高水逸度的条件下,磷灰石在岩浆早期的大量结晶可以有效地阻止一些弧岩浆演化成为埃达克质岩石。     

东北那丹哈达岭中—新生代构造-热演化史:来自(U-Th)/He和裂变径迹热年代学的证据

中国东北的那丹哈达岭地区位于中亚造山带最东部,它的中新生代热演化史是认识陆内造山活动的关键,但该地区相关研究比较薄弱,其中—新生代的热演化史缺乏有效的约束.因此本文应用磷灰石裂变径迹、锆石和磷灰石(U-Th)/He等多种低温热年代学方法,对东北那丹哈达岭地区的侵入岩开展构造热演化历史研究.热年代学数据和热史模拟结果表明,该地区存在早白垩世晚期—晚白垩世(110～80Ma)、古新世—始新世(60～40 Ma)两期快速冷却事件,其冷却速率分别为3.42～4.81℃/Ma和1.43～1.83℃/Ma.结合区域构造和应力分析,我们认为两期冷却事件均受构造活动控制.第一期快速冷却事件是古太平洋板块北西向俯冲引发的构造叠加到鄂霍特莫茨克地块并与东亚大陆边缘碰撞引起;而第二期快速冷却事件是古太平洋俯冲的板片后撤使东亚陆缘处于伸展环境,造成东北大面积的剥露作用引起.这次研究增强了对东亚陆缘中新生代构造-热演化历史的认识,对于理解大陆内部造山带的构造变形过程与机理具有重要意义.     

对丹江水库诱发地震活动的几点讨论

丹江水库诱发地震活动是鄂西地区现代强震序列中的一个事件。其区域构造应力场最大主压应力轴向可能为近东西向。笔者提出的介质均匀度变化产生的应力调整效应和引用斯诺的宽空间无限水库荷载与孔隙压效应,阐明了北西西向淅川地堑和林茂山北东向隐伏剪切断裂易于诱发地震,而南北向丹江挤压破裂带不易诱发地震的外因。指出:库区现今不可能还有同阶或更高阶弹性位能存在,从而推断丹江水库现有水域的地震活动将不因二期工程而继续起伏性衰退;然而,新淹没区则需正常监视。     

中亚成矿域斑岩大规模成矿特征：大地构造背景、流体作用与成矿深部动力学机制

中亚成矿域夹持于西伯利亚、东欧和塔里木-华北克拉通之间,展布范围与全球显生宙大陆地壳生长最典型的增生型造山带——中亚造山带相当,并产出一系列大型—超大型斑岩铜(-金)、斑岩钼及斑岩铜(-钼)矿床。斑岩成矿作用自西向东存在明显差异,可高度概括为具‘西铜东钼、早铜晚钼’特征。基于前寒武纪基底性质、成矿大地构造背景以及斑岩成矿特征方面的系统综合研究,以重要构造线为界,将成矿域进一步划分为三个成矿省:哈萨克斯坦斑岩Cu(-Au-Mo)、蒙古斑岩Cu(-Au)和中国东北斑岩Mo(-Cu)成矿省。哈萨克斯坦成矿省具新太古—古元古代结晶基底;四个大型斑岩Cu矿床形成于早古生代增生造山过程(481~440Ma),而绝大多数矿床为晚石炭世(330~295Ma)集中爆发成矿的产物。古亚洲洋西段,沿我国中天山—伊犁南缘—吉尔吉斯北天山—中哈萨克斯坦—科克切塔夫至成吉思线性展布的古生代岩浆弧与哈萨克斯坦山弯构造共同制约了斑岩成矿作用;增生造山向山弯构造的转换阶段为斑岩集中成矿期。蒙古斑岩成矿省亦具新太古代—早古元古代结晶基底;斑岩成矿作用主要发生在泥盆纪(~370Ma)和三叠纪(~240Ma)两个时期,为图瓦-蒙古山弯构造演化过程中两个局部时段的突发成矿;早期成矿事件与古亚洲洋体系向南戈壁微地块下的俯冲增生造山有关,晚期成矿可能是蒙古—鄂霍茨克洋俯冲作用的结果。中国东北斑岩成矿省广泛发育新元古代结晶基底和泛非事件岩石学记录;奥陶纪(482~440Ma)斑岩成矿受控于古亚洲洋早古生代时期俯冲增生作用;而中生代斑岩钼集中爆发成矿则分别受控于古亚洲洋体系后碰撞(~250Ma)、蒙古—鄂霍茨克洋体系同俯冲(248~204Ma)、古太平洋体系同俯冲(195~145Ma)及中国东部岩石圈减薄事件(145~106Ma)不同地球动力学体制。成矿流体方面总体而论,中亚斑岩型矿床热液蚀变遵循经典Lowell and Guibert模式,高氧化性岩浆流体有效出溶造就了大型-超大型斑岩矿床。中亚成矿域斑岩铜矿的成矿斑岩岩石类型与环太平洋域成矿斑岩类似,以钙碱性和高钾钙碱性成分为主,最常见的是石英二长闪长岩、二长花岗岩、花岗闪长岩和花岗岩。成钼矿斑岩比成铜(-金-钼)斑岩更偏酸性,具更高SiO2含量。部分斑岩具埃达克质岩微量元素地球化学特征,另一部分斑岩却有类似正常弧火山岩的特征。虽然现有弧环境斑岩岩浆产生的‘MASH’和‘板片熔融’模型以及‘后碰撞拆沉与新生基性下地壳熔融’模型能够解释中亚成矿域部分斑岩铜矿床成矿的深部机制,但本文新提出‘残余洋中脊俯冲+预富集基性下地壳熔融’模型解释哈萨克斯坦成矿省巴尔喀什—西准噶尔成矿带斑岩铜大规模成矿的深部机制。中亚域斑岩钼成矿与古老地壳或古老岩石圈地幔的熔融无关,而与新生地壳熔融产生长英质岩浆的深部事件存在直接成因联系。西段哈萨克斯坦省新生地壳由古生代古亚洲洋演化过程中弧增生事件形成,而东段中国东北成矿省新生地壳则是新元古代与Rodinia超大陆相关聚合和裂解事件造就的。"新生下地壳部分熔融成钼"模型突破了钼成矿与古老地壳熔融有关的传统认识,能很好地解释全球最大的中国东北钼成矿省的成矿深部动力学机制。     

中新生代天山剥蚀与塔里木盆地北缘沉积耦合过程:新疆库车河剖面的低温热年代学证据

天山造山带中新生代快速剥露对于了解天山构造演化过程意义重大.然而,人们对于中新生代精确的冷却时间还一直存在争议.本文报道了塔里木盆地北缘库车河剖面中生界砂岩中碎屑磷灰石裂变径迹数据和早二叠世流纹岩热史演化模拟结果. 热年代学年龄趋势显示碎屑磷灰石裂变径迹的主要年龄组分为143.0~148.9 Ma和35.7~38.1 Ma,其中较年轻的组分已经完全重置,揭示了库车坳陷的剥露信息. 热史模拟结果显示了160~140 Ma的快速冷却事件. 结合库车河剖面前人的碎屑锆石U-Pb和重矿物数据,笔者认为欧亚南缘拉萨地体的拼贴是通过刚性的塔里木将挤压应力传递至天山,导致其在晚侏罗世?早白垩世强烈隆升剥蚀,大量碎屑被搬运沉积在塔里木盆地北缘,造成库车坳陷中广泛发育的早白垩世亚格列木组砾岩及其与晚侏罗世地层之间的角度不整合. 在欧亚板块南缘多块体持续拼贴的远程效应下,天山经历始新世快速隆升变形,变形持续向南扩展,导致库车坳陷在晚始新世遭受变形和抬升.      

川地区地震灾害的地形因子分析

选取极灾区北川县为研究区,利用数字高程模型（DEM）提取地形因子进行地形信息的定量分析。研究结果显示：坡度40°～50°、坡度变率在18°-30°、地形起伏度为50-70m,甚至更大的地区极易发生地震灾害。     

新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床Re-Os同位素研究及其地质意义

喀拉通克铜镍硫化物矿石的Re-Os同位素测年结果为305±15(2σ)Ma。该数据表明产于阿尔泰山南缘的铜镍硫化物矿床形成于晚石炭世一早二叠世,与区内广泛发育的造山型金矿和浅成低温热液型金矿基本为同一时期。其等时线~187Os/~188Os初始比值为0．35±0．04,γ_Os仉值平均为183,表明在成矿过程及岩浆侵位期间有少量地壳物质加入成矿系统中。