超越板块构造学--大陆流变学和造山作用的主要研究课题

2002年9月,由美国国家科学基金会地学部大地构造分部赞助,在美国科罗拉多州丹佛市召开了一次构造学研讨会。2003年4月美国在网上以“构造地质学与大地构造学的新航程”(new departures in structural geology and tectonics)为题,发布了会议讨论的核心内容和理念。2003年10月在西北大学召开的“21世纪新构造地质学发展战略学术研讨会”上,国家自然科学基金委员会有关专家详细介绍     

桐柏-大别山区高压变质相的构造配置

作为华北和扬子陆块间的碰撞造山带桐柏大别山区以发育高压、超高压变质带为特征,从南到北变质相从低级到高级,代表俯冲带深度不同的变质产物,整体形成高压变质相系列。不过现今各变质相岩石的分布极受后期地壳规模的伸展构造控制,大别杂岩的穹隆作用更使高压变质相带的空间分布复杂化。超高压变质岩今日多呈大小不等的块体嵌布于相对低压的大别杂岩之内,造山带根部物质的热软化,使许多深层地幔物质得以像挤牙膏一样挤出于大别杂岩内。它们之中广泛发育着减压退变质的显微结构,与大别杂岩内一些麻粒岩相表壳岩所保存的减压退变质证迹一样,同是挤出作用和碰撞后隆升的构造证迹。高压相系的发育使南桐柏山和大别山迥然不同于桐商（ 商丹） 断裂以北的北秦岭北淮阳变质带。新近发表的同位素年代学（４０Ａｒ ３９ Ａｒ） 资料：３１６ ～４３４ Ｍａ ,已证明北秦岭是古生代变质带,它与桐柏－ 大别印支期碰撞造山带差异甚大。这两个变质地温梯度差异甚大的变质地体的拼合,说明华北和扬子陆块碰撞的主缝合带是商丹－ 桐商断裂带     

豫西小秦岭地区太华杂岩斜长角闪岩Sm-Nd等时线年龄及其地质意义

小秦岭地区太华杂岩以多种产状出露于表壳岩系和花岗质片麻岩中,经历了角闪岩相变质作用。其空间上的密切共生和地球化学演化特征说明它们是弧后盆地扩张不同阶段的产物。不同产状的斜长角闪岩几乎具有一致的Sm－Nd等时线年龄（2542±57）Ma,表明斜长角闪岩形成于新太古代,不支持太华杂岩时代二分为太古古和古元古代的观点。（2542±57）Ma代表了华北地由南缘新太古代张裂事件的年代。     

浙闽地区新元古代变火山岩系岩石地球化学特征及其地质意义

浙闽地区华夏地块前寒武纪上基底主要由出露于阈西北和浙西南的马面山群、万全群和龙泉群组成.对比研究表明,以上3个岩群具有相似的构造演化、岩石组合、元素地球化学特征及形成时代,它们共同组成了统一的华夏地块变质上基底,在构造上是相连的,主要由经历了高绿片岩相-低绿帘角闪岩相变质变形作用的绿片岩和变粒岩组成,其原岩为一套双峰式火山岩,形成于新元古代中期.绿片岩的稀土配分型式右倾,轻重稀土分异较大,具洋岛玄武岩(OIB)的特征,其微量元素表现为左部"大隆起"式的特征,大离子素石元素(LILE)K,Rb,Ba,Th明显富集,Nb相对La富集,表现出大陆裂谷玄武岩的特征.绿片岩和变粒岩具有统一的岩浆演化趋势,为同源岩浆演化的产物,地球化学特征和构造判别图解显示它们形成于板内拉张的大陆裂谷环境,可能是新元古代Rodinia泛大陆裂解在华南的记录,与地幔柱的活动有关.马面山群第二类绿片岩表现出岛弧特征,可能为陆壳物质混染所致.     

内蒙古林西县双井片岩北缘混合岩LA-ICPMS锆石U-Pb年龄

内蒙古林西地区双井片岩北缘混合岩中的浅色体和暗色体锆石在阴极发光下均可观察到再生长边.浅色体中锆石的自形和生长环带显示其岩浆结晶锆石特征.LA-ICPMS分析结果显示其核部206Pb/238U加权平均年龄为270.2 Ma±1.4 Ma,边部年龄在250 Ma±3 Ma～266 Ma±3 Ma之间.暗色体中存在碎屑锆石和岩浆锆石,且显示不同程度的重结晶.碎屑锆石中除一颗锆石核部给出了3 377 Ma±7 Ma的207Pb/206Pb年龄外,其余变化于2 190 Ma±8 Ma～1 804 Ma±25 Ma;岩浆锆石核部和边部的206Pb/238U加权平均年龄分别为262.6 Ma±2.2 Ma和248.3 Ma±3.4 Ma;发生明显重结晶作用的锆石拟合的不一致线与谐和线的上、下交点年龄分别为2 112 Ma±350 Ma和256 Ma±17 Ma,与碎屑锆石和岩浆锆石的年龄分别对应.推测双井地区可能存在古元古代的结晶基底,在270.2 Ma±1.4 Ma发生岩浆活动,导致结晶基底的重熔以及混合岩化,随着岩浆的上升,温度和压力都不断降低,重熔的暗色体中在262.6 Ma±2.2 Ma结晶大量的锆石,由于岩浆的持续活动,这些先期结晶的锆石又受到不同程度的熔蚀并重结晶.暗色体被岩浆注入以后共同经历了一次热事件改造,形成了今天看到的双井地区混合岩的面貌.     

大别—苏鲁超高压地体折返过程中岩石组合演化的地球化学约束

大别—苏鲁超高压地体现今的岩石组合是超高压变质岩石经历快速折返过程中各种地质作用叠加改造的最终产物, 其中拆沉、底侵、构造体制转换是改造的动力; 退变质作用、构造置换、深熔作用是改造的主要方式.超高压地体的主要岩石组合有榴辉岩、大理岩、硬玉石英岩、斜长角闪岩、片麻岩和面理化花岗岩.地质、常量、微量、同位素地球化学研究表明, 斜长角闪岩是榴辉岩退变的产物, 片麻岩、面理化花岗岩是榴辉岩退变的斜长角闪岩递进深熔的产物, 即退变榴辉岩折返到中下地壳, 初次熔融产生相当于片麻岩成分的半原地英云闪长质-花岗闪长质-花岗质岩浆, 片麻岩再次熔融产生成分相当于面理化花岗岩的A型花岗岩岩浆.      

流体一超镁铁质岩相互作用与硬玉岩的形成

俯冲带中流体与岩石相互作用以及流体循环一直是地质学家关注的焦点之一.硬玉岩(翡翠)作为高档宝玉石材料,其成因一直备受关注.硬玉岩产于与俯冲带有关的蛇纹石化超镁铁质岩中,是俯冲带中流体与超镁铁岩相互作用的特殊产物.岩石组合、岩相学、显微结构及矿物化学特征表明:橄榄岩与流体的作用可以分为5个阶段,分别为蛇纹石化→(绿泥石、...     

华北-西伯利亚板块对接带早白垩纪的裂解: 来自西拉木伦断裂带中性岩墙群的锆石U-Pb年龄及地球化学证据

在内蒙古林西县西拉木伦断裂带内发育规模较大的中性岩墙群, 岩墙多呈NE3°~5°近直立侵入.对岩石进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和详细的岩石地球化学特征研究.锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为132.2±2.2Ma, 岩石侵位于早白垩世.岩石地球化学特征显示岩石具有高钾钙碱性系列-钾玄岩系列的过渡特征, 形成于板内拉张环境, 岩浆源区具有壳幔混源的特征, 是早期俯冲洋壳遭受幔源岩浆底侵作用的结果.岩墙的产状受左旋剪切机制控制, 该机制可能主要与太平洋板块相对亚洲板块的向北运动有关.      

古亚洲构造域和西太平洋构造域在索伦缝合带东段的叠加: 来自内蒙古林西县西拉木伦断裂带内变形闪长岩的岩石学、地球化学和年代学证据

在内蒙古林西县西拉木伦断裂带内发育岩株状产出并具有不同程度变形特征的闪长岩体, 岩体侵入到双井片岩中.对该闪长岩进行了岩石学、地球化学、锆石LA-ICPMS U-Pb年龄和角闪石40Ar-39Ar年龄的研究.结果表明内蒙古林西县西拉木伦断裂带内的变形闪长岩侵位于早二叠世, 其锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为286±1 Ma.岩浆来源于俯冲带流体/熔体交代作用而形成的富集地幔.岩石遭受了早侏罗世绿帘角闪岩相变质作用, 角闪石40Ar-39Ar年龄为188.7±1.4 Ma.结合研究区及邻区近年来的新成果认为索伦缝合带早古生代以来的镁铁质岩石均显示来源于相对富集LILE、LREE的地幔, 与俯冲流体或熔体的改造作用相关, 并且随着时代的更新改造程度显示增强的趋势.索伦缝合带在晚石炭世(~310 Ma)之前发生过闭合碰撞, 晚石炭世-早二叠世(~310~276 Ma)处于后造山伸展的背景, 在伸展环境下形成了华北北缘该时期广泛分布的闪长岩-花岗闪长岩带, 报道的闪长岩即为该时期的产物.晚二叠世缝合带局部区域存在洋盆, 洋盆的闭合导致了晚二叠世-中三叠世(~272~230 Ma)索伦缝合带的最终碰撞缝合, 最终碰撞缝合在空间上的不均一性形成了缝合带内该时期大量并存的同碰撞花岗岩和后碰撞花岗岩.索伦缝合带的缝合导致华北板块与其北部各微陆块的拼合, 此时蒙古-鄂霍次克海作为古太平洋的一个分支北东向展布于西伯利亚板块和拼合后的华北板块之间.早侏罗世蒙古-鄂霍次克海在蒙古东北部发生闭合, 本文报道的角闪石40Ar-39Ar年龄记录了洋壳闭合后陆-陆碰撞的变质时间, 之后研究区进入后造山伸展的环境.此时在古太平洋板块向华北板块俯冲应力的共同作用下, 华北东部在侏罗纪出现挤压机制与拉张机制的多次转换.晚侏罗世古太平洋板块俯冲方向转变后, 中国东部进入持续的拉张背景, 并转入西太平洋构造域的范畴.