西藏当雄南部约54Ma辉长岩-花岗岩杂岩的岩石成因及意义

近年来在拉萨地块南部识别的多处基性岩浆活动对揭示地幔源区成分和相关动力学问题提供了重要线索.本文对拉萨-当雄一带原认为是早白垩世茶苍卡辉长岩-浦迁花岗岩杂岩中获得了始新世幔源岩浆活动记录.研究区出露的3种岩石类型及其U-Pb锆石年龄分别是正长闪长岩、碱性角闪二长花岗岩(54.0±0.3Ma)和钾玄质碱性辉长岩(53.8±0.4Ma).其中辉长岩锆石εHf(t)值为-6.6～ -4.2、Hf模式年龄t(O)M为0.88 ～0.97Ga;二长花岗岩εHf(t)为-10.2～ -6.5,Hf地壳模式年龄tDMC为1.5 ～ 1.7Ga.三类岩石都具有富碱、富钾特征,它们具相似的稀土和微量元素含量,均显示大离子亲石元素和Pb富集、高场强元素Nb、Ta、Ti和P亏损等特征.闪长岩和花岗岩的Sr和Nd同位素特征相似,87Sr/86 Sr比值为0.711 ～0.712,εNd(t)为-9.1 ～ -7.1;而辉长岩分别是0.708和-4.8～ -4.9.本文与拉萨地块南部和中部已有结果共同表明,新生代岩浆岩的分布与成分显示了与俯冲带极性吻合的规律性变化特征,即从雅鲁藏布缝合带向北,岩石的富集组分逐渐增加,越过洛巴堆-米拉山断裂带进入具有地壳基底的中部拉萨地块后,岩石则明显增加了地壳富集组分,很好显示了基底成分对岩浆作用的控制.拉萨地块南部大约47Ma开始出现的富集组分,很可能是中部拉萨地块富集的古老地壳基底物质参与和控制的结果,而与印度大陆地壳物质的俯冲无关.茶苍卡辉长岩可能来源于受到早期俯冲来源流体交代的富集岩石圈地幔物质的部分熔融,而茶苍卡角闪二长花岗岩主要来源于古老地壳物质的重熔,但是有幔源物质参与.茶苍卡辉长岩不同于典型岛弧玄武岩,而与板内玄武岩或伸展背景下形成的玄武质岩石类似,其成因很可能与大约52Ma的特提斯洋壳板片断离和岩浆大爆发有关.     

中国东南沿海晚白垩世长屿火山的活动过程与古环境意义SCIEI北大核心CSCD

火山是唯一能够直接反映地球深部存在岩浆的地球动力学现象,对于地球气候演变和宜居性具有重要影响。相比年轻火山,古老火山因其活动过程完整、且可能剥蚀出露多阶段火山喷发产物及岩浆通道、岩浆房等,从而为揭示火山岩浆系统演化和火山活动过程提供重要的研究窗口。本文选择中国东南沿海晚白垩世长屿破火山为研究对象,对其开展火山地质、岩石学、年代学及地球化学研究,以期揭示其火山活动历史及其对中国东南沿海白垩纪古环境的启示意义。长屿火山出露面积约100km^(2),呈近圆形分布,具有较厚的火山地层厚度(总厚度约570m),类似于破火山内的火山堆积特点。由早至晚三个喷发阶段形成的流纹质角砾凝灰岩都显示了典型的火山碎屑流相的特点,发育典型的条纹斑状结构,但表现出不同的晶屑、玻屑及岩屑含量以及熔结程度等岩相学特征,反映火山喷发从初始到高峰、再到减弱的过程,最后岩浆沿火山通道侵出形成流纹斑岩穹隆,标志着火山活动的结束。长屿火山的火山碎屑流式喷发伴随着快速的岩浆房塌陷,以及缺少普林尼式空落堆积,反映了火山活动发生在伸展的构造背景。系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究获得了不同阶段火山岩一致的形成年龄(97~96Ma),暗示它们具有较短的形成时限,是由同期火山岩浆活动先后喷发形成的。长屿火山岩高的SiO_(2)含量(67%~76%)以及分异的锆石微量元素地球化学特征,表明喷发岩浆来自晶粥提取的熔体,并有晶粥来源晶体的混入。此外,我们在长屿火山岩中发现了南洋杉型丝炭化木(贝壳杉型木属),暗示晚白垩世中国东南沿海地区可能为温暖湿润的亚热带山地气候环境,表明中国东南沿海白垩纪大规模火山活动,在古武夷山脉以东地区形成了地形高耸的海岸山脉。     

兴蒙造山带成矿规律及若干科学问题

兴蒙造山带位于中亚造山带东段,形成于古生代,在中生代遭受了西北部蒙古-鄂霍茨克洋构造域和东部古太平洋构造域的强烈改造。该造山带也是中国北方地区一个重要的金属成矿带,因此对该造山带成矿规律的总结和研究,无论是在理论上还是在找矿勘查实践中都具有十分重要的意义。笔者对该地区的研究成果进行了收集和整理。根据已有的年代学数据,该区已发现的绝大多数矿床形成于侏罗纪—白垩纪,与古生代古亚洲洋构造体系关系不大。根据兴蒙造山带内的成矿与不同构造体系演化之间的关系,将研究区内的矿床分为4类:(1)与古亚洲洋构造体系有关的矿床,形成于500~210 Ma,矿床类型主要是斑岩型Cu-Mo、Mo和Au矿床、浅成低温热液型Au矿床和矽卡岩型Pb-Zn矿床,矿床形成环境主要为岛弧及古亚洲洋闭合后的碰撞与伸展阶段;(2)与蒙古-鄂霍茨克洋构造体系有关的矿床,形成时间240~110 Ma,矿床类型主要是斑岩型Cu-Mo和Mo多金属矿床、浅成低温热液型Au矿床、中低温热液脉型Pb-Zn-Ag矿床和热液脉型Ag多金属矿床,形成环境主要为陆缘弧、蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的碰撞造山-后碰撞,以及造山后的伸展崩塌阶段;(3)与古太平洋构造体系有关的矿床,成矿作用发生于210~100 Ma,矿床类型主要有斑岩型Mo(W、Cu)矿床、矽卡岩型多金属矿床和浅成低温热液型Au矿床,形成于与古太平洋板块俯冲有关的活动大陆边缘环境;(4)与蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋构造体系叠加有关的矿床,矿床主要形成于150~120 Ma,矿床类型主要有斑岩型Mo(Cu、W)矿床、热液脉型Pb-Zn-Ag和Cu多金属矿床、高温岩浆热液型稀有稀土元素、W(Sn)、Sn矿床和矽卡岩型Fe多金属矿床,矿床形成环境处于蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋这两大构造体系的叠加区域,总体属于一个伸展的构造背景。不同构造体系下的成矿特点是不同的,而所富集的主要金属元素也有差别。根据所产出的不同金属的资源量大小对比,Cu主要产在与古亚洲洋构造体系和蒙古-鄂霍茨克洋构造体系,Mo主要产在蒙古-鄂霍茨克洋构造体系和古太平洋构造体系,Pb-Zn主要产在蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋构造体系叠加区和古亚洲洋构造体系,Au主要产在古太平洋构造体系,Ag和Sn主要产在蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋构造体系叠加区,W主要产在蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋构造体系叠加区域和古太平洋构造体系。     

西秦岭北缘武山地区上白垩统沙漠相沉积特征

西秦岭广泛但不连续分布着一套晚白垩世红层地层。这套红层地层所代表的原型沉积盆地是西秦岭中生代陆内造山期发育的相互孤立的山间盆地拟或是整体统一红层盆地新生代以来地壳隆升侵蚀破坏的残留一直存在争议。这个争议问题即关乎到对西秦岭中生代末期的构造地貌状态的认识,也关乎到现今青藏高原东北缘新生代以来地壳隆升初始地质背景。通过对西秦岭北缘武山地区上白垩统红层沉积地层中发育的一套砖红色砂岩的沉积序列、沉积构造、粒度分布等宏观地质特征的较详细研究,结合对这套砂岩的矿物成分和显微结构以及石英颗粒SEM表面结构特征的研究,表明这套砖红色砂岩具有如下特征:1）发育典型的大型风成交错层理;2）粒度均匀,分选好,以中-细砂、极细砂组分为主,缺乏粉砂-黏土颗粒组分;3）石英颗粒磨圆度好,表面发育碟形和新月形坑、溶蚀坑、硅质薄膜等风成砂颗粒具有的独特表面特征。据此提出这套砖红色砂岩是典型的沙漠相沉积的新认识,并根据沙漠相沉积类型的识别标志将其分为沙丘沉积和丘间沉积两种沉积类型。秦岭北缘武山地区晚白垩世沙漠相沉积的存在,结合西秦岭腹地同时代的哈达铺、岷县西江等地分布在山顶面的晚白垩世红层地层中存在类似的沙漠相沉积分析,提出了西秦岭晚白垩世不仅处于干旱炎热气候环境,而且曾呈现出地形相对平缓的泛盆地构造地貌状态。这套红层沉积反映了西秦岭晚白垩世为统一红层沉积盆地而非孤立的山间盆地,现今多不连续分布在山顶面之上是新生代以来地壳不均匀隆升和侵蚀共同作用的结果。     

新疆西准噶尔巴尔努克早石炭世富Nb岛弧玄武岩的发现及其地质意义

黑山头组玄武岩-玄武安山岩组合是西准噶尔早石炭世海相火山-沉积建造的重要组成部分,其与高Mg安山岩及O型adakite共生。此次分析的所有样品均为玄武质岩石,Si O2含量为49.62%~55.68%,平均为52.70%;明显高Ti O2(1.16%~1.99%),平均为1.56%;显著富Na2O而贫K2O,Na2O为3.17%~6.35%,平均为4.90%,Na2O/K2O为1.19~26.08,绝大多数样品该比值4(平均8.93)。样品明显富集Nb、Sr、Zr等,Nb含量均7×10-6(7.29×10-6~12.32×10-6,平均为9.48×10-6);全部样品Sr均400×10-6(618×10-6~1107×10-6,平均为825×10-6);Zr158×10-6(159×10-6~217×10-6,平均为182.6×10-6);Zr/Y比值4(6.63~11.09,平均为8.62)。显著高于一般岛弧玄武质岩类。轻稀土明显富集而重稀土亏损显著,且有基本一致的弱正Eu异常。(La/Nb)PM比值0.7(1.23~2.26,平均1.94),(87Sr/86Sr)i=0.7035~0.7039;143Nd/144Nd=0.5128~0.5129;εNd(t)=5.49~7.13。这些地球化学特征与Sajona et al.(1993,1994,1996)确立的富Nb岛弧玄武岩基本一致,而与一般岛弧玄武岩有显著区别。这一发现,为确认西准噶尔早石炭世存在富Nb岛弧玄武岩提供了地球化学佐证,丰富了新疆乃至我国富Nb岛弧玄武岩的产地与层位,也为确认本区早石炭世岛弧构造环境提供了重要依据。     

拉萨地体南缘早石炭世花岗岩类的起源及其对松多特提斯洋开启的意义

近年来在拉萨地体识别出的二叠纪松多大洋型榴辉岩被认为是古特提斯洋(本文称之为松多特提斯洋)的洋壳残余。但由于缺乏相关地质记录,对松多特提斯洋的开启时间,目前并未进行讨论。为探讨这一问题,本文报道了拉萨地体南缘朗县地区片麻状花岗岩类的全岩主量元素和微量元素、锆石U-Pb定年和锆石Hf同位素数据。本文2件样品的锆石U-Pb定年结果为341±2Ma和355±2Ma,表明朗县片麻状花岗岩类侵位于早石炭世。朗县片麻状花岗岩类主要属于高钾钙碱性-钾玄质系列的花岗闪长岩和二长花岗岩,以具有较高的SiO₂含量(69%~76%)和K₂O/Na₂O比值(1.04~3.04)为特征。白云母的出现、高的铝饱和指数(A/CNK=1.04~1.52)和刚玉分子数(>1%),表明朗县片麻状花岗岩类属S型花岗岩。所有样品均富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损Ba、Eu、Sr和高场强元素。锆饱和温度主要集中在780~800℃之间(最高可达859℃,平均 808℃)。这些早石炭世花岗岩类中发育的闪长质包体、较高的锆饱和温度、低Pb高Ba丰度、小的负锆石ε_Hf(t)值(-7.2~-1.2,平均 -4.4),表明这些花岗岩类为高温S型花岗岩,来源于浅部成熟地壳物质的重熔并伴随着明显的幔源物质注入。朗县片麻状花岗岩类的高温(>780℃)低压(<5kbar)性质指示其很可能形成于伸展背景。结合拉萨地体可能存在的石炭纪早期岩浆弧、泥盆-石炭纪以灰岩和细碎屑岩夹火山岩为特征的沉积地层记录,本文提出朗县片麻状花岗岩类很可能形成于弧后伸展背景。该弧后伸展区进一步发育可能形成弧后盆地并最终发展成以松多榴辉岩为代表的松多特提斯洋,指示松多特提斯洋的持续时间可能不会超过80Myr(即从340Ma到260Ma)。     

重新认识西藏林周盆地基性岩石的地球动力学含义

拉萨地体南部大面积分布的林子宗火山岩的地球动力学意义迄今尚未得到很好的约束,对于这个问题的深入理解有助于揭示雅鲁藏布特提斯洋岩石圈的俯冲和随后印度-欧亚大陆的陆陆碰撞过程。要合理认识林子宗火山岩所蕴含的地球动力学含义,在一定程度上还有赖于对林子宗火山岩中基性岩石的岩浆起源和性质的深入剖析。本文结合已有资料,报道和总结了位于林子宗火山岩命名地——林周盆地中基性岩石样品(56~53Ma)的全岩地球化学、Sr-Nd同位素数据。林周盆地基性岩石为高钾钙碱性-钾玄岩系列,富集大离子亲石元素(LILEs)、亏损高场强元素(HFSEs),初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值为0.7048~0.7054,ε_Nd(t)值为+0.5~+1.8;同时还具有高Zr含量、Zr/Y比值以及高的Ta/Hf、Th/Hf比值。林周盆地基性岩石既显示岛弧玄武岩浆又显示板内玄武岩浆的双重地球化学特征,除了来源于受俯冲流体交代的岩石圈地幔的部分熔融外,同时可能还存在深部软流圈地幔物质的贡献。本文提出其成因很可能与雅鲁藏布特提斯洋壳北向俯冲板片在约52Ma发生的板片断离有关,指示印度与亚洲大陆的初始碰撞至少发生在60Ma以前。     

基于DEM的流域特征提取综述

回顾了自DEM出现以来它在流域特征提取方面的应用和发展,论述和比较了提取流域特征的各种方法。包括确定流向的单流向法（D8法、Rho8法、Lea方法、DEMON法以及 D∞法）和多流向法;提取河网的识别谷点法和基于流向提取河网的方法;提取河网过程中洼地和平原区的流向确定、河网提取的方法;划分子流域和提取流域边界线的方法;计算分布式子流域特征的方法,其中重点论述了子流域长度和坡度的计算方法,以及提取控制点所控制的排水区的方法。     

利用基岩温度获取地下流体运移特征: 以喀什地区为例

流体运移时携带热量,会产生温度变化.温度作为地下流体的示踪剂得到了广泛应用,但通常需要事先确定热扩散系数.实际上,基于浅层地壳不同深度的周期性温度-时间序列,利用流体运动对振幅和相位的影响,可以同步获取热扩散系数和地下流体运移信息.本文以新疆喀什地区5个钻孔不同深度的基岩温度数据为基础,获取了热扩散系数和流体运移特征.主要成果有：（1）获得了不同测点的热扩散系数α,以及视热扩散系α_A和α_Φ（即单独通过振幅或相位获得的热扩散系数）.其中,α、α_A和α_Φ的值分别为1.52~8.91、0.79~1.71和（1.53~33.1）×10^-6 m²·s^-1.另外,当流体热效应不明显时,通过相位获得的视热扩散系α_Φ更接近真实的热扩散系数α.（2）获得了不同测点的流体流向和流速信息.测点的流体流向均向上,靠近天山地区的测点流体流速为（0.10~1.94）×10^-7 m·s^-1,靠近昆仑山地区的测点流体流速为（8.56~9.71）×10^-7 m·s^-1,不同地区测点流体流速的差异可能与区域水文地质环境有关.总之,通过多深度的连续基岩温度观测,有望获得浅层地壳的热扩散系数及流体运移特征.

     

滇西北甭哥正长岩体成因:锆石U-Pb年龄、Hf同位素和地球化学证据

滇西北甭哥金矿区赋矿岩石类型主要为黑云辉石正长岩、黑云母正长岩及正长斑岩。锆石LA-ICP-MS定年结果表明黑云辉石正长岩和黑云母正长岩的结晶年龄分别为213.8±2.2Ma和219.1±4.7Ma,形成于印支期甘孜-理塘洋向西俯冲时期。岩石地球化学分析表明三类岩石均高钾富碱,属于钾玄质系列,富集LREE和大离子亲石元素(Sr、K、Rb、Ba、Th),亏损高场强元素(如Nb、Ta、Hf、Ti等),具有高的Mg#、Zr/Nd比值、Cr和Ni含量,黑云辉石正长岩和黑云母正长岩锆石εHf(t)值多集中于-2~+2之间,显示源区为俯冲板片物质交代的富集地幔。二阶段Hf模式年龄(978~1317Ma和998~1611Ma)远大于结晶年龄,结合从黑云母正长岩的部分锆石中获得510~534Ma、598~945Ma和1096~1206三组晚古生代-元古代的年龄信息,显示岩浆在上升侵位的过程中经历了壳源物质的混染。推测此次岩浆活动可能与晚三叠世甘孜-理塘洋向西俯冲,大洋板片断离,形成弧后拉张作用相关。