塔里木东南缘阿克塔什塔格地区古元古代壳源碳酸岩的特征及其地质意义

塔里木盆地东南缘的阿克塔什塔格地区,变质基底杂岩中发育火成碳酸岩侵入体,呈似层状侵入于米兰岩群和新太古代TTG花岗片麻岩中。碳酸岩主要由方解石(45%~90%)、透辉石(15%)和含量不等的石英、长石等矿物组成,可见少量金云母、方柱石,矿物组成较为简单。常量元素中Fe、Mg、Mn、Ti、P等元素低于世界已知幔源碳酸岩10个数量级之上,而Si、Al含量较高;微量元素富集大离子亲石元素Rb、Th、K和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb、Ta、Sr、Ti, 并且稀土总量仅为(25.74~63.01)×10-6,锆石Th/U比为0.04~0.36。上述特征明显有别于幔源成因的碳酸岩,可能指示米兰岩群大理岩在古元古代的深熔作用,即由米兰岩群中的大理岩在古元古代深熔作用条件下形成。挑选其中的锆石利用U Pb SHRIMP法测年,获得年龄为(1 931±18) Ma。该碳酸岩体的发现不仅丰富了壳源碳酸岩的成因类型,也暗示塔里木克拉通的新太古代基底变质岩在古元古代末期发生过深熔作用和混合岩化,是塔里木克拉通对全球哥伦比亚超大陆的汇聚事件的响应。     

中国物理火山学研究进展评述

应用物理原理研究不同规模和时间尺度火山活动的动力过程,近年来不断受到中国火山学者的关注。过去几年,中国第四纪火山区内火山活动的物理过程研究取得了一些有价值的进展。本文重点总结和评述了岩浆房的固结、分离结晶和活动稳定性、火山通道和喷发柱的动力学、火山碎屑流与熔岩流运移与就位的物理过程。对火山碎屑物与熔岩流的分形特征以及岩浆房的动力系统中存在的非线性过程进行了特别的评价和展望。     

1∶500 000二连–东乌旗成矿带西乌旗和白乃庙地区地质图空间数据库

1∶500 000二连–东乌旗成矿带西乌旗和白乃庙地区地质图空间数据库的建设依托2016–2018年实施的中国地质调查局地质调查项目“二连–东乌旗成矿带西乌旗和白乃庙地区地质矿产调查”开展。古生代、中生代、古近纪及新近纪地层以组为单位,侵入岩时代以最新获取的777个LA-ICPMS和SHRIMP锆石U-Pb年龄为依据,按照“岩性+时代”方法表达。地质图空间数据库的数据量为210 MB,包括地层面图元4682个,侵入岩面图元1938个。所有地质图面图元和同位素年龄点均建立了相应的属性。在编图过程中主要取得了如下成果：结合生物区系和重要构造边界重新划分了古生代地层分区,新建、重新厘定了关键地层单位,完善了古生代地层格架;重新厘定了区内古生代侵入岩时空分布及性质,早、晚古生代2阶段岩浆作用是对早、晚古生代2期俯冲增生造山作用的响应;新识别并在图上表达出早古生代萨音敖包、昌图及晚古生代二道井–迪彦庙、乌兰沟等蛇绿混杂岩,较为细致地刻画了早古生代大洋南北双向俯冲形成的增生造山带结构,对晚古生代洋盆的俯冲与封闭进行了限定,重新划分了构造单元。这些成果和资料对兴蒙造山带研究过程中的古生代构造单元划分、晚古生代构造背景等具有较大分歧的科学问题具有限定作用。该空间数据库是目前兴蒙造山带中段资料最齐全、最新的1∶500 000地质图数据库,反映了本区地质调查和科学研究的最新成果。     

天池火山三期浮岩气孔结构局域化特征与喷发动力学初探

本文在长白山天池火山野外地质工作基础上,对天池火山黄色浮岩（50 000年前大喷发）、灰白色浮岩（千年大喷发）和黑色浮岩（八卦庙期喷发）等三期空降浮岩开展了扫描电子显微镜高精度结构分析以及浮岩气孔结构的局域化定量研究。三期浮岩洛伦茨分析表明：黄色浮岩和黑色浮岩气孔均一化程度基本一致,而灰白色浮岩均一化程度更高,反映了千年大喷发在岩浆演化程度和喷发动力学行为上的特殊性,推测可能与幔源岩浆注入地壳岩浆房的动力过程有关。气孔大小幂律分布以及气孔形态分形特征的复杂性分析表明,50 000年前大喷发的浮岩幂指数和分形维数最高,揭示了其自组织临界态程度最高,对外界环境触发最为敏感,而另外两期浮岩幂指数和分形维数呈现出标准的幂律衰减,据此我们推测三期喷发可能均处在天池火山系统逐渐稳态恢复的大周期中。     

天池火山三期浮岩气孔形态的复杂性及其动力学成因

爆炸式喷发过程中,火山碎屑物气孔记录了挥发分出溶、膨胀和合并等信息,其大小、形态、数量密度、空间分布等局域特征是推断火山喷发动力条件的重要参考。文章基于天池火山三期喷发(50 000年前大喷发的黄色浮岩、千年大喷发的灰白色浮岩和1668年八卦庙期喷发的黑色浮岩)野外地质工作,以非线性火山喷发动力学为指导,开展了火山通道内气泡生长的流体动力学研究,揭示出岩浆流体黏性力和界面张力的共同作用对于岩浆减压和气泡生长过程的约束。在浮岩气孔结构的定量化分析基础上,进一步研究了天池火山三期喷发的浮岩气孔参数,通过气泡生长流体动力学方程得到了千年大喷发灰白色浮岩毛细管数Ca值为253, 明显高于50 000年前大喷发黄色浮岩(Ca值为94)和八卦庙期喷发黑色浮岩(Ca值为111),表明了千年大喷发曾发生过明显的成分变化,推测可能与幔源基性岩浆注入有关;而50 000年前大喷发黄色浮岩气孔不规则形态参数(1-Ω)值为0.098,大于后两期喷发(分别为0.052和0.064),可能意味着天池火山系统动力学平衡的弛豫周期变小或浮岩气泡生长受动力学、流变学改造过程减弱,这可为进一步研究天池火山活动规律提供参考。三期浮岩毛细管数Ca量级为102,气孔不规则形态参数(1-Ω)量级为10-1,从动力学上首次证实了天池火山属于普林尼型或超普林尼型喷发。     

火山碎屑岩的一种重要类型--熔积岩

熔积岩(peperite)是火山碎屑岩的一种特殊类型,由熔浆和未固结的湿沉积物两种组分掺混而成,具特征的火山碎屑结构,分布在熔岩流底部、前缘和超浅成侵入体与未固结湿沉积物的接触部位。熔积岩中熔浆组分从玄武质到流纹质均有,结构上为玻璃质、隐晶质或斑状结构,沉积组分在粒度和成分上变化范围广。据岩浆碎屑的形态和结构特征可分为两种类型,即透镜状和块状熔积岩。前者由熔浆碎屑和细粒沉积物组成,岩浆碎屑以透镜状、舌状、水滴状、撕裂状     

北京沿河城地区东岭台组酸性火山碎屑流的碎屑分形特征及其成因

火山碎屑岩中的碎屑颗粒形态、分布和显微结构保存着岩浆房内岩浆的结晶状态、火山爆炸过程中的岩浆气泡化和碎裂作用以及火山碎屑堆积和变形过程的大量物理信息。为揭示北京西山沿河城地区东岭台组酸性火山碎屑流形成的物理过程,本文以东岭台组第三岩性段的酸性熔结火山碎屑岩的火山地质、岩相学研究为基础,应用分形理论和方法对酸性熔结火山碎屑岩中的碎屑形态的分形特征开展了定量研究。不同类型碎屑的表面和边界盒维数的数值范围大小具有一致性。玻屑变幅较大,石英晶屑和岩屑变幅较小,这说明碎屑的塑性和流变性对碎屑形态多样性的影响较大。在几类碎屑中,熔蚀石英的边界盒维数和周长-面积法获得的分形维数最大,说明熔蚀作用对石英斑晶边界形态复杂性的影响超过了其它机制对火山碎屑形态复杂性的影响。东岭台组酸性火山碎屑岩中的熔蚀石英、石英碎屑、长石碎屑、玻屑和岩屑的分形特征有明显差异,反映了火山喷发过程中围岩和岩浆性质、物理化学条件以及火山作用机制的差异。火山碎屑形态的分形特征和幂率规律,证明火山爆炸过程是一种自组织临界条件下发生的。     

五大连池新期火山锥体结构及喷发过程

五大连池新期火山（1719～1921年喷发）包括老黑山和火烧山两座火山。火山由富钾玄武质熔岩盾和锥体组成,造盾喷溢与造锥喷发交替进行。老黑山形成相对较早,喷发规模大,锥体结构复杂,为两期形成的复式套叠锥,晚期锥体中心为漏斗状火山口,火山喷发过程可分为5个阶段。火烧山为一单锥,锥体中心发育破火口,火山活动经历了3个阶段。     

大兴安岭敖包查干地区安山岩年代学、地球化学研究

在大兴安岭敖包查干地区首次识别出中三叠世安山质岩石,主要岩性为玄武质安山岩、粗面安山岩,应用锆石U—DbLA—ICPM—AS法定年,结果表明安山岩形成于234．8±3．2Ma～231．4±1．2Ma,属中三叠世。地球化学特征显示,研究区安山岩具高SiO2（54．19％～62．30％）、A12O3（15．78％～17．30％）、K20（1．77％～3．92％）、Na2O（2．95％～5．66％）、Na2O＋K20（5．4～8．99）的特征和低MgO（1．23％～3．66％,Mg^#=27．89～50．48）含量,并与SiO2含量呈负相关关系。岩石富Na20（Na2O／K2O=1．01～2．86）,铝指数A／CNK=0．81～1．21,属准铝质一弱过铝质钙碱性系列岩石。富集大离子亲石元素（LILE）K、Rb、Th和轻稀土元素,亏损高场强元素（HFSE）№、Ta、P、Ti,轻重稀土元素分馏明显[（LaMb）N=3．31～10．33]．无Eu异常（δEu=0．80～1．03）,显示弧火山岩的特征,但所研究样品的Zr、Hf呈弱正异常、Rb弱负异常却不同于正常岛弧安山岩,Zr／Y—Zr图解以及高钾特征显示出板内伸展构造环境的特征。综合研究表明敖包查干地区中三叠世钙碱性安山岩可能为古亚洲洋残余俯冲洋壳部分熔融的产物,与底侵作用有关,形成于大陆内部伸展构造环境。     

内蒙古莫合尔图中-晚侏罗世火山岩年代学、地球化学研究及其意义

内蒙古莫合尔图地区发育大面积的中—晚侏罗世酸性火山岩,是大兴安岭中生代火山岩的重要组成部分,锆石U-Pb定年结果显示,火山岩形成于174.1±2.2～157.5±2.3 Ma,属中—晚侏罗世.主量元素分析表明,火山岩具高硅(SiO2=69.12％～80.66％)、富碱(K2O+Na2O=7.26％～8.99％)、富钾(K2O/Na2O多数大于1)、贫钙镁(CaO=0.09％～0.71％;MgO=0.07％～0.47％,Mg#多＜45)和高FeOT/MgO(1.50～12.28,多数大于3)值的特征,属过铝质(A/CNK=1.11～3.07)钙碱性高钾钙碱性—钾玄岩系列岩石.微量元素数据显示:稀土元素总量∑REE为95.92×10-6～205.70×10-6,轻、重稀土元素分馏较明显[(La/Yb)N=5.17～14.69],轻稀土元素(LREE)较为富集,重稀土分布相对较为平坦,球粒陨石标准化的配分模式图显示典型的右倾型,中等弱负铕异常(δEu=0.23～0.87),微量元素富集大离子亲石元素(LILE) Rb、Ba、Th、K、贫Sr和亏损高场强元素(HFSE) Nb、Ta、P、Ti;岩石具低Sr(31×10-6～187×10-6),高Yb(1.23×10-6～3.37×10-6)含量,具造山晚期—造山后花岗岩的特征.综合最新区域资料及本文研究成果,笔者认为研究区中—晚侏罗世火山岩为造山晚期向造山后伸展转换阶段的产物,转换时期介于174.1±2.2～157.5±2.3 Ma,与蒙古-鄂霍次克造山后伸展作用有关.