青藏高原的地幔结构:地幔羽、地幔剪切带及岩石圈俯冲板片的拆沉

通过横穿青藏高原近 80 0 0km长的 4条天然地震层析剖面 ,获得 4 0 0km深度以上的地壳和地幔速度图像及地震波各向异性 ,揭示了青藏高原 4 0 0km深度范围内的地壳和地幔结构特征。地幔速度图像显示 ,青藏高原腹地的深地幔中存在以大型低速异常体为特征的地幔羽 ,其可能通过热通道与大面积分布的可可西里新生代高钾碱性火山作用有成因联系 ;阿尔金、康西瓦、金沙江、嘉黎及雅鲁藏布江等走滑断裂可下延至 30 0～ 4 0 0km深度 ,显示了低速高热物质组成的垂向低速异常带特征及大型超岩石圈或地幔剪切带的产出 ;发现康西瓦、东昆仑—金沙江、班公湖—怒江和雅鲁藏布缝合带下部存在不连续的高速异常带 ,可以解释为青藏高原地体拼合及碰撞过程中可能保留的加里东、古特提斯和中特提斯大洋岩石圈“化石”残片 ,是“拆沉”的地球物理证据。印度大陆岩石圈的巨厚俯冲板片以 15～ 2 0°倾角向北插入唐古拉山下 30 0km深处 ,并被高热物质组成的地幔剪切带分开。结合新的横穿喜马拉雅及青藏高原的地幔层析资料 ,提出青藏高原碰撞动力学新模式 :青藏高原南部印度岩石圈板片的翻卷式陆内超深俯冲 ,北缘克拉通向南的陆内俯冲 ,腹地深部的地幔羽上涌 ,以及地幔范围内的高原“右旋隆升”及物质向东及北东方向运动及挤出。     

隐藏在苏鲁地体斜长角闪岩锆石中超高压变质作用的信息

运用激光拉曼和阴极发光技术，配备电子探针测试，发现苏鲁地体地表露头和中国大陆科学钻探工程预先导孔CCSD-PP1和CCSD-PP2斜长角闪岩锆石中均保存以柯石英为代表的典型超高压矿物组合：柯石英 石榴石 绿辉石 金红石；柯石英 石榴石 绿辉石；柯石英 石榴石 绿辉石 多硅白云母 金红石 磷灰石；柯石英 绿辉石 金红石；柯石英 菱镁矿。该类矿物包体组合与苏鲁地体超高压榴辉岩的峰期矿物组合十分相似，表明斜长角闪岩可能是由超高压变质的榴辉岩在构造抬升过程中退变质而成。     

东昆仑地区晚古生代到三叠纪沉积环境和沉积盆地演化

东昆仑地质在早古生代经历了从裂谷—岛弧—前陆盆地的沉积演化后,于早古生代末造山。晚古生代,东昆仑地区进入新的沉积－构造演化旋回,以石炭系和三叠系沉积为最重要,分布广泛,厚度大,岩相变化复杂。泥盆系在格尔木到昆仑山口的路线上零星分布,主要为陆相火山碎屑...     

混合岩中浅色体的有限迁移及其对变形分解的影响

熔体在地壳和地幔中怎样迁移及其动力学是地质学中的一个重要问题。作为地壳深融作用的产物 ,混合岩中的浅色体提供了一个极好的机会来探讨影响地壳熔体在中下地壳迁移的因素。为此 ,我们对美国加州南 Sierra Nevada岩基中典型的混合岩、变泥质岩及邻近的花岗闪长岩进行了详细的主要元素地球化学和野外构造变形分析 ,同时应用流体动力学理论估算了在中下地壳条件下 ,典型浅色体的迁移距离。南 Sierra Nevada岩基中的混合岩中的浅色体厚度为 1mm至 1cm。在部分熔融程度较高的区域 (>10 % ) ,浅色体相互连接而成网结状构造 ,应变的承载方式主要以 IWL(Interconnected Weak L ayers)形式进行 ,即熔融体表现为弱相而承载大部分的应变。相反地 ,在部分熔融程度较低的区域 (<5 % ) ,浅色体孤立地出现 ,应变的承载方式主要以 L BF(L oad- Bearing Frame-work)形式进行 ,即应变主要由非熔融体的基质来承担。这表明在混合岩形成过程中 ,熔体的出现强烈地制约着应变分解作用。应用 Shaw的岩石粘度模型 ,我们根据浅色体的主要元素地球化学成分计算了浅色体在熔融状态下的粘度。根据流体动力学原理 ,估算了浅色体在不同条件下的迁移距离。计算结果表明 :1和典型花岗岩相比 ,浅色体具有较高的粘度 ,为 10 9～ 10 1 2     

内蒙古东南部孔兹岩系进变质过程矿物组合演化——来自锆石中矿物包裹体的证据

采用激光拉曼技术,确认内蒙古中南部孔兹岩系锆石中保存进变质阶段矿物组合蓝晶石 钾长石 石英 磷灰石,蓝晶石 石榴石 钾长石 石英;峰期阶段矿物组合夕线石 石榴石 钾长石 石英,夕线石 石榴石 钾长石 石英 磷灰石。表明孔兹岩系在变质过程中矿物组合及相应的PT轨迹经历了自蓝晶石稳定区向夕线石稳定区的转变。     

南苏鲁造山带根部的物质组成及变质作用

在南苏鲁地区，大陆造山带根部主要由5种不同化学成分的岩石类型组成，分别以石榴石橄榄岩、榴辉岩、片麻岩、石英岩和大理岩为代表。它们的原岩是古老的花岗质侵入岩、表壳岩和基性一超基性侵入岩，并一起经历了超高压变质作用。正变质的花岗质片麻岩是超高压变质带的主要组成部分，构成了花岗质和奥长花岗质岩石组合，不同于典型的TTG岩系。变质火山岩具有双峰式火山岩地球化学特征，很可能形成于大陆裂谷环境。除幔源石榴石橄榄岩以外，其他各种岩石都具有可变的、但均低于正常变质岩的氧同位素值，表明其原岩曾在地壳浅部发生了不同程度的水—岩交换作用，并在整个超高压变质过程中保持其米级尺度的不均匀性。新的温、压计算结果表明，石榴石橄榄岩的形成条件可能是1100—1200℃和6．5—8．0GPa，地热梯度等于或小于5℃／km，即以前认为变质作用不可能达到的“禁区”。     

Seismic event, sequence and tectonic significance in Canglangpu Stage in Paleo-Tanlu Fault Zone

The Canglangpu Stage of Lower Cambrian Series is widely distributed along both sides of the Tanlu (Tancheng-Lujiang) Fault Zone in the Jiao-Liao-Xu-Huai regions. In the Liaodong Peninsula, the Canglangpu Stage consists of three formations, i.e. Gejiatun, Dalinzi and Jianchang formations in ascending order (lying on the eastern side of the Tanlu Fault Zone). The Dalinzi Formation, developing in a littoral Sabkha environment, is full of catastrophic event records of violent seism, such as liquefied muddy-sandy veins, hydroplastic folds, hydroplastic micro-faults (three forming an organic whole), liquefied crinkled deformations, liquefied breccia and sandy dikes. Based on such records, the seismic liquified sequence of argillaceous rocks in Sabkha is built up. In northern Jiangsu and Anhui provinces, however, there hardly observe seismic records in the Canglangpu Stage, which consists of Jinshanzhai and lower Gouhou and upper Gouhou formations (lying on the western side of the Tanlu Fault Zone). Even if the Gouhou Formation, developing in a lagoon-dry environment, is in the same climate zone as the Dalinzi Formation, and 4 depositional sequences have been identified in the Canglangpu Stage in Northern Jiangsu and Anhui provinces, however, in the same stage in the Liaodong Peninsula, there exist only 3 ones. Therefore, it is not supported by the above mentioned evidence (such as catastrophic events, sequences stratigraphy and lithologic correlation of formations) that the Canglangpu Stage in the Liaodong Peninsula came from northern Jiangsu and Anhui provinces through a long-distance, about hundreds kilometers, left-hand displacement of the Tanlu Fault in the Mesozoic era.     

蛇绿岩中铬铁矿研究的问题与思考

蛇绿岩中的铬铁矿广泛分布在全球不同时代和地区的造山带中，是工业铬矿的重要来源。金属铬的物理化学性质决定了其耐高温、耐腐蚀和抗氧化等许多特性，是生产不锈钢等特种钢、用于军工、航天等领域的重要战略资源。尽管研究历史悠久，但许多关键的科学问题并没有解决，是地球科学研究的前沿和热点。本文简述了铬铁矿的性质，综述了全球铬铁矿资源的分布与需求现状；通过大数据分析，回顾了铬铁矿的研究历史和进展；概述了蛇绿岩铬铁矿的主要产出特征和地质背景；探讨了研究中存在的关键科学问题，包括蛇绿岩豆荚状铬铁矿成矿母岩浆性质，成矿物质来源和聚集成矿作用以及成矿动力学背景；讨论了铬铁矿成因的不同模式以及相关的高温高压实验岩石学的研究进展；综述了蛇绿岩铬铁矿中新发现的一系列新矿物及其地质意义，提出蛇绿岩铬铁矿是研究俯冲物质深地幔循环和地球深部动力学的重要窗口等新认识。     

中国大陆科学钻探工程主孔斜长角闪岩中锆石的SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

矿物包裹体激光拉曼测试、阴极发光图像分析和SHRIMP U-Pb定年综合研究结果表明,中国大陆科学钻探主孔斜长角闪岩(样品G12)中的锆石可划分为2种类型:第一类颗粒粗大,舍有大量矿物包裹体和杂质;第二类颗粒细小,含有少量矿物包裹体且十分干净.第一类锆石具有明显的双层结构,核部阴极发光图像显示典型的岩浆结晶环带,相应的矿物包裹体为单斜辉石(Cpx)+斜长石(P1)+磷灰石(Ap)±石英(Qtz),表明其寄主岩石的原岩为基性岩浆岩;边部阴极发光图像十分均匀,保存柯石英(Coe)+石榴子石(Grt)+绿辉石(Omp)+多硅白云母(Phe)+磷灰石(Ap)等标志性超高压包裹体矿物组合,记录的变质温压条件为T=732～839℃、p=3.0～4.0GPa,表明该类变质增生锆石微区形成于超高压变质阶段.第二类锆石阴极发光图像十分均匀,发光性明显增强,保存角闪石(Amp)+斜长石(PI)等标志性角闪岩相包裹体矿物组合,记录的变质温压条件为T=612～698℃、p=0.76～1.05GPa,表明该类锆石形成于后期角闪岩相退变质阶段.SHILIMP U-Pb定年结果显示,继承性岩浆结晶锆石核部记录的206Pb/238U的年龄为685～650Ma,表明其原岩形成于新元古代;含柯石英等超高压矿物包裹体的边部记录的206Pb/238U年龄为243～225Ma,表明超高压变质时代应归属于晚三叠世.第二类舍低压包裹体矿物的锆石微区记录的206Pb/238U年龄为219～210Ma,应代表后期角闪岩相退变质作用的时代.上述研究结果表明,苏鲁地体斜长角闪岩的原岩在晚三叠世深俯冲至上地幔100～120km的地幔深处并经历了超高压变质作用,约15 Ma之后,这些超高压岩石抬升到约25 km的中部地壳,并经历了后期角闪岩相退变质作用的改造.相应的折返速率为0.57 cm/y.