青藏高原的隆升缩短及其粘弹性形变分析

本文依据新生代以来喜马拉雅和青藏高原发生的强烈的构造形变特征,用二维粘弹性有限元数值方法模拟估算了在印度板块向北推挤欧亚大陆的动力条件下,高原各构造单元的形变速率以及由此推算出40Ma以来青藏高原的隆升量和缩短量。反演了各地体岩石力学参数,特别是有效粘性系数η的数量级。认识到物性参数对构造应力场和形变速率的极重要的影响作用。阐明了除了动力机制和边界条件外,岩石圈各圈层材料力学性质的不均一是造成位移场、应力场和形变速率的差异,从而引起各种复杂地质构造现象的基本因素之一。      

壳幔物质与深部过程

文章对深部物质与过程的研究方法作了概述,对克拉通岩石圈根（或大陆根）的形成提出初步论证,并对造山带和裂谷带的深部状态作了进一步讨论。认为大陆根的形成主要完成于太古宙与古元古代时期,岩石圈地幔是分离出陆壳后的强亏损橄榄岩（贫Ｆｅ,Ａｌ,ａｌｋ,挥发份）,其低密度支撑的巨大浮力是克拉通构造上长期稳定的根本原因。提出青藏—喜马拉雅造山带可识别出三个类型的岩石圈：帕米尔型岩石圈冷根,念青唐古拉型相对薄的岩石圈和羌塘型温度相对高的岩石圈,可能分别代表碰撞造山的早期相、中期相和晚期相。提出地幔热柱可能有三种类型,分别来自４００ｋｍ界面、６７０ｋｍ界面和核幔边界,对地幔热柱的识别作了概述,指出与造山带有关的岩浆活动不是地幔热柱在地表的表现,讨论了岩石圈减薄速率的类型及其对环境的长期效应。     

太行—燕辽地区燕山期造山过程、岩浆源区与成矿作用

太行-燕辽造山带是中国东部一个重要的燕山期(J-K)Au-Mo-Pb-Zn-Ag-Cu-Fe金属成矿带和重要煤田分布区.本文首先讨论了该区18个金属矿床以及相关侵入岩的同位素年龄数据,选取了其中10个比较可信的数据作为成矿作用的近似年龄,以及运用4个煤田的已有的相关地层的时代,在已有的岩浆-构造事件序列的框架基础上,扩展提出该区岩浆-沉积-构造-变质-成矿事件序列的初步框架.进而,讨论造山过程,岩浆源区与成矿作用的可能成生联系.前造山幕-初始造山幕(J1)和后造山幕(K12)比较宁静的构造和湿热环境为煤田形成提供了良好的动力学环境.同造山幕的大量岩浆活动为金属矿床形成提供重要背景.早期造山幕(J2)伴随古老下地壳的熔融,生成以安山质为主的岩浆活动和伴生以Au为主成矿作用.峰期造山幕(J3),陆壳升温达峰值,导致上地壳岩石大规模熔融作用,形成大规模花岗质岩浆侵入,伴生以Mo为主的成矿作用.晚期造山幕(K11),"过热的"上部地壳开始降温,壳幔深部的镁铁质岩浆更多地喷出和侵入,伴生以Fe矿床的形成,同时,新形成的侏罗纪下地壳熔融,伴生Cu矿.     

喜马拉雅碰撞带陆壳增厚和隆升机制——一种陆壳构造演化模式

“回流”是大陆碰撞带内普遍发生的一种构造-物理过程。本文基于喜马拉雅碰撞带的地质、地球物理事实,提出“回流”模式,以阐明喜马拉雅碰撞带各种地质、地球物理过程的内在联系,揭示大陆碰撞带的构造演化规律。     

青藏高原沱沱河地区晚泥盆世高铝玄武岩的发现及意义

在青藏高原腹地的沱沱河—开心岭地区的区域地质调查中新发现的高铝玄武岩,利用激光等离子体质谱法(LA-ICP-MS)测试的锆石206Pb-238U年龄(380.1±5.6)Ma(MSWD=0.21),表明其形成时代为晚泥盆世。玄武岩具有高Al2O3(平均20.16%)和低SiO2(平均48.32%)、低Na2O(平均2.29%)、低K2O(平均0.39%)、低TiO2(均值0.754%)、低Alk(均值2.68%)的特点,并有(低钾)拉斑玄武系列向钙碱性系列过渡的特征,CIPW标准矿物属石英拉斑玄武岩(Q含量2.77%～9.32%),高铝、低钾、贫碱的特点与典型的高铝玄武岩一致。岩石的稀土总量均一且总体偏低,ΣREE含量为32.69×10-6～41.01×10-6,稀土配分模式近水平,δEu为1.12～1.28,均值为1.2,具有较强的正Eu和Ce异常。岩石富集亲石元素LILE,亏损高场强元素,具有较高Sr、Ba、Ce正异常和Nb负异常,岩石化学特点及相关的一系列岩石化学图解均表明其为岛弧玄武岩,表明分布于昌都—兰坪地块的晚泥盆世高铝玄武岩形成于岛弧环境,它的发现为三江地区古生代火山地层的确定、古特提斯洋的演化提供了丰富的资料。     

南海盆地演化对生物礁的控制及礁油气藏勘探潜力分析

南海盆地经历了断陷、坳陷和区域热沉降等演化过程。古新世—早渐新世,包括南沙地块在内的古南海北部陆缘的岩石圈伸展作用导致断陷湖盆的形成,局部遭受海侵。该期仅在古南海北部陆架和陆坡地区具备形成生物礁的条件。晚渐新世—中中新世,由于洋壳扩张南海盆地形成,南沙地块漂移到现今位置。随着海水大面积入侵,早期形成的断阶高部位成为水下隆起,岩石圈伸展引起的地幔岩浆喷发,形成水下火山高地,为生物礁的形成创造了地形地貌条件。在物源供给不足的地区,出现适于生物礁发育的温暖、透光、洁净、具有正常盐度的浅水环境,生物礁繁盛。从南海盆地演化和生储盖等地层层系形成时间上看,生物礁具有有利的生储盖配置关系和油气运聚条件。晚中新世-全新世区域热沉降形成全区统一的区域盖层,南海生物礁油气藏得以保存。上述情况决定了南海盆地生物礁具有很大的油气勘探潜力。     

印度/亚洲碰撞——南北向和东西向拆离构造与现代喜马拉雅造山机制再讨论

印度/亚洲碰撞形成的喜马拉雅增生地体由特提斯-喜马拉雅(THM)、高喜马拉雅(GHM)、低喜马拉雅(LHM)和次喜马拉雅(SHM)亚地体组成.通过喜马拉雅增生地体中变质基底和盖层的组成、变质演化、变形机制与形成时代的对比,确定高喜马拉雅(GHM)亚地体北缘的藏南拆离断裂(STD)向北延伸于特提斯-喜马拉雅(THM)亚地体之下,与形成在大于650℃温度、具有自南向北剪切滑移性质的康马-拉轨岗日拆离带(KLD)相连,深部地壳局部熔融、物质上涌造成的花岗岩侵位,使康马-拉轨岗日拆离带隆起,形成康马-拉轨岗日穹隆带.在高喜马拉雅(GHM)亚地体北部(普兰-吉隆-聂拉木-亚东一带)的变质基底与盖层之间发现EW向近水平的高喜马拉雅韧性拆离构造(GHD),以发育EW向拉伸线理、缓倾的糜棱面理及具有自西向东水平滑移为特征;而在GHM南部靠近主中央冲断裂(MCT)北侧发育具有挤压转换性质的韧性走滑-逆冲断层.高喜马拉雅亚地体从南到北具有由逆冲→斜向逆冲→EW向伸展→斜向伸展→SN向伸展的连续变形和转换的特征,是在现代喜马拉雅垂向挤出和侧向挤出的耦合造山机制下综合变形的响应.喜马拉雅地体中的东西向和南北向拆离构造的存在为喜马拉雅现代造山机制再讨论提供了基础.     

燕山地区侏罗纪-白垩纪岩浆活动特征及其与造山演化的关系

根据燕山地区侏罗纪—早白垩世岩浆岩的同位素年代学和化学成分资料，以及该地区构造变形序列，初步总结了燕山造山带岩浆活动时间序列和岩性组合：第一阶段的代表是早侏罗世英安岩和玄武岩；第二阶段以中侏罗世中性火山岩和闪长岩—石英二长岩／花岗闪长岩—花岗岩侵入岩组合为标志；第三阶段表现为晚侏罗世中、酸性火山岩和闪长岩—石英二长岩—正长岩—花岗岩侵入岩组合的活动；第四阶段为早白垩世早期安粗岩和流纹岩以及闪长岩—石英二长岩—正长岩—碱性正长岩—花岗岩侵入岩组合为标志；第五阶段以120Ma以后发育的小规模火山岩和花岗岩—碱性花岗岩组合为标志。与之相对应，燕山造山带侏罗纪—白垩纪造山过程演化模式为：玄武岩底侵、地壳物质熔融形成安粗岩和流纹岩岩浆→地壳被加热并弱化→推覆构造发育、地壳增厚→后造山崩塌。     

华北地区燕山期岩浆活动热供给的初步数值模拟

大陆地壳和地幔岩石圈形成之后,还可能再次有对流地幔的注入,对原有的陆壳和地幔岩石圈进行改造。华北克拉通于新太古—古元古代形成的陆壳和大陆根,在侏罗纪—白垩纪(J—K)的燕山期遭受重大改造,有对流地幔的一次重要注入。一维的数值模拟表明:(1)在1GPa条件下,1250℃底侵玄武岩对于初始温度400℃的英云闪长岩围岩的加热,并达到使其发生局部熔融作用,其纯的熔融量与纯的底侵玄武岩岩浆结晶的厚度的比值约为0·12;假设仅有25%的熔浆能够分离出来,则能够分离出的熔浆量与底侵玄武岩结晶总量比约为0·03。由此可以推测,如果要产生总量为1km厚的花岗岩的岩基需要33·3km的底侵玄武岩岩浆的全部结晶来提供热通量。而33·3km的底侵玄武岩岩浆可能需要约333km的软流圈物质参与(假设10%的局部熔融,并且全部熔体均能分离出来)。(2)华北克拉通燕山期玄武岩的喷发和地壳浅部辉长岩侵入体的发育,说明底侵的玄武岩岩浆不可能全部固结,从模拟的角度说明,燕山运动需要非常大量的底侵玄武岩岩浆和热通量的注入,才能诱发现今所观察到的燕山期强烈的岩浆活动。文中数值模拟工作对进一步理解“燕山运动”发生的深部背景即来源于软流圈的贡献有一定的意义。