陆壳岩石化学结构建立方法探讨

根据既有岩石化学成分又有地震波速的实验岩石数据,讨论了影响岩石波速的主要因素和不同实验条件下地震波速与岩石成分之间的线性关系差异。选择常温、600MPa测定的数据建立了地震波速Vp与SiO2、石英、石英 长石、岩石分异指数DI的回归方程,并讨论了回归方程的适用范围。对这些方程进行验证表明它们能够用于地震波速推断深部物质成分。     

青藏新生代钾质火山活动的时空迁移及向东部玄武岩省的过渡:壳幔深部物质流的暗示

中国西部与东部在构造作用、岩浆活动、岩石圈结构、沉积盆地、地貌等方面存在着巨大的差异。印度—亚洲大陆碰撞以来青藏高原火山岩的时空分布,显示了从高原腹地发端向周缘迁移的趋势。在同碰撞阶段(65~40 Ma)的末期,火成活动背离雅鲁藏布碰撞缝合带向北迁移。在45~6 Ma期间,火山活动从高原腹部开始,然后向外迁移,暗示软流圈上隆呈波状向外扩展。最后(6 Ma—近代),火山活动向着高原的北西、北东—东、南东三隅迁移。这种醒目的火山活动时空迁移型式,可以解释为由印度和欧亚两个较厚大陆板块的靠近、碰撞诱发的软流圈地幔流及深部地壳物质流动。推测可能存在两个地幔流“通道”,一条“通道”可能通过西秦岭礼县—宕昌一带伸向中国东部;另一条“通道”可能沿“三江”带向东南经云南马关—屏边一带与中国东南部和越南的新生代玄武岩省相接。在礼县—宕昌、马关—屏边一带,表现出从青藏高原钾质火山岩省向着中国东部玄武岩省过渡的特征。大量地球物理资料也支持关于软流圈地幔与深部地壳层次上的横向物质流动的认识。为了进一步检验这种认识是否正确,需要在青藏高原钾质岩省与东部玄武岩省的过渡带选择若干短剖面,进行系统的研究工作,鉴别岩石源区组成和形成深度,反演岩石圈和软流圈地幔性质,揭示两个岩省之间的关系,为鉴别大陆碰撞引起的岩石圈或软流圈层次的物质流动与块体之间相互作用提供岩浆作用约束,同时也为东亚大背景之下,以新生代印度—亚洲碰撞为主导的中国西部与以太平洋板块俯冲为主导的中国东部的构造交接关系提供岩浆作用限制。     

揭示地质现象的本质与核心

青藏高原的形成与演化是举世瞩目的现代地学前缘 ,岩石圈结构及其演变对于探讨高原隆升及其资源环境效应具有重要意义。多年来 ,对于青藏高原岩石圈结构的认识主要基于地球物理探测结果和地质研究 ,尚未发现深达地幔的物质。我们在西昆仑地区康西瓦新生代火山岩中首次发现了以含金云母方辉橄榄岩为主的深源包体 ,其主要组成矿物为橄榄石和斜方辉石 ,含有少量单斜辉石、尖晶石和金云母。橄榄岩具有平衡粒状变晶结构 ,部分橄榄石颗粒仍保留有扭折带。电子探针分析结果表明 ,尖晶石的x(Cr) /x(Cr +Al)变化为 2 5%～ 8% ,属于尖晶石铬铁矿系列。根据CarrollWebb和Wood(1986 )提出的温压图解 ,橄榄岩形成压力大致为16 0 0MPa ,约相当于深度 56km。据此 ,认为康西瓦新生代玄武岩中产出的橄榄岩包体系岩浆活动过程中从岩石圈地幔携带上来的幔源物质 ,对于探讨青藏高原北部的岩石圈结构及其演化具有重要意义。     

哀牢山构造岩浆带晚二叠世-早三叠世火山岩特征及其构造环境

本文对中国云南哀牢山构造岩浆带内的雅轩桥、帽盒山、绿春火山岩等开展了相关研究.雅轩桥附近的火山岩为晚二叠世,岩性主要为橄榄粗安岩-玄武岩(少量安山岩),在TAS图上既有碱性又有亚碱性.钾含量较低(＜1.19％),为低钾钙碱-中钾钙碱性,Peacock碱钙指数以钙碱性为主.与MORB相比,其痕量元素蛛网图亏损Nb、Ta,而富集Pb,从Zr-V曲线呈平坦型,并且整体比MORB亏损.稀土元素配分模式与MORB相近,但略显轻稀土元素富集和重稀土元素亏损.在构造环境判别图上均位于火山弧环境.他郎河边(雅轩桥地区)火山岩为英安岩,属亚碱性,中钾钙碱性,Peacock指数为钙性.痕量元素蛛网图、REE模式图以及大地构造环境判别图,均表明其属于弧的构造环境.由上推测雅轩桥火山岩在晚二叠世属于弧火山岩.帽盒山玄武岩的锆石SHRIMP U-Pb测年结果为249±1.6Ma,为早三叠世.岩性为亚碱性钠长玄武岩,低钾钙碱性系列,Peacock碱钙指数以钙性为主.痕量元素蛛网图和REE配分模式图与MORB相比,LREE略微富集.在构造环境判别图中位于从E-MORB向岛弧过渡的构造环境.绿春地区流纹岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为247.3±1.8Ma,为早三叠世,属亚碱性,钾玄岩系列,Peacock碱钙指数为碱钙性.痕量元素蛛网图、REE配分模式图及大地构造环境判别图显示其为成熟岛弧向陆陆碰撞的过渡环境.结合前人研究,推测哀牢山洋在晚泥盆世形成,可能在石炭世-早二叠世(?)处于洋的扩张期.晚二叠世时,在哀牢山洋的西侧出现了雅轩桥的初始孤火山岩,预示着至少在这一时期,哀牢山洋已经开始俯冲.到三叠世早期(249±1.6Ma),在哀牢山洋的东侧出现了具有弧和MORB的双重特性的帽盒山玄武岩,可能指示此时哀牢山洋盆已经变小,或已转化为孤间或弧后盆地,洋的演化进入了晚期阶段,并且在局部地段,如绿春地区,此时(247.3±1.8Ma)已经进入到成熟岛弧向陆陆碰撞的过渡阶段.因此支持哀牢山洋在晚三叠世闭合的结论,亦符合上三叠统一碗水组不整合在哀牢山蛇绿混杂岩之上的事实.     

硅线石角岩形成时变质反应的热力学计算

北京房山花岗闪长岩体周围岩石的接触热变质作用发育良好，从内向外，依次出现辉石角岩相、角闪石角岩相、绿帘石角岩相，环绕侵入体形成良好的接触变质圈。1967年，由于教学工作的需要，对岩体西南侧，东山口-关坻一带的泥质岩石的接触变质进行了矿物共生分析。其中辉石角岩相及角闪石角岩相的矿物共生组合如图1、2所示。     

内蒙古额仁陶勒盖银矿区火成岩岩石地球化学特征及锆石SHRIMPU-Pb同位素定年

通过对额仁陶勒盖银矿区的塔木兰沟组中酸性火山岩详细的岩石地球化学特征研究表明,该套火山岩具高硅(SiO₂>57%)、高铝(Al₂O₃>16%)、富碱尤其富钾(K₂O>3%)特征,属HKCA系列;稀土含量中等(187×10^-6~240×10^-6),(La/Yb)_N在18.6~27.9,Yb<1.90×10^-6,Y<18.0×10^-6,δEu=0.85~0.96,轻重稀土分馏强烈,明显亏损重稀土,无或略具负铕异常;微量元素相对富集Rb、Ba、Th、U、K等大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、HREE,与活动陆缘火成岩的微量元素特征一致.塔木兰沟组安山质火山岩特征表明,安山质岩浆来源较深(>50km),起源于加厚地壳底部,源区残留为石榴石、单斜辉石及角闪石,岩浆在部分熔融及后期演化过程中不曾与斜长石平衡过,可能是蒙古-鄂霍茨克洋闭合后进入碰撞后松弛阶段,钙碱性或高钾钙碱性的中基性变火成岩的部分熔融形成.对与额仁陶勒盖银矿关系密切的石英斑岩(脉)测年,获得SHRIMP U-Pb年龄138.6±2.3Ma,为石英斑岩的成岩年龄,进一步限定该银矿床形成于早白垩世早期.对塔木兰沟组安山岩与石英斑岩成岩年龄、矿床成矿特征等方面进行探讨了,认为该银矿床为岩浆热液成因.     

华南南华纪-二叠纪沉积大地构造演化

通过对华南扬子陆块和华夏增生体两大构造单元南华纪-二叠纪7条综合性剖面岩性、岩相、地层厚度、沉积环境、变形与变质作用的对比研究, 以及对扬子陆块南缘以及华夏增生体具有指相意义(与洋壳相关)的岩石组合的系统总结与分析, 以地层区和分区为单位对盆地原型进行了初步划分, 在此基础上讨论了华南地区南华纪-二叠纪盆地和构造演化的基本规律, 总结出构造演化的发展阶段, 揭示了扬子陆块与华夏增生体沿江绍-郴州-钦防北东段碰撞对接的时间发生在早古生代末, 西南段碰撞对接的时间相对较晚, 可能发生在二叠纪末.      

蛇绿岩研究的最新进展

关于蛇绿岩的形成、定义和分类争论了近200年。早期蛇绿岩被认为是有成因联系的几种岩石的组合,发育在优地槽的核部。在板块构造中它被看作形成于洋脊的古洋壳残片。经过几十年的研究,发现导致蛇绿岩多样性的因素很多,一个新的定义和分类方案被提出。新定义强调了蛇绿岩形成的构造环境,认为在威尔逊旋回的各个阶段都会形成性质不同的蛇绿岩,并根据生成环境将蛇绿岩分为两大类．即与俯冲作用无关和与俯冲作用相关的蛇绿岩,两大类型还可以划分出不同的亚类。这些类型的蛇绿岩有其特有的地球化学、岩石学指标和内部结构。最近的研究还发现蛇绿岩产生的主要时段与全球超大陆的形成、裂解,以及巨型地幔柱活动的时间吻合。根据新分类方案,一部分前寒武纪绿岩应属于蛇绿岩,表明在太古宙时期地球已进入板块构造体制。新的定义和分类为蛇绿岩研究指出了新的方向。     

华北燕山造山带结构要素组合

采用造山带结构要素组合的概念,对华北燕山造山带进行了研究。燕山造山带各演化阶段的结构要素组合特征如下：前造山和初始造山幕(J1),早侏罗世早期为前造山伸展构造,结构要素组合有：三又式裂谷带、板内型玄武岩、含煤建造;早侏罗世晚期为初始造山收缩构造,结构要素组合有：向北倾伏的褶曲与逆冲、九龙山组类磨拉石建造,硬绿泥石一十字石一蓝晶石为标志的低温、中一高压变质带。早期造山幕(J2),中侏罗世早期为同造山伸展构造,结构要素组合有：岩石圈上隆伸展有关的火山盆地及可能的同期侵入岩,火山岩线型分布;中侏罗世晚期为收缩构造,有关的结构要素组合为：逆冲推覆和褶曲变形、磨拉石建造、同构造侵入体和角闪岩相变质岩。峰期造山幕(J3),晚侏罗世早期同构造伸展构造,结构要素组合有：岩石圈上隆伸展有关的火山盆地与同期侵入岩,火山岩面型分布,火成岩组合中出现高压粗面岩类,较大量的流纹岩;晚侏罗世晚期收缩构造有关结构要素组合为：逆冲推覆和褶曲变形、磨拉石建造、同构造侵入体和角闪岩相变质岩,侵入岩中出现高压正长岩类。早白垩世早期(K1^1)晚造山幕有关的结构要素组合为：收缩变形分布较局限,湖相沉积建造替代磨拉石建造,侵入岩组合中出现过碱性石英正长岩,大晶洞构造的花岗岩及科马提质辉长岩等。早白垩世晚期(K1^2)后造山幕伸展有关的结构要素组合为：正断层、变质核杂岩、双峰式岩墙辟、典型的过碱性花岗岩和含煤建造。     

胶东燕山期大型超大型金矿集区形成的壳幔结构探讨：来自致矿火成岩(组合)的约束

大型超大型金属矿床形成的深部物质组成和壳幔结构一直是地学研究中被关注的焦点和难点问题。胶东地区发育很多(燕山期)的大型超大型的金矿,是我国著名的金矿集区。本文基于板块构造理论,通过揭示区域火成岩、致矿火成岩组合及其特征,探讨金矿发育时的深部物质组成和壳幔结构。区域上成矿前的侵入岩组合为含少量英云闪长岩+奥长花岗岩(TT)的花岗闪长岩+花岗岩(G1G2)组合;区域上发育的青山群为含有高镁安山岩(HMA)和镁安山岩(MA)的玄武安山岩安山岩英安岩流纹岩以及粗安岩玄粗岩粗面岩组合;矿集区的致矿火成岩组合为含有高Mg闪长岩类(HMgδ)+Mg闪长岩类(Mgδ)的宽谱系岩墙群(WSDS),岩性从基性到酸性均有。上述火成岩组合,以及TTG1、HMA与MA系列火山岩、HMgδ和Mgδ的存在,指示弧火成岩的组合,其各种岩石地球化学特征亦具有弧的特征,因此,上述火成岩及金矿形成于洋俯冲环境,具有俯冲带的壳幔结构和物质组成。各种不同的火成岩指示其可能分别来源于俯冲带不同部位的局部熔融,指示洋壳、上覆地幔楔以及上覆陆壳具有异常热的壳幔结构,即热的洋壳、热的上覆地幔(软流圈)、热的陆壳。致矿火成岩事件、成矿事件均在大规模的壳源(或壳幔)侵入岩浆活动之后。