中国及亚洲重要造山带花岗岩浆时空演化及成矿背景对比研究

在全面收集中国及邻区花岗岩年代学资料的基础上,在包括俄罗斯、蒙古、吉尔吉斯坦、韩国、日本、越南等境外地区开展了野外调研, 获得大量高精度锆石U-Pb年龄,发现一些重大岩浆事件;结合系统收集的公开发表的高质量数据,建立了一些关键地区的花岗岩年代学格架;初步总结了中亚、中央、特提斯和环太平洋构造域花岗岩的时空分布及构造-岩浆演化,提供相关成矿背景,编制了四个构造域的花岗岩时空分布图。在此基础上,初步编制了亚洲花岗岩时空分布图,总结了花岗岩浆作用与构造演化的关系,为探讨亚洲大地构造演化,特别是陆块聚合过程的研究提供了依据。这是一次尝试性的较系统地论述亚洲花岗岩及构造-岩浆演化的研究。     

阿尔泰造山带西段同造山铁列克花岗岩体锆石U-Pb年龄及其构造意义

铁列克岩体是阿尔泰造山带西段的一个重要的岩体，显示弧花岗岩特征，其侵位时代一直没有解决。本次La-ICPMS锆石U-Pb定年给出206Pb/238U年龄403±5 Ma(MSWD=4.9)，代表其形成年龄。这为阿尔泰造山带的同造山花岗岩的鉴别和时代确定提供一个证据，也为阿尔泰造山带在早古生代（奥陶纪—泥盆纪）的俯冲造山提供了一个新的年代学制约。     

阿尔泰中蒙边界塔克什肯口岸后造山富碱侵入岩体的形成时代、成因及其地壳生长意义

塔克什肯口岸富碱侵入岩体是阿尔泰造山带典型的后造山岩体。本次锆石U-Pb定年给出~(206)Pb/~(238)U年龄286±1Ma(MSWD=0．05),代表其形成年龄。这为阿尔泰后造山岩浆作用提供了一个可靠的年代学证据。该岩体主要岩石类型为正长岩、石英二长岩、石英碱长正长岩、正长花岗岩,富钾、富钠、准铝,富集轻稀土、大离子亲石元素,亏损高场强元素,与区内相邻的碱性花岗岩(A型花岗岩)在岩石学、地球化学方面不同。该岩体Sr初始值变化于0．7038～0．7040,ε_(Nd)(t)值为正值(+6．2～+6．3),Nd模式年龄T_(DM)为542～546Ma,与中亚造山带典型的高(正)ε_(Nd)(t)值花岗岩类似。而且,其ε_(Nd)(t)值远高于区内同造山花岗岩,也高于造山带内部同时期的Ⅰ-A型后造山花岗岩。依据岩体构造特征、年代学、地球化学和区域地质背景综合分析,该岩体应为后造山岩体,在时空上可与蒙古南部碱性岩带对比,其形成可能与富集高场强元素的亏损地幔岩浆底侵,导致下地壳重熔,并发生岩浆混合有关。这说明,在阿尔泰造山带后造山阶段,除了可能的俯冲下埋的年轻洋壳或岛弧物质外,还有新的幔源物质加入到地壳。这为中亚造山带后造山阶段陆壳垂向生长提供了一个新证据。同时,也为东北北部-蒙古南部碱性岩带向西沿入阿尔泰造山带提供了证据。     

南蒙古额尔德尼早白垩世A型花岗岩年代学、地球化学、Hf同位素特征及其地质意义

南蒙古额尔德尼(Erdene)花岗岩体位于整个东北亚巨量白垩纪花岗岩浆活动的西缘。本文对南蒙古额尔德尼地区花岗岩进行了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和锆石Hf同位素研究,以确定其形成时代、岩石成因及大地构造背景。研究结果表明：额尔德尼地区花岗岩岩石类型主要为黑云母花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为(123.4±1.4)Ma,形成于早白垩世。岩石具有高硅(w(SiO₂)为71.01%～72.66%)、富碱(w(Na₂O+K₂O)为8.52%～8.90%)、贫磷(w(P₂O₅)为0.06%～0.11%)、贫镁钙(w(MgO)为0.27%～0.39%,w(CaO)为1.10%～1.27%)的特征,铝饱和指数A/CNK为1.05～1.07,属于弱过铝质岩石;富集Rb、U、Th等大离子亲石元素和Ta、Zr、Hf等高场强元素,亏损Nb、Sr、Ba等高场强元素,具有明显的Eu负异常(δEu=0.11～0.15),岩浆平均温度为816℃,属A₁型花岗岩,形...     

藏南太昭地区早侏罗世岩浆岩的形成机制和构造动力学过程

藏南地区冈底斯岩基是长期构造岩浆作用的产物,保存着与洋-陆俯冲和陆-陆碰撞作用相关的构造动力学过程的丰富记录,是揭示深部岩石圈物质组成及其长期演化特征的重要岩石探针。太昭地区发育高Na/K比花岗岩（组一）和低Na/K比花岗岩（组二）,另外,在距离太昭不远的巴松措地区发育一套辉长岩-闪长岩。本文以组二花岗岩为主要研究对象,开展与其他二套岩体的对比研究：（1）组二花岗岩的形成年龄为190~194Ma,与组一花岗岩为同期岩浆作用;（2）同位素组成方面,组二花岗岩的Nd-Hf同位素组成（ε_Hf（t）=-7.2~-2.5;ε_Nd（t）=-4.1~-3.7）略高于组一花岗岩,Sr同位素（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr（t）=0.7061~0.7070）比值略低于组一花岗岩,而与巴松措中基性岩相近,这也暗示组二花岗岩的源区不同于组一花岗岩,是由受熔体交代的弧下地幔物质部分熔融作用产生的基性岩浆分离结晶的产物,而组一来源于中下地壳古老基性岩部分熔融;（3）地球化学组成方面,组二花岗岩的Al₂O₃、CaO、TiO₂、FeO^T、MgO、Sr、Sc等元素组成与SiO₂含量呈负相关关系,但Na₂O、Rb、Nb、Ta等元素组成与SiO₂含量呈正相关关系,表明组二花岗岩是较原始的基性岩浆经历角闪石和斜长石的分离结晶作用的产物,并且在岩浆向高硅演化阶段经历了钾长石的分离结晶作用。综合以上分析,本文认为太昭地区这两组花岗岩形成于新特提洋板片向北俯冲作用相关的构造背景。

     

内蒙古阿拉善地块北缘沙拉扎山晚石炭世岩体地球化学特征与LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

采用LA-ICP-MS同位素测定技术,测得内蒙古阿拉善北缘沙拉扎山温都尔毛道黑云母花岗闪长岩锆石U-Pb年龄为301±2Ma,属于晚石炭世侵入岩。地球化学分析结果显示,该黑云母花岗闪长岩SiO2含量为67.23%~72.57%,K2O为1.14%~1.61%,Al2O3为14.92%~17.23%,具有过铝质（A/CNK=1.06~1.1）和钙碱性特征。岩石的稀土元素总量较低（38.86×10-6~74.39 ×10-6）,轻稀土元素相对富集,Eu总体呈弱异常（δEu=0.9~1.3）。在原始地幔标准化图解中,岩石具有大离子亲石元素（Rb、Th、K）富集及高场强元素（Nb、Ta、P、Ti）亏损的特征,显示出I型花岗岩的特点。结合区域地质背景,该黑云母花岗闪长岩可能形成于俯冲背景,是洋壳板片与新生的壳源物质混合形成的产物,表明晚古生代沿着阿拉善地块北缘的俯冲至少始于301Ma。     

活动构造对高原边界侵蚀速率空间分布的控制作用——以龙门山地区为例

利用穿过龙门山地区的河流水文与泥沙资料估算该地区现代侵蚀速率,进而研究探讨其空间分布的不均匀性。年代尺度的现代侵蚀速率空间分布表明,高侵蚀区分布于控制高原边界的龙门山活动断裂带和岷山活动断裂带附近且位于逆冲断裂上盘宽约50km范围内,其值达0.5~0.8mm/a。在地形上,该高侵蚀速率区对应于陡峭高原边界的地形陡坡带。自龙门山断裂带向高原内部,侵蚀速率快速降低,在距离断裂带北西200km的地区侵蚀速率小于0.05mm/a。河流输沙量估算的现代侵蚀速率值与河沙宇宙成因核素估算的千年时间尺度的流域平均速率和低温热年代学方法估算的百万年时间尺度的单点平均侵蚀速率基本一致。季风降雨在龙门山地区也存在自东南向北西递降的趋势,但年降水量自山前的1000mm到高原内部的600mm 的递减梯度较小,不足以解释侵蚀速率的一个数量级的减小。气候对侵蚀作用的影响更多地表现在时间域随季风降雨强度的年及季节性波动而震荡,最突出的表现为80% ~90%侵蚀产物在6~9月被季风降水输移出去。逆冲断裂上盘宽约50km的高侵蚀区以及与地形陡坡带的对应性,体现了断裂上盘物质在从较平的断坪向较陡的断坡区运移过程中抬升增加的侵蚀卸载均衡。0.5~0.8mm/a 的抬升剥蚀率与该地区已知的1.4~3.0mm/a的水平缩短速率匹配,说明龙门山高原边界地形处于通量平衡态,且上地壳缩短与龙门山边界的陡降地形是匹配的。     

DDE-岩浆岩数据库初步构建与应用

21世纪是大数据的时代, 数据、模型驱动下的科学研究新范式与知识发现成为当今科学领域的新态势。本文介绍了在"深时数字地球"(Deep-time Digital Earth, DDE)国际大科学计划框架下构建的DDE-岩浆岩数据库。该数据库以"数据+编图+研究"三位一体的建库思路, 基于岩浆岩知识体系, 构建了岩浆岩数据库, 包括后台服务(云端)、网站(Web端)和科研工作平台(桌面端)。数据主要来源于公开发表的文献、研究团队测试、实验室测试数据等, 涉及全球重要造山带、克拉通及部分海洋(大洋钻探数据)等。此外, 还设立了22个地域性、学科性专题数据库。数据类型为岩浆岩岩石类型、产状、空间位置等基本信息, 以及年代学、地球化学、(Sr-Nd-Hf-Pb-O)同位素及非传统(或新兴)同位素数据。与国际最常用的有关数据库相比, 本数据库具有以下优势: (1)"数-图-文"三位一体的设计思路, 拥有编图和研究平台; (2)以研究为导向, 组织构建了22个专题数据库, 更多一线专家参与数据库建设, 在某些地域和领域(如中亚、非传统同位素等)形成优势; (3)对数据都尽可能挖掘和补充了年龄、经纬度等时空信息; (4)创建了学科专家可以依据新的发展和需求及时调整数据库结构的技术与功能, 而不需要重新编程; (5)有强大的DDE平台支持, 为与国际有关数据库互联互通提供了有利条件。最后, 利用DDE-岩浆岩数据库的核心数据(年代学、同位素等), 对复杂大陆拼合过程、地壳生长、地球深部物质组成架构与演化等重大地球科学问题进行了探索并取得了一些进展, 说明该数据库将对推动数据驱动的岩浆岩研究具有重要意义。     

山东石岛花岗岩复合岩体的侵位深度与苏鲁超高压变质岩的快速折返机制及动力学效应

山东石岛正长岩-花岗岩复合岩体形成于225～205Ma之间,侵入到苏鲁超高压岩石中.通过铝在角闪石的压力计,确定了年龄约为225～215Ma的甲子山岩体的侵位深度,约为15km.结合前人对石岛花岗岩复合岩体的地质年代学和地球化学及本研究结果,表明(1)石岛正长岩在225～215Ma期间快速侵位小于15km的深度,同时快速冷却结晶;(2)在215Ma或早些时候,苏鲁最东端的超高压岩石已位于小于15km的深度;(3)苏鲁超高压岩石以大于5mm/yr的速率快速折返.俯冲板片前锋的断离所导致的深部动力学效应可能是苏鲁超高压岩石快速折返的主要驱动力.这种深部动力学过程导致软流圈地幔的快速上涌,诱发岩石圈地幔的部分熔融,形成钾质岩浆,可能是华北克拉通在中生代发生大规模伸展作用及减薄的初始驱动力.     

非保守元素在苏鲁超高压榴辉岩退变质作用中有限迁移和近原地重新分布

中国大陆科学钻探工程主孔揭露的基性岩石包括新鲜榴辉岩和角闪岩.角闪岩是榴辉岩在折返过程中不同程度退变质作用的产物.全岩主量和痕量元素地球化学数据表明它们不仅在高场强元素(Ti,Zr,Nb,Ta),而且在高度活动元素(Rb,Cs,Sr,Ba)上化学特征相似.尽管从榴辉岩向角闪岩的退变质作用需要流体的参与,上述地球化学特征表明在榴辉岩快速折返过程中,流体仅仅有限地存在,在流体中高度活动的碱性元素仅作有限迁移和近乎原地重新分布.流体可能以高度局域化的管道流形式出现,是导致榴辉岩退变质作用和剪切变形高度局域化的主要因素.