鲁西北西向断裂系与沂沭断裂带晚中生代演化关系及其动力学背景探讨

晚中生代是华北地块构造演化的转折时期。由出露于沂沭断裂带、鲁西地体、鲁东地体的中生代地层、岩浆,结合断裂活动年代学、区域地质等资料分析,可以将沂沭断裂带晚中生代构造演化划分出距今约160Ma、130～110Ma、90～80Ma等3个关键时期,并分别与左行压剪、左行张剪、右行压剪构造活动相对应。晚中生代沂沭断裂带与鲁西北西向断裂系间的几何学、运动学、年代学的共轭匹配关系表明,它们为特定构造动力学背景下形成的一组共轭断裂系。同时对鲁东地体晚中生代构造演化、鲁东北西向断裂系特征,以及沂沭断裂带、北西向断裂系晚中生代构造演化的动力学背景进行探讨。     

气候—构造—剥蚀相互作用研究进展与展望

气候—构造—剥蚀相互作用是地表层圈相互作用过程的重要方面,近年来相关的研究已逐渐成为地球科学界的热点。主要从数理分析、数值模拟和野外实证3个方面对近30年来气候—构造—剥蚀相互作用的研究进行了回顾和总结,认为以往因果效应的研究思路在一定程度上限制了地表层圈相互作用研究的发展,造山带更适合作为一个在内、外动力能量驱动下不断演化的开放系统来进行研究。总是趋向于平衡状态演化的造山系统会响应内、外动力条件的变化,同时也会反作用于内、外动力因素,但内、外动力因素之间保持相对独立。造山演化的系统观跳出了以往因果效应的思维局限,从而可以很好地解决气候—构造—剥蚀相互作用研究中存在的争议问题。     

中国陆相侏罗系—白垩系界线及其国际地层对比——以冀北—辽西地区侏罗系—白垩系年代地层为例

冀北—辽西地区陆相侏罗系—白垩系发育,各类生物化石丰富,并夹有火山岩,是利用岩石地层、生物地层、同位素测年和磁性年代地层综合研究侏罗系\\白垩系界线的理想地区。冀北滦平盆地侏罗系\\白垩系界线附近的地层为大北沟组和大店子组,辽西义县—北票地区侏罗系\\白垩系界线附近的地层为土城子组和义县组。大店子组含有孢粉Cicatricosisporites Luanpingspora Jugella 组合;介形类Yanshanina Cypridea Rhinocypris组合,Cypridea Yanshanina Timiriasevia组合,Cypridea sulcata亚组合和叶肢介Eosestheria Abrestheria组合等各类化石,这些生物组合与国内、外的对比,尤其是孢粉和介形类与英、法、德、俄和加拿大等地相关地层同类化石组合的对比,其时代为早白垩世早期（Berriasian）。辽宁西部义县组下部的孢粉、介形类和叶肢介与国内、外的对比,也得出与大店子组的时代大致相同的结论。大北沟组含孢粉Poceites Podocarpidites Schizaeoisporites组合,介形类Luanpingella Torinina Eoparacypris组合以及叶肢介Nestoria Keratestheria组合等,这些生物组合与国内、外同类生物组合的对比,得出的时代结论是晚侏罗世晚期（Tithonian）。土城子组含有孢粉、介形类及叶肢介等6大门类化石,根据已有的研究成果,得出的时代结论是晚侏罗世。因此,侏罗系\\白垩系的界线划在大北沟组与大店子组之间。生物地层的国际对比表明：此界线与国际侏罗系\\白垩系界线,即Tithonian\\Berriasian界线是一致的。根据冀北—辽西地区一系列同位素测年数据推断,侏罗系\\白垩系界线年龄应接近1307Ma 。     

山东沂水杂岩中变基性岩的岩石地球化学特征及锆石SHRIMP U-Pb定年

山东沂水杂岩由新太古代岩浆杂岩和中太古代的变质杂岩组成,其后者中的变基性岩石,特别是基性麻粒岩,常与紫苏花岗岩紧密伴生,而且多呈大小不等的包体或呈层状体产出。本文主要对变基性岩进行岩石地球化学和锆石SHRIMP UPb定年研究。根据岩石学特征,可将变基性岩分为三类：含紫苏辉石斜长角闪岩、含石榴子石角闪二辉斜长麻粒岩和含尖晶石—石榴子石的角闪二辉麻粒岩。它们原岩分别为安山质玄武岩、高铁镁质玄武岩和玄武质科马提岩（？）。三类岩石稀土元素和微量元素配分有一定差别：第一类含紫苏辉石斜长角闪岩富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素;后二类麻粒岩相变质岩的稀土配分模式为近平坦型或轻稀土略为富集, K、Rb、Ba等元素也轻微富集,其他元素与MORB的比值接近于1。变基性岩中锆石定年结果显示有四组年龄值,其中2719Ma和2560～2607Ma分别代表早期麻粒岩相变质作用的年龄下限和上限;2509～2522Ma代表另一期角闪岩相—麻粒岩相变质作用的时代,发生在沂水岩浆杂岩侵入之后;2485Ma和2497Ma代表与流体作用有关的变质作用和新生锆石的形成年龄。     

藏东南地区早白垩世的安第斯型弧火

首次在藏东南发现一套早白垩世的陆相火山岩, 称雅则火山岩, 全岩 Ｒｂ Ｓｒ 等时线年龄１０７４ Ｍａ。其主体是高钾的安山岩系, 以强亏损高场强元素、富集大离子亲石元素和轻稀土、 Ｌａ／ Ｎｂ 比值 ＞ ２ 为特征, 属活动大陆边缘火山岩; 微量元素等指示它产出在安第斯型陆缘环境。其南延即滇西南的腾冲铁窑山大松坡消减型花岗岩带 （１００～１１２ Ｍａ）, 反映新特提斯洋在早白垩世有过一次重要的消减过程;晚白垩世的花岗岩具不同的岩石组合和成矿特征,记录了消减后的陆弧碰撞事件。     

中新世以来滇藏怒江峡谷区变形与构造深度层次

地壳不同深度上的岩石物理性质的差异决定了在垂向上的构造变形呈现不同构造样式.依据地壳内主导变形机制的差异,划分出不同的构造层次,有助于更好地解析出露地质体的构造演化.滇藏怒江峡谷区具有高差大,河流切割地壳深度大,以及在强烈的变形下不同地壳层次的岩石得以出露等独特特征,因此是地壳变形层次研究的理想区域.本文通过对怒江流域察瓦龙至福贡区段的详细区域地质考察和构造变形分析,识别出地壳深层次到浅层次的不同构造变形样式.其中,深层次的构造样式以流动构造变形为主,主要出露于马吉地区.韧性变形在整个研究区广泛出露.高黎贡右行走滑剪切带和普拉底-松塔左行走滑剪切带分别出露在马吉南北区域.以相似褶皱和近直立密集劈理为特征的构造变形样式发育在普拉底以北.脆性断裂,为浅层次变形样式,叠加改造了较深层次变形,在整个研究区都有广泛发育.因此,研究区的主要构造样式由深至浅可划分为流变构造、韧性剪切构造、相似褶皱和脆性断裂构造4个构造层次.4个构造层次不同变形样式的发育均与北东东-南西西向挤压应力场有关.结合热史演化和区域构造特征,滇藏怒江峡谷区不同深度层次构造样式的发育与中新世(21Ma)以来地壳差异性隆起或者剥露有密切的关系.     

华北和扬子陆块及秦岭-大别造山带地表和深部太古宙基底的新信息

本文根据华北和扬子陆块及秦岭-大别造山带地表和深部出露的各种岩石中发现的继承性锆石的测年数据,报道了太古宙基底和岩浆事件的新信息,并简要地论述其地质意义。华北陆块东北缘、东南缘、北缘、西北缘共6个地区的深部都存在新太古代和中、古太古代岩浆事件的新信息;南缘深部也存在古太古代岩浆事件的新信息。在华北陆块早前寒武纪同位素年龄直方图(以太古宙岩浆事件为主)上,最高峰值位于2.45-2.6 Ga区间,而以2.5-2.55 Ga最为突出,显示该区间岩浆事件最为强烈,可能代表一次重要的碰撞事件。此外还见有2.7 Ga,2.8 -2.85 Ga,2.95-3.0 Ga,3.1-3.15 Ga,3.3-3.4 Ga,3.45-3.5 Ga,3.6 Ga和3.8 Ga等较高峰值,反映了岩浆事件不同活动阶段的演化趋势。扬子陆块北缘地表和深部有与华北陆块相似的太古宙古老基底信息。扬子陆块中部的长江中下游地区、东南缘相当于江南古陆的地区以及扬子陆块西南缘地区在地壳深部均保留有新太古代和/或古太古代岩浆锆石的年龄信息。秦岭-大别造山带从东到西,多处(主要是深部)也发现有新-中太古代残余岩浆锆石的年龄信息。     

东喜马拉雅构造结气候构造作用下热史演化的40Ar/39Ar年代学记录

以喜马拉雅山系为典型实例,究竟是气候作用还是构造作用引起山体隆升的问题已经成为地球系统科学研究中的重要前沿问题。无论是气候因素还是构造因素引起山体隆升,二者都与一个共同的地表过程——剥蚀作用相关,剥蚀作用对山体中地质体的影响可以用岩石矿物经历的热史演化来描述,所以,在造山作用研究中,山体或山脉的热史演化是揭开地质体经历地质过程、山体隆升研究的重要途径。利用河砂组成矿物来研究流域的地质过程和构造演化已经成为现代地质科学的重要手段。本文采集了雅鲁藏布江下游墨脱县以南约50 km处地东河段内的现代河砂,对其中的角闪石、白云母、黑云母及钾长石等四种矿物进行了高精度单颗粒激光⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学测试,并进行了概率统计。地东河段河砂中富钾矿物⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学统计结果显示,大峡谷流域的热史演化可以确定有多个阶段,分别可以识别出70~69、61~60、43~42、35~34、26~25、25~23、22~20、20~18、17~14、12~11、8~6、5~4及<2Ma等13个热史演化阶段。通过将上述热史信息与印度大陆与欧亚大陆碰撞角度和碰撞速率变化曲线的对比,可以确定70~69、61~60、43~42、35~34、22~20和12~11Ma等6个阶段的年代学信息是两大陆碰撞角度和碰撞速率变化事件在东喜马拉雅构造结热史上的记录;通过与全球深海氧、碳同位素记录曲线的对比,可以认为26~25、25~23、17~14、8~6、5~4和<2Ma等6个阶段的年代学信息是气候变化在东喜马拉雅构造结热史上的记录。东喜马拉雅构造结地质体热史演化是构造与气候相互作用的结果。     

山东沂水杂岩岩石化学及锆石Hf同位素研究

山东沂水杂岩主要由高角闪岩相至麻粒岩相变质的变基性岩和(紫苏)花岗岩岩体组成.本文主要研究了三个含紫苏辉石的黑云斜长角闪岩(YS06-19、YS06-41和YS06-29),三个含石榴子石的角闪二辉斜长麻粒岩(YS06-40、YS06-45、YS06-49),一个含尖晶石和石榴子石角闪二辉麻粒岩(YS06-31)和两个英灵山花岗片麻岩样品(YS06-30和YS06-48)的岩石化学和锆石Hf同位素特征.结果认为,(1)含紫苏辉石的黑云斜长角闪岩和含石榴子石的角闪二辉斜长麻粒岩对Sr、K、Rb、Ba、Ce、Th等大离子亲石元素和轻稀土元素的富集程度不同,指示了其原岩经历了不同程度的部分熔融;(2)认为英灵山花岗片麻岩是由来自于亏损地幔的基性岩部分熔融产生,这一观点同沈其韩等(2000)认识一致;(3)所研究的变基性岩的锆石Hf亏损地幔模式年龄均小于英灵山花岗片麻岩Hf亏损地幔模式年龄,指示了该变基性岩可能不是英灵山花岗片麻岩的母岩,沂水地区应该存在更古老的变基性岩石,也可能反映了这两类岩石对Hf同位素体系的保存能力不同;(4)该地区地壳生长在30亿年左右启动,大规模的地壳生长出现在2530～2740Ma.     

滇西地区壳幔解耦与腾冲火山区岩浆活动的深部构造研究

根据青藏东部边缘的深部地球物理资料,分析了滇西地区壳幔耦合和腾冲火山区岩浆活动的深部构造特征,确认了地幔各向异性与上地幔速度结构(包括P波速度和S波速度)的内在联系,指出产生这一结果的原因与以腾冲火山区为中心的地幔热物质上涌有关:上地幔顶部平均温度升高导致介质强度降低,在印支块体的侧向挤压或印缅块体的向东俯冲作用下发生韧性变形,造成滇西地区地幔各向异性的快波方向与青藏东部地壳块体的旋转方向不一致.此外,鉴于中下地壳低速层的横向非均匀性,估计韧性流动并非贯通青藏高原的东部边缘,而是被不同的构造块体和边界断裂限定在局部地区.总体而言,滇西地区下地壳的地震波速度和电阻率偏低,具备发生韧性变形的构造条件.作为地壳和上地幔之间的解耦层,它使得青藏东部地壳块体旋转产生的构造应力未能传输至上地幔.腾冲火山区的地壳结构与不同时期的岩浆活动有关,火山区东侧的高速结构代表了上新世时期火山通道内冷凝固结的岩浆侵入体或难以挥发的高密度残留物质,火山区西侧的低速结构反映了更新世以来持续至今的岩浆活动,壳内岩浆源主要分布在10～20km的深度范围内,横向尺度约为15～20km,有可能通过地壳深部的断裂与上地幔岩浆源区相连,估计腾冲火山区下方的岩浆活动将持续进行.