蛇绿混杂岩区1:5万填图工作方法研究--以云南省多条蛇绿混杂岩带的研究为例

近几年来,笔者依托大面积的1∶5万区域地质调查及新一轮《云南省区域地质志》(第二版,修编)工作,梳理了云南省内存在10条蛇绿混杂岩带,通过对比研究,获得了一系列全新的认识。蛇绿混杂岩代表了地质历史时期已经消失了的古大洋残迹。古大洋受俯冲作用被压缩在板块之间,形成具有代表不同构造古地理单元、不同成因的岩石构造的异地堆垛体——蛇绿混杂岩,其具有地质记录不完备性的特点。按其形成的构造古地理环境,可将蛇绿混杂岩的组成物质划分为地幔岩、洋中脊侵入岩浆杂岩、洋盆及洋内弧火山-沉积建造、外来岩片等4大类岩石组合。本文依托云南省多条典型的蛇绿混杂岩带岩石组合特征,将蛇绿混杂岩的4大类岩石组合按照具体的物质组成、岩石成因细分为13类岩石成因组合。通过对洋盆由扩张成盆向俯冲消亡转化的演化历史研究,提出了洋盆扩张鼎盛时期的3条判别标志：①远洋沉积物的广泛分布,也是沉积速率最低的地史时期;②前弧玄武岩的首次出现;③亚速尔型洋岛玄武岩向夏威夷型洋岛玄武岩的转化。此外,本文认为洋盆扩张的鼎盛时期确定为蛇绿混杂岩形成的主要时代。     

三江南段勐海布朗山地区浅变质岩系碎屑锆石U-Pb定年及其构造意义

布朗山位于西南三江南段勐海地区,大面积出露澜沧岩群。澜沧岩群主要由低级变质作用的砂泥质岩石和少量变中基性火山岩组成,其形成时代、物质来源以及地质意义等一系列问题一直存在很多争议。本文选取该地区澜沧岩群上部层位不含变火山岩地层的浅变质岩开展碎屑锆石阴极发光图像分析和LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,明显的环带和较高的Th/U比值表明4件浅变质岩的大部分碎屑锆石是岩浆成因。年代学结果显示,该套地层浅变质岩中的锆石记录了与罗迪尼亚、冈瓦纳超大陆拼合及原、古特提斯洋俯冲有关的岩浆作用信息(1182~1104 Ma、593~560 Ma和378 ~328 Ma),其最年轻的碎屑锆石年龄(328 Ma),暗示该套地层形成不早于早石炭世,而非以往认为的新元古代。结合其岩石组合特征,推测该套晚古生代浅变质岩系可能为泥盆-石炭系南段组。在澜沧岩群的年龄频谱特征图中,年轻的550 Ma左右峰期年龄与特提斯喜马拉雅碎屑锆石年龄峰期相同,说明其物源主要为东冈瓦纳北缘的特提斯喜马拉雅构造带,与原特提斯洋和古特提斯洋相关。     

东南沿海典型浅覆盖区高密度电阻率法残坡积层测深研究

确定残坡积层厚度对于山区地质灾害防治具有重要意义。因底界埋深、岩性和含水率等因素变化大以及探测目标较浅、分辨力要求高等原因,浅覆盖区残坡积层厚度探测的难度较大。为精准探测残坡积层覆盖厚度,并给类似地区开展相关探测工作提供技术参考,同时为区域内高精度地质灾害调查评价结果准确提供有力保障,本文选择杭州典型斜坡为对象开展高密度电阻率法残坡积层覆盖厚度测深试验研究,结果表明,采用温纳α装置、极距0.5～2 m,能够很好地划分出残坡积层、全风化层、强风化层及完整基岩之间的界面,定量分辨0.5 m及以上残坡积层厚度,探测结果得到了钻孔验证。实测中应根据具体地质条件选择不同的装置型式、极距等参数。本研究成果为探索构建第四系浅覆盖区地质灾害调查技术方法体系提供了支持。     

渤海湾老狼坨子海岸带^14C,^137Cs、^210Pb测年与现代沉积速率的加速趋势

通过对渤海湾西岸L剖面中同一关键层的碳酸钙和原生腹足类壳债权的^14C测年对比研究,确定了晚全新世的2800cal BP的层位及沉积速率0.045cm/a;8个样柱的^137Cs和^210Pbex强度、蓄积量揭示了距今约120年来堤后盐沼的平均沉积速率约为0.35cm/a,而面向开放海湾的潮坪上部则达到约2-3cm/a。研究区近1个世纪以来沉积速率的加速趋势,是渤海湾西岸泥质海岸带的特征之一。     

东昆仑地区沙松乌拉组物质来源及源区构造-热事件——来自碎屑锆石U-Pb年代学的证据

沙松乌拉组出露于东昆中构造混杂岩带,是东昆仑地区原特提斯洋洋盆打开时的沉积记录,确定其地层形成时代、物质来源及恢复构造演化过程,对研究东昆仑地区原特提斯洋的演化具有重要意义。对出露于东昆仑黑海湖—拉宁灶火沟一带的沙松乌拉组进行LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年定,得到最年轻的锆石年龄为632±6 Ma,结合地层接触关系,为沙松乌拉组的时代划分提供了年龄依据;得到约650 Ma、约800 Ma、980 Ma三个明显峰值及大量未形成明显峰值的其他古老年龄,推测沙松乌拉组的主要物源有小庙群、万保沟群、晋宁期岩浆岩,次要物源为白沙河组。将得到的锆石年龄与各期构造-岩浆活动比对,认为沙松乌拉组的源区经历了古元古代早期构造-岩浆事件、中元古代晚期构造-岩浆事件和新元古代早期构造-岩浆事件。     

中国西南典型地质背景区土壤重金属分布及生态风险特征

中国西南有22.3%的耕地重金属含量超标,区内广泛分布的峨眉山玄武岩和碳酸盐岩被认为是土壤中重金属的主要母质来源。目前,中国西南地区,尤其是峨眉山玄武岩分布区土壤重金属生态风险的研究程度仍有待提升,不同地质背景区（成土母岩）土壤中重金属含量、空间分布与生态风险缺乏对比。本文选择四川省典型地质背景区采集土壤样品,采用原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱/发射光谱等方法测定重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）含量和pH数据,结合地累积指数法和潜在生态风险指数法,研究了重金属元素的含量、空间分布特征和土壤重金属生态风险。结果表明：①玄武岩区土壤中Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Zn的含量高于碳酸盐岩区,也高于四川和全国背景值。各元素含量分别为四川背景值的3.25、1.08、5.08、1.72、1.55、1.63倍和全国背景值的2.60、1.40、6.87、1.47、1.87、1.91倍;②As、Cr、Pb的高含量区域与碳酸盐岩分布区对应,Cd、Cu、Hg、Ni、Zn的高含量区域与峨眉山玄武岩的空间分布对应;③地累积指数表明玄武岩分布区土壤中Cd、Cu、Ni、Zn污染程度高于碳酸盐岩区;④研究区内生态危害程度较高的元素为Cd、Cu和Hg;其在玄武岩分布区“强生态危害”及以上的比例比碳酸盐岩区分别高出22.4%、1.15%和26.0%。本研究揭示：①研究区内土壤中重金属元素的含量、分布及生态风险与地质背景密切相关;②产生这一规律的原因在于母岩中元素含量的差异、成土过程中元素的地球化学行为及元素次生富集等因素综合作用的结果;③研究区土壤酸碱度偏低（pH平均值为5.5）,需预防土壤进一步酸化引起的重金属活化风险。     

湖南大义山晚侏罗世富硼型成锡矿A型花岗岩成因及地质意义

位于南岭成矿带和钦-杭成矿带(简称钦-杭带)交汇部位的湖南大义山锡矿是南岭地区典型的富硼型锡多金属矿床。为厘清大义山锡矿成矿动力学背景,深化南岭地区钨锡矿成矿机制,本文以大义山成锡矿黑云母二长花岗岩为研究对象,开展了系统的岩石学和地球化学研究。研究发现,大义山锡矿具有富硼的特征,成矿黑云母二长花岗岩发育电气石"囊包",电气石在蚀变矿物中广泛发育,并与锡矿化紧密共生,这些特征表明成矿花岗岩具有富硼的特征,并发生了岩浆热液流体出溶。地球化学分析显示,黑云母二长花岗岩具有较高含量的Al2O3(13.67%~14.00%)、Na2O (3.65%~3.90%)、K2O (3.49%~4.24%)以及较高的FeOT/(FeOT+MgO)比值(0.95~0.97)、FeOT/MgO比值(18.75~32.69)、A/CNK比值(1.15~1.26)和10000×Ga/Al比值(3.48~4.08),较低的CaO (0.54%~0.59%)、P2O5(0.04%~0.06%)含量和锆饱和温度(716~725℃)。球粒陨石标准化稀土元素配分具有明显的四分组效应,强烈的Eu负异常,微量元素富集Rb、Th、U、Ta和Nd等元素,亏损Ba、Nb、Sr、Eu等元素。表明成矿花岗岩具有高分异的特征,与A2型花岗岩特征相近。Nd-Hf同位素分析显示,黑云母二长花岗岩与南岭地区成锡矿花岗岩及钦-杭带A型花岗岩同位素特征基本一致,表明岩浆主要来源于中元古代壳源物质熔融,并有幔源物质的加入。综合本文及前人研究成果,推测南岭地区燕山期伸展作用与Izanagi俯冲板块开天窗或撕裂有关,在此背景下,软流圈物质上涌,引发下地壳物质熔融,形成了富硼的壳幔源混合型花岗质岩浆。岩浆中较高的硼含量促使岩浆发生强烈的结晶分异,并有利于晚期锡矿的形成。     

三江南段景洪大勐龙地区基性高压变质岩岩石地球化学特征及其大地构造意义

本文以三江南段景洪大勐龙地区新发现的退变榴辉岩和蓝片岩为研究对象,对其进行了系统的地球化学、原岩性质及锆石U-Pb定年的综合研究。大勐龙地区退变榴辉岩呈透镜状产于白云钠长石英片岩、白云母片岩和斜长角闪（片）岩中,其原岩为亚碱性拉斑玄武岩,球粒陨石标准化稀土元素配分曲线呈轻稀土弱亏损、重稀土平坦型的分布特征,不具有Nb、Ta、Ti的亏损,与典型的N-MORB（正常型洋中脊玄武岩）地球化学特征一致,表明其原岩可能来源于亏损的地幔区,形成于洋中脊环境;变质锆石SHRIMP U-Pb年龄为230.3±1.7Ma,可能代表榴辉岩峰期的变质时代。蓝片岩的原岩为亚碱性拉斑玄武岩,具有较高Ti玄武岩的特征（TiO₂含量2.55%~2.88%,均大于2%）,稀土元素总量变化范围小,比典型的N-MORB稀土总量偏高,轻稀土元素（LREE）亏损,无明显负Eu异常,地球化学性质与N-MORB类似。结合以往区域研究成果,进一步确定研究区退变榴辉岩和蓝片岩的原岩属于典型N-MORB型,该项研究不仅在昌宁-孟连缝合带的南段发现典型的特提斯洋壳残片,而且为进一步深入探讨滇西地区特提斯洋消减-闭合的动力学背景及其复杂的构造演化过程提供了重要的科学依据。

     

藏南泽当地区大反向逆冲断层变形研究——以磁组构与EBSD组构分析为例

仁布-泽当逆冲断层是喜马拉雅大反向逆冲断层（GCT）在藏南地区的重要延伸部分,也是喜马拉雅造山带北部边界新生代最为活动的构造单元之一。新生代以来特提斯喜马拉雅的构造变形组构特征的研究对于深入理解碰撞造山带演化与高原隆升具有重要构造意义。本文综合GCT泽当-琼结段断层的宏观与微观变形特征,对断裂带石英脉、围岩中石英和云母矿物的电子背散射（EBSD）组构及断层两侧岩石磁组构（AMS）特征进行对比分析。结果表明对AMS主要贡献来自顺磁性云母、绿泥石等,磁化率各向异性椭球体以压扁状为主,磁面理与构造面理（劈理、断层面）基本重合,显示较强的构造变形磁组构特征;磁线理优选方向近南北向,且与观测北向逆冲断层方向一致,揭示剪切作用在变形过程中的持续作用。研究发现泽当地区GCT附近石英微观结构从围岩至断层区,石英至少呈现3种不同类型的微观变形机制：围岩区溶解蠕变、断裂带石英以膨凸重结晶和亚颗粒旋转重结晶作用为主。断裂带石英的c轴EBSD组构指示变形为低温（300~400℃）环境,其中黑云母的结晶学优选（CPO）与磁组构主轴优选方向存在高度的一致性,进一步证实了顺磁性矿物黑云母对AMS的主要贡献。综合研究表明泽当地区GCT的韧性变形是断层处在中上地壳韧性带的活动阶段变形的结果,也代表了特提斯喜马拉雅在碰撞、高原隆升期的变形主要特征。

     

大尺度形势对中尺度对流风暴影响的研究

2014年5月10日08时左右,在广东阳江市附近有分散对流单体出现并发展合并形成为尺度约200 km的准静止东西向线状MCS（Meso-scale Convective System）,持续近16 h,造成广东阳江以东至珠江入海口以西沿海强降水。通过实况分析、WRF-ARW（the Advanced Research WRF）模式模拟及地形敏感试验发现,在有利的大尺度水汽热力条件背景下,特殊的中尺度动力热力结构与云雾山地形的持续相互作用是该MCS触发和维持机制的关键因素。在大气低层出现的SLLJ（Super-low Level Jet）构成了向北输送的暖湿气流“通道”,增强了云雾山南侧上干冷与下暖湿的大气对流不稳定层结,使得暖湿空气在云雾山地形的阻挡作用下被强迫抬升达到自由对流高度,气块的CAPE（Convective Available Potential Energy）被触发释放,在云雾山附近生成分散的对流单体,配合中层偏西引导气流的作用,对流单体向东移动发展。由于以上大气中尺度动力热力结构特征的持续维持,配合云雾山地形抬升作用,在此后的十余小时内,云雾山附近不断触发新对流单体,在中层引导气流作用下向东移动的同时,持续的SLLJ为对流的发展供给大气不稳定能量使得对流单体逐渐发展合并,以此往复,形成了西端位于云雾山附近的准东西向线状MCS并长时间维持。