青藏高原东部壳幔速度结构和地幔变形场的研究

在青藏高原东部地球动力学问题中,笔者在文中主要考虑与地壳上地幔速度结构和地幔变形场有关的问题,它涉及当前流行的下地壳流动模型和壳-幔的耦合-解耦模型。在2000年完成的穿过川西高原和四川盆地的深地震测深剖面,揭示了川西高原的地壳结构具有地壳增厚(主要是下地壳增厚)、地壳平均速度低等特点,显示地壳的缩短与增厚的碰撞变形特征。根据川西高原上设置各爆炸点的记录截面图共同呈现PmP(莫霍界面反射波)弱能量的特点,推断在川西高原的下地壳介质具有强衰减(Qp=100～300)的性质,支持存在下地壳流动的模型。青藏高原东部和川滇西部地区的上地幔各向异性(SKS波快波偏振方向和快慢波延迟时间)的初步结果表明,这两个地区的壳-幔变形特征是不同的,尽管它们在地理位置上属于同一个板块碰撞带。在青藏高原内部的壳幔变形属于垂直连贯变形,它以缩短为主,而高原外部的地壳(或岩石圈)则相对于其下方地幔运动。在高原内部和外部之间存在一个重要的地幔变形过渡带。然而,高原内部的垂直连贯变形与高原内部存在大范围下地壳流动的模型不一致。笔者在该地区开展了近两年的宽频带流动地震观测,试图从地震记录中确定过渡带的位置和探讨它的流变性质。文中扼要回顾已经取得的结果,并介绍正在进行的研究。     

西太平洋富钴结壳中磷酸盐化的制约因素探讨

富钴结壳是生长在海底岩石或岩屑表面的一种自生壳状沉积物。大洋富钴结壳老壳层在形成后或形成期间曾遭受不同时代的磷酸盐化(Hein J R等,1993),形成多层磷酸盐化壳层。前人关于磷酸盐化作用对富钴结壳的影响多有论著,但主要涉及矿物成分、化学组成、结构构造等方面(Koschinsky A等,1997;Jeong K S等,     

下地幔中俯冲型玄武岩壳的研究

通常认为大洋岩石圈俯冲到地球深部,从而导致地幔的对流并产生地幔的不均一性。然而,大洋岩石圈作为一个整体可能并非均匀地俯冲：即由于化学成分、密度和熔融温度的差异,玄武岩壳与其下伏橄榄岩层俯冲到地球深部后的情况可能有所不同。有人认为俯冲的玄武岩壳可能在地幔中６６０ ｋｍ 处的不连续面附近形成一个浮体,且该浮体至少延伸至８００ ｋｍ 的深处,从而产生可能由于重力捕获作用形成的石榴石岩层。本文报道大洋中脊玄武岩在高达６４ ＧＰａ 压力下（相当于１ ５００ ｋｍ 的深度）的相态关系和熔融温度。我们的研究发现当俯冲的玄武岩壳在大约７２０ ｋｍ 的深处转化为钙钛岩的岩性特征时不再是浮体,并且在该转换带压力与温度呈正相关,这与橄榄岩正好相反。据此可推测,具钙钛岩岩性特征的玄武岩壳有可能因重力作用而下沉至深部地幔。熔融实验资料表明,在下地幔底部,当温度超过４ ０００ Ｋ时,玄武岩壳将会产生熔融。     

西藏甲玛铜多金属矿床斑岩锆石成因研究

阴极发光(CL)成像可以揭示锆石的化学分带现象以及它们的内部生长结构(Pidgeon,1996;Poller,2001)。锆石的化学成分、Hf和O同位素组成广泛应用于岩石成因、壳幔相互作用、区域地壳演化等方面的研究,对锆石微量元素和同位素组成的分析,可以判断锆石的成因和来源。     

吉林省四平南部下二台群小壳化石的发现及其地质意义

吉林省四平南部1:5万半拉山门、石岭街、下二台子、叶赫站幅的吉林省境内区调,首次在经过修订的下二台群黄顶子组下部条带状硅质大理岩中,采获丰富的小壳化石,初步确定为3属6种,其中4新种。属于辽北地区新确立的清河镇动物群辐射演化而来的新的动物群。从而,为这套地层的划分对片、时代确定,提供了重要的古生物佐证。     

香草坪花岗岩体年代学和地球化学特征

香草坪岩体主要岩性为中粗粒斑状黑云母花岗岩,SHRIMP锆石U-Pb法年龄为211±2Ma,属于印支期岩浆作用产物。岩石地球化学特征研究表明,其ACNK,微量元素模式图曲线形态总体向右倾,以及轻稀土富集、Eu明显亏损的稀土配分模式曲线特征,与华南S型花岗岩的地球化学特征相似。该岩体高(87Sr/86Sr)i和低εNd(t)的特点,表明其可能是前寒武系中等成熟度的基底岩石经部分熔融形成的。该区基底岩石较高的铀含量,可为香草坪岩体提供充足的铀元素,形成铀元素的初始富集。     

莫霍面,下地壳与岩浆作用

美国地质学会近期在意大利北部阿尔卑斯山区召开的关于地壳分异作用的Ｐｅｎｒｏｓｅ会议,以Ｉｖｒｅａ带大陆地壳剖面为样板,讨论了与大陆生长和演化有关的主要过程。文中结合会议情况,评述了岩浆作用与大陆生长、莫霍面演化和地壳动力学的关系。大陆壳特有的成分和大的花岗岩基的形成,要求下地壳有大体积的基性超镁铁质岩存在。这样的基性超镁铁质岩,既可能代表囤积在下地壳的幔源岩浆,也可能是幔源岩浆分异的堆积岩,或是在壳内分异作用过程中产生出花岗质熔体后的残余体。在伸展构造区,幔源岩浆的底侵作用强烈地影响了大陆壳的结构、组成和热状态,而在陆陆碰撞带,由于地壳加厚,下地壳的基性超镁铁质岩石会转变为“榴辉岩”,促进地壳沉没作用和下地壳拆沉作用。由于地壳岩石的榴辉岩相变质作用,地球物理莫霍面与壳幔边界可能并不对应。莫霍面和地壳对岩浆的密度过滤作用,又控制了大陆壳中岩浆的侵位和演化。     

东北东部地球物理及地质块体特征——对大地构造环境演化的追溯

通过区域地球物理场多重信息的综合研究，可将东北东部地球物理及地质块体划分为A、B、C三类，它们在空间上有序的分布，特征上各自相异，揭示出所共处的区域岩石圈的大地构造环境深化历史的全过程，B类地块代表了太古宙陆块的形成；C类地块反映了古亚洲构造复杂的造山过程；A类地块则揭示出中生代以来壳幔作用动态过程－拆层作用和盆山构造的形成及对前期构造的强烈改造。     

辽宁岫岩中沟地区不整合关联型铀矿地质特征及成因探讨

辽宁岫岩中沟地区位于华北克拉通北缘东段,辽吉古元古代裂谷带的南段,处于营口－凤城－长甸铀矿构造成矿亚带内.中沟地区古生界挫草沟组与古元古界里尔峪组间古风化壳发育,铀矿化分布于古生界与古元古界不整合接触面附近,与切割不整合面的断裂构造关系密切.矿化与黏土化、硅化等低温热液蚀变关系密切.古风化壳及其附近岩石含U较高,特征元素组合相关性较好,发现有高品位的铀及多金属矿体存在.其主要成矿期有：不整合面发育期、主要造陆期及断块运动期.在初步总结分析中沟地区铀矿地质特征的基础上,认为中沟地区具有形成不整合关联型铀及多金属矿良好的成矿条件和找矿前景.     

汉诺坝玄武岩Re-Os同位素地球化学——Re的挥发性丢失和壳-幔相互作用的证据

本文报道了采自汉诺坝玄武岩区周坝和白龙硐剖面以及白布洛张20井等地29个玄武岩样品的Re、Os含量和~(187)Os/~(188)Os比值。Os含量为11×10~(-12)～314×10~(-12),Re含量为40×10~(-12)～238×10~(-12),Re和Os含量有正相关趋势。碱性玄武岩(AK)的Re、Os含量高于拉斑玄武岩(TH)和过渡玄武岩(TR),玄武岩Os含量变化与分离结晶作用有关,玄武岩的低Re含量与地面喷发的火山岩浆脱气过程中Re的挥发性丢失作用有关。玄武岩的~(187)Os/~(188)Os比值为0.14735～0.61136,AK的~(187)Os/~(188)Os比值比TH和TR低且变化小。玄武岩的~(187)Os/~(188)Os比值与Os含量有负相关性。随着Os含量降低到小于75×10~(-12),~(187)Os/~(188)Os比值迅速升高,反映了地壳混染在TH和TR成因中的贡献。在以往的研究中没有观察到类似的地壳混染作用,说明了Re-Os同位素体系在示踪壳源物质上的优势。一些Os含量较高的TH的~(187)Os/~(188)Os比值表明其地幔源区既非亏损的又非经交代富集的SCLM,可能是混入了地壳俯冲物质的"Marble cake"型地幔。总之,汉诺坝玄武岩的Re-Os同位素地球化学研究支持了以往研究的主要成果,两类玄武岩地球化学差异性和异源成因论;分离结晶和部分熔融过程在玄武岩成因中的重要作用;碱性玄武岩的成因与地幔柱的关系等。同时揭示了一些新的现象:汉诺坝玄武岩形成中存在少量的地壳混染作用;地面喷发的火山熔岩在脱气过程中Re的挥发性丢失;拉斑玄武岩的源区更有可能为"Marble cake"型地幔。