皖南休宁县里东坑似斑状花岗闪长岩成岩成矿特征分析

提要：通过野外考察、岩石地球化学、锆石U-Pb测年和Re-Os同位素测试等手段,对里东坑似斑状花岗闪长岩及钼矿床的成因类型、成岩机制以及与壳幔作用的关系进行了分析讨论。测试结果显示：赋矿似斑状花岗闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（153.01±0.90） Ma（MSWD=1.14）,辉钼矿Re-Os模式年龄为（144.9±1.9） Ma（MSWD=2.0）,成岩与成矿均发生于燕山早期。主微量元素分析结果显示：岩石富Si和K,贫Mg、Ca、P等元素,具有高Rb、低Yb+Ta的特征,稀土元素具有轻微负Eu异常,轻稀土富集;辉钼矿样品Re含量主要介于24.17～27.92μg.g-1。说明赋矿似斑状花岗闪长岩具有I型花岗岩的特征,并经历了壳幔混合作用,判断里东坑似斑状花岗闪长岩为碰撞花岗岩类,形成于挤压背景,具备良好的成矿条件。     

云南哀牢山金矿带大坪金矿铂族元素(PGE)和Re-Os同位素地球化学及其矿床成因意义

采用镍硫火试金ICP-MS法和Carius管溶矿与ICP-MS联合测定法分析了云南大坪金矿各类金矿石和主要围岩的PGE和矿石矿物的Re-Os同位素组成,结果显示各类金矿石的ΣPGE变化较大,为(3.91~61.64)×10-9,平均25.93×10-9,与该区喜马拉雅期煌斑岩脉(22.19×10-9)相当,而高于加里东期闪长岩围岩((2.79~4.75)×10-9);金矿石Pt/Pt均低于1,为0.01~0.9,平均0.249,接近煌斑岩(0.45),而远低于闪长岩围岩的(1.38~1.57)。金矿石的球粒陨石标准化曲线显示明显的Pt和Ir负异常和Ru与Rh正异常,相似于煌斑岩脉的PGE配分模式,而明显区别于闪长岩围岩,显示大坪金矿成矿与幔源煌斑岩等基性岩脉的侵入有关,成矿物质主要不是来自闪长岩。PGE元素比值显示该区煌斑岩脉可能是由经历了基性岩浆抽提和交代作用形成的亏损地幔部分熔融产生的,其原始岩浆中S已达到饱和。大坪金矿矿石矿物的Re/Os比值均>1,为6.36~121.67,γOs(t)均为高正值,为290.21~810.24,平均492.92,187Os/188Os(t)为0.495~1.154,远高于金矿形成时(距今约33.55Ma)球粒陨石187Os/188Os的初始比值(0.12679),显示该矿成矿过程中有来自地壳的高放射性成因187Os的加入。PGE和Re-Os同位素组成显示大坪金矿的成因与该区新生代以来强烈的壳幔相互作用有关,其成矿流体主要来自地幔排气形成的深源地幔流体和下地壳脱水形成的富CO2流体,韧性剪切带提供了流体运移和汇聚的通道,深源流体与闪长岩之间的水/岩反应和沸腾作用导致物理化学条件的改变和矿质沉淀。大坪金矿属于典型的剪切带控制的深源热液型金矿。     

钾同位素的高精度分析及深部过程的示踪应用

钾(K)是主要造岩元素之一,高水溶性,高活动性,同时具有高度的不相容性。尽管K同位素组成的测试始于20世纪初,但其高精度测试一直发展缓慢,直到近年来得益于多接收电感耦合等离子体质谱(MC- ICP- MS)的快速发展, K同位素的分析精度得到显著提升,极大地促进了K同位素地球化学的发展。目前已经基本查明地球各主要储库的K同位素组成,并对一些地质和物理化学过程中的K同位素分馏开展了研究工作。研究结果表明海水的K同位素组成(均值0. 11‰±0. 08‰)显著高于硅酸盐地球的K同位素组成(估计值-0. 44‰±0. 04‰);而主要地质过程中,低温风化过程中风化壳一般富集轻的同位素,而与之平衡的水体富集重的同位素;高温岩浆分异过程中目前尚未观察到显著的同位素分馏。目前K同位素已经被广泛应用于俯冲循环地壳物质或板片流体活动的示踪上,如幔源岩浆的地幔源区过程示踪等。由于浅部物质的K含量远高于地幔源区,在俯冲循环过程中,地幔源区的K同位素组成对于交代、混染等过程比较敏感。因此,K同位素在示踪地幔组成变化方面可能会具有广阔的应用前景。     

煤岩突出中单个煤壳失稳前兆阶段的能量分析

在不计突出前兆阶段煤壳动能的条件下,建立了地应力、瓦斯压力与渗流耦合作用下孔隙介质球对称力平衡方程;根据球对称性质使弹性与塑性阶段应变Lode参数相同,满足单一曲线的物理关系条件,将单轴本构模型推广,得到煤壳中应力强度 与应变强度 之间的物理关系式;求得煤壳弹、塑性区径向位移 的表达式,并发现其可分解为相应偏应变的位移 与平均应变的位移 。综合运用几何方程、力平衡方程、几何方程和应力强度与平均应力的关系,对突出前煤壳进行的能量分析表明：煤壳位移、形变时的外力功变化可分解为相应偏应力、平均应力和渗流力的外力功 , , ,它们分别与煤壳偏应力应变能、体积应变能和孔隙体积能的变化的 , , 相对应,得到三个功、能增量关系的研究结果。为建立单个煤壳失稳的突变模型,对地应力、瓦斯压力与煤介质三因素在煤壳解体、瓦斯膨胀内能释放及高压瓦斯流对碎煤喷射的突出过程进行研究提供了基础。     

汶川Ms 8.0级地震震源区地壳深部结构研究

2005年10月至2007年4月,我们在松潘-甘孜、龙门山地块布设的流动地震台阵观测剖面正好经过地震震源区映秀,这为研究地震震源区深部结构提供很好的机会.观测剖面自成都龙泉山,途经都江堰、卧龙,终止于新都桥,全长约400km,台站间距5～10km,34个流动宽频带地震仪共记录到该时间段内5.5级以上远震事件542个,大于等于6.0级为195个.利用该观测剖面记录到的远震P波波形资料,采用接收函数方法来研究汶川Ms8.0级地震震源区地壳深部结构,结合地震构造背景的分析,探讨引起这次地震的动力学模式,并由此认识汶川地震的孕育与成因机制.根据震源区地表破裂和余震分布及深部结构的综合分析,可以划出震源区下方的地震断裂带.主要研究结果表明:1)根据界面分布特征,发现松潘-甘孜地块及龙门山推覆体中在20～60km深度存在一个厚度约15～20km的低速中地壳,而四川盆地地壳内不存在低速层.该中地壳内的低速层,是引起中上地壳的推覆运动的滑脱层.2)Moho面自扬子盆地(36～42km)跨龙门山(50km)到松潘-甘孜腹地(62～65km)逐渐加深,跨鲜水河断裂又变浅(60km),说明横跨扬子盆地-龙门山-松潘-甘孜地块的该断裂带是地壳厚度的陡变带.该结果揭示了松潘-甘孜地块与扬子地块是碰撞接触模式,龙门山的推覆构造就是上地壳逆冲的结果.     

岩浆作用与青藏高原演化

        青藏高原是我国岩浆岩最发育的地区之一,出露着从元古宇到新生代各个地质时期多种类型的火山岩与侵入岩,面 积达30万km2左右,占全区面积的10％以上。这些岩浆岩在青藏大陆动力学研究中有着重要的作用,既是探测深部的“探 针”和“窗口”,又是构造演化的记录,并形成重要的构造-岩浆-成矿带。本文拟通过岩浆作用和岩浆岩来研究青藏高原 演化的一些科学问题。（1）印度-亚洲大陆碰撞时限：印度-亚洲大陆碰撞时限是青藏高原形成演化中一个非常重要的基础 问题,也是国际上争论的一个热点,到目前为止,分歧仍然很大,从主张早于70 Ma 到34 Ma都有。本文根据来自我国西藏 南部延伸1500 km以上的主碰撞带的综合证据提出,印度-亚洲大陆碰撞开始的时间为70/65 Ma,完成的时间在40 Ma左右, 这个时期称为同碰撞期,40 Ma之后转入后碰撞期。（2）同碰撞阶段的壳-幔交换-底侵与岩浆混合作用: 南冈底斯带同碰撞 花岗岩中有着丰富的岩浆底侵作用与岩浆混合作用证据。这两种作用,是通过岩浆作用实现壳－幔间物质和能量的交换, 是两种不同而又密切相关的大陆地壳生长方式。（3） 青藏巨厚地壳的成因: 双倍于正常厚度的巨厚地壳,是青藏高原最显著 的特点之一,世界瞩目。通过对同碰撞与后碰撞火成岩的研究提出“两类地壳、两种机制”的认识,即新生地壳与再循环 地壳;构造挤压增厚机制与地幔物质注入增厚机制。（4）青藏岩石圈的组成、结构与演化：高原岩石圈地幔存在三种地球 化学端元,存在三种岩石圈结构类型,已在青藏高原多处发现地幔与下地壳岩石的地表露头及火成岩所携带的深源岩石包 体。（5）青藏高原深部物质的可能流动：青藏高原新生代碰撞-后碰撞火成活动有规律的时空迁移,以及深部地球物理探 测,都暗示碰撞引起壳幔深部物质的横向流动     

华北麻粒岩相岩石的主要特征及今后研究中值得注意的几个问题

华北前寒武纪麻粒岩与国外同类组合相比有特殊性,如(1)具面状分布的特点;(2)麻粒岩类型缺少斜长岩-淡色辉长岩组合以及下部堆晶相辉长岩组合,灰色片麻岩比例少,并普遍受到钾质交代;(3)多为不亏损型麻粒岩,未发现熔融残留型麻粒岩;(4)变质压力为低—中压过渡型,堇青石在变质沉积岩中普遍存在;(5)华北克拉通经历了多期麻粒岩相变质作用。这些特征对于深入研究华北麻粒岩的成因、下部地壳的性质以及克拉通的形成和演化都是必须加以考虑的。     

藏北羌塘比隆错一带新生代火山岩的成因:壳幔过渡带局部熔融的地球化学证据

羌塘比隆错新近纪火山岩主要岩石类型为安粗岩-粗面岩,为一套中基性-中性的碱性系列岩石组合,SiO2含量介于52%～62%之间,Al2O3＞15%,Na2O/K2O＞1,MgO＜3.30%.岩石轻稀土元素较强富集,LREE/HREE=10～13,(La/Yb)N=15～19,弱负Eu异常,δEu=0.71～0.89.Mg#与SiO2的相关关系和La/Sm-La、Cr-Tb等亲岩浆元素与超亲岩浆元素协变关系表明,该套岩石为共源岩浆分离结晶的产物.岩石组合类型和低的Sm/Yb值(3.23～3.97)表明,它们应来源于岩石圈地幔尖晶石二辉橄榄岩的局部熔融;弱的负Eu异常和Nb、Ta、Ti的相对亏损,又反映了陆源岩浆的特征,可见,比隆错新近纪碱性火山岩应为青藏高原特殊的壳幔过渡带局部熔融的产物.     

大别山低级变质岩的构造背景

大别山南北两侧的浅变质岩是碰撞造山以前洋壳俯冲造山阶段的重要组成部分。木兰山片岩或张八岭群是俯冲的洋壳;苏家河群、信阳群和佛子岭群是由洋壳俯冲形成的海沟沉积,并因俯冲过程中的前进变形而形成增生楔;杨山煤系和梅山群是石炭纪弧前盆地沉积,并因俯冲过程中的前进变形而被增生楔逆掩。宿松群是扬子大陆被动边缘沉积,不是俯冲造山带的成员。因洋壳俯冲形成的弧和弧后盆地可能已被新生界沉积物掩盖。高压—超高压变质带是碰撞造山后期从深部折返的外来体。高压—超高压变质带正好处于洋壳和增生楔之间,破坏了早期洋壳俯冲造山带的完整性,使得洋壳俯冲造山阶段的特征被破坏,因而不易辨别。俯冲造山阶段应为奥陶纪到泥盆纪,碰撞造山阶段应从二叠纪开始。