青藏高原地球动力学初探

青藏高原是当今世界上最高、最大和最年轻的高原。青藏高原的地球动力学研究是一个复杂而饶有兴趣的问题。本文试图从高原的范围、地球物理特征、地震活动、构造演化和新构造运动等方面探讨其地球动力学过程。 从新构造分析,笔者着重指出,青藏高原是欧亚大陆板块中最活动的一个块体,它在造就中国乃至东亚新构造运动的格局方面,是一个十分重要的因素。     

胶辽半岛金伯利岩中地幔捕虏体岩石学特征：古生代岩石圈地幔及其不均一性

华北东部古生代岩石圈地幔经历过复杂的多旋回多阶段熔融岩浆、重结晶、变质和剪切变形历史,因而岩石组成、结构复杂.地幔橄榄岩的主元素、地幔矿物特别是金刚石中的包裹体的Mg#值及Cr#值等显示古生代岩石圈地幔高度难熔亏损玄武质的成分特征,而地幔橄榄岩的不相容元素、同位素显示高度富集的特点.这种高难熔和强富集两重性是克拉通岩石圈地幔的特征.Pb同位素反映华北东部古生代岩石圈地幔具冈瓦纳大陆地幔的特点.复县和蒙阴古生代岩石圈地幔尽管都表现为太古代克拉通地幔的特征,但存在着不均一性,前者受克拉通化后的深部作用影响强于后者.与新生代地幔Sr、Nd同位素对比表明富集的古生代岩石圈地幔向亏损新生代的地幔转变和减薄伴有新生地幔物质对古老岩石圈的置换和混合作用.     

辉南新生代玄武岩中捕虏体橄榄岩矿物化学与华北岩石圈地幔演化

内容提要：在对吉林辉南新生代玄武岩中捕虏体橄榄岩详细的岩相学和矿物主量元素研究基础上,重点分析了单斜辉石激光原位微量元素,并讨论了辉南陆下岩石圈地幔的性质及其在华北克拉通破坏过程中的意义。橄榄石、单斜辉石和尖晶石的Mg#和Cr#均表明该区陆下岩石圈地幔主体是饱满的,同时也存在少量过渡和难熔型地幔。单斜辉石REE配分形式包括LREE亏损、倒U字型REE和LREE富集等不同类型。这些橄榄岩是地幔经历不同程度的部分熔融作用(低于10%)和复杂地幔交代作用的产物。交代介质主体是硅酸盐熔体,但个别样品有碳酸岩熔体交代的残留。橄榄石Mg#和平衡温度无相关性,说明辉南陆下岩石圈地幔不存在明显的分层而是交叉的。这些地幔特征和华北东部其他地区新生代的主体地幔性质相似,是熔-岩反应、侵蚀作用和上涌软流圈物质冷却转变置换的综合结果。     

玄武岩浆起源和演化的一些基本概念以及对中国东部中-新生代基性火山岩成因的新思路

以全球大地构造为背景讨论了玄武岩浆起源和演化的一些基本概念.这些概念的正确理解有助于合理解释各种环境中火成岩的形成机制,也有助于依据野外岩石组合来判别古构造环境.在此基础上结合已有资料和观察,对中国东部中生代岩石圈减薄及中-新生代基性火山岩成因提出了一些新解释.这些解释与地质观察相吻合,且符合基本的物理学原理.虽然中国东部基性火山活动可称为"板内"火山活动,但它实际上是板块构造的特殊产物.中国东部中生代岩石圈减薄是其下部被改造为软流层的缘故.这种改造是加水"软化"所致.水则源于中国东部地幔过渡带(410～660 km)内古太平洋(或其前身)俯冲板块脱水作用.其将岩石圈底部改造为软流层的过程,实际上就是岩石圈减薄的过程.因为软流层是地幔对流的重要部分,而大陆岩石圈则不直接参与地幔对流.中生代玄武岩具有εNd＜0的特征,说明其源于新近改造而成的软流层,亦即原古老岩石圈之底部.中国大陆北北东-南南西向的海拔梯度突变界线与东-西部重力异常,陆壳厚度变化,以及地幔地震波速变化梯度吻合.因此可将北北东-南南西向梯度线称为"东-西梯度界".该界东-西海拔高差(西部高原与东部丘陵平原),陆壳厚度差异(西部厚而东部薄)和100～150 km的深度范围地幔地震波速差异(西部快而东部慢),均受控于上地幔重力均衡原理.这表明西部高原岩石圈厚度＞150～200 km,而东部丘陵平原岩石圈厚度＜80km."遥远"的西太平洋俯冲带具有自然的地幔楔吸引作用.此吸引作用可引起中国东部"新生"软流层东流.软流层东流必将引起西部高原底部软流层的东向补给(流动).这一过程必然导致东移软流层的减压,即从西部的深源(岩石圈深度＞150～200 km处)到东部的浅源(岩石圈深度～80km处).东移软流层的减压分熔可合理解释具有软流圈地球化学特征(εNd＞0)的新生代中国东部基性火山活动及玄武岩的成因.这些对中国东部中-新生代地质过程的解释,将为更加细致的,以岩石学和地球化学为主的讨论所验证.     

冀西北早白垩世岩浆岩的地球化学特征及其地球动力学背景

冀西北张家口地区晚中生代发生了大规模的中酸性岩浆活动,通过精确的锆石 U-Pb 年代学研究,获得东坪金矿东侧北栅子碱性花岗岩的侵位年龄为(130.5±1.5) Ma,其周围出露的张家口组粗面质火山岩的喷发年龄为(127.8±3.9) Ma,为早白垩世同期岩浆作用的产物.这些岩浆岩总体属于高钾钙碱性-钾玄质系列,富碱,低 Mg#(30~43);微量元素组成上具有大离子亲石元素(LILE)、轻稀土元素(LREE)相对富集(ΣLREE/ΣHREE =14.1~23.0,(La/Yb)N =20.8~42.2), Eu 弱负异常(δEu =0.62~0.97),高场强元素(Nb、Ta、Ti和 P)不同程度亏损的地球化学特征,显示出同源岩浆演化的趋势.火山岩和花岗岩(87Sr/86Sr)i 平均值分别为0.7075和0.7078,全岩εNd(t)和锆石εHf(t)值差别明显,火山岩εNd(t)=–15.9~–13.6,εHf(t)=–18.7~–13.5,而花岗岩εNd(t)及εHf(t)则显著低于火山岩,分别为–16.8~–15.9和–24.7~–18.4.地球化学以及同位素特征表明它们是经历过强烈改造的前寒武纪下地壳与中生代底侵形成的玄武质下地壳部分熔融的产物,花岗岩岩浆主要源于经历过强烈改造的前寒武纪下地壳部分熔融,而张家口组粗面质火山岩的源区可能含有相对较多的年轻地幔物质,两者可能存在源区混合作用.北栅子碱性长石花岗岩和大面积张家口组火山岩的喷发,反映了该地区在早白垩世构造体制从挤压-伸展的转折,这种构造体制转变可能与早白垩世燕山构造带开始垮塌以及岩石圈强烈伸展减薄有关     

河南舞阳南部张士英岩体的地球化学与成因及其构造意义

张士英岩体岩石类型以石英二长岩、石英正长岩为主。岩体属于准铝质的高钾-钾玄岩系列(Al2O3为14.8%～16.7%,A/CNK=0.77～1.02,K2O/Na2O在1.00～1.43之间),稀土元素总量在261.7～381.0μg/g之间,轻稀土元素相对富集,稀土元素球粒陨石标准化模式呈右倾平滑曲线,(La/Yb)N比值为28～50,具有轻微的Eu负异常,Eu/Eu?比值在0.73～0.87之间。微量元素组成上表现为Sr、Ba、Nb、Ta的亏损,而Th、U相对富集。(87Sr/86Sr)i初始平均值为0.709,εNd(t)值为-13.9～-19.9,Nd的模式年龄为1.48～2.10Ga。岩体锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄为(124.2±0.5)Ma,为早白垩世岩浆作用的产物。岩体侵位的区域地质背景为华北克拉通白垩纪大规模岩石圈转型和减薄时期,岩石的微量元素及同位素特征表明,岩体主要来源于下地壳物质的部分熔融,但有年轻地幔物质的加入。反映在区域强烈伸展拉张和岩石圈减薄背景下,软流圈地幔岩浆底侵所造成的下地壳部分熔融及壳幔混合过程。     

海南岛晚中生代花岗闪长岩及其包体的锆石U-Pb定年及构造意义

海南岛晚中生代的岩浆活动十分强烈,代表性的岩体有千家岩体、屯昌岩体和保城岩体,岩体岩性为花岗闪长岩,其中包含大量的闪长岩包体。系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,花岗闪长岩及包体均形成于101 Ma,为双峰式侵入岩,由来自地幔的高温基性岩浆注入下地壳较酸性的长英质岩浆,两种岩浆同时上侵冷却形成。它们形成的构造环境为板内拉张环境,指示了海南岛于101 Ma处于强烈的岩石圈减薄阶段,这与晚中生代太平洋板块俯冲引起的弧后拉张有关。     

PRESSURE GRADIENT FROM THE CONTRIBUTION OF BOTH GEOTHERMAL AND GRAVITY IN THE LITHOSPHERE

1 Introduction The pressure, a scalar quantity, is defined as P = F/S (F is force, S is the area for F) which can be widely used for both solid and fluid. The formula P = g ρh (g-gravitation acceleration,ρ-density, h-depth) is only used for even density static solid and fluid. The delivery of pressure in the fluid follows the law of Pascal, and the average pressure of uneven density fluid can be calculated with the formula of P = g ρh. The temperature influence on pressure is notHU Ba…     

亚洲中东部岩石圈下层网络状塑性流动与应变场

在板块边缘驱动力的挤压作用下,岩石圈下层（含下地壳和岩石圈地幔）塑性流动网络的共轭角随着变形的增大而由初始的直角变为钝角,因此,可根据共轭角的增量推测应变的大小,并给出该层的应变场,亚洲中东部所含3个塑性流动网络系统的研究表明,岩石圈下层的应变场控制或影响着上部地壳的构造变形和地形起伏,表现在应变“凸锋~”与地形凸峰之间的相互对应以及“稳定”块体的低应变效应和应变的波动传播,网络共轭角推测应变的方法为认识板内应变场和构造变形提供了新的途径。     

大兴安岭巴雅尔吐胡硕地区碎斑熔岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

在大兴安岭中南段巴雅尔吐胡硕地区发现一套碎斑熔岩。根据野外调查,可分为中心相的细微粒斑状石英二长岩(-石英二长斑岩)和边缘相的英安流纹质碎斑熔岩。通过SHRIMP锆石U-Pb测年,获得细微粒斑状石英二长岩的年龄加权平均值为137.4±0.9Ma(MSWD=1.13),英安流纹质碎斑熔岩的年龄加权平均值为135.2±0.8Ma(MSWD=1.17),二者的形成时代均属于早白垩世早期。由元素地球化学分析可知,6件样品均属于过铝质的高钾钙碱性A型花岗岩,且具有完全一致的微量元素蛛网图和稀土元素配分曲线,均具有明显的负Eu异常,均富集大离子亲石元素Rb、Pb和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb,Th较富集,Ba、Sr、Eu具有一定亏损,Pb强烈富集,表明岩石来源于地壳部分熔融。在构造环境判别分析的基础上,提出研究区碎斑熔岩属于碰撞后或造山期后的张性构造环境花岗岩(A2型花岗岩),形成于拉张环境,代表了伸展的大地构造背景。结合大兴安岭地区的大地构造演化特征,其形成与蒙古-鄂霍茨克闭合造山后的岩石圈伸展作用有关。