川滇块体的侧向挤出问题

基于活动断裂长期平均滑动速率和GPS观测结果计算所得的中国大陆活动地块运动矢量图 ,认为青藏高原存在向东侧向挤出 ,但达不到“大陆逃逸”假说所设想的规模。高原挤出的南边界可能由一组断续、分散的右旋走滑断裂承担 ,而不像是连续、单一的喀喇昆仑 -嘉黎 -红河断裂带的样式 ,而且滑动速率较低。川滇地块是高原侧向挤出最突出的块体 ,它向南南东方向较强的挤出可能与川滇地区岩石圈强度的差异有关。     

新疆北部及邻区地壳构造格架及其形成过程的初步探讨

基于笔者近20年来在新疆北部地质调查积累的资料,并结合对现有地质地球物理资料的综合分析,本文简要讨论了新疆北部及邻区地壳现今构造格架及其形成过程。该区地壳现今构造格架的基本特征是垂向上具有双层结构,侧向上不同时期具有不同的构造分区。新生代侧向构造分区表现为盆山构造,古生代晚期侧向构造分区总体表现为显生宙造山带与古老地块的镶嵌,具体划分为两个弧形造山系、两个雁行斜列的帚状构造和3条线性造山系,分别属于西伯利亚、哈萨克斯坦、塔里木、喀拉塔格等4个古板块;喀拉塔格古板块是新元古代地壳作为基底的古岛弧与其周围的海洋岩石圈组成的板块,残迹保存在南天山碰撞带之中;阿尔泰山、东准噶尔、准噶尔—吐哈地块是西伯利亚古板块的一部分,西准噶尔和中亚地区是哈萨克斯坦古板块的组成部分,查尔斯克—斋桑带、依连哈比尔尕带和康古尔塔格带,构成了是西伯利亚古板块的南界,南天山是哈萨克斯坦与塔里木古板块的碰撞带。在纵向上,该区地壳被划分为震旦纪至石炭纪、二叠纪至侏罗纪和白垩纪以来的陆内演化等3个构造层。该区构造格架的形成过程包括中元古代至古生代晚期古洋盆的演化与关闭、二叠纪至侏罗纪受古太平洋和古特提斯洋演化影响、以及新生代期间受印度板块与欧亚板块碰撞影响等3个构造阶段;在某些地质时期还与幔源岩浆的底垫对地壳或岩石圈的改造有关。该区前身的古洋盆包括古太平洋和古亚洲洋两个洋盆。从动力学角度看,该区地壳的形成与演化,分别受控于水平方向上板块之间的相互作用和垂直方向上软流圈地幔与上覆岩石圈或地壳的相互作用。结果是不仅使该区大陆地壳的增生有水平的和垂直的两种方式,而且使该区地壳演化表现为挤压和伸展两种方式并存。     

华北东部中生代晚期-新生代软流圈上涌与岩石圈减薄

现今的地幔是由软流圈地幔(热的,主元素饱满、微量元素亏损的,塑性流变性质的)、古老岩石圈地幔(地幔1,冷的,主元素贫瘠、微量元素富集的,刚性的,以方辉橄榄岩为代表)以及现今的岩石圈地幔(地幔2,主元素饱满、微量元素亏损,以二辉橄榄岩为代表,可能包括多时期形成的)组成。古老岩石圈地幔与地幔2样品的共存、100~4·3Ma在地幔内部持续发生的古老岩石圈与软流圈的相互作用以及上述作用的时空不均一性,都表明了岩石圈减薄是软流圈呈“蘑菇云状”大规模上涌的结果。上述事件发生于100Ma以后。软流圈来源的玄武岩大范围喷发并伴随了岩石圈的强烈拉伸是事件发生的主要标志,岩石圈减薄是一个深部地质过程,不像是突发事件。     

中国大陆能找到巨型斑岩铜矿

迄今为止，世界上97％巨型斑岩铜矿产于岩浆弧环境。科学家认为，中国大陆环境的斑岩铜矿的形成机理是全新的，中国大陆环境的斑岩铜矿不是大洋板块直接俯冲的产物，而是大陆之下软流圈上涌或岩石圈伸展和下地壳拆沉的结果。[第一段]     

从华北克拉通中、西部结构的区域差异性探讨克拉通破坏

详细的深部结构信息是深入认识华北克拉通显生宙改造和破坏的重要依据。基于密集流动地震台阵和固定台网记录的远震P波和S波接收函数资料,获得了跨越华北克拉通东、中、西部的3条剖面的岩石圈和上地幔结构图像,揭示了克拉通不同区域深部结构特征的显著差异。与东部普遍减薄的岩石圈(60～100km)相比,中、西部表现出厚、薄岩石圈共存的强烈横向非均匀性,既在稳定的鄂尔多斯盆地之下保留着厚达200km的岩石圈,又在新生代银川—河套和陕西—山西裂陷区存在厚度<100km的薄岩石圈,差异最大的厚、薄岩石圈仅相距约200km。岩石圈厚度在东、中部边界附近的约100km横向范围内显示出20～40km的迅速增加。岩石圈厚度的快速变化与地表地形从东向西的突然改变以及南北重力梯度带的位置大致吻合,并对应于地壳结构、地幔转换带厚度和660km间断面结构的快速变化。这种从地表到上地幔底部深、浅结构的耦合变化特征表明,东西两侧区域在显生宙可能经历了不同的岩石圈构造演化和深部地幔动力学过程。克拉通东部薄的地壳、岩石圈和厚的地幔转换带以及复杂的660km间断面结构可能与中生代以来太平洋板块深俯冲及其相关过程对这一地区岩石圈的改造和破坏有关;而中、西部存在显著减薄的岩石圈这一观测结果,并结合岩石、地球化学资料表明,克拉通岩石圈改造和减薄不仅发生在东部,而且可能影响了包括中、西部在内的更广泛的区域。岩石圈薄于100km的中、西部裂陷区可能与先前存在于岩石圈中的局部构造薄弱带相联系。这些古老岩石圈薄弱带可能经历了后期构造事件的多次改造,并在新生代印度—欧亚陆陆碰撞过程中被进一步弱化、减薄,最终造成地表裂陷。另一方面,中、西部总体较厚的地壳、岩石圈以及正常偏薄的地幔转换带表明,同太平洋深俯冲对东部的作用相比,包括印度—欧亚大陆碰撞在内的多期热-构造事件对该地区的构造演化影响相对较弱,不足以大范围改造和破坏高强度的克拉通岩石圈地幔根,从而造成了该地区现今岩石圈结构的高度横向不均匀。     

碳酸岩的地质地球化学特征及其大地构造意义

从已知碳酸岩的地质产状、岩石学特征、Nd-Sr-Pb-O-C同位素及痕量元素地球化学特征数据,结合高温高压实验岩石学资料,论述了其地幔源区的物质成分、交代过程软流圈地幔部分熔融机制和碳酸岩岩浆的演化模型。碳酸岩既可以产生于拉张岩石圈构造背景,也能够产生于挤压而派生的引张岩石圈构造背景。前者以产于裂谷环境、与硅酸不饱和过碱性岩构成环状碳酸岩—碱性杂岩为特征,主要由起源于软流圈地幔的霞石质超基性—基性岩浆经液态不混溶作用而形成;后者产于碰撞造山过程中派生的引张岩石圈断裂带,以单一的透镜状、条带状和似层状碳酸岩体为标志,直接由导源岩石圈富集地幔的低程度部分熔融作用而产生的碳酸岩浆侵入或喷发所形成。     

中国大陆岩石圈壳幔韧性剪切带系统

众多地震测深剖面的地质构造解析显示,大陆岩石圈存在既有显著差异又有密切联系的两套断裂系统,即以地壳表层脆性剪切带为主的浅层断裂系统和以切割莫霍界面的壳幔韧性剪切带为主的深部断裂系统。根据地震测深速度结构特征,结合深部构造岩石地球化学的综合研究,将切割莫霍界面或壳幔过渡带的壳幔韧性剪切带划分为三类(俯冲带、缝合带和剪切带)五型(大陆岩石圈边缘海沟俯冲带、大陆岩石圈碰撞缝合带、挤压型壳幔韧性剪切带、伸展型壳幔韧性剪切带和走滑型壳幔韧性剪切带)。建立起中国大陆岩石圈构造变形由地壳表层向深部扩展以及由壳幔过渡带向地壳中上部扩展的岩石圈双向扩展模式。壳幔韧性剪切带既是无机成因天然气等深部流体的通道,又是地震活动区的发震构造之一,因此研究大陆岩石圈壳幔韧性剪切带具有重要学术价值和实际意义。     

青藏高原中部岩石圈结构,变化及地球动力学模式 …

根据中法合作项目（１９９２￣１９９５）取得的新资料,对青藏高原岩石圈结构、变形及地球动力学模式进行了探讨,研究表明：青藏高原胆由不同时期从冈瓦纳古陆分离出的微板块拼合而成的。从新生代开始印度板块与欧亚板块发生高角度陆－陆俯冲,青藏高原内部发生以垂直应变为主的缩短变形,中新纪以后增厚的岩石圈上地幔发生不均匀剥离,导致高原快速隆升,并使青藏高原以南北挤压为主要变形变为东西拉张为主的变形,部分地区出现火     

四川阿坝——秀山地学断面

四川省阿坝—秀山地学断面长约1000km,横跨上扬子地台和松潘-甘孜地槽褶皱系。在综合研究现有地质、地球物理资料的基础上,对断面及邻区划分出不同性质的三大岩石圈块体;结合表壳变形特征又区分出以四川地块为中心的东、西对冲构造体系;并进一步划分出8个次级构造带(块)。在垂向上划分出地壳、岩石圈厚度及形态,讨论了地壳次级分层及壳、幔低速层、低阻层和高阻层异常的特征,提出了初步解释。指出龙门山断裂带西部地壳缩短、增厚的主要因素。概述了地壳演化。     

胶莱盆地晚白垩世玄武岩的年代学和地球化学特征及其对华北岩石圈减薄-增生的制约

已有研究认为华北岩石圈减薄的时空不均一是显著的,主要表现在软流圈来源的岩浆最早出现的时间呈现南北差异。本文通过40Ar-39Ar法获得胶莱盆地西官庄拉斑玄武岩的年龄为96±3Ma,属于青山群火山岩的一部分,早于王氏群大西庄碱性玄武岩(73Ma)。两套岩石均缺乏Nb、Ta负异常,分别具有与E-MORB和OIB类似的微量元素配分特征。西官庄拉斑玄武岩((87Sr/86Sr)t=0.7058,εNd(t)=0.37～0.57)和大西庄碱性玄武岩((87Sr/86Sr)t=0.7040,εNd(t)=5.5～5.7)的同位素组成特征均显示软流圈的印记。前者为软流圈熔体与古老富集岩石圈地幔相互反应的产物,而后者是软流圈部分熔融的产物。研究区岩浆的εNd(t)值随年龄的降低而逐渐增大,暗示古老岩石圈减薄过程中软流圈的上涌,说明研究区晚白垩世-早新生代岩石圈仍在经历减薄作用。类似的岩浆演化趋势在辽西和辽东地区也有发现,不过演化的时间分别为120～100Ma和80～60Ma,再次证明华北岩石圈减薄作用的时空不均一性。