湘南火山岩深源包体组合及岩石圈岩石学模型

湘南早白垩世（１３２～１３５）Ｍａ基性火山岩中含有橄榄岩类、辉长岩类、角闪麻粒岩相酸性岩包体，这三类包体的岩石学特征及地球物理参数（ｖｐ，ρ），分别与岩石圈地球物理模型中的上地幔，下地壳及中地壳相吻合。包体的岩相学、主要元素、ＲＥＥ及稀有元素地球化学特征及同位素年龄的研究结果表明，现在的岩石圈中的下地壳部分是元古代（１１４１Ｍａ±６７Ｍａ）由底板垫托垂直增生形成的；中地壳与世界范围内的中地壳和中国华北及扬子克拉通相比偏酸性，而下地壳则偏基性，以富Ａｌ２Ｏ３为其特征。这一富Ａｌ２Ｏ３的下地壳包体除了在美国亚利桑那以外，在世界范围内还未曾见过报道。     

华北地块中东部中生代侵入杂岩中角闪石和黑云母的40Ar/39Ar定年:对岩石圈减薄时间的制约

华北地块中东部中生代侵入杂岩存在有富闪侵入岩和花岗闪长岩类两套岩石组合.对其中 8个侵入杂岩体中的角闪石和黑云母进行了 40Ar/39Ar定年研究.山西临汾塔儿山正长闪长斑岩、山西长治西安里岩体和河南安阳东冶岩体富闪侵入岩中角闪石的 40Ar/39Ar坪年龄分别为(124.9± 0.3)Ma,(127.7± 0.3)Ma和(127.1± 0.1)Ma;鲁西临朐铁寨正长闪长岩和枣庄流井花岗闪长斑岩中角闪石的 40Ar/39Ar坪年龄均为(124.9± 0.2)Ma;鲁西莱芜铁铜沟辉石闪长岩和蒙阴虎头崖花岗闪长斑岩中黑云母的 40Ar/39Ar坪年龄分别为(132.8± 0.3)Ma和(124.4± 0.3)Ma;皖北管店花岗闪长斑岩中角闪石的 40Ar/39Ar坪年龄为(126.9± 0.2)Ma.上述结果显示华北地块中生代的岩浆活动主要发生在早白垩世.含有丰富幔源捕虏体的富闪侵入岩类和具有地壳成因的花岗闪长岩类岩石的共存,暗示早白垩世华北地块中生代岩石圈减薄达到了峰期.     

中国大陆岩石圈厚度特征研究及其在金刚石原生矿预测中的作用

依据中国大陆三维速度扰动图象,编制了中国大陆现代岩石圈和华北—扬子地台古岩石圈厚度图,并对含与不含金刚石的金伯利岩及钾镁煌斑岩中部分指示矿物和上地幔捕虏体地质特征进行分析,发现岩石圈底部某些地球物理特征与金刚石赋存部位有密切关系。在此基础上,从深部角度讨论了含金刚石的金伯利岩及钾镁煌斑岩时空分布特征,并作了预测研究。     

现今塔里木克拉通岩石圈厚度分析及机制探讨

塔里木盆地是青藏高原周边稳定的克拉通陆块,在印度板块与欧亚板块碰撞过程中一直保持稳定,盆地内部没有发生强烈的变形,其地壳热状态也同样保持稳定,地温梯度没有明显的变化,以热力学为基础的岩石圈热学厚度约为250km左右,该厚度是热稳态岩石圈的厚度。而最新的地震热学方法的研究成果表明塔里木盆地的岩石圈厚度仅为150km左右,这表明塔里木盆地岩石圈的热结构可能并不是处于稳态状态,其底部正在或已经发生了减薄。本文利用构造热演化方法对塔里木岩石圈减薄的热演化过程进行了定量分析,探讨了塔里木盆地岩石圈减薄可能的三种机制：印度板块与欧亚板块碰撞后青藏高原岩石圈底部的软流圈较塔里木盆地岩石圈底部的软流圈的温度要高,青藏高原的软流圈地幔向塔里木盆地岩石圈底部侵入形成的热扰动使得塔里木盆地岩石圈底部的温度升高;塔里木岩石圈与其下流动的软流圈的摩擦剪切生热导致其岩石圈地幔底部温度升高,使得岩石圈底部发生热侵蚀,从而使得与软流圈接触的岩石圈地幔不断地加入到软流圈地幔;在塔里木盆地岩石圈的下部,青藏高原的岩石圈在该处发生了拆沉,从而诱发的软流圈地幔对流,上升的软流圈地幔流使得岩石圈地幔的温度升高而熔融,成为软流圈地幔。     

昆仑山深部结构与造山机制

本文根据INDEPTH-Ⅳ剖面所做的地质、地球物理探测所取得的资料,进行综合研究,提出了一个新的昆仑山造山模式,论述了:(1)在早二叠世松潘—甘孜洋向昆仑—柴达木地块下俯冲使地块南缘形成陆缘弧和弧后拉张区,使昆仑—柴达木地块在持续碰撞挤压过程中,分别形成了造山带与古近—新近纪盆地的不同构造演化特征;(2)昆仑地段老结晶基底在地块对挤中不断向上抬升成山,同时又受到强烈剥蚀,使老结晶基底及深成岩呈现在地表;南昆仑地块则沿昆仑地块中央断裂向北逆冲到北昆仑地块之上,断裂深10 km;昆仑地块没有发生向北逆冲推覆到柴达木地块上;(3)昆仑地块地壳增厚主要发生在中地壳(6.2~6.6 km/s),是中基性岩石层的增厚;(4)柴达木盆地作为昆仑弧弧后拉张地带,随昆仑造山隆升而下沉,新生界陆相沉积达12~14 km厚,由"沉积"与"挤入"两个作用造成了地壳增厚;结晶基底发生断陷形成新裂谷,裂谷宽度约12 km,深度约4 km,导电带显示裂谷通过断裂与深部发生热流体联系;(5)再次确定了,柴达木盆地莫霍界面深52 km,昆仑山的莫霍界面深65~70 km,莫霍界面台阶位于格尔木附近(185 km距离处);(6)松潘—甘孜地体复理石层厚度为10~14 km,其下面的6.2~6.3 km/s均匀速度层(同时有高导电性显示)是本地块所特有,推测为残留洋壳的堆积,约15 km厚;浅层通过古近—新近系风火山推覆系增厚,另在中地壳部位挤入了15 km厚岩层;(7)否定了亚洲岩石圈地幔向柴达木地块地幔岩石圈之下俯冲的模式,提出印度大陆地幔岩石圈从高喜马拉雅下拆离成两层,并沿高原地壳底部向北伸展,直到中祁连山之下,成为高原南北对挤过程中岩石圈地幔长度调节的新方式。     

青藏高原岩石圈三维结构及高原隆升的液压机模型

青藏地区可以昆仑断裂和雅鲁藏布缝合线为界分为3个岩石圈地球物理特征各不相同的区域:青海高原、藏北高原和藏南高原。青海高原位于昆仑山脉以北,是重力高和重力低毗连出现的盆山结构。藏南高原位于雅鲁藏布江以南,是印度板块分布的地区,其上是印度板块的陆缘沉积。它的地壳结构是一个向南运动的逆冲推覆系统。INDEPTH反射剖面在藏南发现的主喜马拉雅逆冲断层(MHT)与宽角反射地震扇形剖面得到的T4震相反射面完全吻合。两种地震测深方法得到的结果之间不存在矛盾。T4震相在高喜马拉雅地区没有显示,MHT向南延伸到高喜马拉雅只是一个推论,因而MHT是否为印度板块的俯冲带仍有待于获取新的证据。在昆仑山脉以南到雅鲁藏布缝合带为藏北高原,是广泛发生局部熔融的强流变岩石圈。局部熔融地区呈漏斗状。在藏北广泛存在的深度为15～20km的上部地壳内的低速层是一个最富于流变性能的局部熔融层,它的埋藏深度平坦稳定,可能含大量水质流体。紧挨着上述上部壳内局部熔融层,在藏北岩石圈大范围出现分布不均匀的网状局部熔融。局部熔融体的底部从雅鲁藏布江地区的80km向北逐步加深到200km。漏斗的漏管处位于羌塘—可可西里。藏北局部熔融体的形成是由于印度板块向北运移,受到亚洲板块的阻挡,沿雅鲁藏布缝合带向青藏高原高角度俯冲,在弧后羌塘—可可西里地区产生高热流上升地幔所致。根据卫星重力异常、航空磁测、地震接收函数研究、地球化学资料以及地表地质均揭示,印度板块沿雅鲁藏布缝合带的俯冲仅发生在亚东—唐古拉一线以西的西藏西部。在亚东—唐古拉一线以东,印度板块与西藏块体间仅仅发生碰撞,但没有发生俯冲。高原的整体隆升是由液压效应所造成。青藏高原的隆升像一台液压机。印度板块对青藏俯冲过程中产生的各种应力,通过局部熔融体,传递到地壳深15～20km处的熔融层,在其下形成一个等压面。在这个等压面的驱使下,在低速层以上未被局部熔融的地壳的底部均匀受力,将它们同步向上抬升。高原隆升期后的跨塌,使上部地壳向四周流动。在青海高原,造成毗连阿尔金断裂的一系列由西南向北东方向推动的叠瓦构造。在雅鲁藏布江以南地区,形成一系列向南凸出的弧形逆冲断层。在昆仑山脉与雅鲁藏布缝合带之间,向东的流动便形成上部地壳的滑脱构造。虽然青藏高原的形成是由于印度板块的俯冲,但它的隆升机制不单纯是一个刚体力学问题,更重要的要考虑到流体的作用,简单的用以刚体假设为前提的板块学说去解释高原的隆升机制是青藏高原研究中的误区。西藏高原的深部是一个大热库,西藏热储的开发利用是一个重大的研究课题。     

岩石圈伸展的壳/幔拆离模型(Parallel Extension Tectonics):华北克拉通东部早白垩世岩石圈减薄与破坏机理

华北克拉通岩石圈减薄和破坏机理长期以来存在争议,基于岩石学、岩石地球的化学分析研究突出强调深部过程的重要性。前人提出了两种重要模式:包括以拆沉作用为代表的top-down tectonics模型和以热-机械侵蚀与化学侵蚀,或地幔置换、交代作用的bottom-up tectonics模型。然而,对于这两种模式而言尚存在许多无法合理解释的问题,比如在此深部过程中,区域性岩石圈伸展有多大的贡献?地壳伸展构造是作为深部过程的响应,还是同为岩石圈伸展的产物?本文基于早白垩世东亚地区(尤其是华北克拉通东部地区)伸展构造与岩浆活动的综合分析,揭示出华北克拉通东部不同地区伸展构造变形与岩浆活动之间的时、空和成因关系有一定的差异。但整体上看,岩石圈伸展起着主导作用,控制着岩浆上侵和就位,在拆离断层下盘侵入形成各种规模的花岗质为主的侵入体,或于上盘喷发形成火山-沉积岩盆地。在伸展构造发育的不同阶段,可以有伸展早期、伸展期及伸展期后的岩浆活动。岩浆活动的强度及岩浆源区特点有显著的时空变化。一方面,在同一地区不同演化阶段其源区有很大的差异。表现为主体上是早期以古老下地壳源为主,随着壳/幔伸展作用演化,逐渐向混合源或独立幔源的演化。同时,不同地区岩浆源区的变化规律也显著不同。以胶辽地区为例,胶东整体上是壳幔混合源区对于岩浆演化有重要贡献;而辽东地区具有显著的源区演化特点:从剪切早期古老下地壳源区为主,并伴有幔源物质加入,剪切期古老下地壳为主,到剪切晚期和剪切期后以新生下地壳为主。本文认为岩石圈伸展的壳/幔拆离模型(Parallel Extension Tectonics),可以合理地解释华北克拉通及邻区早白垩世构造-岩浆活动性。在该模型中,遭受伸展的华北克拉通岩石圈发生壳-幔拆离作用。在岩石圈伸展作用期间,地壳层次的拆离作用与岩石圈地幔层次上的拆离作用可以是耦合的或者是解耦的,从而导致华北克拉通岩石圈减薄过程中在地壳尺度上的拆离作用与变质核杂岩的剥露有三种不同的类型:同岩浆活动型伸展(C型:Co-magmatism mode extension)、无岩浆活动型伸展(A型:Amagmatism mode extension)和多阶段混合型(M型:Multi-mode extension)。     

甘肃金矿成矿规律和成矿区带的划分

甘肃地域广阔，北山、祁连、秦岭造山带都经历了长期而复杂的地质构造演化，形成了众多不同背景、不同类型、不同特征、不同规模的金矿床。甘肃金矿受特定的地层、岩性及岩浆、构造、变质作用的控制，可划分为北山(北山北带和南带成矿带)、祁连(带)、西秦岭(北秦岭、中秦岭、南秦岭成矿带)和摩天岭4个成矿区7个岩金成矿带。     

中国蛇绿岩研究的现状及今后的研究方向

经过20多年的努力,中国蛇绿岩研究已取得了不少成绩。今后的研究工作中,应强调对中国典型蛇绿岩的研究,即结合我国的地质背景,以构造、岩石、地球化学互相配合,进行多学科、多手段的“立典式”研究;重视对蛇绿岩岩浆成因的研究,进而探索地球深部地幔过程与板块扩张机制;深入挖掘蛇绿岩各岩石单元中
所赋含的信息,为板块运动学和动力学提供更合理的解释;而对前寒武纪蛇绿岩的研究,尚处于探索阶段,宜十分谨慎。     

大陆溢流玄武岩的地球化学特征及起源

快速上涌的大陆溢流玄武岩（CFB），与大陆裂开存在密切的成因关系。CBF总体岩石及地球化学成分均一，富集同位素及不相容元素，但一些样品含有明显的亏损成分，反映出普遍的地幔不均一性，来自上下地幔边界及软流圈的地幔柱提供了CFB所需的主要物质和能量来源，地壳混染作用对CBF的成分影响不大，而受俯冲带脱水流体以及热地幔柱自身与围岩发生的交代作用影响。交代岩石圈地幔对CBF产生重要影响，很好地解释了CFB所具备的微量元素和同位素特征。