A Quaternion-based Geodetic Datum Transformation Algorithm

This paper briefly introduces quaternions to represent rotation parameters and then derives the formulae to compute quaternion, translation and scale parameters in the Bursa–Wolf geodetic datum transformation model from two sets of co-located 3D coordinates. The main advantage of this representation is that linearization and iteration are not needed for the computation of the datum transformation parameters. We further extend the formulae to compute quaternion-based datum transformation parameters under constraints such as the distance between two fixed stations, and develop the corresponding iteration algorithm. Finally, two numerical case studies are presented to demonstrate the applications of the derived formulae.     

Modelling the extension of heterogeneous hot lithosphere

The consequences of weak heterogeneities in the extension of soft and hot lithosphere without significant previous crustal thickening has been analysed in a series of centrifuge models. The experiments examined the effects of i) the location of heterogeneities in the ductile crust and/or in the lithospheric mantle, and ii) their orientation, perpendicular or oblique to the direction of bulk extension. The observed deformation patterns are all relevant to the so-called “wide rifting” mode of extension. Weak zones located in the ductile crust exert a more pronounced influence on localisation of deformation in the brittle layer than those located in the lithospheric mantle: the former localise faulting in the brittle crust whereas the latter tend to distribute faulting over a wider area. This latter behaviour depends in turn upon the decoupling provided by the ductile crust. Localised thinning in the brittle crust is accompanied by ductile doming of both crust and mantle. Domains of maximum thinning in the brittle crust and ductile crust and mantle are in opposition. Lateral differences in brittle crust thinning are accommodated by lateral flow in the ductile crust and mantle. This contrasts with “cold and strong” lithospheres whose high strength sub-Moho mantle triggers a necking instability at the lithosphere-scale. This also differs from the extension of thickened hot and soft lithospheres whose ductile crust is thick enough to give birth to metamorphic core complexes. Thus, for the given lithospheric rheology, the models have relevance to backarc type extensional systems, such as the Aegean and the Tyrrhenian domains.     

贺根山洋闭合与后造山伸展——来自科右中旗构造混杂岩带内晚三叠世花岗岩的证据

内蒙古科尔沁右翼中旗巨日合A2型二长花岗岩位于贺根山缝合带东段,侵位于早石炭世杜尔基构造混杂岩（带）中。笔者等通过对其进行系统的野外地质特征、岩石学、地球化学和锆石U- Pb年代学研究,旨在厘定岩体成因和构造背景,为古亚洲洋分支洋盆—贺根山洋闭合时限提供证据。巨日合二长花岗岩主要由细粒二长花岗岩和中粒二长花岗岩组成。LA- ICP- MS锆石U- Pb测年结果显示巨日合二长花岗岩侵位于晚三叠世（203.7±1.6 Ma）。地球化学研究显示,该岩体高硅（SiO2=71. 08%~76. 62%）、富碱（Na2O+K2O=7. 99%~9. 28%）,贫钙（CaO=0. 25%~1. 67%）和镁（MgO=0. 05%~0. 63%）;负Eu异常显著（δEu=0. 14~0. 50）,Rb、Th、U、K、Ga元素较富集,而Ba、Sr、P、Ti元素相对亏损,且10000Ga/Al（3. 62~4. 90）、TFeO/MgO（3. 40~14. 80）、(Na2O+K2O)/CaO（5. 03~31. 96）值较高,显示出A2型花岗岩特征,代表其形成于后造山伸展拉张环境。同时结合岩浆起源温压条件研究,认为岩体可能为壳源含斜长石的角闪石质岩石在脱水条件下部分熔融及其后的结晶分异作用成因。结合中亚造山带东段早石炭—晚三叠世蛇绿岩、洋内弧和后造山型岩浆岩的时空演化关系,揭示贺根山洋可能在二叠纪末期闭合,并在三叠纪进入后造山伸展拉张阶段。     

黑龙江完达山地区358高地岩金矿床花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

选取黑龙江省完达山地区358高地与成矿关系密切的花岗斑岩,进行系统的地质、岩相学、元素地球化学及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年研究。结果显示:花岗斑岩具有富硅、钠、钾、铝,贫镁、钙的特征,里特曼指数(σ)为1.12~2.00(σ3.3),A/NK为1.36~2.00,A/CNK为1.11~1.93(A/CNK1.1);富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta,严重亏损Sr、P、Ti;轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,具有负Eu异常。这些特征揭示,花岗斑岩是过铝质的S型花岗岩,岩浆来源可能为壳源。LA-ICP-MS锆石定年获得花岗斑岩的成岩年龄为128±1Ma,推断金矿成矿时代应为早白垩世晚期。构造判别图解显示,花岗斑岩具有碰撞后花岗岩的特征,斑岩体的形成很可能与太平洋板块俯冲作用后的伸展体制有密切关系。     

内蒙古苏尼特左旗早白垩世宝德尔花岗岩伸展穹隆的确定及其地质意义

内蒙古宝德尔穹隆是发育在苏尼特左旗中蒙边境地区的不对称同构造伸展穹隆。该穹隆由内向外由核部早白垩世花岗岩、边缘韧性剪切带和脆性拆离断层组成,上盘为未变形的早二叠世花岗闪长岩、泥盆系片岩和早白垩世盆地,韧性剪切带和拆离断层仅发育在穹隆西南部。区域构造解析和显微构造分析表明,岩体侵位和韧性剪切带形成于同一构造应力场,指示上盘统一向NW方向剪切,变形程度由未变形的岩体核部向外侧逐渐增强,面理的形成与岩体的侵位和隆升过程密切相关。因此,该穹隆和东北亚其他岩浆穹隆相似,是不对称的花岗岩穹隆,反映了区域伸展拆离环境下侵位的同构造花岗岩穹隆的特点。     

鄂尔多斯地块西南缘中元古代玄武安山岩地球化学特征及其构造意义

铁马河玄武安山岩位于鄂尔多斯地块西南缘,沿六盘山东麓断裂带出露。岩石发育气孔和杏仁状构造,具有斑状结构—间隐结构,斑晶主要为长条状斜长石和少量蚀变暗色矿物。岩石地球化学呈现富Na2O、FeOT、Al2O3,贫MgO、TiO2、K2O的特点,稀土配分曲线为右倾轻稀土富集型,LREE/ HREE=6. 50~7. 01,(La/Yb)N为5. 62~7. 14,富集Ba、Th、U、K等大离子亲石元素,Nb、Sr和Ti相对亏损,δEu= 0. 69~0. 91。样品n（87Sr)/n(86Sr)i为0. 70587~0. 70934,εNd(t)介于-6. 9 ~ -4. 8之间,TDM为2562~2730 Ma,Nb/Ta（6. 60~8. 25）低于大陆地壳的平均值,指示了受俯冲流体改造的古老富集地幔参与了岩浆形成。SHRIMP锆石U- Pb定年结果显示铁马河玄武安山岩形成于中元古代早期（~1740 Ma）,其形成与研究区中元古代早期陆内伸展作用引起的古老岩石圈地幔减压熔融有关,是华北克拉通陆内裂谷发育过程在鄂尔多斯地块西南缘的体现。     

初论岩浆热液成矿系统控岩控矿构造深延格局研究方法

热液矿床深部控岩控矿构造展布格局与深部矿床(体)空间定位格局等关键问题一直是制约深部勘查部署和实现找矿突破的焦点和难点。在阐述岩浆热液成矿系统矿田(床)控岩控矿构造深延格局主要研究方法的基础上,基于成矿构造体系控制多金属成矿系统、物化探异常信息系统映射多金属成矿系统的研究思路,以湘南地区黄沙坪—宝山铜锡多金属矿田(简称坪宝矿田)为例,构建了控岩控矿构造深延格局、指示控矿构造深延的综合指标评价体系研究的方法框架。据此,通过坪宝矿田控岩控矿构造解析与斑岩型热液成矿系统矿化蚀变分带等综合研究,提出了矿田内黄沙坪、宝山两个典型矿床控岩控矿构造深延格局及深部找矿有利构造部位,为该矿田(床)深部勘查部署和找矿预测提供了新思路和新方法。该方法无疑对深化其他热液成矿系统构造控岩控矿理论及有效开展深部找矿勘查均具有借鉴意义。     

基于InSAR技术的2016年11月25日西昆仑Mw6.6地震构造变形研究

采用基于Sentinel 1 SAR数据的InSAR技术,对2016年11月25日西昆仑Mw66地震从两个角度进行了变形观测,结合构造背景的约束,计算得到了厘米级精度的同震三维变形场,并通过与震源机制解和地表破裂的对比验证了准确性。InSAR变形场为该区同震变形和长期构造活动提供了新的认识：①同震变形特征差异显示发震断裂沿西昆仑山南麓展布,走向104°,长度70 km,倾向SSE,运动性质为正断滑脱为主兼右旋走滑;②同震变形分布范围为100 km长×60 km宽椭圆形区域,呈现多中心、多方向变形,上盘以下沉为主,最大下沉量10~15 cm,水平变形2~6 cm,下盘水平运动占主导,滑动量8~14 cm为主,垂直变形仅-3~1 cm,上下盘整体的垂直变形呈现张压四象限特征,符合走滑剪切作用的结果;③地震同震变形具有弹性回跳为主导的变形模式,地区的总体隆升和向北楔入是在长期的区域构造应力场驱动下形成,而局部的特征构造地貌,如断陷盆地和地表破裂,则是同震快速弹性回跳作用的结果;④帕米尔高原东北缘长期隆升和本次地震以正断滑脱为主的构造变形现象印证了木吉盆地（也就是公格尔拉张系）的“同造山拉张”成因模型,而不是喀喇昆仑断裂活动NW向延伸作用的结果。