试论华夏古陆——晚前寒武纪活动证据

通过对前寒武纪建造，构造的综合研究认为，华南存在早一中元古代结晶基底，中元古代晚期江南古陆南缘是华夏古陆的活动陆缘，武陵运动是华南一次最重要的造山运动，华夏古陆与扬子地块沿江南古陆南缘发生磁撞，形成了统一的“华南古大陆”。由于区域地质条件不同，各地晚元古代构造演化有明显的差异，但华南加里东期存在的统一褶皱基底。     

欲求名材香块者，必于海之南也——海南岛植物记

大约在第四纪冰河时期，当海南孤悬为岛时，海岛中部的树木便和中国大陆南端的森林不再有联系，暖湿的海风和海水的滋润让这里的植物开始了独自进化的旅程，历经数千年的自然选择，     

大火成岩省及其在古大陆重建及裂解研究中的应用

大火成岩省是地质历史上与地球深部过程（如地幔柱）密切相关的极端地质事件,以相对较短时期内形成规模宏大的板内幔源基性岩浆活动为主要特征,对研究全球性大气—海洋环境的巨变与生物灭绝、大规模成矿及超大陆的重建和裂解均有重要意义。从潘吉亚超大陆的裂解过程可以看出,尽管不是所有的大火成岩省都与大陆裂解有关,但几乎每一次重要的裂解事件都伴有大火成岩省的出现,因此大火成岩省对于研究前潘吉亚超大陆,特别是对于缺少古生物等重建标志,古地磁数据偏少的前寒武纪超大陆重建及裂解研究有重要价值。近20多年来随着年代学技术的进步及研究工作的不断深入,大火成岩省在古大陆重建及裂解方面取得了一些重要进展,并发挥了越来越重要的作用。前寒武纪大火成岩省由于经历了多次裂解事件改造及后期抬升剥蚀或覆盖的影响,现今保留的是一些分散在不同大陆上的大火成岩省残片或碎片。用大火成岩省开展古大陆重建及裂解的目标就是通过不同陆块大火成岩省或大规模基性岩浆活动的年代学、岩石学及地球化学对比,结合其他证据,恢复大火成岩省形成时的时空分布特征,据此来确定这些陆块在超大陆中的相对或绝对位置。与其他前寒武纪大陆重建标志相似,大火成岩省也有一些局限性及不确定性,因此应用大火成岩省开展古大陆重建及裂解研究中要与前岩浆期沉积地层中的特殊事件层（如冰碛岩、火山灰、黑色页岩、不整合面、古生物等）对比、岩墙几何学产状、基性岩浆事件序列对比、古地磁、大型构造（如造山带）对比及深部地球物理等多学科方法相结合。     

地质历史时期海洋Li同位素演变

Li是一种碱金属元素,由于它不受氧化还原和生物效应的影响,因此在追踪地球元素循环方面非常有利。并且Li在海洋中的留存时间远大于海水混合时间,因此海洋中的Li具有相对均一的组成,从而能够代表对应地质历史时期整体海洋情况。近年来海洋Li同位素被应用在示踪大陆风化模式领域,并取得了很多成果。笔者等在系统总结全球海洋Li循环作用和表生地质作用的Li同位素分馏机制的基础上,通过收集并整理、估算了不同时期海洋Li同位素组成,对地质历史时期海洋Li同位素组成变化与改变大陆风化模式相关的地质事件进行分析,再结合同时期碳酸盐岩C、Sr同位素数据进行对比分析,探讨Li、C、Sr同位素演化与地质事件之间的关系。最后,讨论了目前海洋Li同位素组成方面研究的不足,为后续利用海洋Li同位素记录示踪大陆风化模式的应用提供了参考。     

东准噶尔柳树沟组火山岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

研究东准噶尔地区晚石炭世构造环境对于理解中亚造山带演化具有重要意义。本文选取晚石炭世柳树沟组二段火山岩为研究对象,开展详细的岩石学、岩相学、锆石U-Pb年代学以及地球化学研究。柳树沟组可分为3段,其中一段为陆源碎屑岩夹少量基性火山岩,二段为枕状玄武岩夹少量火山碎屑岩、碎屑岩,三段为陆源碎屑岩、中酸性火山岩夹火山碎屑岩。定年结果显示柳树沟组中玄武岩和流纹质凝灰岩锆石U-Pb年龄分别为312.5±6.5 Ma和316.2±1.4 Ma,表明柳树沟组火山岩形成时代为晚石炭世。主量元素分析显示该玄武岩属亚碱性—拉斑质系列岩石;稀土元素总量为62.58×10^-6～100.61×10^-6,轻/重稀土比值为2.30～5.05（平均值为2.97）,样品（La/Yb）_N为1.48～4.32,指示轻稀土较重稀土富集。Eu元素总体显示弱的负异常（δEu=0.94～1.08）,岩石富集K、Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素（LILE）,重稀土元素（HREE）和Nb、Zr、Hf、Ti等高场强元素（HFSE）相对平坦,表现为大陆裂谷性质。据此,综合分...     

南极北维多利亚地难言岛闪长质岩石年代学、地球化学及地质意义SCIEI北大核心CSCD

东南极北维多利亚地沿威尔逊、鲍尔斯地体边缘发育广泛的花岗质岩浆作用。本文选取了罗斯造山带北维多利亚地难言岛古生代闪长质岩石开展了锆石U-Pb年代学、Sr-Nd-Hf同位素地质学及全岩地球化学研究,分析探讨其岩浆的源区特征和岩石成因。锆石U-Pb同位素定年结果显示,难言岛闪长质岩石形成于约500Ma,属于晚寒武世罗斯造山后岩浆活动产物。岩石地球化学特征显示的SiO_(2)含量变化范围为54.03%~60.10%,总碱值为5.92%~6.91%,里特曼指数σ为2.67~3.68,A/CNK值为0.77~0.85,属于高钾钙碱性、准铝质岩石。在正常洋中脊玄武岩标准化蛛网图中,样品富集大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti;在球粒陨石标准化稀土元素配分图中,难言岛闪长质岩石显示轻稀土相对富集,(La/Yb)N=12.99~14.60,Eu弱负异常(0.62~0.71)。样品的锆石εHf(t)值为-10.7~-6.3;(87 Sr/86 Sr)i范围0.7095~0.7097,(143 Nd/144 Nd)i范围0.511502~0.511629,εNd(t)范围-7.1~-10.3。结合前人资料,显示难言岛闪长质岩石来自于先前富集的陆下岩石圈地幔部分熔融,在罗斯汇聚的过程中被俯冲组分进一步交代。晚寒武世罗斯造山带处于后碰撞环境,熔融可能与后碰撞伸展环境下俯冲板块回卷、撕裂过程中软流圈上涌或其他减薄机制有关。     

接触变质带中的脱碳作用SCIEI北大核心CSCD

地球大气中的碳含量控制着地球长期(百万年尺度)和短期气候。最近的一些工作表明,地质历史中温室气候的时期和高强度的岩浆作用之间可能存在时间上的重合。从而提出假设,即火山和侵入岩与地壳碳酸盐岩之间相互作用释放的二氧化碳可能在调节外生系统的长期碳收支方面发挥了重要作用。例如,在Pangea超大陆裂解的过程中,特提斯体系大陆弧与白垩纪环太平洋弧的活动时间上重合。这些剧烈的大陆弧活动导致的接触变质作用释放的CO_(2)可能有助于形成白垩纪的温暖气候。除了这些宏观假设之外,接触变质作用产生的碳通量仍有待岩石学研究来解决。岩浆的加热和流体的渗透会促使围岩发生脱碳反应。富含H_(2)O的流体渗透会显著降低CO_(2)或其它含碳组分的活度,并有效地从系统中移除反应产物,从而促使通过发生更多的脱碳反应来恢复化学平衡。因此,渗透流体的通量和模式,无论是岩浆还是天水来源,对研究碳通量至关重要。在本文中,我们回顾了岩浆侵入周围的热量和流体传输以及碳酸盐岩和碳质变泥质岩组合的脱碳反应。对现代火山弧的观察表明,如果岩浆与上覆板块的碳酸盐岩地层相互作用,则会产生大量的碳通量。白垩纪大陆弧中丰富的矽卡岩和钙硅酸盐地体为量化从露头到造山尺度的碳通量提供了多样的野外研究机会。最后,本文概述了未来研究将要探索或解决的技术问题,包括流体来源和流动模式、含盐流体的相平衡以及脱碳的时间尺度等。     

中国东北地区显生宙岩浆作用和洋-陆格局及其与气候演变的关系SCIEI北大核心CSCD

显生宙期间,地球经历了温室-冰室气候的周期性交替变化。在数百万年的时间尺度,这种古气候的转变被认为是碳源和碳汇过程耦合的结果,但一直以来关于两者贡献程度的认识尚不明确。通过全球统计分析,不同学者提出大陆弧火山脱气模型和热带弧-陆碰撞模型用于解释整个显生宙古气候的演变,分别强调了碳源和碳汇的一级控制作用。为了检验上述模型,更好地理解古气候的转变机制和演化细节,本文系统总结了中国东北地区显生宙岩浆作用-矽卡岩型矿床的时空展布和构造背景,以及弧-陆碰撞的时代、规模和古地理位置,通过数据统计和作图对比,发现东北地区岩浆作用-矽卡岩成矿峰期、弧-陆碰撞缝合带的时空迁移与大气圈CO_(2)浓度和大陆冰川沉积有很好的对应关系,暗示东北显生宙构造-岩浆过程和古气候演变的内在联系。综合东北地区及全球的研究进展,本文提出如下倾向性认识:1)洋-陆俯冲过程中火山-变质脱气的强度决定了CO_(2)排放量,而热带区域弧-陆碰撞缝合带的规模决定了全球硅酸盐风化速率和CO_(2)吸收量,在地质演化过程中两者紧密联动,共同控制了显生宙古气候的演变;2)大陆弧岩浆作用的全球爆发不一定能造成温室气候的出现,如果缺乏充分矽卡岩变质脱碳反应,大陆弧CO_(2)排放通量与岛弧、大洋中脊和板内并无显著区别;3)SO_(2)属于短期效应气体,理论和实例研究均暗示爆发式火山作用难以诱发大冰期的形成,火山作用之于长期气候应该仍是促使地球升温而非变冷。     

西藏林周地区始新世托龙I型花岗岩对印度-欧亚板块碰撞时限的制约

目前已有研究对印度-欧亚板块碰撞时限的认识存在诸多分歧。本文对西藏林周县中部出露的托龙岩体开展了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学和锆石Hf同位素分析,以期进一步约束印度-欧亚板块的碰撞时间。托龙岩体内出露的石英二长斑岩呈岩株状侵入到帕那组中,锆石U-Pb定年结果显示该石英二长斑岩形成于始新世(50.5±0.6 Ma),锆石εHf (t)值为-0.6~-0.5。石英二长斑岩具有较低的A/CNK值、较高的K₂O含量和K₂O/Na₂O值,属于准铝质和钾玄岩系列。岩石普遍亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和P,富集大离子亲石元素Th、U和Pb,轻、重稀土元素分异明显,(La /Yb)_N =15.3~16.3,Eu负异常较弱,δEu=0.56~0.69。托龙岩体较低的A/CNK值、P₂O₅与SiO₂的负相关性以及Y含量与Rb含量之间的正相关性,表明托龙石英二长斑岩为I型花岗岩。综合岩体的地球化学特征、同位素特征和前人研究成果,认为托龙石英二长斑岩可能是相对古老的变质中基性岩部分熔融的产物,形成于印度-欧亚板块碰撞引起的俯冲板片断离环境,指示了印度-亚洲大陆的碰撞应发生于50 Ma之前。     

鄂尔多斯盆地西南部晚三叠世辉绿岩年代学、地球化学及其构造意义

鄂尔多斯盆地西南部中奥陶统马家沟组灰岩内部发育多条辉绿岩脉。辉绿岩富集高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti、Zr、Hf等,具有板内拉斑玄武岩的地球化学特征,其地球化学数据显示原始岩浆经历过比较强烈的结晶分异演化。对辉绿岩的锆石进行U-Pb LA-ICP-MS测年获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为750~195 Ma。根据峰值年龄并结合区域地质资料,本文把辉绿岩的形成年龄确定为224 Ma(晚三叠世)。辉绿岩反映鄂尔多斯盆地西南部在晚三叠世处于类似大陆裂谷的伸展构造环境,晚三叠世西邻陇山地区发生的强烈碰撞后伸展作用也可能有助于进一步强化鄂尔多斯盆地西南部的伸展构造环境。当时该地区岩石圈的稳定性相对较弱,为该地区后续的早侏罗世和早白垩世岩浆活动提供了物质基础。晚三叠世及后期的岩浆活动提高了鄂尔多斯盆地西南部的地温梯度并加快了该地区烃源岩的热演化进程,可能对该地区的油气成藏条件造成潜在影响。