新疆布鲁斯台辉长岩岩石学特征及对南天山洋俯冲时限的制约

布鲁斯台辉长岩位于中天山南缘缝合带中段古洛沟蛇绿岩以北30km,是该带上出露的为数不多的较大的基性侵入岩体。辉长岩主要由斜长石(35%~45%)、单斜辉石(20%~25%)和角闪石(30%~35%)组成,角闪石主要为交代辉石后的产物。岩石化学成分显示,辉长岩具有高Al2O3(15.43%~23.20%)和CaO(12.96%~14.48%),低碱K2O(0.13%~0.19%)、Na2O(1.47%~3.00%)、P2O5(0.03%~0.07%)和TiO2(0.34%~0.61%)的特征。辉长岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式与E-MORB相似,但ΣREE低(12.91×10-6~23.14×10-6),微量元素具有Ba、U、K、Sr等LILE富集和Nb、Ta、Zr、Hf、Th等HFSE亏损的特点。锆石原位εHf(t)值为+9.7~+15.0。上述特征反映辉长岩形成的构造背景为活动大陆边缘,源区为受俯冲流体影响的亏损地幔橄榄岩,且在上升的过程中未遭受地壳的明显混染。La、Sm、Yb判别图解显示岩石可能是亏损的尖晶石二辉橄榄岩发生5%~10%的部分熔融的产物。锆石LA-ICP-MS测年表明,辉长岩形成年龄为316.8±2.1Ma(MSWD=3.4,n=36)。结合区域地质、年代学和地球化学的资料,我们提出至少在晚石炭世,南天山洋还存在洋内和洋陆俯冲事件,南天山洋闭合的时间可能在更晚的早二叠世,而不是志留纪或者早泥盆世。     

青藏高原隆升的过程和机制

青藏高原夹持于土兰、塔里木、华北、扬子与印度等刚性地块之间，在地球物理场和岩石圈结构构造上构成一个相对独立的构造系统。白垩纪晚期到始新世，高原开始了一个地壳缩短、加厚和不断隆升的新阶段。高原隆升可以划分为俯冲碰撞隆升、汇聚挤压隆升和均衡调整隆升３个阶段。高原地壳的加厚、缩短是在压应力作用下通过不同层次物质以不同的运动形式实现的，高原隆升的过程和机制可以概括为“陆内汇聚－地壳分层加厚－重力均衡调整”的隆升模式。     

冈底斯斑岩铜矿成矿模式

已有的斑岩铜矿成矿模式都是建立在“B”型俯冲基础上的,而冈底斯斑岩铜矿成矿为18～12Ma,主碰撞期为65Ma,因此属于“A”型俯冲时期,即印度大陆壳俯冲到亚洲大陆壳之下的早期,此时夹于两者之间的新特提斯洋壳尚未消失掉,由此上地幔脱水和部分熔融提供了斑岩铜矿的主要成矿的物质来源。本文讨论了俯冲作用与斑岩铜矿的关系,通过驱龙和冲江两个代表性矿床的Nd、Sr同位素讨论了冈底斯斑岩铜矿成矿物质来源,通过矿带结构和成矿年代等制定了冈底斯斑岩铜矿成矿模式。     

对中国大陆构造格架的讨论

大陆动力学的理论与研究开启了人们一个新的思路:在确认中国大陆构造格架、划分构造单元时,除了前寒武纪基底、南华-印支期生物地层格架以外,不能不考虑中-新生代以来重大的陆内变形事件所产生的陆内变形(大型走滑断裂、推覆构造、挤出构造)对印支与前印支期所形成大陆构造格架大幅度的改造,因此对前印支期构造单元的性质需要通过构造复位来重新认识.通过构造复位认为:阿拉善、中祁连-柴达木、北羌塘等微陆块和塔里木板块是一个整体的克拉通--西域板块,不存在整体的昆(仑)-祁(连)-秦(岭)海洋板块,早古生代满加尔-北祁连坳拉槽-小洋盆和晚古生代东昆仑-阿尼玛卿-金沙江裂陷洋盆可能是由古特提斯洋脊楔入所引起的,类似于现今的红海-亚丁湾.本文拟从阿拉善、北羌塘地块的构造归属、西域板块的确认:中国境内北亚构造域的构造划分和晚侏罗-早白垩世陆内变形、中亚挤出构造;中朝与扬子-华南板块划分和南北黄海、朝鲜半岛的构造归属等方面,来讨论有关中国及邻区大陆构造格架的一些争议问题.     

苏鲁造山带超高压变质作用及其P-T-t轨迹

基于超高压变质岩的岩石学,特别是超高压矿物生长成分环带、扩散环带和蚀变作用研究,综合前人的岩石学和年代学研究成果,提出苏鲁造山带超高压变质作用峰期发生在1000-1100℃和6-7GPa条件下,俯冲深度相当于200km,形成年代为240-250Ma。在此基础上,重塑了一个包括八期变质作用的P-T-t轨迹,揭示出超高压变质岩经历了三个不同的折返阶段,即从200km到100km深度的快速折返阶段,抬升速率为5km/Ma,冷却速率为10℃/Ma;从100km到30km的快速折返,抬升速率为4km/Ma,或为近等温降压,或为缓慢降温的快速降压过程;从下地壳到近地表的缓慢折返阶段,抬升速率为1km/Ma,但为快速降温过程,冷却速率可达20℃/Ma。     

印度大陆板片前缘撕裂与分段俯冲：来自冈底斯新生代火山-岩浆作用证据

青藏高原碰撞造山带不仅呈现南北不均一性,而且显示东西分段性。以横贯高原腹地的NNE向负磁异常带为界,将冈底斯分为三段。在宽约300km的负磁异常带为代表的中段,近SN向的裂谷和正断层系统、重要地震和现代热水活动、古新世林子宗火山岩系和中新世超钾质火山岩系、以及日喀则弧前盆地集中发育,伴有斑岩型Cu-Mo和成因独特的Au-Cu矿化;在85°E以西的西段,主要发育强烈逆冲推覆系、同碰撞期花岗岩和中新世钾质-超钾质火山岩系,伴有造山型Au矿化;而在90°E以东的东段,主要发育走滑断裂系、同碰撞期花岗岩和中新世埃达克质斑岩,伴有斑岩型Cu-Mo矿化。古新世林子宗火山岩的精细定年和地球化学特征揭示,印度大陆板片向北的俯冲-汇聚至少在50Ma前没有表现出明显的时间差异性。然而,中新世钾质-超钾质岩和大规模花岗岩基的时空分布和地球化学特征反映,印度大陆板片前缘可能发生撕裂,并发生分段式差异俯冲,西段(85°E以西)俯冲规模大,距离远,东段(90°E以东)俯冲规模小,可能未跨过雅江缝合带。沿着负磁异常带两侧的边界裂谷带,高SiO_2煌斑岩和念青唐古拉花岗岩基及相伴钾质火山岩的发育,揭示来源于软流圈地幔的岩浆和高热流穿过板片撕裂带并沿耦合上覆的裂谷带上涌,前者侵位和喷发,后者诱发地壳熔融。90°E与85°E之间的俯冲板片可能由于撕裂、断离和破碎,因而导致斜跨高原腹地的大面积通道式负磁异常带。     

北祁连加里东期俯冲-增生楔结构及动力学

北祁连加里东朝俯冲-增生楔可分为浅部和深部两个单元。浅部单元主要由蛇绿岩、蛇绿混杂岩及深海复理石所组成,极浅变质或没有变质。深部单元主要由HP/LT蓝片岩、透镜状的蛇纹岩、变辉长岩及绿片岩(主要为退变质产物)所组成。普遍遭受HP/LT变质作用和绿片岩相的退变质作用。两个单元同时形成于不同的构造层次,具有类似的原岩特征。在加里东期,俯冲-增生楔共经历4期变形作用(D₁,D₂,D₃,D₄)和3期变质作用(M₁,M₂,M₃).从D₁→D₄反映了俯冲-增生楔从俯冲作用→深部构造板底垫托作用→折返(构造顶蚀)→剥蚀的动力学演化过程。     

两广交界地区壶垌片麻状复式岩体的年代学和地球化学：对云开地块北缘早古生代构造-岩浆作用的启示

本文对两广交界地区发育的壶垌片麻状复式岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石学、地球化学、Sr-Nd-Pb同位素的分析研究。该复式岩体主要由片麻状英云闪长岩、片麻状花岗闪长岩和片麻状二长花岗岩组成,获得片麻状花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄为443.1±2.0Ma。其中片麻状英云闪长岩和片麻状花岗闪长岩总体具有较低硅(SiO2=62.92%~67.54%)、较低碱(K2O+Na2O=3.98%~5.17%)、准铝质(A/CNK=0.83~0.93)的化学组成特征,属于中钾含角闪石钙碱性花岗岩类(ACG);而片麻状二长花岗岩具有高硅(SiO2=71.55%~72.78%)、高碱(K2O+Na2O=6.65%~7.57%)、准铝-弱过铝质(A/CNK=0.92~1.05)的化学组成特征,属于高钾钙碱性花岗岩类(KCG)。岩石表现出富集大离子亲石元素(如U、Ba、Rb和Th)和轻稀土元素,而Nb、Ta和Ti等高场强元素和重稀土元素明显亏损,并具有较高的锶同位素初始比值((87Sr/86Sr)i=0.71268~0.71482)和较低的εNd(t)值(-9.4~-2.6),反映其具有俯冲消减作用形成的岛弧岩浆岩地球化学特征。结合区域地质特征分析认为,壶垌片麻状复式岩体很可能是在扬子板块和华夏板块之间的洋壳岩石圈向南俯冲的地球动力学背景下,引发软流圈地幔上涌,其所带来的热能诱发了岩石圈地幔和上覆云开地块的古老地壳物质重熔,形成以壳源为主的壳幔混源母岩浆,再经历不同程度分离结晶作用,从而形成了本区大陆边缘弧型岩浆岩。因此,壶垌片麻状复式岩体是云开地块北缘早古生代洋陆俯冲-碰撞的地质记录。     

南苏鲁芝麻房石榴石橄榄岩中橄榄石的“C”类组构及其形成条件探讨

上地幔地震的各向异性主要归因于橄榄石的优选方位,不同的橄榄石优选方位模式可以作为上地幔不同动力学作用的指示剂。不同应力和含水量条件下的高温变形实验已经确定出五类橄榄石组构模式(“A”型、“B”型、“C”型、“D”型和“E”型)。本文运用电子背散射(EBSD)技术对来自苏鲁超高压变质带南部的芝麻房石榴石橄榄岩的橄榄石进行了优选方位测定,不同变形程度的橄榄石均显示了[100]轴近垂直于面理和[001]轴近平行于线理的特征,为“C”类组构模式,可见组构类型与变形程度没有关系,并且橄榄石组构所显示的NW向SE的剪切指向,与围岩-正、副片麻岩中形成于折返过程的石英优选方位所显示的SE向NW的剪切指向完全不同,说明芝麻房石榴石橄榄岩中橄榄石的“C”类组构是折返前形成的。结合橄榄石结构水的测量和已有的芝麻房石榴石橄榄岩形成的温压条件,推测该组构形成于含水俯冲带中,认为芝麻房石榴石橄榄岩的原岩来自于高含水的上部地幔楔碎块,与俯冲的陆壳物质一起经历了超高压变质作用并最终折返至地表。     

论博格达俯冲撕裂型裂谷的形成与演化

博格达裂谷带位于准噶尔与吐－哈两个前寒武纪地块之间,呈东－西走向,东端与克拉麦里－哈尔里克泥盆－石炭纪火山弧呈大角度相交。该 裂谷于早－中石炭世启动和沉降,在盆地中堆积了巨厚的陆源碎屑岩夹双峰式火山岩。裂谷的闭合发生于中石炭世末至晚石炭世。在裂谷闭合后区域构造由挤压向拉张的转折时期,发生了以辉绿岩为主的侵入活动,并伴有少量中－酸性分异产物。博格达裂谷东、西两段的演化特征有着显著差异。东段早石炭世就已开始裂离,裂离过程的火山岩以玄武岩为主,仅有少量流纹岩,裂谷盆地强烈沉降,形成深海－半深海环境,裂谷在中石炭世末至晚石炭世初即已闭合,裂谷岩系因强烈褶皱,与上覆二叠系呈明显角度不整合,显示了“突变”式闭合特征。与此不同的是,西段至中石炭世才开始明显裂离,裂离过程的火山岩以英安岩和流纹岩为主,玄武岩量较少,火山－沉积岩系均形成于浅海环境,裂谷至晚石炭世末才发生闭合,裂谷岩系因未发生强烈褶皱,故与上覆二叠系为平行不整合接触,显示了“渐变”式闭合特征。该裂谷的形成是古亚洲洋壳向先存的准－吐－哈陆块斜向俯冲,将其东南端撕裂的产物,因而可称为俯冲撕裂型裂谷。演化过程沿走向的明显不均一性是这类裂谷的重要特点。