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.     

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。     

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。     

利用地球化学方法判别大陆玄武岩和岛弧玄武岩

大陆地壳或岩石圈的混染作用可以给出似消减带信号,并导致将受到混染的大陆玄武岩误判为岛弧玄武岩。没有受到混染的软流圈(或地幔柱)源大陆玄武质岩石通常是以(Th/Nb)N<1、Nb/La≥1、低87Sr/86Sr(t)比值、高εNd(t)值及La/Nb和La/Ba比值与洋岛玄武岩相似并以具有缺乏Nb、Ta、Ti负异常的“隆起”状多元素地幔标准化分配型式为特征。当在所研究的火山岩系中发现有未受到混染的软流圈(或地幔柱)源玄武质岩石存在,基本上就可以排除它们有属于岛弧或活动大陆边缘火山岩系的可能。对于那些具有消减带信号的基性熔岩,可以根据Zr含量和Zr/Y比值,或利用Zr/Y-Zr图解,判断它们是否真正是岛弧或活动大陆边缘玄武岩。     

浙江景宁岩体岩石地球化学特征与LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

浙江景宁岩体位于中国东南沿海大陆边缘活动带,受丽水—余姚断裂控制,呈近南北向展布,主要岩石类型为二长花岗岩、花岗岩和闪长岩。对景宁岩体中的二长花岗岩和花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及岩石地球化学分析。研究结果显示,二长花岗岩和花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为121.3±0.3Ma和111.0±0.7Ma。岩体的岩石地球化学成分显示出富硅、富碱、低镁的特征,铝饱和指数介于1.01~1.09之间,分异指数为84.85~96.35,轻重稀土元素分馏显著,具有明显的负Eu异常,属于典型的弱过铝质高分异I型花岗岩。综合年代学和岩石地球化学特征,认为景宁岩体是早白垩世晚期岩石圈大规模伸展构造背景下地壳部分熔融的产物。     

华北中—新生代大陆岩石圈转型的研究现状与方向 ——兼评“岩石圈减薄”和“克拉通破坏”

对我国大陆岩石圈的持续热点研究领域——华北中-新生代大陆岩石圈巨厚减薄研究中所涉及的问题再次进行了评述,特别是将对问题认识过程与克拉通陆内造山研究相联系。综述了岩石地球化学、地球物理、构造地质等不同学科对中生代华北大陆岩石圈演化特征研究的最新进展,以及对大陆岩石圈诸多学科不同定义内涵及由此产生的讨论。在分述了国际大陆岩石圈研究背景,岩石圈转型的空间特征及时间特征,新技术方法的应用,地表构造体系转折的再认识,以及几种可能的转型机制基础上,再次建议以大陆岩石圈全面转型,即一系列大陆岩石圈地质、物理及化学参量的系统变化,来描述这一大尺度东亚地球动力学过程,并提出目前以“克拉通破坏”作为大陆岩石圈改造研究的提法应予修正。呼吁大力鼓励及进行多学科交叉综合研究,重视各学科新技术新方法的引进及应用。在相关研究中高度重视地球深部圈层相互作用,将中生代全球深部地幔事件对中国东部岩石圈地幔全面转型的影响作为今后研究重点。     

南海边缘海减薄陆壳成因剖析

南海中央海盆南、北两侧陆缘分布着面积较广的减薄陆壳,正确认识海盆减薄陆壳的成因是研究南海构造演化的重要一环.通过分析基于地壳伸展因子公式计算的南海地壳拉张伸展特征和解释中生代以来的陆壳隆升特征等,证实晚中生代以来至渐新世末,该区不仅发生了地壳拉张伸展作用,还发生了较长期的地壳隆升挤压作用,致使酸性侵入岩出露地表,减薄陆壳区的上地壳厚薄分布不均.始新世南海南部发育海陆过渡相和海相沉积、北部仅为陆相沉积,暗示始新世南海古地理格局是南、北陆缘具有不同沉积环境的盆地群,二者之间应该被隆起所隔.这些地质现象说明该区地壳隆升剥蚀与地壳拉张伸展活动时间有较长的重叠.南海中央海盆两侧减薄陆壳的成因不仅仅是地壳拉张伸展所致,而是拉张伸展与隆升剥蚀共同作用的结果,因此可以认为在曾经发生了地壳隆升挤压而遭受长期剥蚀的区域,如果用全地壳伸展因子的公式来估算地壳拉张伸展程度,将得出错误的结论.      

腾冲火山区的现代幔源氦释放:构造和岩浆活动意义

深地震测深(DSS)和大地电磁测深(MT)都表明腾冲火山区现今仍存在壳内岩浆囊,但对其数量和空间分布还存在分歧并缺乏全貌性认识。MT探测认为腾冲火山区是一个软流圈上涌和岩石圈减薄区,但对这一减薄区的空间范围还缺乏充分的约束。通过对腾冲火山区及外围大范围温泉逸出气体的分析测试,我们共获得了75个温泉逸出气体的氦同位素³He/⁴He比值数据(部分为前人资料)。利用氦同位素示踪原理,我们研究了腾冲火山区幔源氦释放强度空间分布和时间变化特征,结果发现:腾冲火山区的幔源挥发份释放呈1带3区分布。以³He/⁴He≥1 Ra,幔源氦比例≥15%为界,腾冲火山区的幔源挥发份释放异常区呈整片分布,为一南北走向的条带,南北长100km,东西宽50km。在整片异常区的内部,腾冲火山区的幔源挥发份释放又有强度不同的3个区域:① 中部腾冲县城-热海一带,³He/⁴He比值达到5.5 Ra以上,幔源氦比例达到70%以上,释放强度最强。② 北部曲石一带,³He/⁴He比值达4.5 Ra以上,幔源氦比例达到50%以上,释放强度次之。③ 南部五合-蒲川-新华一带,³He/⁴He比值达2Ra以上,幔源氦比例达到25%以上,释放强度最弱;腾冲火山区幔源挥发份释放强度在不断升高,其中第3个释放区的³He/⁴He比值(Ra)升高速率比前两者明显要大。我们认为:腾冲火山区现今幔源挥发份释放强度的空间分布图象就是该地区软流圈上涌和岩石圈减薄区空间尺度和上涌强度的最直接反映,上涌区(减薄区)的大小大致为南北长100km,东西宽50km;腾冲火山区现今存在3个壳内岩浆囊。第1个岩浆囊位于腾冲县城-热海一带,第2个岩浆囊位于马站-曲石一带,第3个岩浆囊位于五合-龙江-团田-蒲川-新华一带;腾冲火山区3个岩浆囊都在不断受到幔源岩浆的持续补充;第1个岩浆囊集幔源挥发份释放、相对地热梯度、地壳形变和地震活动等异常于一身,活动性最强,是未来腾冲火山最可能喷发的地点,需重点监视。第2个岩浆囊的幔源挥发份释放强度也引人注目,需加强监测。第3个岩浆囊规模大,埋深较浅,幔源挥发份释放增加较快,需引起注意。     

从扩充的威尔逊循回看中国大陆演化轨迹

全球对比同类大地构造单元的壳幔结构,根据壳幔结构的差异和大地构造作用发生的时代把它们按演化阶段排序,可以找寻这类大地构造单元岩石圈演化的规律性。笔者在文中根据全球地学界实施的COCORP、BIRPS、DEKORP、LITHOPROBE、ICDP、ECORS和SINOPROBE等计划取得的成果,扩充了板块构造学中的威尔逊循回,即把原先主要描述大洋板块起源、发展和封闭的威尔逊循回,扩展到同时包括大陆和大洋板块演化的大循回中去。文中概述了扩充的威尔逊循回的内容,除经典的威尔逊循回的组元之外,扩充的组元包括洋陆转换、大陆汇聚拼合和大陆裂解等,为大陆岩石圈生成和演化作用提供了细节。根据扩充的威尔逊循回的大陆岩石圈演化规律,可以对中国地质学家已经发展的大陆构造演化的序列进行进一步的阐释,使构造演化的序列的属性和轨迹更加准确清晰。从寒武纪古亚洲洋扩张和冈瓦纳大陆裂解,到新生代印度次大陆与亚欧大陆碰撞拼合,中国大陆的大地构造事件序列说明扩充的威尔逊循回的是大陆岩石圈演化轨迹的大概率规律。