豫西熊耳山斑竹寺岩体的地球化学特征及地质意义

豫西熊耳山已知的121个内生金属矿床(点)均位于经线112°E以西,其东尚未发现内生金属床(点),对位于经线112°E以东燕山期斑竹寺花岗斑岩开展成因研究有助于区域找矿思路的转变.斑竹寺岩体具有高硅、富碱高钾、贫镁低钙的特征,属于高钾钙碱性系列,A/CNK值介于1.02~1.09之间.它的稀土配分模式具有右倾平滑、轻稀土富集、重稀土亏损的特征,(La/Yb)N范围为18.48~24.85,无明显Eu异常,微量元素蛛网图中Rb和Th富集,具有明显的Nb、Ta、P和Ti负异常.斑竹寺岩体的Sr含量高、Y及Yb含量低,具有埃达克岩属性,它是加厚大陆下地壳的部分熔融形成的,部分熔融源区残余相矿物包括石榴石和金红石.斑竹寺岩体是早白垩世区域岩石圈拆沉作用的产物,区域上广泛产出与其形成时代相近的成矿作用,它还显示了Au、Pb、Zn等成矿元素的异常富集特征,斑竹寺岩体深部及周缘具有较大成矿潜力.     

利用多层横波各向异性测量方法计算两层介质的分裂参数

对实际两层各向异性介质,在一层假设条件下利用Silver和Chan（1991）的等效单层各向异性测量方法,以及在两层假设条件下利用剥去法和反演法,计算模型的分裂参数.首先利用理论雷克子波得到经过两层各向异性的观测数据,然后加入噪声之前和之后,分别计算不同反方位角覆盖条件下数据的各向异性,并与理论模型的分裂参数进行比较.结果发现在上层分裂特征已知的基础上,剥去法适用于任何模型,不管是否存在分裂,或者分裂特征在两层中如何分布;而反演法更适用于两层各向异性较强且不同的模型,其结果受噪声和方位角分布的影响.选取不同方位角分布的高信噪比数据,比较剥去法和反演法对下层分裂参数的计算结果,发现当入射方位角在两层快波方向之间时,反演结果比较可靠.最后利用这三种测量各向异性的方法,计算青藏高原东南缘CEArray台站观测到的SKS数据中记录的各向异性.除了云贵高原的台站YN.CUX表现出较明显的两层分裂特征,大部分台站下的岩石圈各向异性呈现一层或者较弱的各向异性.于是针对该台站,用反演法同时对这两层的分裂参数进行估计,上层的结果与接收函数计算的地壳分裂参数一致;下层的结果与剥去法计算的上地幔分裂参数一致,说明反演法同剥去法一样,都能有效的分析具有两层各向异性特征的介质.

     

中国东北诺敏河火山岩石圈变形:来自剪切波分裂的证据

中国东北新生代板内火山广泛发育,其中诺敏河火山由于上地幔结构研究的匮乏,火山成因尚不明确.利用布设在诺敏河火山周围的40个流动台站所记录到的远震剪切波数据,测量得到82对各向异性参数和219个无效分裂结果.结果表明,研究区快慢波延迟时间变化范围为0.4~1.4 s,平均0.78±0.21 s;各向异性快波方向范围为N77°W-N18°E,绝大多数快波方向集中在N6.9°W±9.87°,平行于中生代晚期岩石圈伸展变形方向,推测由残留在岩石圈中的化石各向异性所引起.同时,在火山中心及周边部分台站,只观测到无效分裂而没有观测到有效分裂结果,可能是由于残存在岩石圈内的古老形变被上涌的热地幔物质所侵蚀.

     

基于P波三重震相研究青藏高原上地幔速度结构及其动力学意义

青藏高原因其复杂的结构和演化历史,一直都是研究大陆碰撞、构造运动及其动力学的热点区域。本文采用三重震相波形拟合技术,基于中国地震观测台网和大型流动台阵记录到的某地震P波垂向记录,获得了包括拉萨、南羌塘和松潘甘孜地块在内的青藏高原上地幔P波速度结构。结果表明：①拉萨和南羌塘地块下方地幔过渡带存在高速异常,推测是俯冲的印度板片滞留体,过渡带底部的板片残余温度较低,使得660-km相变滞后约3～8km。而松潘甘孜地块下方过渡带同样存在高速异常,可能是欧亚岩石圈发生拆沉进入地幔过渡带所致。这说明印度板块俯冲作用的影响已经到达地幔过渡带,其俯冲前缘位于班公怒江缝合带附近。②从拉萨、南羌塘到松潘甘孜地块,200km之上的地幔岩石圈高速盖层速度由南向北逐渐减小,松潘甘孜地块则出现盖层缺失。推测受小规模地幔对流或者热不稳定性的影响,在南羌塘和松潘甘孜地块,增厚的欧亚岩石圈发生拆沉作用,岩石圈被减薄和弱化,造成羌塘地块上地幔低速和松潘甘孜地块上地幔高速盖层缺失。拆沉的冷的欧亚岩石圈可能部分停留在410-km上方,使得410-km抬升约10km,部分沉入地幔过渡带,表现为松潘甘孜地块地幔过渡带中存在高速异常。低温造成660-km下沉约8km,导致地幔过渡带增厚。     

重力及重力梯度联合反演青藏高原及邻区岩石圈三维密度结构

本文利用GOCE L2观测重力梯度的五个独立分量（Txx,Tzz,Txy,Txz,Tyz）,联合EGM2008地球重力场模型计算垂直重力,反演计算了青藏高原及邻区0~120 km深度岩石圈三维密度结构.将经过低阶项改正、地形效应改正、沉积层界面起伏效应改正得到的剩余重力及重力梯度异常值作为观测值,以改正剩余量归一化权重作为观测权重,基于Tikhonov正则化理论建立反演目标函数.反演过程中,利用地震层析S波速度转换密度作为初始约束,通过非等权最小二乘迭代法计算得到最终反演密度.反演结果表明：（1）40 km深度,青藏高原内部为中地壳,表现为低密度,邻区为中下地壳,表现为高密度.青藏高原内部中地壳强低密度层主要分布在高原边界.其成因是印度板块俯冲和周围坚硬块体阻挡作用导致在高原边界形成的高应变积累闭锁区,为壳内低密度软弱物质的形成提供了条件.（2）80 km深度,青藏高原上地幔顶部显示出低密度的特征.高原内部东、中、西密度特征差异明显,低密度以95°E为中心线呈东西对称分布.以班公—怒江缝合带为中心,在拉萨块体和羌塘块体内从北向南出现了"低-高-低"的密度分布起伏特征.该特征与GRACE得到的莫霍面起伏特征一致,结合大地构造结果,这种起伏特征验证了印度、羌塘块体从南北两侧分别向喜马拉雅、拉萨地块挤入的双向俯冲模式.（3）四川盆地和鄂尔多斯盆地内,地壳高密度异常较地震波速异常明显偏低,表明古老的四川盆地和鄂尔多斯盆地比想象中更冷、更坚硬.塔里木盆地和柴达木盆地内壳、幔高密度的结构特征,对应地幔物质上涌.     

韧性剪切带的剪切作用类型和韧性减薄量

韧性剪切带组构的演化和剪切作用类型受到许多研究者的关注。运用极莫尔圆法、有限应变法、刚性颗粒法、石英光轴组构结合有限应变测量法、拖尾形态法、剪切带内变形脉体（岩墙）法、碎斑法等方法可以估算剪切带变形过程中的运动学涡度,进而判别剪切带中单剪切组分与纯剪切组分的相对含量。自然界的剪切带一般介于单剪与纯剪之间,运动学涡度Wk介于0~1之间,表明韧性剪切带在变形过程中发生了垂直于剪切带边界（Z轴）方向的韧性减薄。剪切带变形过程中的韧性减薄量可依据有限应变测量与运动学涡度估算求得,也可依据剪切带内的石香肠（布丁）构造求解,还可依据构建极莫尔圆求解。以华北克拉通北缘的楼子店变质核杂岩及其韧性剪切带,以及希腊西奈山的Chelmos剪切带为例,介绍估算韧性剪切带韧性减薄的方法,这种韧性减薄是对大规模岩石圈减薄的有益补充和完善。研究结果表明,定量估算与变质核杂岩相关的韧性剪切带的剪切作用类型是分析变质核杂岩形成机制的有效途径和方法。     

非洲大陆岩石圈演化与成矿关系

岩石圈深部过程与成矿关系研究是当今地球科学的前沿,对于深化成矿地质背景了解、总结成矿规律、有效开展资源潜力评价、提高矿产勘查效果等具有重要意义。以岩石圈角度划分的非洲大陆新大地构造单元为基础,分析了矿产资源的时空分布特征,讨论了克拉通型、造山带型、裂谷型等不同类型岩石圈的成矿特色。根据非洲大陆形成和岩石圈演化,区分非洲大陆不同类型岩石圈的壳-幔状态,即物质形成时代、结构形成时代,结合主要矿产空间分布、矿床类型及矿产组合,划分出现今非洲大陆27个成矿区带。从地质过程的“动态”视角审视和划分非洲大陆成矿区带,是以深部过程与成矿为主线的有益探索和尝试,为在非洲地区开展资源评价与选区提供了新的思路和参考。     

乳山地区中生代花岗岩及捕虏体年代学、Hf同位素特征对胶东半岛地壳演化的启示

花岗岩是大陆地壳主要组成部分,胶东半岛中生代花岗岩的出现是推演俯冲板片岩浆演化与构造演化的重要依据. 因此,通过研究乳山地区出露的花岗岩及其捕虏体（变质基性岩）,有助于更好的了解中生代胶东半岛的岩浆演化与地壳演化. 该研究为胶东地区提供了新的主微量元素数据、U?Pb和Lu?Hf同位素数据. 岩石地球化学表明黑云母二长花岗岩具有高钾钙碱性特征,相对贫钛、铁、锰、镁等元素,岩体有可能是分异程度较高的I型或者M型花岗岩. 大离子亲石元素Ba和Sr明显富集,高场强元素Zr无明显亏损. 斜长角闪岩SiO₂、TiO₂、Fe₂O₃T和MgO含量分别为48.9%、0.68%、12.64%和7.33%,为拉斑玄武岩成分,全碱ALK（K₂O+Na₂O）较低. 大离子亲石元素Ba和Sr无明显富集,高场强元素Zr弱亏损,与石榴斜长角闪岩地球化学性质相似. 锆石CL图像中花岗岩为岩浆锆石,斜长角闪岩为变质重结晶锆石. 黑云母二长花岗岩锆石U?Pb定年获得年龄为118.5±2.7 Ma,ε_Hf（t）值为-15.4~-27.7（Mean=-25.2±1.4）,相应二阶段模式年龄（T_DM2）为2.16~2.90 Ga,但大部分集中在~2.8 Ga. 捕虏体斜长角闪岩锆石U?Pb上交点年龄为1 839±27 Ma,ε_Hf（t）值为0.5~5.1（Mean=3.23±0.74）,相应的一阶段模式年龄（T_DM1）为2.02~2.18 Ga. 此外,念头村含榴花岗岩ε_Hf（t）值为-25.1~-27.1（Mean=-26.0±0.18）,相应的二阶段模式年龄（T_DM2）为2.75~2.87 Ga. 其捕虏体含榴斜长角闪岩ε_Hf（t）值为3.7~4.4（Mean=3.93±0.21）,相应的一阶段模式年龄（T_DM1）为1.99~2.03 Ga. 上述数据指示花岗岩为华北太古宙地壳重新熔融的产物;变基性岩属华北荆山群物质. 因此,乳山地区中生代花岗岩及其捕虏体都具有华北板块的亲缘性. 乳山地区模式年龄为太古宙的花岗岩暗示胶东半岛地壳演化的相关信息,并不具备拆沉作用产生岩浆岩的特点. 捕虏体（变基性岩）可能为下地壳部分熔融后形成的新生地壳物质在短时间内携裹的产物.      

松辽盆地北部氦气分布特征及控制因素

松辽盆地北部氦气藏主要分布于坳陷期至断陷期地层中,特别是坳陷期嫩江组至姚家组氦气含量平均值已达到0.172%,泉头组三段至四段氦气含量平均值为0.181%,登娄库组至火石岭组氦气含量平均值为0.234%.松辽盆地北部发育有4条北北东向深大断裂带和3条北北西向深大断裂带,这些深大断裂带是深部氦气向上运移的主要通道.松辽盆地北部青山口一段、嫩江组一段、二段泥质岩全区发育是良好的区域性盖层;青山口二、三段泥质岩在少数部分地区虽然有缺失,但因其厚度大也不失为好的区域性盖层.这4套区域性盖层为氦气成藏创造了良好条件.     

扬子、华夏古板块会聚带在湖南的位置

扬子、华夏板块会聚带在湖南的位置一直是地学界关注的热点和争论的焦点,但始终未能取得共识.确定扬子、华夏板块会聚带在湖南的位置,弄清板块结合带在湖南的走向,对于华南大地构造划分和基础地质理论研究具有重要意义.由于缺乏地表直接地质证据,因此深部地球物理资料将成为探讨板块结合带走向的重要依据.本文结合地质资料,利用区域重磁、地震、大地电磁测深、地热流等提供的深部构造地球物理信息标志,对湖南及周边华南地区岩石圈三维结构特征进行了重新认识和地质解释,对扬子-华夏板块结合带的构造性质、在湖南的位置以及江南古陆构造属性等提出了新认识.在江南古陆中段的湖南沅(江)麻(阳)—洞庭—衡阳弧形重力高主要为古火山锥型结晶基底隆起引起,在麻阳、桃源、益阳—南桥一线构成古火山岛链;推断在浏阳—衡阳一带存在湘东残剩隐伏古火山岛.首次厘定了扬子、华夏残剩古板块上地幔刚性块体的空间分布形态,在此基础上推测其间的过渡带属赣湘桂古华南洋.提出新元古代造山带属陆—弧—岛—陆碰撞造山带,陆间湘东残剩隐伏古火山岛成为现今板块融合带的组成部分,扬子、华夏古板块及其间的过渡带三者岩石圈上地幔纵横向三维结构特征完全不同.论证了赣湘桂中部岩石圈古俯冲带的存在,再次确定湘中地区岩石圈厚度在华南最厚.厘定扬子、华夏古板块深部结合带北西边界大致在安徽歙县—南昌—湖南大围山—沩山—城步—广西河池一线,结合带南东边界大致在江山—绍兴—新余—萍乡—衡东—双牌—桂林—柳州一线,两板块之间的中间融合带就是所谓"钦杭结合带"在湖南的位置,过去地学界较普遍认可的茶陵—郴州断裂,我们认为不是扬子板块与华夏板块的会聚带,而是华夏板块板内加里东期仰冲断裂带.