辽河坳陷青龙台辉绿岩的Ar-Ar年代学和地球化学特征 ——对华北东部岩石圈减薄作用完成时间的限制

辽河坳陷青龙台辉绿岩全岩Ar-Ar同位素定年所获得的坪年龄为(35.5±0.7)Ma,与正反等时线年龄在误差范围内均相吻合,表明该辉绿岩侵位于新生代古近纪的沙河街期。地球化学分析结果显示,青龙台辉绿岩贫硅,富碱、钛,轻重稀土元素分异明显,略具Eu正异常,富集大离子亲石元素(LILE,如Sr、Ba等)和高场强元素(HFSE,如Nb、Ta等),显示与洋岛玄武岩(OIB)类似的地球化学特征。区域资料显示,华北克拉通东部晚白垩世—古近纪均以拉斑质玄武岩的喷发为主,为尖晶石二辉橄榄岩相高程度部分熔融的产物,新近纪以来则以碱性玄武岩的喷发为主,为石榴子石二辉橄榄岩相低程度部分熔融的产物。青龙台辉绿岩具较高的LaCN/YbCN、Ce/Y值和较明显的Sr、Ba、Eu异常,应是尖晶石-石榴子石过渡相的二辉橄榄岩经较低程度部分熔融的产物。因此,青龙台辉绿岩的形成时间可代表华北东部岩石圈由减薄至增厚的转折时间。     

地幔对流对全球岩石圈应力产生与分布的作用

利用动力学模拟方法研究地幔对流对于大尺度岩石圈内部应力场形成的作用. 地幔物质内部的密度横向非均匀及表面板块运动引起地幔流动,并在岩石圈底部产生一个应力场. 该应力场作为面力将造成岩石圈本身变形,从而产生岩石圈内部的应力分布. 模拟计算结果表明,大部分俯冲带及大陆碰撞带区域应力均呈现挤压特征,如环太平洋俯冲带及印度－欧亚碰撞带等;而东太平洋洋脊、大西洋洋脊及东非裂谷处应力状态均表现为拉张;并且绝大多数热点位置处于应力拉张区域,这与目前对全球构造应力状态的理解是一致的. 计算的岩石圈内部最大水平主压应力的方向与观测表现出相当的一致,其结果总体上吻合得较好,然而在局部区域（例如西北太平洋的俯冲带、青藏高原等地区）存在着较大的差异. 研究表明,地幔对流是造成岩石圈内部大尺度应力状态及分布的一个重要因素.     

壳-幔动力学与活化构造(地洼)理论

壳-幔动力学是地球内部物理学和大地构造演化的重要研究方向之一。本文从地球物理角度出发,以物理概念和数学描述相结合的定量方式,对陈国达院士生前所创建的活化构造(地洼)理论研究中的某些地球深部动力学问题进行了较系统的综合评述和探讨。主要论题包括岩石圈的性质与物理学、地幔流变学、重力与均衡理论、地球的温度和热传递,诸如热传导、物质的物理运动所引起的热传输、地球内部的热对流及地幔柱的形成和作用等。作者特别强调了构造演化的定量分析问题,如热时间常数、热应力与其它力源、水平运动与垂直运动的关系,以及地壳断裂作用。岩石圈的构造作用与演化是与深部热运动有关的水平 (压缩和扩张)应力和由地壳厚度差异所导致的垂直应力差的共同结果。热应力的构造意义主要表现为短时间尺度的脆性断裂或柔性应变松弛过程。局部对流机制对活化构造(地洼)研究值得重视。     

中国岩石圈数据模型总体设计

基于GIS的中国岩石圈三维结构数据库包含了数据类型各异的12个专业子库内容。存储和管理这些复杂的数据需要一个合理有效的数据模型,以确保数据库中的所有数据对象得到精确和完整的表达。本文讨论岩石圈数据模型的总体设计问题,基本思路是采用当前成熟的面向对象的软件开发技术和面向对象的地理数据库模型。总库数据模型需要满足扩展性和扩充性的要求。开发中用UML协助分析子库数据,在面向对象的地理数据库中用一个要素数据集来容纳一个子库的空间数据,用数据库表、要素类、关系类、子类、域等概念描述岩石圈研究中的各种概念和信息,形成统一的、空间和属性存储管理一体化的岩石圈数据模型。     

辽西阜新-义县盆地及附近地区早白垩世地壳大规模减薄及成因探讨

辽西阜新-义县盆地及其附近地区,其早白垩世的地层、构造和火山岩有明显的特殊性。在地层方面,阜新-义县盆地内下白垩统分布较齐全,而土城子组及以前的侏罗系基本缺失,反映在义县期之前,阜新-义县盆地处在剥蚀环境中（正地形）,而在早白垩世处在快速沉降的沉积环境中（负地形）,并在早白垩世沉降了约7km。构造方面,晚侏罗世末期,褶皱、逆冲作用反映研究区发生了一定规模的挤压抬升作用;早白垩世阜新-义县盆地的伸展断陷作用贯穿始终,也说明了该地区早白垩世快速沉降的存在。在火山岩方面,阜新-义县盆地及附近地区的义县组下部多处分布有含镁较高的火山岩,其地球化学特征反映该火山岩岩浆源于地幔,同时有复杂的成因,这提供了阜新-义县盆地及附近地区早白垩世地壳大规模减薄、地幔岩浆上涌的信息。以上地质特征说明,早白垩世阜新-义县盆地发生了与地幔作用有关的大规模地壳减薄作用。     

祁连山造山带蛇绿岩--古大洋岩石圈探针

蛇绿岩是古大洋岩石圈残片,保存着古大洋岩石圈许多重要信息,在重建古板块边界、古大洋岩石圈组成和性质方面具有重要的作用。近来研究结果表明祁连山造山带蛇绿岩在时空分布、岩石学特征、地球化学特征和生成环境等方面具有多样性,为研究古邦连洋岩石圈性质特征、构造环境、演化过程等提供了重要证据,是认识古祁连洋岩石圈的探针。     

华北盆-山演化和岩石圈转型与煤层气富集的关系

以华北陆块盆-山构造与岩石圈岩浆热结构演化研究为基础,以区内不同富集机制的含煤区域为研究对象,对华北典型地区盆-山演化、岩石圈转型及其与煤层气富集的关系进行了深入探讨。研究表明,华北典型地区盆-山动力学过程从中生代开始经历了挤压盆-山阶段、挤压盆-山向伸展盆-山转换阶段以及伸展盆-山阶段;华北岩石圈结构演化则经历了岩石圈增厚与稳定过程、岩石圈转型过程、岩石圈快速减薄过程等,且自古生代以来至少经历了两次以上具有时空不均一性的岩石圈转型。沁水盆地和两淮煤田的构造—热动力学环境有利于煤层气富集,且在挤压与伸展作用的转换和叠加过程中形成的构造过渡带是煤层气富集的有利构造单元。沁水盆地煤层气富集特征是岩浆—热作用有利于煤层气储集,而一定的构造变形有利于煤层气的渗流和开采;两淮煤田的强构造作用和后期叠加的张性应力场有利于煤层气的富集和储层的增渗,可在构造煤发育区寻找煤层气开发的有利区域。     

编者按语

2008年春,几个青年人自发组织了一次"构造地质学发展论坛",会上宣讲的学术论文也多出自青年人之手.岩石圈演化国家重点实验室认为,青年人这种对构造地质学的积极探索精神是难能可贵的,也是我国构造地质学能得以蓬勃发展的重要基础,值得支持.     

高度演化的黄山A型花岗岩：对扬子克拉通东南部中生代岩石圈减薄的约束？

黄山花岗岩以高硅(SiO2 >75 %)、低钙(CaO=0.51%~0.86%)、贫镁、相对富碱和高FeO*/MgO比值(8.28~87.20)为特征。微量元素地球化学性质上表现为强烈亏损Ba、Sr、Eu(δEu=0.01~0.13),富集Rb、Th和U,高场强元素Zr、Nb、Y和Ga的含量也较高。主量和微量元素均表现为A型花岗岩的特征。该花岗岩最奇妙的特征是稀土元素分馏模式表现出罕见的“四素组效应”(tetrad effect),一些微量元素的行为也表现出不受离子电荷和半径的控制(nonCHARAC行为),如异常低的K/Rb和Zr/Hf比值以及醒目的高K/Ba比值,该特征仅见于与热液发生过强烈相互作用的高度演化的岩浆中。与钙碱性的太平岩体相比,高度演化的具A型花岗岩特征的黄山岩体具有相对较低的87Sr/86Sr初时值(0.707,而太平岩体为0.710)和较高的εNd(t)值(-4.45~-4.87,而太平岩体为-6.21~-6.40),二阶段模式年龄(TDM2)为1.24~1.33Ga,明显年轻于扬子克拉通内不同时期花岗岩所普遍显示的约2.1Ga的模式年龄值,也小于太平岩体的模式年龄(1.44~1.45Ga),指示黄山岩体的母岩浆中包含有较多新加入的软流圈地幔物质。我们认为,由钙碱性的太平岩体转变为碱性的黄山岩体所指示的是扬子克拉通东南部中生代岩石圈的减薄事件。