新疆阿克陶县奥依塔格红帘石石英岩的发现及其意义

红帘石石英岩位于新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县奥依塔格乡皮拉里。构造单元隶属于西昆仑的北蛇绿岩带或奥依塔格—库地缝合带。红帘石石英岩产出层位为上石炭统—下二叠统,岩性主要为薄层大理岩、钙质粉砂岩和粉砂质泥岩等韵律层。矿物成分主要为石英、红帘石和少量方解石、绿泥石等。红帘石的主要化学成分：Al2O3(1958～2133)、Fe2O3/FeO（766～912）和Mn2O3/MnO（1102～1132）。红帘石—石英岩形成于低温（4055 ℃）高压环境,其原岩—母岩可能是高铁锰的不纯硅质岩。它是始新世—渐新世期间,印度板块与欧亚板块碰撞、青藏高原强烈挤压隆升,逆冲推覆构造不断向前陆塔里木盆地扩张,塔里木板块相应地作陆内（A型）俯冲过程中的产物,属低绿片岩相变质岩。     

西准噶尔南部晚古生代侵入岩特征和构造背景

西准噶尔地区南部达拉布特断裂两侧广泛发育晚古生代花岗岩类,其锆石U-Pb年龄范围为337~276 Ma,属早石炭世-早二叠世.基于前人相关研究资料和成果,总结区内花岗岩类的岩石学、地球化学特征,认为：①岩石类型从早到晚由中性的闪长岩向酸性的花岗岩及碱长花岗岩转变.相应地,成因类型由埃达克岩质花岗岩→岛弧I型花岗岩→A型花岗岩.②岩石系列从早到晚由钙碱性向高钾钙碱性及后期钾玄岩系列转变.相应地,Na2O/K2O比值亦由大于1向小于1转变.③从早到晚区内花岗岩类的∑REE、δEu、L/H及Sr、Yb含量均呈规律性变化.并且相对富集LILE,亏损HFSE和不同程度亏损Nb、Ta.④均具有高正εNd（t）、低（87Sr/86Sr）i值和Nd模式年龄较小的特征.⑤在构造环境判别图解上,区内花岗岩从早到晚显示出由碰撞挤压向后碰撞伸展体制转换的趋势.上述几点说明区内花岗岩可能主要产出于后碰撞挤压-伸展转换和伸展拉张的构造背景,并且早阶段的岩浆活动可能与俯冲-碰撞背景下的俯冲板片断离密切相关.     

地层证据--对大别造山带汇聚历史的制约

大别造山带的汇聚演化历史一直存在不同的认识,来自扬子陆块和华北陆块显生宙以来的地层记录以及北淮阳地区的地层记录可能为两个陆块的汇聚模式提供制约。通过对扬子陆块与华北陆块显生宙以来岩相古地理进行比较,其中3个阶段相似, 2个阶段差别很大。以浊积岩发育作为俯冲阶段的标志,磨拉石建造出现作为闭合的标志,显生宙以来,大别造山带曾经历了两次俯冲和两次汇聚,俯冲时间分别是晚奥陶世—早志留世和早三叠世,汇聚的时间分别为中 晚泥盆世和中三叠世,早期的汇聚具有软碰撞特征,以上认知得到了北淮阳地区地层、古生物和沉积记录的支持,同时也与大别山造山带榴辉岩的同位素年龄数据基本吻合。高压 超高压变质岩在晚三叠世处于快速折返阶段,早侏罗世以前到达地表,其平均折返隆升速率为39～66mm/a。     

双地震带的影响因素探讨

讨论了全球39个俯冲带内的双地震带层间距、应力类型与俯冲参数的相互关系,这些俯冲参数包括动力学参数(板块年龄、热参数、板片拉力)、运动学参数(俯冲板块速度、上覆板块运动速度、海沟迁移速度、弧后形变特征)、几何形态参数(浅俯冲角、深俯冲角、俯冲深度、长度)及上覆板块性质等. 结果表明:(1)I型双地震带易形成于年龄较古老(>60 Ma)的俯冲板块,其层间距主要与动力学参数有关;(2)II型双地震带出现在较年轻(<60 Ma)的板块,其层间距及应力状态更容易受局部应力场的影响;(3)当热参数大于5000 km时仅能形成I型双地震带,而当热参数小于5000 km时,两类双地震带都能形成;(4)上覆板块的性质似乎决定着双地震带层间距的上下限,其中大陆型上覆板块所对应的双地震带层间距小于20 km;而海洋型对应DSZ层间距则大于15 km. 限于现有的观测条件,本文基于有限样本的统计结果仍需要进一步验证.     

2013年南斯科舍海岭MW7.8地震的多点震源机制反演

2013年11月17日,在南极南奥克尼群岛北、南极板块与斯科舍板块之间发生了一次M_W7.8级地震(2013年南斯科舍海岭M_W7.8地震),我们利用全球分布的长周期和宽频带地震记录反演确定了这次地震随时间和空间变化的震源机制,验证了提出的一种多点震源机制反演的新方法.首先利用长周期记录的W震相反演了这次地震的矩心矩张量解并利用体波提取了视震源时间函数,同时利用台阵反投影技术从宽频带记录中获得了这次地震的高频源的时空分布,然后基于矩心矩张量解、视震源时间函数以及高频源的时空分布,实现了采用新方法对2013年南斯科舍海岭M_W7.8地震的多点震源机制反演.矩心矩张量解表明,地震矩心在44.50°W/60.18°S,矩心深度19 km,半持续时间49 s,释放标量地震矩4.71×10²⁰ N·m,发震断层走向104°,倾角54°,滑动角8°.视震源时间函数清楚地揭示了地震矩随时间变化的方位依赖性,总体上可以将时间过程分为前60 s和后50 s两个阶段,但前60 s可细分为两次子事件.根据台阵反投影结果,这次地震为沿海沟从西到东的单侧破裂,破裂长度达311 km,可以分为5次子事件,能量释放的峰值点依次为13 s、30 s、51 s、64 s和84 s,平均破裂速度分别为0.6 km·s^-1、2.6 km·s^-1、2.3 km·s^-1、2.8 km·s^-1和3 km·s^-1.多点震源机制反演显示,5次子事件的矩震级分别为M_W7.57,M_W7.48,M_W6.80,M_W7.53和M_W7.08,半持续时间依次为21 s,17 s,6 s,16 s和8 s,走向分别为95°,105°,81°,98°和98°,倾角依次为57°,49°,86°,46°和64°,滑动角-9°,1°,-17°,13°和-4°.这些在震源机制、能量释放以及持续时间方面的变化都是当地构造和应力环境复杂性的反映.

     

高温高压下斜长角闪岩电导率研究及其地球物理启示

中下地壳和俯冲带区域的高电导率异常（0.01~1 S·m^-1）可能与地球内部的特定物质及其变化有关.斜长角闪岩是中下地壳以及俯冲带区域的重要组成之一,高温高压下斜长角闪岩的电导率研究对认识电导率异常具有重要意义.本研究采用交流阻抗谱法,在0.5,1.0,1.5 GPa和473~1073 K条件下测量了天然斜长角闪岩样品的复阻抗,实验结果表明压力对斜长角闪岩的电导率影响非常小,而温度对于电导率影响非常显著,其电导率在1073 K可以达到10^-0.5 S·m^-1;实验获得的活化能值为52.21 kJ·mol^-1,推断其导电机制可能为小极化子传导（Fe²⁺的氧化）主导.结合本实验获得的结果与大陆岩石圈和俯冲带的温度结构,我们计算得到相应的电性结构剖面,并与三种不同构造背景下的大陆岩石圈（克拉通、大陆裂谷和活动造山带）和俯冲带区域的电磁剖面结构进行了对比研究,结果发现斜长角闪岩可以解释大陆裂谷和活动造山带构造背景下的莫霍面附近的高电导率异常现象,同时可能是导致较热的俯冲带区域（例如卡斯卡迪地区）高电导率异常现象的原因.

     

西藏班公湖-怒江缝合带西段特提斯洋晚二叠世(Ca.252Ma)洋内俯冲的地球化学和年代学证据

多龙蛇绿混杂岩是班公湖-怒江蛇绿岩带的重要组成部分,位于西藏阿里地区改则县北西约120 km的多龙矿集区内,大地构造位置处于班公湖-怒江缝合带中西段,南羌塘板块南缘。多龙蛇绿混杂岩主要分布在多龙矿区中部及东北部。矿区中部蛇绿岩主要由辉长岩、辉绿(玢)岩、枕状玄武岩、气孔杏仁状玄武岩、玄武质岩屑凝灰岩及硅质岩等组成,东西向延伸约35 km,南北宽3~7 km,出露面积约180 km2;该蛇绿岩残片的组成单元(包括基性岩单元以及硅质岩单元等)多被构造肢解,整体表现为不规则透镜体,以构造岩片的形式断续分布于侏罗系次深海陆棚-盆地斜坡复陆碎屑岩-类复理石建造内的断层带中,构成典型的网结状构造。矿区东北部蛇绿岩主要由含铁斜方辉石橄榄蛇纹岩、玻基玄武岩、碳酸盐化角闪辉长岩、微纹层状硅质岩等组成,该蛇绿混杂岩带沿北西-南东向断裂展布,延伸约12 km,宽1~3 km,出露面积约30 km2;该蛇绿岩残片组成单元(包括超基性岩单元、基性岩单元以及硅质岩单元等)均呈构造岩片的形式产出在三叠系灰岩地层内的断层带中。     

长江中下游庐枞火山岩盆地南侧钾质侵入岩带的成因

庐枞火山岩盆地南侧的钾质侵入岩带由正长岩-石英正长岩-正长花岗岩组成,以石英正长岩为主。它们的形成时间介于123"130 Ma之间,峰值约为126 Ma,其中正长岩和石英正长岩的形成时间稍早,而正长花岗岩的形成时间略晚。整个钾质侵入岩带的侵位时间晚于庐枞盆地内的橄榄玄粗质火山作用约4"7 Ma,也是长江中下游地区除最东段的宁镇地区外中生代最晚的岩浆活动产物之一。地球化学上,该钾质侵入岩带以高钾、富碱、富集Rb、Th、U、K等强不相容元素和轻稀土元素、亏损高场强元素Nb、Ta和Ti为特征。它们的母岩浆主要是由富集型上地幔部分熔融形成的,从正长岩经石英正长岩到正长花岗岩的演化主要受矿物的分离结晶作用控制,地壳物质同化所起的影响不大。但与同样来自富集型上地幔部分熔融的庐枞盆地内火山杂岩的母岩浆相比,前者的母岩浆来源深度可能更大些或其中包含了更多来自软流圈地幔的组分。两者的演化路径也完全不同,钾质侵入岩带的母岩浆除经历过高压下的分离结晶作用外,晚期在低压下还经历过长石为主,可能还有黑云母的分离结晶,甚至上地壳物质一定程度的混染作用;而盆地内火山杂岩的母岩浆低压下矿物的分离结晶作用及上地壳物质的混染都不明显。庐枞盆地南缘的富钾侵入岩与盆地内的火山杂岩一样,地球化学上都具有明显的大陆弧的特征,暗示它们的岩浆源区可能形成于俯冲带环境,意味着扬子地块北缘先前(推测为古元古代晚期)曾发生过俯冲作用,上地幔的交代富集可能就与这次的俯冲作用有关。     

早古生代古亚洲洋俯冲记录:来自东天山卡拉塔格高镁安山岩的年代学、地球化学证据

吐哈盆地南缘荒草坡群大柳沟组火山岩出露于大草滩断裂以北的彩霞山、土屋铜矿北和卡拉塔格地区。该组火山岩主要为基性、中酸性熔岩及火山碎屑岩组合。LA-ICP MS锆石U-Pb分析获得安山岩和英安岩的年龄分别为434.8±3.8Ma和438.4±4.9Ma,表明大柳沟组火山岩形成于早志留世。安山岩Si O2含量为54.35%~60.70%;Al2O3含量为11.8%~16.3%,Mg O含量为4.94%~8.27%,Ti O2含量为0.38%~0.52%,Na2O和K2O的含量分别为0.50%~3.83%和0.08%~1.26%,铝饱和指数(A/CNK)为0.77~1.37,低ΣREE(43×10-6~70×10-6),为具有亏损源区特征的高镁安山岩。英安岩较安山岩Si O2含量高(63.74%~75.35%),具有相似的Al2O3(12.3%~16.0%%)和Ti O2(0.32%~0.52%)含量;Na2O和K2O含量分别为2.01%~5.53%和0.16%~2.19%,ΣREE含量较安山岩略高(61×10-6~84×10-6),铝饱和指数(A/CNK)为0.77~5.74。安山岩和英安岩均轻重稀土分异明显,具有中等的Eu负异常;富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),具有明显的Nb-Ta-Ti负异常。相似的岩石地球化学特征表明安山岩和英安岩可能为同源岩浆,英安岩是安山质岩浆经过角闪石等矿物结晶分异作用形成的,安山岩的母岩岩浆很可能来自亏损大洋岩石圈地幔。基于该组岩石组合、地球化学特征和区域地质资料,推测研究区高镁安山岩可能形成于洋内弧环境,这表明东天山吐哈盆地南缘卡拉塔格地区在早古生代已经存在古亚洲洋的俯冲。     

辽中凹陷反转构造及其对郯庐断裂带走滑活动的响应

辽中凹陷发育多种样式的反转构造,其形成演化与郯庐断裂带辽东湾段新生代的脉动式活动有直接关系。通过最新的地震剖面、相干体切片等资料以及平衡剖面恢复等方法,对辽中凹陷反转构造的几何学形态、演化过程和反转期次进行研究,并结合区域板块活动背景,分析反转构造演化过程及其对郯庐断裂带新生代活动的响应。结果表明:辽中凹陷发育反转断裂、反转背斜、泥底辟、隐伏凸起等多种类型的反转构造,且沿郯庐断裂带呈带状展布。辽中凹陷在新生代主要曾经历了三期构造反转,分别发生在沙三段沉积末期、东营组沉积末期和明化镇组沉积末期。三期构造反转均与郯庐断裂带的走滑压扭活动有关,从根本上受控于周边板块活动背景的变化:第一期反转是由于太平洋板块俯冲方向和速率发生变化,导致郯庐断裂带由左旋走滑转为右旋走滑,由走滑张扭转为走滑压扭,形成反转构造的雏形;第二期反转的动力主要来源于太平洋板块对中国大陆向西的推挤作用,导致渤海湾地区受到整体挤压以及郯庐断裂带发生走滑压扭,使反转构造定型;第三期反转是由于太平洋板块的加速俯冲促使郯庐断裂带晚期再次发生走滑压扭活动,对早期反转构造进行改造。其中沙三段和明化镇组沉积末期的反转为局部反转,强度较弱,东营组沉积末期的反转为区域反转,强度最高。