青藏高原东部壳幔速度结构和地幔变形场的研究

在青藏高原东部地球动力学问题中,笔者在文中主要考虑与地壳上地幔速度结构和地幔变形场有关的问题,它涉及当前流行的下地壳流动模型和壳-幔的耦合-解耦模型。在2000年完成的穿过川西高原和四川盆地的深地震测深剖面,揭示了川西高原的地壳结构具有地壳增厚(主要是下地壳增厚)、地壳平均速度低等特点,显示地壳的缩短与增厚的碰撞变形特征。根据川西高原上设置各爆炸点的记录截面图共同呈现PmP(莫霍界面反射波)弱能量的特点,推断在川西高原的下地壳介质具有强衰减(Qp=100～300)的性质,支持存在下地壳流动的模型。青藏高原东部和川滇西部地区的上地幔各向异性(SKS波快波偏振方向和快慢波延迟时间)的初步结果表明,这两个地区的壳-幔变形特征是不同的,尽管它们在地理位置上属于同一个板块碰撞带。在青藏高原内部的壳幔变形属于垂直连贯变形,它以缩短为主,而高原外部的地壳(或岩石圈)则相对于其下方地幔运动。在高原内部和外部之间存在一个重要的地幔变形过渡带。然而,高原内部的垂直连贯变形与高原内部存在大范围下地壳流动的模型不一致。笔者在该地区开展了近两年的宽频带流动地震观测,试图从地震记录中确定过渡带的位置和探讨它的流变性质。文中扼要回顾已经取得的结果,并介绍正在进行的研究。     

鄂尔多斯盆地石炭纪中央古隆起形成机制

将鄂尔多斯盆地简化为受南北挤压的等厚各向同性弹性薄板模型进行应力—应变场数值模拟,力图揭示鄂尔多斯地区石炭纪出现的细腰状中央古隆起的形成机制。模拟中Z轴方向应变(εz)正值区对应于盆地内部的隆起区,zε正等值线形态对应于隆起形态;单轴挤压条件下,εz正等值线总会呈现沿应力轴方向延伸的细腰状形态;点作用力产生的zε正等值线范围局限,而线作用力产生的εz正值区分布较广。模拟结果表明鄂尔多斯盆地石炭纪细腰状隆起是在南北边界受挤压条件下,应力—应变在盆地内部传递过程中所必然出现的结果,南北向点作用力比南北向线作用力产生的zε等值线形态更接近于鄂尔多斯盆地中央古隆起形态;点作用力可能代表了石炭纪微板块间的点碰撞或者弧—陆碰撞。     

秦岭祁连山昆仑山构造发展史与南北中国板块的拼合

按秦岭祁连山昆仑山发展演化，中国大陆的形成可总结为3阶段板块拼贴“焊合”模型即：中元古代至新元古代早期，原始秦昆洋俯冲—消减，塔里木—华北古陆（北中国板块）与华南洋域新生陆壳（南中国板块）拼贴增生，形成原始中国古陆；震旦纪至志留纪，原始中国古陆裂解，秦祁海洋扩张—俯冲—消减，阿拉善—华北板块（北中国板块）与塔里木、柴达木、华南组成的联合板块（南中国板块）缝合统一，形成古中国板块，泥盆纪至三叠纪早期，古特提斯洋俯冲—消减，藏滇板块（基梅里大陆一部分）与古中国板块碰撞拼贴，滨邻古特提斯洋的中国大陆西南缘（秦祁昆地区）全面皱起，造就中国大陆轮廓；中生代以来，板内超长期继承性汇聚和滨西太平洋边缘构造带、新特提斯—喜马拉雅构造叠加、改造，造就现令中国大陆构造、地势。     

扬子板块西北西南缘卡林型金矿蚀变特征

我国的卡林型金矿主要分布在杨子板块的西北和西南边缘及湘中地区,绝大多数卡林型金矿床都具有较强的蚀变矿化.对西北缘“陕甘川”和西南缘“滇黔桂”两个“金三角”区域内典型卡林型金矿矿化蚀变进行分析,总结矿化类型及其与成矿期次的关系,矿化蚀变与构造的关系,矿化蚀变的物化条件及成因要素,以及矿化蚀变地球化学特征,对该类型矿床的勘查有一定指导意义.     

合肥盆地磨墩水库石墨片岩变形变质分析及构造意义探讨

合肥盆地中南部肥西县磨墩水库南岸防虎山组侏罗系砾岩下发育一套石墨片岩系,两者之间呈断层接触.该石墨片岩不同于钻井揭示的合肥盆地石炭纪一二叠纪沉积岩,亦不同于河南固始县杨山煤系.经分析认为该石墨片岩应属于北淮阳佛子岭群岩系,原岩为炭质泥岩或炭质粉砂岩.石墨为有机成因,石墨化程度较低,但变形强烈,部分已糜棱岩—超糜棱岩,反映出俯冲—碰撞带变形变质特征.通过对白云母、石墨XRD衍射和电子探针测试分析,认为石墨片岩为绿片岩相,估算其变质温度为450～ 500℃,压力0.55 ～0.8GPa.根据显微构造特征和变形—变质条件推断,该石墨片岩为扬子板块北缘的沉积盖层(佛子岭群部分),在扬子板块与华北板块碰撞过程中受到强烈挤压,变形—变质成糜棱岩、石墨构造片岩.该变形带暗示了扬子板块向华北板块缝合带的位置,即石墨片岩出露区及其附近,部分被新生代沉积所覆盖.     

青海西秦岭地区晚中生代基性火山岩地球化学特征及构造意义

对青海省同仁县多禾茂地区火山岩进行系统的元素同位素地球化学研究表明:该地区白垩纪地层中发育的中基性火山岩,属于碱性火山岩系,岩石类型主要为玄武岩,该套玄武岩具有低且变化较小的Si O2质量分数(44.98%~48.20%),低MgO的质量分数高,变化较大(8.15%~10.98%),具有较高的Cr(208×10-6~418×10-6)和Ni(166×10-6~231×10-6)质量分数。所有样品都表现出轻稀土富集的右倾平滑分布模式,轻重稀土分异中等,(La/Yb)CN=10.09~27.2,重稀土弱分异,(Gd/Yb)CN=2.92~4.67,Eu异常不明显,Eu*/Eu=0.99~1.04。Ba,Nb-Ta和Th-U不亏损,Rb,K相对亏损,Sr正异常。该区火山岩具有亏损的Sr-Nd同位素组成,Sr-Nd同位素组成变化范围不大[87Sr/86Sr(t)=0.7033~0.7039,εNd(t)=6.13~8.03,t=110 Ma],与Hawaii-OIB的Sr-Nd同位素组成相似。其所有地球化学特征表明该火山岩具有类似OIB的特征,可能是含石榴子石橄榄岩低度部分熔融的产物。结合对西秦岭地质构造背景和演化历史的分析,暗示该地区晚中生代岩浆源区来源于软流圈,其起源可能与岩石圈拆沉作用,软流圈地幔上涌和岩石圈伸展减薄有关,可为秦岭大别造山带中生代岩石圈演化提供了有利的直接证据。     

利用平衡剖面技术与磁性地层学估算地壳缩短速率--以帕米尔-西昆仑前陆褶皱带为例

帕米尔—西昆仑前陆褶皱带位于塔里木盆地西南缘 ,处于帕米尔—西昆仑、天山、塔里木盆地的交接地带 ,是新生代印度板块与欧亚大陆碰撞的结果 ,该地区为晚新生代陆内构造变形最强烈的地区之一。由于缺少地震测线、钻井、测井等深部资料 ,对于帕米尔—西昆仑前陆褶皱带的研究大多局限于地表变形 ,对其深层构造变形研究得较少。2 0 0 0年以来 ,塔里木油田分公司在帕米尔—西昆仑山北麓的乌泊尔、苏盖特、甫沙地区采集和重新处理了大批二维地震测线。笔者在上述地区分别选择品质较好的地震测线 ,综合深层和地表资料 ,建立 3条横穿帕米尔—西昆…     

锆石Hf和全岩Nd同位素填图研究进展:以三江特提斯造山带为例

近年来,区域性的Nd-Hf同位素填图正成为探索岩石圈结构和演化,制约陆块边界位置和壳-幔相互作用以及它们与金属成矿作用耦合关系的重要研究方法。目前的研究主要集中于中国的拉萨地体以及澳大利亚太古宙尤冈克拉通,包括地体地壳性质与空间变化规律、成矿系统约束和区域找矿潜力等方面。本文以三江特提斯造山带为例,使用克里格插值法在MAPGIS平台完成同位素等值线图,基此解析三江地区岩石圈结构以及大规模成矿作用。Nd-Hf同位素填图支持昌宁-孟连缝合带为冈瓦纳和泛华夏古陆的分界。昌宁-孟连缝合带划分了两个εNd(t)同位素明显不同的异常区,缝合带以西表现为古老地壳基地组成,而缝合带以东部表现为较年轻的地体。三江特提斯造山带中不同类型与岩浆岩有关的发矿床大多汇聚在同位素边界处,这些同位素边界可能代表着地体边界或缝合带、岩浆弧。沿金沙江-哀牢山缝合带分布的斑岩型或斑岩-矽卡岩型Cu-(Mo)矿床,具有高εHf(t)正值和较高εNd(t)负值的特征,对应始新世钾质斑岩及有关的矿化。在腾冲-保山地块、义敦岛弧和临沧次地块,具有低εHf(t),低εNd(t)值岩浆岩分布特征,主要形成与过铝质花岗岩型有关的锡-钨矿床。因此,我们认为区域尺度的同位素填图对研究岩石圈结构和演化、解剖壳-幔相互作用机理、解析深部动力学机制和成矿机制、总结区域成矿规律和指导区域成矿潜力具有重要意义。     

东天山成矿区成矿规律研究

本文从东天山成矿区地质背景和金属矿床成矿作用分析人手,总结了成矿规律。金属矿产空间上集中成带分布,不同大地构造单元产出不同类型矿产,主要矿产集中于板块边缘环境,成矿时间上与板块俯冲-碰撞、造山作用和韧性剪切变形变质作用有关。     

塔里木板块东北部柳园粗面玄武岩带：软流圈地幔减压熔融的产物

在塔里木东北部,甘肃省西部敦煌市柳园镇南侧,有一条近东西向展布的粗面玄武岩带,长度约150km,宽度达10km,厚度为1900m。这条粗面石玄武岩带属下二叠统哲斯群,岩浆喷发方式以裂隙式溢流为主,枕状构造特别发育。在玄武岩层间夹有很薄的酸性凝灰岩和沉凝灰岩层,属典型的双峰式火山岩组合。按照岩石化学组成的 TAS 分类命名,主要岩石类型为玄武岩、夏威夷岩和橄榄粗安岩。主要造岩矿物为钠长石(Ab 91～100)和普通辉石。普通辉石斑晶、钠长石斑晶和部分基质中的钠长石具有中空结构,并被层状硅酸盐微晶充填。这些岩石基本属碱性玄武岩系列和过渡型系列,大部分属演化的岩浆。演化程度较低的样品具有轻稀土元素亏损型配分曲线,微量元素地球化学具有 MORB 亲和性,ε_(Nd)(t)= 10.14～10.89。玄武质岩浆与陆壳物质之间有较轻的同化混染作用。普通辉石、铁钛氧化物的分离结晶作用是岩浆演化的主要机制。玄武质岩浆源区属于软流圈地幔,部分熔融发生于尖晶石稳定域,是软流圈地幔减压(上涌)熔融的产物。