北秦岭蓝田铀矿田产铀岩体的地球化学特征及其对成矿的制约

牧护关岩体西部的二长花岗岩赋存着北秦岭最著名的花岗岩型铀矿田——蓝田铀矿田。笔者对该花岗岩开展了系统的元素地球化学研究, 其结果显示牧护关二长花岗岩为富硅、富钾、富碱和高分异过铝质花岗岩;微量元素特征是花岗岩相对于原始地幔具有富集大离子元素Rb、U、La、Nd、Sm, 亏损Ba、Sr、P、Ti等特征;稀土元素分配模式为轻稀土富集的右倾型。铀矿石与二长花岗岩具有相似的稀土元素特征, 暗示铀矿床的成矿物质可能主要来源于二长花岗岩。尽管牧护关二长花岗岩的U含量远低于一般产铀岩体, 但铀在其中主要以活性的晶质铀矿形式存在, 也能被活化迁移继而成矿。晶质铀矿形式存在的铀可能在花岗岩铀成矿中起着更重要的作用。     

秦岭中部山地落叶阔叶林超级垂直带的发现与意义

山地垂直带谱是气候和植被水平地带变化和更替的缩影,垂直带的带幅、带间过渡方式、带内结构和垂直带组合方式都表现出高度的异质性和复杂性。本文发现在中国南北过渡带中部太白山发育了世界上最宽的山地垂直带——山地落叶阔叶林垂直带。该垂直带从基带到典型垂直带再到先锋性垂直带皆为山地落叶阔叶林,3种本来可以独立存在的垂直带,连续分布形成了包含3个栎林亚带、2个桦林亚带的“三层五亚带”超级垂直带,远远超过正常情况下山地垂直带1000 m的阈值,且其上限达到了海拔2800 m。它的形成与秦岭所处的过渡性地理位置、秦岭中部垂直带谱的完整性、丰富的落叶木本植物种群及其形成的强大群落竞争优势等因素紧密相关。超级垂直带的发现有多方面的意义：它是中国南北过渡带又一重要的标志性自然地理特征;它表明山地垂直带在特殊的山地环境中可以具有非常复杂的内部结构和宽大带幅,这扩展了我们对山地垂直带谱结构及机理认识的广度,对于创建山地垂直带谱结构理论具有十分重要的意义;超级垂直带的发现,也说明中国南北过渡带还有很多科学内容有待我们去探索和发现,希望本文能起到抛砖引玉的作用,引起学界对超级垂直带形成的气候和生物多样性因素、地理过渡带的结构和生态效应等重大问题进行深入研究。     

利用接收函数方法研究西秦岭构造带及其邻区地壳结构

根据西秦岭构造带及其周边地区117个宽频带地震台站的高质量波形数据, 利用远震P波接收函数的H-k叠加方法, 求得地壳厚度和平均波速比. 通过分析地壳厚度、 波速比及其关系和接收函数CCP叠加剖面, 研究了该区域的地壳结构特征. 结果表明, 研究区域内地壳结构差异大, 呈过渡带特征. 地壳厚度总体上呈北北西向分布, 自西南向东北逐渐减小. 羌塘块体地壳厚度为72 km, 渭河盆地附近为39 km. 西秦岭构造带的地壳厚度为42—56 km, 南北向莫霍界面平坦. 研究区域P波与S波波速比平均为1.74, 其中西秦岭构造带平均为1.72. 较低的波速比主要分布在西秦岭构造带、 祁连山块体、 松潘—甘孜地块北部以及香山—天景山断裂区域, 这可能是由于含长英质酸性岩组分的上地壳叠置增厚而导致的. 该区域缺少超高波速比, 表明这一区域发生岩浆底侵或上地壳熔融的可能性很小. 综合分析表明, 西秦岭构造带及邻区的地壳结构主要是由于青藏高原隆升并在向东北向扩张中受到周边块体的阻挡而引起的地壳构造变形所致. 西秦岭构造带的莫霍界面变化和波速比分布与该构造带经历碰撞地壳增厚后的伸展走滑运动有关.     

西秦岭上白垩统红层空间分布及其对青藏高原东北缘隆升的地质约束

通过对西秦岭上白垩统红层地层基本沉积特征的研究和空间高程分布的定量化分析,讨论了西秦岭晚白垩世时期可能的构造地貌状态及西秦岭新生代以来地壳隆升的空间变化规律。取得如下认识：①根据西秦岭上白垩统底部洪积-冲积砾岩层之上普遍存在一套厚度不等的具有风成砂岩特征的红色中细粒砂岩和上部出现以泥岩、泥质粉砂岩为主的湖相沉积,结合现今多分布在不同水系分水岭之上,以及西秦岭中部宕昌-岷县-临潭断裂带两侧上白垩统红层地层顶面高程和底部角度不整合面高程没有显著差异分析,认为西秦岭无论在晚白垩之前经历了何种构造过程,晚白垩世具有整体稳定的泛沙漠-湖盆的古构造地貌状态,且断裂带不具备控制上白垩统沉积的构造边界性质;②现今离散型分布在西秦岭的上白垩统沉积地层反映的原型盆地不是孤立的、受区域断裂控制的山间盆地,而是统一的泛沙漠-内陆湖盆,现今的离散型分布是新生代以来地壳不均匀隆升和侵蚀的结果;③西秦岭上白垩统底部的角度不整合面产状,虽然由于后期构造变动呈非完全水平状态,但总体产状平缓。从大区域尺度分析,可以近似看做原始近水平的古地貌面。通过对该角度不整合面高程信息提取和模拟分析,结果表明,其高程分布具有从南西到北东、从北西到南东逐渐降低,穿越区域断裂带没有显著梯度变化,指示了西秦岭新生代以来的隆升具有整体性和隆升幅度呈连续梯度变化的特征。这可能指示了西秦岭新生代以来的地壳隆升机制主要不是上地壳挤压逆冲缩短,而是在印度板块-欧亚板块碰撞汇聚的动力学背景下,下地壳或上地幔自西南向北东连续流变逐渐增厚,造成了青藏高原东北缘呈向北东突出的弧形扩展隆升。     

北秦岭地区三叠纪南召盆地演化及成因机制探讨

秦岭造山带作为中国中央造山带的重要组成部分,还原其复杂、漫长的演化历史始终是地质科学的研究焦点,也是亟待解决的关键科学问题。前人从构造地质学、变质岩石学等方面展开了丰富的讨论,但始终缺乏造山带内同沉积记录的精细研究。南召盆地作为北秦岭造山带唯一保存的三叠纪的地层,为研究秦岭造山带印支期的构造环境提供了最直接可靠的证据。因此本文基于精细的地质图分析,野外地质观察,利用盆地构造沉降和构造年代格架的分析方法,系统研究三叠纪南召盆地的沉积充填和沉降特征,总结出南召盆地的伸展裂陷沉积序列：底部砾岩向上迅速水体加深,形成以灰黑色页岩为主的深湖相,随后向上变为以黄褐色砂岩夹灰黑色泥岩为特征的湖泊三角洲—辫状河相;明确了快速—缓慢沉降的伸展型盆地沉降特征;厘定了南召地区的8个主要不整合面,其中,中-上三叠统太山庙组的底部为一个763~121.9 Ma的穿时不整合面;确定了南召盆地4期主要演化阶段。研究表明：南召盆地是一个伸展裂陷盆地,形成于加里东运动、印支运动共同作用产生的造山带复合基底之上,发育于印支期北秦岭造山带两次重要隆升事件之间,代表晚三叠世卡尼阶的北秦岭造山带构造活动的暂停。

     

扬子陆块北缘构造演化新认识：来自原花山群年代学和地球化学的制约

原花山群分布于紧邻南秦岭的扬子陆块北缘大洪山地区,出露于重要的构造部位,是研究其形成时期扬子陆块构造演化及其与南秦岭关系的重要载体,其物质组成、形成时代和构造属性长期存在争论。本文将原花山群解体为花山构造混杂岩和正常的火山—沉积地层（本文所指花山群）两部分来讨论。笔者重新厘定了花山群的沉积时限,有针对性地对有构造背景争议的花山群进行玄武岩地球化学研究,对有时代争议的混杂岩进行锆石U-Pb年代学研究。年代学、地球化学和沉积学综合研究表明,花山群的沉积时限为ca. 830 Ma至ca. 800 Ma,形成于与Rodinia超大陆裂解有关的陆内裂谷盆地。花山构造混杂岩带可能不只是晋宁期的缝合带,而是具有多期物质组成、经历了多期构造叠加的复合型缝合带。结合他人成果,我们提出了扬子陆块与南秦岭从新元古代到早古生代的构造演化新模式。

     

岩浆核杂岩和变质核杂岩特征对比及控矿实例——南秦岭牛山-凤凰山变质核杂岩和牛山北岩浆核杂岩构造群落及控矿模式

以南秦岭牛山-凤凰山变质核杂岩和牛山北岩浆核杂岩为例, 通过核杂岩的构造群落、变质程度、岩浆侵位与变形时代、构造层次与演化、控矿特征与控矿构造-蚀变岩相填图及测年研究, 对比2类核杂岩的特征及其控矿作用。结果表明, 2类核杂岩有相似的结构样式, 但构造群落和演化差别较大。牛山-凤凰山变质核杂岩核部为新元古代武当岩群和耀岭河岩组中深变质岩, 其中可见新元古代石英闪长岩和加里东期辉石岩-辉绿岩株, 说明是在新元古代或加里东期形成的。核杂岩与外围震旦系—泥盆系浅变质岩间由剥离断层及韧性剪切带分割。志留系梅子垭岩组为浅变质强变形的岩片组合, 发育多层次韧性剪切、固态流变、滑脱-逆冲-走滑变形3期新生面理及其置换。而牛山北岩浆核杂岩核部和外围是浅变质岩, 在核部和外围填图、测试时发现新元古代、早古生代、三叠纪、侏罗纪4期侵入岩, 与岩浆核杂岩相关的有三叠纪—早侏罗世二长花岗岩株和晚侏罗世花岗岩脉2期侵入岩。研究发现, 与岩浆核杂岩伴随的岩浆侵位、韧性剪切变形与热变质增温-变斑晶加大-自然金沿S2面理分布-金矿化热液蚀变等的时代均集中在晚三叠世—侏罗纪, 指示了时代较新的陆内造山期岩浆核杂岩的脆-韧性剪切变形-立交桥式岩浆-热力垂向增生-热液蚀变成矿时空关联特点及深部找矿方向。     

西秦岭关家沟组晚奥陶世苔藓植物孢子和陆生维管束植物小孢子化石

西秦岭文县东峪口—关家沟一带分布的关家沟组为一套粗碎屑流和浊流沉积组合,因缺乏古生物化石,其形成时代长期存在争议。在文县关家沟滴水岩剖面中、下部4件灰色粉砂质板岩样品中分离并鉴定出了晚奥陶世苔藓植物孢子（隐孢子）（ cryptospores）和陆生维管束植物小孢子（miospores）化石8属18种（包括未定种）、疑源类（acritarchs）8属10种、几丁虫（chitinozoa）3属4种和虫颚（scolecodonts）3属3种,这些微体化石的地质时代相当于西欧Carodoc-Ashgill阶。在这些样品中发现苔藓植物孢子和早期陆生维管束植物小孢子,不仅是中国奥陶纪地层中首次发现和报道,而且也为研究早期陆生植物演化提供新的直接依据。西秦岭文县东峪口—关家沟一带分布的关家沟组为一套粗碎屑流和浊流沉积组合,因缺乏古生物化石,其形成时代长期存在争议。在文县关家沟滴水岩剖面中、下部4件灰色粉砂质板岩样品中分离并鉴定出了晚奥陶世苔藓植物孢子（隐孢子）（ cryptospores）和陆生维管束植物小孢子（miospores）化石8属18种（包括未定种）、疑源类（acritarchs）8属10种、几丁虫（chitinozoa）3属4种和虫颚（scolecodonts）3属3种,这些微体化石的地质时代相当于西欧Carodoc-Ashgill阶。在这些样品中发现苔藓植物孢子和早期陆生维管束植物小孢子,不仅是中国奥陶纪地层中首次发现和报道,而且也为研究早期陆生植物演化提供新的直接依据。     

北祁连山银灿铜矿矿床地质特征及成因

银灿铜矿地处于北祁连走廊南山北坡—冷龙岭岛弧带中,矿区出露一套具双峰式火山岩特征的火山沉积建造,矿体主要赋存在石英角斑岩中并存在明显分带,上部为铜矿体向下部变为锌矿体,矿石类型属黄铁矿型多金属矿石,成矿作用过程直接或间接与火山活动有关,是北祁连地区早古生代典型的海相火山岩型块状硫化物矿床。     

南秦岭造山型金矿地质特征及成矿模式 ——以陕西山阳夏家店金(钒)矿床为例

在总结山阳夏家店金（钒）矿床产出地质背景、矿床地质特征的基础上,分析和研究了矿区控矿因素、成矿元素基本分布统计规律、成矿流体特征、同位素特征,建立了矿床成矿模式。该矿床金矿体主要受含矿岩系和镇安-板岩镇断裂的次级断裂控制,从地表到深部金的品位、厚度呈波状变化,走向上呈尖灭再现趋势,流体包裹体主要为气液两相,以富CO2（10%）、低盐度（3%~5%）为特征,主成矿期均一温度集中于240~280℃,成矿深度为3 km。同位素分析显示成矿流体主要来源于大气水与建造水的混合,部分来源于深部。由此建立了夏家店金矿成矿模式,认为夏家店金矿床以构造-流体成矿作用为主,是由构造的多期作用形成薄弱带,地下热卤水经地热或岩浆驱动在构造薄弱带附近循环萃取矿源层中的矿质在构造带中沉淀而形成的造山型金矿。