华北地区东部岩石圈导电性结构研究——减薄的华北岩石圈特点

华北古大陆克拉通解体、岩石圈减薄的深部过程,对于建立中国大陆中新生代演化动力学模型是亟待深入研究的重要科学问题,因而"华北克拉通破坏"也就成了当前学术界的热门话题。为了研究"华北克拉通破坏"首先需要给出较准确的华北岩石圈结构,这必须依靠包括超宽频带高精度大地电磁深探测在内的现代深部地球物理探测技术。2001和2005年在华北地区东部布置了应县—商河(HB-MT01)、文水—日照(HB-MT02)大地电磁测深剖面进行研究。研究结果表明,在华北地区东部沿地壳-上地幔探测剖面可划分为4个电性区,区内发现有下地壳高导带和上地幔高导层存在。文中依据研究区壳-幔电性结构特征,推断华北地区东部地壳和上地幔之间发生过大规模构造运动,导致壳-幔之间存在解耦现象。研究结果还发现,华北东部确实存在岩石圈减薄区,其岩石圈厚度约50~80km厚。岩石圈明显减薄的区域包括北太行山隆起、华北裂谷带北部和鲁西断隆,其范围比原先认识到的要复杂,并非以太行山重力梯度带为界划分东、西两区,简单地认为东区即是减薄区。此外,在华北地区东部的现代高精度大地电磁探测结果也进一步证明了地球物理观测对于大陆动力学研究的重要性,这使人们更加认识到在今后的研究中必须强调地球物理-地质-地球化学之间的有机结合。     

东昆仑印支晚期幔源岩浆活动

东昆仑造山带印支晚期广泛发育一期幔源岩浆活动,其代表性岩石类型为角闪辉长岩、煌斑岩和辉绿岩。石灰沟外滩岩体是这类岩体中最大的一个,40Ar/39Ar同位素定年结果为220Ma左右,具有明显的结晶分异特征。根据地质学、岩石学与地球化学特征,岩浆起源于深度大于90km的上地幔源区,富含挥发分(H2O)的条件使橄榄石在部分熔融过程中更趋稳定,辉石和尖晶石组分更多地进入岩浆,从而制约了岩浆中高Cr低Ni的特点。幔源岩浆的广泛出现是该区软流圈-岩石圈系统对特提斯洋闭合的响应,是在加厚陆壳的底部幔源玄武质岩浆底侵作用的结果。     

High-resolution mean sea surface computed with altimeter data of Ers-1 (geodetic mission) and topex-poseidon

The remote-sensing satellite ERS-1, launched in 1991 to study the Earth's environment, was placed on a geodetic (168-day repeat) orbit between 1994 April and 1995 March to map, through altimetric measurements, the gravity field over the whole oceanic domain with a resolution of 8 km at the equator in both along-track and cross-track directions. We have analysed the precise altimeter data of the geodetic mission, and, by also using one year of Topex-Poseidon altimeter data, we have computed a global high-resolution mean sea surface. The various steps involved in pre-processing the ERS-1 data consisted of correcting the data for environmental factors, editing, and reducing, through crossover analyses, the radial orbit error, which directly affects sea-surface height measurements. For this purpose, we adjusted sinusoids at 1 and 2 cycle rev⁻¹ along the ERS-1 profiles in order to minimize crossover differences between ERS-1 and yearly averaged Topex-Poseidon profiles. In effect, the orbit of Topex-Poseidon is very accurately determined (within 2–3 cm for the radial component), so Topex-Poseidon altimeter profiles can serve as a reference to reduce the ERS-1 radial orbit error. The ERS-1 residual orbit error was further reduced through a second crossover analysis between all ascending and descending profiles of the geodetic mission. The along-track ERS-1 and Topex-Poseidon data were then interpolated over the whole oceanic domain on a regular grid of 1/16°× 1/16° size. The mapping of the gridded sea-surface heights reveals the very fine structure of the marine geoid, up until now unknown at a global scale. This new data set will be most useful for marine geophysical and tectonic investigations.     

华北板块北缘中段姚五沟岩体锆石U-Pb定年、地球化学特征及其与区域构造演化的关系

内蒙古太仆寺旗地区的姚五沟岩体位于华北板块北缘中段,主要岩石类型为花岗斑岩。岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为141.6 Ma±1.3 Ma(MSWD=0.78),形成于晚侏罗世。岩石化学特征显示岩体具高硅富碱的特征,A/CNK=0.93～1.07,为准铝质-弱过铝质,属高钾钙碱性系列。稀土配分模式呈右倾"V"字型,Eu负异常较显著(δEu=0.30～0.43),轻重稀土分异明显(w(La)N/w(Yb)N=34.04～48.59)。微量元素表现出富集Rb、Th、K等大离子亲石元素,亏损Ba、Sr和Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,具有较高的10000×w(Ga)/w(Al)值(2.85～2.92)和w(Zr+Nb+Ce+Y)值(537.80×10~(-6)～584.10×10~(-6));表明其属A型花岗岩,由下地壳部分熔融而来,并伴随少量幔源组分参与,形成于非造山伸展环境。与研究区内的后淖S型花岗岩(255.8 Ma±1.6Ma,晚二叠世)和白旗A型花岗岩(134.6Ma±1.1Ma,晚侏罗世)的地球化学特征对比,发现由晚二叠世到晚侏罗世,岩浆源区由上地壳的泥质岩部分熔融转换为下地壳部分熔融,并伴随少量幔源组分参与,其大地构造背景由陆-陆碰撞环境转换为非造山伸展环境。     

西乌珠穆沁旗巴彦呼舒花岗闪长岩锆石U-Pb LA-ICP-MS年龄、地球化学、Hf同位素特征及其地质意义

本文报道的花岗闪长岩位于内蒙古巴彦呼舒以东10 km处。大地构造位于中亚造山带中段的锡林浩特晚古生代褶皱带。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得该岩体的侵位年龄为236.1±3.4Ma。花岗闪长岩Si O2为66.93%~67.22%,Al2O3为15.13%~15.53%,K2O为2.47%~2.56%,Na2O为4.35%~4.46%,A/CNK值为0.94~0.95,显示该地区花岗闪长岩属于偏铝质钙碱性岩;亏损高场强元素,Sr达416.6×10-6~425.7×10-6,Sr/Y值为42~49,显示出高Sr低Y的典型特征,具有Adakite(高锶低钇中酸性岩)或者高Sr花岗岩的特点。花岗闪长岩的锆石εHf(t)值介于13.3~15.7之间;两阶段模式年龄分别为249~356Ma和258~422Ma。综合分析表明,花岗闪长岩为西伯利亚板块和华北板块碰撞闭合后,加厚的下地壳部分熔融作用的产物。     

南海区域岩石圈的壳-幔耦合关系和纵向演化

南海区域岩石圈由地壳层和上地幔固结层两部分组成。具典型大洋型地壳结构的南海海盆区莫霍面深度为９～１３ｋｍ,并向四周经陆坡、陆架至陆区逐渐加深;陆缘区莫霍面一般为１５～２８ｋｍ,局部区段深达３０～３２ｋｍ,总体呈与水深变化反相关的梯度带;东南沿海莫霍面深约２８～３０ｋｍ,往西北方向逐渐增厚,最大逾３６ｋｍ。南海区域上地幔天然地震面波速度结构明显存在横向分块和纵向分层特征。岩石圈底界深度变化与地幔速度变化正相关;地幔岩石圈厚度与地壳厚度呈互补性变化,莫霍面和岩石圈底界呈立交桥式结构,具有陆区厚壳薄幔—洋区薄壳厚幔的岩石圈壳－幔耦合模式。南海区域白垩纪末以来的岩石圈演化主要表现为陆缘裂离—海底扩张—区域沉降的过程,现存的壳－幔耦合模式显然为岩石圈纵向演化产物,其过程大致可分为白垩纪末至中始新世的陆缘裂离、中始新世晚期至中新世早期的海底扩张和中新世晚期以来的区域沉降等三个阶段。     

赣中早白垩世橄榄玄粗岩（Shoshonite）系列火山岩的厘定及成因研究

对赣中地区打鼓顶组第四岩性段中基性火山岩的岩石-地球化学特征系统研究表明,这一岩性段的火山岩具有高碱、 富钾、低钛、贫铁以及富集轻稀土和大离子亲石元素等特征,据此厘定其为橄榄玄粗岩-安粗岩组合,属典型的大陆板内橄 榄玄粗岩系列火山岩。这套火山岩的全岩Rb-Sr等时年龄为（138±8.8） Ma, I Sr偏高,中等的εN（d t）,富放射性成因铅。盛 源盆地及邻区橄榄玄粗岩系列火山岩的△7/4Pb值为14~19.6（ 平均值为16）,△8/4Pb值为70.5~97（ 平均值为89.2）,△Sr值为 121.5~161.8（ 平均值为136.3）,显示存在典型的Dupal同位素异常。根据Sr-Nd,Sr-Pb,Nd-Pb,Pb-Pb同位素相关性分析,判 明赣中地区橄榄玄粗岩是由亏损地幔端元（DM）和岩石圈富集地幔端元（LEM）在源区混合形成的。按Nd,Sr双变量二元 混合方程式计算,得出源区物质中亏损地幔端元（DM）和岩石圈富集地幔端元（LEM）所占份额分别为37%（平均值）和 63%（ 平均值）。赣中地区早白垩世橄榄玄粗岩系火山岩的形成反映了华南板块内部在燕山晚期发生的一起重要的伸展构造 事件。     

Isostatic response of the Laccadive Ridge from admittance analysis of gravity and bathymetry data

The Laccadive Ridge (L-R), trending roughly parallel to the west coast of India, is an intriguing segment of the northernmost Chagos-Laccadive Ridge (C-L-R) system. Although crustal nature and isostatic response of the southern C-L-R is well known, there are no similar studies on the L-R. In the present study, the isostatic response of the lithosphere beneath the L-R is estimated so as to characterize its crustal nature, total crustal as well as effective elastic plate thickness and mode of compensation. Twelve gravity and bathymetry profiles across the ridge were analyzed using linear transfer function and forward model techniques. The observed admittance function within the diagnostic waveband of 250 < λ > 80 km (0.025 < k > 0.080 km⁻¹) fits well with (i) the Airy model whose average crustal thickness (T_c) and density are 17 ± 2 km and 2.7 × 10³ kg m⁻³, respectively, and (ii) the thin plate flexure model of isostasy with an effective elastic plate thickness (T_e) of 2–3 km. The estimated average crustal thickness and density are in good agreement with published seismic refraction results over the ridge. The results of the present study support an Airy model of isostasy for the L-R. The low T_e value, in view of other published results in the study area, suggests stretched and loaded continental lithosphere of the L-R during the evolution of the western continental margin of India.     

印度—澳大利亚板块边界带强震活动与中国大陆西部强震活动的相关性研究

2001年以来全球8级地震呈现新的活跃态势, 7.5级以上强震在空间上呈优势分布, 强震相对集中在西太平洋地震带和欧亚地震带, 印度—澳大利亚板块的汇聚边界带上尤为突出。 2009年全球发生20次7级以上强震, 其中有15次发生在印度—澳大利亚板块, 近期仍具有延续全球强震活动优势空间分布。 本文在以往关于印度—澳大利亚板块运动方式以及相关地震活动研究基础上, 将印度—澳大利亚板块分为印度亚板块和澳大利亚板块, 依据强震应变释放资料分析中国大陆西部、 印度板块边界和澳大利亚板块边界之间强震活动可能的相关性。 结果表明, 中国大陆西部地区与印度板块边界的强震活动有较好的相关性, 印度板块边界与澳大利亚板块边界活动也有一定的相关性。 1914—1993年时段的中国大陆西部地区5个完整强震释放时段与印度板块地震活动表现出很强的相关性, 且中国大陆西部地区强震活动相对印度板块边界地区滞后0~5年, 这对于中国大陆地区强震趋势跟踪具有一定的参考意义。