地幔活动在南海扩张中的作用数值模拟与讨论

对于地幔活动对南海扩张有无影响及影响大小这一问题,目前仍存在不同观点。本文采用数值模拟方法对地幔活动在南海扩张中的作用和影响进行了考查,结果表明:地幔上涌作用能引起南海岩石圈很大程度的减薄,但对南海地壳减薄影响很小;地幔上涌作用是南海扩张的重要动力学因素之一,但只在地幔上涌作用下要很长的时间才能打开南海。     

江南造山带西段新元古代超基性岩体年代学和岩石地球化学研究及其对源区的约束

本文研究对象为江南造山带西段湘西通道地区长界橄榄辉石岩。长界橄榄辉石岩锆石LA ICP-MS U-Pb加权平均年龄为701±11 Ma。长界橄榄辉石岩主要由单斜辉石、橄榄石和少量斜长石以及少量钛铁氧化物组成,指示在岩浆形成过程中单斜辉石、橄榄石和少量斜长石为主要分离结晶相。全岩具有低SiO_2(44.01%~47.72%)、Al_2O_3(6.77%~9.10%)、TiO_2(0.49%~0.75%)和全碱(Na_2O+K_2O=0.07%~2.04%)含量,而高MgO(23.97%~30.70%)含量的特征,岩石属于亚碱性拉斑玄武岩系列。长界橄榄辉石岩稀土元素总量(∑REE)较低,为25.7×10-6~55.6×10~(-6),全岩稀土和微量元素标准化图解与洋岛玄武岩(OIB)相似,具有富集轻稀土元素[(La/Yb)N为3.36~6.48]和富集大离子亲石元素(LILE)的特点,同时还显示出"弧岩浆"的地球化学性质,明显的Nb-Ta负异常,较高的Th/Nb值(0.52~0.81)和较低的Nb/La值(0.25~0.44)以及低Nb(1.11×10~(-6)~3.91×10~(-6))的特征。长界橄榄辉石岩具有高初始(87Sr/86Sr)i值(0.707 206~0.708 561)和正的εNd(t)值(0.25~0.41)。微量元素模拟结果表明,长界橄榄辉石岩起源于尖晶石相,其源区为受来自俯冲消减板片脱水或熔融形成的流体或熔体的交代的软流圈地幔,是软流圈地幔上涌并发生低度部分熔融的产物(4%~7%)。结合区域地质特征,推测长界橄榄辉石岩的形成可能与700 Ma时期江南造山带西段裂谷作用导致软流圈物质上涌并发生熔融有关。     

南宁新生代软流圈上涌柱及其对浅表构造的影响

摘要：在研究南宁新生代软流圈上涌柱构造的基础上,从过渡构造、区域断裂、新生代盆地等方面并结合三维数值模拟来进一步分析和研究南宁新生代软流圈上涌柱构造对浅表构造的影响。南宁新生代软流圈上涌柱的存在对研究区浅表构造的影响是深层次、多方面的,在柱体边缘形成一系列过渡构造,影响到柱体中心附近NE向和NW向区域断裂的分段活动性。同时,在软流圈上涌和向东南方向流动过程中,带动研究区地壳上部块体移动,在南宁新生代软流圈上涌柱的柱体中心、西部和北部产生引张,相应在浅表形成断陷盆地,同时加强了东南部NE向和NW向区域性断裂的活动性,形成了灵山“中强地震活动区”。三维数值模拟的结果进一步验证了这个结论。     

桂东南富钾岩浆岩岩的Nd同位素组成：华南中生代地幔物质上涌事件

广西东南部罗容杂岩体由辉长岩－闪长岩－二长岩－正长岩组成，马山由碱性辉长岩－正长岩－花岗闪长岩－花岗岩组成。它们富K、富大离子亲石元素（LIL），无Nb、Ta负异常等特征表明它们是形成于板内环境的钾玄质侵入岩。罗容杂岩体的各种岩石和马山的基性岩的εNd(T)稍低，为－0．6，此岩石单元是由幔源岩浆加热地壳使之熔融的壳源岩浆形成的，并伴有幔源岩浆的混合或交换。此二杂岩体形成于拉张构造环境。地幔物质上涌导致了中生代华南地壳张裂以及华南大规模花岗岩和相关矿床的形成。     

初论华北东部中生代金成矿的地球动力学背景——以胶东金矿为例

山东金矿研究的最新成果表明 ,胶东众多金矿床 (无论矿化类型、产出空间、地质背景的不同)的成矿时代主要集中在 1 1 5± 1 5Ma(早白垩世 )前后这一狭短的时段内 ,暗示它们都受某一次统一的重大地质事件的制约 .金矿石中碳酸盐矿物的碳氧同位素组成显示成矿流体中的CO2 很可能来自深部 (岩石圈地幔甚或更深 ) .1 1 5± 1 5Ma(早白垩世 )前后正是华北东部中生代动力学体制转折的关键时段 ,此时古太平洋板块向欧亚大陆斜向快速俯冲、华北东部岩石圈剧烈减薄、郯庐断裂发生强烈左行走滑、区域构造应力场转变为强烈引张、火山 -岩浆活动也最为强烈、尤其是深源(幔源 )岩浆活动最为强烈 .同时 ,这也与部分学者提出的超级地幔柱的高潮时段 (1 2 5～ 1 0 0Ma)相吻合 ,暗示可能有深部物质 (不仅是上地幔物质 ,还可能包括下地幔物质 )和热能的大规模强烈上涌 .因此 ,胶东金矿 (以及华北东部的许多其它金矿床 )的形成有可能是 1 1 5± 1 5Ma前后华北东部动力学体制转折过程中一次大规模的深部物质和深部能量上涌的结果     

浙西新路盆地火山岩型铀成矿的深部动力学机制

在中生代岩浆作用过程主量元素、微量元素和Sr-Nd同位素地球化学演化轨迹的研究基础上,探讨了新路盆地火山岩型铀成矿的深部动力学机制.研究表明,新路盆地由早至晚系列岩浆岩,SiO2含量依次降低,碱度和K2O/Na2O比值逐渐升高,氧化物含量表现为“跳跃性”演变并趋向辉绿岩;ΣLREE、δEu值和Sr元素等含量显著动态升高;微量元素特征比值表现出趋势性变化特点;Sr-Nd同位素演化呈现出由黄尖组熔结凝灰岩依次趋向花岗斑岩、辉绿岩的混合演化趋势线;代表成矿流体同位素组成的萤石投影点位于岩浆作用过程Sr-Nd同位素混合演化趋势线上,且较花岗斑岩更趋近于辉绿岩投影区.认为新路盆地铀矿床成矿流体具有壳幔源区物质混合特征;酸性系列岩浆岩与火山岩型铀矿在空间上的叠置,是壳幔作用机制下系列产物的耦合;来自岩石圈富集地幔的以富含LREE及K、Sr等大离子亲石元素为特征的高温“轻物质流”持续上涌及由此诱发的壳幔作用,为新路盆地岩浆活动及火山岩型铀成矿作用提供了动力学机制;壳幔作用源区是铀成矿作用的动力源,也是成矿流体的发源地.     

汾渭裂谷系与造山带耦合关系及其形成机制研究

试图运用盆山耦合等地学理论,对汾渭裂谷系进行初步的定量半定量研究。认为在区域拉张应力场作用下,汾渭裂谷系为盆山耦合形成,其形成模型为“伸展造山,断陷沉盆,后推成台”;运用盆内沉积与造山带剥蚀量互补法、地震剖面拟合法、裂变径迹法等计算方法对其进行计算的结果表明,铲式断裂一侧造山带隆升与盆地下沉呈完全镜像对称关系。同时对大同一带新生代玄武岩特征进行了分析,认为软流圈上涌是该带玄武岩喷发的根源,并通过对该区地震层析和大地电磁测深的剖析,推断汾渭裂谷系主体形成机制应为被动机制,而其北部的桑干河断陷形成机制则为主动机制。此外,对汾渭裂谷系的地热资源及地震震中分布规律等进行了探讨。     

华北东部中生代晚期-新生代软流圈上涌与岩石圈减薄

现今的地幔是由软流圈地幔(热的,主元素饱满、微量元素亏损的,塑性流变性质的)、古老岩石圈地幔(地幔1,冷的,主元素贫瘠、微量元素富集的,刚性的,以方辉橄榄岩为代表)以及现今的岩石圈地幔(地幔2,主元素饱满、微量元素亏损,以二辉橄榄岩为代表,可能包括多时期形成的)组成。古老岩石圈地幔与地幔2样品的共存、100~4·3Ma在地幔内部持续发生的古老岩石圈与软流圈的相互作用以及上述作用的时空不均一性,都表明了岩石圈减薄是软流圈呈“蘑菇云状”大规模上涌的结果。上述事件发生于100Ma以后。软流圈来源的玄武岩大范围喷发并伴随了岩石圈的强烈拉伸是事件发生的主要标志,岩石圈减薄是一个深部地质过程,不像是突发事件。     

腾冲火山区的现代幔源氦释放:构造和岩浆活动意义

深地震测深(DSS)和大地电磁测深(MT)都表明腾冲火山区现今仍存在壳内岩浆囊,但对其数量和空间分布还存在分歧并缺乏全貌性认识。MT探测认为腾冲火山区是一个软流圈上涌和岩石圈减薄区,但对这一减薄区的空间范围还缺乏充分的约束。通过对腾冲火山区及外围大范围温泉逸出气体的分析测试,我们共获得了75个温泉逸出气体的氦同位素³He/⁴He比值数据(部分为前人资料)。利用氦同位素示踪原理,我们研究了腾冲火山区幔源氦释放强度空间分布和时间变化特征,结果发现:腾冲火山区的幔源挥发份释放呈1带3区分布。以³He/⁴He≥1 Ra,幔源氦比例≥15%为界,腾冲火山区的幔源挥发份释放异常区呈整片分布,为一南北走向的条带,南北长100km,东西宽50km。在整片异常区的内部,腾冲火山区的幔源挥发份释放又有强度不同的3个区域:① 中部腾冲县城-热海一带,³He/⁴He比值达到5.5 Ra以上,幔源氦比例达到70%以上,释放强度最强。② 北部曲石一带,³He/⁴He比值达4.5 Ra以上,幔源氦比例达到50%以上,释放强度次之。③ 南部五合-蒲川-新华一带,³He/⁴He比值达2Ra以上,幔源氦比例达到25%以上,释放强度最弱;腾冲火山区幔源挥发份释放强度在不断升高,其中第3个释放区的³He/⁴He比值(Ra)升高速率比前两者明显要大。我们认为:腾冲火山区现今幔源挥发份释放强度的空间分布图象就是该地区软流圈上涌和岩石圈减薄区空间尺度和上涌强度的最直接反映,上涌区(减薄区)的大小大致为南北长100km,东西宽50km;腾冲火山区现今存在3个壳内岩浆囊。第1个岩浆囊位于腾冲县城-热海一带,第2个岩浆囊位于马站-曲石一带,第3个岩浆囊位于五合-龙江-团田-蒲川-新华一带;腾冲火山区3个岩浆囊都在不断受到幔源岩浆的持续补充;第1个岩浆囊集幔源挥发份释放、相对地热梯度、地壳形变和地震活动等异常于一身,活动性最强,是未来腾冲火山最可能喷发的地点,需重点监视。第2个岩浆囊的幔源挥发份释放强度也引人注目,需加强监测。第3个岩浆囊规模大,埋深较浅,幔源挥发份释放增加较快,需引起注意。     

华北地区新生代岩石圈伸展减薄的机制与过程

华北地区可划分出2个岩石圈尺度的构造单元:西面的鄂尔多斯克拉通块体和东部的华北裂谷盆地。华北裂谷由主体的似环状盆地和周边山岭组成,还有大的似环状盆地中央的苏鲁淮山岭。华北裂谷盆地,在古近纪(E)和新近纪(N)—第四纪(Q)时期分别通过主要的纯剪切(pureshearing)和分布剪切(distributedshesring)(均含简单剪切组分)变形机制形成,它们导源于软流圈上涌诱发的巨大岩石圈减薄作用。然而,鄂尔多斯块体周边的断陷盆地带则是通过简单剪切(simpleshearing)变形机制形成,它们导源于鄂尔多斯克拉通块体的隆升和作用于鄂尔多斯南缘的六盘山与来自青藏高原碰撞带的北东向挤压力的联合作用。新生代时期,在快速的岩石圈大幅度减薄的时期内,华北地区东部向东伸展的速率比西部的鄂尔多斯块体大得多,它暗示软流圈物质向东的流动可能主动地拖拉着上覆岩石圈向东移动。可能有3条这样的通道,允许青藏碰撞带下面的软流圈物质向东流动,它们是:(a)高原南部过松潘—甘孜、三江达南海;(b)高原北部经六盘山、鄂尔多斯周边和华北—东北平原达日本海;(c)帕米尔经天山、蒙古西部、贝加尔达鄂霍次克海。