关于发展洋板块地质学的思考

为揭示造山带物质组成和结构构造,发展洋板块地质学,阐明大陆形成演化过程和动力来源,应用板块构造理论和地质学方法,对造山带俯冲增生杂岩带、蛇绿岩带等大洋岩石圈板块地质建造、结构构造进行系统研究,寻找俯冲带岛弧前弧火成岩组合;研究洋板块初始俯冲过程中,从前弧玄武岩到玻安岩、高镁安山岩,再到弧拉斑玄武岩和钙碱性熔岩的岩浆作用分阶段递进演变历史,以揭示洋盆向大陆转化的原始弧性质和前弧火成岩组合及洋陆转换过程,为建立和发展洋板块地质学奠定科学基础.     

兴蒙造山带的基底属性与构造演化过程

为了解兴蒙造山带基底属性和多个构造体系演化与叠加历史,系统总结了近年来在基础地质研究中取得的新成果,并利用这些成果讨论了兴蒙造山带的基底属性与演化历史.兴蒙造山带是指我国东北地区古生代构造作用影响的地区,这些地区也遭受了中生代构造作用的叠加与改造.兴蒙造山带主要由微陆块和其间的造山带组成.虽然传统上认为属于前寒武纪结晶基底的地质体主要已解体为古生代和早中生代,但随着新太古代和古元古代地质体的相继发现,以及新生代玄武岩中幔源古元古代橄榄岩包体的发现,可以判定兴蒙造山带内微陆块应具有古老的前寒武纪基底,并且壳幔是耦合的.微陆块内部地壳增生以垂向增生为主,且主要发生在新元古代和中元古代,以及次要的新太古代和古生代.相反,陆块间造山带或岛弧地体的陆壳则以侧向增生为主,且主要发生在新元古代和古生代.额尔古纳地块与兴安地块的拼合发生在早古生代早期;兴安地块与松嫩地块的拼合发生在早石炭世晚期;松嫩地块与佳木斯地块的拼合发生在早古生代晚期,中生代早期又经历了裂解与再闭合的构造演化过程;华北克拉通北缘增生杂岩带与北方微陆块群的最终拼合发生在晚二叠世-中三叠世,古亚洲洋的最终闭合发生在中三叠世,且为剪刀式闭合.晚古生代晚期蒙古-鄂霍茨克大洋板块南向俯冲作用的发生以及早中生代(三叠纪-早侏罗世)的持续南向俯冲,控制了大兴安岭-冀北-辽西地区的岩浆活动,蒙古-鄂霍茨克大洋的闭合发生在中侏罗世,晚侏罗世-早白垩世主要表现为闭合后的伸展环境.古太平洋板块中生代的俯冲起始时间为早侏罗世,晚侏罗世-早白垩世早期东北亚陆缘主要表现为走滑的构造属性和陆缘地体从低纬度到高纬度的构造就位过程,早白垩世晚期-古近纪岩浆作用的向东收缩揭示了古太平洋板块的持续俯冲和俯冲板片的后撤过程,古近纪晚期日本海的打开标志着东北亚陆缘从活动陆缘已经转变为沟-弧-盆体系,并且标志着东亚大地幔楔的形成.     

罗迪尼亚超大陆聚合在华南陆块北缘的镁铁质岩浆岩记录

超大陆的聚合必然伴随着从大洋俯冲、弧陆碰撞到陆陆碰撞等一系列板块汇聚和造山过程,这些不同阶段的俯冲和汇聚过程会产生不同特征的岩浆岩记录.华南陆块是新元古代罗迪尼亚超大陆的重要组成部分,在这个超大陆聚合过程中有格林维尔期洋壳俯冲及其伴随的壳幔相互作用.总结了华南陆块北缘记录的罗迪尼亚超大陆聚合不同阶段发生的岩浆活动,比较了其产物的地球化学特征,探讨了它们对应的构造环境.华南陆块北缘900~950 Ma的岩浆活动产物以镁铁质岩浆岩为主,伴随有少量斜长花岗岩,为洋壳俯冲作用的产物.当洋壳俯冲到大陆边缘之下形成安第斯型俯冲带,古老陆源沉积物也被携带进入俯冲带,由此部分熔融产生的含水熔体交代上覆地幔楔形成极度富集的造山带岩石圈地幔,其在新元古代中期发生部分熔融形成具有极负锆石ε_Hf（t）值的镁铁质岩浆岩.因此,在罗迪尼亚超大陆聚合过程中地幔楔被交代形成镁铁质-超镁铁质交代岩,其中一部分在俯冲阶段就发生部分熔融形成大洋弧或大陆弧镁铁质岩浆岩,另一部分在俯冲之后由于大陆裂断引起造山带岩石圈拉张使其与上覆地壳一起部分熔融形成双峰式岩浆岩.      

祁漫塔格造山带——青藏高原北部地壳演化窥探

祁漫塔格是东昆仑造山带的一个分支,位于青藏高原中北部,夹持于柴达木盆地和库木库里盆地中间,向西被阿尔金走滑断裂错段。从元古代到早中生代,由于受到多期、多阶段大洋俯冲和关闭影响,导致不同地体间发生碰撞拼贴和大陆增生过程,并由此引发一系列的岩浆事件。祁漫塔格造山带内发育新元古代花岗岩(1000~820 Ma)是对Rodinia超大陆形成的响应。以阿达滩和白干湖逆冲断裂为界,划分为南、北祁漫塔格两地体。北祁漫塔格地体作为活动大陆边缘,发育大量的早古生代与俯冲有关的花岗岩和VA型蛇绿岩;南祁漫塔格地体最初为洋内俯冲形成的原始大洋岛弧,发育早古生代SSZ型蛇绿岩、岛弧拉斑玄武岩和钙碱性火山岩。随着持续俯冲,年轻岛弧伴伴随地壳加厚转变为成熟岛弧。南、北祁漫塔格地体间的碰撞(弧-陆碰撞)可能发生在晚志留世(422Ma),并持续到早泥盆世(398Ma)。在此期间(422~389Ma),南祁漫塔格地体内发育一系列同碰撞型花岗岩;北祁漫塔格地体内发育一系列的大洋岛弧花岗岩。南祁漫塔格作为外来地体,碰撞拼贴对于大陆边缘、大陆增生意义重大。之后,南、北祁漫塔格地体进入后碰撞环境并发育一系列板内花岗岩。此外,伸展导致造山带垮塌,发育中泥盆统磨拉石建造。碰撞使得海沟后退,海沟阻塞导致俯冲减弱甚至停止,因而产生了石炭-二叠纪(357~251 Ma)岩浆活动缺口。古特提斯祁漫塔格洋的最终关闭可能始于晚二叠世,使得库木库里微板块拼贴于大陆边缘;碰撞抬升导致缺失上二叠统-中三叠统地层。早中三叠世(251~237 Ma)由于碰撞,俯冲大洋板片回转,之后断离,软流圈地幔物质沿岩石圈地幔通道上涌,使得新生下地壳部分熔融;到了晚三叠世,大规模岩石圈地幔和下地壳物质拆沉,导致古老地壳物质发生熔融,形成了一系列后碰撞背景下的钙碱性和碱性花岗岩。     

台湾地区弧-陆碰撞控制的海相前陆盆地

依据现有的地震、钻井和野外地质资料,综合前人关于台湾地区板块相互作用、区域大地构造、岩浆活动、弧-陆碰撞过程、沉积盆地、层序地层等方面的研究成果,本文比较系统地论述了台湾地区弧-陆碰撞过程中的盆地特征及演化规律,认为约15 Ma以吕宋岛弧带为主的弧-陆碰撞对盆地样式和盆地演化产生了重大影响,自东向西,分别形成海沟、沟-坡盆地、弧前盆地、弧内盆地和弧后海相前陆盆地。弧后海相前陆盆地为台湾碰撞带最大的沉积体系,是前陆盆地发育的早期阶段,之前还经历了陆缘断陷盆地阶段和被动大陆边缘盆地阶段。研究区沉积物从源到汇的搬运过程中,盆地的沉积与构造之间的时间存在明显滞后。9~6 Ma期间,吕宋岛弧形成;晚上新世(3 Ma),台湾海相前陆盆地的沉积环境、沉积相、物源等才发生显著变化,沉积物源方向由被动大陆边缘盆地期的向SE倒转为向SW,盆地沉积与构造运动之间滞后时间长达3~6 Ma,远大于一般认为的0.1~1 Ma。沉积物沿年轻造山带走向搬运、基底沉降导致近物源区粗碎屑物质的沉积、整个搬运体系中沉积物的局部保存与释放等因素可能是导致时间滞后的主要原因。     

滇西北红山—红牛铜矿成矿物源:矿物学和稳定同位素约束

本文研究了中甸弧南段红山—红牛铜矿主要夕卡岩矿物石榴石和辉石成因矿物学特征,显示矿区石榴石为钙铁-钙铝石榴石系列,早期多为钙铁榴石,晚期为钙铝榴石。矿区部分石榴石在背散射光下可以观察到明显的环带结构,钙铝榴石和钙铁榴石含量差别越大环带越明显。矿区辉石主要为次透辉石和少量的透辉石,表明夕卡岩早期成矿流体为高温、酸性和高氧逸度环境。矿区黄铁矿强富铁亏硫且Co/Ni1,黄铜矿S、Fe和Cu含量较稳定只含有少量的C、Ni和Se,均指示为高温岩浆热液成因。金属硫化物34S众值出现在3.8‰~5.6‰,同时代的石英二长斑岩34S在4.7‰~7.8‰,表明硫主要来自石英二长斑岩。金属矿物和石英二长斑岩铅同位素特征表明,铅主要来自上地壳。石榴石δ~(18)O_(V-SMOW)=6‰~8.8‰,成矿流体δ~(18) OH_2O=4.6‰~7.8‰,反映成矿流体主要来自岩浆热液,且成矿流体存在明显的沸腾作用。夕卡岩矿体中的方解石和围岩方解石C-O同位素研究,指示块状硫化物中的方解石来自岩浆流体,含有硫化物细脉的围岩大理岩中的方解石来自围岩的再结晶作用。     

南海北部陆坡气泡羽状流的发现:多波束水体数据

利用2016年在南海西北部陆坡琼东南海域采集的多波束水体数据,发现了海底气体渗漏至海水中形成的羽状流。在多波束数据上, 羽状流成火焰状,直径大约为30~50 m,从1 380多米的海底延伸至大约650 m的深度,高度超过700 m。在经过羽状流的浅剖剖面上,存在显示浅层气存在的声学空白区域,并识别出断裂和裂隙区域,但在水体中并无明显的异常。这可能是由于浅剖数据的分辨率不够未能捕捉到水体异常,或者气体渗漏具有间歇性。该海域存在明显的似海底反射显示,气体渗漏可能与水合物系统之间存在复杂的相互作用。由于缺乏经过羽状流的多道地震数据,难以对羽状流的形成机制进行进一步的推测。南海北部陆坡羽状流的发现对于理解被动大陆边缘的甲烷渗漏机制、水合物的形成与分解具有重要的意义。     

华北陆块东南缘徐淮推覆-褶皱带构造变形特征研究

文章对华北陆块东南缘徐淮推覆-褶皱带构造变形特征进行了研究。研究表明,该带经历了两期构造变形,早期为推覆-褶皱变形,伴有局部的左旋走滑,晚期为早白垩世的区域伸展与闪长玢岩、二长闪长玢岩的侵入,岩浆结晶年龄为131~135 Ma。根据80多口煤田钻井和有关地球物理资料,将徐淮推覆-褶皱带划分为三个亚带,分别是:(1)变质结晶基底:靠近郯庐断裂带,大部分被第四系覆盖,零星出露古元古代片岩、片麻岩等;(2)推覆-褶皱带:由中、新元古代—奥陶纪期间沉积的碳酸盐岩夹碎屑岩和石炭纪—二叠纪期间沉积的含煤碎屑岩组成,厚2600 m;(3)推覆前缘带:为晚古生代大型煤田的赋存区。推覆-褶皱带底部以一个大型拆离断层与古元古代结晶基底接触。所有前中生代岩层都被卷入了一个上地壳层次的强烈推覆和褶皱变形,属于脆性变形构造,构成徐淮推覆-褶皱带;其上被近水平展布的早白垩世陆源碎屑岩、火山岩和晚白垩世—古近纪红层不整合覆盖。本文鉴定出了6~7个不同规模的拆离断层,它们具有犁式形态,向下产状渐趋平缓,归并到一个主拆离断层上。几何学研究表明,主拆离断层的根部在东侧,紧邻郯庐断裂带。还鉴定出了6套非能干岩层,由泥岩、粉砂岩、石膏层组成,其厚度与推覆规模呈正相关关系。断裂上盘底部为能干岩层,下盘顶部为非能干岩层。区内存在数个千米规模的飞来峰构造,其底部为低角度逆断层,断层之上为一到数个构造岩片,各岩片之间以次级断裂为界。台阶状逆断层(由断坡、断坪复合而成)、叠瓦状逆断层和断层相关褶皱(断层转折褶皱和断层传播褶皱)构成了徐淮推覆-褶皱带构造变形的最显著特征。其缩短量从20.6 km到29.6 km,缩短率为43.6%~46.4%。结合区域地质的综合分析,认为这种强烈的缩短-增厚变形是早中生代华北陆块东南缘的上部地壳朝SE朝苏鲁造山带和大别造山带下冲的产物。     

无人值守GPS站点远程监控系统

设计了一套完整的GPS站点远程监控系统,包括：GPS接收机设备系统、交直流电源系统、网络设备系统、机房环境系统4个方面的实时联网监控,实现对无人值守GPS站点内统一远程监控和管理。对实时监控站点中出现的突发故障及隐患,远程管理人员能够实时发现、及时解决。该系统适应于单个站点或多个联网站点集中监控,同时也适应于基准网、基本网、区域网等多种网络环境。