从地壳上地幔构造看大陆碰撞带岩石圈的克拉通化

本篇讨论超级大陆汇聚后逐渐变为克拉通或扩大克拉通的作用过程,即指经及大陆碰撞地体汇聚后新形成的大陆块逐渐转变为刚性克拉通的作用过程。增生大陆岩石圈的克拉通化的作用后果,包括大陆地壳密度的增加,岩石圈地幔的增厚和大地热流值的下降,使大陆岩石圈逐渐刚性强化。大陆碰撞后形成的大陆块必须经过克拉通化的过程,才能逐渐成为刚性克拉通。作用过程主要包括:①上地壳沉积碎屑岩石结晶岩化和中地壳岩石角闪岩化;②下地壳岩石基性化;③大陆碰撞带下凹莫霍面的磨平;④岩石圈地幔底侵加厚形成陆根。从大陆碰撞带转变为克拉通的过程也是岩石圈地幔不断增厚而地壳缓慢变硬变冷的过程。这个过程包含以下作用:区域变质作用,交代作用和岩石圈幔源岩浆的底侵。这个过程时间尺度比碰撞造山作用大一个级次。长期的底侵作用使地壳岩石密度和强度不断加大,改变岩层的矿物成分和局部结构。当大陆岩石圈克拉通化到一定程度之后,由于下方软流圈的热能供应逐渐减缓,使岩石圈地温梯度缓慢下降,最终结果会形成大陆根。由于显生宙大陆碰撞带岩石圈强度弱,大陆碰撞时更容易造成岩石圈变形,因此大陆碰撞的板内效应主要发生在大陆内的显生宙碰撞带。显生宙大陆碰撞带如果再次受到大陆碰撞板内效应的作用,其克拉通化的过程必然会推迟。     

TTG岩套的成因及其形成环境

TTG岩套是一类包含了三种岩性的岩石组合,即英云闪长岩(tonalite)—奥长花岗岩(trondhjemite)—花岗闪长岩(granodiorite)。TTG岩套的规模在太古宙最大,是早期陆壳的主体且在各地质历史时期均有发育。该岩石组合是岩石学定名,多数样品的地球化学特征相似:富Na,高Al2O3(平均15%),低Mg、Ni、Cr,富集LREE、亏损HREE、高Sr、低Y、低Yb且无明显的负Eu异常。其微量元素特征与Adakite(高锶低钇中酸性岩,"埃达克岩")类似。目前多数学者认同其为变玄武质岩石部分熔融后的熔体,主要争论在于其源岩的变质程度。笔者认为TTG岩套的源区不应局限于某个变质相,而是涵盖了较大的P—T范围。对于其形成环境的探讨,笔者认为应该以地球演化不同时期的地球动力学背景为前提,盲目地"将今论古"是不合理的。本文在总结前人研究成果的基础上提出3.8Ga之前的TTG岩套可能是在板块构造未启动的非俯冲条件下形成的;3.8~1.9Ga的TTG岩套产生在发育俯冲式板块构造且板块构造具有间歇式特点的背景下,此时可能既存在非俯冲环境下产出的TTG岩套也存在俯冲环境下产出的TTG岩套,而且其产出应该具有幕式特征;古元古代之后的TTG岩套可能无一例外均是俯冲板片熔融的产物。     

北冈底斯带日土县-拉梅拉山口花岗岩体的岩石地球化学特征、锆石U-Pb测年及Hf同位素组成

对西藏西部日土县城以南-拉梅拉山口一带的花岗岩体开展了详细的岩相学、岩石地球化学和锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究。所有样品铝饱和指数A/CNK集中在0.76~1.0之间,为准铝质类型。CIPW标准矿物组合为Q+Or+Ab+An+Di（或C）+Hy。在稀土元素配分图中呈现出右倾缓倾斜型的特征,轻稀土元素富集并出现较强的分馏作用,重稀土元素无分馏-轻微分馏。δEu在0.56~0.99范围之间,属于铕亏损型。大离子亲石元素出现分化,富集Rb、Pb、Th而亏损K、Ba,高场强元素Nb、Ta、Ti等明显亏损。获得钾长花岗岩、二长花岗岩及花岗闪长岩中岩浆结晶锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为：79.4±0.4Ma、 81.0±0.5Ma和81.3±0.5Ma,结合锆石稀土元素和岩浆振荡环带特征及Th/U比值,上述年龄结果可代表岩石的结晶年龄,表明该套岩体为晚白垩世侵位的大型岩基。两件样品的锆石均具有正的Hf同位素初始比值ε_Hf（t）,两阶段Hf模式年龄（t_DM2）分别介于547.5~658.0Ma、523.4~710.2Ma之间。分析认为该套岩体的物质来源应该为富角闪石的下地壳,可能为幔源岩浆首先侵入到地壳基底岩石中形成新生地壳,然后在温度约为700~800℃之间、压力<8kbar且富含流体的影响下,这种既有新生地壳又有古老基底地壳构成的混合地壳发生部分熔融而形成。这一结论与野外宏观露头上岩体中大量发育暗色微粒包体等直接岩石学证据相佐证。结合区域构造演化及岩体所处的大地构造位置,该套花岗岩体应该形成于洋壳闭合时的碰撞造山过程,其形成与侵位与北侧班公湖-怒江结合带的构造演化有成因上的联系,是班公湖-怒江特提斯洋向南的俯冲碰撞的产物。     

从洋壳俯冲到陆壳俯冲和碰撞：来自羌塘中西部地区榴辉岩和蓝片岩地球化学的证据

羌塘中部晚三叠世低温/高压变质带是目前青藏高原内部延伸规模最大的高压变质带,但大量关键高压变质岩石出露地区地球化学资料匮乏,严重制约了对高压变质带原岩建造以及构造演化的全面认识。本文以羌塘中西部地区尚无地球化学资料的果干加年山榴辉岩和红脊山蓝片岩为研究对象,进行了系统的地球化学以及原岩恢复工作。研究表明,果干加年山榴辉岩呈透镜状产于围岩石榴石多硅白云母片岩和少量大理岩中,其原岩为亚碱性玄武岩,具有较低的稀土总量(∑REE=51.19×10-6~59.43×10-6)和轻稀土亏损的特征[(La/Yb)N=0.59~0.70],不具有Nb、Ta、Ti的亏损,与典型的N-MORB特征一致,暗示其原岩可能来源于亏损的地幔源区,形成于洋中脊环境。红脊山地区基性蓝片岩的原岩为碱性玄武岩-亚碱性玄武岩,具有高的TiO2(2.97%~4.14%)和P2O5(0.29%~0.48%)含量,富集轻稀土元素[(La/Yb)N=6.10~11.6]和高场强元素,地球化学特征类似于OIB。但是这些基性蓝片岩与大量的陆源碎屑岩伴生产出,且具有明显的硅铝质上地壳物质混染的特征,与南羌塘地区二叠纪大陆板内基性岩墙的产出特征以及地壳混染特征一致,可能是其俯冲消减的产物。通过本文研究结果并结合区域内已识别出的E-MORB型洋壳和洋岛/海山物质深俯冲的证据,我们认为羌塘中部晚三叠世高压变质带以洋壳物质深俯冲为主,同时亦保留了部分陆壳物质俯冲的证据,暗示大洋向北俯冲消减结束之后,又牵引至少一部分南羌塘北缘陆壳物质经历了随后的俯冲过程。     

内蒙古苏布格塔蓝闪石片岩基本特征及成因分析

苏布格塔蓝闪石片岩赋存于奥陶纪哈拉哈河组地层中,岩石组合类型多样,据蓝闪石光学特征及电子探针分析结果,认为本区的蓝闪石属铁蓝闪石。蓝闪石片岩的标型矿物组合以蓝闪石+绿帘石+阳起石+多硅白云母+榍石为特点,由泥质碎屑岩变质重结晶形成,原岩形成环境为大陆边缘海盆地。其变质成因,属于与板块运动有关的区域低温中高压动力变质作用形成。     

喀纳斯：镶嵌在亚欧板块的明珠

＂喀纳斯＂在蒙古语中意为＂美丽富饶、神秘莫测＂。 喀纳斯湖位于布尔津县境北部,距县城150公里,湖面海拔1374米,面积44.78平方公里,是一个坐落在阿尔泰深山密林中的高山湖泊,比著名的博格达天池整整大10倍,湖水最深处达188.5米,是中国唯一的北冰洋水系。     

利用断层应力积累探讨大地震发生的地点——以日本2011年东北9级大地震为例

大地震在哪里发生是地震预报首先要解决的问题.利用反演GNSS观测数据得到的2011年日本东北9级大地震前7年(2004-2010年)断层上的应力变化,我们发现了这次地震断层的孕震区.为了进一步研究该孕震区的演化过程,本文继续反演这次大地震在1997-2003年间的断层应力变化过程.通过这两期的反演工作,我们看到,在这1...     

分析昆明GPS站相对欧亚板块的运动

利用国际联测和综合处理 ,得到昆明GPS站地壳形变速率每年以( -4 .3± 0 .5)mm下沉趋势 ,水平分别以 3 7.5mm ,方位 1 47°± 1 .°5运动。利用最新国际地球自转服务 (IERS)发布的国际地球参考架ITRF2 0 0 0速度场 ,建立最新反映全球板块模型 ,基于最新的ITRF2 0 0 0地球参考架和欧亚板块的欧拉矢量 ,估计得到昆明站的地壳垂直形变速率为每年 -0 .0 1mm呈下降趋势 ,水平形变速率为每年 ( 8.1± 0 .2 0 )mm ,方位 1 3 7°± 1 .°5;并进一步分别基于几百万年地质地磁模型NNR -NUVEL1A和ITRF96、ITRF97模型的欧亚板块的欧拉矢量 ,得到较一致的结果 ,说明全球板块运动稳定性与模型的可靠性。本文基于不同板块模型分析了昆明GPS站相对于欧亚板块运动     

A New Model of Lithosphere Deformation Beneath the Okinawa Trough Based on Gravity Data

The Ryukyu trench-arc system can be divided into two types according to its subduction model. The normal subduction in the northern part of the Philippine Sea plate creates a hinge sedimentary wedge with large deformation at the collision front, while the oblique subduction in the southern part gives rise to a smaller accretion with small deformation than that in the northern part. The mechanisms that cause the distinction between these two types have been analysed and calculated by using gravity data based on the lithosphere rheology and the stress state of the lithosphere in the subduction boundary. The two types of subduction model are associated with the internal extension in the southern Okinawa Trough and the small extension in the northern part. The difference of the stress state between the two types of subduction model is also manifested in other tectonic features, such as topography, volcanic activity and crust movement. Modeling bathymetric and gravity data from this area suggests that the oblique subduction of low angle, together with smooth geometry of the overlying plate crust, results in small stress released on the south of the trench by the subduction plate. The intraplate faults in the southern Okinawa Trough behind the trench stand in surplus intensive stress. On the other hand, the normal subduction of high angle, together with strong undulation geometry of the overlying crust, results in more intensive stress released in the northern Ryukyu Trench than that in the south. The intraplate faults in the northern Okinawa Trough behind the northern Ryukyu Trench stand in small stress.     

ILS系统的极原点及其测站的长期漂移

本比较了1962.0－1979.0期间ILS和BIH的地极座标，求出了ILS的极点及其纬度观测站对于BIH系统在此期间的长期漂移，结果表明ILS 极原点对于BIH系统存在约0″.0013/年向西经约83.°4的长期漂移，但ILS极原点的长期漂移主要是极性的。