阿拉善北大山地区花岗斑岩岩石成因及构造启示：元素地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素约束

阿拉善地块位于华北克拉通西南部,其早前寒武纪地质演化及板块归属一直存在争议。北大山杂岩作为阿拉善地块少有出露的前寒武纪变质基底,记录了前寒武纪岩浆-变质事件,为上述问题的制约提供了良好的研究窗口。本文对北大山地区次井子花岗斑岩开展系统的岩石学、地球化学、锆石年代学及Hf同位素数据研究。结果表明,岩石具有较高的SiO₂ (73.85%～75.41%)、Al₂O₃ (13.40%～14.19%)和K₂O(3.83%～4.80%)值,较低的Na₂O(2.10%～3.31%)和Fe₂O₃^T (0.93%～1.33%)值。岩石相对富集轻稀土元素而亏损重稀土元素,具有明显的负铕异常(δEu=0.15～0.29),亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,显示高分异I型花岗岩特征。岩浆锆石U-Pb年龄揭示岩体形成于(2035.6±8.4) Ma,锆石ε_Hf(t)值(0.48～7.04)均为正值且变化范围较大,Hf...     

辽北西丰地区宝兴岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及岩石地球化学特征

宝兴岩体位于华北板块北缘陆缘活动带东段,岩性为花岗闪长岩,LA-ICP-MS锆石~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为235.0±1.3Ma,属于中三叠世。岩石的K_2O/Na_2O平均值为1.07,属高钾钙碱性系列;富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有活动陆缘钙碱性岩系特征;稀土元素总量平均值为147×10~(-6),稀土元素配分曲线右倾,属具中等负Eu异常的轻稀土元素富集、重稀土元素亏损型。通过岩石学、岩石地球化学及年代学研究,结合邻区构造演化研究,认为中三叠世研究区在伸展作用下岩石圈进行拆沉,从而形成大规模的岩浆活动。     

华北克拉通东部地壳与地幔盖层结构——长观测距深地震测深剖面结果

利用文登—阿拉善左旗长观测距地震宽角反射/折射剖面东段资料,辩识出4组地壳震相和3组地幔盖层震相.采用二维射线追踪走时反演和正演拟合交替计算方法,得到了包括鲁东隆起和华北裂陷盆地在内的地壳和地幔盖层二维速度结构.研究结果表明:华北裂陷盆地基底深达6km以上,研究区壳内界面C1埋深约15km,C2界面深约25km,Moho面平均埋深约35km.上地壳速度6.0~6.1km·s-1,且横向变化较大;中地壳速度相对均匀约为6.2~6.4km·s-1;下地壳速度为6.5~7.0km·s-1,速度梯度较大.地壳平均速度与隆起和坳陷构造相关.研究区岩石圈底界面一般为75~80km,西端接近太行隆起构造时深至90km左右,向西呈明显加深趋势,地壳厚度呈现相同的增厚特征.地幔盖层上部速度8.0~8.2km·s-1,具明显正梯度特征.岩石圈平均速度在郯庐断裂带附近显著偏低.PmP和PLP震相存在不同程度的复杂性,意味着在本地区Moho界面和岩石圈界面有较为复杂的结构,可能具有一定厚度或过渡带性质.结合其他研究结果认为,地幔盖层和下地壳速度梯度、界面性质差异与华北克拉通破坏相关,意味着破坏是一个渐变、缓慢和不均匀的过程.郯庐断裂带附近的低速应是其为软弱带的证据.     

流变边界层及其对华北克拉通热/地震岩石圈底界差异的意义

二维热传导/对流数值模型显示,纯传导的固体岩石圈与纯对流的流体软流圈之间存在一过渡层,即流变边界层,其间传导与对流共同作用来传递热量.流变边界层厚度主要由软流圈黏性系数(η)控制,而受固体岩石圈厚度及热状态影响很小.随着η从1×1021Pa·s降低至1×1019Pa·s,流变边界层也随之减薄,流变边界层的厚度与lg(η)成正比.流变边界层的存在是造成热岩石圈与地震岩石圈厚度差异的重要因素.全球典型克拉通岩石圈的对比结果表明,地震岩石圈厚度普遍大于热岩石圈厚度,二者的差异多数在70~90km,很好地验证了流变边界层的存在.研究发现二者的差异在华北克拉通自西向东逐渐减小:由西部鄂尔多斯的约80km减少至渤海湾盆地的约20km.反映出华北克拉通岩石圈下部流变边界层厚度自西向东减薄,意味着软流圈黏性系数自西向东逐渐降低.这可能与中生代太平洋俯冲脱水形成的低黏大地幔楔有关,从一侧面印证了太平洋俯冲对华北克拉通破坏的影响.     

根据烈度分布确定华北历史地震破裂区的经验准则及其应用

地震破裂区是地震时沿发震断裂带的同震错动面或破裂面在地表的垂直投影区域,指示了震源断层/破裂的位置与尺度。确定过去长期的强震/大地震破裂区是鉴别地震空区、研究与预测强震危险性的重要基础。对于现代强震,破裂区可运用多种现代技术方法确定,但对于历史强震,破裂区确定的方法需要探索与发展。以华北地区为例,研究利用烈度/等震线资料、结合地震构造与震区地表地质环境等信息确定历史强震破裂区的方法,并开展应用试验。结果表明:研究区现代地震破裂区延伸的烈度区间与极震区烈度、震区环境之间存在密切关系,基于这种关系建立了2条经验准则,可分别用于根据烈度分布确定华北2类震区环境(基岩区和厚层第四纪松散堆积覆盖区)历史强震破裂区的位置与延伸。文中还提出通过综合地震构造、现代小震/余震分布等信息,辅助确定历史强震破裂区横向宽度的思路与途径。作为应用试验,文中确定了5次历史地震的破裂区,结果表明本文发展的经验准则及相应方法适用于华北地区历史强震破裂区的确定。     

贺兰山中段震旦系盖帽白云岩的沉积特征、区域对比及意义

2011年,作者在贺兰山中段腰坝配件厂地区进行1∶5万区域地质调查时发现了震旦系盖帽白云岩,进而研究了其沉积特征、碳氧同位素组成和时代,并与该区紫花沟兔儿坑组白云岩、华南和华北地台南缘相应地层进行对比.结果表明,盖帽白云岩为含陆源细碎屑白云岩,与兔儿坑组白云岩相近;其δ13C值为-4.7‰～0.79‰,且自下而上呈下降趋势;其时代与华南震旦系下、中部相当,与华北地台南缘震旦系罗圈组的沉积特征和古地理环境相近;与全球Gaskiers冰期有相关性.这对华北地台的古构造、古地理、古气候及动物演化“源头”的研究有重要意义.     

“华北克拉通破坏”重大研究计划共享数据库及其科学意义

在国家自然科学基金"华北克拉通破坏"重大研究计划支持下,在华北克拉通开展了宽频带地震流动台阵观测和人工源地震剖面探测,以及与克拉通破坏相关的地质和地球化学观测实验研究,产生了多种类型的海量地学观测数据.为了统一管理和充分利用这些宝贵的观测数据,建立了共享数据库系统.该系统基于Oracle大型数据库技术、ArcGIS技术和现代网络技术进行设计,采用成熟的B/S结构并遵循J2EE的MVC三层架构模式以Java语言进行了开发.系统实现了对相关观测数据的汇集、管理、处理和共享服务功能,提供了基于Internet的方便快捷的检索下载,以及基于WebGIS的图形化服务."华北克拉通破坏"重大研究计划共享数据系统的建立和数据共享,将有利于科学观测数据的深入挖掘和多学科综合研究,对实现该计划提出的研究目标及相关地学研究都具有重要的科学意义.     

鲁西地区馒头组下部滑塌堆积的地质特征及其意义

华北地台馒头组以干热气候条件下的陆源细碎屑岩为主夹碳酸盐岩组成,角度不整合于太古宙泰山群之上。济南仲宫镇的馒头组底部,为厚度约 4m的滑塌堆积。岩块由灰岩和细碎屑岩组成,基质为粉砂岩。岩块内部的构造变形样式及基质中的斜层理表明,寒武纪华北地台曾存在古斜坡和构造隆升作用是诱发成岩作用过程中滑塌堆积形成的重要机制。馒头组中滑塌堆积的发现和研究,有利于进一步认识华北地台古生代古地貌、沉积环境以及古潜山的形成和演化,从而为华北地台古生代含油气盆地和古潜山的研究以及油气资源勘探提供借鉴。     

河南省华北陆块南缘铅金成矿系统

华北陆块南缘是我国重要的多金属成矿带之一,可划分为两个成矿集中区:小秦岭-熊耳山金成矿带和栾川陆缘凹陷钼、钨、铅、锌成矿带.在其演化过程中形成不同的成矿系统,与铅成矿带有关的成矿系统为中新元古代拉张构造体制被动陆缘成矿系统:MVT型铅锌成矿系列和Sedex型铅锌成矿系列;中生代陆内碰撞成矿系统:与岩浆岩有关的热液充填交代型铅锌成矿系列.与金成矿带有关的成矿系统为古元古代古陆核边缘成矿系统:小秦岭石英脉型金矿成矿系列;中新元古代拉张构造体制被动陆缘成矿系统:熊耳山蚀变岩型金矿成矿系列.     

卡斯卡迪亚古陆俯冲带上的间歇式颤动和滑动: 静滑动的嘟囔声

我们在曾一度被认为很平静,具有独特非地震活动特征的地区,北卡斯卡迪亚古陆俯冲带下部界面上观测到一些重复发生的慢滑动事件。颤动式地震信号在时空上与过去6年里连续的地壳运动数据中识别出来的滑动事件相关。在滑动间隔期内,颤动活动小到几乎不存在。我们称这一相关的颤动和滑动现象为“间歇性颤动滑动(ETS)”,并认为ETS活动可用于卡斯卡迪亚古陆大型俯冲地震带应力聚集的实时监测。