中国大陆地壳“镶嵌与叠覆“的结构特征及其演化

初步探讨了中国大陆地壳“块带镶嵌多层叠覆“的结构特征和多阶段的构造演化过程.中国大陆地壳新元古代中期以来的一级构造单元有中朝、塔里木、扬子、敦煌4个陆块和中央、西北、东北、西南、东南5个造山区(带).中朝陆块的形成源于古元古代期间发生的古大陆裂解;扬子、塔里木和敦煌陆块的形成源于新元古代早期发生的古大陆裂解.西北造山区的形成源于古生代晚期洋盆关闭、大陆碰撞并叠加新生代陆内再造山;东北造山带的形成过程包括古生代碰撞造山及中生代增生、碰撞造山;中央造山带至三叠纪大陆碰撞才最后形成并叠加有新生代再造山;东南造山带的形成经历了古生代至新生代的多次造山作用;西南造山带主要是中-新生代造山作用的产物.这些单元都具有“块带镶嵌多层叠覆“的结构特征和多阶段构造演化的特点.中国大陆地壳的形成与演化可以划分为太古宙-古元古代、中元古代-新元古代早期、新元古代中期-古新世和始新世以来4个构造阶段,每个阶段都对应不同的超大陆裂解-聚合旋回.其中新元古代中期以来的地壳形成演化与全球洋陆格局中的古亚洲洋、古特提斯洋、古太平洋、特提斯洋和太平洋5个动力学体制有关,相应地可以归结为古亚洲、古特提斯、古太平洋、特提斯和太平洋5个造山域.正是这些多阶段的超大陆裂解-聚合旋回及多个构造体制的叠加,形成了中国大陆地壳“块带镶嵌多层叠覆“的结构特征.     

柴北缘托莫尔日特滩间山群碎屑岩组的沉积环境与构造背景分析SCIEI北大核心CSCD

柴北缘构造带断续出露的寒武-奥陶纪滩间山群火山-沉积岩系是早古生代时期原特提斯洋俯冲造山作用的产物,也是中国西部块状硫化物和造山型金矿床的重要含矿岩系。前人已对滩间山群火山岩组开展了大量的地球化学和同位素年代学研究,而碎屑岩组的沉积序列和沉积相研究相对薄弱。我们在柴北缘托莫尔日特地区地质填图过程中,对该地区的滩间山群碎屑岩组开展了系统的沉积组合序列和沉积相研究。托莫尔日特地区滩间山群碎屑岩组是由富含火山碎屑物质的含砾砂岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、沉凝灰岩、硅质凝灰岩、硅质岩及少量砾岩共同组成。可分为下岩性段和上岩性段,其中下岩性段为一套形成于海底扇外扇环境以沉凝灰岩为主的沉积组合;上岩性段包含海底扇内扇、中扇和外扇沉积,且以中扇环境的沉积为主。垂向上,它们呈现出粒度向上逐渐变细特征;空间上,具有向北西方向火山物质成分逐渐增多、砾岩和砂岩厚度变薄且砾岩消失的变化特征。砂岩主要为岩屑长石杂砂岩,其中岩屑主要是安山岩和少量玄武岩、英安岩、凝灰岩;长石主要为斜长石;石英碎屑相对缺失。砾岩中砾石以安山岩和硅质岩为主,并含有少量灰岩和凝灰岩砾石。底冲刷面、正粒序、平行层理和波纹层理等沉积构造普遍发育,呈现出典型的浊流沉积特征;同时在局部露头见有滑塌构造和波痕。区域上,这套沉积组合序列位于寒武-奥陶纪岛弧火山岩的南侧;古水流分析显示,它们的碎屑物质主要来自于其北东方向。这些结果表明,柴北缘构造带东段的滩间山群碎屑岩组是一套成熟度极低且与寒武-奥陶纪岛弧火山活动密切相关的沉积组合。     

湖南仁里稀有金属矿田36号伟晶岩地球化学特征、成矿时代及其意义

位于幕阜山岩体西南缘的仁里稀有金属矿田是近年来华南地区新发现的一处重要花岗伟晶岩型稀有金属矿产地,铌钽矿体赋存于岩体内外接触带伟晶岩中,具有明显成矿分带性.文章选取仁里矿床岩体内接触带36号伟晶岩脉为研究对象,开展伟晶岩的地球化学及云母Ar-Ar年代学研究,探讨其与花岗岩围岩成因关系及岩体内接触带伟晶岩的成岩成矿时代,以丰富仁里矿田稀有金属成矿作用研究.研究表明,36号伟晶岩具高硅(w(SiO2)为72.87％～76.21％)、高铝(w(Al2O3)为13.69％～15.14％)、低钙镁铁、相对富碱(w(Na2O+K2O)为6.59％～8.33％)、(高钾)钙碱性及过铝质特征;微量元素总体富集Nb、Ta、Hf、U等高场强元素(HFSE),相对亏损Ba、Sr等离子亲石元素(LILE);稀土元素总量(ΣREE)13.95×10-6～71.63×10-6,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,具壳源特征.白云母Ar-Ar坪年龄为早白垩世(136.6±1.4)Ma,成矿作用发生于仁里矿田稀有金属大规模成矿的早阶段.地球化学及矿物学特征显示,36号伟晶岩与花岗岩围岩具有良好的演化关系,结合野外观察现象及成岩年龄,认为36号伟晶岩为花岗质岩浆侵位后残余岩浆结晶分异的产物,母岩为中粗粒片麻状黑云母二长花岗岩.     

西藏雅鲁藏布江缝合带中段仁布豆荚状铬铁矿成因及构造意义

藏南雅鲁藏布江缝合带为目前国内铬铁矿储量最大的缝合带.本文报道了缝合带中段仁布蛇绿岩的豆荚状铬铁矿床,围绕矿床特征开展成因探讨,对缝合带的形成演化和成矿作用提供新制约.仁布蛇绿岩呈近东西走向带状产出,主要由近30个大小不等的地幔橄榄岩体组成.地幔橄榄岩体主要为经历不同程度蛇纹石化的方辉橄榄岩和少量纯橄岩.在纯橄岩和方辉...     

甘孜—理塘蛇绿混杂岩带中段理塘地区混杂岩物质组成及其洋盆演化史

理塘混杂岩位于甘孜-理塘蛇绿混杂岩带中段新龙县-理塘县一带,其内部保存有完整的混杂岩系,包括蛇绿岩残片、洋岛残块、洋内弧残块、复理石建造、裂谷残片、高压变质岩等,是恢复和反演甘孜-理塘洋盆演化的理想地区。在总结前人研究的基础上,结合笔者近年来的研究成果,详细阐述了理塘混杂岩的物质组成、构造环境及形成时代,进一步约束了甘孜-理塘洋盆的时空、性质以及演化历程。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,甘孜-理塘混杂岩带内蛇绿岩年龄为（346±17）Ma、（286.2±5.1）Ma、（219.5±2.2）Ma、（216.1±2.3）Ma,洋岛年龄为（271±10）Ma、（245.1±1.5）Ma、（211.8±1.8）Ma,在侏罗纪瑞环山组粉砂岩夹层中测得碎屑锆石最新年龄为（196±3）Ma,结合大量的古生物化石鉴定结果,分析认为理塘混杂岩最早的年龄记录可追溯至中泥盆世,最晚可延至早白垩世,是甘孜-理塘洋盆中泥盆世-早白垩世连续演化的记录。综合以上研究成果,笔者还大致建立了甘孜-理塘洋盆晚古生代-中生代的演化过程模式。     

色那金矿石英二长闪长岩锆石U-Pb年龄与地球化学特征及其对成矿背景的约束

色那金矿是西藏多龙矿集区内发现的一个浅成低温热液型金矿点,其成岩成矿时代一直缺乏精确的年代学约束。对该金矿石英二长闪长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、主-微量元素分析和Sr-Nd同位素组成研究,首次获得了多龙矿集区色那金矿赋矿岩石的成岩时代。石英二长闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（122.0±1.8）Ma,代表岩浆的结晶年龄。石英二长闪长岩具低硅（57.26%~58.88%）、高铝（16.58%~17.50%）、富镁（2.65%~2.98%）特征,铝饱和指数（A/CNK）为0.93~1.09,富集轻稀土元素（LREE/HREE=6.28~7.25）,δEu为0.85~1.05,富集大离子亲石元素Rb、U、La、Sr、Sm,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf等,相对于原始地幔具高Sr\[(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.705 023~0.705 453\]、低Nd\[ε_Nd(t)=-0.18 ~ 2.43\] 的同位素组成和古老的Nd同位素二阶段模式年龄（T_DM2=0.78~1.03 Ga）,属于偏铝质-过铝质岛弧型花岗岩。多龙矿集区色那金矿早白垩世末岩浆活动与成矿作用很可能是班公湖-怒江洋向北俯冲诱发洋壳物质部分熔融,并有少量俯冲沉积物（3.1%~5.1%）和幔源岩浆参与部分熔融混合形成母岩浆,再经一定程度的分异结晶作用和接触交代作用而形成。     

地下水硝酸盐污染的同位素研究进展

土壤原生氮、无机化肥和动物粪便等氮源中15N富集程度存在差异,使得利用稳定同位素N(δ15N/14N)能有效识别地下水中NO3-的来源。但N不是一个稳定的示踪剂,地下水中NO3-的δ15N是N源的初始δ15N值、后期进入含水层的迁移路径中和地下水流运动途径中不同形态的N之间相互转化过程,如矿化、吸附、硝化和反硝化作用,发生的同位素分馏作用后的综合反映。利用地下水中NO3-的δ15N确定其来源必须首先确定分馏作用是否发生及其反应程度。本文重点探讨了判断分馏作用是否发生及其反应程度的方法,总结了N同位素判别地下水NO3-污染源方法的发展历程,并指出未来研究工作应该以硝酸盐在包气带中的迁移转化规律为重点。     

准噶尔盆地乌夏前陆冲断带沉降史与沉积响应研究

针对前陆冲断带的特殊构造位置及沉积特征的复杂性,本文在地层剥蚀厚度恢复和层序划分的基础上,通过对准噶尔盆地西缘乌夏前陆冲断带沉降史分析,在海西运动晚期准噶尔地块与西伯利亚板块发生碰撞挤压,形成一系列冲断推覆构造,前缘岩石圈挠曲下陷发育周缘前陆盆地,并夹杂大规模的短暂伸展火山喷发活动,接受了巨厚的二叠系沉积层序;随着板块俯冲在二叠纪末的逐渐消亡,三叠纪进入印支期陆内坳陷继承性挤压活动阶段,周边受南北向挤压和左旋构造应力场影响,前陆冲断带古断裂再次逆冲,哈拉阿拉特山急剧抬升,后缘和什托洛盖盆地形成;进入侏罗纪—白垩纪(燕山运动早中期),为陆内坳陷的填充消亡阶段,但有继承性活动,构造活动强度较二叠纪大为减弱,在燕山运动Ⅲ幕晚期最终被覆盖定型。整个过程受地体碰撞和板内挤压影响,冲断带发生幕式构造活动,从而导致盆地沉降也发生幕式变化,而且冲断带每次挤压逆冲均导致相应的沉降和沉积物充填,并直接控制前陆盆地和陆内坳陷的沉积充填特征。     

俯冲带硫的地球化学行为及硫循环SCIEI北大核心CSCD

俯冲带是全球最大的物质循环系统,控制着硫(S)在地球内部圈层及表层的循环,影响着大气圈、水圈、生物圈、岩石圈的稳定性以及地球的宜居性。厘清S在俯冲带中的地球化学行为和循环特征对理解地球各储库的氧化还原状态、岩浆作用与演化、成矿物质聚集、以及地球大气成分等具有重要意义。本文首先总结了进入俯冲带之前的大洋岩石圈的S结构模型,对S在大洋板片中的分布状态和地球化学特征进行了系统归纳。随后,系统阐述了俯冲带高压-超高压变质岩记录的板片变质及脱水过程中硫的地球化学行为。岩石学研究表明俯冲板片中的S多以硫化物相存在,硫酸盐矿物在弧前深度就已被释放或分解。相较于熔体,俯冲带流体中S的溶解度更高,是运移硫的更有效方式。DEW模型计算结果显示,流体中S含量总体较低,但在俯冲板片~90km处其含量有一个峰值(浓度0.5%~1.0%)。岩相学证据、地球化学测试结果、磷灰石S近边吸收结构(S-XANES)特征以及模拟结果都显示俯冲深部流体中S多以HS^(-)及H_(2)S形式存在,不含大量的SO_(4)^(2-)及硫酸盐;中f_(S_(2))流体有利于S迁移出俯冲板片,从而促进俯冲带大规模S循环,而高f_(S_(2))流体在流-岩交换过程沿流体通道发生S的锁固作用而不利于俯冲带S循环。质量平衡计算显示全球俯冲带S输入通量为4.65×10^(13)g/yr,弧下深度板片S输出通量为2.91×10^(12)g/yr,板片-岛弧S循环效率仅6.3%。俯冲板片在弧下深度可能存在一个短暂高效的S释放窗口,释放流体的δ^(34)S值为-2.1±3.0‰。基于高压-超高压变质岩中硫化物的研究,初步厘清了俯冲板片中S的地球化学行为,首次从板片角度全面、定量地限定了俯冲带的脱硫通量、效率、种型和同位素特征,提出俯冲带循环的S不是岛弧岩浆的氧化剂,与岛弧环境的正δ^(34)S值也无直接因果联系,对解析俯冲带S循环和理解地球长期的S循环具有重要意义。最后,本文还展望了俯冲带S循环的未来发展方向,应在俯冲带流体氧化还原性质(硫酸盐的命运)、俯冲沉积物对S循环的制约、俯冲带环境下多硫同位素的分馏效应、S循环与其它挥发分(如C等)循环之间的耦合关系、地球历史上深部S循环等方向做出探索,更深入地理解俯冲带及全球S循环过程。     

西南三江成矿带中南段金属矿床成矿规律与若干问题探讨

三江中南段地区地质构造演化复杂,古特提斯演化过程和陆内汇聚造山过程均伴随大规模的成矿作用,但是其涉及的空间范围不同,统一进行成矿带划分不能清晰地反映区域成矿规律。本次工作按前寒武纪、古特提斯阶段和陆内造山阶段进行了成矿带划分,提出了新的划分方案。系统提出了经过三江中南段地区至东南亚的5条展布千余公里长的大型成矿带：大理－哀牢山Cu、Ni、PGE成矿带,兰坪-－思茅盆地铅锌、银铜钴、汞锑多金属成矿带,金沙江－哀牢山铜金矿带,东南亚锡矿带西带和中带。在此基础上探讨了成矿带中存在的若干地质问题。