辽东盖州-庄河地区榆树砬子岩组碎屑锆石U-Pb年代学与Hf同位素研究:对华北克拉通陆壳演化的制约

出露于辽东地区盖州-庄河一带的榆树砬子岩组,作为该区不整合覆盖于古元古代辽河群之上最早的稳定沉积盖层,其沉积时代、物源区及沉积环境的研究对了解华北克拉通的构造演化具有重要科学意义。目前该地区依然缺乏关于榆树砬子岩组形成时代和区域地层对比的数据。本文在详细野外地质调查基础上,通过碎屑锆石U-Pb定年、Hf同位素示踪等手段,对该岩组的沉积环境及时限、物源区及与燕辽裂谷带内中元古代地层的时空关系等问题进行了讨论。通过对榆树砬子岩组与燕辽裂谷带内常州沟组对比,发现尽管锆石U-Pb定年结果表明榆树砬子岩组沉积时代晚于1803Ma,但二者在锆石年龄谱、物源成分、岩石组合及沉积旋回序列等方面具有一定相似性。龙岗地块及辽南陆块太古宙基底、古元古代辽吉花岗岩以及古元古代同碰撞或碰撞后岩浆岩可能为榆树砬子岩组提供了物源。同时,锆石Hf同位素特征表明华北克拉通东北缘记录了自～4. 1Ga以来的一系列地壳生长事件,其峰期主要发生于31～27亿年,与华北克拉通其他地区的数据一致,为华北克拉通太古代的陆壳演化提供了新的佐证。     

角闪石成分对东天山铜镍矿床岩浆过程的指示意义

图拉尔根、香山和天宇、白石泉岩浆铜镍硫化物矿床分别位于新疆东天山的觉罗塔格构造带和中天山地块,角闪石在这些矿床中均以贯通矿物产出。本研究通过这些矿床角闪石的主量和微量元素含量,讨论两个构造单元成矿岩浆的性质和演化过程。四个矿床的角闪石种属主要为韭闪石、镁绿钙闪石、浅闪石、钛闪石、钙镁闪石和镁闪石,结晶温度区间为940～1080℃,压力区间为250～450MPa,相当于11～15km的深度。图拉尔根和香山矿床的角闪石结晶温度和压力均相对较低(平均分别为1027℃、318MPa和1013℃、313MPa),可能与其所处的觉罗塔格构造带断裂发育,成矿母岩浆易于侵位到较浅处结晶有关。四个矿床角闪石结晶时岩浆的含水量均较高(4%左右),可能是俯冲交代作用导致的地幔源区本身水含量较高以及角闪石结晶较晚共同作用的结果。相较于觉罗塔格构造带的图拉尔根和香山矿床(0 ΔNNO 1. 7),角闪石氧逸度计指示中天山地块天宇和白石泉矿床的氧逸度变化范围大且偏低(分别是-0. 6 ΔNNO 1. 7和-0. 4 ΔNNO 1. 8)。中天山铜镍矿床的氧逸度特征及相对觉罗塔格构造带较低的微量元素Ce/Pb比值指示其岩浆侵位过程中受到的古老地块的混染作用较强。以上研究表明角闪石虽是玄武质岩浆中较晚结晶的矿物,但能为示踪铜镍矿床岩浆演化提供重要线索。     

气候变暖背景下极端气候对青海祁连山水文水资源的影响

利用青海祁连山区极端气候要素和青海湖、哈拉湖及主要河流的水文资料,研究表明：冷夜日数（10%）呈显著减少趋势,暖夜日数（90%）呈显著增加趋势;年大风日数显著减少;年降水量21世纪初增加趋势最为显著并发生突变,降水量增加幅度中西段大于东段;≥ 5 mm、≥ 10 mm、≥ 25 mm年降水日数呈显著增加趋势,进入21世纪后更为明显,而≥ 0.1 mm年降水日数呈减少趋势;年平均大风日数与湖泊水位、河流流量变化呈负相关,大风天气的减少,可以缓解湖面和土壤因蒸发而导致的水分损失,对植被的改善可增加径流的产生,流入湖泊的流量增加;降水量与湖泊水位、河流流量呈正相关,受21世纪降水量增加的影响青海湖水位逐年上升,共上升1.67 m,达到20世纪70年代末的水位,中西部主要河流流量近几年也达到最大值,而东段流量增加不明显;祁连山区≥ 5 mm、≥ 10 mm、≥ 25 mm年平均降水量与湖泊、河流流量变化呈正相关,各量级年降水量对湖泊水位、河流流量的增加贡献显著。     

贺兰山构造带及邻区中-新生代构造事件:来自不整合面和裂变径迹的约束

贺兰山构造带及邻区的构造属性长期以来存在争议,确定该地区中新生代的构造事件及隆升过程是了解这一重要陆内变形带动力学机制的关键所在。本文采用不整合面分析法和低温热年代学方法,综合分析探讨了贺兰山构造带及邻区中新生代的构造事件及其构造演化过程。通过对该地区的野外地质调查,本次在中-新生代地层中由底到顶识别出6个不同类型的不整合面,它们分别是:(1) T_(2-3)/P平行不整合面;(2) J/AnJ角度不整合面-微角度不整合面;(3) K_1/AnK_1高角度不整合面;(4) E_3q/AnE_3;(5) N_1/AnN_1;(6) Q/An Q。在T_3d~3、J_2y和K_1变形前锋,可见与逆冲-褶皱造山带相关的同构造沉积生长地层,其在形态上表现为超覆、削截,在黄草滩等地局部与倒转背斜相伴生。这些不整合和生长地层是构造活动的直接证据。本次研究对采自该地区的12件样品分别进行了磷灰石、锆石裂变径迹测年及热史模拟分析。结果表明,裂变径迹年龄主要分布在4个区间,对应地质时代分别为中侏罗世-晚侏罗世(168～159Ma)、早白垩世末(139～91Ma)、晚白垩世末(79～66Ma)、始新世(59～50Ma),反映出该地区在这4个时期发生了明显的冷却抬升事件,且这4期构造事件与野外观察到的地质特征有很好的地质响应。同时,热史模拟表明该地区整体上经历了晚侏罗世、早白垩世、晚白垩世末-始新世3期快速隆升事件。综合研究表明,该地区主体逆冲褶皱的时间是从中侏罗世开始,早白垩世末构造运动最强烈,新生代又有所活动。     

柴达木盆地北缘早古生代沉积—构造事件耦合关系

柴达木盆地北缘地区在泛非-祁连期经历了复杂的洋陆转化阶段,于寒武纪-奥陶纪发育了汇聚板块边缘的沟-弧-盆体系,形成了NWW-SEE向展布的柴北缘构造带早古生代岛弧及弧后盆地,沉积了一套碳酸盐岩-碎屑岩-火山岩建造。在此期间,柴北缘古洋壳的俯冲消减作用及欧龙布鲁克微地块和柴达木地块的汇聚作用与欧龙布鲁克微地块南缘沉积类型的发展演化之间存在有机的联系,构成了完整的盆-山耦合体系,引发了一系列构造事件、火山喷发事件及多种类型的事件沉积等。其中欧龙布鲁克微地块整体位于滩间山岛弧北部,在早古生代发生构造背景的转变,由被动大陆边缘转为活动大陆边缘,并诱发了多期火山喷发事件,在柴北缘构造带内形成多套火山岩、火山碎屑岩以及变碎屑岩夹层,同时陆-弧碰撞造山导致的陆壳基底的隆升及大量岛弧物质为稍后期的盆地内部碎屑岩沉积提供了重要物源。与此同时,欧龙布鲁克微地块由稳定型浅水碳酸盐岩台地沉积陷落为深水斜坡环境,在盆地内早奥陶世晚期系有规律地集中发育碳酸盐岩滑塌沉积及重力流沉积（海底扇,浊积岩等）。在此之后,由于岛弧物质向盆地内部提供大量碎屑物质,且陆-弧碰撞触发的火山及地震活动导致了同时期大量的碎屑重力流沉积的发育,并触发相对深水区沉积物向更深水区移动,使得其沉积类型转化为浊流沉积。统计表明上述事件沉积发育的时间与柴北缘地区构造活动相对活跃期基本一致,因此这些早奥陶世晚期厚层、多期次、非稳定性的重力流砂体为柴北缘洋陆俯冲及陆-弧碰撞背景下形成的,它们之间存在耦合关系。     

云南腾冲全新世火山岩岩浆演化和岩石成因

腾冲火山岩区是我国全新世以来记载火山喷发的少数地区之一,该地区岩浆作用的性质与成因是揭示青藏高原东缘的现今侧向生长过程与深部作用的重要依据。本文对腾冲火山岩区的马鞍山、黑空山、打鹰山全新世火山岩开展了矿物化学和岩石地球化学研究,以期揭示岩石成因和深部动力学过程。腾冲全新世火山岩主体岩性为高钾钙碱性系列的玄武粗安岩和粗安岩。岩石的Ca O、Fe_2O_3~T、Ti O_2与Si O_2负相关,而K_2O与Si O_2正相关,表明岩浆演化过程中可能存在橄榄石、辉石和斜长石的分离结晶作用。岩石中存在酸性斜长石(更长石,An=28)大颗粒捕掳晶,其边部发育了基性斜长石(拉长石,An=65)增生边;在大颗粒石英捕掳晶的边部发育了辉石的反应边,这些结构表明在岩浆上升到地壳浅部时,曾受到了花岗岩围岩的混染,但岩石的Th/Nb值均小于1.16,表明地壳混染总体不显著。腾冲全新世火山岩大离子亲石元素富集、高场强元素相对亏损,高Th/U、低Ba/La,富集Sr-Nd同位素,其岩浆源区应为经历过洋壳沉积物交代后的富集地幔。腾冲火山岩属于大陆板内环境,是印度与亚洲大陆碰撞后岩浆作用的产物。火山岩是沿着腾冲盆地南北向展布,且熔岩分布面积有限。由于高原侧向生长过程中的区域性走滑断裂会引起局部的伸展,腾冲火山岩产出可能与富集岩石圈地幔的减压熔融有关。     

冈底斯岩浆弧东端石榴斜长角闪岩的晚白垩世岩浆与变质作用记录及构造意义

冈底斯岩浆弧位于青藏高原拉萨地体南部,形成在新特提斯洋向北俯冲的安第斯型造山和印度与欧亚大陆碰撞的喜马拉雅型造山过程中,是研究青藏高原中-新生代构造演化的理想地区。本文对冈底斯岩浆弧东端石榴斜长角闪岩进行了岩石学、相平衡模拟以及锆石U-Pb年代学研究。石榴斜长角闪岩主要由石榴石、角闪石、斜长石、绿帘石、白云母和石英组成,含少量金红石和钛铁矿,具有基性岩浆岩的化学成分。相平衡模拟结果表明,石榴斜长角闪岩经历了高压麻粒岩相变质作用和部分熔融,峰期变质作用的温度和压力条件为～820℃和～1.67GPa,形成深度相当于55km。石榴斜长角闪岩中的锆石具有继承的岩浆核和变质边。锆石岩浆核具有条带状环带,相对高的HREE含量(平均值为1150×10~(-6))和高的Th/U比值(0.51～0.95),给出了90.4±1.7Ma(MSWD=0.32)的原岩结晶年龄。锆石的变质边不具环带,具有较低的HREE含量(平均值为58.5×10~(-6))和低的Th/U比值(0.29～0.40),给出了86.7±5.7Ma(MSWD=0.15)的变质年龄。本文研究结果表明,冈底斯岩浆弧东端晚白垩世辉长岩经历了近侵入同期的高压高温变质作用和部分熔融,大体积幔源岩浆的底垫和增生导致岩浆弧发生了显著的新生地壳生长和加厚。     

藏南冈底斯岩基东段中新世中酸性高Sr/Y比岩浆岩的地球化学特征及成因探讨

藏南冈底斯带广泛发育中新世中酸性高Sr/Y比岩浆岩,对该类型岩石的成因研究可为藏南后碰撞岩浆活动提供良好的记录和约束。通过对冈底斯带东段中酸性岩浆岩进行锆石U-Pb年代学研究表明,该中酸性岩浆岩形成于16～18Ma,为中新世时期;全岩地球化学数据表明岩浆岩具有高SiO_2含量( 64%),高钾富钠,高Sr、低Y和高Sr/Y比,轻稀土富集、重稀土亏损且较平坦的特征,显示出埃达克质岩的地球化学亲缘性;与冈底斯带中段～14Ma埃达克质闪长玢岩脉相比,冈底斯带东段的中新世岩浆岩具有更高的K含量;锆石Hf同位素分析结果表明,中新世中酸性岩浆岩具有正的且变化较大的εHf(t)值(+1. 2～+14. 4);全岩(La/Yb)N值对中新世地壳厚度的估算结果为77～84km,处于壳幔边界处。综合上述数据分析表明,冈底斯带东段中新世中酸性高Sr/Y岩浆岩的成因为拉萨地块加厚下地壳(占主体的新生下地壳+少量古老地壳)的部分熔融,并在源区残留了石榴子石和角闪石,造成熔融的热量来源可能为拉萨地体岩石圈根部拆沉导致的热扰动。     

内蒙古海勒斯台俯冲增生混杂岩地质特征及发现的意义

采用"造山带混杂岩区"新理论,首次在贺根山-黑河缝合带中段发现海勒斯台俯冲增生混杂岩,建立由"基质"+"岩块"组成的俯冲增生杂岩体系,其构造样式为整体左行逆冲剪切.基质主要有糜棱岩、千糜岩、超糜棱岩及少量的沉凝灰岩、粉砂岩、细砂岩,构造环境为弧前盆地,时代主要为中寒武世;岩块有洋岛海山岩块、弧后洋盆洋壳残片、火山弧岩块、裂离陆块,岩块的年龄区间主要在中寒武世-中奥陶世,裂离陆块时代为新太古代.结合俯冲增生杂岩基质年龄、岩块的年龄、侵入混杂岩的TTG年龄（449 Ma）和变形程度、接触关系等,将海勒斯台俯冲增生杂岩的形成时代厘定为中晚奥陶世.认为研究区俯冲作用在早寒武世就已经开始,在大陆边缘形成火山岛弧;奥陶纪初期弧后发育弧后盆地,至中奥陶世弧后盆地出现洋壳;此时中寒武世的基质经俯冲下切后在中奥陶世时期折返上升;晚奥陶世时期由于区域的持续汇聚挤压,该弧后洋盆很快夭折;弧陆开始碰撞,导致双向俯冲.在弧陆碰撞过程中,晚期形成的弧后盆地洋壳等新岩块混入早期形成的基质中.海勒斯台俯冲增生混杂岩带的发现填补了贺根山-黑河缝合岩带中段的空白,对区域构造格架厘定具有非常重要的意义,为研究古亚洲构造域演化提供了新的证据.      

阿拉善地块东部早古生代(约420 Ma)变质事件的发现及其地质意义:来自独居石与锆石U-Pb定年的新证据

前寒武纪变沉积岩系是阿拉善地块重要组成部分,准确测定其原岩成岩时代和变质时代,对于进一步认识阿拉善地块起源、形成、演化与亲缘性具有十分重要的科学意义.本文对阿拉善地块东部阿拉坦敖包地区德尔和通特组含蓝晶石石榴云母石英片岩开展了系统的野外地质调查、岩相学观察和同位素年代学研究.碎屑锆石U-Pb定年和野外地质调查表明,阿拉坦敖包地区德尔和通特组和祖宗毛道组碎屑锆石年龄介于3 306~1 146 Ma,并以出现中元古代锆石年龄（1 800~1 100 Ma）高频区为特征,最小一组碎屑锆石年龄约为1 123 Ma,结合区域上它们被约900 Ma花岗质片麻岩侵入的野外关系,阿拉坦敖包地区德尔和通特组与祖宗毛道组变沉积岩系的沉积时代被限定在1 123~900 Ma之间,为一套中元古代晚期?新元古代早期陆缘沉积建造,具有亲华北板块的特点.此外,变质独居石和变质锆石U-Pb定年和微量元素分析表明,阿拉坦敖包地区德尔和通特组含蓝晶石泥质片岩中发育大量变质独居石,它们具有典型变质独居石的稀土元素配分模式（轻稀土元素强烈富集而重稀土元素强烈亏损）,其加权平均年龄为419±3 Ma（MSWD=7.1,n=40）,类似地,一个锆石变质边也记录了406±7 Ma的206Pb/238U年龄.这些变质年龄被解释为阿拉善地块东部阿拉坦敖包地区德尔和通特组含蓝晶石石榴云母石英片岩遭受早古生代末角闪岩相变质?变形作用的时代,可能是阿拉善地块与周缘微陆块早古生代末碰撞造山作用的响应.