大陆俯冲化学地球动力学

碰撞造山带陆壳岩石中柯石英和金刚石的发现证明在碰撞造山过程中,一侧陆壳可俯冲到地幔深度。在这一俯冲过程中,随着温度、压力的升高,俯冲陆壳岩石必然会发生一系列地球化学变化,并会与周围的地幔物质发生不同形式和程度的相互作用。认识这些地球化学变化及相互作用,并以此制约大陆壳俯冲的动力学过程是陆壳俯冲化学地球动力学的主要研究内容和目标。文中以大别山陆壳俯冲为例,总结了陆壳俯冲化学地球动力学研究的主要进展。已有的研究表明在大别山造山带,扬子陆块是在二叠纪末—三叠纪初开始向华北陆块下俯冲,并在２３０～２１８Ｍａ达到峰期超高压变质作用。该俯冲板块可能在２００～１９０Ｍａ断离,从而使陆壳俯冲终止。伴有超高压变质作用的陆壳深俯冲作用可能仅在两个较大陆块碰撞时才发生。超高压岩石的折返至少经历了两次快速抬升。最初一次是在陆壳俯冲时期（２２８～２１０Ｍａ）,超高压岩石由逆冲构造推至中地壳并构造就位于角闪岩相围岩中;第二次是在俯冲板块断离之后（２００～１９０Ｍａ）由浮力推动超高压岩石与其围岩一起快速抬升。在俯冲过程中,俯冲陆壳可以析出流体交代改造上覆楔形地幔。该富集地幔在俯冲陆壳断离之后可发生部分熔融,产生具有Ｎｂ,Ｚｒ,Ｔｉ亏损及?     

南天山区域大地构造与演化

塔里木和中天山之间的南天山造山带,经历了复杂的构造演化与地壳增生过程。综合分析南天山造山带的构造、地层、古生物、岩石、地球化学和同位素年代学等方面的资料,特别是放射虫、蛇绿岩、蓝片岩等方面的最新研究成果,讨论了南天山的区域构造格局和演化过程。南天山主体为一上百公里宽的增生-碰撞混杂带-南天山(蛇绿)混杂带;其北侧为中天山岛弧,是仰冲壳楔;南侧为塔里木陆块,是俯冲壳楔。古南天山洋为一广阔的大洋,南天山碰撞造山作用起始于二叠纪末-三叠纪初,新近纪-第四纪进入陆内造山作用阶段。     

造山带岩石圈化学结构平面图的编制——以秦岭—大别造山带为例

国内外岩石圈化学组成的编图研究还处于探索阶段。笔者从岩石圈化学结构的思路出发 ,提出了编图的 3个地球化学指标 (铅同位素组成、T2DM 和同位素年代学 )和表示方法。以秦岭—大别造山带为例 ,同位素组成图可以反映构造分区和地壳生长历史 ,对造山过程和深部壳幔相互作用也有明确的显示 ;结合地质年代学的资料 ,化学结构平面图具有反映时空演化四维信息的能力。     

北祁连造山带石包城地区花岗岩年代学及成因

北祁连造山带内发育大量早古生代花岗质岩石,对其进行研究有助于加深对造山带构造演化的理解。本文以带内西段石包城地区的花岗岩为研究对象,对其进行锆石U-Pb年代学、Hf同位素以及地球化学方面的研究。结果表明:(1)该花岗岩形成时代为465~463Ma,地球化学数据表明其属于钙碱性系列,并具强过铝质特征;(2)该花岗岩T_(Zr)和T_(REE)平均温度分别为760℃和732℃,ε_(Hf)(t)变化于+7.6~+13.5,二阶段模式年龄变化于581~957Ma;(3)可能属I-S过渡型花岗岩,是新生基性地壳低温条件下由于角闪石脱水分解而发生部分熔融而成,并混入了少量中-新元古代沉积组分,岩浆未发生明显的分离结晶作用,残留相为石榴石、角闪石和斜长石为主的麻粒岩;(4)该花岗岩形成于北祁连洋北向俯冲的活动大陆边缘背景之下,并在侵位上升过程中加入了部分沉积物质。     

大别山碰撞造山带的地球动力学

大别山碰撞造山带的形成和其中超高压变质岩的形成折返具有统一的动力学过程。对大别山超高压变质岩形成 -折返的研究表明 ,大别山的超高压变质作用是冷大陆地壳被前导洋壳下拽而持续俯冲的结果。超高压变质岩的折返是多阶段的。第一阶段 (2 30～ 2 10Ma)在低地温梯度 (约10℃ /km)下发生同俯冲折返 ;第二阶段 (2 10～ 170Ma)的折返由深俯冲板片的断离引发 ,浮力开始起作用 ;第三阶段 (170～ 12 0Ma) ,以区域性岩浆活动、穹隆伸展构造活动和深剥蚀沉积为特征。从分析超高压变质岩的形成折返过程入手 ,以侏罗纪末作为时间参照点 ,以合肥盆地的侏罗系顶界作为当时的地理参照点 ,根据不同岩石单元中岩石的形成深度和碰撞造山中的位移状态 ,可把大别山碰撞造山带划分为原位系统、准原位系统、异位系统和热穹隆改造系统等结构单位。陆陆碰撞造山带形成的物理学前提是俯冲陆壳物质的低密度 ,而最终形成造山带的直接动力学过程则是深俯冲板片的断离及其引发的一系列近垂向运动的地质过程。     

苏鲁造山带在朝鲜半岛的延伸:造山带、前寒武纪基底以及古生代沉积盆地的证据与制约

苏鲁超高压带是否延伸到朝鲜半岛以及用何种方式延伸,成为很多地质学家注目的科学问题。新的研究成果包括:(1)在朝鲜半岛前寒武纪京畿陆块中,识别出一个含有榴辉岩的变质杂岩(洪城杂岩),榴辉岩透镜体出露于花岗片麻岩中,榴辉岩的锆石SHRIMP年龄是230Ma和～880Ma,围岩片麻岩的年龄约为810～820Ma;(2)朝鲜半岛的3个陆块(狼林、京畿和岭南陆块)具有与华北克拉通相似的岩石组合与演化历史;(3)南北朝鲜两个主要的古生代沉积盆地与华北具有很好的可比性;(4)临津江带和沃川带都不具有碰撞造山带的变质特征。据此提出了地壳拆离与逆冲模式,即华北与扬子陆壳的碰撞带沿朝鲜半岛西缘、大致呈南北走向分布。扬子陆壳俯冲带的深部(超高压部分)未在朝鲜半岛地表出露,下地壳(高压部分)从俯冲带拆离并逆掩到地表(洪城杂岩),以透镜体(岩片)状插入京畿地块的前寒武纪基底杂岩中,没有形成横穿朝鲜半岛的变质(造山)带。临津江带和沃川带有可能是扬子陆块的上地壳,它们从下地壳拆离、逆掩到地表,现在的展布状态是受到中生代构造的控制。     

武当地块基性岩席群及其地质意义

侵位于武当地块内部的大量的板状为基性侵入体近年来一直被认为是800Ma左右发生的扬子古大陆裂解的重要依据。然而作者在武当地块北缘与西南部所做的1：5万地质填图以及相应的构造学和同位素年代学研究表明，它们与武当地块顺层伸展滑脱构造主滑脱面之顺层韧性一韧性变形带有密切的空间关系，是被褶皱了的岩席群。最新获得的岩体单颗粒锆石U－Pb年龄为401－407Ma，结合已有的地球化学研究成果，并考虑到邻区同时代碱性岩浆的侵位，作者认为，这套基性岩群代表了泥盆纪时南秦岭地区曾发生过大规模的上地幔岩浆的底侵作用，并因此导致南秦岭上部地壳的伸展减薄。     

内蒙古东乌旗莫合尔图石炭纪闪长岩的发现:来自锆石U-Pb年代学的证据

大地构造位置隶属乌里雅思太活动大陆边缘的内蒙古东乌旗地区,是中亚造山带的重要组成部分,其内发育有大量的岩浆岩,侵入岩时代以二叠纪及晚中生代为主,鲜有早期岩体的报道。对该区莫合尔图一带的闪长岩进行锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb同位素测定,结果显示,24个测点的年龄值比较集中,加权平均值为(337.1±1.9)Ma(MSWD=1.3),所测锆石具岩浆锆石的特征,表明岩体应形成于石炭纪。结合区域地质资料,认为东乌旗地区可能存在时限为337~310 Ma的构造-热事件。     

辽宁省四合屯下白垩统义县组的兽脚类足迹化石和可能的造迹者

记述了辽宁省四合屯下白垩统义县组三个半恐龙足迹,归入似鹬龙足迹（亦译为跷脚龙足迹）一未定种（Grallator isp.）。这是义县组恐龙足迹化石的首次描述。该行迹至少由3个造迹者所造。从足迹推断恐龙体长1.51m,属于义县组兽脚类恐龙较为普遍的体长范围。重建了尾羽鸟(Caudipteryx)和中华龙鸟(Sinosauropteryx)的足部,前者的足迹轮廓与似鹬龙足迹未定种的吻合度超过后者。根据化石记录,似鹬龙足迹类型可能广泛存在于义县组的各种中小型兽脚类（驰龙类与伤齿龙类除外）中。     

秦岭-祁连造山带接合部位基性岩墙的LA-ICPMS锆石U-Pb年龄及地质意义

基性岩墙群代表了陆壳伸展裂解事件，可为大陆再造及造山作用过程的动力学研究提供时间约束。本文利用LA-ICPMS方法对秦祁造山带接合部位陇山岩群中首次报道的基性岩墙群进行了锆石U-Pb同位素测年，获得440Ma左右的年龄。结合区域资料，认为在中央造山带中段可能普遍存在440Ma左右的一期伸展裂解事件。这一信息对中央造山带的构造演化及成矿地质背景研究具有重要地质意义。