午后多重极光弧观测研究

本文利用2001-2003年南极中山站175天全天空摄像机观测,对午后多重极光弧的出现率及其与Kp指数的关系进行了统计分析,结果表明午后多重极光弧出现率呈一单峰分布,最大发生率出现在1445UT(1645MLT),其位置在1500MLT极光热点(1300-1700MLT)近夜侧的部分。与地磁活动指数Kp的相关统计分析表明,Kp值为2-3之间时多重极光弧有较大的出现率,这说明中等地磁活动情形下午后多重极光弧有较高的出现率。事件分析表明多重极光弧的强度变化与地磁Pc5脉动具有较高的相关性,并且有类似的频谱特征,这说明午后多重极光弧可能与同时出现的Pc5地磁脉动有关。     

中条山地区郭家沟基性-超基性岩体的岩石成因及地质意义

文章通过对中条山地区郭家沟基性-超基性岩体的岩石学、矿物学和岩石地球化学方面的分析研究,讨论了该岩体的形成时代、岩石成因、及其地质意义。郭家沟岩体侵入时代为元古代,可能与绛县群形成时代较为相近(2200Ma左右)。郭家沟岩体具有岩相分带现象,边缘相为辉长岩,向内渐变过渡为含长辉石岩、变余辉石岩(角闪石岩)等,在岩体的中心发育着磁铁透闪石岩;岩石中Mg O与其他主量元素线性相关,各类岩石地球化学特征较为相似,显示出岩石受分离结晶作用的影响,具有岩浆同源演化的趋势;岩石总体显示出低硅、低镁、高铁、高钛、高钙的特征,相对富集LREE和LILE,而亏损HREE和Nb、Ta、Zr、Y等高场强元素,轻重稀土分馏明显,具有较弱的Eu异常,V含量较高,具有阿拉斯加型侵入岩体和与火山弧相关的岩浆特征。从岩石组合及地球化学特征结合区域构造演化,认为岩体形成于大陆边缘弧的构造环境,从侧面也说明绛县群的形成环境应该是大陆边缘俯冲后的伸展环境,而非陆内裂谷。     

长江中下游庐枞火山岩盆地南侧钾质侵入岩带的成因

庐枞火山岩盆地南侧的钾质侵入岩带由正长岩-石英正长岩-正长花岗岩组成,以石英正长岩为主。它们的形成时间介于123"130 Ma之间,峰值约为126 Ma,其中正长岩和石英正长岩的形成时间稍早,而正长花岗岩的形成时间略晚。整个钾质侵入岩带的侵位时间晚于庐枞盆地内的橄榄玄粗质火山作用约4"7 Ma,也是长江中下游地区除最东段的宁镇地区外中生代最晚的岩浆活动产物之一。地球化学上,该钾质侵入岩带以高钾、富碱、富集Rb、Th、U、K等强不相容元素和轻稀土元素、亏损高场强元素Nb、Ta和Ti为特征。它们的母岩浆主要是由富集型上地幔部分熔融形成的,从正长岩经石英正长岩到正长花岗岩的演化主要受矿物的分离结晶作用控制,地壳物质同化所起的影响不大。但与同样来自富集型上地幔部分熔融的庐枞盆地内火山杂岩的母岩浆相比,前者的母岩浆来源深度可能更大些或其中包含了更多来自软流圈地幔的组分。两者的演化路径也完全不同,钾质侵入岩带的母岩浆除经历过高压下的分离结晶作用外,晚期在低压下还经历过长石为主,可能还有黑云母的分离结晶,甚至上地壳物质一定程度的混染作用;而盆地内火山杂岩的母岩浆低压下矿物的分离结晶作用及上地壳物质的混染都不明显。庐枞盆地南缘的富钾侵入岩与盆地内的火山杂岩一样,地球化学上都具有明显的大陆弧的特征,暗示它们的岩浆源区可能形成于俯冲带环境,意味着扬子地块北缘先前(推测为古元古代晚期)曾发生过俯冲作用,上地幔的交代富集可能就与这次的俯冲作用有关。     

新疆东准噶尔早志留世弧岩浆岩:来自姜格尔库都克石英二长闪长岩岩石地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

新疆东准噶尔姜格尔库都克石英二长闪长岩体被下泥盆统卓木巴斯套组不整合覆盖,其形成时代一直缺乏精确的年代学约束。采用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年方法,获得石英二长闪长岩锆石U-Pb年龄为(432.8±1.2)Ma,表明侵位时限为早志留世。岩石地球化学显示,石英二长闪长岩具低硅(Si O2=55.64%~58.68%)、低钛(Ti O2=0.54%~0.71%)、高铝(Al2O3=16.99%~18.05%)的特征,属高钾钙碱性、准铝质(A/CNK=0.85~1.00)系列,富集轻稀土元素(LREE)(LREE/HREE=2.88~3.26)和大离子亲石元素(LILE,如K、Rb、Ba和Sr),亏损高场强元素(HFSE:Nb、Ta、Ti)及P,反映出明显的消减带岩浆岩的特征。锆石具正εHf(t)值,介于+10.8~+13.6之间,两阶段Hf模式年龄(TDM2)为726~560 Ma,大于其形成年龄,表明源区可能为新元古代晚期至早古生代早期的新生岛弧陆壳物质。结合区域地质背景,认为姜格尔库都克石英二长闪长岩可能由俯冲洋壳和沉积物的含水流体引起上覆地幔楔以新元古代晚期至早古生代早期的新生岛弧陆壳物质部分熔融形成的,代表了古亚洲洋在早志留世时期向南俯冲消减的陆缘弧岩浆产物。     

祁连山新元古代中—晚期至早古生代火山作用与构造演化

祁连山地区的新元古代中—晚期至早古生代火山作用显示系统地时、空变化,其乃是祁连山构造演化的火山响应。随着祁连山构造演化从Rodinia超大陆裂谷化—裂解,经早古生代大洋打开、扩张、洋壳俯冲和弧后伸展,直至洋盆闭合、弧-陆碰撞和陆-陆碰撞,火山作用也逐渐从裂谷和大陆溢流玄武质喷发,经大洋中脊型、岛弧和弧后盆地火山活动,转变为碰撞后裂谷式喷发。850~604 Ma的大陆裂谷和大陆溢流熔岩主要分布于祁连和柴达木陆块。从大约550 Ma至446 Ma,在北祁连和南祁连洋-沟-弧-盆系中广泛发育大洋中脊型、岛弧和弧后盆地型熔岩。与此同时,在祁连陆块中部,发育约522~442 Ma的陆内裂谷火山作用。早古生代洋盆于奥陶纪末(约446 Ma)闭合。随后,从约445 Ma至约428 Ma,于祁连陆块北缘发育碰撞后火山活动。此种时-空变异对形成祁连山的深部地球动力学过程提供了重要约束。该过程包括:(1)地幔柱或超级地幔柱上涌,导致Rodinia超大陆发生裂谷化、裂解、早古生代大洋打开、扩张、俯冲,并伴随岛弧形成;(2)俯冲的大洋板片回转,致使弧后伸展,进而形成弧后盆地;(3)洋盆闭合、板片断离,继而发生软流圈上涌,诱发碰撞后火山活动。晚志留世至早泥盆世(420~400 Ma),先期俯冲的地壳物质折返,发生强烈的造山活动。400 Ma后,山体垮塌、岩石圈伸展,相应发生碰撞后花岗质侵入活动。     

米仓山新民角闪辉长岩地球化学特征及其构造意义

扬子板块西北缘新元古代岩浆作用的研究对于探讨Rodinia超大陆的构造演化具有重要意义,对米仓山新民地区角闪辉长岩的岩石学和地球化学分析结果表明,岩石Si O2含量较低且变化范围较小,岩石富Al和Ca,低K、Ti、P,Mg#值中等,属于亚碱性低钾拉斑岩石系列。岩石具有稀土元素总量相对较低、相对富集轻稀土元素和轻重稀土元素分馏程度低的特征,具弱Eu正异常,δEu=1.03~2.36。岩石总体上富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr),亏损高场强元素(Nb、Zr、Hf、Th等),87Sr/86Sr=0.703 858,143Nd/144Nd=0.512 617,εNd(t)=+3.1。综合区域地质、地球化学特征,该岩体岩浆起源于亏损地幔的部分熔融,在上升侵位过程中可能受到了地壳物质的混染。在这时期,扬子板块北缘处于汇聚环境,新民角闪辉长岩形成于弧后盆地的构造环境,是Rodinia超大陆在新元古代期间演化过程中岩浆作用的产物。     

蒙古科布多省阿拉腾索音博地区辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

蒙古科布多省阿拉腾索音博地区地处阿尔泰构造带南缘,由一系列弧盆系及增生杂岩带组成。区内发育一条近东西向辉长岩带,辉长岩15颗锆石分为2类:一类具明显条带韵律环带,一类内部均匀干净,二者均不具核边结构,不含包体,结合高Th/U值(0.46~0.68),确定为典型的基性岩浆锆石;锆石LA-ICP-MS年龄加权平均值为317.6±1.6Ma,厘定其成岩时代为晚石炭世。研究对比表明,该辉长岩带形成于板块俯冲碰撞的尾声阶段,是阿尔泰造山运动大背景下区域基性岩浆活动的产物。     

新疆乌鲁木齐东部早二叠世枕状玄武岩火山岩系的发现及大地构造意义

新疆乌鲁木齐东部野生动物园附近的下二叠统下部发育了一套以枕状玄武岩为代表的火山岩系。该玄武岩在公路上发育有两层,上部一层较厚,可达7～8m,下部一层2～3m。岩枕近圆形、肾状、枕状、条带状或蠕虫状等,多呈顶突底凹。岩枕长轴平行排列,长轴基本顺层面分布;有的岩枕中含大量海百合茎、珊瑚及腕足等生物化石。在TAS图中大部分样品位于玄武粗安岩,而在K_2O-SiO_2图上主要落在低K拉斑玄武岩区间。MnOTiO_2-P_2O_5图解显示以岛弧为主,常量元素的特征总体上更接近岛弧玄武岩。在Hf/3-Th-Ta图解上也以岛弧为主;在Zr/4-2Nb-Y图解显示以火山弧为主,常量元素的特点总体上更接近岛弧玄武岩。微量元素原始地幔标准化蛛网图表明为同源岩浆产物,具高度相似的演化过程,多种微量元素判别图揭示岛弧-弧后盆地环境;稀土总量明显较低,在稀土元素球粒陨石标准化图解上,其稀土分布曲线一致性较好,呈轻稀土富集右倾型,Eu为负异常,揭示了乌东玄武岩岩浆有一定分异。稀土元素配分曲线与弧后盆地玄武岩(BABB)具有很好的一致性。U-Pb和谐年龄为283±8Ma,结合地层及古生物资料推测乌东玄武岩喷发的时间为早二叠世早期。乌东枕状玄武岩-灰岩之下有一套(磨拉石)底砾岩,初定为石炭-二叠系的界限。底砾岩之下为下石炭统的中厚层灰岩,具有明显的喀斯特化,为不整合接触,揭示在两者之间发生了造山作用。通过对新疆乌东早二叠世早期的枕状玄武岩的地质特征、地球化学特征、形成环境和时代的研究,表明乌东一带早二叠世主要为一个岛弧和弧后盆地环境,进一步揭示了北天山北缘石炭-二叠世碰撞闭合造山之后又发生了松弛扩张形成了弧后盆地,海水再度大规模入侵。最终的闭合碰撞造山的时间最早可能在晚二叠世。由于乌东枕状玄武岩在喷出地表后受到了生物化石和陆源碎屑的污染,再加上侵入过程中地壳的污染,使其具有非常复杂的地球化学特点和多解性。乌东玄武岩的研究对于了解博格达山、甚至天山中段在晚古生代的构造沉积演化及造山作用具有重要意义,同时对准噶尔盆地、吐哈盆地及三塘湖盆地油气资源的形成与分布具有重要意义。     

中天山南缘乌瓦门早志留世安第斯型安山岩的发现及意义

安山岩是俯冲相关构造环境的特征岩石;对安山岩的研究,可以获得俯冲作用发生时代和俯冲过程的相关信息.报道了中天山地块南缘乌瓦门地区早志留世安山岩的年代学和地球化学特征,探讨了其岩石成因和构造属性,为南天山洋及中天山陆块南缘构造演化提供制约.研究表明,乌瓦门安山岩具有安山结构,组成矿物为普通辉石、钙质角闪石、斜长石和钾钠长石,为高钾钙碱性粗面安山岩;全岩SiO₂=56.23%~59.28%,K₂O=2.70%~3.37%,Na₂O=3.32%~4.11%.其锆石U-Pb年龄为430 Ma,形成于早志留世晚期.微量元素组成上,富集轻稀土、亏损重稀土,（La/Yb）_N=18.5~20.9;Eu负异常不明显,δEu=0.82~0.88;富集Ba、Th、U,亏损Nb、Ta、Ti;初始87Sr/86Sr比值为0.706 2~0.707 5,ε_Nd（t）=+2.96~+3.01;这些数据揭示乌瓦门安山岩为安第斯型陆弧岩石,起源于被俯冲带相关流体交代的地幔楔,并在上升过程中受到了古老地壳的改造.早志留世晚期,南天山洋向中天山陆块下俯冲,构成成熟的洋-陆俯冲体系;中天山陆块南缘为活动大陆边缘,发育典型的安第斯型陆弧岩石组合.      

东准噶尔南缘两套泥盆纪火山岩地球化学特征对比及其地质意义

东准噶尔一直以来都是研究新疆北部古生代洋陆格局和构造演化热点地区之一.前人对东准噶尔南缘火山岩的研究较为薄弱, 关注点多在石炭纪火山岩源区及构造属性上, 对泥盆纪火山岩构造背景和岩浆演化过程缺乏认识.对卡拉麦里蛇绿岩北侧的泥盆系北塔山组和乌鲁巴斯套组火山岩的岩石学、地球化学和年代学特征进行了详细研究, 结果表明:卡拉麦里北塔山组火山岩形成于早泥盆世晚期-中泥盆世早期(404 Ma), 具中-高钾、中钛、中铁和低铝的特征, 微量元素显示其富集LREE、LILE和亏损Nb、Ta, 推测其形成于洋壳俯冲的陆缘弧环境, 源区为受过俯冲沉积物熔体和流体交代的亏损地幔楔; 而莫钦乌拉中泥盆统乌鲁巴斯套组火山岩具贫碱、低钾、低钛、高铝等特征, 显示为典型的岛弧火山岩特征, 同位素和微量元素特征显示其来源于俯冲消减板片流体交代的亏损地幔楔.综合两套火山岩的差异特征和区域地质背景, 推测中泥盆纪卡拉麦里洋北向俯冲经历了由陆缘弧到岛弧的转变过程.