中扬子区东缘中古生界对冲构造体系形成与演化

中扬子区东缘侏罗纪末期—白垩纪早期,受大洪山推覆区南西方向和江南雪峰逆冲推覆区北西方向的强烈挤压,形成了压扭性狭长的对冲构造体系; 两大推覆区的形成主要受深、浅变质岩结晶基底内幕两套拆离滑脱层系的作用,导致沉积盖层压缩沿基底面、志留系底面、泥盆系底面多层次滑脱推覆,产生了多样的挤压和压扭构造类型及其样式; 由造山带向盆内构造变形具有渐变的特点,为不对称式的仰冲(根带)—楔状掩冲(中带)—滑脱推覆(锋带)—对冲带; 持续压扭作用导致产生系列北东向左行走滑断裂将对冲构造体系分割; 白垩纪晚期—下第三纪,挤压转换为伸展环境,断裂负反转回滑成为中新生代断陷主控断裂,认为大洪山推覆区锋带已处于通海口—杨林尾—汉南一线,主体由于受洪湖走滑断裂和通海口断裂回滑的影响,接受了上白垩统—第四系沉积,仅保留了东、西两端弧形构造带古生界出露的构造面貌。     

尚义葛令夭高铬花岗岩(Closepet-like)——新太古代古缝合带的新证据

在华北克拉通北部,太古代麻粒岩古陆核与陆外沉积盆地(红旗营子群)之间已经厘定出一个晚太古代的古洋壳残片(Wang et al., 2009)。此残片南北两侧又发现了低Al₂O₃ 型TTG岩体(2512±19Ma)、富钾高铬的深熔花岗岩(Closepet-like),含Cr 97×10^-6~308×10^-6,以及含大量密集的煌斑岩脉的含石英的二长岩(Sanukitoid-like)等三类在成因上与俯冲带密切相关的岩体。低Al₂O₃型TTG是在角闪麻粒岩亚相条件下由俯冲中的滑片部分熔融所生成。深熔花岗岩是TTG再熔融的产物,而它们的基性化演化和Cr的增高是幔源岩浆与富钾深熔花岗岩经复杂的岩浆混合和交代改造的结果。     

华北克拉通中部造山带早元古代盆地演化

华北克拉通中部造山带被认为是由东、西部陆块碰撞而产生的陆陆碰撞带。然而,关于两个陆块碰撞的时间以及方式还存在着争议。其中一个模式认为俯冲方向是向西的,两个陆块最终碰撞的时间是在2.5Ga左右,而另一个模式则认为俯冲方向是向东的,并且存在着2.1Ga和1.85Ga两期碰撞事件,第三个模式则认为俯冲方向是向东的,而最终的碰撞拼合发生在1.85Ga左右。近几年来,对于中部造山带中浅变质表壳岩系的研究取得了很大进展,为解决以上争议提供了进一步的资料。根据岩石组合和表壳岩中的不整合接触关系,位于中部造山带中段五台杂岩中的滹沱群和吕梁杂岩中的野鸡山群被分成了上下两个部分。其中,两个群的下部以及位于中部造山带南段中条杂岩中的绛县群和下中条群主要由类似于弧后盆地沉积的变质碎屑岩、碳酸盐岩和火山岩组成,而滹沱群和野鸡山群的上部以及上中条群和担山石群的岩石组合则是类似于山前磨拉石建造的变质砾岩和砂岩。来自于这些浅变质碎屑岩中碎屑锆石的年龄为我们提供了源区以及最大沉积年龄的信息。滹沱群和野鸡山群中的碎屑锆石具有两个峰值年龄,2.5Ga和2.15Ga,它们分别对应于中部造山带中段两期重要的岩浆事件。中条杂岩中的碎屑锆石年龄图谱则较为复杂,除了具有2.5Ga和2.15Ga这两个峰值,还具有2.7Ga这个较低和较老的峰值,这些较老的锆石可能来自中部造山带最南端太华杂岩中的古老岩石。弧后盆地沉积中最年轻的碎屑锆石年龄在2.1Ga左右,而山前磨拉石中最年轻的碎屑锆石在1.85Ga左右。结合前人的研究成果,我们给出了一个华北克拉通中部造山带早元古代沉积盆地的演化模式。从2.1Ga左右开始,一系列弧后盆地在"安第斯型"大陆边缘弧之后产生,在之后的东西陆块碰撞过程中他们成为了中部造山带的一部分。从1.85Ga左右开始,东西陆块沿着中部造山带碰撞,导致了陆壳加厚以及随后的快速抬升和剥蚀,从而形成了周缘前陆盆地中的山前磨拉石建造。发生在早元古代晚期的由弧后盆地向周缘前陆盆地的转化支持了华北的最终克拉通化发生在1.85Ga的构造演化模式。     

泰山地区古元古代末期基性岩墙形成时代厘定——斜锆石U-Pb精确定年

华北克拉通经过吕梁运动在～1.85Ga完成克拉通化,之后从1.80Ga至1.32Ga发育大量标志哥伦比亚超级大陆裂解的地质记录。本文利用高精度热电离质谱法(ID-TIMS)和离子探针质谱法(SIMS),对发育于泰山红门景区的辉长辉绿岩墙进行了斜锆石U-Pb同位素年龄测定,获得了在误差范围内一致的辉长辉绿岩侵位年龄1621.1±8.8Ma(ID-TIMS)和1632.4±4.2Ma(SIMS)。该研究成果修正了前人对泰山红门景区辉长辉绿岩侵位年龄的模糊认识,证明了红门景区辉长辉绿岩是与华北克拉通南缘龙王碱性花岗岩、华北克拉通北缘大红峪期碱性火山岩和岩床同期的岩浆事件的产物,是哥伦比亚超级大陆初始裂解作用在华北克拉通的岩浆作用响应。     

胶北~2.5Ga岩浆热事件的锆石Hf同位素特征及其对地壳演化的指示意义

位于华北克拉通东缘的胶北地体,被普遍认为是胶-辽-吉带的西南组成部分,经历了多期岩浆-变质热事件,而晚太古宙末期约2.5Ga的岩浆事件是该区最强的岩浆事件;为了确定该期岩浆热事件的性质,本文选取2件形成于约2.5Ga的英云闪长质片麻岩及花岗质片麻岩开展锆石Hf同位素测试分析;总计69个锆石Hf同位素分析点的结果显示,它们均具有正的εHf(t)值,在10.71到3.0之间,平均为6.02,两阶段锆石Hf模式年龄主要分布于2.6～2.9Ga之间,平均为2747Ma,明显大于锆石的207Pb/206Pb年龄,表明约2.5Ga的TTG及花岗质片麻岩主要源于2.6～2.9Ga新生地壳的重熔或再造;另外,一些锆石具有极正的εHf(t)值,它们的锆石Hf模式年龄与U-Pb年龄相近,这暗示在约2.5Ga有亏损地幔物质加入地壳,并发生了即时重熔;根据本次研究获得的锆石Hf同位素数据,结合前人的Nd同位素结果,我们认为胶北地体内约2.5Ga的岩浆活动可能主要表现为与地幔岩浆低侵作用有关的新生地壳的重熔或再造,约2.9Ga和2.7～2.8Ga是胶北地体地壳生长的两个时期,并且与华北克拉通大部分地区一样,2.7～2.8Ga是胶北地体新生地壳形成最重要的时期。     

华北克拉通地壳生长和演化:来自现代河流碎屑锆石Hf同位素组成的启示

定量地给出大陆地壳生长速率以及生长量随时间的演化是研究大陆地壳形成与演化的核心问题之一.近年来,利用沉积岩和沉积物中碎屑锆石的U-Pb年龄和Hf同位素组成已成为目前研究大陆地壳生长和演化最为简捷、有效的工具.本文对来自华北克拉通西部泾河和洛河河沙中的187颗碎屑锆石进行Hf同位素组成分析,并结合已有的资料来探讨华北克拉通地壳的生长和演化规律.结果显示:随着地质历史变化,华北克拉通地壳生长呈阶段性特点.如在中太古代中期-新太古代末期(3.0 ～2.5Ga)地壳生长速率较快,大约已有60％现今大陆地壳形成.此后,陆壳呈较稳定速率增长,到新元古代晚期(600Ma)基本己形成现存大陆地壳.表明现今的大陆主要生长于太古宙和元古宙,而显生宙陆壳的增生量可以忽略不计.根据河流碎屑锆石和前寒武纪岩石中锆石的U-Pb年龄、两阶段模式年龄(t DM2C和tNC2C)和εHf(t)所获得华北克拉通早前寒武纪地壳演化曲线,本文提出～2.7Ga和～2.5Ga分别曾经为华北克拉通太古宙岩浆作用最活跃时期,也是地壳快速生长时期,表明华北克拉通在新太古代曾发生过两期明显的地壳生长.     

鄂尔多斯盆地西缘惠安堡地区构造地质及铀成矿特征

文章论述了鄂尔多斯盆地西缘大地构造背景、盆地构造单元的划分,以及西缘褶断带和马家滩段构造地质特征。以构造相对活动地区的相对稳定地段为铀矿找矿总体指导思想和部暑思路,笔者通过多年的铀矿地质勘查和研究,提出了逆冲推覆构造前缘带为铀成矿的有利地段。明确指出区内存在两期层间氧化作用,即早期以红色氧化为主,形成古氧化带;晚期以黄色氧化为主。两期层间氧化作用均对铀成矿有控制作用。早期红色氧化砂岩经历了逆冲推覆、抬升剥蚀、叠合埋深及断块分隔等后期改造作用;晚期黄色氧化作用沿背斜两翼发育,倾向于继承早期红色氧化并对其进行叠加改造。初步总结了区内的铀成矿特征及成矿规律。     

华北克拉通北缘白乃庙组变质火山岩锆石定年与岩石地球化学特征

白乃庙组绿片岩是白乃庙铜金矿床赋存层位,矿区构造上位于华北克拉通北缘古生代陆缘增生带内。岩石学、岩石地球化学特征指示该绿片岩原岩为中基性火山岩。对白乃庙组变质火山岩的锆石LA-MC-ICP-MS UPb年代学研究表明,该火山岩形成年龄为449±3Ma(n=33,MSWD=4.0),为晚奥陶世岩浆活动的产物。白乃庙组变质火山岩具有低的SiO2(43.47%~54.64%)、TiO2(0.60%~1.31%)和P2O5(0.08%~0.35%),宽的MgO(3.98%~12.99%)含量,属于钙碱性系列岩石,岩石富集大离子亲石元素K、Sr等,亏损高场强元素Nb、Ta,Zr、Hf也表现为轻微的亏损。轻重稀土分馏明显,具有不同程度的Eu异常(Eu/Eu*=0.7~1.2)和轻微负的Ce异常(Ce/Ce*=0.74~1.01)。岩石地球化学特征表明白乃庙变质火山岩经历了一定程度的结晶分异,橄榄石和单斜辉石为主要的结晶相。该变质火山岩具有较低的Ti/Y(2.5~5.0)和Zr/Y(189~355)值、低的176 Hf/177 Hf比值和较宽的εHf(t)值,暗示源区可能为岩石圈地幔,且受到了地壳的混染。Nb和Ta强烈亏损、极低的Nb/Ta值(0.08~1.09)以及Ce的负异常表明与大洋板块的俯冲作用有关,岩浆源区可能已受到俯冲组分的影响。构造环境判别显示白乃庙变质火山岩为与消减作用有关的大陆弧岩浆岩。锆石二阶段Hf模式年龄(tDM2)变化范围为1073~1470Ma,平均值为1285Ma(n=30),暗示华北板块北缘在中—新元古代时期曾发生过一次重要的构造热事件。     

上扬子地区晚三叠世层序地层格架：扬子地台消亡与上扬子前陆盆地形成的地层学效应

发生在中、晚三叠世之交的印支运动,在中国南方表现为以下构造事件:1秦岭-大别造山带的形成与隆升,记录了华北板块与华南板块的对接碰撞;2中国南方东南部1300km宽的陆内造山带的强烈作用,以及由此造成的前陆褶皱逆冲带的北西向迁移。在上述构造事件的结果,结束了扬子地台自埃迪卡拉纪以来以作为一个稳定的古地理单元而且大多数时间发育浅水碳酸盐岩的沉积历史。在扬子地台消亡之后形成一个特别的上扬子前陆盆地(或四川前陆盆地),其中堆积了以河流沉积为特征的须家河组及其相关地层。以河流沉积为特征的须家河组及其相关地层,在川西地区覆盖在马鞍塘组台地碳酸盐岩和小塘子组陆棚至滨岸相砂页岩地层之上,向东、向南逐渐超覆尖灭,从而形成了一个特殊的上三叠统层序地层格架,这个特殊的层序地层格架记录了扬子地台的消亡和上扬子前陆盆地的形成和发育过程。就像黔西南地区在中三叠世台地边缘再生的晚三叠世前陆盆地以及该盆地中填充的特别的上三叠统一样,上扬子前陆盆地上三叠统层序地层格架,尤其是河流沉积为特征的须家河组特别的沉积趋势(从相对集中发育煤层的高可容纳空间低能河流沉积、演变到河道砂岩聚合作用为特征的低可容纳空间高能河流沉积的序列,所组成的沉积层序)所组成的冲积构架,以及逐渐从西向东、从北向南的逐渐超覆尖灭的空间分布,不但是了解扬子地台消亡和上扬子前陆盆地形成的重要物质记录,而且代表了前陆盆地充填序列中一种较为特别的河流相层序地层序列。     

中上扬子区奉节-观音垱剖面深部温度场及热结构特征

在大地热流密度分布的基础上,本文基于二维稳态热传导方程,根据研究区热导率、生热率等热物理性质参数,对横穿川东北地区、秭归盆地、黄陵穹窿和江汉盆地等几个构造单元的奉节（FJ）-观音垱（GYD）地学剖面进行了温度场数值模拟研究,获得了其深部热结构认识。模拟结果显示,地幔热流自西向东逐渐升高,变化范围约为25.3～34.7 mW/m²。莫霍面温度大约在380 ℃～450 ℃之间变化。热岩石圈厚度自西向东先稍微增厚,后逐渐变薄,变化范围约为115～171 km。江汉盆地中新生代的伸展作用使其地幔热流稍有升高,“热”岩石圈厚度相对较薄（约116 km）,而川东北地区则受到早期的挤压和晚期的抬升剥蚀作用,地幔热流相对较低,其深部“热”岩石圈厚度也相对较厚（约168 km）。