俯冲边界成矿作用研究进展及若干问题

板块俯冲作用是板块运动的重要形式,其在板块边缘产生以弧盆体系为特征的地质构造单元及相关的成矿作用,如火山弧及相关的斑岩型铜矿床、弧后盆地及相关的火山岩赋存块状硫化物矿床等。板块俯冲边界形成的矿床多具有规模大、带状聚集分布,金属种类多样和易开采等特点,对全球铜、金、铁等资源储量贡献巨大。近些年来俯冲边界成矿作用取得了很多进展,如:基本建立了斑岩及浅成低温成矿模式和勘查模型;确认了古今VMS型成矿系统并建立相应的成矿模式;重新确立了一些与俯冲作用相关的新矿床类型等。但是,俯冲边界成矿作用仍然存在较多的科学问题,如:斑岩铜矿的成矿机制,特别是成矿背景、成矿岩浆作用的特点、金属来源和萃取机理等方面争议较大;不同俯冲边界(如环太平洋安第斯、西南太平洋、北美西部、中国东部等成矿带)成矿差异性机制以及古弧盆体系后期改造的过程与影响等。这些尚未解决的科学问题正引领着俯冲边界成矿作用研究的前沿。     

华北板块南部豫西大滑动探索

豫西大滑动位于华北板块南部,属规模相对较大的面状构造形迹,其北西依太行山,南西傍伏牛余脉,向东展布于广阔的平原间丘陵地带。大滑动形成于印支早期,主滑面为二1煤层,滑动方向自北西面南东,滑动面积约23000km^2。受大滑动影响,豫西二1煤层呈粉状产出,厚度向南东增大,二1煤层之上发育苦干燕山早期小型切层滑动构造,并在一定程度上造成华北晚古生代聚煤盆地南界紊乱,豫西大滑动的探索具有重要地学意义。     

固体地球物理学与板块大地构造学的交汇

文中从固体地球物理学与板块大地构造学的交融合汇历史出发,诉述岩石圈探测与大地构造物理学的基本思路。大地构造物理学的研究包括以下5个方面内容: 大陆岩石圈调查;区域壳幔结构的成像和解构;全球对比同类大地构造单元的壳幔结构;动力学分析找出每一种大地构造单元生成和演化规律;验证动力学作用模式。以实例说明了区域壳幔结构的解构。最后提出当前大地构造物理学的研究方向与问题。     

A New Formation Mechanism of Coesite without the Plate Deeply-Subduction and Fast-Exhumation——Comment on the Article “Discussion on Some Problems of Quartz-Coesite Phase Transition”

本文分析评论了嵇少丞等(2010)发表的“石英—柯石英相变研究中若干问题讨论”一文.指出他们对柯石英非俯冲折返新机制的一些误解,对某些热力学、物理学概念,及其在地学问题中的解释理解的不同.分析了机械球磨的作用机制;论证了机械球磨作用本质与构造挤压剪切作用本质的同一性.分析了岩石糜棱岩化过程的两个阶段;讨论了地震波形成柯石英机制的可能性.围绕比较标准问题,论证了高能机械球磨(预处理)能大大降低α-石英转变成柯石英的压力、温度和合成时间,促进柯石英的形成.用小尺度不均匀局域高压微区模型解释了人工合成柯石英的规律性、南极洲天然矿物的行为,柯石英的寄生矿物、岩石——锆石、榴辉岩包裹体、非包裹体的形成.列举事例澄清了“球磨引进的Fe杂质提高柯石英形成压力迟缓合成”的说法;讨论了第二相存在对石英—柯石英转变的影响和“应变禁区”边界区的应力梯度相变驱动力可以形成柯石英问题.指出了机械球磨石英原料预处理和静高压合成柯石英后处理两步法,是一种实验室研究柯石英形成规律的有效物理方法;小尺度不均匀局域高压微区模型和无需板块深俯冲快折返的柯石英形成机制,是一种有希望的柯石英形成新机制.     

中国东北地区新生代火山活动的构造背景

中国东北地区新生代以玄武岩为主的喷发经历了60~29 Ma、25~15 Ma、＜2 Ma三期及不同喷发期之间的过渡阶段,而每一期又可以分为若干旋回。火山作用形成于不同的构造部位,沿断裂和非断裂分布的玄武岩均有存在,且与不同时期的大陆边缘构造演化相匹配。不同的构造背景下火山活动的分布也不同,且具明显的迁移性。构造环境体现为非造山大陆边缘张裂隙、上地幔上隆的陆内拉张环境、陆内非造山环境等特征。上新世晚期—更新世以来的火山活动与中国西南部地区的大陆板块间的碰撞作用没有关系。     

新疆伊吾阿勒吞昆多蛇绿混杂岩特征

前人将唐巴勒-卡拉麦里缝合线置于伊吾县以南哈尔里克山塔水河一线。1993年巴瑞士等在伊吾西北大黑山发现超镁铁岩-镁铁岩洋壳残片,认为卡拉麦里蛇绿岩从伊吾西北大黑山一带向东延伸。2009年笔者参与伊吾县阿尔通盖一带1∶5万区域地质矿产调查工作,于伊吾县以北阿勒吞昆多一带发现阿勒吞昆多蛇绿混杂岩,该蛇绿岩中斜长花岗岩形成于早石炭世((351±6)Ma),大地构造为哈萨克斯坦-准噶尔板块及准噶尔微板块、唐巴勒-卡拉麦里古生代沟弧体系。在研究前人资料基础上,提出阿勒吞昆多蛇绿混杂岩为卡拉麦里蛇绿岩(属唐巴勒-卡拉麦里缝合线)向东延伸部分,唐巴勒-卡拉麦里缝合线(沟弧体系)西起唐巴勒,向东经达拉布特-卡拉麦里-塔克扎勒-大黑山至伊吾县阿勒吞昆多一带,可能延伸至蒙古境内。     

广东惠州花岗岩体及其地热意义

为洞悉东南地区地热的形成演化,以惠州黄沙洞-石坝地区高温地热田为例,综合地震学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学等方法来解译该地热田的形成模式.研究区岩体主要为燕山期高分异高含产热元素的I型花岗岩,形成背景为古太平板块俯冲的前进与后撤;深部花岗岩体连为一体且厚度达3.5 km.高导热率的花岗岩促进地幔热传导至地表和花岗岩中放射性元素衰变产生的热量是惠州高温地热形成的两大重要原因.研究区深部花岗岩生热量及干热岩地热资源储量巨大.研究区地热产出模式对惠州乃至东南地区的能源供给系统有重大意义.