华北板块南缘石人山岩块晚古生代陆内变形特征及侧向挤出构造

华北板块南缘在古生代时期经历了复杂的陆内变形过程。石人山岩块边界断裂发育大量平行于断裂带的A型褶皱和近水平的矿物生长线理,表明其经历了以走滑剪切变形为主的构造阶段。动力学研究表明石人山岩块具有南西向逆冲的运动学特征,其南侧洛南—栾川断裂带（洛栾断裂带）以左行剪切变形为主,北东侧鲁山断裂带以北西向逆冲兼有右行剪切变形为特征,夹于其中的石人山岩块显示为向西、向上挤出的特征。选择典型岩石样品进行同位素测年来限定断裂活动的时代,其中,洛栾断裂带内同构造花岗岩脉的锆石U- Pb定年结果为413. 6±7. 4 Ma,鲁山断裂带内走滑剪切特征明显的构造透镜体内变形岩石的锆石定年结果为419. 3±11. 2 Ma。虽然洛栾断裂与鲁山断裂的运动方向不同,但是同位素年代学研究限定了两条断裂带发生走滑变形的时间都是晚古生代泥盆纪末期,从而共同构成了石人山岩块整体向西挤出的构造特征,同时也表明,相互碰撞的大陆在碰撞之后将很快转变为以平行造山带侧向挤出与走滑位移为主的陆内变形演化阶段。     

日本列岛下太平洋俯冲板块的精细结构

尽管许多学者对日本列岛下的太平洋俯冲板块做了大量的研究,但板块内部的结构(比如板块厚度,板块内地震波速度随深度的变化以及洋壳的俯冲情况等)仍然不太清楚。利用日本地区密集台网收集到的中深和深发地震到时数据来探讨上述问题。采用三维射线追踪正演模拟法,首先利用333个远震计算得到了日本地区太平洋板块的厚度为85km;然后利用3283个地震(震源深度大于40km)的130227条P波到时进一步研究板块内部的精细结构。结果显示,沿深度方向6个地层段(间隔100km)内的速度扰动值分别为5.5%,4.0%,3.5%,2.5%,2.0%和6.0%,在40～500km范围内速度扰动随深度的增加而减小,这与温度随深度的变化情况相一致。当深度大于500km时,速度扰动突然增大到6.0%,分析认为该异常可能由发生在东亚大陆边缘下方的深发地震无法精确定位导致的。最后利用40～500km深度范围内的近震测试得到日本东北和北海道地区下方洋壳俯冲的深度均为110km,平均厚度分别为7.5km和5km,相对于一维模型的速度扰动分别为1%和-3%。这说明洋壳在俯冲到110km以深时,由于受温度和压力的影响,逐渐脱水、变质,直至与板块融合。通过分析震源与洋壳的位置关系,本研究认为北海道地区比东北地区下方的俯冲洋壳可能含有更多的流体(比如水),导致两地区洋壳内的速度相差如此之大。此外,因为日本南部与洋壳对应的区域多为海洋,观测台站较少,所以本研究无法测试得到该区域内的洋壳俯冲情况。     

扬子北缘复合构造带的结构、演化和动力学

扬子北缘复合构造带位于秦岭—大别造山带南缘与扬子板块北缘之间,由桐柏—大别造山带、武汉—怀宁断褶带、九岭—江南隆起带、瑞昌—铜陵断褶带和大冶—宿松对接带等构造单元组成,是中生代不同时期构造体制叠加,不同方向构造复合、联合的结果。该复合构造带北侧的桐柏—大别山南缘构造带和武汉—怀宁前陆断褶带由北向南逆冲,主要形成于晚印支期,是特提斯构造体制作用的产物; 而南侧的九岭—江南隆起带和瑞昌—铜陵断褶带,则由南向北逆冲,主要形成于早燕山期,是太平洋构造体制作用的产物,同时北侧的大别山南缘构造带和前陆断褶带受到影响,再次活动; 位于该复合构造带中部的大冶—宿松对接带是上述不同构造体制下,不同方向应力叠加,多期构造形迹复合最终形成的复杂构造带。所以,扬子北缘复合构造带是特提斯构造体制与太平洋构造体制转换的产物,是中下扬子两大构造体系转换的经典记录。     

从地壳上地幔构造看大陆岩石圈伸展与裂解

本篇讨论大陆岩石圈拆沉、伸展与裂解作用过程。由于大陆岩石圈厚度大而且很不均匀,产生裂谷的机制比较复杂。大陆碰撞远程效应的触发,岩石圈拆沉,以及板块运动的不规则性和地球应力场方向转折,都可能产生岩石圈断裂和大陆裂谷。岩石圈拆沉为在重力作用下"去陆根"的作用过程,演化过程可分为大陆根拆离、地壳伸展和岩石圈地幔整体破裂三个阶段。大陆碰撞带、俯冲的大陆和大洋板块、克拉通区域岩石圈,都可能产生岩石圈拆沉。大陆岩石圈调查表明,拉张区可见地壳伸展、岩石圈拆离、软流圈上拱和热沉降;它们是大陆岩石圈伸展与裂解早期的主要表现。从初始拉张的盆岭省到成熟的张裂省,拆离后地壳伸展成复式地堑,下地壳幔源玄武岩浆侵位,断裂带贯通并切穿整个岩石圈,表明地壳伸展进入成熟阶段。中国东北松辽盆地和西欧北海盆地曾处于成熟的张裂省。岩石圈破裂为岩浆侵位提供了阻力很小的通道网。岩浆侵位作用伴随岩石圈破裂和热流体上涌,成熟的张裂省可发展成大陆裂谷。多数的大陆裂谷带并没有发展成威尔逊裂谷带和洋中脊,普通的大陆裂谷要演化为威尔逊裂谷带,必须有来自软流圈的长期和持续的热流和玄武质岩浆的供应。威尔逊裂谷带岩石圈地幔和软流圈为地震低速带,其根源可能与来自地幔底部的地幔热羽流有关。     

东至断裂带构造变形特征及其构造演化

东至断裂带是皖西南一条重要的北北东向断裂带。详细的构造解析表明,该断裂带主要经过3期构造变形,分别是发生在晚侏罗世末—早白垩世初的左行平移断层、早白垩世期间的伸展构造和晚白垩世—新生代的右行平移断层。通过断层擦痕矢量反演和断层叠加改造关系分析,认为东至断裂带及其两侧多期构造变形对应的区域应力场分别为近南北向挤压、北北西—南南东向挤压、北西—南东向伸展和近东西向挤压应力场。东至断裂带的形成和演化与郯庐断裂带相似,主要与华南与华北板块俯冲碰撞、伊泽奈崎板块和古太平洋板块向欧亚板块俯冲碰撞与弧后扩张、及印度板块向北碰撞后产生向东的构造挤出等多构造体制共同作用有关。     

滇西桃花花岗斑岩中新太古代-古元古代锆石年龄信息:对扬子板块西缘基底时代的约束

扬子板块西缘滇西地区是否存在古老基底一直存在争议。本文对滇西桃花地区花岗斑岩进行了岩石学、地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学研究。形成于晚造山-后碰撞背景的桃花花岗斑岩具岛弧花岗岩地球化学特征,其成因可能与:1)俯冲拆离的洋壳俯冲拆离的洋壳或富集地幔重熔作用;2)加厚的地壳部分熔融。花岗斑岩中的继承锆石有两种类型:一类是发育具有密集振荡环带的岩浆锆石;另一类是次浑圆状锆石。测年结果显示,花岗斑岩的岩浆锆石年龄为36.35±0.35Ma,环带发育的继承锆石年龄介于167~891Ma之间;而次浑圆状继承锆石可以分为两组,其207Pb/206Pb加权平均年龄分别为1851±22Ma与2499±32Ma。新的锆石测年结果表明着滇西桃花地区不仅存在古金沙江洋东向俯冲形成的晚古生代弧岩浆记录,还发现新元古代岩浆活动信息,及早古元古代和新太古代的锆石记录。推测1.8Ga与2.5Ga锆石可能是捕获自地壳或围岩(石鼓片岩),表明滇西地区可能存在古老基底。     

晚中生代东亚多板块汇聚与大陆构造体系的发展

东亚大陆原型形成于三叠纪印支造山运动旋回,其周邻环绕的三大洋（古太平洋、蒙古-鄂霍茨克洋、中特提斯洋）于早侏罗世初期几乎同时向东亚大陆俯冲,开启了东亚多板块汇聚历史。文章通过总结东亚大陆晚中生代构造变形和构造岩浆事件的新近研究成果,简述了东亚多板块汇聚产生的三个陆缘汇聚构造系统（北部蒙古-鄂霍次克碰撞造山带、东部与俯冲有关的增生造山系统、西南部班公湖-怒江缝合构造带）、陆内汇聚构造变形体系和大陆伸展构造体系。在此基础上,重新构建了东亚多板块汇聚大陆构造-岩浆演化的时间框架,将其划分为三个阶段:早侏罗世（200~170 Ma）周邻大洋板块初始俯冲阶段和陆缘裂解事件,中晚侏罗世-早白垩世早期（170~135 Ma）周邻陆缘碰撞造山或俯冲增生造山作用、陆内再生造山作用和汇聚构造体系的形成;中晚白垩世（135~80 Ma）大陆岩石圈的减薄作用和大陆伸展构造体系的发育。研究认为,晚中生代东亚多板块汇聚在时空上的有序演化和深浅构造的复合叠加,不仅产生了东亚大陆复杂的陆缘和陆内构造体系,同时控制了中国东部燕山期爆发式岩浆-成矿作用,也使东亚构造地貌发生东西翘变,早期陆缘汇聚产生的东部高原因晚期大陆岩石圈的减薄和伸展而垮塌。东亚大陆构造体系的形成和演化与联合古大陆的裂解同步,晚中生代东亚多板块汇聚完成了从东亚到欧亚大陆的演替,以东亚大陆为核心的多板块汇聚格局一直延续至新生代,可能成为未来超大陆形成的起点。      

郯庐断裂带的演化及其对西太平洋板块运动的响应

首次从郯庐断裂带走滑糜棱岩中获得了白云母127.62±0.19Ma的⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄,其与糜棱岩的全岩⁴⁰Ar^-39Ar年龄相吻合。这些年代学研究成果以及同走滑期岩浆活动,表明郯庐断裂带于早白垩世发生了大规模的左行平移。这一早白垩世构造—岩浆事件是伊泽纳崎板块突然发生高速、斜向俯冲的结果。晚白垩世早第三纪郯庐断裂带转变成巨型的伸展构造,普遍控制发育了断陷盆地。太平洋板块的高角度正向俯冲使中国东部出现软流圈上涌、岩石圈拆沉,从而造成了郯庐断裂带与整个中国东部卷入了强烈的伸展活动。晚第三纪初期起动的挤压活动,使郯庐断裂带上的断陷盆地同步抬升和闭合;断裂带的逆冲活动则断续延至今日,成为中国东部最大的近代地震活动带。郯庐断裂带晚第三纪以来的挤压活动是西太平洋弧后扩张的响应,而印度板块碰撞的构造挤出起着辅助作用。     

冀东晚古生代东湾子岩体的岩石成因研究

冀东晚古生代东湾子岩体由角闪石岩、少量辉石岩和辉长岩组成.典型的堆晶结构、全岩和镁铁质矿物(透辉石、角闪石)的上凸型稀土分布模式、相容元素含量低且变化范围大(如:角闪石岩中V=296×10-6～673×10-6)的特征表明了岩体的堆晶成因.计算得到的与辉石岩中的透辉石相平衡的熔体具有很高的稀土含量,轻重稀土分馏较为明显,富集大离子亲石元素(如:Sr,Ba,K),亏损高场强元素(如:Nh,Zr,Ti),具有典型的弧岩浆特征.透辉石和角闪石的矿物成分也具有弧岩浆的特征.高钙透辉石、大量的角闪石与黑云母的存在说明母岩浆富水.透辉石在高PH2O的状态下与熔体反应,生成角闪石的结构特征也证明了这一点.结合岩体的球化学特征,认为岩浆来源于富集的含有角闪石的尖晶石橄榄岩的部分熔融,母岩浆具有富水的特征(>3%).考虑到岩体形成时代(～300Ma;Zhao et al.,2007)和地质背景,认为东湾子岩体与位于华北北缘的其它晚石炭-早二叠世的岩体形成于同一构造背景下,都是晚古生代时期古亚洲洋向华北板块之下俯冲的产物.