新疆阿尔金地区长沙沟一带奥陶纪侵入岩及其演化特征

新疆阿尔金地区长沙沟一带发育的侵入岩岩石类型包括辉石岩、辉长岩、辉绿辉长岩、石英闪长岩和石英二长闪长岩。野外地质特征和LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示就位时代均为奥陶纪。其中基性超基性侵入岩具有幔源型特征;中酸性侵入岩显示I型和地S型双重特征,其岩浆主要来源于上地幔,在岩浆上侵过程中同化混染了部分壳源物质,使其具有壳幔混合源的岩浆性质。基性超基性侵入岩形成于超大陆裂解构造环境,系与大陆裂谷或深大断裂有关的深成岩浆作用的产物,中酸性侵入岩是汇聚阶段的产物。     

阿尔金北缘EW向山脉新生代隆升剥露的裂变径迹证据

本文主要利用磷灰石裂变径迹测年技术探讨了阿尔金北缘EW向山脉隆升的时空差异特征。22个岩体分别采自阿尔金北缘EW向山体中的卓尔布拉克、大平沟和喀腊大湾地区。裂变径迹测试结果显示,样品的径迹年龄介于(62.6±3.5)~(28.3±1.7)Ma,平均径迹长度均介于(13.25±0.15)~(14.29±0.1)μm之间。进一步根据裂变径迹长度和温度数据,开展了磷灰石温度-时间的反演模拟。结果表明,阿尔金北缘山体的隆升呈现一定的规律:在南北方向上,南部率先隆升并向北部扩展,东西方向上,山脉中段大平沟样品径迹年龄较其他样品年龄大且时间局限在古新世和始新世,呈现中间向两侧隆升趋势。所有样品热史模拟曲线形态相对一致,径迹长度分布呈单峰式,表明阿尔金北缘地区可能仅仅新生代经历了古新世—渐新世(65—28 Ma)的快速隆升-剥露事件,中新世及后期的构造隆升-剥露事件在本区不发育。对比分析阿尔金地区的隆升剥露热事件可知,阿尔金山脉新生代的隆升-剥露整体性和差异性共存:古近纪阿尔金山脉隆升具有普遍性和区域性,而中新世至今的隆升和剥露仅仅存在于NEE走向阿尔金主断裂带旁侧的山体和NE向的山体,推测中新世以来阿尔金主断裂带的快速走滑并没有影响阿尔金北缘EW向山体的隆升和剥露。     

阿尔金断裂乌尊硝段的现今活动速率

利用GPS和水准观测资料 ,对阿尔金断裂的现今活动速率进行研究。阿尔金断裂西段的活动水平普遍高于东段 ,水平分量存在自西往东减弱的趋势。乌尊硝段左旋走滑的断错地貌极为发育。GPS测量表明乌尊硝段断裂相对左旋运动 ,目前最大的走滑速率是 (9± 5 )mm/a ,和东段安南坝附近的观测结果一致。水准测量反映断裂附近并无明显抬升 ,垂直断裂的最大水平缩短速率在 (3± 1)mm/a以下 ,说明阿尔金断裂现今仍以水平运动为主     

南阿尔金造山带西段高压—超高压变质岩特征及构造意义

江尕勒萨依地区位于东昆仑西段—南阿尔金造山带,地处秦—祁—昆造山带西段,本次在该区部署实施了1∶5万基础地质调查工作,对该区高压—超高压变质岩的主要类型、地质特征、岩石学和年代学特征进行了分析,详细讨论了其变质期次和温压条件,并对其折返机制及构造意义进行了研究,将南阿尔金早古生代俯冲碰撞杂岩带的构造演化过程划分了五个阶段：洋盆扩张阶段(622～517 Ma),洋壳俯冲阶段(517～500 Ma),陆壳深俯冲阶段(500～487 Ma),俯冲板片断离及折返阶段(460～451 Ma)及碰撞后伸展阶段(425～385 Ma)。从而重建了东昆仑西段—南阿尔金地区早古生代以来的地质构造演化历史,对于探讨该区壳-幔相互作用、洋-陆转换及大陆地壳演化等地球动力学过程等具有十分重要的科学意义。     

柴达木—阿尔金地震带b值统计计算

目前工程地震中使用的b值来源于《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）,地震资料仅考虑至2010年,距今有10多年的地震资料缺失,在此期间柴达木—阿尔金地震带发生了7级以上强震,因此需验证该地区b值是否体现高震级段地震危险性水平。为此,利用1920—2019年地震资料,对柴达木—阿尔金地震带b值进行统计研究,确定b值为0.76。根据该地震带不同构造区提取地震目录,按照震级完整时段计算各自b值,得到b值范围为0.536 5～0.801 9,最大差值为0.272 6,该结果低于《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）确定的b值,体现了近期大地震的发生对该地震带活动强度和大震重现期等地震活动特征和活动水平的影响,本研究确定的b值可作为《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）的补充,可为科学建立重大建设工程地震危险性计算模型提供基础依据。     

阿尔金造山带青白口纪亚干布阳片麻岩年龄、地球化学特征及其地质意义

出露于阿中地块库木塔什萨依一带的亚干布阳片麻岩主要岩性为黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩。利用LA-ICPMS方法进行锆石微区U-Pb同位素定年,得到206Pb/238U年龄加权平均值为900.2±2.9Ma,表明亚干布阳片麻岩原岩形成于新元古代早期青白口纪;地球化学结果显示,主量元素具有高SiO_2、Al_2O_3、K_2O+Na_2O含量,低Na_2O、MgO、CaO和TiO_2含量的特征,A/CNK值介于0.95～1.22之间,属于高钾钙碱性系列的过铝质花岗岩。岩石富集Rb、Th、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Sr、P、Hf、Ti等高场强元素;岩石轻稀土元素分馏较强而重稀土元素分馏较弱,具有明显的负Eu异常,总体呈右倾的"V"字形稀土元素配分模式,显示典型的地壳重熔型花岗岩特征。亚干布阳片麻岩的源岩主要为地壳中沉积岩类的部分熔融,形成于俯冲-同碰撞构造环境。综上说明亚干布阳片麻岩是新元古代早期俯冲碰撞热事件的产物,反映阿中地块和柴达木地块青白口纪处于汇聚碰撞阶段,构造岩浆活动强烈,与Rodinia超大陆汇聚事件具有一致性。     

两次于田M_S7.3地震间应力触发作用及2014年于田地震的发生对周缘断层的影响

基于青藏高原及邻区的三维粘弹性有限元模型,讨论2008年于田MS7.3级地震与2014年于田MS7.3级地震之间的关系,并研究2014年于田MS7.3级地震的发生造成周围断层的库仑破裂应力变化。初步结果表明:1)2008年于田MS7.3级地震在2014年于田MS7.3级地震震中滑动方向上产生的库仑破裂应力变化高于地震触发的阈值0.01 MPa,存在明显的触发作用。在视摩擦系数分别取0.4和0.6时,震源区同震库仑破裂应力变化为0.0167 MPa和0.0170 MPa;而考虑粘弹性松弛作用时产生的库仑应力增加量分别为0.0187 MPa和0.0194 MPa。结合断裂带构造应力年累计速率的结果,2008年于田地震的发生造成2014年于田地震提前21.4~24.9 a;2)在较短的时间尺度内,对于距离相近的两次地震之间,同震产生的应力变化远大于粘弹性松弛效应产生的变化;3)2014年于田MS7.3级地震的发生造成阿尔金断裂中北段、玛尼—玉树断裂中段、东昆仑断裂西段、柴达木北缘断裂东段、西秦岭北缘断裂西段等不同程度的加载效应,地震危险性有所增强。其中阿尔金断裂中段库仑应力增加最为明显,最大达2.8×10–3 MPa;玛尼—玉树断裂中段次之,应力增加量最大达5.6×10–4 MPa;东昆仑断裂西段应力增加量最大达4.75×10–4 MPa。而玛尼—玉树断裂西段库仑破裂应力最大卸载量达3.6×10–3 MPa。     

阿尔金环形山花岗片麻岩同位素年龄及成因研究

阿尔金中段环形山二长花岗片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为928±9Ma。岩石Si O2含量为72.26%~74.34%,全碱(Na2O+K2O)为7.22%~8.32%,Al2O3含量为12.40%~13.51%,含量较高;Mg O为0.43%~1.07%,Fe OT为2.09%~2.43%,Ca O为1.02%~2.03%,Ti O2为0.19%~0.32%,含量较低。岩石Fe OT/Mg O比值为2.28~4.87和Al2O3/Ti O2比值为40.4~69.0(均小于100)、Ca O/Na2O比值为0.46~1.06(大于0.30)、K2O/Na2O比值为2.10~3.43(大于1),富集大离子亲石元素Rb、Th、K及La等,亏损Ba、Ta、Nb、Sr、P、Ti,Th/U比值为5.17~14.7、Zr/Hf比值为30.3~34.3,ΣREE总量平均为193×10-6,(La/Yb)N为3.89~5.00(小于10),δEu0.5,这些均显示S型花岗岩地球化学特征。低Sr/Ba比值(0.12~0.2)和低的Mg#值(平均值36.2),具有负Eu异常,显示其源岩区与泥质岩、基性岩的关系不大;0.4C/FM值(0.46~64)0.8和1.8A/FM值(2.09~3.22)4的地球化学特征,表明源岩为杂砂岩。锆石饱和温度计和锆石Ti温度计演算结果显示锆石的结晶温度分别为781~801℃(平均789℃)和752~985℃(平均803℃)。估算二长花岗片麻岩源区的压力为0.8~1.6GPa。岩石地球化学特征及其同位素研究表明,新元古代早期的青白口纪阿尔金地区处于同碰撞汇聚作用构造地质背景之下,导致地壳杂砂岩部分熔融形成岩浆,之后上侵结晶形成环形山岩体。     

阿尔金断裂带新生代活动在柴达木盆地中的响应

阿尔金断裂新生代以来发生多期次的走滑运动,并伴随强烈的隆升作用,进而影响柴达木盆地新生代的构造演化。本文通过遥感卫星影像解译、地震反射剖面解释、区域地层分析,结合野外考察资料对阿尔金断裂新生代活动在柴达木盆地中的响应进行了研究。对柴达木盆地卫星影像的解译发现盆地中褶皱形态指示了近东西走向的褶皱构造带与近南北走向的褶皱构造带的叠加干涉效应,其中近东西向褶皱构造带是在印度/欧亚板块碰撞作用下青藏高原隆升并向北东扩展过程的响应,近南北向褶皱构造带是阿尔金断裂新生代活动的响应。对NW-SE向穿过阿尔金山-柴达木盆地的盆山结合带地震反射剖面的再解释,发现新生代地层中发育的多层生长地层,记录了阿尔金断裂新生代活动的信息。对盆地中新生代地层分布等厚图褶皱干涉样式的分析表明,上油砂山组沉积时期(14.9Ma)阿尔金断裂活动已经明显影响到柴达木盆地,而狮子沟组沉积时期(8.2~2.6Ma)断裂活动对柴达木盆地改造最强。通过对研究区已有的低温热年代学数据和沉积、构造、磁性地层年代学等方面研究成果的总结和分析,认为阿尔金断裂在新生代至少存在三期(~30Ma,~8Ma、~2.6Ma)强烈的构造活动和隆升作用,在柴达木盆地内表现为相应地质时代沉积速率的加快、沉积物岩性的变化、构造地貌的变形和同构造生长地层的出现。其中后两期(~8Ma、~2.6Ma)构造活动在整个青藏高原及周边地区广泛存在,为准同期构造事件,而月牙山地区地震地表破裂带的发现则表明阿尔金断裂带现在仍在强烈活动,并且直接影响到了柴达木盆地。阿尔金断裂带新生代以来的构造活动具有多期性,并影响和改造了柴达木盆地,可能对油气成藏有重要影响。     

北阿尔金蛇绿混杂岩带中斜长花岗岩的成因及其地质意义

北阿尔金蛇绿混杂岩带恰什坎萨依剖面南端的斜长花岗岩,呈不规则脉状和透镜状产出于蚀变辉绿岩之中。该斜长花岗岩具有高的SiO2含量(70.42%~78.29%),Al2O3含量低(9.51%~11.75%),高Na2O低K2O,K2O/Na2O=0.02~0.09,属于低钾准铝质岩石;其∑REE偏低(80.15×10-6~104.1×10-6),具中等Eu异常(δEu=0.68~0.73)以及轻稀土轻微富集的特点,微量元素显示相对富集Th、U而亏损Nb、Ta、Ti的特征。以上特征与产于蛇绿岩中的斜长花岗岩的基本特征相符合。蚀变辉绿岩主量元素显示低SiO2、Al2O3、K2O、TiO2,高CaO、Na2O以及富集Th、U、La、Ce,相对亏损Nb、P、Ti的特征,部分蚀变辉绿岩样品SiO2、Na2O含量的升高应与岩石遭受海水蚀变有关。稀土元素显示弱的Eu异常(δEu=0.86~0.94)以及轻稀土轻微富集的特点。蚀变辉绿岩Mg#=51.3~54.8,Ti/V=11~22,La/Nb=1.67~2.07,Zr/Nb=10.3~27.1的特点与区内蛇绿岩地球化学特征一致,应为区内蛇绿岩的组成部分。斜长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为518.5±4.1Ma,Hf同位素εHf(t)=4.25~9.90。在La-SiO2及TiO2-SiO2图解上,斜长花岗岩均显示部分熔融成因,结合岩石非常低Sr高Yb的特点,认为其应形成于洋壳在运移过程中发生的部分熔融。全岩Sr、Nd、Pb同位素显示蛇绿岩源区具有EMII型富集地幔特征,与前人对区内洋中脊型玄武岩的同位素研究具有一致性,而洋壳源区富集地幔特征暗示此时的洋壳形成于洋盆裂解的早期。结合以上资料分析,本次研究的斜长花岗岩和蚀变辉绿岩可能形成于北阿尔金有限洋盆裂解的早期,形成时代为518.5±4.1Ma。