蒙古洋西南弧后盆地闭合时限的探讨——来自阿拉善陆块南部岩体地球化学和锆石测年的约束

精确地厘定霍尔森-查干楚鲁弧后盆地闭合的时限对于理解阿拉善陆块的构造演化历史和梳理阿拉善陆块南部地区矿化事件的时空序列具有十分重要的意义。该弧后盆地最终消失于巴丹吉林断裂带的位置。虽然在巴丹吉林断裂带东段,通过查干楚鲁蛇绿岩套将此弧后盆地东段的闭合时间约束在275Ma左右,但由于该断裂带西段缺失蛇绿岩套,使霍尔森-查干楚鲁弧后盆地的闭合时限仍不清楚。本文通过开展对上述断裂带西段中的特拜石英闪长岩和管材陶鲁盖花岗斑岩等岩体的岩石学、地球化学、锆石U-Pb测年等方面的研究工作,结果表明,特拜石英闪长岩属I型花岗岩类,岩石相对富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,相对亏损Ta、Nb、P、Zr、Hf、Ti等高场强元素,轻稀土富集,重稀土亏损,具有弱的铕负异常,Sr-Nd同位素组成接近OIB或EMⅠ型富集地幔源区,岩体形成于霍尔森-查干楚鲁弧后盆地向阿拉善陆块俯冲的挤压构造环境,成岩年龄为281.7±1.1Ma。管材陶鲁盖花岗斑岩属A型花岗岩类,岩石相对富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素和LREE、Zr、Hf,相对亏损Ta、Nb、P、Ti等高场强元素和Ba、Sr、Eu,轻稀土富集,重稀土亏损,铕负异常明显,Sr-Nd同位素组成接近EMⅡ型富集地幔源区,岩体形成于霍尔森-查干楚鲁弧后盆地南侧大陆与火山弧碰撞后的伸展构造环境,成岩年龄为272.6±0.8Ma。本文提出该弧后盆地西段闭合时间不应早于281.7±1.1Ma,且不应晚于272.6±0.8Ma。结合该弧后盆地东段闭合于275Ma左右的认识,本文认为霍尔森-查干楚鲁弧后盆地整体的闭合时限介于282～272Ma之间。在巴丹吉林断裂带南侧的大多数矿化事件均为对霍尔森-查干楚鲁弧后盆地闭合事件的响应,这些矿床沿巴丹吉林断裂带分布,成矿作用与华力西期岩浆活动相关,成矿年龄应接近282～272Ma。     

内蒙古北山造山带百合山地区350 Ma石英闪长岩的成因及对红石山-百合山洋俯冲时限的制约

对内蒙古白山岩浆弧内百合山石英闪长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、Hf同位素及岩石地球化学分析。结果显示,该岩体的形成年龄为350.8±1.5 Ma,岩浆锆石的εHf（t）值在5.28~9.88之间,模式年龄为724~1018 Ma。地球化学数据显示,百合山石英闪长岩为一套I型钙碱性系列岩石,富碱（Na2O+K2O=6.03%~6.96%）,富钠（Na2O/K2O>2）,较低的Mg#（35.48~39.78）、Ni（2.06×10-6~5.54×10-6）和Cr（2.11×10-6~7.93×10-6）含量。相对富集轻稀土元素,重稀土分馏不明显,较低的（La/Yb）N值（4.28~5.60）,无明显Eu异常,相对富集Rb、K、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素等,地球化学成分表明,石英闪长岩具有俯冲带成因的特征。石英闪长岩的锆石U-Pb年龄和岩石成因证明了350 Ma石英闪长岩是晚古生代白山岩浆弧内首次发现的可以明确与红石山-百合山洋俯冲消减作用有关的最早的弧岩浆记录。表明红石山-百合山洋于约350 Ma之前就已经开始发生俯冲消减,比前人一般认为的俯冲开始的时间提前了22 Ma。     

蒙西斑岩型铜钼矿地质地球化学特征及其对东准噶尔琼河坝岩浆岛弧构造属性的制约

蒙西铜钼矿床位于东准噶尔北塔山-琼河坝岛弧带东段琼河坝大花岗岩基北接触带,具有矿化蚀变类型多样、构造应力破裂-充填脉体发育、及不同组分脉体垂向分带等特征,为形成于断裂构造背景下的斑岩型铜钼矿床,闪长玢岩与二长花岗斑岩为成矿斑岩。琼河坝地区以花岗岩为主体的岩体均为钙碱性系列岩石,富Pb、K、Sr、U、Th和Zr,贫Rb、Nb、Y、Ta、Yb与Ti,轻稀土富集,(La/Yb)_N值介于3.1与15.5之间,在Rb-Y+Nb、Nb-Y、Rb-Ta+Yb与Ta-Yb图中位于VAG（火山岛弧花岗岩）区,与安第斯山火山岩具相似的微量稀土元素分配结构,为形成于大陆地壳构造背景下的岛弧型岩浆岩,其原始岩浆成分包含大陆下、中与上地壳的组分、并与安第斯山岛弧火山岩平均成分相当。蒙西铜钼矿床形成年龄为411Ma,蒙西矿区的闪长玢岩与二长花岗斑岩形成于晚志留纪-早泥盆纪。这意味着北塔山-琼河坝斑岩铜矿带可能是南蒙古欧玉陶拉盖（Oyu Tolgoi）斑岩铜矿带的西延。琼河坝地区以花岗岩基为代表的岩浆岩带为古生代大陆岛弧岩浆岩带,是形成与寻找斑岩铜矿的有利地区。     

PDC钻头综合受力模型的试验研究

模拟钻头上的切削齿的不同的切削断面形状、重叠切削状态及磨损状态,利用PDC切削齿对多种岩样进行了切削试验,研究了切削面积、接触弧长、切削齿后倾角、岩石抗钻强度、切削齿磨损高度等因素对PDC切削齿受力的影响规律。结果表明,切削面积相同情况下切削齿受力随接触弧长、岩石可钻性极值、切削齿磨损高度分别呈线性,幂函数和指数函数趋势变化;切削齿受力最小的后倾角在5～10°区间内。引入弧长系数、磨损高度系数,建立了PDC切削齿综合受力模型。根据力的平衡原理,推导得出完整的PDC钻头受力计算模型,为PDC钻头优化设计和合理使用提供了理论依据。     

西藏麻米地区晚侏罗世—早白垩世侵入岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其对班-怒特提斯洋俯冲过程的制约

班公湖-怒江缝合带南、北两侧分布的大量中生代火成岩对约束班公湖-怒江特提斯洋演化过程具有重要意义。通过班公湖-怒江缝合带南侧麻米乡一带酸性侵入岩的锆石U-Pb年龄及地球化学特征研究,获得花岗斑岩206Pb/238U年龄加权平均值为146~145 Ma,花岗闪长岩为140 Ma,代表这套侵入岩的形成时代为晚侏罗世末期—早白垩世早期。花岗斑岩与花岗闪长岩均显示出较高的SiO2(69.12%~76.54%)和Al2O3(12.44%~14.93%)含量及较低的MgO含量(0.19%~0.89%),属弱过铝质—强过铝质钙碱性花岗岩;同时富集大离子亲石元素Rb、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti等;稀土元素总量较低(∑REE=129 ×10-6~201×10-6),分馏程度较高(LREE/HREE=2.06~9.18),呈现出轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的特征,并具有负Eu异常,接近活动大陆边缘酸性岩浆岩的稀土元素配分模式。综合分析,麻米晚侏罗世—早白垩世酸性侵入岩主要来源于古老地壳物质的部分熔融,岩浆演化过程经历了分离结晶作用。这套侵入岩表现出火山弧型性质,形成于俯冲的构造背景。结合前人研究与区域资料,认为班公湖-怒江洋晚侏罗世—早白垩世存在南向俯冲,形成了区域上的措勤-申扎构造岩浆弧,进一步证实班公湖-怒江特提斯洋在晚侏罗世—早白垩世发生了双向俯冲,为特提斯的构造演化提供了新的岩石学证据。     

班公湖—怒江缝合带西段酸性侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄与地球化学特征

针对班公湖—怒江中特提斯洋盆闭合的时间问题,选择西藏日土县班公湖畔蛇绿岩中的小型酸性侵入岩体为研究对象,探讨其岩石成因和构造环境。研究区酸性岩体的岩性为斜长花岗斑岩。地球化学分析显示,岩石SiO2含量介于65.78%~68.76%之间,(K2O+Na2O)含量为6.39%~6.86%;具有轻稀土元素富集、分馏程度高、Eu正异常不明显的特点;富集大离子不相容元素Sr、Ba、Rb,亏损高场强元素Ta、Ti、Nb,并有Ta、Nb元素谷形,显示出典型的岛弧岩浆岩特征。2个斜长花岗斑岩体的LA-ICP-MS锆石206Pb/238U年龄加权平均值分别为96.08Ma±0.22Ma和96.05Ma±0.30Ma,均属于中生代晚白垩世。     

西藏冈底斯南缘火山-岩浆弧带中桑日群adakite的发现及其意义

冈底斯南缘火山-岩浆弧带,位于雅鲁藏布江缝合带与冈底斯陆块之间。近年来的研究表明,它是新特提斯洋多次俯冲消减的产物。洋壳大致经历了早(中侏罗世)、晚(晚侏罗—早白垩世)两次俯冲作用,由此形成的火山岛弧带在空间上呈北、南两条平行展布。本文,通过对晚期俯冲形成的南带岛弧火山岩(桑日群)的研究,并与新生代(＜25Ma)环太平洋adakite的对比研究表明,桑日群火山岩具有与adakite相似的特征:缺乏玄武岩,以安山岩-英安岩-流纹岩组合为主;地球化学特征表现为SiO_2平均为61．57%(≥56%)、Al_2O_3平均为16．36%(≥15%)、MgO平均为2．63%(＜3%),Na/K高(3．05);具有低的Yb(1．39×10~(-6),≤1．9×10~(-6))、Y(13．57×10~(-6),≤18×10~(-6))和高的Sr(646×10~(-6),＞400×10~(-6));REE配分型式为亏损重稀土,Eu异常不明显;Sr同位素组成与大洋板片熔融形成的adakite非常相近。这意味着,该弧南带(桑日群)的弧火山岩(＞25Ma)是新特提斯洋壳经俯冲部分熔融形成的;同时也暗示,它的形成可能是一种特殊动力学机制的产物——新特提斯主洋有关的小洋盆快速俯冲。而其成矿意义在于:它是超大型斑岩铜矿和中低温热液矿床成矿的标志之一。     

苏鲁造山带胶东区段花岗片麻岩类的常量与微量元素地球化学：扬子克拉通北缘新元古代活动大陆边缘的证据

胶东东部地区的基底片麻岩以牟平-海阳断裂为界,两侧在岩性组合和地球化学性质上完全不同,本文认为该断裂应代表苏鲁造山带的西北边界（北段）。断裂西侧岩性包括花岗闪长质、奥长花岗质和花岗质,地球化学上表现为低硅（SiO2：64．16～71．76％）、高铝（Al2O3=15．60-18．51％）、显著的Ba和Sr正异常、强烈的稀土元素分馏程度（LaN／YbN=15．77～68．19）和贫重稀土元素（YbN=2．9-4．4）、Eu异常不明显（δEu=0．86～1．02）,具典型的太古代高铝TTG岩石组合的特征。而东侧新元古代的基底片麻岩从地球化学上可分为高钾的Ⅰ型花岗质片麻岩和富钠的A型花岗质片麻岩。前者总体表现为富钾（K2O／Na2O比接近或大于1）和亚铝质,强烈亏损Sr、Nb和Ta,轻稀土元素之间的分馏程度强（LaN／SmN=4．21～5．37）,而重稀土元素之间几乎无分馏（GdN／YbN：0．78～1．54）,负Eu异常较强（δEu=0．47～0．61）,岩石地球化学特征显示它们的原岩类似于活动大陆边缘的Ⅰ型花岗岩类。而后者则以偏碱和富钠（Na2O／K2O=1．06～1.77）,高Y（20.4～52．9μg／g）、Zr（218～39μg/g）、Ga（18．8～22．9μg／g）及稀土元素丰度为特征,稀土元素分馏程度强（LaN／YbN=11．30～19．09）,弱到中等程度的负Eu异常（δEu=0．94～0．65）,强烈亏损Sr为显著特征,Nb和Ta相对于La也强烈亏损,而Ba则表现出明显的正异常。推测Ⅰ型花岗岩是在与俯冲有关的构造环境下,压力0．8～1．0Gpa条件下,由受俯冲板片脱水交代的镁铁质下地壳（26～33km）部分熔融形成的。而A型花岗岩则是在Ⅰ型花岗质岩浆形成后,由脱水的紫苏辉石质残留下地壳在温度大于900℃的条件下再一次部分熔融形成的。相对于Ⅰ型花岗岩,A型花岗岩中可能有更多的大洋岩石圈的组份被卷入。     

关于南天山碰撞造山时代的讨论

南天山是天山山脉的一支,是中亚型造山带的典型代表,它经历了复杂的增生—碰撞过程。关于古南天山洋最终闭合—碰撞造山（碰撞事件）发生的时间一直存在不同的认识,争论由来已久。综合分析南天山造山带的构造、地层、古生物、岩石、地球化学和同位素年代学等方面的资料,特别是对放射虫、蛇绿岩、蓝片岩、火山弧及前陆盆地沉积等地质事实的研究,我们认为,南天山碰撞造山作用起始于二叠纪末—三叠纪初。     

深海拖缆勘探电缆形状确定方法研究

探讨了深海拖缆勘探电缆形状的确定方法,分析了弧段模型、多项式模型和曲线积分模型,对各个模型进行了对比和优选。