大别山北麓斑岩型钼矿床地质特征、成矿时代及其成矿构造背景

在野外调查和测试分析的基础上,结合前人的研究成果,综合论述了大别山北麓斑岩型钼矿床的地质特征、形成时代和构造背景。大别山北麓斑岩型钼矿床总体沿区域构造线呈北西向狭长带状展布,具有近东西向成带、南北向成群的空间展布特征,其形成与燕山期中酸性浅成-超浅成小型花岗斑岩体有关,钼矿床直接产于岩体内外接触带及其附近的围岩中,矿床类型主要为斑岩型、斑岩-矽卡岩型及少量热液石英脉型。结合Re-Os同位素年龄数据,探讨了大别山北麓斑岩型钼矿床的成矿物质来源、成矿流体、成矿时代、主要成矿作用的时限以及成矿地球动力学背景。结果表明:大别山北麓地区钼矿床的主要成矿作用时限为142~137 Ma和127~110 Ma,对应的地球动力学背景为中国东部地球动力学体制大转换晚期的岩石圈拆沉及伸展减薄的构造背景。     

北大别的多阶段高温变质作用与部分熔融及其地球动力学过程和大地构造意义

北大别经历了三叠纪高温超高压变质作用和多阶段折返历史,因而榴辉岩中广泛发育多期减压结构,极少保留早期的超高压变质记录,这为它们不同变质阶段的温度条件估算带来了巨大困难。然而,目前流行的微量元素温度计为北大别榴辉岩的峰期及之后的退变质阶段温度的确定提供了可能性。根据锆石中Ti和金红石中Zr温度计,结合传统矿物对温度计的计算数据,获得了北大别榴辉岩中多阶段高温（>900 ℃）条件的数据,证明研究区经历了从超高压榴辉岩相→石英榴辉岩相→高压麻粒岩相阶段的高温变质过程。并且,北大别经历了折返初期（207±4 Ma）的减压熔融和碰撞后燕山期（约130 Ma）的加热熔融作用。长时间的高温变质作用与多期部分熔融也许正是北大别长期难以发现柯石英和有关超高压变质证据等的重要原因。因此,这些成果有助于甄别北大别的岩石成因和演化过程以及大别山多岩片差异折返模型的建立和完善。     

Cretaceous and Cenozoic cooling history across the ultrahigh pressure Tongbai–Dabie belt, central China, from apatite fission-track thermochronology

The crystalline terrane of the Tongbai–Dabie region, central China, comprising the Earth's largest ultrahigh-pressure (UHP) exposure was formed during Triassic collision between the Sino–Korean and Yangtze cratons. New apatite fission-track (AFT) data presented here from the UHP terrane, extends over a significantly greater area than reported in previous studies, and includes the (eastern) Dabie, the Hong'an (northwestern Dabie) and Tongbai regions. The new data yield ages ranging from 44 ± 3 to 142 ± 36 Ma and mean track lengths between 10 and 14.4 μm. Thermal history models based on the AFT data taken together with published ⁴⁰Ar/³⁹Ar, K–Ar, apatite and zircon (U–Th)/He and U–Pb data, exhibit a three-stage cooling pattern that is similar across the study region, commencing with an Early Cretaceous rapid cooling event, followed by a period of relative thermal stability during which rocks remained at temperatures within the AFT partial annealing zone (60–110 °C) and ending with a possible renewed phase of accelerated cooling during Pliocene to Recent time. The first cooling phase followed large-scale transtensional deformation between 140 and 110 Ma and is related to Early Cretaceous eastward tectonic escape and Pacific back arc extension. Between this phase and the subsequent slow cooling phase, a transition period from 120 to 80 Ma (to 70 to 45 Ma along the Tan–Lu fault) was characterised by a relatively low cooling rate (3–5 °C/Ma). This transition is likely related to a tectonic response associated with the mid-Cretaceous subduction of the Izanagi–Pacific plate as well as lithospheric extension and thinning in eastern Asia. The present regional AFT age pattern is therefore basically controlled by the Early Cretaceous rapid cooling event, but finally shaped through active Cenozoic faulting. Following the transition phase the subsequent slow cooling phase pattern implies a net reduction in horizontal compressional stress corresponding to increased extension rates along the continental margin due to the decrease in plate convergence. Modelling of the AFT data suggests a possible Pliocene–Recent cooling episode, which may be supported by increased rates of sedimentation observed in adjacent basins. This cooling phase may be interpreted as a response to the far-field effects of the frontal India–Eurasia collision to the west. Approximate estimates suggest that the total amount of post 120 Ma denudation across the UHP orogen ranged from 2.4 to 13.2 km for different tectonic blocks and ranged from 0.8 to 9.7 km during the Cretaceous to between 1.7 and 3.8 km during the Cenozoic.     

西大别造山带夏店岩体锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其A型花岗岩的厘定

对西大别造山带夏店岩体进行了系统的锆石LA-ICP-MSU-Pb定年、岩石地球化学研究,发现该岩体化学成分具富硅、碱,贫钙、镁、铝等特点;岩石轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,轻重稀土元素分馏明显,Eu亏损明显;Rb、K、Th等大离子亲石元素和Pb元素富集,Ta、Nb、Ti等高场强元素亏损和Sr、Ba元素亏损;岩石成因类型上属于A型花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示夏店岩体~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为130.0±1.8 Ma,代表岩体的结晶年龄,显示该岩体为早白垩世岩浆活动的产物。夏店岩体A型花岗岩形成于造山期后环境,预示着桐柏-大别造山带板内演化阶段的到来。     

大别山北麓四面山含榴混合花岗岩地球化学特征及地质意义

四面山含榴混合花岗岩位于大别山北麓,主要为二长花岗质混合脉体。本文研究了该岩体的岩石学、地球化学特征并分析了岩石成因。结果表明,四面山含榴混合花岗岩具有高硅富碱的特征,整体属于准铝质到弱过铝质的高钾钙碱性花岗岩,但局部可能混合岩化不均匀;岩石富集Ba、Th、K而亏损Nb、Sr、P、Ti等元素;稀土总量(ΣREE)为115.05×10~(-6)~430.85×10~(-6),轻稀土元素相对富集,铕负异常整体不明显。初步研究表明,四面山含榴混合花岗岩是超高压地体折返到中下地壳,在拆沉、底侵等因素影响下经部分熔融形成的。     

合肥盆地中生界沉积物物源分析及构造意义

应用砂岩端元组分、重矿物成分变化等方法对合肥盆地及其南缘的中生界沉积物物源研究表明:合肥盆地大致以六安断裂为界分为南带和北带,其物源有显著差异.北带沉积物主要来源于华北板块,特别是早、中侏罗世,从晚侏罗世到早白垩世,大别造山带大规模的剥露开始,其母岩物质已经完全参与了盆地主体区的沉积;南带中、晚侏罗世沉积的物源来自北淮阳带,但大别造山带也有相当程度的贡献,凤凰台组沉积时期是大别造山带隆升最快、幅度最大的时期.早白垩世盆地的充填物质主要来自大别高压变质岩带,指示其俯冲、折返已经到达地表并持续遭受剥蚀,自中晚侏罗世到早白垩世早期剥蚀程度逐渐加大.从源区看,北带侏罗系样品的源区更接近于被动大陆边缘,南带多为主动大陆边缘.而白垩系样品无论北带还是南带多落入或靠近主动大陆边缘,说明早白垩世滨太平洋构造域已经占主导作用,南北差异减弱,早白垩世早期是南北向区域挤压特提斯构造域向北东向伸展的滨太平洋构造域转换的关键时期.此外值得注意的是中生界少数样品反映了岛弧区背景,许多样品具有混合源区的明显特征.     

大别山晚中生代剪切带特征及年代学制约

大别山的主要剪切带晚中生代时发生伸展拆离,整个构造体系以北大别变质杂岩为核心分为北部伸展构造体系和南部伸展构造体系。北部伸展体系中的晓天—磨子潭剪切带向北北东拆离;南部伸展体系中,水吼—五河剪切带和太湖—马庙剪切带向南南东拆离,而宿松—清水河剪切带则向南西拆离。系统的岩石有限应变测量分析显示:晓天—磨子潭剪切带的剪切位移量至少为56km,宿松—清水河剪切带的剪切距离至少为12km。在南部伸展体系中,福林参数K值从北到南的变化指示从纯剪切逐渐过渡到简单剪切,显示了北大别的岩浆侵入作用在南部伸展拆离体系中的主动作用。对大别山的4条剪切带中黑云母、白云母和角闪石的⁴⁰Ar-³⁹Ar同位素年代学分析表明,存在两组变形年龄,较早的一组年龄(约190Ma±)可能代表了造山带形成过程中超高压变质岩冷却和折返的时间;较晚的一组年龄(约125Ma±)则可能代表了碰撞造山带作用之后的伸展拆离作用的时间。应变测量分析、年代学分析和铂族元素的特征均表明北大别杂岩中的岩浆侵入作用是大别山晚中生代伸展拆离作用的主要诱因。     

淮河流域大别山地形对梅雨期暴雨低涡影响的模拟研究

基于淮河流域梅雨期低涡暴雨落区及低涡移动路径的统计特征,设计WRF数值模拟方案,研究大别山脉对浅薄低涡及其暴雨的地形强迫机制。结果表明:1)在三组数值试验中,无山脉时低涡东移速度较快,北绕山脉路径较慢,翻越山脉的移速居中;无大别山地形时,低涡路径明显偏南,显示低涡具有沿低地移动的特征;大别山地形倒置时,大尺度山体的出现迫使低涡北绕,路径更偏北。2)低涡反气旋式北绕,抵消和减弱了低涡强度;无山脉时,低涡强度由自身系统维持,强于北绕低涡;翻越山脊的低涡经历位涡守恒过程,山后强度几乎成倍增强。3)山脉梯度大,其强迫抬升作用大于低涡系统性抬升,两者叠加造成垂直上升速度增强近1倍。4)山后总涡度增强主要表现为低层涡度平流项、扭转项和散度项的明显增强,其增量可达1倍,但中层因子的影响不显著。5)强降水雨带发生在低涡偏东气流和偏南急流的汇合处,表明淮河流域暴雨低涡北部为强降水预警区。6)山脉通过对低涡东移路径的强迫,进一步影响暴雨强降水带的南北偏移。     

成岩成矿深度构造校正测算和实测

成岩成矿深度的构造校正测算方法,是从测算压力中先消除构造附加静水压力之后再计算上覆岩石厚度,即成岩成矿深度的方法。该方法建筑在对地壳岩石处于固体应力状态的认识之上,采用弹性固体模型代替静止流体模型,比沿袭至今单纯用压力／密度方法得出的深度更符合于实际情况。该文以胶不玲珑－焦家式金矿床为例,介绍了该方法的理论基础和野外地质研究方法－开展变形岩相形迹填图,在室内利用三维变形和古差应力测量,计算差应力时     

秦岭-大别造山带北部中-新生代逆冲推覆构造期次及时空迁移规律

秦岭—大别造山带北部中新生代逆冲推覆作用可分出5个期次:印支期(T₂-T₃)、燕山早期(J₂末-J₃)、燕山晚期(K₁末)、燕山末期(K₂末)和喜马拉雅早期(E末)。本区中-新生代逆冲推覆构造具有明显的时空迁移特征,主要体现在同一期次断裂在不同区域内规模和强度明显不同,并具有穿时迁移演化特征;不同期次断裂在规模和强度及其地球动力学机制上也明显不同。印支期逆冲推覆构造具有东强西弱、东断西褶的构造迁移规律;燕山早期具有由东向西由早到晚穿时迁移演化特征;燕山晚期和燕山末期具有东弱西强的构造特征。前4期逆冲推覆构造规模和强度大,而古近纪末期规模和强度相对较小。前3期具有从南向北规模和强度递减的趋势,后2期表现出北强南弱特征。反映出中生代造山作用由早到晚、由东向西、由南向北的时空变化规律。中生代逆冲推覆构造是在扬子、华北两板块由东向西呈剪刀差式穿时碰撞、陆内俯冲断离和山脉隆升与伸展坍塌的地球动力学背景下形成的。古近纪末期逆冲构造形成机制与印度板块向欧亚板块之下俯冲的远程效应有关。