洋板块地质研究进展

中国存在多个时代、多种类型的造山带,发育了多种多样的俯冲增生杂岩带,经历了复杂多变的洋陆转换过程,如何揭示包括洋内演化和洋陆转换等的造山过程一直是一个难题。为此,中国区域地质志项目组提出了洋板块地质研究,试图通过对造山系俯冲增生杂岩带、蛇绿岩带等洋岩石圈地质建造、结构构造进行系统研究,再造洋岩石圈从洋中脊形成到海沟俯冲消亡、转换成陆的地质作用全过程。本文介绍了洋板块地质提出到现今主要的研究进展,包括四个方面。一是,初步建立了洋板块地质格架,洋板块地质的研究包括俯冲增生杂岩的物质组成、蛇绿岩类型及其形成的构造环境、洋板块沉积组合和洋板块地层、岛弧火成岩组合、洋陆转换的过程和机制、洋-陆转换过程与成矿作用等重要内容。二是,识别出北山牛圈子—马鬃山、嘉荫—依兰、陈蔡、东昆仑布青山—阿尼玛卿、鹰扬关、大洪山、甘孜—理塘、新余神山—新干神政桥等中国陆域62条主要的俯冲增生杂岩带/增生杂岩带。俯冲增生杂岩带是认识、理解造山系时空结构、组成和演化的关键。三是,在祁连地区识别出较为完整的洋内弧岩石组合。洋盆演化形成大陆过程中的洋内俯冲带是大陆的诞生地,洋内俯冲作用形成的洋内弧是洋盆演化形成大陆的初始弧。洋内弧火成岩组合序列的发现为研究洋陆转换过程提供了岩石学依据。祁连造山带是洋板块地质研究的经典地区之一。研究显示,当金山出露完整的洋内弧岩石组合,这些岩石记录了洋内弧从初始俯冲到发育成熟的全过程,为探讨祁连造山带原特提斯洋构造演化提供了新的依据。四是,制定了洋板块地质构造图编图方案,编图内容主要包括俯冲增生杂岩带、岩浆弧、高压-超高压带、俯冲期和碰撞期构造形变要素和构造演化等。编图单元分为三级:一级为俯冲增生杂岩带;二级为岩片;三级包括基质和岩块。编图过程中需要明确岩浆弧的性质和归属,明确图面上某一岩浆弧与哪个蛇绿混杂岩或大洋配套。图面上对于构造要素的表达重点是区分俯冲和碰撞阶段。通过构造变形的时态、相态、位态研究,识别俯冲期和碰撞期的构造变形形迹。这是洋板块地质初步的研究成果,以俯冲增生杂岩带的研究为基础,探讨特提斯洋等大洋的演化、中国东部古太平洋/太平洋转换与中新生代成矿关系等重大基础地质问题是洋板块地质研究下一步的工作方向。目前,洋板块地质的研究还处于试点阶段,洋板块地质与成矿的成因联系等重大地质问题尚需今后更深入地研究。     

西藏雅鲁藏布江缝合带东段泽当豆荚状铬铁矿特征

泽当蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带东段,岩体由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、辉石岩、火山岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和二辉橄榄岩。在方辉橄榄岩中发现7处豆荚状铬铁矿,矿石类型主要有致密块状和浸染状。出露地表的长度0.5~3m,厚0.2~1m。矿体的延伸方向为北西向,与岩体展布的方向一致,铬铁矿的Cr~#=67.9~88.5,属于高铬型铬铁矿。泽当地幔橄榄岩岩相学特征以及矿物组合、矿物化学成份及岩相学特征,显示岩体至少存在两次的部分熔融过程,即为早期的MOR构造背景,以及后期SSZ环境的改造。铬铁矿的铂族元素(PGE)以富集Os、Rh、Pd,亏损Ir、Ru、Pt的负斜率分布模式,表明其形成过程中经受后期熔体/流体的改造。对比罗布莎岩体的矿物组合,矿物化学和地球化学等特征,显示泽当豆荚状铬铁矿矿体与典型高铬型具相似性,存在较大的找矿空间。     

东昆仑没草沟蛇绿岩地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

重点介绍了没草沟蛇绿岩岩石组合、地球化学特征等,并对该蛇绿岩构造背景进行了讨论。该蛇绿岩位于青海省格尔木市,构造上处于东昆仑复合造山带西段,岩石组合由变质基性玄武岩及少量辉绿岩、辉长岩、变质橄榄岩、辉橄岩等组成。岩石主量和微量元素特征显示该蛇绿岩与俯冲无关,属正常洋中脊型玄武岩。前人开展的地质调查表明,该蛇绿岩形成于晚奥陶世。通过对没草沟蛇绿岩中玄武岩和辉长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,分别获得了488.2±2.1Ma和500.8±2.2 Ma的年龄数据,确定该蛇绿岩形成时代为中寒武世—早奥陶世。该同位素年龄的获得填补了该地区蛇绿岩无时代依据的空白,同时反映古特斯洋在本区的残留。综合区域地质特征认为,没草沟蛇绿岩早期为初始洋盆环境,晚期有洋脊扩张中心环境的玄武岩形成。寒武纪早期是洋盆发育的全盛期,奥陶纪晚期洋壳发生消减,于晚志留世洋盆基本闭合,后期伴有绿片岩相变质作用。     

西秦岭北缘早古生代天水—武山构造带及其构造演化

西秦岭北缘早古生代天水-武山构造带位于甘肃省东部天水地区,主要由寒武纪关子镇-武山蛇绿岩带、晚寒武世-早奥陶世李子园群浅变质活动陆缘沉积-火山岩系、奥陶纪草滩沟群岛弧型火山-沉积岩系以及加里东期岛弧型深成侵入岩体、俯冲-碰撞型花岗岩体等组成.关子镇蛇绿岩中变质基性火山岩属于N-MORB型玄武岩,武山蛇绿岩中变质基性火山岩属于E-MORB型玄武岩,是洋脊型蛇绿岩的重要组成部分,形成时代大致在534～489Ma之间的寒武纪.李子园群火山岩主要形成于岛弧或与岛弧相关的弧前盆地构造环境,草滩沟群火山岩形成于与俯冲作用相关的岛弧环境.关子镇流水沟和百花中基性岩浆杂岩总体形成于中晚奥陶世(471～440Ma)古岛弧构造环境,同时发育加里东期俯冲型(450～456Ma)花岗岩类和碰撞型(438～400Ma)花岗岩类岩浆活动.西秦岭北缘早古生代古洋陆构造格局经历了从洋盆形成-洋壳俯冲消减直至陆-陆碰撞造山的板块构造演化过程.总体构造演化可划分为四个阶段:①晚寒武世古洋盆初始形成阶段;②早奥陶世洋盆初始俯冲阶段;③中晚奥陶世洋壳大规模俯冲与古岛弧发育阶段;④志留纪陆-陆或陆-弧碰撞造山阶段.     

四川新龙地区甘孜-理塘蛇绿混杂岩带侏罗系地层沉积学、地球化学和年代学研究及其构造背景分析SCIEI北大核心CSCD

甘孜-理塘蛇绿混杂岩带作为扬子板块与中咱地块的碰撞结合带,其对探讨西南“三江”多岛弧盆系构造演化具有重要意义。本文选取四川新龙地区瑞环山组进行沉积学、古生物学、地球化学和同位素年代学研究,限定其沉积时代及物质属性,探讨其沉积构造背景。新龙地区瑞环山组为碳酸盐岩夹碎屑岩岩石组合,其碎屑岩物源区为安山质火山岩及陆缘复理石,母岩构造背景为大洋岛弧环境。瑞环山组灰岩中珊瑚化石主要集中于晚侏罗世-早白垩世。碎屑锆石定年结果表明砂岩中锆石主要来源于扬子板块(435Ma、764Ma、1888Ma峰值)以及甘孜-理塘俯冲增生杂岩(229Ma峰值),锆石最新年龄为196±2Ma,指示其应沉积于早侏罗世之后的残留海盆地。研究结果表明,甘孜-理塘洋在晚三叠世末弧陆碰撞造山之后又经历了侏罗纪残留海阶段,在残留海盆地西侧临近甘孜-理塘俯冲增生杂岩浅海环境中沉积了瑞环山组碳酸盐岩夹碎屑岩建造,至早白垩世全面进入造山隆升阶段。     

西藏普兰地幔橄榄岩中尖晶石内的钙长石包裹体及其成因

西藏普兰超镁铁岩体之东南缘与玄武岩接触界线附近的地幔橄榄岩中除有粒状半自形的钙长石产出外,还在尖晶石中发现有呈蠕虫状、浑圆状的钙长石包裹体存在.研究发现两种产状的钙长石An值都大于95且均无环带构造,说明钙长石从高Ca/Al比值的熔体中结晶时具有结晶时间短、结晶速度快的特点,可能形成于地壳较浅部位.从化学成分来看,包裹体形态的钙长石具有较高的Cr2O3含量,其寄主矿物尖晶石的Cr#值低且TiO2含量比深海橄榄岩中的尖晶石低得多,推断钙长石包裹体与寄主矿物尖晶石是在液相条件下几乎同时结晶的产物.综合研究表明钙长石包裹体的成因可能是玄武岩熔体在地壳较浅部位侵入方辉橄榄岩时,高温的玄武质熔体提供热源,使得方辉橄榄岩中尖晶石内的Cpx+ Opx细粒矿物包裹体在高温环境下发生熔融,发生Opx+ Cpx+ Sp→Ol+ Pl的反应,由于这种情况下尖晶石有剩余,故新生成的橄榄石和钙长石矿物仍然包裹于尖晶石内,从而形成尖晶石内部呈蠕虫状的钙长石包裹体.     

藏南罗布莎蛇绿岩辉绿岩中锆石SHRIMP测年

罗布莎蛇绿岩是雅鲁藏布江蛇绿岩带东段出露较好,也是研究程度较高的蛇绿岩片之一。对该蛇绿岩的形成时代至今存在分歧。本文获得该蛇绿岩辉绿岩中的锆石SHRIMPU-Pb定年的结果为162.9±2.8Ma,表明该蛇绿岩的形成时代为中侏罗世,同时发现,在罗布莎地区新特提斯洋形成时,可能存在地幔熔融的岩浆在扩张脊上涌过程中俘获老洋壳或者深海沉积物中锆石的情况;并且在侵位过程中,在该蛇绿岩的局部由于蚀变而产生了变质锆石。     

拉萨地块北部逆冲推覆构造系统

拉萨地块北部发育大型逆冲推覆构造系统（NLT），由前锋纳木错构造带，根部安多-伦坡拉构造带和底部滑脱构造带所构成，前锋纳木错构造带总体呈WNW向展布，由20多条向北倾斜的逆掩断层，宽阔的韧性剪切带，4条蛇绿岩片带与大量不同类型的构造岩片所组成，根部安多一伦坡拉构造带位于班公-怒江缝合带中段，由3条WNW向一近EW向逆冲断裂带，宽阔的绿蛇混杂岩岩片中与发生褶皱的古近纪盆地所组成，底部为中上地壳滑脱带，对应于15～30km深处的高导层，主要由蛇绿岩和构造岩组成，NLT推覆距离达120～150km，主要形成时代为古近纪晚期一新近纪早期。     

滇东南八布蛇绿岩的SHRIMP锆石U-Pb年代学研究

滇东南地区是扬子、华夏、印支地块的汇聚部位。本区的八布蛇绿岩被认为是古特提斯洋分支右江洋盆的残留洋壳。对八布蛇绿岩进行的地质填图、岩石组合、地球化学和年代学的综合研究表明,八布蛇绿岩具有较完整的组合包括地幔橄榄岩、堆晶辉长岩、辉绿岩墙群、枕状玄武岩和放射虫硅质岩,但其是外来系统推覆在原地系统三叠系兰木组浊流沉积之上。其中地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,熔岩和辉绿岩为低钾拉斑系列。稀土元素和微量元素具有类似N-MORB的特征,Ti/V比值为20-50之间,Nb/Yb-Th/Yb比值落在亏损地幔源区,应为MOR型蛇绿岩。斜长角闪岩SHRIMP 锆石U-Pb年龄为272±8Ma（n=11, MSWD = 0.54）,表明其时代为早二叠世晚期。综合扬子西南缘晚古生代火山岩分布和沉积演化特征,我们认为八布蛇绿岩代表了二叠纪早期右江洋盆剧烈扩张期的残留洋壳。     

内蒙古贺根山地区蛇绿岩稀土元素和Sm－Nd同位素研究

贺根山地区蛇绿岩各类岩石的稀土元素地球化学特征表明其为上地幔部分熔融、分异演化的产物，其Ｓｍ－Ｎｄ等时线年龄为４０３±２７Ｍａ，εＮｄ（Ｔ）＝＋８．７±０．６，结合蛇绿岩套上部玄武岩和变火山熔岩的岩石化学研究，可以确认蛇绿岩来源于大洋中脊亏损的上地慢。