块体构造学说的大地构造体系

在中国及邻区大地构造的研究过程中,板块构造理论用于解释中国复杂的大陆动力学过程有所局限,而中国本土的大多数大地构造观点无法展开洋陆对比研究.朱夏和刘光鼎对中国大陆边缘和中国大陆的构造演化历史和动力学体制有其独到的见解,即以活动论为内涵的全球构造理论,我们在此基础上增加了方法论和认识论等内容,提出块体构造学说.块体构造学说在用板块理论解释新全球构造阶段构造现象的基础上,将块体和结合带赋予新的定义和内涵,作为板块之下的二级构造单元,用以表示古全球构造阶段的大地构造单元.本文在简要介绍块体构造学说提出的历史和背景基础上,简述对中国海陆及邻区大地构造演化的理解,系统阐述块体构造学说的大地构造体系,明确块体和结合带的定义、分类和特征,作为正在编制的"中国海陆大地构造格架图"中大地构造单元划分的依据.     

敦煌地块大水峡北晶质石墨矿床地球化学特征及成因意义

大水峡北晶质石墨矿床位于阿尔金大断裂北侧的敦煌地块, 是新近发现的大型晶质石墨矿床。石墨矿体主要赋存于二云石英片岩中, 晶质石墨具有典型的条状或鳞片状构造。目前该矿床的研究仅限于基础地质方面, 其成因尚不清楚。本文对大水峡北晶质石墨矿床开展了岩石学和地球化学的研究, 结果表明, 本次分析的大水峡北晶质石墨矿床样品总体呈高硅、低碱、贫钙的特点。其中, 含石墨矿样品V/Cr=8.00~11.14, U/Th=0.45~1.13, 指示其形成于缺氧的还原环境; 而矿体围岩Ni/Co比值为1.44~17.61, 指示其形成于富氧的氧化环境。所有分析样品的Eu负异常明显, δEu=0.60~1.00;∑REE含量偏高, 具有轻稀土相对富集的特征。此外, 二云石英片岩型晶质石墨矿石的原岩以砂质岩和杂砂岩为主, 围岩二云石英片岩的原岩为页岩和粘土岩。样品除斜长角闪岩外全为副变质岩, 这些副变质岩的古沉积环境为干燥气候条件下富氧的海陆交互相环境, 其古水体介质主要为盐度较高的半咸水环境。石墨矿石δ¹³C=-22.4‰~-22.3‰, 围岩大理岩δ¹³C=-6.3‰~-2.4‰, 表明成矿碳质来源主要为有机碳, 并混入部分无机碳。大水峡北晶质石墨样品拉曼谱峰相似, 拉曼谱峰特征显示石墨的结晶程度较高, 结晶温度为565℃。构造活动和热事件是研究区石墨矿床形成的重要因素, 初步认为大水峡北晶质石墨矿床属于区域变质型石墨矿床。

     

扬子陆块西缘中元古代晚期元谋花岗岩的时代、成因及构造意义

扬子陆块西缘晚中元古代地质演化史一直存在较大争议,本文选择以扬子西缘元谋杂岩中一套二长花岗岩为研究对象,开展岩相学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学等综合研究,为认识和理解扬子西缘晚中元古代地质演化提供支撑。两件元谋二长花岗岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为1086±10 Ma（MSWD=1.4,n=50）和1099±10 Ma（MSWD=1.8,n=58）。所有样品具有高硅（SiO₂为69.44%~73.98%）、富碱（Na₂O+K₂O为6.11%~7.72%）、贫钙（CaO为0.39%~1.46%）、贫镁（MgO为0.52%~0.76%）、低钛（TiO₂为0.30%~0.59%）的特点,同时表现出强过铝质（A/CNK=1.19~1.35）及中钾钙碱性–钾玄岩系列特征。它们具有高的稀土元素总量（∑REE=211.60×10⁻⁶~349.01×10⁻⁶）,呈现轻稀土元素富集和重稀土元素亏损（（La/Yb）_N=4.32~7.36）;富集Rb、U、Th等大离子亲石元素和Zr、Th、Hf等,亏损Nb、Ta、Ba等元素,并具有明显的负Eu异常（δEu=0.46~0.59）,锆石饱和温度介于827~912℃之间,展示了A型花岗岩的属性。这些二长花岗岩可能是通过中上地壳的中酸性火成岩的部分熔融形成,结合前人的研究成果,它们最可能形成于弧后的伸展环境,综合扬子陆块周缘晚中元古代的岩浆记录,元谋杂岩中1.09 Ga二长花岗岩的形成应与扬子陆块开始参与Rodinia超大陆聚合有关。

     

扬子陆块北缘构造演化新认识：来自原花山群年代学和地球化学的制约

原花山群分布于紧邻南秦岭的扬子陆块北缘大洪山地区,出露于重要的构造部位,是研究其形成时期扬子陆块构造演化及其与南秦岭关系的重要载体,其物质组成、形成时代和构造属性长期存在争论。本文将原花山群解体为花山构造混杂岩和正常的火山—沉积地层（本文所指花山群）两部分来讨论。笔者重新厘定了花山群的沉积时限,有针对性地对有构造背景争议的花山群进行玄武岩地球化学研究,对有时代争议的混杂岩进行锆石U-Pb年代学研究。年代学、地球化学和沉积学综合研究表明,花山群的沉积时限为ca. 830 Ma至ca. 800 Ma,形成于与Rodinia超大陆裂解有关的陆内裂谷盆地。花山构造混杂岩带可能不只是晋宁期的缝合带,而是具有多期物质组成、经历了多期构造叠加的复合型缝合带。结合他人成果,我们提出了扬子陆块与南秦岭从新元古代到早古生代的构造演化新模式。

     

南沙海区中生界岩相分布及构造特征

为了了解南中国海南部南沙群岛陆架-陆坡区中生代地层发育情况,作者通过综合分析该海区钻井、拖网及1987年以来采集的20000多公里的多道反射地震勘探等资料,得到了对该区中生界基本特征的如下新认识:空间分布上,南沙的中生界具有从北部的郑和-礼乐隆起南缘向南增厚的趋势;沉积岩相方面,东部三叠纪时为深海相,侏罗纪为浅海与三角洲相,白垩纪为浅海-内浅海相,而往西南部中生代的海水深度有变深的趋势;中-新生代变形上,在南沙西部的曾母盆地,中生界褶皱为复式的、非协调性的,南沙中部多为舒缓褶皱,东部仅在近巴拉望海槽地带出现小幅度的褶皱。结合围区中生界及特提斯构造域的发育特征,作者提出南沙地块上的海相中生界在大地构造上归属于残留在中特提斯洋北部减薄陆缘地壳上的中特提斯期海相沉积地层,是该海域油气资源勘探不可忽视的对象。     

鲁西地块中、新生界裂缝发育特征及构造应力场分析

鲁西地块是华北克拉通东部重要的构造单元,经历了多期构造演化,裂缝十分发育,是研究裂缝的有利场所。通过野外地质观测和室内研究,对鲁西地块部分地区的裂缝的产状、类型、开度、间距、填充物等参数进行了统计分析,得出裂缝优势方向主要为NNW向、SEE向、NEE向、NE向和NW向。在野外分期配套的基础上,结合区域构造应力场,用过滤法对鲁西地块中、新生界的裂缝进行了分期配套,初步分为NNW和SEE向,NNW和NEE向,NNW、NE、NWW和NEE向3期,并分别指示了早白垩世晚期至晚白垩世、古新世至始新世早期、始新世中期至渐新世区域构造应力场。     

安徽滁州和管店早白垩世高镁埃达克质侵入岩的成因: 锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Hf同位素的制约

本文以华北陆块东部早白垩世滁州闪长玢岩和管店石英闪长岩为研究对象,报道了新的全岩地球化学（主量元素、微量元素以及Sr-Nd同位素）以及锆石U-Pb年代学和Hf同位素的综合研究结果,进而约束其岩石成因和构造意义。滁州闪长玢岩中锆石发育振荡环带,管店石英闪长岩中锆石具条痕状吸收的特点,它们均为岩浆成因。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,滁州和管店闪长质锆石年龄分别为128±1Ma和130±2Ma,表明二者均形成于早白垩世。地球化学特征显示,滁州和管店闪长质岩石具有类似的主量元素和微量元素组成,整体具中等的SiO₂含量（58.55%~60.12%）和富MgO（4.43%~5.10%,Mg^#=57~61）的特征,Na₂O/K₂O比值为1.20~1.47,属于高钾钙碱性系列岩石;富集轻稀土元素和大离子亲石元素（如Rb、Ba）,亏损重稀土元素和高场强元素（如Nb、Ta、Zr、Hf）,并具不同程度的Eu负异常（δEu=0.85~0.93）。它们具高的Sr（575×10^-6~1035×10^-6）和低的Y含量（10.2×10^-6~15.3×10^-6）以及高的Sr/Y比值（57~69）,属于埃达克质岩石。此外,滁州和管店闪长质岩石具有类似的Sr-Nd以及锆石Hf同位素的特征,滁州闪长玢岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值介于0.7061~0.7066之间,ε_Nd（t）值为-17.7~-16.9,锆石ε_Hf（t）值变化于-23.1~-19.1之间,而管店石英闪长岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值为0.7046~0.7059,ε_Nd（t）值为-18.7~-15.8,锆石ε_Hf（t）值为-25.6~-20.0。综合上述,滁州和管店闪长质岩石均属于高镁埃达克质岩石,起源于拆沉的加厚下地壳部分熔融的熔体与地幔橄榄岩反应的产物,形成于早白垩世华北东部陆块拆沉作用下的伸展背景。

     

青藏高原东南缘地震活动与地壳运动所反映的块体特征及其动力来源

通过分析青藏高原东南缘活动断裂带的活动特征和GPS资料显示的现今地壳形变场,辅以历史地震及地表破裂、震源机制解类型等资料,将青藏高原东南缘地区分成了11个次级块体.其中包括了西秦岭次级块体、阿坝次级块体、龙门山次级块体、藏东次级块体、雅江次级块体,香格里拉次级块体、滇中次级块体、保山次级块体、景谷次级块体、勐腊次级块体和西盟次级块体;并利用这些次级块体内的GPS站点速率计算出了这些块体现今运动情况及各块体之间断裂的滑动速率,分析认为各次级块体均受到了一种来自其相邻块体的主要应力作用而发生了旋转,其中保山次级块体、藏东次级块体、雅江次级块体、香格里拉次级块体、滇中次级块体的旋转尤为显著;同样,相邻块体之间的边界断裂带也呈现了相应的挤压或拉张活动特征,而藏东次级块体与雅江次级块体、雅江次级块体与滇中次级块体之间的挤压最为明显.利用上述结果,本文讨论了该地区的现今地壳形变特征,认为刚性块体的挤出作用与重力滑塌作用并存于该区域内,下地壳"管道流"的拖曳作用是该地区刚性块体挤出作用和重力滑塌的主要原因, 另外缅甸板块相对于自身的逆时针旋转作用在其北部引起的拉张作用也是重要因素之一.     

黑龙江东部白垩纪-古近纪古地磁初步结果及其构造意义

陆内块体旋转是周边构造环境和深部构造活动相互作用的结果.前人研究表明华北东部和俄罗斯远东地区晚中生代以来的块体旋转样式,很可能以牡丹江断裂为界发生了显著变化.进一步对牡丹江断裂两侧块体晚中生代以来的块体旋转样式的限定,有助于正确理解这一差异旋转的机制.对采自黑龙江省东部白垩纪和古近纪岩石的(51个采点)古地磁学研究表明,相对于稳定欧亚大陆,牡丹江断裂东侧的佳木斯地块内部的穆棱、鸡西、七台河和桦南地区旋转样式一致,整体发生了30°~40°的逆时针旋转,逆时针旋转很可能发生在晚白垩世末之后.华北东部及俄罗斯远东地区的差异性相对旋转很可能与白垩纪以来太平洋板块的俯冲作用和作为深俯冲带的牡丹江断裂的重新活化有关.     

南海西沙地块岛屿地震观测和海陆联测初步结果

为了研究南海西沙地块下方的地壳结构,我们在岛屿区架设了流动地震台站进行天然地震观测和海底地震仪的人工地震探测.本文利用远震接收函数方法和射线追踪方法对琛航台的远震数据和海陆联测数据进行了初步处理和分析,建立了琛航岛下方的一维横波速度模型以及横穿琛航岛的二维地壳结构模型.琛航岛顶部存在2 km厚的新生代低速沉积层,下地壳存在明显低速层,横波速度只有3.5 km/s,莫霍面埋深24~26 km,岛屿两侧地壳厚度向外逐渐变薄,其西北侧地壳结构表现为裂谷特征,可能为西沙海槽在该地区的延伸表现.地幔热活动和区域拉张应力作用引起的上地幔物质的韧性流变构造和各向异性排列可能是产生下地壳低速层的主要原因.