Processing and interpretation of the gravity field of the East African Rift: implication for crustal extension

Compilation of new and existing gravity data were undertaken to assess the nature of the crust beneath the East African Rift System. Using 3D gravity modeling code crustal model of gravity profiles across two sectors of the rift were computed. The results are discussed in light of the structure of the rift system.The results of the 3D modeling of gravity profiles across the two rift zones revealed northward thinning of the crust. The maximum crustal attenuation occurs beneath the Afar depression, indicating the Afar rift undergoes an intense fragmentation of the crust resulting from faulting and magmatic activity. However, our computed crustal thickness below the Afar depression falls within an upper bound compared to elsewhere below tectonically active rift zones. This can be explained in terms of crustal accretion resulting from an impact of the Afar mantle plume since 30 Ma ago.The residual gravity obtained using high-cut filtering techniques reveals significant density contrast between the northern and southern sectors of the rift. The northern part of the rift is characterized by regular patterns of positive gravity anomalies, which can be interpreted in terms of a zone of crustal thinning through which relatively dense materials have intruded the overlying crust. In contrast, south of the Main Ethiopian Rift, the anomalies are characterized by random patterns and low amplitudes. The along-rift-axis variation in gravity anomalies implies that the style of crustal deformation changed progressively, beginning with regionally distributed crustal deformation, such as the one we observe within the more juvenile and wider southern segment of the rift, to localized deformation within the active and narrow rift zones of the northern sector of the Ethiopian Rift. We suggest that the key parameters controlling along-rift-axis variation in gravity anomalies are the rate of crustal extension, faulting and magmatic activities.     

胶东半岛牟平-即墨断裂带晚中生代运动学转换历史

牟平-即墨断裂带不仅构成了苏鲁造山带与胶北地块（华北地块）的边界,也是中国东部巨型郯庐走滑断裂系（即郯城-庐江走滑断裂系）的主要组成部分。基于野外断层滑动矢量分析和古构造应力场反演、侵入岩和火山岩锆石U-Pb离子探针和Ar-Ar测年分析,结合海域地球物理资料解释成果,研究了该断裂带平面展布形态和晚中生代构造演化历史。结果表明,牟平-即墨断裂带在晚侏罗世-白垩纪时期经历了挤压左旋平移引张伸展右旋走滑拉分等3个显著不同的运动学转变历史。晚侏罗世是重要的挤压作用时期,沿断裂带发生显著的左旋走滑活动,牟平-即墨断裂带东支桃村-东陡山断裂记录了约30km的左旋错移量。早白垩世时期,构造体制以引张伸展活动为主,引张应力方向为NW-SE至近W-E向,沿断裂带形成一系列深而狭长的断陷盆地;盆地中侵入岩和火山喷发岩锆石U-Pb离子探针和Ar-Ar测试,获得了一致的年龄在106～123Ma。晚白垩世古新世时期,断裂带以右旋走滑活动为主,右旋剪切拉分作用控制了胶县-莱阳伸展断陷盆地的发育,沿断裂带局部凹陷区控制了晚白垩世王氏群沉积。早、晚白垩世之间发生一期构造挤压事件,挤压方向NW-SE,导致断陷盆地构造反转和断裂带左旋走滑活动,但这期走滑位移量不大。牟平即墨断裂带运动学历史和构造应力场演化较完整地记录了中国东部晚中生代构造体制转换过程,并对构造体制转换过程的动力学背景提供了重要的构造地质学制约。     

青海西秦岭地区晚中生代基性火山岩地球化学特征及构造意义

对青海省同仁县多禾茂地区火山岩进行系统的元素同位素地球化学研究表明:该地区白垩纪地层中发育的中基性火山岩,属于碱性火山岩系,岩石类型主要为玄武岩,该套玄武岩具有低且变化较小的Si O2质量分数(44.98%~48.20%),低MgO的质量分数高,变化较大(8.15%~10.98%),具有较高的Cr(208×10-6~418×10-6)和Ni(166×10-6~231×10-6)质量分数。所有样品都表现出轻稀土富集的右倾平滑分布模式,轻重稀土分异中等,(La/Yb)CN=10.09~27.2,重稀土弱分异,(Gd/Yb)CN=2.92~4.67,Eu异常不明显,Eu*/Eu=0.99~1.04。Ba,Nb-Ta和Th-U不亏损,Rb,K相对亏损,Sr正异常。该区火山岩具有亏损的Sr-Nd同位素组成,Sr-Nd同位素组成变化范围不大[87Sr/86Sr(t)=0.7033~0.7039,εNd(t)=6.13~8.03,t=110 Ma],与Hawaii-OIB的Sr-Nd同位素组成相似。其所有地球化学特征表明该火山岩具有类似OIB的特征,可能是含石榴子石橄榄岩低度部分熔融的产物。结合对西秦岭地质构造背景和演化历史的分析,暗示该地区晚中生代岩浆源区来源于软流圈,其起源可能与岩石圈拆沉作用,软流圈地幔上涌和岩石圈伸展减薄有关,可为秦岭大别造山带中生代岩石圈演化提供了有利的直接证据。     

云南建水煌斑岩年代学和地球化学及其构造意义

华南大陆内部燕山期的岩浆事件可分为2期:燕山早期180~150 Ma,燕山晚期140~80 Ma。而处于扬子板块西南缘的滇黔贵等地,仅见有第二期晚白垩世中酸性侵入岩与相关成矿作用,缺乏第一期岩浆活动的时间记录。本文在滇东建水地区首次发现了麦地村煌斑岩,对其进行高精度LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和主微量元素测试分析。结果显示煌斑岩的锆石U-Pb年龄为(158.4±2.4)Ma(MSWD=4.2),为晚侏罗世的产物,补充了该区较为空白的第一期岩浆热事件。麦地村煌斑岩不相容元素明显高于原始地幔,表现出不同程度的富集,大离子亲石元素Rb、Ba、Ce等富集程度不明显,高场强元素中U、Ta、Pb等表现出一定程度富集,LREE相对富集,HREE相对亏损,不具有Nb-Ta-Ti负异常的俯冲型配分曲线特征,具有明显的OIB型洋岛玄武岩稀土元素配分特征,为板内伸展环境下的产物。滇东地区发育中生代时期的NNE构造,早期NNE向褶皱叠加有后期同方向正断层。早期褶皱表现为SEE-NWW挤压应力作用下的构造特征,后期断层表现出同方向张应力作用下的特征。煌斑岩正是由于该区发生挤压之后伴随着一期应力松弛调整,伸展减压作用诱发地幔物质部分融熔,来自于深处的软流圈地幔流体与岩石圈地幔发生交代作用,形成富集型地幔,交代富集的岩石圈地幔局部受热、部分熔融,发生上升侵位。煌斑岩的侵位时间即是滇东地区中生代从挤压向伸展转换的起始时间。     

延边东北部地区中生代火山-岩浆岩区金铜矿成矿特征

延边东北部地区中生代陆相火山断陷盆地处于吉黑褶皱系延边优地槽褶皱带延边复向斜内;区内中生代以来不同方向的断裂发育,火山活动强烈,岩浆侵入频繁;与中生代火山-岩浆活动有成因联系的金、铜金金属矿床多处,矿化蚀变线索也较多,构成了著名的五凤-小西南岔近东西向火山-岩浆期后低温热液型金、铜多金属成矿带;区内中生代火山-岩浆岩的形成是太平洋板块俯冲作用使大陆边缘拉张活动不断加剧,造成上地幔岩浆上侵的结果;并伴有成矿作用的发生,在岩浆岩体内外接触带的有利部位形成金、金铜或铜金多金属矿床;从远源至近源的成矿分带为Au-Ag→Au-Cu-Ag→Cu-Au-Pb-Zn→Cu(-Mo-Au);成矿作用表现出从低温至高温、从低硫到高硫的变化.     

中生代东亚大陆边缘构造演化

摘　要　根据东亚陆缘增生带生物古地理、放射虫时代研究的进展并结合同位素年代及东亚 地区火山活动、构造演化探讨了中生代东亚大陆与古太平洋板块之间的运动学关系及俯冲带 后退特征。中、晚三叠世那丹哈达岭、美浓等地体还位于北纬１２°以内及赤道附近,晚侏罗世 到达中高纬度。东亚活动大陆边缘开始于中侏罗世末,在此之前属转换大陆边缘。洋壳板块 向大陆下俯冲之后,由于地体拼贴引起俯冲带快速、长距离后退。     

中亚陆间区南带上古生界构造和油气远景（代序）

安加拉-阿尔丹和华北-塔里木两大克拉通之间地壳相对活动性的地区,地质界多称为中亚陆间区,其南带大部分在中国境内。近年来,中国开始把其上古生界作为油气新区、新领域。多数人认为,其在晚古生代已形成过渡型地壳区,其中有许多地块已逐步拼合,在其上发育裂谷型沉积地质体,未受到区域变质,若干实体变形微弱并被上覆层掩盖而得到保存。源于上古生界的油气既可赋存在其内,也可运聚于中生界或基岩内,在其西段已发现了大中型油气田群。但其整体地质研究程度偏低,仍有许多重大区域地质、油气地质问题存在歧见。针对其近年来的进展、存在的问题和油气远景评价作了概括性的评论。     

新元古代沂沭海峡地震引发的软沉积物变形及其微量元素信息*

新元古代沂沭海峡位于郯庐断裂带昌邑—大店断层西侧宽60~90,km、长300,km的区域内,其分布范围基本与郯庐断裂带中段一致。新元古代,该海峡盆地先后沉积了青白口系、南华系及震旦系的滨—浅海相陆源碎屑、泥质及碳酸盐沉积物,其岩石地层称之为土门群。本次研究从该海峡盆地土门群佟家庄组(由石英砂岩、泥灰岩和页岩组成,属南华系)、浮来山组(由细—粉砂岩夹页岩组成,属震旦系)及石旺庄组(主要由碳酸盐岩组成,下部夹页岩,属震旦系)中鉴别出了一系列地震触动软沉积物形成的变形构造,包括液化砂墙和砂脉、负载构造、火焰构造、球枕构造、软布丁构造、底辟构造、滑塌褶曲和同沉积断层等。它们是地震事件的记录——震积岩。新元古代中晚期(约800—600,Ma)沂沭海峡盆地拉张裂陷是它们形成的动力机制。根据石旺庄组中的微亮晶方解石脉与地震成因的变形构造(如负载、火焰、软布丁及同沉积断层等)共(伴)生的事实,并结合模拟地震试验结果分析,认为微亮晶方解石脉很可能是地震引发的饱和灰泥(方解石微粒)液化脉。微量化学元素分析结果表明,这些震积岩中的w(La)/w(Sc)和 w(La)/w(Th)值高于上地壳平均值和正常沉积层,而w(Th)/w(Sc)值则较低,深源微量元素Ni和Cr的含量也高于上地壳平均值及正常沉积层。这些微量元素特征是当时的盆地基底不稳定、快速沉积且伴有深部物质元素混入的反映,强地震很可能是快速沉积和促进深源物质混入的主要动力。土门群中发育的一系列地震引起的软沉积物变形(震积岩),再次证明了古郯庐断裂带的存在,由它们记录的地震事件也是晋宁运动乃至Rodinia超大陆的裂解的响应。     

大兴安岭北段呼中西部塔木兰沟组火山岩年代学、岩石地球化学特征及其构造意义

呼中火山岩位于大兴安岭北段,塔木兰沟组是其喷发较早的一期中基性火山岩。锆石U-Pb年代学研究表明,呼中火山岩形成于(154±1)Ma,属晚侏罗世。呼中火山岩SiO_2为49.80%~55.96%、Al_2O_3为16.70%~18.93%、Na_2O+K_2O为6.35%~9.11%,属中基性高铝碱性岩石。微量元素特征显示,呼中火山岩富集大离子亲石元素Ba,亏损高场强元素Nb、Ta,Nb/Ta=12.44~15.58。呼中火山岩元素含量及其比值的变化显示了本区塔木兰沟组玄武岩浆在分离结晶作用过程中受到了壳源物质的影响,其形成环境为板块边缘岛弧造山带环境,由古亚洲洋和(或)蒙古—鄂霍茨克洋板块俯冲形成。     

STRUCTURAL GEOLOGY

正20141283 Bai Daoyuan(Hunan Institute of Geological Survey,Changsha 410016,China);Zhong Xiang Nature,Origin and Tectonic Setting of Jinzhou Basin in the South Segment of Xuefeng Orogen(Geology in China,ISSN1000-3657,CN11-1167/P,40(4),2013,p.1079-1091,10 illus.,47 refs.)Key words:foreland basins,strike-slip faults,Hunan Province