扬子北缘复合构造带的结构、演化和动力学

扬子北缘复合构造带位于秦岭—大别造山带南缘与扬子板块北缘之间,由桐柏—大别造山带、武汉—怀宁断褶带、九岭—江南隆起带、瑞昌—铜陵断褶带和大冶—宿松对接带等构造单元组成,是中生代不同时期构造体制叠加,不同方向构造复合、联合的结果。该复合构造带北侧的桐柏—大别山南缘构造带和武汉—怀宁前陆断褶带由北向南逆冲,主要形成于晚印支期,是特提斯构造体制作用的产物; 而南侧的九岭—江南隆起带和瑞昌—铜陵断褶带,则由南向北逆冲,主要形成于早燕山期,是太平洋构造体制作用的产物,同时北侧的大别山南缘构造带和前陆断褶带受到影响,再次活动; 位于该复合构造带中部的大冶—宿松对接带是上述不同构造体制下,不同方向应力叠加,多期构造形迹复合最终形成的复杂构造带。所以,扬子北缘复合构造带是特提斯构造体制与太平洋构造体制转换的产物,是中下扬子两大构造体系转换的经典记录。     

米仓山南缘中生代沉积盆地性质讨论

米仓山南缘位于四川盆地北部地区,前人认为该地区晚三叠世—白垩纪受控于米仓山造山作用形成的前陆盆地。实际上,无论是按照经典的前陆盆地概念,还是陆内前陆盆地或陆内俯冲前陆盆地等术语,米仓山南缘中生代为前陆盆地值得商榷,其一些关键的地质问题必须给以重视。主要表现在:①平面构造图显示,米仓山地区,前震旦系基底与震旦系盖层之间构成一规模较大的不完整的背斜穹隆,盖层围绕基底分布,说明不是构造推覆体;②不存在形成前陆盆地的区域应力,即该区在晚三叠世开始主要是升隆作用而非强烈的推覆挤压,研究资料表明该地区大规模的逆冲推覆作用发生在燕山期,米仓山的形成也应在该时限之内,之前米仓山为一继承性的隆起;③不具备前陆盆地的沉积格局,即晚三叠世—侏罗纪的沉积格局不是呈楔形展布。鉴于此,笔者认为前陆盆地术语不适用于米仓山南缘晚三叠世—侏罗纪沉积盆地的类型。     

黄骅坳陷中区中生代构造演化

渤海湾盆地地区中生代构造演化与样式始终不明朗,特别是对燕山期变形始终存在争议,故选择黄骅坳陷中区中生界作为重点剖析对象,通过大量地震剖面的解释和平衡剖面技术复原古构造演化的研究,并结合前人研究成果和区域构造背景,提出黄骅坳陷中区中生代演化过程可大致分为4个阶段:印支晚期东西向宽缓褶皱及后期逆冲构造变形期、燕山早期挤压走滑构造变形期、燕山中期继承性挤压与右旋张扭构造变形期、燕山晚期一喜山期区域性伸展构造变形期。     

浙东晚中生代壳幔相互作用的新例证——新昌儒岙辉绿岩-花岗岩复合岩体的年代学与地球化学

在浙东新昌地区,新发现了一个由辉绿岩和花岗岩组成的复合岩体.辉绿岩主要由斜长石（An=45～55.50%～60%）、普通辉石（20%～30%）、普通角闪石（10%～15%）等组成,全岩Ar-Ar同位素年龄为109.1±2.8Ma;花岗岩主要由石英（25%～30%）,钾长石（50%～60%）,斜长石（An=20±,10%～15%）及少量的黑云母（＜5%）组成,锆石SHRIMP U-Pb年龄值为129～109Ma,其最小年龄值109Ma与辉绿岩的相同,证明辉绿岩和花岗岩近同时冷凝固结.在岩石地球化学上,它们同属钙碱性岩石系列,具有轻稀土元素和大离子亲石元素富集、高场强元素亏损等特点,稀土元素、微量元素配分型式基本相同,（87Sr/86Sr）I=0.7074～0.7079,εNd（t）=-3.5～-4.4,指示它们的微量元素和同位素发生过充分的交换.这与浙东晚中生代玄武岩-流纹岩复合岩流的相似,也与福建沿海同时代复合火成岩的基本一致.它们是起源于受消减作用影响的岩石圈地幔部分熔融而产生的玄武岩浆底侵,并与深融的壳源花岗岩浆相互作用的结果,是壳幔作用的产物.新昌复合岩体的发现与研究,为研究浙东地区和浙闽沿海的壳幔作用和构造-岩浆作用提供了一个新的实例.     

苏鲁-大别超高压岩石中锆石SHRIMP U-Pb定年研究——综述和最新进展

如何建立苏鲁-大别超高压岩石深俯冲-超高压-快速折返过程连续而完整的P-T-t轨迹及精细的年代谱系,是目前地学界研究的热点。而变质锆石是否记录深俯冲石英榴辉岩相进变质阶段的年代学信息和超高压峰期变质时代的准确归属,是目前苏鲁-大别超高压变质带需要深入研究的核心问题。本文在对前人同位素年代学方面所取得的成果进行系统总结的基础上。采用锆石中矿物包体激光拉曼和电子探针测试、锆石阴极发光图像成因分析以及SHRIMP U-Pb定年等综合研究手段,确定苏鲁-大别地体榴辉岩及其强退变质围岩在深俯冲-构造折返过程中主要经历了四个阶段的变质演化:深俯冲石英榴辉岩相进变质(Ⅰ)、超高压峰期变质(Ⅱ)、构造折返初期石英榴辉岩相退变质(Ⅲ)和构造折返晚期角闪岩相退变质(Ⅳ)。研究发现,扬子板块(中)新元古代巨量的陆壳物质在早三叠纪(246～244Ma)俯冲到华北板块之下约65km的深处。发生了石英榴辉岩相进变质,相应的变质温压条件为T=542～693℃,P=1.7～2.02GPa。这些高压石英榴辉岩相岩石在中-新三叠纪继续向下俯冲,在235～225Ma期间,俯冲的深度至少达到了170km的地幔深处,并发生了峰期柯石英榴辉岩相超高压变质,相应的变质温压条件为T=722～866℃,P>5.5GPa。苏鲁-大别超高压地体自石英榴辉岩相进变质阶段到超高压峰期变质阶段的俯冲速率为7.0km/Myr。这些超高压岩石在219～216Ma期间,发生了第一次构造抬升至75km的深处,并经历了石英榴辉岩相退变质作用的改造,退变质温压条件为T=730～780℃,P=1.7～2.6GPa。这些退变质岩石在212～205Ma期间,又经历了第二次抬升至25km中-下地壳深处,并叠加了角闪岩相退变质作用,该阶段变质温压条件为T=610～710℃,P=0.7～1.2GPa。苏鲁-大别超高压地体两次构造抬升的速率大致相同,为5.6km/Myr。该项成果不仅确定了苏鲁-大别榴辉岩及其强退变质岩石深俯冲过程石英榴辉岩相进变质-超高压峰期变质、构造折返过程石英榴辉岩相-角闪岩相退变质连续而完整的变质演化P-T-t轨迹及精细的年代谱系,而且对于重新建立苏鲁-大别巨量陆壳物质快速超深俯冲-快速折返的动力学模式有着重要的科学意义。     

深俯冲和折返动力学:来自中国大陆科学钻探主孔及苏鲁超高压变质带的制约

中国大陆科学钻探工程和苏鲁高压-超高压变质带为大陆岩石圈的深俯冲与折返动力学的研究提供了以下制约(1)苏鲁高压/超高压变质地体迭置于南、北苏鲁两个不同时代及属性的基底之上;(2)苏鲁巨量表壳岩石深俯冲至200km以下的上地幔深度,并经历超高压变质作用;(3)根据不同类型超高压变质岩石锆石的SHRIMP-U/Pb原位精确定年,获得超高压变质岩石的深俯冲-折返全过程(240～252Ma→230～237Ma→207～218Ma)时限.并建立了新的深俯冲-折返全过程的P-T-t轨迹;(4)富钛铁的辉长岩在大陆地壳的深俯冲过程中,经历了超高压变质作用并转变成了富含金红石的榴辉岩,形成了超高压变质的钛矿床;(5)通过榴辉岩和石榴石橄榄岩的显微构造分析及石榴石、绿辉石和橄榄石EBSD测量,确定深俯冲过程中绿辉石和橄榄石的组构运动学和流变学特征;(6)在大陆的深俯冲过程中,强烈水化的陆壳岩石经历了进变质脱水过程,巨量的地表水带入到＞100～200Km的地幔深处,在超高压变质峰期的极端条件下,通过含水超高压变质矿物的分解形成超临界的含水熔体,导致有效的壳-幔物质交换和岩石圈物质分异;(7)苏鲁超高压变质地体在折返阶段形成挤出纳布构造,与岩石圈深俯冲管道流的折返挤出机制有关;(8)提出新的深俯冲-折返动力学模式陆.陆碰撞的深俯冲剥蚀模式及大陆地壳多重性、分层型和穿时性的俯冲和折返模式.     

印度板块岩石圈地幔向北俯冲到羌塘地体之下的远震P波层析成像证据

利用PASSCAL、INDEPTH-Ⅱ、INDEPTH-Ⅲ、HIMNT等研究计划,及中国新疆地学断面和国家973项目在青藏高原布设的流动台站记录的到时数据,以及自1990年1月到2004年2月全球地震事件的震相报告,作者对覆盖印度大陆的恒河平原和整个青藏高原的305个地震台站记录的9649个远震事件,共139021条P波初至到时资料进行了层析成像反演．结果表明：印度岩石圈地幔在不同的位置向北俯冲的形态不同,但俯冲前缘都到达羌塘地体之下．沿88°E剖面显示,厚约100 km的印度岩石圈地幔从南部的恒河平原向北一直俯冲到青藏高原之下．在主边界逆冲断裂之下100 km深度处以约22°角度开始向北俯冲,俯冲最前缘到达羌塘地体的中部地区约34°N,之后进入上地幔深处．而沿北东方向的剖面则显示,印度岩石圈地幔以近水平的角度俯冲到青藏高原之下,向北越过班公－怒江缝合带,到达33°N附近,然后以大角度近乎垂直地向下俯冲断离,并引起地幔热物质的上涌,形成羌塘地体之下大规模的低速带．     

拉萨地体东南缘的多期深熔作用及动力学

位于青藏高原班公湖-怒江蛇绿岩带与印度-雅鲁藏布江蛇绿岩带之间拉萨地体东南缘的前寒武纪结晶基底经历了角闪岩相-麻粒岩相区域变质作用和强烈的混合岩化.研究区可识别出两期深熔作用,第一期为斜长角闪岩部分熔融形成的花岗闪长岩脉体,其与围岩一起发生了变质与变形再造,转变成了黑云斜长片麻岩.第二期为含夕线石石榴石片麻岩部分熔融形成的含石榴石斜长石花岗岩脉体.岩石化学成分显示,第一期深熔脉体具有埃达克岩的典型地球化学特征,其SiO2=63.81%,Al2O3=16,92%,MgO=1.86%,Na2O=4.22%,K2O=1.81%,K2O/Na2O=0.43,并显示出LREE富集、无Eu异常的BEE配分模型,同时明显富Sr(366×10-6),贫Y(12×10-6)和Yb(0.4×10-6),Sr/Y=30.舍石榴石斜长石花岗岩主要由斜长石、石英和石榴石组成,含少量白云母和黑云母,其全岩SiO2=71.14%,Al2O3=14.26%,K2O=0.26%,Na2O=2.79%.CaO=2.94%.过铝指数A/CNK=1.40,为典型的过铝花岗岩.黑云斜长片麻岩脉体中的大多数锆石具有同心韵律状结晶环带和较高的Th//U比值(0.433～1.167),为典型的岩浆结晶锆石.锆石岩浆结晶域U-Pb原位定年给出了64.0±1.0Ma(MSWD=8.7)加权平均年龄;个别锆石变质交生边给出了27.9 Ma的谐和年龄,同时具有较低的Th/U比值(0.019),应代表后期叠加的变质热事件年龄.含石榴石斜长石花岗岩中的锆石均发育同心韵律状环带,而且具有较高的Th/U比值(0.196～1.212).所获得的谐和年龄在27.0～34.1Ma之间(加权平均年龄为29.3±0.9 Ma),应代表过铝花岗岩的结晶年龄.因此,我们认为拉萨地体东南缘变质基底在古近纪经历了两期深熔作用,第一期发生在约65Ma,在特提斯洋壳俯冲和印度板块与拉萨地体碰撞的动力学体制下,拉萨地体下地壳加厚和升温,发生了麻粒岩相变质和部分熔融,形成了埃达克岩质的花岗闪长岩浆;第二期混合岩化作用发生在约30Ma,在印度板块与拉萨地体碰撞后伸展的动力学体制下,高角闪岩相泥质变质岩中的含水矿物脱水熔融形成了过铝质花岗闪长岩浆.     

冀北北岔沟门铅锌多金属矿床地质特征及成因

北岔沟门铅锌多金属矿床是近年来发现的一个具有大型超大型远景的矿床,其成矿系统在纵向和横向上具有明显的分带性:以斑岩型Mo矿体为中心,向外或向上依次为细脉浸染型Cu-Pb-Zn矿体、爆破角砾岩型Pb-Zn矿体、浅成低温热液型(高硫型或低硫型)Cu-Ag-Pb-Zn或Ag-Mn-Pb-Zn矿体.成矿年代学研究表明,不同类型矿体是在不同阶段形成的,与不同类型岩浆作用有关.其中,钼成矿作用发生最早,与石英二长岩岩浆作用有关,成矿物质来源于下地壳,其成矿流体的稳定同位素特征接近于典型的岩浆流体,成矿流体含盐度高,成矿温度为中高温;铅锌铜多金属成矿作用晚于钼成矿作用,与二长花岗质岩浆活动有关,成矿物质来源于被深熔和流体渗滤的古元古代岩石,成矿流体具有演化天水或岩浆水与天水混合的特点,成矿温度为中低温;浅成低温热液银多金属成矿作用形成最晚,与早白垩世粗面质浅成岩浆活动(正长斑岩或石英正长斑岩)有关,成矿物质和成矿流体具有多元混合的特点.     

从江汉叠合盆地构造形变特征看华南与华北陆块的拼贴过程

构造解析表明,现今观察到的中扬子地区中部江汉叠合盆地主体构造格架面貌大体形成于印支 早燕山碰撞造山期;其中,主造山初期前陆盆地发育阶段,盆区东、西部构造形变差异明显,晚期经调整而渐趋平衡,由此显现华南与华北两大陆块在碰撞造山过程中可能先后经历了早期点状接触与陆间斜向俯冲和晚期线状接触与陆内俯冲两个发展阶段。晚燕山期以来,盆地裂陷阶段构造格架的分区发育与右行旋转特点,证明中扬子地区曾发生过双向伸展和构造旋转作用,暗示晚燕山 早喜马拉雅期华南与华北两大陆块可能处于逐渐焊合的过程,研究区总体处于造山后陆内应力场调整阶段。盆地坳陷期发育阶段山盆非耦合面貌及壳幔“立交桥”式结构特征展示晚喜马拉雅期以来叠合盆地南、北边缘造山带已进入去根与裂解过程中。