四川丹巴地区中低压变质作用及P-T轨迹

四川丹巴地区地处华北板块、扬子板块和羌塘板块的汇合处,这里集中了中压型的巴罗变质带和低压型的巴肯变质带,该区中低压变质作用的研究对于探讨松潘-甘孜造山带的形成过程与地壳演化过程具有重要的理论意义和大陆动力学意义。本文通过地质温压力计估算了研究区的峰期变质温度和压力,从微区的角度分析了各变质带的P-T轨迹和地热梯度, 结果表明,丹巴地区巴罗型变质带和巴肯型变质带都具有顺时针的P-T轨迹,但是巴肯型变质带的地热梯度高于巴罗带。结合研究区的变质带的分布,变质矿物共生组合及变质反应,本文认为丹巴地区的确并存巴罗带和巴肯带,两种地热梯度反映了构造条件上的差异。     

过渡族金属元素同位素分析方法及其地质应用

由于同位素分析方法的改进和多接收电感耦合等离子体质谱仪 (MC ICP MS)的应用 ,近年来过渡族金属元素 (Cu ,Zn和Fe)同位素地球化学有了长足进步 ,成为国际地学领域的一个前沿研究方向。Cu同位素在自然界中的变化最大 ,δ65Cu值为 - 3.70‰～ +2 .0 5‰ ;Zn和Fe同位素变化比Cu同位素变化小 ,δ66Zn值为 - 0 .6 4‰～ +1.16‰ ,而δ56Fe值为 - 1.6 2‰～ +0 .91‰。自然界中各种无机过程 (从高温到低温 )和生物有机过程均能使Cu ,Zn和Fe同位素发生分馏。Cu、Zn和Fe在自然界中广泛分布于各类矿物、岩石、流体和生物体中 ,并广泛参与成岩成矿作用、热液活动和生命活动过程。因此 ,这些过渡族金属元素同位素已在陨石和宇宙化学、矿床学 ,海洋学和生物学等领域的研究中取得了显著成效 ,并将成为地球科学中具有巨大应用前景的一种新的地球化学手段。     

Amphibolites from Panama: anticlockwise P-T paths from a Pre-upper Cretaceous metamorphic basement in Isthmian Central America

Rocks from the metamorphic basement of the Azuero and Sona peninsulas, Panama, consist of schistose amphibolites and minor amounts of metasediment. In the Sona peninsula, strongly zoned amphiboles indicate that the amphibolites followed a progressive anticlockwsie P-T path prograde from low T /low P to medium T /high P , and are retrograded into the greenschist facies. In contrast, the amphibolites of the Azuero peninsula are affected by a low to medium T /low P metamorphism.
The metamorphic events of the Sona amphibolites occurred prior to the intra-Senonian tectonic phase which affects the Mesozoic formations along the Pacific coast of Costa Rica and Panama. The regional significance of such a basement in Isthmian Central America is discussed.     

被动陆缘洋陆转换带和岩石圈伸展破裂过程分析及其对南海陆缘深水盆地研究的启示

作为伸展陆壳和正常洋壳之间重要的过渡和衔接,洋陆转换带(ocean-continent transition,简写为OCT)蕴含有丰富的地壳岩石圈伸展破裂过程的信息。文中通过系统的资料调研,在总结OCT研究历史、现状和发展趋势的基础上,阐明了OCT的现代概念、类型及其识别标志;详细介绍了以OCT为基础而建立的被动陆缘地壳岩石圈结构构造单元划分方案、表层沉积盆地构造地层格架及重要的构造变革界面特征;分析了大型拆离断层在地壳岩石圈薄化、地幔剥露过程中的控制作用;揭示了陆缘变形集中、迁移和叠合的规律,建立了被动陆缘岩石圈伸展、薄化、剥露和裂解模式。最后,论文对比了国际非岩浆型被动大陆边缘与我国南海OCT的研究,介绍了南海OCT和陆缘深水超深水盆地研究的新发现,提出深入研究南海OCT将为南海陆缘构造演化、洋盆扩张过程和深水超深水盆地的成因机制研究提供新的启示。     

华北地区上地幔及过渡带电性结构研究

采用远参考道和Robust技术,处理了华北地区14个地磁台站资料,得到了相干度超过0.8的地磁测深响应函数.并将其转换为大地电磁测深的响应函数,获取了105~107 s周期范围内的视电阻率和相位.应用ρ+理论对数据进行了一致性检验和反演,结果表明417km,850km深度附近可能存在电性间断面.同时采用基于一维最光滑模型的Occam反演方法得到了300~1000km范围的地幔电性结构,并与前人在其他地区的研究结果进行了对比.发现华北地区地幔过渡带的电导率在大兴安岭—太行山重力梯度带东西两侧表现不同,重力梯度带附近及西侧台站下方过渡带深度的电导率和北美的Tucson地区相当,而华北地区东部的电导率在地幔过渡带范围高出西侧约2~5倍,这很可能和太平洋板块的俯冲有关.     

中国东部及西秦岭地区新生代岩石圈地幔中的相转变带及其温压条件

五相(橄榄石 斜方辉石 单斜辉石 石榴石 尖晶石)共存的地幔橄榄岩捕虏体是来自岩石圈地幔相转变带的直接样品。中国东部及西秦岭地区晚第三至第四纪碱性火山岩携带的少量五相共存的地幔橄榄岩捕虏体为探讨这些地区新生代岩石圈地幔中相转变带提供了宝贵的样品。本文根据地幔橄榄岩捕虏体中石榴石和尖晶石的产出状况,将这些橄榄岩捕虏体分为三类:第一类橄榄岩中尖晶石为粒状残核,尖晶石外缘被石榴石的反应边包围。这种橄榄岩捕虏体代表尖晶石一石榴石相转变带的上限,故称为尖晶石带橄榄岩;第二类橄榄岩中尖晶石和石榴石以单颗粒零散分布为特征,二者共存但未见明显的相转变关系。这类橄榄岩多位于相转变带中部,拟称为尖晶石-石榴石过渡带橄榄岩;第三类橄榄岩中以石榴石为主,尖晶石和辉石等微晶构成石榴石反应边。这类橄榄岩代表尖晶石-石榴石相转变带的下限,故称为石榴石带橄榄岩。因此,根据不同类型橄榄岩捕虏体中矿物的组成,结合温度压力估算即可确定岩石圈地幔中相转变带的深度和厚度。本文通过对中国东部及西秦岭地区晚第三至第四纪碱性火山岩携带的尖晶石-石榴石二辉橄榄岩捕虏体的温度压力估算来进一步厘定中国东部新生代岩石圈地幔中的相转变带深度和厚度。     

不同pH值条件下石英溶解的分子机理

对于石英-水反应体系,石英表面的Si-O-Si键的水解断裂是溶解反应过程的关键步骤。采用高级分子轨道从头计算法,研究了不同pH值下石英表面Q1（Si）位置的溶解反应动力学过程。对反应过程的势能面、过渡态、反应路径进行了量子化学计算（包括使用从头计算的分子动力学方法）,结果表明：（1）酸性条件下,H^＋连接的是石英表面末端Si-0H上的非桥氧,而非Si-O-Si键上的桥氧,这一链接反而增强了Si—O—Si键;（2）在中性和酸性条件下,石英溶解反应的速度控制步是Q1（Si）—Obr的断裂过程,而碱性条件下反应速率却由水分子靠近Q1（Si）的过程控制,它比Q1（Si）-Obr的断裂过程更慢;（3）活化能计算数据表明,碱性条件下石英溶解速率会随着pH值的增大而迅速增大;相对照的是,在酸性条件下,溶解速率与中性条件时相比变化不大,甚至还略有降低。本文纠正了一些关于石英溶解机理的长期的错误认识,比如前人错误地认为在酸性条件下首先形成Si-O（H^＋）-Si形式的复合物,然后Si-O-Si发生断裂。本研究结果表明,实际上是形成Si—O—Si-OH2^＋…H2O形式的过渡态复合物。然后Si-O-Si发生断裂。前人模型的结果与实验结果分歧,是一个长期遗留的困惑,而本文发现的断键机理模型及其计算结果,可以很好地与不同pH值下石英溶解的实验数据吻合。     

细粒含量Pc＜25％渗透变形类型为非管涌碎砾石的颗粒级配特征及判别方法

细粒含量判别法是无黏性粗粒土渗透变形类型主要判别方法,但细粒含量Pc25%渗透变形类型为流土和过渡的碎砾石,其渗透变形类型不符合细粒含量判别准则.通过对46个工程310个试样(其中Pc25%的试样数214个),渗透变形试验结果统计分析发现,该类土虽然仅占同级配段(Pc25%)比例为6.1%,但其颗粒级配曲线均具有独特特征,即各粒径级颗粒含量均较均匀,即Cu均大于5,Cc多数为1.0~3.0之间,即该类土大多数为优良级配,进一步分析发现其D15/d85之比均小于等于5,进而提出用D15/d85≤5作为判别该类土的方法.     

大别山太湖地区榴辉岩岩石学、矿物成分和P-T条件特征及其所揭示的构造含义

根据对大别山太湖地区1：10000地质填图，以及对榴辉岩的精细的岩石学、矿物成分和P—T条件的研究分析表明，该地区的榴辉岩可分为：高压榴辉岩，高压-超高压榴辉岩和超高压榴辉岩。从高压榴辉岩至超高压榴辉岩，石榴石中钙铝榴石、镁铝榴石组分，多硅白云母中的Si^4＋逐渐增加，峰期变质P—T条件则从T=535℃～652℃和P=1．50～2．26GPa，T=625℃～777℃和P=2．41～3．04GPa，逐渐增加到T=767℃-942℃和P=3．49～4．09GPa，显示了区域上的连续变化特征。结合构造几何学的分布特征和榴辉岩的共生围岩，应用石榴石-单斜辉石温度计和石榴石-单斜辉石-多硅白云母压力计，计算建立了一条近于“5℃／km”的地温梯度线和两条T=650℃，P=2．50GPa和T=750℃，P=3．00GPa温度和压力等值线，并将南大别变质块体从南自北分为三个变质单元：高压带，高压一超高压带和超高压带，从而表明该变质块体连续的特征。本次研究建立了三条P—T轨迹，并尝试性地探讨了这些榴辉岩的不同的抬升速率，推测不同类型的榴辉岩在地下40～50km的深度发生了强烈的缩短．“焊接”成一整体缓慢抬升到地袁．从而导致现今榴辉岩的分布状态．     

扬子西缘泥盆纪碳酸盐与陆源碎屑的 混积层序和层序混积模式①

扬子西缘龙门山山前带泥盆纪发育一套碳酸盐与陆源碎屑混合的沉积体系,这套混积沉积体系中可识别出２ 个层序组、８ 个混积层序。研究表明, Ｓ Ｓ２ 层序组的各层序（ Ｓ４ ～ Ｓ７） 混积作用主要产生于 Ｔ Ｓ Ｔ 中, Ｓ Ｓ３ 层序组的各层序（ Ｓ８ ～ Ｓ１１） 混积作用则集中于 Ｓ Ｍ Ｔ／ Ｌ Ｓ Ｔ 及早期 Ｔ Ｓ Ｔ, Ｈ Ｓ Ｔ 普遍不发育混积作用;从 Ｓ Ｓ２ 到 Ｓ Ｓ３ ,混积类型由泥质陆棚背景的混积Ⅰ型向砂灰质混积Ⅱ型转变,混积作用从间断和原地混合到相的混合变化; Ｓ Ｓ２ 各层序具有持续缓慢海侵—相对快速海退特点,总体表现出较长期的构造活跃—较短期稳定样式, Ｓ Ｓ３ 各层序则具相对快速海侵—持续缓慢海退结构,总体构造活跃样式为四个活跃—稳定叠加的跳跃式。