内蒙古东乌旗角闪辉长岩年龄、地球化学特征及其对晚古生代构造演化的约束

兴蒙造山带东部内蒙古东乌旗地区晚古生代构造岩浆活动复杂,是解决兴蒙造山带晚古生代构造演化的关键地区。对东乌旗地区新识别出的角闪辉长岩进行了系统的地质特征、岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、Hf同位素和岩石地球化学研究。东乌旗角闪辉长岩主体呈包体状产出,主要由斜长石(55%~60%)、角闪石(15%~20%)、辉石(10%~15%)和少量磁铁矿等组成。获得角闪辉长岩样品的锆石U-Pb年龄为299±3Ma,表明岩体形成于晚石炭世。6件样品的地球化学数据显示,SiO2含量为49.88%~51.98%,TiO2含量为1.2%~1.86%,MgO含量4.42%~7.41%,Al2O3含量为15.55%~16.84%,MnO含量为0.12%~0.17%,CaO含量5.67%~6.52%,Na2O+K2O含量3.35%~4.63%,m/f值为0.41~0.49,Mg#值为52.56~60.82,TFeO值为7.12~9.18;稀土元素球粒陨石标准化配分模式表现为轻稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)富集的平坦右倾型,轻、重稀土元素比值(LREE/HREE)为4.96~6.92,岩石富集大离子亲石元素Rb、Ba、K等,相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,LREE/HREE值较稳定,δEu值为0.87~0.98,显示具有弱的正Eu异常。角闪辉长岩中锆石εHf(t)值为5.1~11.25,单阶段地壳模式年龄(TDM1)为1039~604Ma。结合区域地质演化,认为东乌旗角闪辉长岩可能是由于受到洋壳的俯冲,上覆亏损地幔发生部分熔融,产生钙碱性岩浆,且在上升侵位的过程中受到地壳物质较弱程度的混染,形成于古亚洲洋俯冲环境。东乌旗地区在晚石炭世—早二叠世存在少量的基性岩浆活动,标志着构造背景由俯冲造山向造山后伸展转变。     

西藏狮泉河地区高钾-钾玄质火山岩的岩石学、地球化学及锆石U-Pb年龄

报道的高钾-钾玄质火山岩位于狮泉河镇南东方向约20km处,向东延伸。高钾-钾玄质火山岩SiO2变化于60.35%~68.68%之间,属中酸性岩范畴;具有高的K2O+Na2O含量（8.8%~10.66%）,K2O/Na2O值在1.92~2.49之间,MgO含量较低,介于0.88%~3.47%之间,Al2O3含量为14.02%~14.91%,属于高钾-钾玄质系列。岩石强烈富集大离子亲石元素（LILE）Rb、Ba、Th、U和轻稀土元素（LREE）,高场强元素（HFSE）Nb、Ta、Ti具有明显负异常,Cr、Ni、Co相容元素含量低于或接近地壳的平均含量,结合Th/Yb-Ta/Yb、（Th×100）/Zr-（Nb×100）/Zr判别图及La-La/Yb图解,暗示岩浆源区可能为下地壳。在左左乡南东约2km处和狮泉河水泥厂北东约1km处各采集1个高钾-钾玄质火山岩样品,对其中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb同位素测定,得到的206Pb/238U年龄加权平均值分别为22.04±0.42Ma和22.29±0.31Ma,此年龄被解释为狮泉河一带高钾-钾玄质火山岩的喷发时代,即中新世阿启塔期。由此表明,该火山岩是印度板片向北俯冲时在狮泉河一带俯冲板片断离,岩浆发生部分熔融的产物。     

基于14C数据重建中亚地区全新世人类活动的时空演化过程

中亚地区在早期人类演化、迁徙、文明演替与近现代东西方政治、经济、文化和技术交流中具有重要作用,然而由于相关历史记录的缺乏和考古研究的滞后,对于这一地区的人类活动历史一直缺乏系统认识;而研究中亚地区的人类活动特征,人口的变化是重要的参考指标。考古遗址的¹⁴C年代数据的相对密度与人类活动密切相关,成为指示古人口变化的可靠指标,被广泛应用于欧洲和东亚地区的古人口重建,为研究中亚地区古人口变化提供重要参考证据。近年来,中亚地区考古发掘工作获得了快速发展,积累了大量的考古年代学数据,为研究中亚地区古人口变化提供了契机。本研究首次对中亚地区的考古¹⁴C年代学数据进行了系统收集整理,编制中亚地区全新世以来的考古放射性碳数据库（n=1754）,利用ArcGIS绘制时间分辨率为千年尺度的中亚地区考古遗址点分布图,使用¹⁴C数据的总和概率密度（Summed Probability Distribution）重建中亚地区古人口变化,系统地分析了中亚地区全新世以来的人类活动时空变化特征。结果表明,10 cal.ka B.P.以来中亚地区存在连续的人类活动,但存在显著的时空差异。在全新世早期,人类活动强度较弱,遗址数量非常少,且主要分布在塔里木盆地和少数山前区域;从5 cal.ka B.P.开始,遗址点数量和范围开始增加,人口数量也开始增加,在2.7 cal.ka B.P.达到峰值;从2.3 cal.ka B.P.开始,人类活动强度开始减弱,人口数量出现减少趋势。

     

华南纳庆剖面早二叠世沉积记录对米兰科维奇旋回的响应

早二叠世晚期发生了显生宙以来规模最大的冰川消退事件, 地球气候经历了由冰室向温室的转变。然而, 低纬度地区对此次气候变化的响应细节仍存较多疑问。华南板块在早二叠世位于古特提斯洋中, 发育连续的海相碳酸盐岩沉积序列对气候变化响应敏感。本研究利用高分辨率Fe元素含量作为古气候替代指标, 对贵州省罗甸县纳庆剖面392.3 m至487.9 m的下二叠统亚丁斯克阶-空谷阶四大寨组进行旋回地层学研究。频谱分析显示研究段具有显著的7.46~10.46 m、2.01~3.15 m、0.46~0.68 m、0.27~0.39 m谱峰, 其比例约为26.7:7.8:1.7:1, 与利用La2004模型推算的早二叠世天文轨道周期比例(23.9:7.4:1.9:1)基本一致。利用405 ka偏心率校准的Fe元素序列存在405 ka、117 ka、90 ka、30.1~35.8 ka、15.6~22.9 ka周期信号, 表明沉积记录受到米兰科维奇旋回控制。估算出研究段的平均沉积速率为2.15 cm/ka, 构建了288.1 Ma至282.9 Ma, 持续时间约为5.16 Ma的高分辨率天文年代标尺。研究证实周期约为1.36 Ma的超长斜率旋回控制了海平面的升降, 但其控制机制在冰室和温室两种气候状态下并不相同。超长斜率旋回在冰室状态下通过控制高纬度冰川消长影响海平面变化; 在温室状态下, 斜率旋回或通过影响大陆含水层控制海平面升降。

     

青海夏日哈木矿区中泥盆世闪长玢岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

夏日哈木矿区的闪长玢岩主要出露于矿区北部。闪长玢岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（381.7±1.9） Ma,MSWD=0.20,属中泥盆世;结合闪长玢岩侵入成矿杂岩体的野外产状,研究表明夏日哈木镍矿的形成早于381.7±1.9 Ma。岩石学及化学成分显示其属于钙碱性、偏铝质系列闪长玢岩。岩体富Na（K2O/Na2O值为0.45~0.60）,稀土元素总量较低（ΣREE为128.28×10-6 ~ 141.65×10-6）,轻重稀土分馏明显,（La/Yb）N值为6.86 ~ 7.96;根据其较高的La/Nb值（3.32~3.76,平均3.57）、Th/Nb值（0.95～1.02,平均为0.99）以及Th/La值（0.266～0.291,平均0.278）,结合源区判别图解,研究表明该岩石为下地壳部分熔融的产物。综合区域地质演化背景,表明夏日哈木矿区闪长玢岩形成于造山后伸展向板内过渡的环境。     

藏北羌塘中部日湾茶卡地区花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄与地球化学特征

报道了藏北羌塘中部日湾茶卡地区花岗闪长岩体锆石U-Pb年龄和岩石地球化学特征。该花岗闪长岩位于龙木错—双湖—澜沧江板块缝合带西段。岩石样品中的锆石具有较好的晶形,可见典型的岩浆振荡环带结构,具有较高的Th/U值,为典型的岩浆成因锆石。样品锆石LA-ICP-MS技术测得的锆石年龄为211.0Ma±1.8Ma,表明其时代为晚三叠世。全岩地球化学分析表明,该花岗闪长岩具有高SiO2、Al2O3,富碱,低TFe2O3、TiO2的特征,A/CNK值为0.97~1.04,为准铝质—弱过铝质岩石。稀土元素配分模式显示,配分曲线右倾,伴随较弱的Eu负异常;微量元素蛛网图表现出Nb、Ta、Ti、P亏损和Rb、Th、U、K、Pb富集的特征;样品点在构造环境判别图解上均落入碰撞型花岗岩区。初步分析,其岩浆来源可能为幔源岩浆底侵使古老地壳发生熔融。此碰撞型花岗闪长岩对龙木错—双湖—澜沧江洋碰撞的时限提供了一定的岩石学约束,为龙木错—双湖—澜沧江洋的演化提供了基础地质资料。     

四川会理地区古近纪雷打树组碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄及其地质意义

采用LA-ICP-MS方法,对四川盆地南部会理地区古近纪雷打树组碎屑锆石进行了U-Th-Pb同位素测定,获得了72组单颗粒锆石的U-Pb年龄,建立了碎屑锆石的U-Pb年龄谱。结果表明,雷打树组碎屑锆石U-Pb年龄区间为2465~204Ma,地质时代为古元古代最早期成铁纪至晚三叠世最晚期瑞替阶,年龄分布具有清晰的幕式分布特征,集中分布于5个区间,出现了5个明显的峰值,物源区主要为扬子陆块西缘及其西侧的“三江”造山带。雷打树组碎屑锆石U-Pb年龄谱显示,扬子陆块西缘经历了古元古代陆壳增生、中元古代Rodinia超大陆汇聚、新元古代晚期Rodinia超大陆裂解、二叠纪玄武岩喷溢及中—晚三叠世印支运动5次重要的构造热事件,与扬子陆块西缘形成演化进程完全吻合。与四川盆地古近纪柳嘉组碎屑锆石的U-Pb年龄谱相比,雷打树组碎屑锆石U-Pb年龄谱缺失侏罗纪、白垩纪信号,增加了早奥陶世和早泥盆世信号,说明四川盆地北部与南部的物源存在一定的区别。碎屑锆石U-Pb年龄谱对比结果显示, 雷打树组碎屑锆石U-Pb年龄谱具有较高的精确度, 扬子陆块与华夏陆块自1000Ma汇聚以来具有很好的亲缘性, 而与华北克拉通之间直至400Ma才开始建立亲缘关系。     

河流阶地演化与走滑断裂滑动速率

断裂滑动速率是活动构造定量研究的最重要参数之一,不仅可以直接应用于活动构造的地震危险性预测和工程场地的地震安全性评价,还为地球动力学研究提供不可缺少的重要信息。原理上,断裂滑动速率可以用总位移量除以其累积时间而获得,但准确地确定断裂滑动速率并不是一件容易的事情,不同方法和研究者测定的同一条断裂的滑动速率可以相差3倍。文中通过对河流基座阶地演化及其对走滑断裂错动响应过程的分析发现,当一条山前河流切入河漫滩使其废弃形成阶地后,断裂的走滑位移使得河流两侧的阶地陡坎都遭到错动,其中一侧的下游阶地陡坎被错入河道而遭到河流的侵蚀,另一侧的下游阶地陡坎被错离河道,受到河流上游右侧地貌的保护而免遭侵蚀。因此,被错离河道一侧的阶地陡坎的位移在上阶地形成时就开始积累,阶地面的暴露年龄相当于位移累积的起始年代。另外,被错离河道一侧的阶地陡坎在下阶地停止侧蚀(可能同时开始接受沉积)时就开始累积位移,下阶地的初始沉积年代也代表阶地陡坎位移开始累积的时间。当然,如果能够获得被位移阶地陡坎的上下阶地年龄,就更能够把滑动速率限定在可靠的范围之内。在上述分析的基础上,提出3种利用河流阶地确定走滑断裂滑动速率的方法:第一是利用上下阶地年龄限定     

山东蓬莱大黑山岛碱性火山岩地球化学特征

庙岛群岛中的大黑山岛出露碱性火山岩,对研究壳-幔过程及黄、渤海演化具重要意义。文中作者对大黑山岛火山岩的常、微量元素、K-Ar年龄及Nd-Sr-Pb同位素体系进行测试确定。结果表明,岩石属钠质碱性玄武岩系列,岩浆岩喷发可分为8Ma前和8Ma后两个阶段;岩石常量元素含量除K2O、Na2O外差异小;随着火山岩的演化,岩浆源区深度变大;大黑山火山岩Nd-Sr-Pb同位素比值与夏威夷洋岛玄武岩相似,其岩浆的地幔端元组分为PREMA DM,又以PREMA为主,并有MORB物质混入。     

地磁场强度变化对暴露年代测定的影响及校正

在103-105a的尺度上,地磁场强度变化是影响陆地宇生核素生成速率的主要因素,其影响程度取决于样品的地理位置和暴露时间。根据已有的磁场古强度数据,模拟200 ka以来海拔2 km、25°N和40°N的地表10Be生成速率的变化,进而分析地表宇生核素生成速率变化对岩石暴露年代测定的影响及其模式年龄的校正。校正磁场强度变化后,海拔2 km、25°N上,50-200 ka的模式年龄可被压缩14%~19%,大于1σ的误差,相同海拔40°N上的模式年龄可减小约8%。对中低纬两组模式年龄的校正充分证明,磁场强度引起的陆地宇生核素生成速率变化是暴露年代测定中主要误差源之一,尤其在低纬高海拔地区这一影响更不容忽视。