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。     

苏鲁超高压变质带的深部构造特征——宽频地震层析结果

为了探测苏鲁超高压变质带的岩石圈结构实施了山东日照到滨洲剖面的宽频带地震探测,于2003～2005年使用REFTER130-01型和CMG-6TD型三分量地震仪(频宽50～60s).以10～25km间距布设了25个台站观测近三年时间.由远震地震层析反演结果得到了华北板块、超高压变质带、扬子板块清晰的P波速度图像.华北板块具有简单的低速体形态,越过郯庐断裂向超高压变质带扩张,并平稳地由郯庐断裂向北延伸直到黄河以北的古城镇.Moho面和岩石圈深度分别为30～35km,75～80km;扬子板块为高速体,界于两者之间的苏鲁超高压变质带地壳的平均速度大于两侧板块,剖面上从日照到五莲-烟台断裂范围内除地壳为高速体外,30～60km深度范围内有一个高速体和一个低速体拼会在一起,构成了超高压变质带岩石圈最突出的构造特征.此高速体应为榴辉橄榄岩等超基性岩组成,它可能属于折返回来又被移动的超高压变质岩组合体,并与华北板块基底直接接触,超高压变质带的下界面深度为60km.下界面平直,可能意味着正在消退的造山带的山根,或是造山带的下一层Moho面?郯庐断裂带地壳出露的共四条带,比较陡的产状向深部延伸,并逐步向南倾,TLF2～TLF4在岩石圈底界处合并.     

内蒙古查干诺尔铜矿区矿石特征及成因探讨

查干诺尔铜矿床产在西伯利亚板块和华北板块汇聚带附近,华力西晚期构造岩浆带内.成矿与早二叠世洋盆闭合,后碰撞高钾钙碱性花岗岩类岩浆演化晚期的钾质花岗岩有关.铜矿(化)体呈细脉浸染状产在钾质花岗岩的内外接触带内.铜矿石的主要金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等;化学组分以铜、钼、金、银、铅、锌为主.主要的矿化发生在热液期,围岩蚀变明显,有钾长石化、绢英岩化、高岭土化、青盘岩化等.铜矿形成在华力西晚期,属斑岩型铜矿床.     

甘肃北山钨矿床时空分布、矿床类型及成矿动力学背景

甘肃北山造山带经历漫长而复杂的增生造山作用并于二叠纪发生碰撞造山,引发广泛的花岗质岩浆活动及相应的钨成矿作用。前人已对这些矿床的地质地球化学特征进行大量的研究,但在成矿动力学背景、成矿时代等方面仍存在着争议。基于此,本文在前人对甘肃北山钨矿床研究的基础上,通过详细的野外调研和室内综合研究,对该区钨矿床时空分布及地质、地球化学特征进行总结,并提出成矿动力学模型。甘肃北山钨矿床集中分布于星星峡—明水古微陆块周缘及双鹰山—花牛山岛弧,可以进一步厘定为两期成矿作用,即早期早志留世—中石炭世（439～362 Ma,322～314 Ma）岛弧碰撞拼贴引发古陆壳重熔,形成携带大量钨锡成矿元素的花岗质岩浆流体,最终上升至构造有利位置成矿,是北山钨锡多金属成矿的主成矿期,矿化类型多为石英脉型黑钨矿;晚期为早二叠世—中三叠世（286～226 Ma）后碰撞伸展诱发中酸性岩浆的大规模上侵及相关的钨钼矿化,矿化类型为矽卡岩型白钨矿及斑岩型钼（钨）矿,其中钨作为钼的伴生矿种出现。     

云南三江造山带西部的重要断裂特征与构造单元划分

经资料搜集与野外调研,对云南三江造山带西部重要断裂的位置、特征及南北连接,形成了一些新的认识.即：①怒江断裂在滇西北为高黎贡山变质基底杂岩与丙中洛地块、滇西南为潞西断块与保山地块的边界断裂,属三级构造单元的边界断裂;②班公错-东巧断裂进入云南后,北段、中段与位于高黎贡山主峰的向东倾斜的高黎贡山逆冲推覆断裂相连接,南段称为龙陵-瑞丽断裂;③高黎贡山断裂、龙陵-瑞丽断裂为腾冲造山带与三江造山带的边界断裂,属一级构造单元的边界断裂;④昌宁-孟连结合带东西两侧的双江-竹塘断裂、沧源断裂北延至滇西北后,分别与位于碧罗雪山西坡的福贡断裂、捧当断裂相连接;⑤迪麻洛-昌宁-孟连结合带为二级构造单元,东西两侧的二级构造单元分别为崇山-临沧地块、丙中洛-保山陆块.云南三江造山带西部划分为2个二级构造单元、7个三级构造单元.     

中纬度造山带地区的长期化学风化——中亚和北美的对比研究

长期化学风化速率（LCWR）和化学风化剥蚀率（CDF）是表征区域化学风化程度和揭示地貌和气候系统演变的重要依据。全球尺度上,中纬度地区的长期化学风化研究远比低纬地区争议更多,原因之一是其风化机制在理论认识上仍存在不确定性,特别是造山带地区的长期化学风化与物理侵蚀、构造、气候之间的关系等。本文利用地球化学质量平衡方法,针对北半球中纬度典型造山带（中亚黑河流域和北美内华达山脉）开展了相关数据和资料的系统整理与再分析,估算了黑河流域的LCWR值和物理侵蚀速率（E）值并与内华达山脉进行了对比研究。分析结果表明,黑河流域、内华达山脉的LCWR分别为17. 4~895 t/km2/a、1~173 t/km2/a,CDF分别为0. 17~0. 81、0. 02~0. 61,LCWR与E均显著正相关,与海拔高度、年均温度、年均降水量等仅局部相关。研究区的长期化学风化主要表现为“供应受限型”风化,但黑河流域局部地区已处于“供应受限”与“动力学受限”过渡的风化阶段。结合回归分析结果和已有成果的综合分析,中纬度造山带地区的长期化学风化速率受到地质、气候等因素的协同影响,但主控因素为地质因素,而化学风化剥蚀率则主要受控于其他因素。     

塞尔维亚蒂莫克铜金矿集区典型矿床地质特征

特提斯成矿带是全球三大成矿带之一,阿普塞尼（Apuseni）−巴纳特（Banat）−蒂莫克（Timok）−斯雷德诺戈里斯基（Srednogorie）岩浆成矿带（ABTS多金属成矿带）位于特提斯成矿带西缘,由阿普塞尼–巴纳特铁铜铅锌矿集区、蒂莫克铜金矿集区和斯雷德诺戈里斯基铜金矿集区组成,成矿作用主要与晚白垩世钙碱性岩浆活动有关。塞尔维亚蒂莫克铜金矿集区作为ABTS多金属成矿带经济意义巨大的矿集区之一,总结该地区矿床地质特征及成矿规律对下一步的找矿勘查具有重要指导意义。综述了蒂莫克铜金矿集区及其典型矿床的地质特征,总结了矿集区成矿规律与动力学背景。蒂莫克铜金矿集区典型矿床形成时代集中在88 ~ 78 Ma之间,成矿作用历时10 Ma左右,矿集区内成矿作用时代呈现出由东向西逐渐年轻的趋势。矿集区中典型矿床类型主要为斑岩型（如马伊丹佩克矿床、克里韦利矿床和瓦利亚斯特尔茨矿床）和高硫化浅成低温热液-斑岩型（如博尔矿床和丘卡卢佩吉矿床）,这些矿床以铜金矿化为主。矿床类型、矿化特征及矿体埋深存在的差异可能与区域上新生代右旋构造在矿集区形成的逆冲推覆构造及成矿后不均匀剥蚀有关。根据矿集区典型矿床的矿化类型及矿体埋深海拔标高的变化趋势,认为矿集区北部—西北部和丘卡卢佩吉矿床东南部仍具有一定的找矿潜力。     

基于AMT的龙首山成矿带西岔地段马路沟断裂带深部发育特征

为减少铀矿钻探工程风险,基于音频大地电磁法(AMT)资料,对龙首山成矿带中的马路沟断裂及次级断裂的深部发育特征进行了探究。通过对马路沟断裂与次级断裂正演理论模型响应特征分析,论证了方法的可行性,在此基础上,结合地质、岩石电性参数和钻探资料,对反演电阻率断面进行了推断解释,大致查明了区内断裂的深部发育特征。研究结果表明:马路沟断裂(F101)走向NW,倾角约80°,其中X501—X502剖面之间倾向NE,X502—X506剖面倾向SW;次级断裂F102、F103走向NW,均倾向NE,倾角75°~80°;上述断裂具有切割深度大、倾角较陡特征。该结果为后期钻探工程的布置提供了依据,提升了铀矿地质勘查的效果与效益。     

The Himalayan Collisional Orogeny: A Metamorphic Perspective

This paper introduces how crustal thickening controls the growth of the Himalaya by summarizing the P-T-t evolution of the Himalayan metamorphic core. The Himalayan orogeny was divided into three stages. Stage 60–40 Ma: The Himalayan crust thickened to ~40 km through Barrovian-type metamorphism (15–25 °C/km), and the Himalaya rose from <0 to ~1000 m. Stage 40–16 Ma: The crust gradually thickened to 60–70 km, resulting in abundant high-grade metamorphism and anatexis (peak-P, 15–25 °C/km; peak-T, >30 °C/km). The three sub-sheets in the Himalayan metamorphic core extruded southward sequentially through imbricate thrusts of the Eo-Himalayan thrust, High Himalayan thrust, and Main Central thrust, and the Himalaya rose to ≥5,000 m. Stage 16–0 Ma: the mountain roots underwent localized delamination, causing asthenospheric upwelling and overprinting of the lower crust by ultra-high-temperature metamorphism (30–50 °C/km), and the Himalaya reached the present elevation of ~6,000 m. Underplating and imbricate thrusting dominated the Himalaya’ growth and topographic rise, conforming to the critical taper wedge model. Localized delamination of mountain roots facilitated further topographic rise. Future Himalayan metamorphic studies should focus on extreme metamorphism and major collisional events, contact metamorphism and rare metal mineralization, metamorphic decarbonation and the carbon cycle in collisional belts.     

胶东半岛乳山地区低角度韧性剪切带几何学、运动学特征:对中国东部岩石圈减薄作用的启示

大规模伸展构造是华北克拉通东部岩石圈减薄的重要表现形式。部分低角度韧性剪切带是地壳伸展变形后所展现的构造形式。本文研究了王格庄韧性剪切带的岩石学、几何学、运动学等特征显示:韧性剪切带走向近南北向,剪切带断层面倾向多变(倾向西、西南、西北方向)。大部分区域面理低角度倾向西,矿物拉伸线理近东西向,不对称旋转碎斑及S-C组构指示顶端指向西的剪切特征。结合研究区西侧与伸展构造相匹配的半地堑伸展盆地证据:本研究认为伸展构造的形成可能与西太平洋板块的后撤相关,即大规模伸展构造作用引发了华北克拉通东部的地壳减薄作用。