新疆天山石炭—二叠纪大规模岩浆成矿事件与形成机制探讨

天山地质构造演化复杂,多阶段演化中岩浆活动与成矿作用规模并不均衡。而石炭-二叠纪却是天山成矿带大规模岩浆活动和金属成矿作用的“爆发”期。本研究紧紧围绕岩浆铜镍矿床、斑岩型铜（钼）矿床及火山岩型磁铁矿矿床,从含矿岩体的岩浆起源、岩浆演化及成矿特点,系统研究地球深部相应岩浆活动的地质过程。通过典型矿床的深入剖析,建立相应矿床类型的成矿模式,破解制约找矿突破的控制因素,系统阐述了板块构造与地幔柱体制叠加并存的地质特征与成矿表现。联系塔里木地幔柱的活动特点和成矿表现,将其与天山造山带三类主要矿床类型建立关联,对比岩石学、年代学及地球化学研究,发现天山成矿带成矿类型与塔里木地幔柱及板块构造存有密切关系,可能是两种构造体制叠加并存的结果。塔里木克拉通深部熔融的地幔物质,围绕刚性塔里木克拉通边缘不断上涌,并与表壳物质发生交换,随着板块俯冲的持续和减弱,深部上涌的地幔物质不断加强,先后形成因深部地幔物质多寡而金属聚集的不同矿床类型。该地幔柱形成时深部过程与成矿作用认识模型的建立,极大地推进了板块构造、地幔柱与岩浆成矿作用的研究,同时可为天山及邻区找矿突破提供借鉴和指导。     

基于P波三重震相的下扬子克拉通地幔转换带顶部低速层初探

本文基于中国地震观测台网记录到的震中距为10°~23°之间琉球俯冲区一个中深源地震的P波三重震相信息,研究了下扬子克拉通转换带顶部P波速度结构.通过射线追踪和理论地震图与观测地震波形的对比,发现下扬子克拉通下方的410 km间断面为一厚度20 km的梯度带,其上存在一由西南向东北变厚的低速层,厚度变化40~57 km,P波速度减低2.7%~4.5%.该低速层可以被认为是由于地幔橄榄岩部分熔融引起的.     

华北克拉通中部过渡带SKS波分裂研究:鄂尔多斯东南角的局部软流圈绕流

本文对布设在华北克拉通东西两块体交界区域的宽频带流动地震观测台阵和部分固定台站的远震波形记录开展了SKS波分裂研究.结果显示,鄂尔多斯块体内部的各向异性比较弱,剪切波分裂导致的时间延迟一般小于0.7 s.鄂尔多斯块体东缘的山西断陷带和太行山以及华北平原西部均表现出了比较强的各向异性,时间延迟大于1.0 s.特别是在太行山地区观测到的ENE趋向的快波偏振方向明显不同于鄂尔多斯块体和华北平原地区的近E-W和ESE方向的快波偏振方向.在华北克拉通东西两块体交界过渡带的太行山地区观测到的显著上地幔各向异性及变化可能对应于围绕鄂尔多斯块体东南角的局部软流圈绕流,而后者可能起因于鄂尔多斯块体的逆时针旋转以及青藏高原软流圈沿秦岭大别造山带向东的流动.     

南北构造带北段上地幔各向异性特征

对布设在南北构造带北段的中国地震科学探测台阵项目二期674个宽频带流动台站和鄂尔多斯台阵21个宽频带流动台站记录的远震XKS（SKS、SKKS和PKS）波形资料作偏振分析,采用最小切向能量的网格搜索法和“叠加”分析方法求得每一个台站的XKS波的快波偏振方向和快、慢波的时间延迟,并结合该区域出版的122个固定台站的分裂结果,获得了南北构造带北段上地幔各向异性图像.快波方向分布显示青藏高原东北缘、阿拉善块体和鄂尔多斯块体西缘的快波方向主要表现为NW-SE方向,秦岭造山带的快波方向为近E-W方向,鄂尔多斯块体内部的快波方向在北部为近N-S方向,南部表现为近E-W方向.时间延迟分布来看,鄂尔多斯块体的时间延迟不仅明显小于其周缘地区,而且小于其他构造单元,特别是在高原东北缘、阿拉善块体和鄂尔多斯块体的交汇地区的时间延迟很大,反映了构造稳定单元的时间延迟小于构造活跃单元.通过比较快波方向的横波分裂测量值与地表变形场模拟的预测值,并结合研究区地质构造和岩石圈结构特征分析表明,在青藏高原东北缘、阿拉善块体和鄂尔多斯块体西缘各向异性主要由岩石圈变形引起,地表变形与地幔变形一致,地壳耦合于地幔,是一种垂直连贯变形模式;秦岭造山带的各向异性不仅来自于岩石圈,而且其岩石圈板块驱动的软流圈地幔流作用不可忽视;鄂尔多斯块体内部深浅变形不一致,具有弱的各向异性、厚的岩石圈和构造稳定的特征,我们认为其各向异性可能保留了古老克拉通的“化石”各向异性.     

阿尔金山东段河道陡峭指数对区域隆升差异的响应

阿尔金山东段是青藏高原北部边界带的重要组成部分,其构造活动特征及隆升信息是研究青藏高原隆升机制的重要内容。随着地貌学的深入研究,河道陡峭指数作为一种地貌参数可以对区域构造隆升有较好反映。本文提取了阿尔金山东段地区自西向东5个亚区域（A、B、C、D和E）的16条河道陡峭指数剖面,并利用数理统计学方法对其进行统计分析,揭示该区域的构造活动特征。研究表明,这5个亚区域区内的河道陡峭指数均值分别为70.93、139.03、108.85、134.44和165.39,整体表现出河道陡峭指数从西到东逐渐增大趋势;通过对区内地层、降雨量及河道负载程度、基岩隆升等因素的分析,认为区内河道陡峭指数主要受到基岩隆升影响,而上述其他因素影响有限。各亚区域间河道陡峭指数的变化反映了区域内隆升活动性的差异性：阿尔金山东段隆升活动性整体为北高南低、东高西低特征,山脉北部主要承接来自青藏高原内部挤压应力,而东西方向上存在阿尔金构造带与祁连构造带衔接部位,断层性质由近东西向水平走滑逐渐转换为北东向的挤压逆冲,存在明显应力调整与转换。

     

GEOPHYSICS

正20141944Bao Hanyong(Research Institute of Exploration and Development,Jianghan Oilfield,SINOPEC,Wuhan 430223,China);Guo Zhanfeng Tectonic-Thermal Evolution of the Subei Basin since the Late Cretaceous(Geological Journal of China Universities,ISSN1006-7493,CN32-1440/P,19(4),     

Isotope geochemistry of Jeongok basalts,northernmost South Korea: Implications for the enriched mantle end-member component

South Korea separates two mantle source domains for Late Cenozoic intraplate volcanism in East Asia: depleted mid-ocean-ridge basalt (MORB) mantle-enriched mantle type 1 (DMM-EM1) in the north and DMM-EM2 in the south. We determined geochemical compositions, including Sr, Nd, Pb, and Hf isotopes for the Jeongok trachybasalts (∼0.51 to 0.15 Ma K–Ar ages) from northernmost South Korea, to better constrain the origin and distribution of the enriched mantle components. The Jeongok basalts exhibit light rare earth element (LREE)-enriched patterns ([La/Yb]_N = 9.2–11.6). The (La/Yb)_N ratios are lower than that of typical oceanic island basalt (OIB). On a primitive mantle-normalized incompatible element plot, the Jeongok samples show OIB-like enrichment in highly incompatible elements. However, they are depleted in moderately incompatible elements (e.g., La, Nd, Zr, Hf, etc.) compared with the OIB and exhibit positive anomalies in K and Pb. These anomalies are also prime characteristics of the Wudalianchi basalts, extreme EM1 end-member volcanics in northeast China. We have compared the geochemistry of the Jeongok basalts with those of available Late Cenozoic intraplate volcanic rocks from East Asia (from north to south, Wudalianchi, Mt. Baekdu and Baengnyeong for DMM-EM1, and Jeju for DMM-EM2). The mantle source for the Jeongok volcanics contains an EM1 component. The contribution of the EM1 component to East Asian volcanism increases toward the north, from Baengnyeong through Jeongok to Mt. Baekdu and finally to Wudalianchi. Modeling of trace element data suggests that the Jeongok basalts may have been generated by mixing of a Wudalianchi-like melt (EM1 end-member) and a melt that originated from a depleted mantle source, with some addition of the lithospheric mantle beneath the Jeongok area. In Nd–Hf isotope space, the most enriched EM1-component-bearing Jeongok sample shows elevation of ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf at a given ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd compared with OIB. Recycled pelagic sediments may explain the EM1-end-member component of northeastern Asian volcanism, possibly from the mantle transition zone.     

IGNEOUS PETROLOGY

正20141376 Bian Xiongfei(Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China);Li Yongfei Zircon UPb Age,Geochemistry and Petrogenesis of the Jianshetun Volcanic Rocks in Eastern Inner Mongolia(Geology and Resources,ISSN1671-1947,CN21-1458/P,22(5),2013,p.360-366,6 illus.,2 tables,24 refs.)Key words:volcanic rocks,Inner Mongolia The LA-ICP-MS zircon U-Pb dating     

鄂尔多斯块体北缘Pn波层析成像研究

基于鄂尔多斯块体北缘2008～2018年台网数字化波形记录,利用Pn波层析成像技术获得研究区高精度的上地幔速度结构与各向异性。结果表明,研究区上地幔顶部Pn波速度存在明显的横向不均匀性,且与研究区构造活动及地震分布密切相关;河套断陷带各向异性快波方向呈近EW向。研究区多数历史强震发生在低速异常区或高低速异常过渡带上,该结果为理解研究区地震发生的相关性提供了新的地震学依据。     

GEOPHYSICS

正20141316 Chen Qiangsen(School of Earth Sciences and Engineering,Nanjing University,Nanjing 210093,China);Bao Xuewei The Crustal Velocity Structure of the Ordos Block and Its Southern Edge Revealed from the Ambient Seismic Noise Extraction(Geological Journal of China Universities,ISSN1006-7493,CN32-1440/P,19(3),2013,p.504-512,7 illus.,33 refs.)