榴辉岩组构运动学与大陆深俯冲——中国大陆科学钻探主孔榴辉岩的EBSD研究

中国大陆科学钻探主孔位于苏鲁超高压带南部的东海县毛北榴辉岩体之上。主孔0-600米深度的榴辉岩的塑性变形以具中等倾角的东倾面理,近南北向的水平拉伸线理、“A”型剪切褶皱和一系列平行面理的微型韧性剪切带为特征。使用电子背散射（EBSD）技术测量的主孔7个榴辉岩样品的石榴石和绿辉石的晶格优选定向（LPO）表明：石榴石基本上无序排列,而绿辉石表现出强烈的LPO。绿辉石的[001]轴近平行于拉伸线理方向,（010）面的法线和[100]轴垂直面理分布,{110}的法线形成垂直面理的环带,反映绿辉石的位错蠕变由[001]（100）和1／2〈^-110〉滑移系控制,其不对称的LPO指示了由北向南的剪切指向。根据单斜辉石的高温实验结果,毛北榴辉岩经历了800-900℃的超高压变质作用。通过构造重塑,揭示毛北榴辉岩体为剪切流变褶皱,形成于扬子板块深俯冲时的超高压变质过程。因此榴辉岩中保留的早期岩石组构特征可以为板块的深俯冲运动学和俯冲极性提供重要信息。     

Noble gas and carbon isotope ratios in Argyle diamonds,Western Australia: Evidence for a deeply subducted volatile component

The Argyle lamproite pipe of Western Australia contains diamonds formed at depths exceeding 150 km. We undertook noble gas and carbon isotope ratio (δ¹³C) analyses of three diamonds (likely of eclogitic paragenesis) from the Argyle lamproite to test for the possible presence of deeply subducted volatile components, and to further constrain the noble gas evolution of the Earth's mantle. The Argyle diamonds are characterised by mantle ³He (with ³He/⁴He ratios of 0.79 R _A to 0.25 R _A, where R _A is the atmospheric ³He/⁴He ratio of 1.4 × 10^–6), small excess Ar and Xe isotope anomalies relative to atmospheric components, and δ¹³C values of –11.6 to –10.2‰ VPDB. These observations indicate that noble gas and carbon isotopic compositions of the mantle where the Argyle diamonds formed, represent mixtures of an intrinsic mantle component with sedimentary and atmospheric components that may have been introduced through subduction processes.     

Seasonal evolution of subtropical anticyclones in the climate system model FGOALS-s2

The simulation characteristics of the seasonal evolution of subtropical anticyclones in the Northern Hemisphere are documented for the Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land Systemmodel, Spectral Version 2 (FGOALS-s2), developed at the State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics, the Institute of Atmospheric Physics. An understanding of the seasonal evolution of the subtropical anticyclones is also addressed. Compared with the global analysis established by the European Centre for Medium-Range Forecasts, the ERA-40 global reanalysis data, the general features of subtropical anticyclones and their evolution are simulated well in both winter and summer, while in spring a pronounced bias in the generation of the South Asia Anticyclone(SAA) exists. Its main deviation in geopotential height from the reanalysis is consistent with the bias of temperature in the troposphere. It is found that condensation heating (CO) plays a dominant role in the seasonal development of the SAA and the subtropical anticyclone over the western Pacific (SAWP) in the middle troposphere. The CO biases in the model account for the biases in the establishment of the SAA in spring and the weaker strength of the SAA and the SAWP from spring to summer. CO is persistently overestimated in the central-east tropical Pacific from winter to summer, while it is underestimated over the area from the South China Sea to the western Pacific from spring to summer. Such biases generate an illusive anticyclonic gyre in the upper troposphere above the middle Pacific and delay the generation of the SAA over South Asia in April. In midsummer, the simulated SAA is located farther north than in the ERA-40 data owing to excessively strong surface sensible heating (SE) to the north of the Tibetan Plateau. Whereas, the two surface subtropical anticyclones in the eastern oceans during spring to summer are controlled mainly by the surface SE over the two continents in the Northern Hemisphere, which are simulated reasonably well, albeit with their centers shifted westwards owing to the weaker longwave radiation cooling in the simulation associated with much weaker local stratiform cloud. Further improvements in the related parameterization of physical processes are therefore identified.     

安徽省金寨县沙坪沟钼矿床有益成分及其赋存状态

通过一系列岩矿鉴定、电子探针分析、物相分析、X衍射分析及化学分析数据,总结出沙坪沟钼矿床的矿石矿物组成、结构构造、有益组分、伴生有用组分及其赋存状态、主要赋存矿物的分子式等。其有益组分为Mo,伴生有用组分为S;Mo呈辉钼矿赋存于矿石中,S呈辉钼矿、黄铁矿的阴离子赋存于矿石中。     

北秦岭武关岩体LA-ICPMS锆石U-Pb定年及岩石成因研究

武关岩体位于北秦岭武关镇,侵入于丹凤岩群之中,主要岩石类型为闪长岩和花岗闪长岩,属低钾拉斑-中钾钙碱性系列。微量元素地球化学特征为富集大离子亲石元素而亏损高场强元素、具有较高的LILE/HFSE比值,且显示出有俯冲沉积物的地球化学信息,因而其形成与大洋俯冲消减作用有关。稀土元素球粒陨石标准化分配型式为LREE富集、HREE平坦的右倾型且无明显的Eu负异常。此外,其明显富铝、富钠,有较高的Sr/Yb比值和CaO/Na2O比值,因而极有可能为角闪石作为主要残余条件下玄武质岩石部分熔融的产物。在假定有角闪石为稳定残留的中下地壳压力条件下,通过对稀土元素的模拟计算表明:以丹凤岩群中形成于岛弧环境下的斜长角闪岩为源岩在部分熔融程度为30%～40%,残余矿物相以角闪石为主并伴有少量的斜长石和单斜辉石(石榴子石极有可能无残余)的条件下,可以形成该类岩体。经锆石阴极发光(CL)研究及LA-ICPMS同位素测年技术分析后可知,武关岩体的锆石U-Pb同位素年龄为438.6±2.2Ma。该年龄晚于商丹洋的俯冲消减阶段,但仍明显保留有俯冲消减环境所具有的地球化学特征,因而其可能继承有俯冲消减源区的地球化学特征。以岛弧成因的斜长角闪岩为源岩进行的稀土元素部分熔融模拟计算,可以证明武关岩体为北秦岭加里东造山期中下地壳源区岩石在碰撞造山过程中由"滞后的消减源区"部分熔融的产物。     

江西德兴斑岩铜钼矿床流体包裹体子矿物SEM-EDS 研究及其对成矿流体性质的制约

江西德兴斑岩铜钼矿床Q+Py±Cp±Cc脉、(黄铁)绢英岩和Q+Py+Mo±Cp脉中发育大量多相(透明、暗色子矿物)包裹体。本文以详细的显微观察和流体包裹体岩相学观察为基础,利用SEM-EDS(扫描电镜-X射线能谱仪)对多相包裹体内的子矿物进行了系统的鉴定。分析结果表明,Q+Py±Cp±Cc脉石英中发育的透明子矿物包括绢云母、石盐、水氯镁石、白云石、铁氯化物、磷灰石和含稀土元素磷酸盐;暗色子矿物包括赤铁矿、铁氧化物和黄铜矿。(黄铁)绢英岩石英和黄铁矿中透明子矿物包括石盐、(硬)石膏、绢云母、硫酸镁、菱镁矿、六水泻盐和(Fe、Cu、Mg)碳酸盐和硫酸盐,暗色子矿物包括磁铁矿、赤铁矿、金红石和黄铜矿;Q+Py+Mo±Cp脉石英包裹体中发育的子矿物相对较少,透明子矿物包括石盐、菱铁矿和钾长石;暗色矿物为赤铁矿。它们中发育种类繁多的子矿物,表明热液的化学成分非常复杂,多种盐类以及高氧化态子矿物出现指示流体具有高盐度-高氧化态的特征。此外,还鉴别出了黄铜矿、赤铁矿和磁铁矿等金属矿物,这表明热液含有丰富的成矿物质,这些成矿物质随物理化学条件的变化以黄铜矿等金属矿物从热液中沉淀下来,形成了矿床内的主要矿体。结合蚀变矿物组成观察,我们认为Q+Py±Cp±Cc脉、(黄铁)绢英岩和Q+Py+Mo±Cp脉中子矿物组成很可能不代表原始流体的化学成分,因为它们在很大程度上受到了热液蚀变作用的影响,围岩矿物由于水-岩反应被分解,同时释放出Na、Ca、Mg、Fe等元素进入热液,形成了上述种类多样的子矿物。通过流体包裹体岩相学观察发现,(黄铁)绢英岩和中Q+Py+Mo±Cp脉含石盐多相包裹体通常与富气包裹体或者CO₂包裹体紧密共生,这表明热液在被捕获前发生了相分离(或沸腾)作用,而这一过程必然会导致富液包裹体盐度的升高,因此不能排除这些高盐包裹体是由中低盐度流体发生相分离而形成的可能性。Q+Py±Cp±Cc脉中发育的稀土子矿物指示成脉流体具有高盐度-低pH-含CO₂的特征,而这类子矿物在(黄铁)绢英岩和Q+Py+Mo±Cp脉中不发育的原因可能是CO₂与液相发生了相分离作用。     

桐柏高压变质地体:对桐柏-大别-苏鲁高压/超高压变质带构造框架和俯冲/折返机制的制约

桐柏造山带位于秦岭造山带和大别-苏鲁造山带之间,是揭示秦岭-桐柏-大别-苏鲁巨型造山带中各地质体之间构造关系及地质演化差异的关键地区。桐柏高压变质地体主要由两个高压岩片(I和II)及其北侧的构造混杂岩带和南侧的蓝片岩-绿片岩带构成。高压岩片I以北、南两条榴辉岩带为代表,构成桐柏山背形构造的两翼,其峰期变质条件分别为530~610℃、1.7~2.0GPa和460~560℃、1.3~1.9GPa。高压岩片II以桐柏杂岩中的变质岩包体为代表,其峰期变质条件推测在<700℃、>1.2GPa的榴辉岩相范围内,而退变质条件为660~700℃、0.80~1.03GPa。U-Pb、Lu-Hf、Rb-Sr和Ar-Ar同位素年代学研究表明,高压岩片I的峰期变质时代为255Ma,冷却至白云母封闭温度的时代为238Ma;而高压岩片II的主期变质作用发生在232~220Ma,作为桐柏杂岩主体的片麻状花岗岩则侵位于140Ma。这说明,高压岩片I和II分属于两个时代不同的俯冲/折返岩片,当高压岩片II被俯冲到地壳深处并经受高压变质时,其上覆的高压岩片I已经折返到中上地壳的水平。这一结果验证了在西大别、东大别和苏鲁地区提出的高压/超高压岩石的穿时(或差异)俯冲/折返模型,同时说明华南大陆地壳最早的俯冲发生在晚二叠世,这也代表华北与华南陆块之间从洋壳俯冲转化为陆壳俯冲的时间。基于桐柏杂岩与北大别杂岩的可比性,认为桐柏高压变质地体相对低温低压的变质环境以及超高压岩石的缺乏缘于华南陆块的俯冲深度向西逐渐变浅,而早白垩世的构造挤出造成了桐柏-大别高压/超高压变质带东宽西窄的构造格局。     

西藏班公湖-怒江缝合带西段中特提斯洋盆的双向俯冲:来自岛弧型花岗岩锆石U-Pb年龄和元素地球化学的证据

笔者调查发现西藏班公湖-怒江缝合带西段狮泉河-改则-洞错蛇绿岩带北侧和拉果错蛇绿岩带南侧都有岛弧型花岗岩岩基产出。这些岩体岩性上以中粒花岗闪长岩为主,岩石化学上明显富集大离子不相容元素(LILE) Rb、Th、U、K、Pb,亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti,具有岛弧型岩浆岩的本质特征,指示着班公湖中特提斯洋盆存在双向俯冲。锆石U-Pb LAICPMS定年结果显示岩体在不同构造位置年龄并不一致,位于狮泉河-改则-洞错蛇绿岩带北侧的嘎拉勒和改则北两个岩体锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为155.6±1.1Ma(MSWD=1.7)和142.15±0.35Ma(MSWD=2.9),位于拉果错蛇绿岩带南侧的扎布耶北岩体的锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为134.07±0.77Ma(MSWD=1.8),表明班公湖中特提斯洋盆向北俯冲发生在晚侏罗世,而向南的俯冲发生在早白垩世,两者相差约8Ma。岛弧花岗岩浆都是由地幔楔部分熔融而成,岩浆源区经历过来自俯冲板片的沉积物熔体的交代。不同岩体的源区沉积物熔体的交代比例不同:扎布耶北岩体最多,大体在12%~16%之间;嘎拉勒岩体次之,在9%~13%之间;改则北岩体最少,为5%~10%。     

金红石Zr和锆石Ti含量地质温度计

作为近年来新提出的两种单矿物微量元素温度计(金红石Zr含量温度计和锆石Ti含量温度计),由于其简单实用,一经提出便引起了广泛注意,许多研究者尝试将温度计应用于各种不同类型的岩石中。到目前为止每种温度计都存在几个不同的计算公式、这些公式的适用范围和适用的地质情况目前已有统一认识,但是对于所测定温度的地质意义还存在争议。在对变质岩中金红石Zr含量温度计的应用研究中,一部分研究者发现这个温度计所得到的温度与造岩矿物阳离子配分温度计相吻合,因此可以指示峰期变质温度。然而,在对大别-苏鲁造山带超高压变质岩的研究中发现,金红石Zr含量温度计得到的温度比峰期变质温度明显偏低。通过对比国内外的研究分析,认识到不仅压力、活度、元素扩散、流体作用的参与导致的退变反应可能致使微量元素温度计所记录的温度偏低,而且矿物的不同生长世代或生长介质的不同都可能致使微量元素温度偏低。因此,在应用地质温度计时,要结合样品的岩相学、矿物包裹体和微量元素、U-Pb体系定年等方面予以综合考虑,并对矿物的形成环境和形成世代加以限定,从而为合理解释矿物中微量元素的分配及其记录的温度信息提供有效制约。     

什么控制了华北克拉通东部在新近纪的构造活动?

在新近纪初期(约23 Ma)的时候,在当时中国大陆周边板块构造环境没有发生重大变化的情况下,华北克拉通东部构造活动性质仍发生了明显的变化.比如,华北克拉通东部的岩石圈增厚了,唐山-邢台断裂开始活动的同时太行山山前断裂却变得不活跃了,华北局部构造变形性质发生了变化等.虽然在古近纪和8 Ma以后,有证据显示印度-欧亚大陆的...