Protracted thrusting followed by late rapid cooling of the Greater Himalayan Sequence,Annapurna Himalaya,Central Nepal: Insights from titanite petrochronology

The Greater Himalayan Sequence (GHS) has commonly been treated as a large coherently deforming high‐grade tectonic package, exhumed primarily by simultaneous thrust‐ and normal‐sense shearing on its bounding structures and erosion along its frontal exposure. A new paradigm, developed over the past decade, suggests that the GHS is not a single high‐grade lithotectonic unit, but consists of in‐sequence thrust sheets. In this study, we examine this concept in central Nepal by integrating temperature–time (T–t) paths, based on coupled Zr‐in‐titanite thermometry and U–Pb geochronology for upper GHS calcsilicates, with traditional thermobarometry, textural relationships and field mapping. Peak Zr‐in‐titanite temperatures are 760–850°C at 10–13 kbar, and U–Pb ages of titanite range from c. 30 to c. 15 Ma. Sector zoning of Zr and distribution of U–Pb ages within titanite suggest that diffusion rates of Zr and Pb are slower than experimentally determined rates, and these systems remain unaffected into the lower granulite facies. Two types of T–t paths occur across the Chame Shear Zone (CSZ). Between c. 25 and 17–16 Ma, hangingwall rocks cool at rates of 1–10°C/Ma, while footwall rocks heat at rates of 1–10°C/Ma. Over the same interval, temperatures increase structurally upwards through the hangingwall, but by 17–16 Ma temperatures converge. In contrast, temperatures decrease upwards in footwall rocks at all times. While the footwall is interpreted as an intact, structurally upright section, the thermometric inversion within the hangingwall suggests thrusting of hotter rocks over colder from c. 25 to c. 17–16 Ma. Retrograde hydration that is restricted to the hangingwall, and a lithological repetition of orthogneiss are consistent with thrust‐sense shear on the CSZ. The CSZ is structurally higher than previously identified intra‐GHS thrusts in central Nepal, and thrusting duration was 3–6 Ma longer than proposed for other intra‐GHS thrusts in this region. Cooling rates for both the hangingwall and footwall of the CSZ are comparable to or faster than rates for other intra‐GHS thrust sheets in Nepal. The overlap in high‐T titanite U–Pb ages and previously published muscovite ⁴⁰Ar/³⁹Ar cooling ages imply cooling rates for the hangingwall of ≥200°C/Ma after thrusting. Causes of rapid cooling include passive exhumation driven by a combination of duplexing in the Lesser Himalayan Sequence, and juxtaposition of cooler rocks on top of the GHS by the STDS. Normal‐sense displacement does not appear to affect T–t paths for rocks immediately below the STDS prior to 17–16 Ma.     

滇西镇康水头山Pb-Zn矿床成矿流体及矿质来源探讨——H、O、S、Pb同位素地球化学证据

滇西镇康水头山Pb-Zn矿床是保山地块镇康Pb-Zn-Fe-Cu多金属矿集区内又一重要找矿成果。矿体呈似层状、透镜状产于上寒武统保山组大理岩化灰岩中,呈NEE向顺层产出,矿石矿物主要为闪锌矿和方铅矿,偶见黄铜矿和黄铁矿等;脉石矿物主要有白云石、绿泥石、方解石、石英和绢云母等。本文基于对矿床地质特征的详细研究,结合矿床H、O、S、Pb同位素组成,对其成矿流体和矿质来源进行了探讨,同时与毗邻的芦子园超大型Pb-Zn-Fe-Cu多金属矿床进行了对比。研究表明:该矿床石英的δD值介于-101.1‰~-93.3‰之间,均值为-96.85‰(n=4),δ~(18)O_(H_2O)值为3.37‰~3.77‰之间,均值为3.57‰(n=4),表明成矿流体早期以原生岩浆水为主,有大气降水的混入。矿床金属硫化物的δ~(34)S值均为正值,介于4.1‰~12.2‰,均值为8.23‰(n=10),与旁侧的芦子园矿床δ~(34)S值(8.9‰~12‰)较为接近。该矿床可划分出三个成矿阶段,阶段Ⅱ为以闪锌矿和方铅矿为主的主要成矿阶段(δ~(34)S主要集中在4.1‰~6.2‰之间),其δ~(34)S均值可近似代表成矿热液中的δ~(34)S∑S值,即δ~(34)S∑S≈δ~(34)S均值=6.56‰(n=7),闪锌矿和方铅矿δ~(34)S值有部分重叠,但总体上具有δ~(34)S闪锌矿δ~(34)S方铅矿以及不同颜色闪锌矿之间δ~(34)S深棕色闪锌矿δ~(34)S棕褐色闪锌矿δ~(34)S浅棕色闪锌矿的分布特征,暗示硫同位素在硫化物间的分馏达到平衡,表明S同位素组成较为稳定,显示水头山矿床具有深部壳源岩浆成因的特征。矿床金属硫化物的Pb同位素分析显示,Pb同位素组成非常集中(~(206)Pb/~(204)Pb=18.3408~18.4483,均值为18.3815,~(207)Pb/~(204)Pb=15.8337~15.9440,均值为15.8745,~(208)Pb/~(204)Pb=38.8224~39.4391,均值为38.9941,n=10),投点主要分布在上地壳演化线上方,表明其Pb主要来自于以岩浆作用为主的上地壳物质。本文认为矿区深部壳源岩浆热液是水头山矿床最重要的成矿流体与矿质来源,流体的混合作用是矿床金属元素沉淀和富集的重要机制,矿床具有低温、后生成矿特征,推测矿床的形成与燕山晚期的岩浆热液作用有关。     

长白山新生代火山岩之下新太古代基底年代学及地球化学特征

对长白山第四系玄武岩覆盖区零星出露的花岗质岩石和片麻岩进行LA-ICPMS锆石U-Pb年龄测定及地球化学分析,结果显示花岗质岩石的年龄为2 509~2 558 Ma;斜长角闪片麻岩的年龄为2 475~2 553 Ma。地球化学特征上,这些岩石均属奥长花岗岩-英云闪长岩-石英闪长岩系列(TTG),稀土元素配分模式图呈右倾型,轻重稀土元素分馏明显(LREE/HREE=3.85~34.48),白云母二长花岗岩具有铕的负异常(δEu=0.41~0.54),富集Rb、K、Th等元素,亏损Nb、Sr、P、Ti等元素;黑云斜长角闪石片麻岩具有铕负异常(δEu=0.67~0.76),富集Rb、K、La、Nd等元素,亏损Th、Nb、Sr、P、Yb等元素;花岗质片麻岩和黑云斜长片麻岩具有铕的弱负-正异常(δEu=0.87~3.3),富集Rb、K、Sr等元素,亏损Nb、Th、P等元素。年代学和地球化学特征与白山地块和和龙地块中的同类岩石基本一致,表明白山地块与和龙地块在晚太古代是同一个陆块(龙岗陆块),二者目前的分布格局是后期北东向左行断裂构造改造的结果。     

阿尔金断裂带东段古生代花岗岩浆作用及其大陆动力学意义

造山带花岗岩浆作用一直是地学的重要研究方向, 它记录了地球动力学深部过程的信息, 开展深入的研究工作可以更好的了解板块汇聚环境的陆壳生长和再造以及壳幔之间的相互作用。北祁连造山带是一典型的早古生代造山带, 先后经历了洋盆的打开到闭合, 敦煌地块则是主要由前寒武纪TTG片麻岩和变质表壳岩组成。北祁连造山带和敦煌地块分别位于阿尔金断裂带东段的东南侧和西北侧, 且均出露有大面积的古生代花岗岩体。本文以阿尔金主断裂两侧产出的花岗岩类为研究对象, 涉及北祁连造山带中的赵家庄二长花岗岩, 石包城复式岩体(花岗岩、正长花岗岩和花岗闪长岩)和红柳河花岗岩, 敦煌地块中的党河水库花岗闪长岩、沙枣园二长花岗岩、安盆沟复式岩体(正长花岗岩和花岗岩)以及小草湖似斑状花岗岩。通过对上述花岗岩体的岩相学、锆石U-Pb年代学、地球化学和锆石Hf同位素的研究, 取得了新的认识:     

喜马拉雅造山带南北向裂谷的冷缩成因模型

长期以来,学者们普遍认为垂直于喜马拉雅造山带的南北向裂谷是东西向伸展的构造形迹。现代GPS观测数据却显示,喜马拉雅造山带东西位移(分)量很小,甚至为零。综合前人资料,喜马拉雅造山过程可划分为热造山(25~13Ma)及造山后(13Ma)冷却两个时期,热造山期具有受热膨胀,物质向外运移的特点,高喜马拉雅热隆挤出并触发各主要断裂(MCT、STD、GCT)活动,印度板块向北汇聚速率下降。造山后则表现为冷却收缩,前期构造-热活动停止或减弱,印度板块向北汇聚加速。研究认为,南北向裂谷与高喜马拉雅等冷却过程的东西向收缩。且被局限于东、西两个构造结之间有关。并据此建立了裂谷的冷缩成因模型,模型估值与地质事实很吻合。     

川滇地区次级地块及其主要断裂带现今活动研究

以位于川滇区域的陆态网和四川省CORS站速度场为约束,结合研究区已知的断裂分布情况,通过使用欧拉矢量计算方法和反欧拉矢量计算方法求出每个次级块体的欧拉矢量,进而对川滇区域次级块体作进一步的调整。同时对该区域进行1°×1°的网格插值,并利用各次级地块的欧拉矢量反演出每个次级块体的长期运动方向及其速度;对相邻块体的边界处,结合各自块体的欧拉矢量求出同一点在2个块体的速度并作差,进而研究分析各主要断裂带的现今活动速率。     

利用GPS观测资料分析2015年尼泊尔MS8.1地震震前及震后形变

通过对尼泊尔MS8.1地震前后附近区域GPS台站记录到的观测数据进行处理,获得了震区以及中国青藏高原地区地震前后GPS站点速度场以及震后形变场。震前速度场显示,喜马拉雅构造带整体呈现出约16 mm/a的压缩特征。同时,震前喜马拉雅构造带根据形变特征可分为东、中、西3段,其地震发生在中段,主要以北向挤压为主,而东西两段分别具有逆时针旋转和顺时针旋转的特征。震后GPS站点形变场显示,此次地震对中国新疆、青海、西藏等地区的影响较大,其最大震后位移达20 mm左右。震后速度场显示,本次地震对尼泊尔地区以及中国藏南地区的构造形变影响较大,主要表现为喜马拉雅构造带的年推挤速度减小,藏南地区的南北向运动速率减小,而东西向速度有增大的现象。这一现象可能对藏南地区的走滑断层有较大影响。     

青藏块体8级左右地震前中强地震 活动图像的相似性演化

2008年5月12日,四川汶川发生8.0级特大地震.汶川地震前,青藏块体曾出现与2001年11月昆仑山口西8.1级特大地震前相似的大规模中强地震活动图像.为了探讨8级左右地震前的中强地震活动规律,本文研究了1900年以来中国大陆地区8级左右地震前中强地震的时空分布特征,认为①青藏块体8级左右地震前一般会出现中强地震活动图像的两阶段演化,第一阶段主要表现为中强地震沿印度板块与青藏块体接触带附近分布、青藏块体内部平静,第二阶段主要表现为中强地震向青藏块体内部扩展,形成大规模中强地震条带,未来主震一般发生在大规模中强地震主条带或者多组条带的交汇处.②该演化规律可能反映了印度板块作用于欧亚板块(尤其是青藏块体)产生的大区域地壳运动与构造应力场的动态变化过程,对预测青藏块体8级左右地震(尤其是8级以上特大地震)有一定意义,对预测新疆块体8级左右地震有参考价值,但尚不适用于中国大陆东部地区.③从更大范围考察中强地震活动图像的演化,有可能发现大地震前的场兆信息,对分析、预测未来的8级左右地震是一个有意义而且可行的方向.本文还对汶川地震的孕震过程和大规模中强地震条带的形成机理作了初步的探讨.     

郑庄区块煤层气赋存特征及控气地质因素

沁水盆地南部郑庄区块煤层气资源条件良好,勘探开发潜力大。通过对郑庄区块煤层气地质条件和储层条件的深入分析,认为本区煤层气赋存条件良好,含气量较高,储层吸附/解吸能力较好,但储层渗透率相对较低;郑庄区块煤层气藏主要受3类地质因素控制:构造对煤层气含量和赋存规律具有明显的控制作用;水文地质条件对煤层气具明显的水力封闭作用,该区地下水径流较弱,为典型的等势面扇状缓流型,有利于区块内煤层气的富集;燕山晚期岩浆活动和高异常地热场对煤层热演化和煤层气生成有显著的控制作用。      

һ�ֵ�Ӧ�������Լ��鷽��

?????????????????????????????????????÷???????????????????GPS???λ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????Щ?????????????????γ??????????????