不断融入新元素的我国构造地貌学研究:以天山为例

构造地貌学是地貌学的重要分支学科,其研究内容已涵盖构造—气候—地表过程之间的相互作用及对地貌演化的影响。我国的构造地貌学研究肇始于20世纪初,在20世纪50年代得以逐渐发展,21世纪以来进入快速发展阶段。经过长期积累和多年的发展,我国的构造地貌学研究已形成了相对完备的理论和方法体系,并呈现出不断与其他邻近学科交叉、融合的趋势。通过梳理近20年天山构造地貌研究在新生代山体隆升扩展与剥露历史、山麓晚新生代砾岩相沉积的年代与成因、山麓与山间盆地晚第四纪活动构造变形、山麓晚第四纪河流地貌(结构、年代与成因)、山地流域侵蚀等方面取得的主要成果,探究学科交叉、新方法的引入对我国构造地貌学研究的促进作用。最后指出构造地貌研究未来可能仍需要关注的一些基本内容和问题,如不同时间尺度的对比研究和河流阶地年龄等。     

四川省大地构造单元划分及其基本特征

四川省大地构造演化研究已有百余年的历史,不同时期、不同学派在不同的尺度上提出了不同的大地构造单元划分方案,其中仍存在诸多争议。本文结合近30年来四川省特别是造山带地区开展的蛇绿岩和洋板块地层等调查和研究成果,以李廷栋所提出的洋板块地质学理念为指导思想,以区域主构造事件形成的优势大地构造相的时空结构组合和存在状态为基本原则,划分出秦-祁-昆造山系、勉县-略阳对接带、北羌塘-三江造山系以及扬子克拉通4个一级构造单元,包括11个二级构造单元和24个三级构造单元。     

新疆库鲁克塔格地区古生代花岗质侵入岩全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素地球化学特征及其意义

白海子南岩体是库鲁克塔格地区典型的古生代花岗质侵入岩。深入了解该岩体岩石成因及物质来源,对研究库鲁克塔格地区构造背景及古生代地壳演化过程具有重要意义。笔者对白海子南岩体进行了系统的全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素及锆石微量元素研究。结果表明,该岩体具有中等ISr（0.710 01~0.712 87）比值,富集的εNd（t）值（-21.01~-18.07）和εHf（t）值（-26.55~-17.28）,对应的Nd二阶段模式年龄（TDM2）和Hf模式年龄（TDMC）分别为2.60~2.84 Ga和2.43~3.00 Ga,表明其是古元古代早期—新太古代地壳物质再循环的产物。锆石微量元素分析表明,该岩体锆石为壳源岩浆锆石,TZr均值为745℃,TTi均值为692℃,属于“冷”岩浆,岩体形成于主动大陆边缘,是南天山洋向南俯冲到塔里木克拉通之下后期阶段的产物,俯冲过程中幔源岩浆底侵产生的余热为该岩体熔融提供热源。在库鲁克塔格地区发现多期次古生代花岗质侵入岩,这些岩体的εNd（t）值和锆石εHf（t）值随年龄的减小呈现先上升后下降的趋势,结合前人已有资料,推测在南天山洋向塔里木克拉通俯冲过程中,库鲁克塔格地区奥陶纪—早石炭世地壳演化经历了先减薄再加厚的演化过程。     

T639数值预报产品在天山中部一次强降水过程的应用分析

利用T6390场的预报资料分析新疆天山中部2009年5月25～26日发生的罕见强降水天气过程的成因,结果表明:700hPa、850 hPa上的辐合线、切变线和西南急流是强降水的直接影响天气系统,西南急流与冷空气的交汇形成了较强的动力辐合和水汽辐合,对强降水的发生起到了重要作用.强降水发生在较强的能量锋区、高湿区和水汽通...     

天山南麓库车晚新生代褶皱-冲断带

库车褶皱冲断带位于天山南麓,由近东西走向的多条构造带组成。三叠系暗色泥岩、侏罗系煤层、古近系库姆格列木组膏盐层和新近系吉迪克组膏盐层构成库车褶皱冲断带的区域性主滑脱面。褶皱冲断带底面由北向南逐渐抬高。褶皱冲断带主体发育盖层滑脱-冲断构造(薄皮构造),基底卷入型冲断构造(厚皮构造)见于北缘的根带。新生界膏盐层之上构造变形以滑脱褶皱为特色,之下以冲断构造为特色。库车褶皱冲断带是印度-亚洲碰撞远程效应下,(南)天山晚新生代造山过程的产物。褶皱冲断带构造变形的动力来源主要是造山楔向塔里木盆地推进所形成的挤压构造应力。褶皱冲断带构造变形的起始时间为约23Ma,构造变形具有阶段式加速的特点,已经识别出约23Ma、约10Ma、5~2Ma和1~0Ma共4个变形加速期。褶皱冲断带的演化过程为前展式,褶皱冲断带前锋向南推进的同时,后缘持续变形。     

新疆额尔宾山花岗岩侵位年龄和成因及其对南天山洋闭合时代的限定

额尔宾山花岗岩岩体位于南天山晚古生代侵入岩带,对该花岗岩进行锆石U-Pb定年获得296.1±1.8Ma的年龄,为早二叠世。岩石主量元素分析结果表明,该花岗岩的Si O2含量为66.96%~67.3%,富碱(Na2O+K2O=7.53%~7.97%),K2O/Na2O1(1.15~1.27),属高钾钙碱性系列岩石;Al2O3为15.56%~15.62%,Al2O3K2O+Na2O+Ca O,属于过铝型。岩石稀土元素配分模式呈现轻稀土元素(LREE)富集((La/Yb)N=27.03~30.62)、重稀土元素(HREE)亏损((LREE/HREE)=18.2~20.1)、具有中等程度的负Eu异常(δEu=0.64~0.68)。微量元素判别结果显示,其具有I-A型花岗岩过渡的特征。结合区域地质背景综合分析,初步认定该岩体可能形成于南天山同碰撞向后碰撞构造体制转换时期,据此可以推测南天山洋盆闭合时限至少应该在早二叠世以前。     

区域地球化学评价中变异系数校正参数的意义

通过对我国新疆西天山各地球化学区数据的归纳和研究,计算西天山12种常见成矿元素在各地球化学区的富集系数,提出校正系数公式,并将变异系数进行合理的校正与排序。与实际矿床和矿点结合,验证校正系数的正确性和适用性,预测元素成矿有利顺序和规律,总结出西天山富集系数与变异系数在成矿中的制约关系。该方法实现了不同成矿元素之间成矿条件的对比,拓宽了地球化学参数的适用性,提高了在勘探程度较低的地区地球化学评价方法的准确性,为地球化学评价提供科学依据。     

西南天山超高压变质带的两类石榴角闪岩

角闪岩是西南天山超高压变质带变基性岩的常见岩石类型之一.野外关系和矿物反应结构表明,大多数角闪岩是由榴辉岩或蓝片岩受到不同程度的钠长绿帘角闪岩相退变质叠加形成的.但对于一些平衡结构发育良好且孤立产出的角闪岩类型（如石榴角闪岩）仍缺乏系统的岩石学研究.本次从岩相学、矿物成分以及热力学模拟几个方面对哈布腾苏河下游地区超高压带内不含钠长石的石榴角闪岩开展了详细的工作.这些石榴角闪岩的主要矿物为绿色角闪石（钙质-钠钙质闪石）、帘石（黝帘石-绿帘石）和石榴石,三者总体积占80%~90%,明显有别于大多数由榴辉岩退变而成的含有钠长石变斑晶的石榴角闪岩.虽然这些角闪岩化学成分十分相近,都具有富钙贫钠和高的Mg/（Mg+Fe）比值,但在结构、构造和矿物组成等方面存在显著差异,据此将它们划分为两类.第一类角闪岩基质中不含石英,保存在变斑晶中的少量残余矿物组合为石榴石+绿辉石+硬柱石+蓝闪石+金红石,指示峰期硬柱石榴辉岩相变质条件,富钛矿物全部为金红石.第二类角闪岩强烈面理化,面理由绿色角闪石、绿帘石和绿泥石以及条带状石英集合体构成.石榴石粒度呈双峰式分布,粗粒比细粒低钙低锰.基质和包体中均未发现高压变质特征矿物绿辉石和蓝闪石.富钛矿物以榍石为主,金红石和钛铁矿仅存在于个别石榴石中.两类角闪岩的石榴石成分具有较大区分度,前者的钙含量较高而镁含量较低.P-T视剖面计算显示它们的峰期条件为480~520 ℃,30~33 kbar,均达到超高压范围,与哈布腾苏河下游及以西地区的榴辉岩相似,表明西南天山超高压变基性岩构成沿中天山南缘断裂延伸数十千米的独立地质单元,不存在所谓的俯冲隧道混杂现象.      

传统温压计在低温榴辉岩应用中的局限:以西南天山超高压变质带为例

榴辉岩相变质岩石的温压研究对理解高压-超高压变质带的形成和演化具有重要意义,但西南天山低温榴辉岩运用石榴石-绿辉石（-多硅白云母）温压计计算的压力普遍低于相平衡模拟的结果.为此,在Zhang et al.（2017）对含霓辉石榴辉岩研究结果的基础上,对该区域内榴辉岩及其脉体中的绿辉石进行了岩相学和矿物化学的研究,结果表明绿辉石普遍发育环带结构:从核部到边部,Fe3+含量降低,Al含量增加,Fe3+/Al比值的降低对应于霓石含量的降低和硬玉含量的升高.相平衡模拟中硬玉分子等值线的计算结果表明具有最高硬玉含量的边部绿辉石在降压阶段生长.因此,具有最高含量的硬玉组分的绿辉石并不一定代表峰期压力,在应用石榴石-单斜辉石（-多硅白云母）传统温压计时需谨慎,尤其是应用于低温的、具有复杂环带模式的矿物组合时要尤为慎重.      

中天山南缘乌瓦门早志留世安第斯型安山岩的发现及意义

安山岩是俯冲相关构造环境的特征岩石;对安山岩的研究,可以获得俯冲作用发生时代和俯冲过程的相关信息.报道了中天山地块南缘乌瓦门地区早志留世安山岩的年代学和地球化学特征,探讨了其岩石成因和构造属性,为南天山洋及中天山陆块南缘构造演化提供制约.研究表明,乌瓦门安山岩具有安山结构,组成矿物为普通辉石、钙质角闪石、斜长石和钾钠长石,为高钾钙碱性粗面安山岩;全岩SiO₂=56.23%~59.28%,K₂O=2.70%~3.37%,Na₂O=3.32%~4.11%.其锆石U-Pb年龄为430 Ma,形成于早志留世晚期.微量元素组成上,富集轻稀土、亏损重稀土,（La/Yb）_N=18.5~20.9;Eu负异常不明显,δEu=0.82~0.88;富集Ba、Th、U,亏损Nb、Ta、Ti;初始87Sr/86Sr比值为0.706 2~0.707 5,ε_Nd（t）=+2.96~+3.01;这些数据揭示乌瓦门安山岩为安第斯型陆弧岩石,起源于被俯冲带相关流体交代的地幔楔,并在上升过程中受到了古老地壳的改造.早志留世晚期,南天山洋向中天山陆块下俯冲,构成成熟的洋-陆俯冲体系;中天山陆块南缘为活动大陆边缘,发育典型的安第斯型陆弧岩石组合.