延边开山屯花岗闪长岩-石英闪长岩体年代学、地球化学特征及对古太平洋板块俯冲作用时限的制约

近年来古太平洋构造域的构造演化备受学者关注。本文报道的延边开山屯地区花岗闪长岩-石英闪长岩体LAICP-MS U-Pb年龄表明其形成时间为早侏罗世早期(198±1Ma),所采样品可根据Zr/Hf值分为高Zr/Hf值组花岗闪长岩和低Zr/Hf值组石英闪长岩。高Zr/Hf值组花岗闪长岩起源深度浅,富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素(LILEs),贫Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSEs),具壳源岩浆的特点。低Zr/Hf值组为壳源岩浆与来自深部的亏损地幔岩浆混合而成,岩石亏损Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等高场强元素,具有典型的弧型岩浆地球化学特征。岩体中存在细粒闪长质包体,镜下可见针柱状磷灰石。开山屯岩体属钙碱性系列岩石,结合前人资料,认为其与该地区同时代火成岩组成北-东向分布的早侏罗世活动大陆边缘型火成岩带,而位于该带西侧的小兴安岭-张广才岭地区存在同时代弧后拉张带,两者构成典型的大陆弧与弧后拉张带模型,共同揭示了早侏罗世早期古太平洋板块对东北地区的俯冲作用。     

全球早古生代造山带(Ⅳ):板块重建与Carolina超大陆

古元古代与显生宙的板块构造特征和旋回演化过程具有明显区别,反映出地质记录为两种不同的板块构造体制。早古生代为这两个时期的过渡阶段,其构造过程研究与板块重建是地球板块构造旋回机制和周期分析的关键。本文采用综合集成的方法,在总结对比罗迪尼亚超大陆裂解以来全球早古生代主要碰撞造山带的地质事件基础上,分析早古生代碰撞造山带的演化特征,总结出与冈瓦纳大陆拼合、劳俄大陆拼合、古中华陆块群增生相关的7期碰撞-增生造山事件群:Brasiliano、东非、Kuunga、东亚与原特提斯洋和古亚洲洋演化相关的的加里东期造山事件、经典加里东造山、中欧加里东造山、Appalachian造山。再在这7期造山事件群基础上,结合古地磁、古生物、古地理等资料,重建了新元古代-早古生代末全球板块的拼合过程:罗迪尼亚超大陆从新元古代的~950 Ma开始经历了3个阶段裂解,此时存在泛大洋、莫桑比克洋和古太平洋3个大洋,随后615~560 Ma Iapetus洋打开,~560 Ma波罗的陆块与西冈瓦纳裂离导致狭窄的Ran洋打开;~540 Ma南半球Brasiliano、东非和Kuunga造山运动导致冈瓦纳大陆分阶段最终完成拼贴;~500 Ma冈瓦纳大陆北缘西段的微陆块群局部向北裂离,导致Rheic洋和Tornquist洋打开,并于~420 Ma随经典加里东造山带和中欧缝合带形成导致Iapetus洋闭合,此时斯瓦尔巴特和英国可能位于格陵兰地盾东南缘,同时冈瓦纳大陆北缘东段华北为代表的微陆块基本拼合在冈瓦纳大陆北缘;此外,虽然425 Ma西伯利亚板块有远离聚合了的劳俄大陆的趋势,但晚奥陶世-早泥盆世南美和北美板块靠近,北美板块与环冈瓦纳北缘西段的地体拼合碰撞。在大约400 Ma时,南、北美洲的混合生物群和古地理重建显示两者非常接近,因此,推测此时存在一个初始的逐步稳定的超大陆的可能,本文称为Carolina超大陆,因为Carolina造山带是这个超大陆最终拼合的地带。并据此判断超大陆旋回为7亿年。     

阿留申俯冲带几何学特征及运动学成因模式

阿留申俯冲带位于环太平洋俯冲带最北端,是东太平洋型俯冲和西太平洋俯冲的过渡区域。该俯冲带火山岛弧距离海沟的距离从东向西逐渐增大,而形成地球上独特的岛弧火山链与海沟V字型斜交的现象。这一现象的运动学成因目前并没有统一的认识。本文通过对阿留申俯冲带几何形态数据、运动学数据进行整理分析,尝试运用构造赤道理论探讨该现象形成的运动学背景。阿留申俯冲带的几何学数据表明:从俯冲带东段(175°E)至俯冲带西段(155°W),火山岛弧距俯冲海沟的距离从80 km增加至250 km。与此同时,俯冲板片的倾角由60°减小至30°。板块的运动学分析表明:相对北美板块,太平洋板块的东段的运动矢量为48 mm/a,向北运动;逐渐转变为西段的78mm/a,向西北方向运动。相对于软流圈,太平洋板块的运动方向没有改变,始终向西北方向运动,速率向西逐渐增加。因此,在俯冲带的东段太平洋板块的绝对运动方向和相对运动方向存在30°左右的夹角,而这个夹角在西段几乎不存在。太平洋板块的绝对运动方向和相对运动方向之间的夹角不同,会导致软流圈对俯冲板片的反作用力差异,从而形成不同的俯冲角度和俯冲带宽度。太平洋板块相对北美板块和相对地幔的速度方向夹角的变化被认为是引起阿留申火山弧与海沟"V"字型斜交的运动学成因。     

扬子板块西北缘碧口地块中——新生代变质、变形与年代限定

碧口地块位于扬子板块西北缘,由北部变质沉积岩系及南部变质中基性火山岩组成。碧口地块北部岩石变质为千枚岩、云母石英片岩,南部岩石经历绿片岩-蓝片岩相变质。由于对碧口地块变形特征及区域变质作用分析深度不够,缺少精确的变质时间限定,碧口地块变质杂岩系性质、区域变质年代及其大地构造属性始终处于争议之中,导致对西秦岭和龙门山造山过程的认识产生分歧。通过详细区域构造解析,将碧口地块划分为3期变形:D1期以紧闭褶皱、面理S1及矿物线理L1为特征;D2期形成于由北向南的正断拆离作用,显示韧性变形特征,D2期变形改造先期逆断层并形成半地堑盆地;D3期形成于喜山期逆冲走滑运动,以脆性变形为主要特征。本研究获得碧口变质岩中变形脉锆石U-Pb年龄(227.2±6.2)Ma,碧口地块已报道的D1期变形后期侵入体年龄为226~215 Ma,从而限定D1期碧口区域变质变形年龄为约220 Ma。因此推测D1期形成于三叠纪末华南、华北板块碰撞,碧口地块区域变质主要形成于这一时期的俯冲碰撞作用;D2与D3期则与青藏高原的东向扩张有关。     

内蒙古白乃庙逆冲推覆构造特征及其地质意义

白乃庙逆冲推覆构造自四子王旗北东的十二台向东经白乃庙、博日和延至化德地区,大致沿北纬42°线东西向延伸超过190 km。它发育于华北克拉通与其北侧的奥陶纪白乃庙岛弧带之间,成为华北克拉通与北缘增生带的构造界线,是一套较为典型的陆缘褶冲带。它表现为华北克拉通北缘的中-新元古界白云鄂博群向北逆冲于白乃庙群及其弧后盆地的上志留统徐尼乌苏组和顶志留统西别河组之上。根据构造变形解析并结合音频大地电磁测深资料(CSAMT),得出白乃庙逆冲推覆构造由一系列分支逆断层组成,并向深部于120~800 m处交汇成主底板断层,构成一套叠瓦式逆冲推覆构造,并发育规模不同的构造窗和飞来峰。根据构造窗与飞来峰之间的距离,提出逆冲位移量大于14 km。通过线理及褶皱枢纽统计,指出白乃庙逆冲推覆构造的逆冲方向为自南向北。依据逆冲岩席中发育的断夹块的叠置关系及构造岩的特征,认为其经历了两个期次的活动。对断裂带内同构造形成的包裹石英透镜体的白云母分别进行了Rb-Sr和Ar-Ar同位素测年,认为白乃庙逆冲推覆构造早期活动于450~410 Ma,是白乃庙岛弧带与华北板块碰撞的构造反映。白乃庙逆冲断层晚期活动于晚二叠世至早三叠世,是古亚洲洋最终闭合的构造表现,亦印证研究区经历了印支期构造运动。     

西南极中—新生代古地磁与板块重建研究进展

根据西南极已发表的中—新生代古地磁数据,对西南极不同地块进行了古大陆重建。识别出古太平洋板块对西南极构造演化影响广泛的两次构造事件:一是120~100 Ma古太平洋板块内翁通爪哇-马尼希基-希库朗基大火成岩省的喷发与全球板块洋壳扩张速率高峰期引起的西南极瑟斯顿岛-埃茨海岸与东玛丽·伯德地快速南向移动;二是古太平洋-凤凰板块洋中脊在~100 Ma俯冲至西南极之下导致的以罗斯海区域为主的岩石圈伸展、瑟斯顿岛-埃茨海岸与玛丽·伯德地远离东南极以及南极半岛发生南向运动与顺时针旋转。证明太平洋板块俯冲与西南极板块运动的耦合关系。未来需要在西南极获得更多具有准确年代学限制的可靠的古地磁数据,这将对西南极的构造演化模式提供更多的制约,并有助于深入理解南极大陆的构造演化过程、板块生长与裂解的地球动力学机制。      

责任主编致读者:新构造与环境

“新构造”是1948年由前苏联地质学家奥布鲁契夫(B.A.Обручев)首次引入到地质学与地貌学中,本意指“新近纪以来各类地壳运动所形成的构造及其在现今地表的各种表现”。在1984年由英国地质学家汉考克(P.L.Hancock)和威廉姆斯(G.D.Williams)共同召集的“新构造国际会议”上,进一步将其明确为“现今构造应力场及构造地貌格局形成以来所发生的构造运动”。由于新构造运动和现今正在进行的板块运动、断裂活动、褶皱变形、地块升降及拱曲掀斜、地震与火山等地质过程,以及伴生的地面沉降、崩塌滑坡灾害、海平面变化、河口变迁、地热与温泉、地下水活动、热液成矿、油气运移与赋存等资源环境效应密切相关,它不仅是研究大陆动力学理论研究的重要内容,更是关系到国民经济社会发展中的国土空间规划、环境保护、能源资源开发利用、重大基础设施规划建设、灾害防御和地震预测等众多领域。     

中国西部活动地块运动模型的建立及其运动学分析

中国西部的青藏和新疆地区现代构造变形活动非常强烈, 业已证实该区可以进一步划分为塔里木、 阿拉善、 天山、 柴达木和西藏5个活动地块。 利用GPS观测资料得到的中国大陆地壳水平运动的速度场, 借鉴全球板块运动模型的建模方法, 将其视为刚性的地块系统, 反演得到各地块相对欧亚板块运动的欧拉矢量, 进而求得各地块两两之间相对运动的欧拉矢量, 并计算出沿地块边界的相对运动速率。 结果显示, 与地块边界上的地震滑移矢量, 由地质学资料得到的滑移速率, 以及GPS数据本身均有较好的一致性, 从而也说明了将该地区划分为若干活动地块并视为刚性地块的合理性。     

福建及沿海地区地震活动力源探讨

综合地震震源机制解和地壳形变观测资料的研究, 求得福建及其沿海地区现代震源应力场, 认为这与台湾地区、 台湾海峡应力场相互衔接, 主压应力轴优势方位为NW-SE向, 力轴仰角较小, 应力场近于水平挤压, 形变场反映近期福建沿海亦受北西方向, 接近与海岸垂直的挤压力。 进一步分析该区域内的断裂构造特征和地震活动强度由东至西逐渐减弱的规律, 认为菲律宾海板块与欧亚板块的相互作用力不仅是台湾强震力源所在, 而且其影响向西扩展, 福建及其沿海地区地震活动主要力源仍然是来自这两大板块的相互作用力。     

晚白垩世以来白令海构造成因及大地构造演化

白令海是西北太平洋最大的边缘海,形成历史跨越整个新生代,其构造成因和演化对西太平洋边缘海的研究具有重要意义.晚白垩世以来,白令海处于北太平洋消减、北冰洋扩张和北美板块总体向西南运动的大地构造体系.通过总结白令海区域最新地球物理、岩石地球化学和年代学等方面的关键地质证据认为:(1)晚白垩世至早始新世,古太平洋板块(库拉板...