Numerical Modeling of Basin-Range Tectonics Related to Continent-Continent Collision

Continent-continent collision is the most important driving mechanism for the occurrence of various geological processes in the continental lithosphere. How to recognize and determine continent-continent collision,especially its four-dimensional temporal-spatial evolution, is a subject that geological communities have long been concerned about and studied. Continent-continent collision is mainly manifested by strong underthrnsting (subduction) of the underlying block along an intracontinental subduction zone and continuous obduction (thrusting propagation) of the overlying block along the intracontinental subduction zone, the occurrence of a basin-range tectonic framework in a direction perpendicular to the subduction zone and the flexure and disruption of the Moho. On the basis of numerical modeling, the authors discuss in detail the couplings between various amounts and rates of displacement caused by basin subsidence, mountain uplift and Moho updoming and downflexure during obduction (thrusting propagation) and subduction and the migration pattern of basin centers. They are probably indications or criteria for judgment or determination of continent-continent collision.     

苏北榴辉岩Sm-Nd等时线同位素年龄及地质意义

采用Sm-Nd同位素定年方法，测得江苏北部新沂地区踢球山榴辉岩岩体时代为221.6±8.4 Ma,Sm-Nd年龄被看作为踢球山超高压变质之后板块折返过程中的高压榴辉岩相重结晶阶段年龄。中朝板块与扬子板块碰撞时代主要发生在晚三叠世。     

内蒙古黄花滩铜镍矿区辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及地球化学特征

在乌拉特后旗—达茂旗—四子王旗一带的内蒙古中部地区分布着超基性-酸性连续岩浆系列,开展其岩体年代学、地球化学研究可为内蒙古中部地区与超基性-基性岩有关的铜镍矿成矿规律研究提供基础地质资料,还可以推断岩浆侵位时期的区域大地构造背景。本文以达茂旗黄花滩铜镍矿区出露的辉长岩为研究对象,采用LA-ICP-MS仪器对无裂隙、高透明度、阴极发光均匀、环带清晰的锆石进行U-Pb定年,获得岩体加权平均年龄为262.4±1.1 Ma,并利用XRF和ICP-MS进行岩石地球化学分析显示黄花滩辉长岩具有后碰撞拉伸环境下的岩浆特征。综合前人相关研究认为,内蒙古中部地区于中二叠世晚期(255~275 Ma)已经进入后碰撞构造阶段,而古亚洲洋在该区域的闭合应发生在晚二叠世前(~285 Ma),此结论丰富了古亚洲洋闭合时间上限及中晚二叠世期间内蒙古中部地区构造背景方面的证据。     

从藏南陆-陆碰撞带深部结构构造演化探讨斑岩铜矿的成岩成矿问题

本文以INDEPTH项目对印度大陆与欧亚大陆碰撞带深部成像结果为基础,从构造演化角度探讨藏南陆-陆碰撞带冈底斯斑岩铜矿带的成矿作用问题。深部探测给出的碰撞带深部结构与侯增谦等地质学家提出的深部结构有较大的异同,如何协调起来以深化对藏南陆-陆碰撞条件下成矿作用的认识,这是本文讨论的中心。藏南碰撞带成矿实际上是在新特提斯大洋岩石圈俯冲形成的冈底斯岩浆弧成矿作用的基础上,再经过陆-陆碰撞挤压强烈改造后的再成矿。碰撞带的深部结构构造演化的特点是:(1)新特提斯大洋岩石圈板块向北连续俯冲了约120 Ma,形成的冈底斯陆缘火山岩浆弧带,这导致了陆缘带地壳增厚并含有大量的地幔岩浆流体物质(如南美安第斯成矿带那样);(2)在印度大陆与冈底斯陆缘弧接近碰撞时,在对挤中新特提斯大洋洋壳与大洋岩石圈地幔发生向上挤出与向下拆沉,并使部分洋壳残片和大洋岩石圈物质保存在中上地壳内;(3)两大陆岩石圈碰撞对接后,印度岩石圈地幔加深达70~80 km并沿地壳底部向北推进,并将加厚地壳内大量的成矿物质、钙碱性岩浆,洋壳及新生的下地壳,以及部分地幔物质从地壳底部将其围限起来,成为后期再成矿的物质基础;(4)查明了碰撞带深部壳/幔间产生了一层中间速度层(相当于MASH层),在中上地壳部位出现一层巨大的部分熔融层;(5)在碰撞挤压下冈底斯带内产生多组断裂构造,大型逆冲断裂系与背冲断裂,并引发了含矿岩浆的再活动,并在浮力(下地壳内)和挤压力作用下多次活动上升生成斑岩型铜矿床;(6)成矿后地表遭受过强烈的风化剥蚀作用,使矿床出露地表。     

华北克拉通的组成及其变质演化

华北克拉通早前寒武纪变质基底主要由五套不同类型的变质岩系组成。克拉通在形成过程中经历了多期构造活动、多期岩浆侵位、多期变质作用以及不同程度的混合岩化和深熔作用,岩石已遭受多次不同地质作用的叠加改造,因此华北克拉通具有复杂的演化历史。从太古宙到古元古代末的克拉通形成,华北克拉通主要经历了五期区域变质作用。鞍山地区的古—中太古代经历了角闪岩相变质作用改造,尚未获得变质年龄数据。但在TTG岩系中已获得3 560 Ma和3 000~3 300 Ma早期的变质年龄。河南鲁山太华杂岩的中太古代斜长角闪岩中获得2 776~2 792 Ma和2 671~2 651 Ma两期变质作用年龄信息,代表了新太古代早期的变质作用。新太古代麻粒岩-TTG岩系和新太古代花岗-绿岩系都经历了新太古代晚期—古元古代初的变质作用改造。在古元古代阶段,在华北克拉通北缘在1 965~1 900 Ma期间发生了中低压/高压麻粒岩相变质,局部发生超高温变质,这期变质作用与陆块间的俯冲碰撞及其后的地幔上涌有关。在古元古代晚期(1 890~1 800 Ma)在华北克拉通的中部及东部的胶—辽—吉带发生了高压麻粒岩相-角闪岩相的区域变质,代表了陆块间的碰撞拼合过程。不同变质岩系类型经历的变质作用反映了不同的构造背景。太古宙晚期大量的TTG岩系及呈面状分布的中/低压麻粒岩主要出露在华北克拉通的中北部,普遍具有逆时针的p-T轨迹,反映了地幔柱底板垫托的构造环境。新太古代的花岗-绿岩系在新太古代晚期—古元古代早期经历的变质作用多为顺时针的p-T演化轨迹,反映其发生可能与弧后+地幔柱联合作用的构造背景。古元古代晚期的两期变质作用多表现为高压麻粒岩相的顺时针p-T演化轨迹,反映了不同陆块(地块)之间碰撞拼合的过程,意味着类似显生宙的板块构造体制已经出现。     

东昆仑与成矿有关的三叠纪花岗岩演化:基于莫河下拉岩体岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学的证据

东昆仑造山带在三叠纪不仅是一个重要的构造-岩浆带,也是一个对于国民经济非常重要的多金属成矿带.该区在三叠纪形成了大量与成矿有关的花岗岩,它们之间的联系、与区域构造运动的关系目前尚未明确.在莫河下拉银多金属矿花岗斑岩岩相学、地球化学和锆石年代学的研究基础上,总结了东昆仑地区三叠纪与成矿有关花岗岩的基本特征,并探讨了它们的演化规律.结果表明:(1) 东昆仑与成矿有关的三叠纪花岗岩年龄为250~200 Ma,具有一个由低K系列-中K钙碱性系列向高K系列-钾玄岩系列过渡的明显趋势,240~200 Ma,A/NK比值由2.00降到1.00;(2)(87Sr/86Sr)_i为0.710~0.715,ε_Nd(t)值为-0.6~0.0,ε_Hf(t)主要集中在-5~1,峰值为-2~-1,表明东昆仑与成矿有关三叠纪花岗岩物质主要来源于古老的地壳物质,同时有少量的幔源物质加入;(3) 东昆仑地区在240 Ma进入后造山阶段,出现大规模的钙碱性花岗岩,220 Ma之后花岗岩大量减少,210~204 Ma出现的花岗岩以碱性A型花岗岩为主,标志着碰撞造山结束进入到板内裂解阶段.      

新疆西准噶尔玛依勒山地区阔依塔斯杂岩体地球化学特征及锆石U-Pb年龄

新疆西准噶尔北部广泛发育中酸性侵入岩,其形成时代为晚石炭世—早二叠世,岩石类型为辉石闪长岩、石英闪长岩和花岗闪长岩。阔依塔斯杂岩体的形成年龄为(297±2)Ma,Si O2为52.40%~67.53%;高Al2O3,14.92%~17.85%;里特曼指数(δ)小于3.3,介于1.47~1.98;富钠贫钾,K2O/Na2O为0.15~0.49;铁高而镁低,Fe OT/Mg O为1.01~1.69。其稀土配分模式右倾,轻重稀土分馏明显,具有微弱铕正异常。地球化学和年代学特征表明:岩体形成于后碰撞演化的晚期阶段,这一时间早于东准噶尔后碰撞的时间(二叠纪末)。该杂岩体主体可能为幔源岩浆底侵镁铁质下地壳,导致发生部分熔融的产物。     

浮托安装进船过程中护舷碰撞力实测研究

浮托安装法广泛应用于大型组块海上安装。导管架平台上部组块浮托安装进船过程中,风、浪、流引起的浮托驳船横向运动造成浮托驳船与导管架桩腿的碰撞,碰撞力可能会对导管架结构造成损伤。陆丰7-2上部组块浮托安装中,为了监测碰撞力大小,设计了碰撞力海上监测系统。通过在导管架外侧四个桩腿上安装光纤光栅应变传感器对碰撞过程中导管架桩腿进行应力监测,进而计算碰撞力。对碰撞过程,载荷作用位置、方向进行简化,并对载荷大小及垂向作用位置对计算的影响进行了研究。结构分析模型简化后,测点von-Mises应力与碰撞力大小成正比,对导管架整体结构建模计算并取局部结构计算比例系数,结合应力实测数据计算出进船过程中驳船对导管架桩腿碰撞力。     

青藏高原中-南部新生代构造演化的热年代学制约

青藏高原新生代以来的隆升过程及特征长期以来广存争议.岩体中不同单矿物所记录的中低温热年代学信息适用于揭示较新年代地质体的隆升过程,可以为之提供有效制约.在青藏高原部分岩浆岩与变质岩露头区原位采集15块样品,利用锆石与磷灰石裂变径迹等热年代学结果为青藏高原中生代末期以来的隆升过程提供约束.其中,所获10块样品的锆石裂变径迹数据年龄范围为182~33 Ma,分别记录了渐新世之前青藏高原内不同块体间相互碰撞及高原内不同地区的构造热事件.特别是沿雅鲁藏布江缝合带分布的3个样品,锆石裂变径迹年龄结果一致显示始新世末期-渐新世早期该带存在一期显著的构造热事件.该构造热事件暗示在约36~33 Ma沿雅江缝合带发生过强烈的陆-陆硬碰撞.所获14块样品的磷灰石裂变径迹年龄范围为70.4~5.0 Ma,综合热史反演结果显示青藏高原南部中新世中晚期以来存在整体性隆升,特别是从上新世开始隆升速率显著加快.磷灰石裂变径迹年龄在空间分布上具有向高原东南部变年轻的趋势,表明青藏高原东南部在上新世以来的构造隆升较其他地区要强烈,暗示印度-亚洲板块碰撞驱动机制对该时期的高原隆升具有控制作用.此外,青藏高原中部在白垩纪末期-始新世可能即已隆升至相当高度,此后至今保持了相当低的剥蚀速率.      

冀东-辽西太古宙火成岩岩石组合和动力学意义

冀东-辽西地区是华北克拉通北部出露面积最大的太古宙变质基底区.经过岩石组合填图和综合研究,将其太古宙变质火成岩分为2.64~2.60 Ga MORB型拉斑玄武质火山岩、2.61~2.52 Ga拉斑玄武质-钙碱性变质火山岩、2.52~2.50 Ga浅变质钙碱性火山岩组合和2.54~2.50 Ga英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质片麻岩、2.54~2.51 Ga闪长质-石英闪长质-英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质片麻岩、2.54~2.51 Ga紫苏花岗闪长质-紫苏花岗质岩石、2.57~2.52 Ga闪长质-石英二长闪长质-花岗闪长质-二长花岗质片麻岩和2.53~2.51 Ga弱片麻状到块状二长花岗质-正长花岗质深成侵入体岩石组合.这些岩石组合从东北部的辽西阜新到西南部的遵化马兰峪地区呈现出条带状时-空分布特征.变质作用研究揭示了青龙-上营-洒河桥-马兰峪为高压麻粒岩带,记录了ITD型PTt轨迹,与NNW-NW向SSE-SE方向逆冲推覆构造相伴生;而三屯营-太平寨高温麻粒岩带,记录了IBC型PTt轨迹,与锦州-兴城-安子岭-界岭口-太平寨-三屯营伸展-底劈构造带相伴生.综合分析表明冀东-辽西太古宙晚期的构造-岩浆活动形成于热造山带型俯冲-弧后伸展到碰撞隆升的侧向增生动力学过程.