Geology and geochemistry of the Bingdaban ophiolitic mélange in the boundary fault zone on the northern Central Tianshan Belt,and its tectonic implications

The properties and tectonic significance of the fault bound zone on the northern margin of the Central Tianshan belt are key issues to understand the tectonic framework and evolutionary history of the Tianshan Orogenic Belt. Based on the geological and geochemical studies in the Tianshan orogenic belt, it is suggested that the ophiolitic slices found in the Bingdaban area represent the remaining oceanic crust of the Early Paleozoic ocean between the Hazakstan and Zhungaer blocks. Mainly composed of basalts, gabbros and diabases, the ophiolites were overthrust onto the boundary fault between the Northern Tianshan and Central Tianshan belts. The major element geochemistry is characterized by high TiO₂ (1.50%–2.25%) and MgO (6.64%–9.35%), low K₂O (0.06%–0.41%) and P₂O₅ (0.1%–0.2%), and Na₂O>K₂O as well. Low ΣREE and depletion in LREE indicate that the original magma was derived from a depleted mantle source. Compared with a primitive mantle, the geochemistry of the basalts from the Bingdaban area is featureded by depletion in Th, U, Nb, La, Ce and Pr, and unfractionated in HFS elements. The ratios of Zr/Nb, Nb/La, Hf/Ta, Th/Yb and Hf/Th are similar to those of the typical N-MORB. It can be interpreted that the basalts in the Bingdaban area were derived from a depleted mantle source, and formed in a matured mid-oceanic ridge setting during the matured evolutionary stage of the Northern Tianshan ocean. In comparison with the basalts, the diabases from the Bingdaban area show higher contents of Al₂O₃, ΣREE and HFS elements as well as unfractionated incompatible elements except Cs, Rb and Ba, and about 10 times the values of the primitive mantle. Thus, the diabases are thought to be derived from a primitive mantle and similar to the typical E-MORB. The diabases also have slight Nb depletion accompanying no apparent Th enrichment compared with N-MORB. From studies of the regional geology and all above evidence, it can be suggested that the diabases from the Bingdaban area were formed in the mid-oceanic ridge of the Northern Tianshan ocean during the initial spreading stage. Supported by the Major State Research Program of PRC (Grant No. 2001CB409801), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 40472115 and 40234041) and the State Research Program of China Geological Survey (Grant No. 2001130000-22)     

Metallogenic age and fluid evolution of the Kangshan Au-polymetallic deposit in the southern margin of the North China Craton: Constraints from monazite U-Pb age,and in-situ trace elements and S isotopes of pyriteSCIEI北大核心CSCD

小秦岭-熊耳山金矿集区位于华北克拉通南缘,发育众多伴生铅锌银等金属的金矿,成为揭示克拉通破坏型金矿成因的天然实验室。产于小秦岭-熊耳山金矿集区内的康山金多金属矿床受控于北东向的中生代脆性断裂,赋存于新太古代变质岩和中元古代火山岩中。成矿过程可分为4个热液阶段:石英±黄铁矿阶段、石英-黄铁矿-黄铜矿-自然金阶段、多金属硫化物-自然金-石英-铁白云石阶段、石英-方解石±萤石阶段。本文获得康山金多金属矿床金成矿阶段热液独居石LA-ICP-MS U-Pb年龄为131.7±4.6Ma,与晚中生代华北克拉通破坏有关的岩浆热液成矿作用时代一致。本次研究开展的各阶段黄铁矿原位微量元素单点和扫面分析,发现第2阶段Au与Co、Ni、As呈正相关关系,且有明显的振荡环带,Cu、Ag、Sb、Pb、Bi这几种元素从黄铁矿颗粒的核部向边缘含量逐渐降低,且黄铁矿颗粒中出现富含这些元素的矿物包裹体,说明该阶段发生流体沸腾作用;而第3阶段黄铁矿中各微量元素含量为所有阶段中最低,黄铁矿无振荡环带且裂隙中有富含各微量元素的硫化物充填,说明各种元素在该阶段均得到充分卸载,且成矿流体的化学性质较稳定。结合前人关于该矿床各阶段流体包裹体分析结果,表明流体沸腾是Au的主要沉淀机制,而流体混合是Pb、Zn、Ag的主要沉淀机制。黄铁矿中微量元素含量指示,从第1阶段到第3阶段流体温度依次降低;第2和第3阶段流体fO2比第1阶段高且后两者相差不大。根据黄铁矿Co、Ni含量及比值的计算,认为第1和第2阶段黄铁矿为岩浆热液成因,第3阶段黄铁矿受围岩物质影响。黄铁矿原位S同位素分析得到第1至第3阶段黄铁矿δ34S分别为+6.6‰-+8.9‰、+5.0‰-+7.2‰和+6.0‰-+8.7‰,均与区域花岗岩类的S同位素值类似。综上所述,本文得出康山金多金属矿床形成于早白垩世与华北克拉通破坏有关的岩浆热液成矿作用。     

雅鲁藏布江蛇绿岩带西段达机翁地幔橄榄岩组成特征及其形成环境分析

雅鲁藏布江蛇绿岩带自萨嘎以西分成南北两个亚带。对两个亚带蛇绿岩的各自特征及成因联系的研究,是探讨雅鲁藏布江西段的新特提斯洋构造演化的关键。北亚带蛇绿岩呈构造岩块产于冈底斯山前喀喇昆仑断裂带的南侧。其中,位于北亚带西北段的达机翁蛇绿岩,主要由地幔橄榄岩,玄武岩夹硅质岩组成,各单元间断层接触。对达机翁蛇绿岩的地幔橄榄岩开展的组成特征研究表明:(1)地幔橄榄岩主体为方辉橄榄岩,含少量的纯橄岩。方辉橄榄岩内产有豆荚状铬铁矿(呈豆状,块状以及浸染状),铬铁矿有一层纯橄岩的外壳;(2)达机翁方辉橄榄岩单斜辉石含量低,组成矿物以及全岩的地球化学特征均指示了这些样品经历了相对高的部分熔融作用;(3)方辉橄榄岩具有U型的球粒陨石标准化的稀土元素分配模式,Nb相对亏损,Ta,Zr和Hf具有弱的正异常,同时Sr和U具有强烈的正异常,这些特征可能与残余地幔和俯冲带熔/流体之间相互作用导致的轻稀土元素和部分微量元素的选择性富集有关。定量计算表明,达机翁地幔岩中的方辉橄榄岩来源于一个尖晶石相地幔源区的部分熔融,部分熔融程度大于25%,高于深海地幔橄榄岩的部分熔融程度(10%~22%)。这些橄榄岩形成时的氧逸度条件位于FMQ和FMQ+1之间,高于深海地幔橄榄岩(FMQ-1),与俯冲带环境的氧逸度条件一致。因此,我们认为达机翁蛇绿岩中的地幔橄榄岩形成于大洋中脊的环境,随后发生了洋内俯冲作用,位于俯冲带上部的地幔橄榄岩经历了俯冲带流/熔体的交代作用。     

早古生代古亚洲洋俯冲记录:来自东天山卡拉塔格高镁安山岩的年代学、地球化学证据

吐哈盆地南缘荒草坡群大柳沟组火山岩出露于大草滩断裂以北的彩霞山、土屋铜矿北和卡拉塔格地区。该组火山岩主要为基性、中酸性熔岩及火山碎屑岩组合。LA-ICP MS锆石U-Pb分析获得安山岩和英安岩的年龄分别为434.8±3.8Ma和438.4±4.9Ma,表明大柳沟组火山岩形成于早志留世。安山岩Si O2含量为54.35%~60.70%;Al2O3含量为11.8%~16.3%,Mg O含量为4.94%~8.27%,Ti O2含量为0.38%~0.52%,Na2O和K2O的含量分别为0.50%~3.83%和0.08%~1.26%,铝饱和指数(A/CNK)为0.77~1.37,低ΣREE(43×10-6~70×10-6),为具有亏损源区特征的高镁安山岩。英安岩较安山岩Si O2含量高(63.74%~75.35%),具有相似的Al2O3(12.3%~16.0%%)和Ti O2(0.32%~0.52%)含量;Na2O和K2O含量分别为2.01%~5.53%和0.16%~2.19%,ΣREE含量较安山岩略高(61×10-6~84×10-6),铝饱和指数(A/CNK)为0.77~5.74。安山岩和英安岩均轻重稀土分异明显,具有中等的Eu负异常;富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),具有明显的Nb-Ta-Ti负异常。相似的岩石地球化学特征表明安山岩和英安岩可能为同源岩浆,英安岩是安山质岩浆经过角闪石等矿物结晶分异作用形成的,安山岩的母岩岩浆很可能来自亏损大洋岩石圈地幔。基于该组岩石组合、地球化学特征和区域地质资料,推测研究区高镁安山岩可能形成于洋内弧环境,这表明东天山吐哈盆地南缘卡拉塔格地区在早古生代已经存在古亚洲洋的俯冲。     

航线上重力基准构建的单点延拓方法

本文利用联合低阶重力位模型和地形数据的单点延拓方法将地面重力观测数据延拓到空中,构建了航线上重力基准,实现了两套航空重力观测数据的质量评价,实验结果表明:(1)单点延拓方法完全可以应用于航空重力观测数据的外部精度检核,效果良好,性价比高;(2)相比仅采用重力位模型或地形数据进行单点延拓计算,联合重力位模型和地形数据的延拓计算对航空重力观测数据的评估结果更加可靠;(3)联合低阶重力位模型和地形数据的单点延拓方法计算速度快、效率高.本文研究方法,也可适用于新研航空重力仪的标度因数、零偏等参数的在线标定.     

西藏尼玛县西拉木那勒地区晚白垩世埃达克岩岩石成因及构造指示

青藏高原北拉萨板块上发育大规模的晚白垩世岩浆作用,长期以来,关于其岩石成因及构造属性一直存在较大争论。本次研究对产出于北拉萨板块尼玛县西约150km的拉木那勒晚白垩世岩体开展了锆石U-Pb年代学、地球化学等方面的工作。拉木那勒岩体主要为花岗闪长岩和二长花岗岩,具有较高的SiO_2(68. 12%～72. 21%)、Al_2O_3(12. 28%～17. 02%)含量和较高的Sr/Y比值(26. 7～145)、La/Yb比值(24. 1～28. 4),低含量的MgO(0. 88%～1. 86%)、Y(4. 58×10~(-6)～10. 03×10~(-6))和Yb(0. 33×10~(-6)～0. 73×10~(-6)),具有埃达克岩的典型特征。本文共对4件年代学样品进行了锆石U-Pb定年,其中2件样品获得了88. 4±0. 5Ma和88. 6±0. 4Ma的谐和年龄,另外2件样品获得了89Ma和95Ma的下交点年龄。结合区域地质资料,我们倾向于认为拉木那勒岩体形成于班公湖-怒江洋闭合之后,是陆-陆碰撞加厚下地壳部分熔融的产物。此外,地壳增厚可能是北拉萨板块晚白垩世岩浆岩的一个重要的形成机制。     

辽宁青城子地区印支期岩浆作用与找矿预测

大量研究表明辽宁青城子地区主要成矿作用与印支期岩浆活动有密切关系,为了进一步研究印支期岩浆活动与成矿关系,文章在详细野外工作的基础上,对印支期侵入岩体进行了岩石地球化学测试分析。结果表明,青城子地区印支期花岗岩的w(SiO₂)介于61.67%～77.69%,w(K₂O)介于3.96%～6.67%,w(Na₂O)为0.04%～4.42%,里特曼指数为0.57～5.19,多数小于3.3,主要为高钾钙碱性和钾玄岩系列;在以w(SiO₂)为横坐标、其他氧化物为纵坐标的哈克图解中,除了w(Na₂O)、w(K₂O)与w(SiO₂)的线性关系不明显外,其他氧化物均与w(SiO₂)呈线性关系,说明它们具有明显的岩浆演化关系;微量元素均富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,原始地幔标准化配分曲线呈右倾模式,稀土元素球粒陨石标准化配分模式呈轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾模式;构造判别图指示了青城子地区印支期岩浆活动产于同碰撞大地...     

联合多源数据反演郯庐断裂带南段地壳三维速度结构

郯庐断裂带南段位于不同块体交汇区, 高分辨率的地壳速度结构有助于理解该地区的构造特征及成因.本文基于多源数据, 利用2015年安徽实验中气枪的体波和高频面波, 2008—2018年区域地震体波信号以及背景噪声面波频散等资料, 将不同来源、不同周期的面波频散数据和体波走时进行联合反演, 获取了郯庐断裂带南段的高精度地壳速度结构.研究结果表明: (1)加入面波信息进行联合反演后, 获取的P波和S波速度模型的分辨能力较单一体波数据反演在中下地壳均有显著提升.(2)郯庐断裂带是控制区域异常的主要因素, 两侧具有明显的速度差异.地震主要发生在断层附近, 集中分布于高低速交界区.(3)秦岭—大别造山带下方5~10 km深度存在明显的高速异常体, 对应于超高压变质岩, 是大陆深俯冲经历超高压变质作用后折返上升到中上地壳形成的.(4)长江中下游成矿带的矿集区呈现高的P波和S波速度值, 可能是陆内俯冲、岩石圈拆沉、幔源岩浆底侵和一系列成矿作用共同造就的.

     

塔里木盆地中央隆起带断裂系统分析

本文以地震剖面解释为基础,深入分析塔里木盆地中央隆起带主要断裂带的构造样式和变形特征,确定不同时期断裂系统的分布规律,并试图建立中央隆起带断裂系统发育与周缘造山带演化之间的联系,进而阐明其发育的动力学背景。论文提出了塔里木盆地中央隆起带断裂构造变形样式分类体系;在巴楚隆起的南部边缘,识别出两套区域性的盖层滑脱构造系统,其中浅层色力布亚-玛扎塔格滑脱冲断层逆冲到巴楚南部边缘之上,并构成了现今塔西南前陆冲断系的锋缘断裂;发现了分布在塘古巴斯坳陷的中东部和塔中隆起东部的、规模巨大的、向北西方向凸出的弧形逆冲断裂系统。该弧形逆冲断裂系统的东南部以车尔臣断裂为界,主要形成于晚奥陶世末期,锋缘断裂以盖层滑脱逆冲为特征,与早奥陶世末期发育的、呈NW向展布的塔中Ⅰ号断裂带、塔中10号断裂带、塔中2号断裂带和塔中22号断裂带等构成的基底卷入式逆冲断裂形成明显的交切关系;论文将周缘造山带的重大构造运动事件与塔里木盆地内部不同时期发育的断裂系统相对比,在塔里木盆地内划分出分别与西昆仑造山带、阿尔金造山带和南天山造山带相关的三套断裂系统。