内蒙古北部华北板块与西伯利亚板块之间中古生代造山带的结构及演化

论证了发育在内蒙古北部锡林浩特-苏尼特左旗南-二道井一带的中古生代俯冲-碰撞造山带,划分出5个二级构造单元.它们是:混杂岩带、前陆变形带、磨拉斯盆地、岛弧闪长岩带和同碰撞花岗岩带.造山带的演化可分为俯冲时期(500～400Ma)和碰撞时期(400～320Ma).造山带的形成使华北板块与西伯利亚板块在晚泥盆世拼合,磁撞缝合线位于二道井-查干乌拉-红格尔一线.     

内蒙古克什克腾旗哲斯组沉积学和年代学研究及其古地理意义

为了重建西拉木伦河北部晚古生代沉积古地理格局并探讨古亚洲洋的闭合过程,本研究对克什克腾旗西部的哲斯组地层进行了详细的沉积环境与沉积相分析、锆石U-Pb年代学研究。来自哲斯组的凝灰质砂岩与安山岩样品的最年轻锆石组的谐和年龄为262±1Ma和258±17Ma,限定研究区内地层沉积下限为中晚二叠世。前人认为哲斯组地层为深海环境下的浊流沉积,本文研究表明哲斯组以近源快速堆积、快速沉降为特征,沉积环境为三角洲前缘相与前三角洲相的多次交替,同时受到火山活动的影响。通过详细的沉积岩野外剖面观察,区内地层并没有发现以单调的递变层理为特征的连续鲍马序列层序,而是出现从砂岩到粉砂岩或泥岩的不规则截然互层层序,并与巨厚层的滑塌堆积交替发育,表明研究区中二叠世古地理格局并不具备深海浊积扇的发育条件,也暗示中二叠世不存在向南发育的广阔大陆边缘;另一方面,结合古流向恢复和物源分析,哲斯组的沉积物应主要来自于南部的华北克拉通以及南造山带陆缘弧,说明研究区在中二叠世已与华北板块连通,并没有类似大洋俯冲带的阻隔作用。因此,研究区中二叠世古地理格局并不具备深海远源浊积扇的发育条件,而是处于近源快速堆积的伸展环境,中二叠世既不存在向南发育的广阔大陆边缘,也不存在代表板块边界的俯冲带。     

兴蒙造山带晚古生代伸展过程:来自二连浩特东北部石炭-二叠系沉积地层的证据

本文选取内蒙古二连浩特东北部本巴图地区,通过对石炭-二叠纪沉积典型地层的剖面测制、锆石U-Pb年代学及Hf同位素分析,查明其充填层序、沉积环境及物质来源,并进一步探讨了兴蒙造山带晚古生代伸展构造的演化过程。来自石炭-二叠纪地层的3个凝灰岩样品中最年轻峰值年龄分别为298Ma、302Ma、303Ma,表明其形成时代为303～298Ma,即晚石炭世-早二叠世,应归属格根敖包组。沉积环境研究揭示石炭-二叠纪沉积地层发育两个从前三角洲相到三角洲前缘相的旋回,其沉积速率估算结果与伸展构造背景下的裂谷盆地沉积速率相似。锆石Hf同位素特征分析表明,从约400Ma到约300Ma,其演化趋势具有新生地壳明显增多的特点,揭示从早中古生代年轻造山带形成到晚古生代伸展作用发生过程中的变化。结合区域地质研究,晚古生代北造山带的沉积演化和伸展作用过程可分为四个阶段:第一阶段为磨拉斯盆地形成,以盆地南缘泥鳅河组为代表;第二阶段为贺根山伸展带发育阶段,形成超基性-基性-酸性的岩浆组合;第三阶段为稳定的陆表海环境,以晚石炭世本巴图和阿木山组的碎屑岩-碳酸盐岩组合为代表;第四阶段是晚石炭世-早二叠世的第二次伸展,发育格根敖包组火山-沉积岩系组成的三角洲沉积,具有陆内裂谷盆地性质。     

兴蒙造山带晚古生代伸展减薄过程:来自内蒙林西地区岩体的地球化学证据

内蒙古林西县双井地区出露一套含暗色包体的花岗质岩体,位于双井片岩和房框子单元花岗质片麻岩接触带,该岩体对厘定古亚洲洋演化阶段、西伯利亚板块和阿穆尔板块最终碰撞缝合时限具有重要意义。本文对该岩体进行了详细的岩相学、岩石地球化学以及锆石U-Pb年代学研究,讨论了该岩体成因、岩浆源区以及研究区造山带地壳演化等问题。岩体中暗色包体和周边花岗岩大部分锆石记录了～285Ma和～270Ma两期年龄,少量锆石记录了～320Ma的较老年龄,表明该区域在晚石炭世就存在岩浆活动,并在～285Ma、～270Ma更为显著且岩浆活动具有幕式发生的特点,通过锆石的Ti温度计算得岩浆形成温度为～670℃。暗色包体相较周边花岗岩部分更富Al_2O_3(13.96%)、CaO(1.61%)、Na_2O(4.61%)以及Fe_2O_3(3.67%)、MgO(0.62%)、TiO_2(0.28%)、P_2O_5(0.08%)等,但贫K_2O(2.10%),但二者发育有一致的变形现象,具有相同的侵位时代(误差范围内一致)、相似的微量元素配分模式、相近的Sr-Nd-Hf同位素组成指示二者可能为同源岩浆不同演化阶段的产物。此外,暗色包体样品中,Zr/Hf比值介于31.74～37.08之间(接近原始地幔的Zr/Hf比值36.25),黑云母有壳源和壳幔混合源两种成因类型,I_(Sr)值介于0.7039-0.7055之间,ε_(Nd)(t)值介于-7.30～-5.87之间,锆石的ε_(Hf)(t)介于-3.58～6.72之间等地球化学特征均指示暗色包体的母岩浆在形成过程中有幔源物质的加入,以上特征显示岩体为壳幔混合源岩浆经历不同演化阶段后的产物。岩体中锆石Eu/Eu~*与地壳厚度的拟合结果显示研究区在 ca.290～270Ma 地壳经历了一次显著的减薄过程(ca.50～35km),为区域存在地幔物质上涌提供了动力学证据。结合前人资料,本次研究的含暗色包体的花岗质岩体属于大石寨期,其母岩浆的形成、侵位时代,以及壳幔混合源等地球化学特征精细地约束了该区大石寨期岩浆活动的发育时间及过程,为研究西拉木伦缝合带晚古生代构造演化提供了新证据,同时也清晰地指示出古亚洲洋在晚古生代末期并不处于大洋俯冲阶段,而是造山后的伸展裂解阶段。     

塔里木板块新元古代地层化学蚀变指数研究及其意义

本文应用化学蚀变指数(CIA)方法,研究新疆库鲁克塔格地区新元古代地层,并探讨沉积时期的气候环境。贝义西组总体 CIA 值较低,介于51～56之间,具冰期环境特征。照壁山组 CIA 值为60左右,表明气候有所变暖。阿勒通沟组的CIA 值变化范围在48～61之间,顶部突变为69～71,说明阿勒通沟期经历了另一次寒冷事件,并以温暖环境结束。其上的特瑞爱肯组 CIA 值介于49～53之间,说明第三次经历寒冷干燥的气候环境。扎莫克提组,育肯沟组和水泉组的 CIA 均值为65,反映温暖条件下的沉积环境。新元古代末期汉格尔乔克组 CIA 值下降为56,暗示第四次出现寒冷气候环境。以上特征表明新疆库鲁克塔格地区新元古代的气候环境出现四次冷热交替变化。其中尤为重要的是阿勒通沟组中下部应为寒冷气候环境,而顶部突变为温暖气候环境,因此该组反映了一次明确的从冷到暖的气候变化过程,可以作为贝义西冰期和特瑞爱肯冰期之间的另一次独立冰期。本文的研究成果从地球化学角度支持塔里木板块新元古代四次冰期的划分方案。通过与扬子板块新元古代冰期划分方案的对比,认为塔里木板块新元古代四次冰期的前三次均已在华南板块以冰期或寒冷环境沉积形式出现。     

信阳-周党地区龟梅断裂带的右行剪切及其构造意义

通过对龟梅断裂带的深入研究发现,龟梅断裂带在三叠纪的陆-陆碰撞后叠加了右行走滑剪切作用,估算剪切带古差异应力为48.58MPa。剪切作用开始时间为约220Ma。松潘—甘孜板块的构造介入,可能是右行剪切作用形成的直接原因。     

北疆沙尔布尔提山地区早泥盆-早石炭世沉积相、物源演变及其意义

准噶尔西北部沙尔布尔提山地区下泥盆统到下石炭统的沉积可划分为滨海相和海岸平原相。其中下泥盆统和布克赛尔组底部的乌图布拉克亚组为滨海碎屑岩相,曼格尔亚组为滨海碎屑岩和碳酸盐岩相,芒克鲁亚组为滨海碳酸盐岩相。中泥盆统呼吉尔斯特组为海岸平原相。上泥盆统洪古勒楞组底部为海岸平原相,向中部过渡为滨海碳酸盐岩相,顶部为滨海碎屑岩相。下石炭统黑山头组为滨海碎屑岩相。下泥盆统和下石炭统的古流向总体从北向南,显示研究区以北地区为物源区,即成吉斯-塔尔巴哈台褶皱带。结合沉积相的研究成果,本区可能属成吉斯-塔尔巴哈台褶皱带以南的晚古生代陆缘区。物源演变趋势分析揭示早泥盆世成吉斯-塔尔巴哈台带中的早古生代岛弧发生隆起,为乌图布拉克亚组提供成熟度很低的碎屑物质。随着岛弧被剥蚀殆尽,中、晚泥盆世呼吉尔斯特组和洪古勒楞组沉积时转而接受岩屑型再旋回造山带的物源供应,而早石炭世的物源则为过渡型再旋回造山带区。这种物源变化反映了成吉斯-塔尔巴哈台褶皱带的建造特征和隆起过程。     

内蒙古西北部宝音图群Sm—Nd和Rb—Sr地质年代学研究

内蒙古西北部的宝音图群由角闪岩相的变质地层组成。该群中斜长角闪片岩的Sm-Nd全岩等时线年龄为2485±128Ma,可代表宝音图群的形成年龄。等时线的ε_(Nd)(t)值为2.73±2.81,说明岩浆来源于亏损的地幔源区。相同样品的Rb-Sr全岩等时线年龄为623±36Ma,显然反映后期Rb-Sr体系重新均一化的强烈影响,因此该年龄被解释为变质年龄。上述结果表明宝音图群形成于古元古代早期,应属华北板块北缘已知的最古老岩石地层单位,并保留了新元古代末期构造—变质事件的记录。这些认识有助于查明华北板块北缘元古宙构造演化的历史。     

内蒙古科尔沁右翼中旗晚古生代碎屑锆石定年及其意义

对科尔沁右翼中旗地区晚古生代地层进行碎屑锆石U-Pb定年研究。样品130909-01为凝灰质砂岩,130910-15为岩屑石英砂岩。碎屑锆石年龄可分为4组,由新到老依次为:252~278Ma、286~359Ma、381~462Ma和500Ma之前。碎屑锆石的最小年龄(256.5±1.7Ma)限定了地层沉积下限为晚二叠世。样品中出现大量残留锆石,记录了前寒武纪基底、早古生代岛弧岩浆岩和石炭纪—二叠纪岩浆活动事件。     

Rodinia超大陆构造演化研究的新进展和主要目标

概略评述了1997年以来国际上有关Rodinia超大陆构造演化问题的研究成果，并提出今后工作的主要目标。Rodinia超大陆的聚合造山发生在1300－1000Ma，基本形式表现为早期弧一陆碰撞和晚期陆－陆碰撞，并在1000－900Ma继以伸展作用。Rodinia超大陆的裂解发生于830Ma之后，但其过程具有明显的时，空分布不均一性，地幔柱可能是导致超大陆裂解的主要机制，大火成岩省”是地幔柱发育的关键性标志，已经初步证实裂解过程影响地球大气圈和水圈中二氧化碳的循环，进而改变晚前寒武纪的全球气候，控制生物圈的兴衰和岩石圈表层的碳酸盐，铁，锰和磷等沉积，这些现象可用“雪球化地球”（Snowball Earth)模式概括。