华北地台和秦岭—大别—苏鲁造山带的中生代花岗岩与深部地球动力学过程

近年来的研究证实 ,华北地台和大别—苏鲁造山带的中生代花岗岩与同时代的镁铁质超镁铁质岩有类似的Sr、Nd同位素特点 ,许多花岗岩和火山岩还具有类似埃达克岩的地球化学性质。在此基础上 ,根据现已积累的大量Sr、Nd同位素资料 ,从整个华北地台岩石圈的角度论证了中生代岩石圈地幔富集的性质、富集地幔发生的时代及其形成机制 ,进而探讨了岩浆活动的动力学机制 ,指出本区岩石圈富集地幔的形成是在Pangea超大陆裂解时岩石圈大规模拆沉减薄 ,被拆沉的太古宙古老地壳重循环进入地幔改变了地幔成分所致 ,说明超大陆裂解、岩石圈大规模拆沉减薄和富集地幔形成之间有密切的成因联系 ,超大陆裂解伴随着大陆地壳生长和消亡 (重循环 )的大体平衡。结合全球地震层析资料 ,进一步探讨了由俯冲大洋残片转化的下地壳同古老克拉通地壳物质在花岗岩源区中的重要意义。     

辽西地区中侏罗世海房沟组火山岩地球化学特征及其地质意义

辽西地区中侏罗世海房沟组火山岩的岩石共生组合为粗安岩粗面岩安山岩英安岩 ,属于高钾钙碱性钙碱性火山岩系 ,全岩Rb_Sr等时线年龄为 177.2± 2 8.0Ma。岩石总体上反映出高Al高Na特点 ,SiO2 ≥ 5 6 .99% ,Al2 O3 ≥ 15 .4 5 % ,Na2 O/K2 O≥ 1.35。稀土元素分馏明显 ,(La/Yb) N≥ 14 .80 ,(Ho/Yb) N≥ 1.15 ,贫Yb、Y(Yb≤ 1.4 2× 10 -6,Y≤ 15 .18× 10 -6) ,基本无Eu负异常 (0 .86～ 1.0 3) ,明显亏损Rb、Nb、Zr、Ti,而Sr、Ba、K及LREE富集 ,Rb/Sr值均小于 0 .1,地球化学特征与埃达克岩十分类似 ,属埃达克质岩。Sr、Pb和Nd同位素资料反映出这套火山岩的源岩较深 ,可能为古老的下地壳中基性变质岩部分熔融产物。研究表明 :海房沟组火山岩形成于板内环境 ,与太平洋板块俯冲没有直接关系 ;辽西地区中生代构造应力场的重大转换、广泛的岩浆活动和大规模断陷盆地群的形成与岩石圈拆沉作用密切相关。海房沟组埃达克质岩的确认对探讨辽西地区火山岩浆起源、壳幔相互作用及大陆动力学背景具有重要意义。     

Post-Collisional Transition from Subduction- to Intraplate-type Magmatism in the Westernmost Mediterranean: Evidence for Continental-Edge Delamination of Subcontinental Lithosphere

Post-collisional magmatism in the southern Iberian and northwesternAfrican continental margins contains important clues for theunderstanding of a possible causal connection between movementsin the Earth's upper mantle, the uplift of continental lithosphereand the origin of circum-Mediterranean igneous activity. Systematicgeochemical and geochronological studies (major and trace element,Sr–Nd–Pb-isotope analysis and laser ⁴⁰Ar/³⁹Ar-agedating) on igneous rocks provide constraints for understandingthe post-collisional history of the southern Iberian and northwesternAfrican continental margins. Two groups of magmatic rocks canbe distinguished: (1) an Upper Miocene to Lower Pliocene (8·2–4·8Ma), Si–K-rich group including high-K (calc-alkaline)and shoshonitic series rocks; (2) an Upper Miocene to Pleistocene(6·3–0·65 Ma), Si-poor, Na-rich group includingbasanites and alkali basalts to hawaiites and tephrites. Maficsamples from the Si–K-rich group generally show geochemicalaffinities with volcanic rocks from active subduction zones(e.g. Izu–Bonin and Aeolian island arcs), whereas maficsamples from the Si-poor, Na-rich group are geochemically similarto lavas found in intraplate volcanic settings derived fromsub-lithospheric mantle sources (e.g. Canary Islands). The transitionfrom Si-rich (subduction-related) to Si-poor (intraplate-type)magmatism between 6·3 Ma (first alkali basalt) and 4·8Ma (latest shoshonite) can be observed both on a regional scaleand in individual volcanic systems. Si–K-rich and Si-poorigneous rocks from the continental margins of southern Iberiaand northwestern Africa are, respectively, proposed to havebeen derived from metasomatized subcontinental lithosphere andsub-lithospheric mantle that was contaminated with plume material.A three-dimensional geodynamic model for the westernmost Mediterraneanis presented in which subduction of oceanic lithosphere is inferredto have caused continental-edge delamination of subcontinentallithosphere associated with upwelling of plume-contaminatedsub-lithospheric mantle and lithospheric uplift. This processmay operate worldwide in areas where subduction-related andintraplate-type magmatism are spatially and temporally associated. KEY WORDS: post-collisional magmatism; Mediterranean-style back-arc basins; subduction; delamination; uplift of marine gateways     

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。     

基于ComGIS的校园导航系统

分析了ComGIS的特点,并结合其特点,利用VisualBasic6.0,SuperMap和SQLServer2000等软件实现了校园导航系统的空间数据和属性数据的存储、可视化查询、测量地图等,同时介绍了系统空间数据库和空间地理模型的建立,以及在系统的设计中所涉及到的多媒体等技术。     

关于底侵作用和拆沉作用在南海中的指示意义

南海位于印度板块、欧亚板块和太平洋板块之间,是世界上最大的边缘海。许多学者对其成因模式和动力学机制进行过多方面的探讨,但往往只注重地壳浅部和侧向碰撞的研究,而忽视了深部的壳幔相互作用。从地形地貌、岩石地球化学、地球物理学、岩相古地理学等地质事实出发,论述了南海存在着大规模的底侵作用和拆沉作用,并在前人研究的基础上,建立了简单的以底侵作用和拆沉作用为主的壳幔相互作用模型来模拟南海的形成演化过程,指出底侵作用和拆沉作用是南海形成演化过程中深部的主要推动力,对南海的形成演化有着非常重要的影响。     

A simplified analysis of interface failure under compressive normal stress and monotonic or cyclic shear loading

Interface damage and delamination is usually accompanied by frictional slip at contacting interfaces under compressive normal stress. The present work is concerned with an analysis of progressive interface failure using the cohesive crack model with the critical stress softening and frictional traction present at the contact. Both monotonic and cyclic loadings are considered for anti‐plane shear of an elastic plate bonded to a rigid substrate by means of cohesive interface. An analytical solution can be obtained by neglecting the effect of minor shear stress component. The analysis of progressive delamination process revealed three solution types, namely: short, medium and long plate solutions. The long plate solution was obtained under an assumption of quasistatic progressive growth of the delamination zone. In view of snap back response, the quasistatic deformation process cannot be executed by either traction or displacement control. The states of frictional slip accompanied by shake down or incremental failure are distinguished in the case of cyclic loading, related to load amplitude and structural dimensions. The analysis provides a reference solution for numerical treatment of more complex cases. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

岩石圈—软流圈物质循环促进大陆增生的新方式

大陆动力学研究地球内能量和物质的运动和伴随的信息传播,上地幔中的软流圈是地球内部的物质运动的关键部位之一。由于观测的技术方法少,人类对软流圈内部的地质作用过程所知甚少。在青藏高原,过去地震波三维层析成像的分辨率不高,难以对地壳上地幔构造进行准确的定位。我们收集和整理了地方地震台的数字化观测数据,使地震体波三维层析成像的准确度大大提高,为解决软流圈的地质构造准确成像提供了新的可能性。根据地震体波三维层析的成像结果,在古特提斯洋和特提斯洋俯冲板块前沿的软流圈底部410 km间断面上方,存在反映古大洋俯冲板块的高速体,它们在青藏高原、苏鲁和伊朗都有出现。清晰和稳定的高波速异常的位置表明,特提斯洋俯冲板块现在已经拆沉在软流圈的底部,古特提斯洋俯冲板块也可能曾经拆沉在软流圈的底部。对比青藏高原和苏鲁的地壳上地幔波速结构推测,拆沉造成软流圈中的轻元素物质上涌,进入大陆岩石圈,造成岩浆活动。上涌还使碰撞造山带地壳厚度减小,而岩石圈厚度增加。大约100 Ma后,俯冲下去的大洋残块会被软流圈物质磨蚀交代,使岩石圈厚度增加, 形成大陆下方的大陆根,造成大陆克拉通化和体积增生。大洋板块俯冲后在软流圈拆沉是岩石圈—软流圈物质循环的一种重要方式,对软流圈中物质均衡和体积稳定也起重要作用。     

天山中段的深浅构造特征

天山起源于古生代的陆-陆碰撞作用,又经历了中新生代的典型陆内造山过程,其深浅构造结构和活动性一直是众多学者关注的热点。文中通过多种地球物理探测和综合地质构造分析, 以地学断面形式对其深浅构造进行填图,揭示了天山中段复杂的深浅构造特色。结果表明:沿古生代的陆-陆碰撞缝合带两侧分别呈现出主要构造地质单元由老到新的对称性,并伴有相应深部结构的复杂性,反映了碰撞过程及后期的构造演化特点;天山中部的上地幔顶部存在厚近 10km、宽近 200km、几乎涵盖整个天山的低速高导层,可能是中新生代以来天山的陆内再造山作用引起的壳幔拆沉作用形成的残留下地壳     

滇西腾冲地块高黎贡山群早志留世变质花岗岩体的年代学、地球化学特征及意义

西南特提斯构造带广泛发育的早古生代岩浆岩是冈瓦纳大陆边缘原特提斯洋增生造山作用的产物,目前报导的岩浆岩侵位时代在536~448Ma。本文通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,在腾冲地块东缘高黎贡山群中首次发现了年轻至~437Ma的片麻状花岗质岩体,并结合其锆石Hf同位素和全岩主微量地球化学特征,进一步制约原特提斯洋构造演化过程。样品主量元素显示此片麻状花岗岩体具有高硅(SiO_2=72.78%~73.69%)、富碱(K_2O+Na_2O=7.23%~8.70%)的过铝质(A/CNK=1.08~1.12)特征,微量元素显示此岩体相对富集轻稀土元素、大离子亲石元素(K、Rb)和Pb,亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Zr、Ti)以及Ba、Sr、Eu。综合岩石样品的矿物组合特征和地球化学特征,判断该岩体为S型花岗岩,源于以砂屑岩为主的沉积岩类的部分熔融,且源区有斜长石的残留。锆石εHf(t)值(-9.8~-6.2)和二阶段模式年龄tDM2(2.0~1.8Ga)也表明其源于古老地壳沉积物,且无幔源物质加入。根据全岩锆饱和温度计和锆石Ti温度计得出其岩浆从源区发生部分熔融到固结的过程中,温度从794℃左右下降到约754℃。熔浆温度较高,推测源区部分熔融过程中有地幔热的供给。综合前人研究成果,冈瓦纳大陆边缘在早古生代依次经历了原特提斯洋板片俯冲(ca.530~510Ma)、地块群增生与洋板片断离(ca.510~490Ma)、岩石圈挤压增厚(ca.490~475Ma)和岩石圈地幔拆沉(ca.470~460Ma)。岩石圈地幔拆沉将导致软流圈上涌及随后大陆岩石圈的持续伸展。腾冲地块侵位于~437Ma的花岗质岩体系该拆沉构造后的伸展环境中,以砂屑岩为主的古老地壳沉积岩在地幔热的供给下发生部分熔融的产物。