东南极拉斯曼丘陵石榴斜长角闪岩中角闪石的~(40)Ar-~(39)Ar年龄及其地质意义

本文对东南极拉斯曼丘陵出露的石榴斜长角闪岩中的角闪石进行了４０Ａｒ－３９Ａｒ年龄测定,分别得到角闪石视年龄１５８６Ｍａ、１０１１～１０８０Ｍａ、７６１Ｍａ和５２９～５８２Ｍａ,角闪石坪年龄１０３６Ｍａ和５５４Ｍａ,角闪石Ａｒ－Ａｒ等时线年龄１０１０Ｍａ,这些同位素年龄证据,首次完整地记录了该区所经历的几乎所有构造变质热事件,为近几年国内外地质学家关于该区构造变质热事件争论的焦点问题,即晚元古代的１０００Ｍａ格林维尔事件（Ｇｒｅｎｖｉｌｉａｎ）与早古生代的５００Ｍａ泛非事件（Ｐａｎ－Ａｆｒｉｃａｎ）孰轻孰重以及前者是否存在,提供了答案。角闪石的４０Ａｒ－３９Ａｒ年龄测定结果表明,拉斯曼丘陵地区经历了复杂的多期变质演化历史,其原岩可能形成于早－中元古代,占主导地位的应该是晚元古代的１０００Ｍａ格林维尔事件,而５００Ｍａ泛非事件则是晚期较强烈的变质热事件。     

东南极格罗夫山地区夏季的天气特征

利用中国南极科学考察队 1 998年 1 2月至 1 999年 1月在东南极格罗夫山地区地质考察期间所获得的天气资料 ,对该地区的温度、雪面温度、风速、风向等天气要素进行了分析。结果表明 :夏季格罗夫地区温度日变化和盛行风向与中山站相类似 ,但温度日较差和强风频率比中山站大。当受来自北方暖湿气流影响时 ,常出现降雪天气 ;在东风气流控制下 ,天气以晴为主     

中国东南极地质考察20年进展与展望

在1998—2017年期间,我国组织了14次东南极地质考察,将考察的范围从中山站所在的拉斯曼丘陵向外扩展了约400 km,主要包括格罗夫山、埃默里冰架东缘-西南普里兹湾、北查尔斯王子山、布朗山、赖于尔群岛和西福尔丘陵等露岩区。通过大、中比例尺的地质编图和多学科综合研究,取得如下重要进展:(1)确定格罗夫山冰下高地为泛非期(~570—500 Ma)单相变质地体,发现镁铁质和泥质高压麻粒岩并刻画了泛非期造山的精细过程,为普里兹造山带的碰撞造山成因以及冈瓦纳超大陆的多陆块汇聚模型提供了岩石学支撑;(2)论证在印度克拉通与东南极陆块之间存在一个延长2 000 km的中元古代长寿命大陆岛弧,岛弧岩浆作用从~1 500 Ma一直持续到~1 000 Ma,提出雷纳造山带格林维尔期(~1 000—900 Ma)的构造演化可能经历了从弧陆碰撞到陆陆碰撞的过程;(3)在赖于尔群岛超高温变泥质岩中识别出早期蓝晶石的残留,确定了超高温变质作用顺时针演化的精细P-T轨迹;(4)在西福尔丘陵西南部基性岩墙群中发现了格林维尔期(~960—940 Ma)不均匀麻粒岩化,变质条件达820—870℃、0.84—0.97 GPa,认为西福尔陆块也卷入到印度克拉通与东南极陆块的碰撞造山过程;(5)在西福尔丘陵东南部浅变质冰川漂砾和松散砂中获得~3.5—3.3 Ga的古老锆石U-Pb年龄,推测在西福尔丘陵东南方向存在一个从前未知的古太古代冰下陆块。建议今后在东南极面向印度洋构造域的地质考察要进一步扩展到南查尔斯王子山、内皮尔杂岩和登曼冰川,研究工作的重点仍聚焦在南极大陆如何响应地质历史时期里超级大陆的聚散过程这一关键科学问题上,并可在以下几个方面展开:(1)太古宙古老地壳及陆核的识别与全球对比;(2)格林维尔期造山记录与罗迪尼亚超大陆汇聚;(3)泛非期造山记录与冈瓦纳超大陆汇聚;(4)显生宙冈瓦纳超大陆裂解及陆块分离。通过这些考察和研究工作,可以促使我国对南极地质科学的研究达到国际先进水平。     

东南极格罗夫山变基性岩初步研究

东南极格罗夫山存在一套经历了峰期麻粒岩相变质作用的镁铁质麻粒岩和斜长角闪岩。对含石榴石的镁铁质麻粒岩的详细研究则显示了近等温降压 (ITD)的顺时针PT演化轨迹 ,与拉斯曼丘陵有相似的演化历史。岩石的主量元素组成和玄武岩一致 ,并且具有拉斑玄武岩演化趋势。进一步的地球化学研究表明 ,这套玄武岩为洋岛型玄武岩 (OIB)和洋中脊型玄武岩(MORB)的组合。OIB型具有大体类似的地球化学性质 ,它们均富集Ti(TiO2 =2 .68% )、REE( =2 0 2 μg/g)、LREE[(La/Yb) N=4.8]、Ti/Y( =343)、Zr/Y( =3.1 ) ,具洋岛玄武岩的特征 ,推测岩浆来源于富集地幔源区 (EM)。而MORB型以低Ti (TiO2 =1 .1 %— 1 .31 % ) ,明显低于OIB的P的含量 (P2 O5=0 .1 %— 0 .2 % ) ,低REE ( 4 7— 93μg/g)、LREE/HREE( 2 .2 7— 2 .5 4 )、(La/Yb) N( =1 .30— 1 .62 )为特征 ,具洋中脊玄武岩的特征。MORB和OIB组合的出现说明在泛非期该区可能存在过洋盆。     

东南极普里兹湾地区花岗岩类的锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

东南极普里兹湾地区出露大量泛非期花岗质岩类,利用IA-ICP-MS锆石U-Pb原位定年方法测得达尔克花岗岩、蒙罗克尔花岗岩和阿曼达花岗岩的年龄分别为519±2Ma,497±2Ma和498±7Ma.所有普里兹湾地区花岗岩类均具有较高的全碱含量以及K2O/Na2O、FeO^T/（FeO^T＋MgO）和104Ga/Al比值,较低的Mg、Ca、Cr和Ni丰度,表现出A型花岗岩的特点,同时还富集大离子亲石元素和稀土元素,不同程度亏损Sr、Nb、Ta、P和Ti,并具有高87Sr/86Sr初始比值和低εNd（t）值的同位素特征.研究结果表明,普里兹湾地区的岩浆活动可能与后碰撞的造山作用有关,包括岩石圈减薄、岩浆底侵和地壳伸展作用等.普里兹湾A型后碰撞花岗岩的确定支持普里兹带为碰撞造山带的构造属性.     

基于浅层探冰雷达的东南极内陆地区冰盖内部等时层提取

中国第32次南极考察内陆队首次使用雪地车载浅层探冰雷达取得了中山站至昆仑站全程1 300 km 的浅层冰盖数据,通过MATLAB对数据进行FFT转换、背景滤波、改变叠加次数去噪和基于曲波变换的图像处理,使用Reflexw对MATLAB处理后数据进行地形校正、二次背景滤波和平滑滤波等处理,成功提取了冰盖浅层等时层并得出了等时层的平均深度、最大深度和波动情况。最后进行了数据的连接,展示了LGB69冰芯处等时层的分布并与冰芯数据结合大体对应了相应等时层的年代和事件。给出了Dome A附近的等时层分布情况。为东南极中山站至昆仑站沿途的物质积累率计算提供重要的数据支撑。     

拉斯曼丘陵新生代剥露作用的裂变径迹证据

在西南极和横贯南极山脉地区,新生代裂谷和剥露作用非常普遍。但是,文献中很少记录东南极地区的新生代剥露作用。文中根据东南极普里兹湾拉斯曼丘陵地质样品的磷灰石裂变径迹年龄和热历史的模拟,认为在东南极海岸边缘存在新生代的隆升和伸展作用,其年龄为始于(49.8±12)Ma。该年龄略晚于西南极裂谷系的启动年龄(约60~50Ma)。由于差异隆升作用,在拉斯曼丘陵地区发育了更新的正断层作用——拉斯曼丘陵拆离断层的新活动,其年龄为约5.4Ma。东南极周缘新生代裂谷和伸展作用的普遍存在,是冈瓦纳裂解以来大陆分离和印度洋形成的结果。     

东南极伊利莎白公主地LGB65点的雪层密度与剖面特征

对东南极冰盖伊利莎白公主地LGB65点的50m雪芯及雪坑进行了雪层密度与剖面分析。结果表明，该处雪的密实化过程属冷型落实化类型，第一和第二临界密度深度分别为10．4m和60．4m深霜不育，雪层中为数不多的雏形深霜层厚度仅几厘米，多分布在冰壳层的上、下两侧，16．0m以上，发芯透光性的变化不明显，之下，透光性逐渐表现出韵律变化，雪层中辐射壳和风壳频繁出现，其中辐射壳可作为划分年层的重要依据，综合雪层内的各种层位特征，初步划分出LGB65雪芯的年层约为243a，总的年平均积累率为131．9mm，20世纪60年代年积累率低于平均水平，70年代中期以后，;积累率出现大幅度增加，进250a来该处的年积累率呈增大趋势。     

东南极拉斯曼丘陵地区变质杂岩的层序与构造变形过程

东南极拉斯曼丘陵地区位于兰伯特裂谷东缘普里兹湾东岸,该地区主要出露一套麻粒岩相变质岩,前期对原岩时代、变质过程等进行了详细研究,但是对于变质杂岩的层序和变形过程研究相对薄弱。文章通过大比例尺地质填图,发现拉斯曼丘陵地区变质杂岩总体成层有序,在此基础上建立拉斯曼岩群,并将其划分成6个岩组,原岩形成时代为中元古代。拉斯曼岩群经历了格林维尔期和泛非期变质作用的叠加,变质程度均达到高角闪岩相-麻粒岩相。拉斯曼丘陵地区主体构造线方向为北东东—南西西方向,总体上构成往北东东方向翘起的复式向斜构造,几个岩组的分布也显示由东向西逐渐变新。东部米洛半岛一带明显叠加了北北西—南南东向的构造变形。研究表明,拉斯曼岩群经历了6次重要的构造变形,包括新元古代格林维尔期(D1)、新元古代—早古生代泛非期变质变形作用(D2,D3,D4,D5)以及中新生代伸展作用(D6)。目前岩石中保存的主变形面理是格林维尔期和泛非期两次构造热事件的复合型面理,主要是泛非事件形成,格林维尔期变形面理呈残留状。综合拉斯曼岩群变质年龄及早古生代进步花岗岩体形成时代,认为D2~D5变形时代为550~500 Ma左右。因此,拉斯曼丘陵地区变质变形特征显示,中元古代拉斯曼岩群经历了格林维尔期和泛非期两次重要的造山作用,以及冈瓦纳大陆的裂解。     

东南极格罗夫山地区新生代冰碛岩(物)中孢粉的发现及其意义

文章报道了东南极格罗夫山地区蓝冰表面碎石带新生代冰碛岩(物)漂砾中微体古生物化石的分析结果及其意义。研究发现这些冰碛物(岩)内含有少量孢粉,而未见硅藻及其他微体化石。孢粉以裸子植物花粉和蕨类植物孢子为主、被子植物花粉含量相对稀少为特征。值得注意的是,在所分析的4个样品中,均发现至今在南半球仍有分布的特有属假山毛榉(Nothofagus)花粉,由于该属花粉及大植物化石曾发现于横跨南极山脉上新的天狼星群(SiriusGroup)中,它的存在反映当时古气候温暖湿润。在样品S1507和S1509中发现蒿属(Artemisia)花粉,其出现所代表的时代推测为新近纪,很可能为上新世。格罗夫山地区冰碛物中的这一孢粉特征可能反映了南极地区上新世曾经发生过较大规模的气候变暖和冰川退缩事件。