青藏高原形成演化动力机制及其远程效应

作为第三极的青藏高原的形成是新生代以来的地球节律构造事件中最典型、最显著的新构造运动的结果,其构造地貌特征及其重要性,内部单元组成,构造演化历程及动力机制,以及对周边盆地乃至整个中国大陆的影响及远程效应至今一直是学术关注的焦点。本文重新圈定了青藏高原构造地貌范围,确立了其在全球构造中的地位。青藏高原的远程效应向南北两侧延伸,北到北冰洋,南到太平洋,总体上围绕东经105°经线穿越了整个亚洲大陆,本文采用东经105°所在经线大圆作为划分东西半球的分界线,该线以东为东半球,以西为西半球。青藏高原处于全球最大、最重要的南北向构造和东西向构造的交汇处,其内部的帕米尔高原更是区域构造的中流砥柱。青藏高原起源于帕米尔高原,它是一个印支期的热穹窿,晚期转化出一条直径200 km的异常重力柱,垂直下沉至600 km,构成一个垂向上的挤压-伸展构造,完成于白垩纪。以它为中心向东西扩展,东边三条、西边一条水平方向挤压-伸展构造。喜山期它还遭受到岩体的侵入,白垩系基本上未变形。古近纪,印度陆块与亚洲陆块碰撞,形成先压后升的雄伟的喜马拉雅造山带。以它为中心向北扩展,第四纪3个地幔枝上升,导致整个青藏高原上升。青藏高原形成与演化的深部动力机制模型:早期表现为地质体在垂向上的离心运动和在水平上的伸展运动;后期是以挤压为主的阶段,表现为地质体在垂向上的向心运动和水平上的挤压运动。从驱动力的角度,早期以热能为主驱动力,后期以重力势能为主驱动力。青藏高原的隆升及其形成演化是欧亚陆块新生代最令人瞩目的地质事件,其直接影响到岩石圈浅部及地壳表层与人类生存发展息息相关的地形地貌、能源、资源、生态、环境和灾害等,产生了具有举足轻重的近区及远程效应。3个远程效应分别是贝加尔湖裂谷、汾渭裂谷以及东非三叉裂谷的形成。本文最后对印支运动的命名和穿时问题、印支运动起止时间和类型、青藏高原是研究各类造山带的最佳基地、喜马拉雅造山带东西构造结的确定和帕米尔高原四维动力学模型的探索等5个问题进行了简单讨论。

海南岛抱板杂岩记录的多期构造热事件:锆石和独居石U-Pb年代学的制约

抱板杂岩(抱板群)是海南岛目前已发现的最古老前寒武纪结晶基底,记录了多期构造热事件,是研究海南岛大地构造属性的重要窗口。本文通过对海南岛冲卒岭地区抱板杂岩变质沉积岩、变质基性岩和伟晶岩脉的锆石和独居石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,来确定抱板杂岩所经历的多期构造热事件及其所代表的构造意义。研究结果显示,抱板杂岩主要由中元古代变质沉积岩、花岗质片麻岩和变质基性岩组成,经历了中元古代晚期-新元古代早期(1.3~0.9Ga)、早古生代(470~440Ma)、三叠纪(~230Ma)等多期构造热事件的改造。中元古代晚期-新元古代早期构造热事件与罗迪尼亚超大陆的汇聚有关;早古生代构造热事件与东冈瓦纳古陆北缘的增生造山作用有关;三叠纪构造热事件是印支陆块与华南陆块碰撞拼合的远程响应。综合上述研究成果和区域对比分析,认为海南岛与印支陆块具有相似的前寒武纪结晶基底和多期构造热事件的记录,表明二者具有明显的亲缘关系。

2013年和2022年芦山地震序列断层面花状构造及其滑动特性研究

芦山地区在2013年和2022年发生两次6.0级以上地震,本研究收集两次地震的余震序列,研究两次芦山地震发震断层的几何参数和滑动特性,并分析汶川地震和2013年芦山地震对2022年芦山地震的应力影响.得到以下结论:(1)基于收集到的两次芦山地震序列的2531个地震事件的精确定位结果,采用模糊聚类方法,求解得到芦山地震序列的5个发震断层面位置及其走向和倾角,5个断层面在空间上呈花状构造分布.(2)基于收集和计算得到的该地区的127个震源机制中心解,求解得到该地区的构造应力场,得到芦山地区形成了SEE—NWW向挤压,垂直向拉张的以逆冲为主的应力状态.(3)通过将构造应力场投影到两次芦山地震发震断层上,得到这些发震断层面上均容易发生逆冲型破裂事件.(4)将求解的2022年芦山地震序列发震断层面形状和滑动特性作为接收断层参数,计算汶川地震和2013年芦山地震对2022年芦山地震序列的应力影响,结果显示汶川地震对2022年芦山地震序列发震断层面的活动性起到促进作用,而汶川地震和2013年芦山地震的共同作用,对2022年芦山地震序列发震断层面的活动性起到抑制作用,即2013年芦山地震的发生推迟了2022年芦山地震序列的发生.基于GPS观测的应变率得到,在汶川地震和2013年芦山地震的共同作用下,2022年芦山地震被推迟的时间约为5.2~10.5年.这些研究对研究龙门山推覆构造带南段的断层活动特性和地震危险性评估有一定意义.

印支造山带:Song Chay构造带

印支运动是二十世纪初法国地质学家根据越南北部晚三叠世大规模角度不整合所提出。越南北部的Song Chay构造带作为印支造山带概念的提出地,记录了大量经典的印支造山相关的信息,是理解印支造山带构造演化的关键地区。本文在课题组对Song Chay地区十多年研究基础上,结合前人研究成果,系统厘定了Song Chay构造带的几何空间格架、运动学特征及其演化过程。详细的野外地质考察表明,Song Chay构造带从SW向NE依次可以划分成:新生代的大象山单元、代表缝合带的Song Chay蛇绿混杂岩单元,以及越南东北部褶皱冲断系统。其中蛇绿混杂岩单元和褶皱冲断系统中发育NE-SW向矿物拉伸线理,并具有顶部向NE方向的剪切变形特征,指示了Song Chay洋壳向SW的俯冲以及向NE的逆冲过程。精确的年代学工作表明,Song Chay蛇绿混杂岩中斜长花岗岩的结晶年龄为356.4±2.9Ma,表明至少在早石炭世Song Chay洋就已经形成了成熟的大洋地壳。褶皱冲断带内部的低温年代学数据约束了顶部向NE的剪切变形年龄在250~245Ma之间,表明为华南和印支板块碰撞时间。另外,Song Chay蛇绿混杂岩基质中碎屑锆石物源研究表明,Song Chay蛇绿混杂岩基质中碎屑锆石主要是来自于俯冲的华南板块,只有很少一部分来自印支板块,因此推测Song Chay洋可能为一个十分有限的小洋盆。构造几何学、运动学以及碎屑锆石物源研究表明,在Song Chay构造带内的“滇-琼缝合带”两侧构造特征可对比,并未因“滇琼洋”的闭合而造成差异。因此,我们认为“滇-琼缝合带”并不能代表一个大洋。根据我们及前人的构造学、岩石学、年代学工作,建立了一个初步的Song Chay洋从晚石炭世至中三叠世的构造演化模型:(1)310~270Ma,Song Chay洋开始向SW俯冲到印支板块之下,此时岩浆弧并不发育,蛇绿混杂岩物源主要为华南板块;(2)270~250Ma,Song Chay洋继续俯冲,此时弧岩浆岩大量发育,蛇绿混杂岩同时接受弧岩浆岩及华南板块碎屑物质;(3)250~245Ma,Song Chay洋闭合,华南板块与印支板块碰撞;(4)245~230Ma,印支造山带进入碰撞后伸展阶段。

断层接触非均匀性对米尺度断层黏滑失稳成核过程的控制

非均匀性是野外断层的重要特征,我们利用预制的具备接触非均匀性的米尺度岩石断层开展黏滑实验,模拟野外地震失稳过程.通过观测预制岩石断层发生的多个黏滑事件的应变时空演化,并对比断层接触非均匀性测定结果发现:(1)断层的接触弱段是成核最先启动,即最早发生预滑的区域,随失稳临近,预滑区域扩展且滑动速率增加,与厘米尺度均匀断层相比,准静态过程的预滑扩展不明显,向准动态过程转变突然且迅速;(2)断层的接触强段在成核期间一直处于闭锁状态,应力升高,且随失稳临近增幅加强,强段的屈服是断层从缓慢破裂到快速破裂的转折点,接触强段的持续闭锁在以往的厘米尺度均匀断层黏滑实验中较为少见;(3)加载速率以及加载历史是影响米尺度断层成核持续时间的重要因素,随加载速率变慢,成核持续时间变长,随加载历史变长,断层趋于均匀化,成核持续时间变短.上述研究结果明确提供断层接触非均匀性控制成核过程的直接证据.这不仅有助于将实验结果向可操作的地震预测实践转化,也有助于促进(大陆浅源)地震前兆机理的探索及理解.

吉林红旗岭晚三叠世镁铁超镁铁质侵入体矿物化学和岩石地球化学特征:对镍铜成矿的启示

吉林红旗岭镁铁超镁铁质侵入岩群位于中亚造山带东段南缘,由3个北西向岩带(I、II、III)组成,包括30多个小岩株,其中I-岩带的部分岩体伴有铜镍矿化,并且其1和7号岩体分别形成了中型和大型岩浆铜镍硫化物型矿床。矿床主要容矿岩石为辉橄岩、橄辉岩、斜方辉石岩、二辉石岩、苏长岩和辉长岩。主量元素方面,红旗岭岩群具有富镁(w(MgO)=20.7%~31.1%)、低钛(w(TiO_(2))=0.33%~0.79%)、低碱(w(K 2 O+Na 2 O)=0.60%~2.29%)和硅(w(SiO_(2))=40.0%~53.0%)变化范围大的特征;微量元素方面,红旗岭岩群呈现弱富集LREE和LILE(Th)以及亏损HREE和HFSE(Nb-Ta-Ti)。岩相学、地球化学和矿物(橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、尖晶石、斜长石和角闪石)主微量元素特征表明,红旗岭岩群明显不同于洋岛型玄武岩、阿拉斯加型环状杂岩和科马提岩,但与岛弧玄武岩以及中亚造山带西段的“黄山西”和“黄山东”铜镍硫化物矿床的容矿超镁铁质岩相似,其母岩浆是一种富Mg、亏损Nb-Ta的岛弧拉斑玄武质熔体,形成于晚三叠世古亚洲洋闭合后伸展环境,演化过程中经历了地壳混染和分离结晶作用,含矿母岩浆可能经历了硫化物的“二次熔离”,最终形成了铂族元素(PGE)亏损型岩浆铜镍硫化物矿床。

塔里木克拉通太古宙大陆起源:进展与问题

塔里木克拉通是中国三大古老陆块之一,但由于大面积沉积覆盖,其古老基底的形成演化研究程度较低。然而,近年来在塔里木盆地周缘的库鲁克塔格、敦煌、北阿尔金、铁克里克等地,以及塔里木盆地基底钻井岩心中,均发现了太古宙岩石,表明其可能普遍存在太古宙基底。笔者对塔里木克拉通太古宙岩石的研究历史和最新进展进行了简要总结,对太古宙大陆地壳的形成时间、机制和动力学背景进行了讨论,并指出了未来研究的方向。结果表明,塔里木克拉通的太古宙大陆地壳形成似乎具有区域差异性,北部的库鲁克塔格、敦煌和北阿尔金地区广泛发育新太古代岩浆作用,峰期为~2.5 Ga和~2.7 Ga,北阿尔金地区~3.7 Ga岩石的发现为塔里木克拉通始太古代陆核的存在提供了可靠证据,而西南部的铁克里克地区和盆地基底以中太古代(3.2~2.8 Ga)地壳生长和再造为特征,目前尚未发现新太古代岩石。地球化学、热力学模拟和锆石氧逸度–湿度计研究表明,太古宙大陆地壳可能是不同源岩在不同深度(压力)通过水致熔融产生的,形成于俯冲相关构造背景,而早期板块构造自始太古代以来就已运行。太古宙大陆地壳物质组成的确定、变质–变形的识别、岩浆形成物理化学条件的厘定等方向仍是未来塔里木克拉通太古宙地质研究的重点。

洋中脊动力学与俯冲带地震-岩浆-成矿事件远程效应

板块俯冲带和大陆岩浆弧的深部过程与极端地质事件之间存在密切的关系。板块俯冲与造山过程会导致地震、岩浆活动和成矿等事件的发生。这些极端事件的发生与俯冲过程中的壳幔相互作用、地幔楔形成、岩石圈部分熔融、构造-岩浆活动等因素密切相关。然而,人们对洋中脊新生地壳的不均匀性或先天“缺陷”对以上的极端事件的长远影响和远程效应了解甚少。在洋中脊新的地壳形成过程中,由于受到板块扩张、压力降低、软流圈物质上涌等因素的作用,导致新生地壳温度升高、孔隙度和裂缝发育、密度降低、结构复杂的正反馈过程。因此,新生地壳在密度、强度、温度、厚度等方面存在非均质性。这些地壳的差异性将影响和决定板块在扩张和俯冲过程中的行为,并对板块俯冲作用形成的地震、岩浆和成矿等事件产生远程影响。以太平洋俯冲和安第斯造山带为例研究发现,板块运动速度、板块俯冲角度、板片撕裂、岩石圈厚度、Moho面深度等的突变与地震、火山和斑岩矿床的时空分布存在远程关联效应,这些认知对预测板块俯冲-碰撞带发生的极端地质事件的时空分布具有重要意义。

南海陆缘“拆离核杂岩型”盆地发现与油气地质条件:以南海北部开平凹陷为例

珠江口盆地开平凹陷位于南海北部陆缘的地壳减薄带,是全球范围内新发现的比较典型的“拆离核杂岩型”盆地(凹陷),具有独特的岩石圈伸展减薄破裂过程,研究其结构类型、成因机制和油气地质条件具有重要意义。本文基于三维地震资料精细解释和地质综合研究,发现了南海陆缘“拆离核杂岩”的新类型盆地,揭示了其成盆成烃过程,推动了洼陷结构、烃源分布和成藏模式等方面的新认识,并首次在该类型凹陷中发现了大油田。研究结果表明:(1)开平凹陷是南海北部陆缘强伸展背景下发育的典型“拆离核杂岩型”凹陷,其形成过程受水平伸展作用叠加变质核杂岩垂向隆升作用的影响;文昌组沉积期经历了早期断陷和晚期拆离+核杂岩隆升改造两大成盆演化阶段,形成了“北断南超”的凹陷结构;(2)文昌组烃源岩具有“断拆控盆早洼晚坡高温增热”的耦合生烃机制,文四段半深湖深湖相优质烃源岩,在拆离+核杂岩隆升联合作用下变形变位至南部斜坡带,同时受高地温场和岩浆增热影响,该烃源岩呈现高热快熟特征,排烃门限变浅,显著提升了开平凹陷的资源潜力;(3)开平凹陷南部斜坡带具有“断拆成盆控烃、断脊联合控运、多期幕式充注和鼻状构造控聚”的成藏模式。开平南古近系大油田的发现,开辟了珠江口盆地深层油气勘探的新区新领域,成为全球首个陆缘“拆离核杂岩型”凹陷取得商业发现的成功案例,有望为国内外相似凹陷结构的油气勘探提供重要借鉴。

川滇主要断裂带应力应变积累速率的三维有限元模拟:初步结果

川滇地区构造活动强烈,活动断裂众多,强震活动频繁.了解主要活动断裂的应力应变积累速率对于评估该区的长期地震危险性具有重要参考作用.本文新建立川滇地区及其主要活动断裂的三维黏弹性有限元模型,其中考虑了该区的岩石圈结构分层以及介质在水平和深度方向的不均匀性;采用1996—2018年的平均GPS水平速度场约束模型的侧边界,同时考虑川滇地块深部介质的拖曳力过程,模拟计算了构造加载作用下模型的动力学响应——区域变形特征和断裂的应力积累速率.模拟的位移场能很好拟合GPS观测的速度场,模拟的水平主应力方向在川滇块体和华南块体西缘与地震震源主应力方向相符,反映所建模型与模拟结果有较好的可信度.尝试将模拟的应力积累速率与基于GPS/GNSS观测的应变速率相结合,计算能反映区域地壳应变积累程度的弹性应变能密度分布;讨论了主要断裂带的背景应力、弹性应变能密度和库仑应力积累速率与M≥6.0地震发生的关系.结果显示除了模型边界附近的应力奇异地带外,川滇其余地区1996年以来M≥6.0地震大多数发生在模拟应力积累速率高或次高的断裂带(段),以及弹性应变能密度积累速率中偏高的断裂带(段).在模拟的背景应力速率高而且库仑应力增长快的龙门山断裂带南段和鲜水河断裂带最南段,分别在本文写作和定稿阶段发生2022年6月1日四川芦山M6.1地震和2022年9月5日四川泸定M6.8地震.认为研究区具有类似高或者次高的模拟应力和弹性应变能密度积累速率、但至今无强震发生和记录的断裂带(段),潜在的地震危险性需要关注.

大陆下地壳

大陆下地壳是连接岩石圈地幔和上地壳的“纽带”,是地壳与地幔交换最活跃的部位。上地幔与下地壳的部分熔融及下地壳一些岩石的拆沉还可直接导致壳-幔物质的交换、循环与重组。换言之,下地壳是壳-幔作用的一个极其重要的场所,底垫、拆沉、深熔、高级变质和其他作用都在下地壳中发生和实现。然而,下地壳是以往研究地球深部和浅部关系时被“跳”过去的部位,没有得到足够的重视。克拉通化定义为大陆原来混沌的原地壳分异并形成稳定的上地壳和下地壳,并由此构建了稳定的壳-幔结构,这种空前的稳定关系从形成起一直维持到现在,是大陆演化、洋-陆与壳-幔相互作用的基础。在板块边界的造山过程中,如洋-陆的俯冲碰撞特别是陆-陆碰撞,可以形成不同大陆地块的陆壳叠置、加厚、垮塌、拆沉、底垫和重新稳定,在造山带根部形成新的下地壳,即造山带型下地壳。本文重点讨论了克拉通型下地壳演化过程,强调了其动力学意义及其在大陆动力学研究中的重要地位,建议在深地研究和学科布局中给与充分重视。

山西黎城地区长城系沉积时代及源区分析:碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素证据

长城系是华北克拉通统一结晶基底形成后的首套沉积盖层,其碎屑锆石U-Pb年代学及其Hf同位素特征分析对探讨地层形成时代、源区特征以及基底演化均具重要研究意义。本文对华北克拉通中部黎城地区长城系下部地层的碎屑锆石进行了U-Pb年龄和Hf同位素分析。结果表明,该区长城系碎屑锆石U-Pb年龄呈现了2.55~2.45Ga、2.15~2.0Ga和~1.92Ga等三个主峰期,同时存在3.5~3.1Ga和2.9~2.7Ga的年龄次峰期。最年轻碎屑锆石的207 Pb/206 Pb加权平均年龄限定了该区长城系沉积发生于1.76Ga之后。碎屑锆石的年龄分布和Hf同位素特征与华北克拉通中、南部基底物质记录的地质事件高度相似,区内长城系地层与南部熊耳地区长城系地层可对比性强,证明太行山南段在1.76Ga后已与南部熊耳裂谷盆地相连,其沉积物质均主要来自华北克拉通中、南部地区。其中,3.5~3.4Ga的古老碎屑锆石εHf(t)=-8.6~-4.6,揭示中、南部地区存在古太古代地壳物质。新太古代早期2.9~2.7Ga的锆石εHf(t)以正值为主(占比85%),它们的t C DM=3190~2774Ma,与其结晶年龄相同或接近,证明华北克拉通南部在新太古代早期以新生地壳生长为主。新太古代晚期2.55~2.45Ga峰期的锆石也以正的εHf(t)值为主(占比69%),而2.15~2.0Ga峰期锆石的εHf(t)值大多偏负(占比56%),说明华北克拉通南部地区从新太古代末期的新生地壳增生为主伴有陆壳再造转变为古元古代中期以古老陆壳物质再造为主,并有少量新生陆壳增生;古元古代晚期~1.92Ga年龄峰期的碎屑锆石εHf(t)=-11.9~+2.0,揭示至古元古代末期华北克拉通中南部进入到以古老陆壳物质再造为主的演化阶段。

活动大陆边缘岩浆作用及构造演化——以敦煌地块为例

大陆边缘弧是汇聚板块边界与俯冲有关的岩浆作用产物,通常记录了造山带弧岩浆作用、造山过程和大陆地壳形成与演化等诸多重要的地质过程。作为中亚造山带中段最南部的构造单元,敦煌地块为传统定义上具有早前寒武纪变质结晶基底的微陆块,其后在古生代时期经历了多期次、多阶段的与中亚造山带造山相关的构造热事件并使其发生再活化,进而产生了一系列广泛的弧岩浆-变质作用事件。然而,对于该陆块古生代弧岩浆作用机制和地壳构造演化历史缺乏系统的研究。本文综合近十多年来对敦煌地块的诸多最新研究进展,系统梳理了古生代岩浆岩岩石组合类型、年代格架、地球化学组成以及同时期变质-沉积构造热事件演化特征,得到以下认识:(1)敦煌地块古生代岩浆作用过程呈现阶段性特征,即幕式岩浆作用,构造位置上从东北部逐渐迁移到南部再折返到中部,大致可划分为五期:~510Ma、440~410Ma、390~360Ma、~330Ma和280~245Ma,而变质作用事件主要集中在450~360Ma;(2)古生代岩浆岩类型主要以钙碱性I型花岗岩、埃达克质岩石、少量S型花岗岩和高钾花岗岩为主,且岩石成分从寒武纪低钾拉斑系列逐渐转变为二叠纪高钾、富硅特征;(3)同位素地球化学特征表明,敦煌地块中-北部寒武纪-泥盆纪发育的与俯冲相关的弧岩浆对新生地壳的生长起了重要贡献,并伴随古老地壳再造事件;而南部泥盆纪-石炭纪岩浆作用则以古老地壳物质重熔为主;(4)基于埃达克质岩石的证据,敦煌地块在古生代时期经历了两次显著的地壳增厚事件,早期可能是与北山南部石板山地体/弧碰撞以及幔源岩浆底侵有关,而晚期可能是与俯冲板片后撤或回卷相关,地壳厚度可达~55km;(5)敦煌地块属于中亚造山带中段最南部一个具有前寒武纪基底的古老微陆块,后期卷入了古亚洲洋南向俯冲相关的造山事件使其被强烈破坏与改造。该微陆块作为古亚洲洋南部的活动大陆边缘弧,被与俯冲作用有关的阶段性弧岩浆底侵、部分熔融、增厚地壳和区域性变质作用等机制改造与活化,产生了阶段性侵位的陆缘弧岩浆作用。这些认识为探究中亚造山带微陆块的起源和造山带的构造演化提供新的约束。

西准噶尔南部晚石炭世中-酸性火山岩成因机制及其对准噶尔洋闭合时限的约束

西准噶尔地区广泛分布石炭纪岩浆岩类,了解它们的成因和形成机制可为揭示准噶尔洋盆晚古生代构造格局和发展演化以及约束古大洋闭合时限提供重要依据。本文报道了西准噶尔南部哈拉阿拉特山地区晚石炭世中酸性火山岩的岩石学、锆石U-Pb年代学以及地球化学特征。岩石学研究表明其岩性主要为安山岩、英安质安山岩、流纹英安斑岩和流纹岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明哈拉阿拉特山地区中酸性火山岩年龄为308~305 Ma,为晚石炭世中晚期。中酸性火山岩均相对富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,富钠贫钾,属于低钾拉斑中钾钙碱性系列岛弧火山岩。其中安山岩和英安质安山岩具有较高SiO_(2)(56.15%~66.13%)、Al_(2)O_(3)(16.03%~17.94%)、Na_(2)O(3.44%~5.59%)、Sr((364~576)×10^(-6))含量和Na_(2)O/K_(2)O(3.20~6.40)、Sr/Y(33.5~55.6)比值,贫MgO(1.59%~2.68%)、Y((10.0~16.0)×10^(-6))和Yb((1.08~1.83)×10^(-6))的特征,并且具有Eu正异常(δEu=1.09~1.22),属于典型的埃达克岩,是经俯冲的洋壳板片在石榴角闪岩相发生部分熔融而成,且熔融产生的埃达克质熔体在上升过程中未与上覆地幔橄榄岩发生明显交代作用;流纹岩和流纹英安斑岩具有高的SiO_(2)(69.59%~75.03%)和全碱(w(Na_(2)O+K_(2)O)=7.81%~8.89%)、极低的TFe 2O 3(0.94%~1.57%)和MgO(0.12%~0.97%)含量以及弱负Eu异常(δEu=0.63~1.00)等特征,为准铝质I型流纹岩,是下地壳镁铁质岩石部分熔融的产物,很可能有少量幔源岩浆混入。综合本文数据并结合研究区大量前人已发表的岩浆岩类研究成果,认为西准噶尔南部地区在晚石炭世中晚期仍处于岛弧弧后盆地演化体系,准噶尔洋的闭合时限可能至少推迟至早二叠世早期之后。

华北克拉通中元古代A型花岗岩的成因及其构造意义

华北克拉通保存有与Columbia超大陆裂解相关的中元古代岩浆记录。本文综述了华北克拉通中元古代A型花岗岩的时空分布、岩石学和地球化学等特征,讨论了各期次A型花岗岩的成因及构造背景,论述了其对华北克拉通中元古代裂解事件的指示意义。华北克拉通主要发育4期A型花岗岩:1)~1.78 Ga A型花岗岩主要分布于南缘熊耳裂陷槽和晋陕地区;2)~1.70 Ga A型花岗岩主要分布于北缘渣尔泰—白云鄂博和燕辽裂陷槽;3)~1.60 Ga A型花岗岩主要分布于南缘熊耳裂陷槽;4)~1.32 Ga A型花岗岩主要分布于北缘渣尔泰—白云鄂博和燕辽裂陷槽。这4期A型花岗岩均来源于地壳物质的部分熔融,可能与同期伸展作用导致岩浆底侵提供热源有关。整体具有造山后伸展到陆内裂谷环境的演化序列,且存在明显的时空差异。华北克拉通中元古代A型花岗岩记录了4期主要的裂解事件,为华北克拉通参与了Columbia超大陆裂解提供了依据。

三维大地电磁方法揭示的吉林龙岗板内单成因火山深部岩浆系统

板内火山作用是指在远离板块构造边界的大陆内部发生的火山活动,位于中国东北的龙岗火山是研究板内火山活动的天然实验区. 我们分别于2020年和2022年在吉林龙岗火山区及其周围区域连续开展大地电磁测量工作,获得了覆盖龙岗火山区的141个宽频带测点数据,通过三维反演获得了该区域地壳上地幔尺度精细的三维电性结构模型. 该模型揭示出龙岗火山区及其周边地区上地壳基本上为高阻体,代表着火山区岩浆早期活动时大面积喷发冷凝所产生的火山岩. 龙岗火山区下方存在着多条岩浆通道穿过莫霍面在上地幔尺度合并且向下继续延伸. 这些岩浆通道自下而上可能主导了近期火山喷发和地壳隆升以及小震活动. 该模型清晰的显示了一个大陆板内火山系统从地幔源到地表跨岩石圈的形成机制,结合岩石学和地球化学资料,推测龙岗火山区的岩浆系统可能直接从软流圈地幔快速上升至地壳内部减压熔融导致喷发作用. 这些结果不但可以为龙岗火山区喷发风险的预测提供深层地球物理依据,也能为理解板内火山形成机制提供启发.

西藏丁青蛇绿岩早侏罗世堆晶斜方辉石岩的弧前特征及其地质意义

丁青蛇绿岩位于班公湖-怒江缝合带东段,其形成时代和构造背景还存在争议,而洋壳底部的堆晶岩能够较好限定古洋盆的构造环境。本文在对丁青东蛇绿岩扎西觉测区开展1/5万地质填图过程中,识别出堆晶杂岩底部的伟晶斜方辉石岩与方辉橄榄岩呈构造接触。伟晶辉石岩的锆石U-Pb年龄为189.56±0.46Ma。斜方辉石平衡温度为919.23~964.93℃(平均939.51℃),与角闪石的结晶温度(915.29~939.5℃,平均930.27℃)相似。伟晶辉石岩的形成压力大致在0.31~0.47GPa,结晶深度至少为13.53~18.44km,明显大于现代海域扩张脊的洋壳厚度。辉石岩的矿物和全岩地球化学成分以及计算的平衡熔体均与玻安质岩浆相似,结合辉石岩下部方辉橄榄岩具有弧前地幔橄榄岩和大陆岩石圈地幔这一特征,本文认为丁青东早侏罗世伟晶斜方辉石岩形成于洋-陆俯冲带的弧前环境。

大地电磁法的应用综述:以川滇地区为例

大地电磁法(包括音频大地电磁、宽频带大地电磁和长周期大地电磁)是探测近地表至上地幔深度的地球物理方法之一,以其对低阻体的敏感性,在深部结构探测、地震孕育环境、地球动力学以及地热和资源勘探等领域发挥着重要作用。川滇地区处于特提斯构造域的东段,诸多(微)板块在此碰撞拼贴,是青藏高原内部物质东流或块体侧向挤出的重要通道。川滇地区受板块边界的断裂带或者说缝合带相互切割及影响,是解析区域构造变形、孕震环境以及物质迁移的重要窗口。在简要介绍大地电磁法理论的基础上,也介绍了近年来兴起的人工源极低频电磁方法,本文综述了大地电磁法在川滇地区的应用,主要包括在地震孕育、火山和地热活动、成矿活动、构造与动力学以及电磁同震效应方面的应用,以较全面的视角为地球科学相关领域的学者提供川滇地区大地电磁学领域开展的工作。

从震源机制中准确识别发震断层面对重构应力场的意义

基于震源机制的应力场反演,需要从震源机制的两个节面中准确地识别出发震断层面,然后通过拟合发震断层面的滑动方向获得应力场.然而,目前的技术和方法不能保证能够从所有的震源机制中准确地识别出发震断层面.因此,用于应力场反演的断层数据中会参入小部分辅助断层面,这部分假断层的存在会造成重构的应力场与实际应力场产生多大程度的偏离?本文通过合成实验揭示出,从部分震源机制中错误地选择断层面可能会造成重构的应力场方向和主应力相对大小(R)与实际产生较大偏离,重构应力场的偏离程度主要与实际的应力R值、错误选择断层面的震源机制所占的比例以及震源机制中包含的噪声大小这三个因素有关.当实际的应力R值为中间值附近时,只有准确地选择断层面才能准确地重构R值,当实际的应力R值较小时,准确地选择断层面有助于准确地重构应力方向,故准确地从震源机制中选择断层面可以保证在不同的背景应力场下都能准确地重构应力场方向和R值,这对于根据重构的应力场合理解释构造运动具有重要意义.

沉积盆地波动过程分析:研究现状与展望

沉积盆地的波状运动是板块内部地壳运动的主要表现形式,沉积盆地的形成演化是地球系统中各种波动过程相互叠加的结果。盆地波动过程分析从沉积速率时间序列中分解出有周期规律的波动曲线,获得盆地演化历史的新认识,主要包括控制盆地演化的波动周期与成藏旋回、盆地地壳升降运动与油气生成及热演化的关系、不整合面的时空分布与剥蚀量恢复、多尺度波动叠加控制下的地层格架时空分布与生储盖层配置关系、隆拗变迁规律与油气藏保存的关系等。盆地波动过程分析技术将成盆、成烃和成藏的研究思路与地壳的波动过程有机融合,可以定量描述油气成藏动态演化过程,对油气勘探实践具有指导作用。沉积盆地波动过程研究未来应着重开展超长天文周期与地球深部动力学旋回驱动的盆地波动机制研究,加强地质证据与数值模拟技术融合,完善盆地波动过程分析方法,推进盆地波动理论成果转化以全面理解圈层相互作用与资源环境效应。充分发挥盆地波动分析技术对油气藏分布规律的预测功能,为油气资源远景评价与勘探提供科学依据。