北祁连中段俯冲-增生杂岩/火山弧的时代探讨

北祁连中段俯冲－增生杂岩／火山弧由俯冲－增生杂岩和火山弧两个单元所组成，前者以早奥陶世具洋壳性质的蛇绿岩、蛇绿混杂岩及深海复理石为主体，夹中、晚寒武世大陆裂谷及洋陆过渡环境的火山岩及碎屑岩块。同位素年代学显示俯冲－增生杂岩的深部单元经历了４８９—４４０Ｍａ的ＨＰ／ＬＴ变质作用，而火山弧的形成时代为４９５—４６６Ｍａ。

云县-景谷火山弧带大中河晚志留世火山岩的发现及其地质意义

云县-景谷火山弧带大中河地区新识别出一套晚志留世中基性-中酸性火山岩组合,其LA-ICPMS锆石U-Pb年龄为421.2±1.2Ma和417.6±5.1Ma。该套火山岩具有富铝(12.73%～16.63%)、富钠(K2O/Na2O=0.56～0.99)和高Mg#(46.0～50.0)的特征,属于钙碱性系列岩石;同时富集轻稀土,Eu具有不同程度的弱亏损,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),具有正εNd(t)值(3.86～4.39)和较高的Th/Ta比值(15～17),显示与活动大陆边缘岛弧型火山岩相似的地球化学性质。大中河晚志留世火山岩很可能是俯冲沉积物流体交代地幔楔物质部分熔融的产物,并在岩浆上升过程中经历了一定的分离结晶作用和浅部地壳物质的同化混染;结合区域同期(410～420Ma)岩浆活动及相关的高压变质事件分析,应为原-古特提斯洋在早古生代末期向东俯冲消减作用的产物,从而为扬子陆块西部边缘晚古生代"三江"多岛弧盆系的形成演化提供了前锋弧发育的岩石学证据及其动力学机制。

滇西云县-景谷火山弧带官房铜矿床成因:流体包裹体及年代学证据

官房铜矿位于云县-景谷火山弧带北段,矿体主要呈浸染状、网脉状赋存于小定西组杏仁状玄武岩、玄武质角砾岩及其断裂破碎带中。本文采用LA-ICP-MS方法,首次获得小定西组玄武岩锆石U-Pb年龄为234.3±0.8Ma,表明赋矿地层小定西组形成于中三叠世,而不是前人一直认为的晚三叠世。通过矿石中石英、方解石的流体包裹体形貌特征、均一温度和成分的研究,并结合矿区矿石矿物特征,认为官房铜矿至少存在两期不同的成矿作用,即中三叠世火山-次火山热液成矿和后期(可能为新生代)地下水热液叠加改造。结合云县-景谷火山弧的形成演化过程,认为区域中三叠统小定西组玄武岩和芒怀组流纹岩构成了"双峰"式火山岩组合,官房铜矿产于中三叠世裂谷盆地的基性火山岩中,受海陆交互相的古地理环境制约,早期成矿具有VHMS型成矿特征,由于缺乏火山热液成矿流体聚集的"卤水池",仅发育典型VHMS矿床下部火山通道相中的脉状-网脉状-角砾状矿体,缺少上部厚大的层状矿体,并经历了后期地下水热液的叠加改造。

江达-维西陆缘火山弧的形成演化及成矿作用

江达 维西陆缘火山弧为金沙江弧后洋盆向西俯冲消减和斜向碰撞过程中形成 ,其过程经历了俯冲造弧 碰撞成弧 张裂成盆的复杂发展历史。早二叠世晚期—晚二叠世 (P21 P2 )形成俯冲型弧火山岩 ,早中三叠世 (T1+ 2 )形成碰撞型弧火山岩 ,晚三叠世早期 (T13)于裂谷盆地中发育“双峰式”火山岩。晚三叠世早期 (T13)裂谷盆地从北向南形成生达 车所 鲁麻弧后盆地、徐中 鲁春 红坡上叠 (弧后 )裂谷盆地和箐口塘 催依比 上兰上叠 (弧后 )裂谷盆地三个次级半深海 深海盆地。生达 车所 鲁麻弧后盆地的拉裂时间为 11 6Ma ,速度为 0 2 7cm/a ,距离为 6 3km ;徐中 鲁春 红坡上叠 (弧后 )裂谷盆地的拉裂时间为 16 1Ma ,速度为 0 4 3cm /a ,距离为 140km ;箐口塘 催依比 上兰上叠 (弧后 )裂谷盆地的拉裂时间 16 1Ma ,速度为 0 36cm/a ,距离为 116km。弧火山岩中形成有沉积 改造型铜、金、银、铅、锌多金属矿 ,裂谷 (火山 )盆地中形成有喷流 沉积型铜、金、银、铅、锌多金属矿。晚三叠世早期火山 沉积盆地已成为三江地区中生代重要的成矿盆地。

宗乃山－沙拉扎山陆壳基底火山弧火成岩组合及地球化学特征

宗乃山－沙拉扎山火山－深成岩带是个具陆壳基底的火山弧。至少自４１１Ｍａ以来，发生北侧洋壳向南的俯冲作用，形成钙－碱性火成岩组合。岩浆总体上向碱值增加的方向演化。发生于华力西末期的区域性钾交代作用，是使岛弧转变为成熟陆壳的重要标志。

台湾-吕宋岛双火山弧的构造意义

扼要评介了国内外关于台湾-吕宋岛双火山弧在南海沿马尼拉海沟俯冲的动力学过程和俯冲板块深部形态等方面研究的成果;认为目前的动力学模式还不够完善,没有能够对台湾-吕宋岛双火山弧中存在的第四纪火山间断做出合理的解释,为此引入“板片窗”概念,对已经提出的动力学模式进行了修改;并统计1964～2006年发生于菲律宾地区的地震震中位置,认为存在于菲律宾群岛17°～19°N之间的深源地震稀疏带和存在于14°～15°N之间的喇叭状地震稀疏带是地震作用对于南海板片窗构造存在的反映;结合研究区域已有应力场研究资料,认为俯冲的南海亚板块中板片窗两侧俯冲倾角的差异,应该是造成俯冲带内应力分布出现分带现象的原因之一。

西准噶尔博什库尔-成吉斯火山弧中早石炭世火山岩的地球化学特征及其构造意义

西准噶尔北部谢米斯台山西缘发育的下石炭统黑山头组主要为一套火山碎屑岩 中酸性火山熔岩组合.通过对黑山头组英安岩和安山岩进行岩石地球化学研究,不仅可以提高博什库尔 —成吉斯火山弧的研究程度,更有助于对西准噶尔北部岩浆活动及构造演化提供新认识.研究发现二者均具有较高的SiO2 （60.52％～71.58％）、全碱Na2O＋K2O（6.88％～10.31％）、Al2O3 （13.37％～16.31％）,较低的P2O5（0.03％～0.27％）和TiO2 （0.07％～1.89％）.英安岩属于碱性 亚碱性系列,安山岩属于钙碱性系列.岩石稀土元素总量较高（62.7×10-6～274×10-6）,富集轻稀土元素（（La/Yb）N=2.75～12.7）,具有明显的负铕异常（δEu=0.247～0.501）,富集大离子亲石元素（Rb,Ba,Th）,相对弱亏损高场强元素（Nb,Ta,Ti）,显示岛弧火山岩的地球化学特征.通过对其源区和构造环境分析发现,博什库尔 — 成吉斯火山弧形成于岛弧俯冲环境下,且在此过程中伴随有消减沉积物熔体的加入.

西准噶尔博什库尔-成吉斯火山弧早石炭世火山岩的确立及构造意义

博什库尔-成吉斯火山弧中的黑山头组分布于西准噶尔谢米斯台山西缘,主要为一套火山碎屑岩-中酸性火山岩组合,其中酸性火山岩主要为安山岩、碎裂岩化安山岩、英安岩。通过对黑山头组中的英安岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得其年龄为(331±2.4)Ma(n=13,MSWD=0.39,95%置信度),时代为早石炭世。证实博什库尔-成吉斯火山弧岩浆活动在早泥盆世以后并未完全结束,并延续到了早石炭世。

北祁连中段加里东俯冲－增生杂岩／火山弧带及其变形特征

分布于北祁连造山带中段的加里东期俯冲－增生杂岩／火山弧带可划分为托莱山俯冲杂岩带和走廊南山增生杂岩／火山弧带两个亚带。前者主要由蛇绿岩、蛇绿混杂岩及深海复理石组成，为古祁连洋俯冲作用后期由于岛弧的阻力在浅部刨铲作用的产物；后者由不完整的蛇绿岩透镜体、高压变质岩、弧火山岩及一些变质碎屑岩等组成，反映古祁连洋不断向北俯冲，火山弧前锋南移，增生杂岩不断增厚且在其下部发生板底垫托作用以及海沟不断向南倒退的复杂演化历史。俯冲－增生杂岩在加里东期共经历三期变形作用（Ｄ＿１、Ｄ＿２、Ｄ＿３）。Ｄ＿１、Ｄ＿２为简单剪切变形机制，反映从Ｎ向Ｓ的逆冲方向。Ｄ＿３为压扁型变形机制，代表走廊南山古岛弧与中祁连地块碰撞时的挤压变形。

台湾-吕宋双火山弧的可能成因:菲律宾板块北西向加速运动

台湾-吕宋双火山弧绵延近500 km,南北向展布于台湾岛和吕宋岛之间,其成因尚无定论。前人将其归因于轻质物质(南海洋中脊或南海北部轻质高原)的俯冲,然而数值模拟研究并不能有效支持该观点。随着欧亚-菲律宾板块的会聚,南海东部次海盆被动俯冲于菲律宾板块之下。为了验证被动俯冲和主动俯冲对俯冲角度的控制作用,本文构建了二维高精度数值对比模型,在其他因素完全相同的情况下,考察会聚方向的差异对俯冲角度的影响。模拟结果显示,仅仅改变会聚方向,俯冲角度就能够发生巨大变化。在被动俯冲背景下如果条件合适则易于发生低角度俯冲。综合前人研究成果可以发现,南海-菲律宾俯冲系统的条件满足发生低角度俯冲的要求,表现在两方面:①南海东部次海盆的年龄从最新的洋中脊向北波动增加,最老为33 Ma,小于低角度俯冲洋盆年龄要求的40 Ma;②欧亚-菲律宾板块的会聚速率大于低角度俯冲速率要求的4 cm/a。由此,本文认为菲律宾-欧亚板块在被动俯冲背景下的低速会聚形成了高角度俯冲从而导致西弧的形成;之后菲律宾板块北西向加速运动导致俯冲角度减小,西弧停止活动而东弧开始形成。本文模型不需要俯冲的轻质物质提供额外的浮力进而促使板片角度减小。西弧和东弧存在分叉现象,我们认为原因可能是洋壳年龄向北增加和(或)菲律宾板块旋转。本文提出了台湾-吕宋双火山弧另一种可能的演化机制,有助于推进对该双火山弧和该俯冲系统的理解,也能够为认识其他被动俯冲过程提供参考实例。

川西义敦古火山弧的火山建造

义敦古火山弧是松潘-甘孜造山带地质演化中极其重要的地质构造单元,本文对构成义敦古火山弧主体的海相火山建造进行了系统分析。按岩石地层单位的划分原则,重新厘定了火山地层的界线。这套火山建造主要由玄武岩、安山岩、流纹岩、粗面岩组成,并出现了特殊的钾玄岩组合。火山岩序列经历了由晚二叠世至早中三叠世初始裂谷的亚碱性岩系拉斑系列、碱性岩系钠质系列,到晚三叠世早期不成熟岛弧的亚碱性岩系拉斑系列、钙碱系列,再到晚三叠世晚期成熟岛弧的亚碱性岩系钙碱系列、碱性岩系钾质系列的演化过程。按照地层结构和火山喷发的自旋回单位,成熟岛弧期的火山建造可分为三个大旋回、四个大的韵律,并建立了火山岩地层模型。尝试利用层序地层学原理,把该套火山-沉积地层分为两个层序、五个准层序组,反映了海平面相对升降及沉积速率的变化。按变质矿物组合,该套火山地层的变质作用可分为三期:火山期后热液及成岩变质;区域动力变质;晚期热液及矿化热液蚀变。岩石地球化学分析表明,该火山建造总体属同源岩浆演化系列,母源有可能是石榴石或尖晶石二辉橄榄岩,并经历了早期熔融分离及围岩的长期交换。

西藏南冈底斯叶巴火山弧的构造-地层属性及其演化

南冈底斯岩浆岩带出露的一套早-中侏罗世火山-沉积建造经历了多期构造变形,致使这套火山-沉积层序发生了强烈的面理置换,形成了典型的构造-岩石地层。依据造山带地层划分方法将叶巴火山弧厘定为叶巴岩群,并根据内部岩性组合特征和构造变形特征将其进一步划分为邦堆岩组、叶巴岩组、甲玛岩组。运用构造解析原理划分了3期构造变形事件。第一期构造变形为脆-韧性剪切变形,剪切方式为纯剪占优的一般剪切变形,透入性面理S_(1)普遍置换层理S_(0)(S_(1)∥S_(0)),伴生倾伏向85°~100°陡倾的拉伸线理,运动学指示顶面朝西运动,存在左行和右行两个方向的剪切旋转碎斑共存的现象;EBSD实验结果显示变形的温度≤380℃,石英颗粒细粒化明显,重结晶方式为亚颗粒旋转重结晶;^(40)Ar-^(39)Ar年代学结果表明该期构造变形时代约为79 Ma,其可能代表新特提斯洋板片低角度(平板式)俯冲引起在弧后挤压背景下形成的挤出构造。第二期构造变形表现为S_(1)面理发生纵弯褶皱变形形成的轴面劈理S_(2),轴面产状倾向北或南,倾角40°~70°,枢纽向西或北西西倾伏;结合区域地质演化特征,认为其可能是在晚白垩世(79~68 Ma)南北向持续的挤压应力条件下,南冈底斯弧后盆地整体向上挤出,引发上地壳缩短、加厚进而导致褶皱作用的发生。第三期主要为浅层次膝折构造和近东西向正断层,最大主压应力方向为铅直向,最小主压应力方向(伸展方向)为近南北向;结合区域构造演化特征,认为该期变形可能代表渐新世末-中新世初期(23.74~21.1 Ma),印度岩石圈或青藏高原岩石圈或两者组合的拆沉作用引起冈底斯岩基隆升(主要动力学机制)和GCT活动并共同作用导致近南北向伸展滑覆事件发生。

云南维西三叠纪攀天阁火山弧区域地质特征及找矿意义

攀天阁火山弧是江达―维西陆缘火山弧的二级构造单元,近年通过大量的野外地质调查和综合研究,发现铁铜铅锌金银等多个矿点,并初步认为攀天阁火山弧的成矿环境与多岛弧盆及次一级多个封闭或半封闭,并属于弧间盆地的弧内坳陷洼地的古地理构造有关。且弧内可能存在一个局部拉张环境下形成的小海盆,海盆于晚三叠世晚期关闭,结束了攀天阁火山弧的弧盆成矿演化阶段。剐抓瓜断裂可能是小海盆关闭的产物。燕山-喜马拉雅期大规模、大范围的构造叠加,使该区又进入陆内构造转换成矿演化阶段,多岛弧盆的古地理格局与大范围、多期次的成矿构造事件叠加,使弧内沿剐抓瓜断裂一带成为主要的矿集区,并且区域物化探综合异常与矿集区矿点叠合较好,关联性强。综合认识这些特点对攀天阁火山弧的弧内找矿工作具有十分重要的意义。

沿火山弧火山组分的时空变化主要与深部岩浆物质有关

几十年来对火山弧的研究使人们对控制岩浆活动的所有过程以及这些过程如何作用于单个火山中的具体表现有了深入了解。然而,在火山弧内部,火山流和火山成分普遍而剧烈变化的原因在很大程度上仍然没有得到解决。研究这种弧尺度问题需要地球物理和地球化学数据进行更多的定量比较,这些数据通过一系列共同的密集变量相互联系。为了实现这些目标,由美国亚利桑那州立大学地球与空间探索学院,俄勒冈州立大学地球、海洋和大气科学学院,康奈尔大学地球与大气科学系,哥伦比亚大学拉蒙特·多尔蒂地球天文台等机构的相关研究人员对此开展研究。

弧-陆碰撞开始时吕宋火山弧的塌陷:来自台湾东部中新世-上新世不整合的证据

1 前言台湾岛位于菲律宾海板块和欧亚板块之间复杂的会聚板块交界处,北向的吕宋火山弧沿着此边界现今与北东向的欧亚大陆边缘发生了向南推进的弧-陆碰撞(图1)。台湾碰撞作用的特点是欧亚大陆边缘的俯冲、活动的褶皱-逆冲带中地壳的巨大加厚、区域性变质作用和迅速的隆起,后者受到迅速侵蚀的平衡。自早上新世以来,与碰撞有关的造山作用伴有在台湾增生楔西翼(前渊)和东翼(向洋翼)之上同构造深沉积盆地的发育。在东翼盆地(碰撞盆地)

坦佩雷片岩带=芬兰南部早元古代火山弧系统中的构造样式

呈东西向狭长状分布的坦佩雷片岩带,其中心部分由火山岩和低级变质沉积岩组成,四周为侵入岩和混合岩所环绕。第一期褶皱事件,具近直立轴面和近水平的初始褶轴,为本带的主导构造。保存很好的原生构造表明:本带北部为东西向延伸的主向斜,翼部为小型直立、开阔—紧密的向斜和背斜。主向斜翼部 F_1褶轴已旋转成陡倾伏至近直立拉伸线理。近直立面上为右旋的 F_2褶皱、B—W 至 NE—SW 走向的 S_2褶劈理及陡倾伏褶轴叠加于透入性 S_1片理上。由 D_2构造推断在近水平上为右旋剪切。D_3的膝褶和断裂作用仅限于 NW—SE 至 N—S 向间的狭长带内。片岩与其南部混合岩之间的剪切带为一使高级变质岩抬升的南倾的逆冲或逆断层。坦佩雷片岩带北部为另一条推断的大剪切带。这两条剪切带均形成于 D_1递进变形晚期.基于这些构造及已出版的沉积地质学、地球化学和同位素的资料,坦佩雷片岩带被解释为一古火山弧系统中弧前区内一逆冲岩席的上盘,构造面向表明其俯冲方向朝南。

火山弧根深部地震

地球上最壮观而引人入胜的火山形态是与冷而坚固的地表板块俯冲进地幔处的深海海沟平行的优美的火山弧。有3/4以上在海平面以上喷发的火山是在这些称之为俯冲带的地区发生的。地震的倾斜带沿火山弧下面的板块沉入海沟路线分布,最后延伸到690公里深处。

江达-维西火山岩浆弧中段德钦岩体年代学、地球化学及岩石成因

本文对江达-维西火山岩浆弧德钦岩体的寄主岩石——花岗闪长岩及其镁铁质微粒包体(MME)——闪长岩进行了详细研究。二者LA-ICPMS锆石U-Pb年龄分别为254.6±1.8Ma和253.5±1.6Ma,二者形成时代一致。地球化学研究结果表明,花岗闪长岩富K2O和Na2O,且K2O>Na2O,富Al2O3,A/CNK平均为0.96;闪长岩富K2O和Na2O,但K2O<Na2O,富Al2O3和MgO,A/CNK平均为0.72;花岗闪长岩的稀土总量低于闪长岩,二者轻重稀土分馏明显,配分曲线为右倾的轻稀土富集型;二者均富集大离子亲石元素而亏损高场强元素Nb、Ta等;二者均具有相对较高的Mg#(58.8～65.8),并具有相对较高的相容元素Cr、Ni含量(花岗闪长岩平均值分别为115×10-6和31.6×10-6,闪长岩平均值分别为398×10-6和98.2×10-6;花岗闪长岩和闪长岩176Hf/177Hf的平均值分别为0.282383和0.282287,二者εHf(t)平均值分别为-8.3和-11.8,反映了二者属于I型花岗岩,可能为岩浆混合作用的产物。地球化学特征及Hf同位素组成一致显示岩浆来源于地壳的部分熔融,伴有不同比例的地幔物质加入,形成于弧陆碰撞-后碰撞的构造背景,暗示金沙江结合带在～255Ma已经进入了弧陆碰撞-后碰撞的地质时期。