东昆仑大格勒富铌碳酸岩矿物学特征

东昆仑大格勒地区新发现一套碱性岩-碳酸岩杂岩体,具有很好的铌等稀有金属成矿潜力。本文在岩相学研究基础上,结合背散射电子图像,应用电子探针能谱半定量分析和波谱定量分析技术,对东昆仑大格勒富铌碳酸岩中的铌矿物进行了原位微区成分分析。岩相学观察表明,铌矿物主要为铌铁矿族、铌钙矿、烧绿石、褐铈铌矿、铌易解石,含铌矿物为含铌钛铁矿、斜锆石。铌矿物嵌布粒度较细,嵌布关系紧密而复杂。其中,铌铁矿族常与磁铁矿、铌钙矿、褐铈铌矿和磷灰石紧密共生,多以细粒状集合体呈浸染状、星散型沿磁铁矿裂纹与边部进行交代。铌钙矿、烧绿石和褐铈铌矿常与铌铁矿、磁铁矿和磷灰石紧密共生,铌钙矿局部与铌铁矿呈不规则状接触分布,烧绿石呈不规则状沿铌铁矿边部分布,褐铈铌矿多以团块状沿铌铁矿边部分布。铌易解石与磁铁矿紧密共生,呈不规则状接触。初步推断铌矿物包括岩浆期形成的烧绿石和铌易解石,热液期形成的铌铁矿、铌钙矿、烧绿石和褐铈铌矿。矿物组合初步显示,大格勒富铌碳酸岩中的铌至少经过了岩浆和热液两个时期的富集。电子探针分析结果表明,主要铌矿物的Nb_(2)O_(5)平均含量分别为:铌铁矿族69.92%,铌钙矿59.55%,烧绿石59.14%,褐铈铌矿43.12%,铌易解石41.55%;含铌矿物的Nb_(2)O_(5)平均含量分别为:含铌钛铁矿1.33%,斜锆石1.22%。其中,铌铁矿族和铌钙矿、烧绿石为可选且具有工业价值的铌矿物。

东昆仑大格勒地区稀有和稀土矿化碱性杂岩体的发现及意义

稀有、稀土元素由于其特殊的属性对国民经济、国家安全和科技发展具有重要的战略意义。与碱性岩类相关的稀有、稀土矿产资源储量十分丰富,近年来对其勘探和开发越来越受到重视。青海省地质调查院在东昆仑中段大格勒地区首次发现了稀有和稀土矿化碱性杂岩体,岩石类型主要为含尖晶石磷灰石蛇纹石化橄榄岩、含磷灰石金云母霞石单斜辉石岩、橄榄辉长岩、含磷灰石金云母角闪石岩、磁铁矿化含橄榄石磷灰石碳酸岩等,其中含矿岩石为碳酸岩、橄榄岩、辉石岩等。矿石矿物主要为烧绿石、铌钽铁矿、磷灰石、独居石、钛铁矿。现初步圈定Nb、P矿体一条,矿体厚3.8~56.56 m,Nb_(2)O_(5)品位最高6.9%,平均0.71%;P_(2)O_(5)品位最高14.5%,平均品位5.6%,Ta和REE也伴有矿化,显示了很好的含矿性。这一发现大大拓展了青藏高原稀有、稀土矿的找矿空间,为发现新的、优质的稀有稀土矿产提供重要启示,具有重要的找矿和战略意义。

昆仑河早古生代两期埃达克质侵入岩的发现及其对东昆仑碰撞造山过程的启示

早古生代志留纪-泥盆纪是东昆仑原特提斯洋闭合和碰撞造山过程发生的重要时期。在该阶段出现有榴辉岩和大量A型花岗岩、镁铁-超镁铁质岩,并产出有夏日哈木镍矿、白干湖钨锡矿等一批重要的矿产资源。然而,东昆仑早古生代详细碰撞造山的深部过程、榴辉岩的折返机制等问题还没有得到合理的解释。在东昆仑造山带昆仑河地区新发现的早古生代埃达克质侵入岩可能为上述问题的解决提供了重要依据。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明昆仑河地区存在晚奥陶世(446Ma)和晚志留世(427-425Ma)两期埃达克质侵入岩。晚奥陶世埃达克质侵入岩为花岗闪长岩,SiO2(67.55%-68.21%)和Al2O3(14.59%-15.89%)含量较高,富Na2O(4.91%-5.15%)、贫K2O(1.54%-1.64%),亏损重稀土,Y含量是7.76×10^(-6)-8.61×10^(-6),Yb含量是0.67×10^(-6)-0.93×10^(-6),高Sr(484×10^(-6)-621×10^(-6))和Sr/Y比值(56-80),Cr(31.2×10^(-6)-38.3×10^(-6))和Ni(19.0×10^(-6)-22.5×10^(-6))含量较高,具有亏损的全岩Nd同位素组成,εNd(t)为+1.1-+1.2,其岩浆成因锆石的εHf(t)分成两组:主要岩浆锆石为+2.2-+10.6,另外一组岩浆锆石为-11.5--1.3。晚志留世埃达克质侵入岩主要为花岗闪长岩、花岗岩,高SiO2(66.36%-71.14%)和Al2O3(15.5%-19.65%),富Na2O(5.65%-7.68%),贫K2O(0.68%-1.47%),强烈亏损重稀土,Y为1.90×10^(-6)-5.02×10^(-6),Yb为0.16×10^(-6)-0.51×10^(-6),高Sr(362×10^(-6)-1100×10^(-6))和Sr/Y比值(130-514),具有弱富集的全岩Nd同位素组成,εNd(t)为-1.5--1.2,岩浆锆石εHf(t)主要分布在-10.2-+9.3之间。本文认为晚奥陶世埃达克质侵入岩最可能是俯冲洋壳熔融形成的埃达克质岩浆在上升过程中与同期古老大陆地壳来源岩浆发生了混合后形成的,而晚志留世埃达克质侵入岩可能是加厚下地壳部分熔融形成。结合区域地质资料,本研究认为东昆仑在晚奥陶世(446Ma)还存在大洋板片的俯冲和熔融,约在436-425Ma发生了大陆碰撞、板片断离和高压-超高压(HP-UHP)变质岩折返,并诱发了埃达克质、镁铁-超镁铁质和A型花岗质岩浆的产生。

拉脊山口蛇绿混杂岩中辉绿岩的地球化学特征及SHRIMP锆石U-Pb年龄

拉脊山口蛇绿混杂岩是分布于中祁连和南祁连构造带之间蛇绿混杂带的重要组成部分。该混杂带中的岩石种类相对齐全，各岩性间为构造接触；其中辉绿岩以岩块和岩墙两种形式产出。辉绿岩块SiO：含量为49．80％～50．13％，MgO含量为5．43％-5．64％，FeOT为10．96％～11．52％，TiO2含量较高（2．38％～2．62％）；辉绿岩墙Si02含量为43．41％～45．74％，MgO含量为9．04％～10．64％，FeOT为8．39％～9．96％，Ti02含量较低（0．89％-1．02％），二者均属拉斑玄武岩系列。其中辉绿岩块乏REE为135．4×10-6～150．9×10-6，（La／／Yb）N=3．51—4．03，具有右倾型稀土配分模式，富集Rb、Ba、K、sr等大离子亲石元素及Th、Nb、Ta、zr、Hf、Ti等高场强元素，呈现洋岛拉斑玄武岩特征；辉绿岩墙EREE为36．10×10-6～43．72×10-6，（La／Yh）N=1．12—1．20，稀土配分曲线相对平坦，呈现出与洋中脊玄武岩相似的稀土和微量元素配分模式。这两类辉绿岩样品均缺乏Nb、Ta和Ti负异常，可能分别形成于洋岛／海山和洋中脊环境：SHRIMP锆石u．Pb测年结果显示，辉绿岩块形成时代为491．0±5．1Ma。这些不同构造属性的辉绿岩可能形成于原特提斯洋向北俯冲消减过程。

西秦岭与赛什塘铜矿床有关的花岗质岩石岩浆源区特征及大地构造背景探讨

西秦岭赛什塘铜矿区内出露的三叠纪花岗质岩石有闪长玢岩、石英闪长岩、石英闪长玢岩、花岗斑岩和石英斑岩,其岩浆源区与形成构造环境可为古特提斯洋演化和区域成矿作用研究提供证据。岩石地球化学特征共同表明,这些花岗质岩石属于准铝质钙碱性-高钾钙碱性系列,为I型花岗岩;Mg#值变化较大(39~68),LREE富集,HREE亏损,(La/Yb)N比值介于8.50~22.9,具有Eu负异常,δEu介于0.28~0.78,同时富集大离子亲石元素Cs、Rb、K、Pb,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,呈现出与典型俯冲作用密切相关岛弧花岗岩相一致地球化学特征。石英闪长玢岩和石英斑岩SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为219.0±2.3Ma和220.0±2.0Ma,锆石εHf(t)分别为-4.5^-2.1和-2.5^+1.0,对应二阶段模式年龄分别为1392~1544Ma和1190~1415Ma。结合前人对西秦岭三叠纪花岗岩以及其南侧阿尼玛卿蛇绿混杂带研究成果,本文认为赛什塘铜矿区花岗质岩石与西秦岭同时期花岗岩形成于与古特提斯洋向北俯冲密切相关的大陆边缘弧环境,其岩浆源区为中元古代下地壳变基性岩,且岩浆可能受到地幔物质混染。

造山带中古海山残片的识别——以拉脊山缝合带青沙山和东沟地质填图为例

造山带内海山/洋岛残片的识别是确定古缝合带和古洋盆存在的直接地质证据。祁连造山带被普遍认为是原特提斯洋盆俯冲和闭合的产物,然而南祁连地区是否存在古洋盆长期存在争议。通过对拉脊山关键地段早古生代岩石开展大比例尺地质填图和室内综合研究,在青沙山和东沟地区识别出连续的由洋岛型枕状玄武岩、火山碎屑岩、泥岩、凝灰岩和灰岩组成的火山-沉积组合序列,它们分别呈构造窗和构造残片产出,是拉脊山增生杂岩的重要组成部分,代表中寒武世—早奥陶世原特提斯洋内海山残片。这些海山残片的识别不仅表明拉脊山地区存在早古生代洋盆和缝合带,同时为造山带古洋盆构造演化研究提供了新思路。

秦祁结合部清水-张家川基性岩形成时代和构造归属探讨

中央造山系北缘发育完整的早古生代"弧-盆"体系,而其洋内弧盆体系还是陆缘弧盆体系属性的确定,可为原特提斯域古板块构造格局和中央造山系早期造山过程的恢复提供依据。秦岭-祁连结合部清水-张家川地区出露的与原特提斯洋俯冲作用相关的基性岩形成时代和构造归属的探究,是解决中央造山系早古生代洋-陆转换过程以及东西链接等科学问题的重要内容之一。清水-张家川地区主要出露块状、枕状玄武岩以及少量辉绿岩墙和硅质岩夹层,玄武岩和辉绿岩明显富集Th、LREE,亏损Nb、Ta、Zr、Hf和Ti元素,而Th/Nb比值则分为1. 09~2. 04和0. 18~0. 73两组,分别与岛弧和弧后裂谷熔岩相一致。另外,这些基性岩具较高的Th/Yb和εNd(t)(+4. 4^+4. 8)值,显示岩浆来自受洋壳沉积物混染的亏损地幔源区。最新LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示辉绿岩墙形成于500±3Ma。结合区域岩石地层资料,综合分析表明清水-张家川地区基性岩形成于寒武纪,早于晚奥陶世酸性火山岩和侵入岩。它们与其东、西侧北秦岭和北祁连构造带内的寒武纪-早奥陶世洋内弧和弧后盆地岩浆岩共同构成了原特提斯洋北缘早古生代洋内弧-盆体系。

柴北缘托莫尔日特古元古代变质基底的发现——对早古生代缝合线位置的约束

柴北缘构造带东部托莫尔日特地区发现了古元古代片麻岩和斜长角闪岩,其构造归属对认识区域构造格局具有重要意义。托莫尔日特地区发育大量早古生代火山-沉积岩、蛇绿岩和侵入岩,片麻岩和其中透镜状斜长角闪岩仅出露于填图区东北侧,其原岩分别为花岗闪长岩和基性岩。用LA-ICP-MS技术测得片麻岩和斜长角闪岩中锆石的U-Pb年龄分别为2413±28 Ma(上交点年龄,n=29,MSWD=2.3)、1966±46 Ma(207 Pb/206 Pb年龄加权平均值,n=4,MSWD=1.7)和1922±22 Ma(上交点年龄,n=29,MSWD=1.3)。结合锆石特征认为,2413±28 Ma可代表片麻岩原岩岩浆的结晶年龄,1966±46 Ma和1922±22 Ma可分别代表片麻岩和斜长角闪岩的变质年龄。片麻岩具有典型埃达克岩高Sr低Y的地球化学特征,MgO、Cr和Ni含量较低,锆石εHf(t)值介于-0.8~+4.0之间,二阶段模式年龄为2704~2965 Ma,全岩εNd(t)值介于+0.8~+1.6之间,显示其可能为加厚下地壳部分熔融成因。古元古代变质岩的岩石组合、地球化学特征、形成时代等均与北侧德令哈杂岩特征一致,表明其属于北侧欧龙布鲁克地块变质基底,而非柴北缘构造带。这一认识约束了柴北缘缝合线的位置,进一步将该地区缝合线限定在赛坝沟蛇绿岩和古元古代变质岩之间很窄的范围内。

拉脊山蛇绿混杂带结构组成、形成时代与形成过程

祁连造山带是原特提斯洋闭合过程中,阿拉善和柴达木地块在青藏高原东北缘拼合的产物。它是由蛇绿岩残片、海山、岛弧、弧前/弧后盆地等多个构造单元构成的典型增生型造山带,表现出在多个元古代微陆块周围分布有蛇绿岩和岛弧火山岩的特征。蛇绿混杂带广泛分布于北祁连和南祁连中,在南祁连主要出露寒武纪玄武岩、安山岩、辉长岩、超基性堆晶岩、硅质岩、灰岩、砂岩和少量地幔橄榄岩,呈现出蛇绿混杂带的典型特征,

青藏高原东北缘宗务隆构造带天峻南山早古生代残余洋盆的识别和地质意义

宗务隆构造带夹于中央造山带原特提斯构造域内,发育与古特提斯洋演化相关的天峻南山蛇绿岩,是研究原特提斯向古特提斯转换的关键地质体。该蛇绿岩由超基性岩(蛇纹岩)、辉绿岩、玄武岩和硅质岩组成。蛇纹岩中尖晶石具高Mg#(58.6~64.5)和低Cr#(38.9~43.9)的特征。玄武岩和辉绿岩属于拉斑玄武岩系列,轻稀土元素左倾和重稀土元素平坦,富集Th而亏损Ti,总体上与弧后扩张脊熔岩具有一致的球粒陨石标准化稀土元素以及N-MORB标准化微量元素配分模式,同时这些基性岩具较高的Th/Yb值和εNd(t)值(+7.5~+9.6),显示岩浆来自受洋壳沉积物混染的亏损地幔源区。这些特征均与弧后盆地蛇绿岩类似。最新LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示辉绿岩形成于509±4Ma。结合野外接触关系表明,部分天峻南山蛇绿岩形成于寒武纪,早于不整合其上的石炭纪复理石和晚奥陶世花岗岩脉(444.9±4.7Ma)。天峻南山寒武纪蛇绿岩作为早古生代残余洋盆被石炭纪复理石不整合覆盖,并在三叠纪洋盆闭合过程中通过构造方式就位于上覆石炭纪地层中。上述结果表明宗务隆构造带并非一个晚古生代-早中生代构造带,而是原特提斯洋和古特提斯洋相继闭合形成的早古生代-早中生代复合构造带。

南祁连拉脊山口增生楔的结构与组成特征

造山带内增生楔/增生杂岩结构与组成的精细研究可为古洋盆演化和古板块构造格局重建提供最直接证据。北祁连构造带发育多条增生杂岩带,记录了阿拉善和中祁连地块之间原特提斯洋的俯冲和闭合过程,然而南祁连构造带大地构造演化长期存在争议。地质填图结果表明,南祁连构造带拉脊山口地区存在一套强烈片理化的玄武岩、灰黑色和红色硅质岩、砂岩和泥岩组合,它们与一套呈现"块体裹夹于基质"结构特征的混杂岩共同构成了增生杂岩,发育双重逆冲构造、逆冲断层、无根褶皱、紧闭褶皱和透入性面理。该增生杂岩与蛇绿岩之间为断层接触,并位于断层下盘。混杂岩是由斜长花岗岩(561Ma)、斜长岩(507Ma)、辉绿岩、玄武岩、硅质岩和砂岩等外来或原地岩块与浊流成因的细碎屑岩基质共同组成;基质和砂岩块体均发育同沉积构造,呈现出滑塌堆积典型特征。空间上,拉脊山口增生杂岩与上覆蛇绿岩被断层所分割且共同仰冲于中祁连南缘青石坡组浊积岩之上,具有与东侧昂思多地区增生杂岩和蛇绿岩相似的岩石组成、构造变形和时空结构特征。它们与南侧的岛弧带共同构成了南祁连构造带寒武纪-早奥陶世沟-弧体系,指示了寒武纪-早奥陶世时期南祁连洋盆向南俯冲。

混杂岩基本特征与专题地质填图

混杂岩是造山带内最常见的地质体和最基本的大地构造相单元,是由多种地质作用共同形成的可作为一定比例尺(1∶25000或更大)的地质填图单元,并由块体和基质共同构成的内部无序的岩石混杂体。混杂岩的形成和就位构造环境不一致,并非所有混杂岩都具有古板块构造格局指示意义。蛇绿混杂岩和增生杂岩可作为古洋盆和汇聚板块边界的直接判别标志,其结构、组成与时空配置共同记录了古大洋板块地层系统发展及大陆地壳侧向与垂向增生历史。以大洋板块地层、海山理想层序和蛇绿岩"彭罗斯"层序模型为指导,专题地质填图是揭示造山带蛇绿混杂岩和增生杂岩结构、组成及其时空配置关系与形成机制的有效手段。这可为洋-陆转换研究及提高造山带结构深化认知程度提供直接证据,同时指导混杂岩相关矿床勘探与找矿预测。

西秦岭谢坑矽卡岩型铜金矿床地质特征与矿区岩浆岩年代学研究

谢坑铜金矿床位于西秦岭造山带西段,区域内主要出露下二叠统大关山群和下三叠统隆务河群,构造和岩浆活动发育。岩石学研究表明,谢坑铜金矿区内出露侵入岩主要为辉长闪长岩和辉长岩,它们是岗察岩体的重要组成部分。在辉长闪长岩与二叠纪灰岩接触带部位发育铜金和铁矿化并形成相关工业矿体。矿石类型主要有块状、脉状和浸染状三类。磁铁矿、磁黄铁矿表现为块状,黄铜矿为脉状和浸染状;脉状和浸染状黄铜矿穿插于块状磁铁矿矿石现象十分普遍,含金碳酸盐石英脉主要沿着矿石裂隙发育。围岩蚀变呈现清晰的蚀变分带现象,自岩体向外依次表现为钾化、青磐岩化和矽卡岩化。其中矽卡岩化主要发育于辉长闪长岩与灰岩接触带部位,与成矿关系密切,磁铁矿矿化主要发育于晚期矽卡岩阶段,磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物以及毒砂等矿物主要形成于早期硫化物阶段,金矿化主要发育于石英硫化物阶段。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,辉长闪长岩和角闪安山岩分别形成于243.8±1.0Ma和242.1±1.2Ma。该成岩、成矿时代与区域构造岩浆、成矿事件相一致。这些结果表明,谢坑铜金矿床为与西秦岭中三叠世弧岩浆作用密切相关的矽卡岩型矿床。

山阳-柞水矿集区李家砭Ti-Fe矿床成矿构造背景研究

李家砭Ti-Fe矿床位于南秦岭山阳-柞水矿集区内南侧山阳-凤镇构造混杂带内,主要表现为钛磁铁矿和钛铁矿化,含矿围岩为堆晶辉长岩。矿物组合特征及结构分析表明,该矿床为典型的岩浆分异型矿床。矿物成分和岩石地球化学分析结果共同表明李家砭杂岩体具有岛弧钙碱性和大洋板内玄武岩双重岩浆性质。辉长岩SHRIMP锆石U-Pb测年结果表明,李家砭辉长岩和Ti-Fe矿床形成于621±6Ma,其中所含有的继承性锆石来自新元古代晚期岛弧中酸性岩浆岩,以上特征表明李家砭Ti-Fe矿床形成于新元古代晚期弧后盆地构造背景下。

柴北缘牦牛山地区牦牛山组沉积相组合特征

柴达木盆地北缘牦牛山地区出露的牦牛山组是一套由冲积扇和扇三角洲相共同构成的陆相沉积组合,冲积扇相砾岩—粗砂岩组合主要分布于研究区SE侧,扇三角洲相砂岩—泥岩组合主要分布于研究区NW侧。古水流分析表明牦牛山组沉积物主要来自其SE侧古隆起,但后期扇三角洲相包含少量来自NW和NE向的沉积物。该套沉积组合序列特征与区域上分布在牦牛山西侧同时期形成的湖泊相、滨浅海相沉积共同表明,柴达木盆地北缘在晚志留—早泥盆世时期存在一NW向倾斜的古斜坡,且晚期北侧发生抬升。砾岩和砂岩碎屑组成与区域岩石组合类型对比表明,牦牛山组沉积碎屑物主要来自于滩间山群。沉积组合序列特征、碎屑组成和区域构造背景综合研究表明,牦牛山组可能为柴达木板块向北俯冲过程中形成的局部断陷盆地的充填物。

秦祁昆结合部三叠纪岩浆岩岩石学特征及其构造环境

秦祁昆结合部发育了大量三叠纪岩浆岩，主要沿青海南山断裂、瓦洪山断裂和多禾茂断裂周边分布，总体呈NW—SE向展布。岩石类型复杂多样，包括火山岩和侵入岩。火山岩主要以玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩和火山角砾岩为主；侵入岩主要为辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩、花岗岩、石英斑岩等。同位素年代学研究表明：秦祁昆结合部三叠纪岩浆活动主要集中在早一中三叠世和晚三叠世；233～253Ma代表早一中三叠世岩浆活动，205～225Ma代表晚三叠世岩浆活动。空间上，岩浆活动呈现出由NW向SE逐渐年轻化的趋势。岩石组合及岩石地球化学特征表明：秦祁昆结合部旱一中三叠世岩浆岩形成于古特提斯洋由南向北俯冲的大陆边缘弧环境下，而晚三叠世可能已经逐渐进入后碰撞阶段。

秦祁昆结合部晚三叠世OIB型玄武岩岩石学、地球化学及SHRIMP锆石U-Pb年代学研究

秦祁昆结合部夏河县八角城作海枕状玄武岩,不整合于中二叠统大关山组生物灰岩之上。枕状构造保存完好,气孔、杏仁构造发育,具斑状结构。斑晶主要为橄榄石,其次为斜长石和辉石;基质由板条状斜长石微晶、粒状辉石、橄榄石及钛铁矿等矿物组成。橄榄石斑晶发生伊丁石化、滑石化和绿泥石化,部分橄榄石完全被伊丁石化。TiO2质量分数为1.99%～2.24%,Mg#值为58～64,∑REE为(106～119)×10-6,LaN/YbN为5.6～7.1,富集Nb、Ta、Zr,以及Rb、Ba、Th、U、K等元素,高Nb/Y低Zr/Ti,并且呈现出与夏威夷、土耳其等地区OIB型碱性玄武岩相一致的稀土、微量元素配分模式曲线。橄榄石斑晶Fo值为82.73～84.57,w(CaO)均大于0.1%;斜长石斑晶An为64.72%～70.39%,基质中斜长石An为58.88%～61.53%,且斜长石斑晶较基质中斜长石呈现出低Si、Fe、Na、K、Ti和高Al、Ca特征。这些事实表明,形成该套岩石组合的原始岩浆曾经经历了橄榄石和斜长石等矿物的结晶分异作用。SHRIMP锆石U-Pb测年结果表明,八角城作海玄武岩形成时代为晚三叠世Norian期((220.5±4.2)Ma)。结合区域地质资料,在秦祁昆结合部古特提斯洋于晚三叠世俯冲消减结束并进入陆-陆碰撞造山作用阶段,该时期陆-陆碰撞作用引发的岩石圈拆沉作用导致岩石圈的减薄,进而形成八角城作海OIB型枕状玄武岩。

青海南山“金水口岩群”的时代与构造属性研究

在青海南山出露一套变质程度达角闪岩相的变沉积岩组合,被认为可与东昆仑造山带中的金水口岩群相对应,其形成时代和构造属性仍存争议。本文对该套组合中的矽线石云母石英片岩和花岗伟晶岩侵入体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和Lu-Hf同位素分析,结果表明矽线石云母石英片岩碎屑锆石U-Pb年龄峰值为779Ma,明显年轻于东昆仑造山带金水口岩群物源区最小年龄峰值(>1.9(Ga);对应的ε_(Hf)(t)值主要为负值(-23.7^-11.8),T_(DM2)年龄为2436~3172Ma,来自于再循环的古元古代—太古代地壳物质,少量碎屑锆石年龄为1744~2819Ma。这些特征与南祁连构造带党河南山和化隆地区元古宙变沉积岩相一致,完全不同于东昆仑造山带中的金水口群。~779Ma碎屑锆石与中祁连和南祁连构造带中新元古代岩浆岩时代相近。花岗伟晶岩形成于439±2Ma,相对应的ε_(Hf)(t)和T_(DM2)分别为-14.2^-7.7Ma和1909~2316Ma,可能为形成于俯冲相关环境下古元古代地壳物质再循环形成的S型花岗岩;775Ma继承性锆石与矽线石云母石英片岩碎屑锆石年龄峰值一致,表明矽线石云母石英片岩为花岗伟晶岩的形成提供了部分物质来源。这些事实表明,青海南山所谓"金水口岩群"的形成时间应不早于779Ma,但不晚于439Ma,其沉积物源区应为~779Ma岩浆岩,在空间上与南祁连构造带党河南山地区以及拉脊山南侧化隆地区的同时期变沉积岩具有相似的沉积物源区和构造属性。

造山带中增生楔识别与地质意义

增生楔主要由海沟复理石、远洋—半远洋沉积和洋岛/海山等大洋板块地层岩石及蛇绿岩共同构成,是汇聚板块边缘古俯冲带构造—沉积作用的综合产物,以发育叠瓦状逆冲断层、双冲断层和紧闭—倒转褶皱,以及片理、碎裂构造、小型褶皱、膝折等不同尺度的构造为特征。增生楔组成包括连续单元和混杂岩两部分,严格受滑脱面位置控制。增生楔是增生型造山带最基本大地构造相,它与弧前盆地、岛弧/大陆边缘弧的时空配置关系可直接指示大洋板块俯冲极性、揭示洋盆演化与造山作用方式。准确识别增生楔,详细解剖其结构特征与组成特征,综合判别并恢复大洋板块地层,可为古板块边界与古大洋盆地消亡位置确定、造山带结构精细划分及造山作用过程重建提供基本依据。大比例尺地质填图是研究增生楔结构和组成、以及大洋板块地层重建的有效手段。以南祁连拉脊山石灰窑增生楔为例,地质填图结果表明它是由中寒武世—早奥陶世洋壳物质构成,自北而南依次可分为海沟—大洋盆地—海山OPS和六道沟SSZ型蛇绿岩,被南倾逆冲断层分割成多个岩片。海沟—大洋盆地OPS岩片基本保留完整地层序列,海山OPS岩片包括连续单元和混杂岩两部分。顶帽山增生楔主要由海山OPS构成,内部结构层序相对完好,是南祁连构造带中保留最为完整、规模最大的海山OPS岩石组合序列。上述不同类型OPS片段和六道沟SSZ型蛇绿岩组成的增生楔与其南侧岛弧带同时代。增生楔—岩浆弧的时空配置暗示寒武纪—早奥陶世时期原特提斯洋自北向南俯冲极性。这些认识为南祁连早古生代火山—岩浆—沉积构造演化以及是否存在古洋盆与古洋盆演化重建提供基本佐证。

西沙群岛石岛浅部基底地壳应力测量及其地球动力学意义分析

西沙群岛独特的构造位置决定了其构造运动背景和地壳应力场动力源的复杂性.位于西沙群岛石岛、深达1268.07m的西科1A井在1257.52m钻遇花岗岩基底.在1125.8~1262.0m开展5次水压致裂地应力测量,获得最大水平主应力为17.09~20.85MPa,最小水平主应力为15.97~18.29MPa,估算垂直主应力为22.86~26.68 MPa,地壳应力结构为SV〉SH〉Sh,以垂直主应力为主导,该应力结构特征有利于正断层活动,表明西沙群岛地壳基底处于拉张的应力环境.受西沙海槽断层影响,水平应力值较低.印模测试显示基底地壳应力方向以近东西-北西向为主,与已有的GPS测量、横波分裂和面波反演结果较为吻合,显示西沙群岛岩石圈尺度上变形一致性较好.西沙群岛地壳应力场的力源受板块运动和地幔物质上涌作用联合制约.综合南海西北部实测地应力数据分析,显示该区域主应力方向较为一致,应处于统一、稳定的构造运动背景之中.西科1A井水压致裂试验是我国首次涉海深孔地壳应力测量,具有重要的地球动力学意义,提供了研究南海地球物理场的宝贵基础资料.