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。

敦煌地块新太古代晚期岩浆-构造热事件:来自东巴兔山地区TTG片麻岩的证据

敦煌地块位于塔里木克拉通的东北缘,区内广泛出露前寒武纪岩石,主要由新太古代到古元古代TTG片麻岩、变质表壳岩及变基性-中酸性侵入岩组成,研究其中的TTG片麻岩对于探讨敦煌地块早前寒武纪大陆地壳的形成和演化具有重要的意义。本文对敦煌地块东巴兔山地区的太古宙TTG片麻岩进行了详细的野外调查、锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素分析,以查明其岩石成因和构造背景,进而探讨敦煌地块早前寒武纪构造演化过程。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,东巴兔山上口子和营湖峡地区的奥长花岗质片麻岩的形成年龄为2.6~2.5Ga,属于新太古代晚期岩浆作用的产物,之后经历了古元古代(~2.4Ga和~2.0Ga)和晚古生代(~350Ma)的两期变质事件。东巴兔山地区TTG片麻岩具有高的SiO 2(67.29%~76.20%)和Na 2O(4.94%~5.83%)含量,低的MgO(0.51%~1.57%)和K 2O(0.39%~1.30%)含量,以及中等Al 2O 3(14.09%~15.87%)含量,其铝饱和指数(A/CNK)值为0.96~1.04,Mg#值为50.2~66.1。TTG片麻岩具有低-中等的稀土元素含量(∑REE=69.6×10^(-6)~174×10^(-6)),轻、重稀土分馏明显((La/Yb)N=23.9~141),富集轻稀土,显示弱到明显Eu正异常(Eu/Eu=1.08~1.81),富集大离子亲石元素(如,Rb、Sr、Th、U等),亏损高场强元素(如,Nb、Ta、Ti等)。此外,这些岩石还具有高Sr(551×10^(-6)~824×10^(-6))、低Y(3.13×10^(-6)~8.98×10^(-6))含量,Sr/Y比值为66.8~215。锆石Hf同位素组成显示,东巴兔山地区TTG片麻岩具有负到正的εHf(t)值(-11.7~+8.3),但大部分为正值,对应的二阶段Hf模式年龄为3811~2521Ma。上述地球化学特征表明,敦煌地块东巴兔山地区新太古代晚期TTG片麻岩主体应为新生玄武质地壳物质部分熔融的产物,源区可能有石榴子石、角闪石和(或)金红石残留。结合已有的研究成果,本研究认为敦煌地块东巴兔山地区的新太古代TTG片麻岩形成于与俯冲相关的构造背景,代表了一期重要的地壳生长事件,之后经历了古元古代和古生代两期区域变质作用事件。

低速大转矩模块化容错永磁电机不同转子结构分析

模块化容错电机相比于其他结构的容错电机其控制方式简单、容错力强,得到了广泛的应用。电机的容错能力除了改变定子结构外,不同的转子结构其容错能力亦有较大的差异。本文基于描述的一种不等跨距绕组定子模块化容错永磁电机,分析了三种不同的转子结构,对电机运行性能的影响。基于转子结构数学模型与遗传算法对三种转子进行优化设计。在定子参数完全相同的前提下,从齿槽转矩、矩角特性、退磁、运行性能等方面进行了对比分析。最后制作了定子3×3模块化样机进行实验。通过对比分析测试数据与有限元结果,证明了本文分析的合理性。

南天山地块塔格拉克地区二长花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征:对壳源岩浆成因和构造背景的限定

提要:【研究目的】西南天山造山带内塔格拉克地区的长条状岩体位于南天山地块,由二长花岗岩组成。厘定该二长花岗岩的形成机制,对南天山壳源岩浆成因的限定、洋盆俯冲消减及碰撞闭合时限等问题的研究具有重要意义。【研究方法】本文首次报道了塔格拉克地区二长花岗岩的全岩主量元素、微量元素、锆石U-Pb年代学结果。【研究结果】LA-ICP-MS锆石年代学研究揭示出塔格拉克地区二长花岗岩成岩年龄为(284.0±1.9)~(284.3±3.2)Ma,为早二叠世花岗岩。岩石主量元素和微量元素分析结果揭示该二长花岗岩具有A型花岗岩特征:(1)SiO_(2)(70.92%~72.78%)含量高,碱质(K_(2)O+Na_(2)O=7.91%~8.44%)含量较高,A/CNK(0.89~0.99)较高,表明二长花岗岩为准铝质岩石,属于高钾钙碱性系列;(2)LREE(196×10^(-6)~280×10^(-6))相对富集,HREE(22.8×10^(-6)~28.2×10^(-6))相对亏损,负Eu异常(δEu为0.51~0.64)明显,球粒陨石标准化配分模式呈右倾Ⅴ型特征;(3)富集Rb、Th和K等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta、Zr、P和Ti等高场强元素。【结论】结合区域构造演化,认为塔格拉克地区二长花岗岩形成于后碰撞构造背景。

贺兰山古元古代花岗岩年代学及地球化学特征:对华北克拉通西部孔兹岩带形成和演化的制约

华北克拉通西部贺兰山地区基底岩石以古元古代孔兹岩系和S型花岗岩为主,该区的S型花岗岩是探索华北克拉通西部陆块孔兹岩带地质演化的关键研究对象之一。本文主要以贺兰山北部的片麻状含石榴黑云母花岗岩和似斑状石榴黑云母花岗岩为研究对象,通过详细的岩石学、锆石U-Pb年代学、Hf同位素以及全岩地球化学等方法来讨论其岩石成因和地质意义。结果表明,片麻状含石榴黑云母花岗岩和似斑状石榴黑云母花岗岩侵位年龄分别为~2. 0Ga和~1. 97Ga,属于古元古代时期不同阶段岩浆作用的产物。片麻状含石榴黑云母花岗岩具有较低SiO2(60. 88%~65. 42%),高Al2O3(16. 84%~19. 35%)、Fe2O3T(5. 94%~6. 14%)、K2O (3. 25%~5. 10%)、A/CNK (1. 75~2. 34)和Mg#(47~51),低Na2O (1. 14%~2. 45%),以及较高的稀土元素含量(∑REE=262×10-6~290×10-6)和明显的Eu负异常(δEu=0. 30~0. 55)。似斑状石榴黑云母花岗岩具有高SiO2(71. 93%~74. 98%)、K2O (4. 58%~6. 98%)、Al2O3(13. 25%~14. 79%)和Na2O (3. 13%~3. 94%),低Fe2OT3(0. 69%~1. 39%),A/CNK值为1. 08~1. 14,且具有相对较低的Mg#值(17~43)和稀土元素总量(∑REE=35. 3×10-6~127×10-6),Eu负异常和正异常(δEu=0. 07~3. 58),二者均属于过铝质S型花岗岩。贺兰山两期花岗岩明显富集大离子亲石元素(如Rb、U等),亏损高场强元素(如Nb、Ta等)。早期片麻状含榴黑云母花岗岩和晚期似斑状石榴黑云母花岗岩的εHf(t)值分别为-1. 1^+2. 6和-2. 1^+3. 8,对应的两阶段Hf同位素模式年龄(tDM2)分别为2. 45~2. 68Ga和2. 36~2. 73Ga,远大于其锆石的结晶年龄。此外,贺兰山花岗岩具有相对高的Al2O3/TiO2和低的CaO/Na2O、Rb/Sr、Rb/Ba比值,表明其原岩可能主要以变沉积岩为主。上述结果表明贺兰山地区古元古代S型花岗岩的岩浆起源于古老地壳变沉积岩物质,可能有少量新生地壳物质的加入。综合区域地质资料,本文研究认为贺兰山地区在古元古代晚期为活动大陆边缘的构造环境,片麻状含石榴黑云母花岗岩和似斑状石榴黑云母花岗岩分别形成于阴山地块和鄂尔多斯地块碰撞前和同碰撞的构造背景,表明这两个微陆块的碰撞时间可能要稍早于1. 95 Ga。

Discovery of Neoproterozoic Rocks in the Dunhuang Block: Clues to Correlation with Rodinia

Objective Rodinia was a supercontinent that comprised nearly all the current existing continents/blocks on Earth to form a coherent large landmass during the Meso-Neoproterozoic. Thus, discovery of Meso-Neoproterozoic rocks in a certain Precambrian block can provide important clues for studying the assembly and break-up history of Rodinia.