乌克兰地盾基洛沃格勒地块古元古代AMCG岩组地球化学特征及构造属性探讨

乌克兰地盾基洛沃格勒地块古元古代AMCG岩组的成因及其在大陆地壳演化过程中具有特殊意义。文章利用地球化学手段对乌克兰地盾基洛沃格勒地块科松-新和平城岩体(AMCG岩组)辉石二长岩和环斑花岗岩的地球化学组成及构造属性进行研究,认为它们所属A1型花岗岩类并与板内裂谷、地幔柱或热点活动有关。区内交代型铀矿床的成矿过程可能受到“长达50 Ma、脉冲式活动”的地幔柱或热点影响。

乌克兰地盾中部新乌克兰卡花岗岩年代学、地球化学特征及成因

对出露于基洛沃格勒断裂带西侧的新乌克兰卡岩体开展了锆石U-Pb年代、地球化学及成因研究。该岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb法测年结果为2001±5.2 Ma(MSWD=0.63);岩体富碱(ALK=7.59%~9.04%)、富钾(K2O=4.57%~6.16%),稀土元素具轻稀土元素富集型特征,微量元素中富集Rb、Th、Ba、Pb等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等元素,为一套钾玄岩-高钾钙碱性系列岩体。Nb/Ta平均值为19.17,Zr/Hf平均值为39.09,具幔源性质;而岩体中微量元素表现出低Sr、Eu和富集Rb、Th的A型花岗岩特点,认为花岗岩来源于地壳部分熔融。本区高钾钙碱性系列岩浆侵入活动是乌克兰中部元古宙期间岩浆事件的组成部分,反映了乌克兰中部区域构造元古宙期间非造山大陆伸展环境。

预测第聂伯尔—顿涅茨克古裂谷可能存在地震带

根据对第聂伯尔—顿涅茨克古裂谷(简称第-顿裂谷)的地区地质与地球物理综合性研究资料的分析,发现沿横穿该构造延伸的深层地震探测剖面出现4个可能存在的地震带。最有可能发生地震的是第-顿裂谷与乌克兰地盾和沃罗涅什结晶地块结合地区、古裂谷中央区域(皮亚钦—塔拉拉耶夫卡深层地震探测剖面)以及第-顿裂谷与顿巴斯褶皱区结合带。

由EUROBRIDGE'97地震剖面的P波与S波速度模型和重力数据得到的岩石层上部密度—速度关系

传统的折射与广角反射地震和重力数据的联合解译是基于大量地壳岩石弹性性质实验室研究证实的地震P波速度和密度之间众所周知的相关性。与这一方法相矛盾的一个问题是富含钙长石的岩石具较高的P波速度,而不满足常规密度—VP关系。这说明基于常规密度—VP关系的联合反演不适用于横跨大的非造山带环斑-辉长-斜长岩地块的广角地震调查,因为其组成成分富含斜长石。同时使用VP和VS计算密度模型就可解决这一问题。岩石属性的实验室结果表明密度与VS相关性很强。此外,各向同性VS与密度的相关性较VP更强,且受高斜长石含量的影响更小。即便如此,利用这一已知的密度与VS或者密度与VP及VS的相关性进行地震和重力数据的联合反演仍然十分少见。其重要原因在于暴破地震学中S波波至的质量低,因而难以得到可靠的S波速度模型。本文阐述了在乌克兰地盾EUROBRIDGE’97广角反射和折射剖面所做的地震和重力数据联合反演的结果。该区缺失厚沉积体,使我们可以得到P波和S波速度模型。通过重力反演得到EUROBRIDGE’97剖面密度模型,我们利用密度和VP、VS模型的关系,将密度模型参数化。这样参数化后,经重力数据转换,可以获得密度和地震波速的关系。结果显示EUROBRIDGE’97剖面的密度与地震波速之间呈非线性和离散的关系。对相关性的分析表明,造成离散是缘于横跨该剖面的大的地质构造单元的差异。为解释这一差异,我们对比EUROBRIDGE’97剖面上3个主要地质单元中地震速度和密度的关系和来自乌克兰地盾及另一个前寒武纪地区的岩石学资料。可见与平均密度—速度关系的偏移量是岩石的特殊矿物组合的反映,包含了不同的岩石时代和地壳形成环境。论述了如何通过密度—速度图分析,来限定地壳成分,尤其是下地壳的成分和变质程度。

基洛夫格勒钠交代型铀矿区

乌克兰地盾中部的基洛夫格勒地区发现了一些新的较大交代岩铀矿床,它们围绕基洛夫格勒-新乌克兰花岗岩类岩体分布,产于近南北向的构造带中。其中基洛夫格勒构造交代带最长,产于岩体的东接触带,其间分布有谢维林、米丘林等矿田。研究认为,铀矿化成因与元古代的超变质作用有关。

前寒武纪褶皱之地球物理学研究

通过乌克兰地盾地磁异常与地质调查结果的拟合确定基底一种新的褶皱类型──断裂性褶皱。已经表明，剪褶皱机制是上叠构造中形成褶皱的原因。建议利用地质──地球物理综合方法来研究前寒武纪互相交切的褶皱。