华北克拉通北缘显生宙四次底侵作用及其构造岩浆活动与深部背景

通过对华北克拉通北缘显生宙四次(P1,T3,J1,K1)底侵作用的研究,将华北克拉通的活化与岩石圈深部地幔物质的底辟体上涌联系起来。不同阶段底侵作用在岩浆来源深度、与构造格局关系、对地壳垂向增生的贡献、幔源物质脉动式上涌等方面的差异与变化,显示它们是一个分阶段连续热演化的深部过程,其动力学机制是深部的高热流和地幔物质的向上运移。对应于地幔物质上涌,必然存在同期的地幔底辟体隆起的岩石圈结构变化。通过对华北中生代盆山系形成机制的讨论,认为该区高分辨率面波层析成像所显示的地幔底辟体上涌的特征可以反映中生代岩石圈底侵作用的深部背景。

鄂东南铜山口、殷祖埃达克质(adakitic)侵入岩的地球化学特征对比:(拆沉)下地壳熔融与斑岩铜矿的成因

鄂东南地区铜山口花岗闪长斑岩体是与斑岩铜钼矿床共生的岩体,但殷祖花岗闪长岩体是与金属成矿无关的岩体。铜山口和殷祖侵入岩的元素地球化学特征与埃达克岩的地球化学特征非常类似,如高Al2O3、Sr含量与La/Yb、Sr/Y比值,富Na2O(Na2O/K2O>1.0),亏损Y与Yb,极弱负Eu异常-正Eu异常以及正Sr异常等。但是铜山口和殷祖侵入岩也存在 明显的差别:前者比后者更偏酸性,但具有较高的K2O,MgO,Cr,Ni和Sr含量,较低的Y和Yb含量,轻重稀土元素分异更明显,并主要显示出正铕异常,区别于后者的极弱负Eu异常-不明显Eu异常。这表明铜山口埃达克质侵入岩的岩浆来源可能比殷祖埃达克质侵入岩的岩浆来源更深:前者可能由拆沉的下地壳熔融形成,残留物主要含石榴子石;而后者可能由增厚的下地壳熔融形成,残留物可能为石榴子石±斜长石±角闪石。另外,热的地幔上涌,底辟(diapir)进入下地壳,导致含角闪石的榴辉岩发生熔融也可形成铜山口埃达克质岩浆。铜山口埃达克质岩浆在穿过地幔的过程中,将会与地幔橄榄岩发生交换反应:一方面由于受橄榄岩的混染而使得岩浆的MgO,Cr和Ni增高;另一方面岩浆中的Fe2O3不断加入到地幔中,导致地幔的氧逸度(fo2)增高,地幔中金属硫化物被氧化并进入岩浆中。

青藏高原北部隆升的深部构造物理作用——以“格尔木-唐古拉山”地质及地球物理综合剖面为例

青藏高原北部(东昆仑山-唐古拉山)新生代以来的构造变动,可能是印度板块与欧亚板块碰撞后产生强大板内变形扩展的结果。主要表现为强烈的上隆,在σ_1垂直作用下的水平伸展与挤压作用的交替,盆-山体系的形成,裂谷型火山活动及大规模纵向走滑作用造成的块体逐一向东挤出。利用天然地震对岩石圈进行探测,发现岩石圈下部(下地壳及岩石圈地幔,60-120 km)存在高、低速层紧密相间的水平分带及具左行走滑的岩石圈断裂。综合地质与地球物理资料,本文提出了高原深部地幔底辟作用,建立了高原北部隆升的深部构造物理作用动力源的新模式。

柴达木盆地新构造运动主要特征与成因机制

研究表明，在壳幔结构、地球物理背景、沉积物结构、多层状地幔和构造样式等方面，柴达木盆地与中国东部新生代裂谷类伸展盆地具有可比性，应该归属伸展性盆地。盆地伸展和收缩作用相间进行，伸展起因于地幔底辟；而收缩受两个因素影响：（１）盆地伸展作用受相邻造山带反作用诱发的挤压应力；（２）板块碰撞传递的远程板内应力。在此基础上，提出新构造期柴达木盆地演化的“双层模式”，即地幔上隆→地壳伸展；被动挤压＋板内应力→地壳收缩。

从深部背景看燕山陆内造山作用的主因

中生代华北燕山造山带是陆内造山作用的典型,但长期来对造山作用的动力学机制存在多种分歧观点。本文尝试将岩石圈不同深度的构造整合在一起,探索陆内造山作用的主因。本文拟从燕山带中生代构造运动的基本特征入手,选择集宁-承德基底岩石圈断裂带作为先存构造薄弱带,结合不同深度层次的地质作用:①地表的断陷盆地及其火山-沉积岩建造;②断块构造的差异隆升;③固态流变和地热活动;④幔源或者壳幔混溶的火山岩,论证先存构造薄弱带的活化现象。在此基础上,通过幔源熔-流体的交代作用讨论了岩石圈强度的弱化,结合岩石圈结构的层析成像研究,得到初步结论:地幔底辟体上涌是华北克拉通中生代构造活化的重要背景。不排除不同板块间相互作用的影响。最后,从与国外典型的陆内造山带的对比中,进一步认识到:深部地幔物质上涌和上部岩石圈物质的均衡调整,是陆内造山与陆缘造山的本质区别。