汇聚与拉张,对立的统一——论弧后扩张的必然性

在球坐标系统中，球内一点受到挤压力时，在其前方会产生一个向上的分量。俯冲板块前方所产生的向上分力破坏了岩石圈的重力均衡和相均衡，引起地幔底辟和岩石圈下部熔蚀，使地壳减薄，在俯冲板块的持续作用下，上述作用反复进行，最终地壳被拱裂张开，形成洋壳化边缘海盆地。俯冲作用所产生的张应力可用公式Fui=(h-hi)f sin α cos(β-ωi）θi（1－n)^pij计算。由俯冲产生的张应力的分布范围可宽达1000－2000km以上。

苏丹红海州新元古代A型花岗岩的地球化学特征及构造意义

苏丹红海州位于努比亚地盾,本文在该地厘定出一套新元古代花岗岩,由中粗粒-中细粒正长花岗岩、中细粒碱长花岗岩组成,LA-ICP-MS定年结果显示,岩体形成于713±4Ma,属于泛非造山事件的产物。花岗岩SiO_(2)含量较高,为70.80%~77.83%,A/CNK为0.94~1.08,A/NK为1.12~1.44,为准铝质-弱过铝质花岗岩。花岗岩具有相似的稀土元素和微量元素配分模式,稀土配分模式呈右倾V字形曲线,轻重稀土分异中等(LREE/HREE=2.46~7.13),δEu为0.30~0.57,负铕异常中等-强烈。富含大离子亲石元素Th、U、K和高场强元素Zr、Hf,亏损高场强元素Nb、Ta、Sr、P和Ti。花岗岩具有低I_(Sr)比值、亏损ε_(Nd)(t)值和ε_(Hf)(t)值,T_(DM1)与T_(DM2)值较为一致。岩体为A_(2)型花岗岩,形成于俯冲阶段弧后拉张环境,因弧后伸展减薄导致软流圈物质上涌,明显的升温、减压促使新生地壳部分熔融。

东亚大陆新生代构造演化

东亚大陆的新生代构造演化受两大地球动力系统所控制：印度-欧亚板块的碰撞及陆内汇聚体系、西太平洋-印度尼西亚板块俯冲消减体系.从晚白垩纪到古新世期间,温暖宽阔的新特提斯洋分割着欧亚大陆和印度次大陆,并且向北俯冲消减于欧亚板块之下.与此同时,太平洋板块继续向西俯冲消减于欧亚板块之下,随着俯冲速率的大幅度降低,俯冲边界发生海沟后撤（trench rollback）,使得欧亚大陆东边界开始形成一系列NNE走向的弧后拉张盆地.尽管印度与欧亚大陆碰撞的起始时间仍有争议,但至少强烈碰撞发生在距今45～55Ma期间.陆-陆碰撞及印度板块持续的楔入作用导致了新特提斯海的退出,青藏高原南部和中部的地壳增厚,并隆起形成“原青藏高原”.碰撞及其强烈的楔入作用还导致了青藏高原南部岩石圈块体向SE方向的大规模挤出.青藏高原南部块体的挤出时间与西太平洋-印度尼西亚海洋俯冲消减带的加速后撤是一致的,表现为沿消减带上盘弧后盆地的快速拉张和裂陷,构成具有成因联系的“源-汇关系”.距今20～30Ma期间,随着青藏高原大规模南东挤出的减弱,碰撞和楔入引起了向NE方向挤压的增强,导致了青藏高原本身向S和向NE方向的扩展.构造变形向南迁移到主边界逆冲推覆带,向北扩展到昆仑山断裂,造成柴达木盆地、河西走廊、陇西盆地开始接受最初的新生代沉积,形成青藏高原东北缘的大规模晚新生代沉积盆地群.西太平洋-印度尼西亚板块的海沟后撤大幅度减速或停止,直接导致了日本海扩张的停止,华北盆地裂陷期终止,进入整体热下沉阶段.大约距今10Ma以来,青藏高原内部的高海拔地区晚中新世以来开始出现近SN向的拉张,形成一系列SN向裂谷以及NW向右旋和NE向左旋的共轭走滑断裂系.与此同时,青藏高原向周边生长扩展,祁连山快速隆起形成高原北边界,龙门山也第2次加速隆升,与四川盆地形成近4 000m的地貌高差.在东部,沿西太平洋-印度尼西亚板块俯冲消减带的运动开始加速,不仅弧后拉张作用停止,一些早新生代的拉张盆地还发生反转而遭受到挤压缩短作用.

伊宁地块早石炭世球泡流纹岩的发现及地球化学特征

伊宁地块西段中部阿腾套山一带发现的球泡流纹岩,多数产于早石炭世海相无球泡流纹岩夹层中,整体呈层状、互层状,球泡通气孔顺层平行于流纹构造定向分布,推断是海相极浅水环境下的产物,因而具有精细指相意义。该球泡流纹岩与同期A型花岗岩类共生,属碱性岩类,SiO_2含量为69.18%~77.69%,K_2O大于4%,Al_2O_3为11.32%~16.24%,Ga/Al×10~4=2.1~7.8,∑REE=85.22×10^(-6)~348.8×10^(-6),(La/Yb)_N=6.7~14.8,相对富集轻稀土,δEu具明显负异常,稀土配分及大离子元素蛛网图均与A型花岗岩类地球化学特征总体相同。ε_(Hf)(t)均大于0(+12.5^+15.5),两阶段锆石Hf模式年龄大于锆石U-Pb年龄,表明源区可能为早古生代新生地壳物质部分熔融演化而来。A型球泡流纹岩与同期A型花岗岩类均形成于拉张构造环境,是区内早石炭世大哈拉军山组中迄今唯一发现的显示拉张构造环境的珍贵实例。为揭示和探讨伊宁地块总体处于汇聚大背景下的局部拉张环境,以及东窄西宽之楔形构造形态提供了可能。

辽东半岛河栏镇火山-沉积岩构造研究——对古元古代弧后盆地张裂与闭合的启示

前寒武纪盆地演化及造山作用一直是造山带研究中的热点和难点,通过对华北克拉通东部陆块胶-辽-吉构造带中辽东半岛河栏镇火山-沉积岩进行深入的野外及室内研究,反演该地区古元古代大地构造演化过程.通过对辽河群里尔峪组火山岩、高家峪组钙质泥岩以及大石桥组碳酸盐岩野外的详细构造解析,识别出各类岩石单元中发育同沉积伸展构造(D1-0),包括同沉积不对称褶皱、层间平卧褶皱和滑脱面理及线理,指示辽吉弧后盆地早期伸展张裂过程.通过对河栏镇蒲石河地区基性侵入岩及喷出枕状熔岩进行详细的野外构造填图及解析,提出伴随基性枕状熔岩的喷发,辽吉弧后盆地张裂到最大程度.此外,在各组相关岩石中观察到大量逆冲推覆构造及不对称断展褶皱,构造归为D1-1或者D1-2,指示辽吉弧后盆地受挤压应力影响发生收缩.锆石年代学研究指示高家峪组沉积物物源主要来自于~2.5 Ga基底,少量来自古元古代(2 172 Ma)火山弧.综合区域内已有岩石地球化学及年代学资料,研究表明辽吉弧后盆地的拉张及闭合过程伴随着古元古代增生造山作用,并暗示板块构造在古元古代已经开启.

新疆昭苏叶勒门特地区石英二长岩锆石U-Pb年龄年代学与地球化学及构造意义

西天山昭苏县叶勒门特地区位于伊犁-中天山地块南缘活动带,本文以该地区石英二长岩为对象,从岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、岩石地球化学特征等方面对其进行研究。结果表明:该岩体形成于早志留世,锆石年龄为(436.9±2.7)Ma;石英二长岩表现出富钾、准铝质碱性岩石系列特征;稀土元素的Eu(δEu=0.59~0.64)负异常明显,La、Nd、Y、Zr元素富集,Sr、Nb、Ti、P元素亏损,表现出类似A花岗岩的特征;构造环境判别图显示叶勒门特地区石英二长岩形成于南天山洋洋壳向北侧伊犁-中天山地块俯冲过程中的陆缘弧后拉张环境。

秦祁结合部红土堡变基性岩的地球化学特征及构造背景

红土堡基性火山岩为一套浅变质岩系,变质级别可达低绿片岩相,原岩以基性火山岩(玄武岩)为主,有少量浅成辉绿岩侵入,属于拉斑玄武岩系列。岩石地球化学分析结果表明,稀土元素含量较高,稀土元素配分曲线为弱的右倾型,轻稀土比重稀土稍富集;基性岩富集Th和LREE元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf和Ti元素。弧后盆地玄武岩不同于洋中脊玄武岩(MORB)单纯地减压熔融,亦不同于岛弧玄武岩(IAB)具有大量的俯冲流体加入的熔融,而是在减压和俯冲流体加入的共同作用下而产生不同程度上的熔融而形成。因此,推测本文研究的红土堡基性火山岩形成于弧后盆地环境,与弧后拉张作用有关。

西太平洋弧后地区新生代构造迁移的深部地震证据

为了研究西太平洋弧后边缘海盆地的深部构造特征,于2015年在东海琉球岛弧弧后地区布设了一条穿过东海陆架盆地、钓鱼岛隆褶带、南冲绳海槽地区和琉球岛弧的主动源广角反射/折射深部地震剖面.利用走时正演和反演的方法得到的二维速度结构模型展现了西太平洋边缘弧后地区莫霍面的深度由东海陆架地区的大于30 km显著抬升至南冲绳海槽轴部的约16 km,地壳高度拉张减薄,并存在一系列显著的不连续下地壳高速体,速度达6.8~7.3 km/s,这是地幔上涌的显著表现.模型从深部结构角度展现了新生代以来西太平洋弧后盆地扩张中心的变迁,证实了西太平洋洋陆过渡带内深部上涌的软流圈在弧后拉张过程中不断地向洋跃迁,形成自西向东的构造迁移,并带动岩石圈进行幕式伸展,认为新生代向洋变新的构造迁移是太平洋俯冲带后撤引起的一系列弧后深-浅部地球动力效应.