松潘—甘孜地块东部、川滇地块北部与四川盆地西部的地壳剪切波分裂

松潘—甘孜地块东部、川滇地块及四川盆地西部属青藏高原东部,是中国大陆内部强烈地震发生的主要地区之一.本研究利用四川区域数字地震台网2000年1月至2010年4月的地震波形资料,使用剪切波分裂系统分析方法(SAM),获得了研究区内44个台站的快剪切波偏振方向和慢剪切波的时间延迟.剪切波分裂参数的空间分布特征显示,由于受到区域主压应力场以及局部地质结构的影响,快剪切波的偏振方向表现出复杂的特征.龙门山断裂带北东段和西南段的快剪切波偏振方向分别显示北东和北西的优势方向,川滇菱形地块西北部和东南部的快剪切波偏振方向分别显示近东西和北北西的优势方向.青川断裂北侧和南侧地震的快剪切波偏振方向分别为近南北向和近东西向,北侧地震的慢剪切波的时间延迟大于该断裂南侧地震的慢剪切波时间延迟.研究表明,复杂的地质结构以及活动断裂的几何形态会造成剪切波分裂参数的区域化的分布特征.

松潘—甘孜地块地壳和上地幔顶部现今变形模式数值模拟研究

松潘—甘孜地块至四川盆地是整个青藏高原地形梯度最大的地区,自西向东30~50 km范围内存在约4 km的显著地形高差,这可能与松潘—甘孜地块埋深20~25 km处的低阻低速层、地壳至上地幔顶部水平向运动速率随深度增加以及地幔对流拖曳力均有关联.为获得松潘—甘孜地块地壳和上地幔顶部现今变形模式,定量评价低阻低速层、中下地壳和上地幔顶部变形对川西高原隆升的影响.本文依据跨龙门山断裂带探测剖面,构建了长300 km、宽104 km的二维有限元接触模型,以1991—2016年GPS观测结果为初始约束,考虑岩石在长时间载荷蠕变作用的前提下,通过改变低阻低速层蠕变参数、模型西边界和底边界加载条件,共计开展了11项数值模拟实验.将模拟结果与综合多学科、不同时间尺度获得的地表隆升速率进行对比,各项模拟结果横向对比,对松潘—甘孜地块地壳至上地幔顶部现今变形及物质运移模式展开讨论,主要结论如下:(1)松潘—甘孜地块长期稳定、更为客观的最大隆升速率可能为1.4~1.5 mm·a^(-1);(2)低阻低速层可以作为中下地壳和上地幔物质运移的一个滑移面,构成上地壳与中下地壳的“解耦”带,促进松潘—甘孜块体整体隆升,但影响有限,不足以形成如此规模的强烈的地表抬升;(3)同时考虑低阻低速层作用及模型西边界加载速率随深度线性增加1.8倍的前提下,模拟的地表隆升速率与综合多学科、不同时间尺度获得的隆升速率最为吻合,这一动力条件下,中下地壳和上地幔物质受四川盆地强烈阻挡,速率快速减小分布于松潘—甘孜地块内部(模型50~150 km范围),松潘—甘孜地块东缘和龙门山断裂带速率减小已不显著,故地表隆升中心位于川西高原而非龙门山断裂带;(4)青藏高原东缘物质汇聚到一定程度后,会迫使部分物质向两侧运动,实现物质运移动态平衡.

川西苏地二长花岗岩地球化学、锆石年代学及Lu-Hf同位素特征——对松潘——甘孜地块构造背景的限定

【研究目的】查明松潘—甘孜地块东南部花岗岩地球化学及构造演化特征,对在该区寻找稀有金属矿产具有重要意义。【研究方法】在野外地质调查基础上,采集了地块东南部前人研究未涉及的苏地岩体二长花岗岩样品开展了镜下鉴定、岩石地球化学及锆石LA-(MC)-ICP-MS U-Pb和Lu-Hf同位素测试工作。【研究结果】结果表明,苏地岩体二长花岗岩SiO_(2)含量为63.72%~66.48%,中—高钾、富钠、贫钙,AR值为1.44~1.83,A/CNK值为0.98~1.16,为中—高钾钙碱性系列;岩石相对富集K、Rb、Cs等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE);岩石稀土总量为157.16×10^(-6)~187.88×10^(-6),LREE/HREE为6.26~9.46,δEu为0.62~0.74,具有弱—中等的负铕异常;锆石U-Pb定年结果为(221.1±1.5)Ma(MSWD=0.30,n=22)和(214.5±1.5)Ma(MSWD=0.22,n=22),表明苏地岩体原始岩浆初始结晶时代为晚三叠世中期;锆石Lu-Hf同位素εHf(t)和TDM2分别为-6.56~-4.12和1.67~1.51 Ga。【结论】综合分析认为苏地二长花岗岩为较为典型的I型花岗岩,其可能为源于下地壳的初始岩浆于晚三叠世中期在造山碰撞闭合转入伸展体制下上升侵位过程中形成。松潘—甘孜地块东南部在晚三叠世中期处于后碰撞造山环境。

川西九龙白台花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其稀有金属成矿意义

为揭示川西九龙白台花岗岩成因及其与稀有金属成矿的关系,笔者等对白台花岗岩开展了岩相学、岩石地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、锆石微量元素地球化学、Hf同位素地球化学测试。结果显示,白台黑云母二长花岗岩具高SiO_(2)(69.01%~70.55%)、高K_(2)O(3.86%~4.99%)、高碱(K_(2)O+Na_(2)O=7.41%~8.18%),低CaO(1.49%~2.2%)、低MgO(0.44%~0.57%)等特征,里特曼指数σ=2.03~2.43,A/CNK=1.07~1.14,为弱过铝质的高钾钙碱性系列岩石;微量元素特征显示相对富集Rb、K等大离子亲石元素,相对亏损Nb、P、Hf等高场强元素;球粒陨石标准化的稀土元素配分模式为明显的轻稀土富集和重稀土亏损的右倾型。白台黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为(213~212)Ma,ε_(Hf)(t)值为-7.4~-1.1,Hf同位素二阶模式年龄T_(DM2)为(1.6~1.2)Ga。研究结果表明,白台花岗岩形成于后碰撞伸展背景,是在松潘—甘孜地块遭受挤压碰撞后,增厚的岩石圈地幔拆沉,软流圈地幔物质上涌后发生减压熔融形成的晚三叠世I型花岗岩。同时,笔者等认为白台伟晶岩型铍矿床与白台花岗岩密切相关,是该花岗岩体残余岩浆热液分异的产物。