喜马拉雅造山带聂拉木地区渐新世深熔作用的厘定

喜马拉雅新生代淡色花岗岩记录了地壳深熔作用和花岗岩侵位的地球化学和构造物理效应。与形成于增厚地壳条件下和伸展背景下的始新世和中新世花岗岩相比,渐新世花岗岩分布比较局限,且源区和形成机制还存在着较大的争议。位于喜马拉雅造山带中部的聂拉木地区,可见32.1Ma的含电气石黑云母的花岗岩、29.8Ma的含黑云母的花岗岩、26.6Ma的含电气石黑云母的伟晶花岗岩侵入到高喜马拉雅岩系上部。这三组渐新世花岗岩具有以下特征:(1)较高的SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、K_(2)O和Na_(2)O,A/CNK>1.0;(2)Ba、Nb、Ta、Sr和Ti的负异常;(3)略微富集轻稀土,亏损中稀土和重稀土,高度变化的Eu异常和微弱的负Nd异常;(4)均一的初始Sr-Nd同位素比值,^(87)Sr/^(86)Sr(t)=0.7463~0.7471,ε_(Nd)(t)=-15.0~-14.6。此外,含电气石黑云母的花岗岩和含电气石黑云母的伟晶花岗岩具有较高的Sr和Ba,较低的Rb/Sr比值,其Rb/Sr比值与Ba和Sr含量都无相关性,表明其为富B流体参与高喜马拉雅变沉积岩含水部分熔融作用的产物。而含黑云母的花岗岩具有较低的Sr和Ba,较高的Rb/Sr比值,且其Rb/Sr比值与Ba和Sr含量显示明显的负相关关系,表明其为变沉积岩发生脱水熔融作用的产物。综合喜马拉雅造山带已有的研究成果,得出以下认识:渐新世花岗岩的源区从下地壳基性物质转变为中地壳变泥质岩,展示了源区向上迁移的过程,并经历了一期重要的岩浆热液交代作用;渐新世深熔作用记录了造山带从缩短增厚向伸展垮塌转换阶段深部地壳的响应,从而促使了高喜马拉雅岩系的折返。

新疆中亚造山带铁矿床地质特征、时空分布和找矿方向

在前人研究和野外调查基础上,文章综述了新疆中亚造山带铁及铁多金属矿地质特征、时空分布规律、构造环境和找矿方向。铁及铁多金属矿主要为岩浆型、海相火山岩型、矽卡岩型、IOCG型、岩浆热液脉型、沉积变质型和沉积型,其中海相火山岩型和矽卡岩型是主要类型,主要分布于南阿尔泰、东天山和西天山,少量分布在准噶尔、北山和西南天山。6个主要成矿期:新元古代青白口纪、中-晚志留世、泥盆纪(376~411 Ma)、石炭纪(301~337 Ma)、早-中二叠世(262~295 Ma)和晚三叠世—中侏罗世,其中泥盆纪和石炭纪为主要成矿期。新疆中亚造山带在前寒武纪陆块、洋-陆俯冲增生、陆-陆碰撞、后造山伸展和陆内等地质过程形成了不同类型的铁矿床。泥盆纪—石炭纪为与板块俯冲有关的大洋岛弧和陆缘弧环境,主要形成海相火山岩型和矽卡岩型;二叠纪为后碰撞环境,主要形成岩浆型和矽卡岩型;晚三叠世—中侏罗世为陆内伸展环境。今后的找矿部署是主攻西天山阿吾拉勒,深化南阿尔泰、东天山阿齐山-雅满苏-沙泉子和梧桐沟-天湖矿集区,加快评价准噶尔北缘、伊什基里克和莫托沙拉-库米什矿集区。

苏鲁造山带新沂地区新元古代花岗片麻岩成因及对Rodinia超大陆裂解的响应

新沂地区花岗片麻岩位于苏鲁造山带的西缘。本文通过新沂地区花岗片麻岩岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学等方面的研究,探讨其成因与构造环境,以揭示Rodinia超大陆裂解事件在该地区的反响。研究认为:研究区花岗片麻岩属准铝质-弱过铝质A型花岗岩,具有高SiO_(2)、富碱、贫CaO、低Al_(2)O_(3)质量分数的特征,以及右倾海鸥型稀土元素配分模式,富集Rb、Zr、Hf等元素,严重亏损Sr、Eu、Nb、Ta等元素,形成年龄为746.0~742.5 Ma。新沂地区花岗片麻岩是来自下地壳物质为主、少量幔源物质的部分熔融,在岩浆演化过程中经历了以钾长石和斜长石为主的分离结晶,而后经过超高压变质作用最终形成。研究区花岗片麻岩形成于新元古代后碰撞伸展环境,是Rodinia超大陆裂解事件在苏鲁造山带新沂地区的最初响应。

北山造山带南缘潘家井子二叠纪弧岩浆岩的识别及构造意义

北山造山带位于中亚造山带南缘,对该带内原先划定的“前寒武系”的准确厘定或解体对理解造山带属性和构造演化过程认识具有重要意义。笔者对瓜州潘家井子一带原划定的敦煌岩群开展区域地质调查,表明其为变粒岩、浅粒岩、变质砾岩及少量斜长角闪岩和黑云石英片岩等组成的一套具有强变形、低级变质的变火山–碎屑岩。获得灰白色变粒岩、云母石英片岩和浅粒岩的锆石U-Pb年龄为294~285 Ma,同时还获得变质砾岩中花岗质砾石中锆石的最小U-Pb年龄为(272±6)Ma,未发现古老年代学信息,表明该套变质火山–碎屑岩形成时代不早于中二叠世。变质基性火山岩具有拉斑玄武岩地球化学特征,呈略微右倾的稀土元素配分模式,显示出高TiO_(2)、Na_(2)O含量,明显的Nb-Ta亏损特征,类似于弧玄武岩特征。结合本次研究成果和区域地质特征认为,潘家井子一带原划定的“敦煌岩群”应厘定为二叠纪变火山碎屑岩,形成于早—中二叠世俯冲作用相关的局部伸展构造环境。

东昆仑造山带岩浆镍钴硫化物矿床形成构造背景探讨

【研究目的】青海省夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿床是世界范围内造山带背景发现的最大岩浆镍钴硫化物矿床。此外在东昆仑造山带夏日哈木外围还发现了石头坑德等岩浆镍钴硫化物矿床,初步显示东昆仑造山带良好的镍钴硫化物矿床形成条件和巨大的找矿潜力。【研究方法】通过野外地质调查,室内开展岩石学、矿相学、主微量元素分析、同位素地球化学等。【研究结果】精确锆石U-Pb测年发现,东昆仑造山带夏日哈木等含矿镁铁—超镁铁质岩体基本形成于425~330 Ma,沿柴达木盆地南缘昆北断裂和昆中断裂自西向东依次展布。含矿岩体的岩性主要为辉石橄榄岩、辉石岩、二辉橄榄岩、纯橄岩等,其SiO_(2)含量31.52%~53.31%,MgO含量7.5%~39.03%,Al_(2)O_(3)含量0.1%~16.01%,CaO含量0.23%~13.85%,MgO与SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Na_(2)O、K2O均呈负相关关系。稀土总量介于6.36×10^(-6)~81.5×10^(-6),平均为29.92×10^(-6),LREE/HREE平均值为5.34,(La/Sm)N、(La/Yb)N、(Sm/Nd)N、(Gd/Yb)N平均值分别为2.58、5.99、0.76、1.78,轻重稀土分异程度较高。含矿超镁铁质岩普遍具有较为一致的微量元素分布曲线,且与镁铁质岩石表现特征类似,亏损高场强元素Ta、Nb、Ti、P等,而相对富集大离子亲石元素Rb、Th、U等。Sr、Nd同位素研究指示夏日哈木、石头坑德等岩体岩浆源区来源于软流圈地幔,同时δ^(34)S均表现出较高的正值,揭示地壳物质同化混染是形成岩浆镍钴硫化物矿床的关键因素。【结论】结合区域最新构造演化认识,认为东昆仑夏日哈木等超大型岩浆镍钴硫化物矿床是伴随古特提斯裂解岩浆活动的成矿表现。该认识对丰富造山带内岩浆镍钴硫化物矿床成矿理论研究、拓展岩浆镍钴矿床找矿空间与潜力、支撑引领区域找矿实践实现新突破,均具有重要的研究价值和意义。

喜马拉雅造山带高速远程滑坡动力学机理研究的思考

高速远程滑坡是地球岩石圈造山带多见的一类大规模、多相变、跨尺度的地表固体物质迁移过程,其动力学机理是国际地球科学领域长期关注的热点与亟待解决的重大前沿性课题。喜马拉雅造山带被誉为全球变化与环境灾害的天然实验室,其在复杂内外动力地质背景下孕育的高速远程滑坡,不仅是解决国际滑坡动力学科学难题的重点研究对象,同时滑坡灾害风险防控亦是影响南亚交通廊道等重大工程规划、建设和运营的关键工程地质难题。本文首先阐明了喜马拉雅造山带高速远程滑坡孕育的内外动力地质背景;然后根据喜马拉雅造山带高速远程滑坡发育的动力学特征,主要从摩擦热熔融动力学机理、破碎相依动力学机理、路径相依动力学机理三个方面,对国内外的高速远程滑坡的研究现状进行了概要述评;最后指出了喜马拉雅造山带高速远程滑坡动力学机理进一步研究应重点关注的三个关键科学问题,即:高速远程滑坡摩擦生热矿物相变机理研究、高速远程滑坡破碎相依能量转换机理研究、高速远程滑坡路径相依流态转化机理研究。相关认识对于推动造山带高速远程滑坡动力学机理研究和制定风险防控策略具有重要意义。

西昆仑-喀喇昆仑造山带锂矿成矿特征与成矿规律初探

西昆仑-喀喇昆仑造山带中生代花岗伟晶岩相当发育,主要分布于麻扎-康西瓦缝合带以南的喀喇昆仑造山带,构成了西自木吉—塔什库尔干,东到大红柳滩长达600 km的喀喇昆仑稀有金属成矿带。通过多年的研究,本文对西昆仑-喀喇昆仑造山带37处稀有金属矿床(点)进行了全面系统的梳理,认为喀喇昆仑-喀喇昆仑造山带表现为“西铍东锂”的格局,稀有金属成矿年龄集中213~206 Ma。将喀喇昆仑造山带稀有金属成矿带划分为木吉-塔什库尔干稀有金属成矿亚带、赛图拉-大红柳滩稀有金属成矿亚带,从西向东可划定4个矿化集中区:木吉-布伦口稀有金属集中区、塔什库尔干-塔吐鲁沟稀有金属矿化集中区、康西瓦稀有金属矿化集中区、大红柳滩-白龙山稀有金属矿化集中区。同时,认为西昆仑-喀喇昆仑造山带西段下一阶段的找矿可放在西合休南锂铍找矿远景区、阿然保泰铍找矿远景区、木吉西锂铍找矿远景区。

中亚造山带南蒙古地区石炭纪--二叠纪岩浆活动及其构造意义

中亚造山带作为显生宙以来全球最大的增生型造山带,记录了古亚洲洋俯冲、增生、闭合的全过程。南蒙古地区位于中亚造山带南缘中段,其晚古生代先后发育弧岩浆活动以及与伸展活动相关的岩石组合,是研究陆壳增生和改造的热点区域。笔者结合区域地质特征及前人研究对南蒙古地区石炭纪--二叠纪这一关键时期的岩石组合做出系统梳理和总结,研究区石炭纪--二叠纪岩浆活动大致可以分为早石炭世(350~325 Ma),晚石炭世(320~305 Ma)和早二叠世(300~280Ma)3个阶段。早石炭世(350~325Ma)发育典型的弧岩浆岩且具有向南变年轻的趋势。此外,全岩Nd和锆石Hf同位素显示其主体具有显著的地幔贡献。综合前人认识,笔者认为这是古亚洲洋主洋盆以北多个次生的弧后洋盆俯冲后撤的结果。晚石炭世(320~305Ma)以高硅花岗岩为主,尤其315~310Ma的碱长花岗岩、碱长正长岩等是年轻弧地体重熔的产物,是俯冲大洋板片显著消耗的结束。早二叠世(300~280Ma)发育伸展相关的岩石组合(如A型花岗岩、双峰式火山岩和基性岩墙),这些岩浆活动显示高温特征,且具有显著的地幔物质贡献。结合前人工作,特别是笔者的前期工作,上述岩浆活动是由石炭纪板片后撤之后高角度俯冲诱发的俯冲板片断离所造成,且前人研究成果表明南蒙古东西两侧均有类似的岩石、构造和沉积记录。因此,笔者提出,古亚洲洋主洋盆泥盆纪--二叠纪多期次的俯冲后撤导致了其北侧一系列次生的弧后洋盆的开启、俯冲至闭合,上述过程伴随了中亚造山带南缘最后一次大规模侧向增生及其结束后板片断离诱发的垂向地壳增生。

秦岭造山带栾川Mo-W矿集区和柞水-山阳Cu-Mo矿集区斑岩型矿床成矿差异性对比

栾川Mo-W矿集区和柞水–山阳Cu-Mo矿集区是秦岭造山带内152~140 Ma后碰撞造山环境下形成的两个典型斑岩型矿集区,其成矿差异显著,但控制因素尚不清楚。笔者收集两个矿集区的全岩地球化学、Sr-Nd-Hf同位素、锆石和磷灰石成分,从岩浆源区、岩浆水含量、氧逸度、挥发分和S含量等方面进行对比研究,揭示其成矿差异性的主控因素。柞水−山阳矿集区Cu-Mo矿的εHf(t)和εNd(t)值为−5~2和−6.6~−1.5,(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)值接近于上地幔(平均为0.7051),指示岩浆源区为增厚的新生下地壳部分熔融与幔源岩浆的混合。栾川矿集区具有相对较低的εHf(t)和εNd(t)值(平均值为−18.38和−14.63)以及较老的Hf二阶段模式年龄表明富Mo-W斑岩来源于古老的太华群基底和扬子板块俯冲陆壳沉积物部分熔融。柞水−山阳矿集区和栾川矿集区成矿斑岩具有高Sr低Y,全岩Eu/Eu*>0.6,锆石饱和温度较低(<750℃),锆石EuN/Eu_(N)^(*)>0.3,锆石Ce_(N)/Ce_(N)^(*)>100,Ce/Nd>10,全岩V/Sc>5,氧化还原状态>FMQ+3等,指示其成矿岩浆均具有高水含量和高氧逸度特征。此外,柞水−山阳矿集区斑岩Cu-Mo体系更富集Cl,而栾川矿集区斑岩Mo-W体系更富集F,二者的S含量相近。以上表明岩浆源区的不同是造成二者成矿差异的根本原因;Cl和F作为Cu和Mo在岩浆热液中迁移的主要配体,是造成两个矿集区成矿差异的另一关键因素;富水、高S和高氧逸度岩浆是两个矿集区斑岩型矿床形成的重要条件,但并不是造成矿化差异的直接原因。

微陆块属性厘定的依据——以中亚造山带南缘中段为例

造山带中残存有许多前寒武纪地质体,其中一些被当作前寒武纪基底用于探讨所在微陆块的大地构造属性。由于微陆块属性对于造山带结构和演化具有重要意义,以及所讨论的前寒武纪地质体蕴含地球早期历史演化信息,对微陆块属性的厘定成为造山带研究的重点和难点问题之一。笔者等以中亚造山带南缘中段的微陆块为例,总结梳理了微陆块厘定的相关依据:岩石组合和变质变形特征,碎屑锆石谱峰显示的源区时代特征,地质事件序列,前寒武纪地壳演化信息,继承锆石、捕获锆石和古生代侵入体同位素显示的深源地壳信息,以及地球物理等方面的特征。由于不同学者采用的厘定依据不同,对微陆块属性认识争论不断,即使相同依据也有一定的差异,从而影响对造山带结构和演化的认识。基于以上原因,笔者等认为前寒武纪基底的亲缘性探讨不仅要注重岩石组合和形成时代,还要在精细野外解剖和高精度年代学工作基础上,注意其变质—变形特征、接触关系、源区时代特征、岩石成因和构造环境、地壳增生信息和深源地壳信息等的综合对比分析,以得到较全面依据,探讨其构造属性。当获得一组前寒武纪地质体信息时,可先进行同构造单元内对比,再与其他构造单元对比。当特征相异时则需进行构造单元拆分或考虑构造就位的可能(包括但不限于推覆体、走滑外来体、俯冲刮削的构造岩片);当特征相似时,可能指示了相同微陆块的裂解或破坏或者不同的微陆块共同经历了相似的前寒武纪演化历程。

中亚造山带南部—鄂尔多斯盆地北部的壳幔结构特征及其构造意义

鄂尔多斯盆地北部至中亚造山带的广大地区,经历了早前寒武纪华北克拉通的形成、古生代古亚洲洋闭合、中生代陆内造山、新生代裂陷等系列重大地质事件,且该区赋存大规模能源和矿产资源、发育河套地震带,因此该区壳幔结构特征对其地质演化过程、资源富集机制、地震孕育机理均具有重要指示意义.本文基于内蒙古满都拉—陕北延川宽频带线性地震台阵资料,开展同剖面人工源地震测深结果约束下的多频接收函数和面波频散联合反演、接收函数共转换点叠加成像研究,构建了纵跨中亚造山带南部—阴山造山带—河套地堑—鄂尔多斯盆地北部一线的地壳上地幔精细结构.研究结果显示:沿剖面Moho面存在较大起伏,深度变化范围为35~48 km,整体上呈现以河套地堑为中心,相向汇聚、分段加深的近似对称图案;河套地堑地段,Moho面以穹窿形上隆的方式完成过渡,Moho面上隆、上地幔低速区的分布范围与孔兹岩带分布之间具有较好的一致性;大青山、乌拉山、色尔腾山交汇部位的地震活动分布,在空间上呈现速度结构迥异、相对独立的花状构造特征.以上特征指示研究区地壳在古元古代鄂尔多斯—阴山地块碰撞拼合、古生代中亚造山带造山的构造格架基础上,主要记录了中生代燕山运动B幕的强烈南北向挤压变形,并叠加了新生代以来,特别是新近纪至今鄂尔多斯北缘的强烈伸展断陷作用;渐新世河套地堑的初始发育是基于古元古代鄂尔多斯—阴山地块的碰撞拼合带启动的,意味着克拉通陆核的早期结合带在后期演化中依然保持着构造薄弱带的属性;大青山山前断裂、色尔腾山山前断裂是交汇区的主干断裂,它们均具备正断和走滑性质,而乌拉山山前断裂、北缘断裂分别在两者之间起到调节作用,推测1996年包头6.4级地震的发震断层对应北部色尔腾山山前断裂东段沿南倾方向在地壳深部的延伸.

西大别造山带新元古代中期双峰式火山岩的发现对扬子陆块北缘构造演化的约束

扬子陆块北缘新元古代中期的构造机制(是俯冲-增生造山、还是后造山-裂谷)是华南新元古代构造演化研究中长期争论的重要科学问题。本文在西大别造山带红安桃花地区新识别出双峰式火山岩,为进一步揭示扬子陆块新元古代中期岩浆-构造演化过程和动力学机制提供了新的制约信息。SIMS和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,桃花双峰式火山岩形成年龄为750~740 Ma。基性火山岩为拉斑玄武质,显示由正常洋中脊型玄武岩向弧型玄武岩演化的微量元素特征,且具有变化的全岩εNd(t)值(0.05~+5.96)。这些基性火山岩可能是亏损的软流圈地幔在减压条件下部分熔融的产物,岩浆经历了结晶分异和围岩混染。酸性火山岩中,徐门寨样品富硅(SiO2≥75%)和碱(K2O+Na2O≥7%),富集REE和HFSE(如Zr、Hf、Nb、Y),其Zr+Ce+Y+Nb≥600×10-6,10000Ga/Al≥2.6,与分异A型花岗岩类相似。它们同时具有富集的Hf-Nd同位素组成,其锆石εHf(t)值主要集中在12.32~1.88,而全岩εNd(t)值为13.29~9.60,可能是区域上新元古代早期的岩浆岩在高温低压条件下部分熔融形成的产物。综合本文和前人的资料表明,南秦岭-桐柏-大别-苏鲁造山带在新元古代中期(780~635 Ma)的双峰式岩浆组合形成于一个软流圈上涌、岩石圈拉张减薄的大陆裂谷环境;高温-低压条件下的软流圈、岩石圈地幔和地壳的熔融及其相互反应,是这一时期不同性质岩浆形成的主要原因。

新疆西准噶尔造山带北部晚石炭世I型花岗岩的岩石地球化学和锆石Hf- O同位素特征:对其岩石成因与构造过程的启示

新疆西准噶尔造山带发育大量的晚古生代侵入岩,但它们的岩浆源区和形成的构造背景仍然存在较大争议。本文对西准噶尔造山带北部阿尔加提山石英二长岩进行了详细的岩石学、地球化学、锆石Hf-O同位素研究,旨在揭示其岩石成因和构造背景,探讨其与地壳生长的关系。两件样品的锆石U-Pb定年结果分别为301.8±1.4 Ma和303.7±3.1 Ma,形成于晚石炭世。阿尔加提山石英二长岩样品含有角闪石,高硅(SiO_(2)=67.8%~68.9%)、富碱(K_(2)O+Na_(2)O=9.36%~9.89%)、具有低的铝饱和指数(A/CNK=0.96~1.00),伴有低的Ga/Al值(2.27~2.34),Rb/Sr值(0.35~0.50),显示出I型花岗岩的特征。同时,这些样品均富集大离子亲石元素和轻稀土,亏损高场强元素(如Nb、Ta和Ti等),和负的Eu异常(δEu=0.72~0.85),类似于典型俯冲相关的岛弧岩浆特征。这些I型花岗岩具有高的、正的锆石ε_(Hf)(t)值(+11.2~+14.5)和年轻的二阶段Hf模式年龄(t_(DM2)=604~392 Ma),以及比地幔值略高的锆石δ^(18)O值(5.73‰~6.51‰)和高的锆石饱和封闭温度(T_(zr)=854~895℃),可能是新生下地壳在高温背景下部分熔融的产物。结合前人在西准噶尔造山带北部发现的晚石炭世早二叠世A1和A2型花岗岩和埃达克质岩墙,本文认为这些高温岩石组合的形成可能与晚石炭世的洋中脊俯冲及其相关板片窗作用有关。在洋脊俯冲背景下,软流圈地幔上涌加热新生下地壳,促使其发生部分熔融形成I和A_(1)和A_(2)型花岗岩。西准噶尔造山带大多数下地壳主要形成于早古生代,表明该地区在显生宙发生了显著的地壳增长。

北山造山带马鬃山增生楔时空演化历史:来自野外精细解剖、碎屑锆石年代学和岩石地球化学的约束

北山造山带围限于华北克拉通、西伯利亚克拉通和塔里木克拉通之间,是中亚造山带南缘的重要组成部分,学界对其构造-地层区划和地质演化历史长期存在着不同认识。其中贾不泉口子地区的马鬃山增生楔是研究北山地区构造演化的天然载体,本文针对该增生楔的不同地质体开展了详细的识别和解剖,共识别出蛇绿混杂岩岩片、洋岛-海山岩片、洋内弧岩片、深海-半深海硅质岩岩片、活动陆缘-海沟浊积岩岩片和陆缘增生弧岩片等多种岩片类型。在马鬃山增生楔活动陆缘-海沟浊积岩岩片中的两件凝灰质粉砂岩样品(P3-57、P3-110)和一件含砾岩屑砂岩样品(P3-82)获得最大沉积年龄分别为410Ma、430Ma和286Ma。本研究对北山地区古生代的构造古地理格局演变具有重要的约束作用,具体表现为:(1)贾不泉口子地区的马鬃山增生楔岩石组合、变质变形程度与年代学研究存在一定差异,应该对不同类型岩片予以解构分析,还原不同类型岩片的构造古地理背景;(2)贾不泉口子地区的马鬃山增生楔中的3件基质样品的碎屑锆石年龄谱表现出~2.5Ga、~1.5Ga、~0.9Ga、~450Ma、~430Ma、~410Ma、~350Ma和~288Ma的多峰值频谱特征,分别记录了北山地区的变质结晶基底、哥伦比亚和罗迪尼亚超大陆的聚合-裂解事件、活动大陆边缘多期次构造-岩浆事件、残留洋盆以及同碰撞造山快速携入马鬃山增生楔;(3)北山造山带的碎屑锆石年龄频谱占比分布规律存在明显的南北差异,表明马鬃山增生楔的物源区整体上由前寒武纪时期缝合带北侧提供转向由二叠纪时期缝合带南侧提供。

华北克拉通中部造山带中条山地区古元古代盆地演化

对华北克拉通中部造山带南部中条山地区古元古代中条群和担山石群岩石组合及地层详细调查研究,认为中条群为一套由粗碎屑岩-泥质岩-碳酸盐岩组成的多旋回沉积岩,变质砂岩地球化学特征显示,中条群经历了早期相对稳定到后期较活跃的转变。结合前人碎屑锆石年龄、源区特征和火山岩夹层年龄得出,中条群形成于2.1 Ga左右的活动大陆边缘弧后盆地。担山石群为一套砾岩-砂岩组成的磨拉石建造,碎屑锆石年龄显示,担山石群形成于1.85 Ga左右的碰撞造山阶段的前陆盆地内。结合前人研究,认为中条山地区古元古代盆地演化模式为,约2.1 Ga开始,西部陆块的前导洋向东部陆块活动大陆边缘之下持续俯冲,东部陆块西缘活动大陆边缘弧后盆地沉积了中条群,约1.85 Ga开始,东部陆块与西部陆块之间的大洋闭合,陆陆碰撞开始,中条群发生挤压褶皱变形,陆壳加厚及随后的快速抬升和剥蚀形成前陆盆地的担山石群磨拉石。中条山地区古元古代弧后盆地向前陆盆地的转化支持华北克拉通最初西部陆块向东俯冲,经历了约1.85 Ga的东、西陆块碰撞并最终克拉通化的演化模式。

中亚造山带中段早--中三叠世埃达克岩和A型花岗岩成因及构造意义

中亚造山带增生过程中发育的典型岩浆作用是研究其演化过程的关键。中亚造山带中段南缘达伦乌苏二长花岗岩、花岗斑岩系统的岩石学、地球化学和年代学研究表明,达伦乌苏二长花岗岩具有明显高Sr、低Y、Yb含量,高Sr/Y值(88.55~140.34),无明显Eu异常(δEu值为0.68~0.98),具埃达克岩地球化学特征。花岗斑岩富SiO_(2),贫CaO和MgO,具高的FeOT/(FeOT+MgO)和10000×Ga/Al值,高Zr、Nb、Ta含量,富集Pb、Hf、Rb、K和Th,相对亏损Ba、Sr、P和Ti,属于典型的A型花岗岩。二者的锆石U-Pb年龄分别为(249.0±2.3)Ma和(241.0±2.8)Ma。结合区域地质资料,埃达克岩指示了古亚洲洋闭合后陆壳碰撞加厚的背景,而A型花岗岩指示了碰撞后伸展构造背景。两种典型的岩浆作用记录了早—中三叠世中亚造山带中段南缘由增生造山到造山后期伸展的转换过程。

试论中亚造山带东部多宝山矿田斑岩铜浅成低温金系统成矿特征与矿床模型

多宝山矿田位于中亚造山带东段,是目前我国东北地区规模最大、成矿时代最老(477~470 Ma)的斑岩铜钼浅成低温热液金成矿系统,已探明铜、钼、金储量分别可达5 Mt、0.16 Mt和130 t。从成矿系统角度,其成矿特征和矿床模型尚不清晰。本文系统分析了矿床的地质地球化学特征和成矿时代,发现该成矿系统存在两期成矿事件,以第一期为主,发生在早奥陶世;第二期为叠加成矿,发生在晚三叠世。成矿作用具有下部为隐爆角砾状铜矿化、中部为脉状铜矿化、上部为金矿化的空间结构特征,围岩蚀变从中心向两侧依次为钾化黑云母化带、青磐岩化带、黏土化带、碳酸盐化带、绢英岩化带和硅化带。成矿流体主要来源于岩浆水,从多宝山斑岩铜矿到争光浅成热液金矿床呈现大气水加入比例增大的趋势。根据第一期成矿斑岩具有高Ce^(4+)/Ce^(3+)(174~461;均值约290)、高f_(O2)埃达克质岩浆特征,进一步得出主成矿期与古生代古亚洲洋俯冲作用相关的壳幔混源岩浆作用有关。成矿受古火山机构所制约,其北西到南东成矿深度增大与剥蚀程度相关,受铜山逆断层作用效应,暗示铜山断层以南为较好的找矿靶区。最后,本文建立了该区古生代斑岩铜浅成低温热液金成矿系统的矿床模型,以期为该区进一步矿产勘探提供借鉴。

大别—苏鲁造山带及其邻区岩石圈速度结构特征

大别—苏鲁造山带是我国东部重要的碰撞造山带,精细的岩石圈三维速度结构有助于更好地认识这里的构造演化和地球动力学过程.本文收集了大别—苏鲁造山带及其周缘各区域地震台网2008—2021年间记录的天然地震走时资料,其中添加了江苏、安徽、河南三省103个自建台站的观测资料.结合区域内8~70 s瑞雷面波频散数据,采用体波面波联合反演方法获得了水平方向上0.5°×0.5°网格的Vp、Vs模型,并进行了地震重新定位.研究表明:(1)大别和苏鲁造山带的壳内速度分布具有上凸下凹的相似结构,中地壳同时存在高、低速异常,但苏鲁造山带的岩石圈厚度相对更薄.(2)襄樊—广济断裂南侧、晓天—磨子潭断裂以及嘉山—响水断裂下方出现岩石圈地幔缺口,可能与岩石圈拆沉有关,推测中地壳高速体可能是热物质通过岩石圈薄弱位置上涌后在壳内冷却形成的结晶物.(3)大别山和苏鲁地体早期可能是同生构造,受扬子板块俯冲、郯庐断裂带的走滑活动以及古太平洋板块俯冲等因素控制,造成现今岩石圈深部结构的差异.(4)研究区内的主要地质体表现出各自不同的地震活动性,地震分布总体呈现出北多南少的特征,且地震主要发生在高、低速过渡带或高速异常区域.郯庐断裂带中段郯城下方的地震在纵向上呈高角度条带状展布,最大震源深度接近25 km,表明断裂面在深部可能存在高倾角发育.

北山造山带尖山子新元古代早期似斑状花岗岩年代学、地球化学特征及地质意义

笔者报道了北山造山带东缘尖山子地区新元古代早期似斑状花岗岩年代学、地球化学特征,结合已发表的同期花岗质岩石地球化学数据,讨论其源区性质及北山南部前寒武纪基底与塔里木克拉通的亲缘性。似斑状花岗岩两件样品锆石U-Pb年龄分别为(901±5)Ma,(935±3)Ma,表明其形成于新元古代早期。似斑状花岗岩样品发育钾长石斑晶,显示高的SiO2含量(70.41%~76.05%)和过铝质特征(A/CNK=1.01~1.21);具有相似的球粒陨石标准化稀土元素配分曲线并显示轻稀土富集、Eu负异常(δEu=0.30~0.46)和在原始地幔标准化多元素图解上显示Rb、Th、U和K正异常,Ba、Nb、Ta、Sr、P和Ti负异常;具有富集的锆石Hf同位素组成,其ε_(Hf)(t)值为-5.0~-1.4和相应的两阶段Hf模式年龄为2.08~1.86 Ga。这些地球化学特征共同反应似斑状花岗岩为壳源花岗岩,并指示早期地壳的再造事件。结合前人发表的地球化学数据,北山造山带南部前寒武纪基底经历了中元古代地壳新生事件和新元古代早期地壳再造事件,花岗质岩石锆石ε_(Hf)(t)值主要落在2.2~1.3 Ga地壳物质Hf同位素演化区内,指示北山南部不存在太古代基底,因此与具有太古代结晶基底的塔里木克拉通可能不具有构造亲缘性。

大别造山带汤池早白垩世富碱侵入岩成因及地质意义

本文对大别造山带北淮阳东段汤池地区早白垩世富碱侵入岩进行岩石学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Lu-Hf同位素分析,揭示其成因及地质意义。该套岩石主要由正长花岗岩、石英正长岩和正长斑岩组成,伴有辉绿玢岩发育。锆石U-Pb定年结果显示,辉绿玢岩、正长花岗岩和正长斑岩分别形成于130.3±1.7 Ma、128.4±1.7 Ma和122.3±1.5 Ma,为早白垩世岩浆活动的产物。汤池辉绿玢岩相对贫硅(SiO_(2)=45.23~56.92 wt.%)和富碱(Na_(2)O+K_(2)O=5.24~8.04 wt.%),Mg#值较高(平均值为48);而其他岩类具有高硅(SiO_(2)=62.44~77.25 wt.%)、高碱(Na_(2)O+K_(2)O=7.97~10.35 wt.%)、低CaO含量以及较高的Ga/Al和FeOT/MgO比值,与典型的A型花岗岩化学特征相似。辉绿玢岩大多数锆石εHf(t)值变化范围为-6.4~-2.9,全岩Nb/Ta比值17.1~22.0(接近地幔Nb/Ta值17.5),表明其为富集地幔部分熔融的产物。汤池A型花岗岩具有更富集的Hf同位素组成,εHf(t)为-23.3~-3.5,以及更低的全岩Nb/Ta比值(11.2~22.7,平均值为16.5),暗示它们是由幔源玄武质岩浆底侵诱发下地壳部分熔融产生的长英质岩浆经历分异演化的产物。结合区域资料分析认为,大别造山带北淮阳地区在早白垩世碰撞挤压作用结束,开始进入后碰撞伸展阶段。