羌塘地块西部晚三叠世灰岩古地磁研究及其构造意义

青藏高原羌塘地块和拉萨地块汇聚-碰撞拼合过程的研究对认识青藏高原中部隆升历史及其动力学过程具有重要的科学意义,而羌塘地块古地磁研究对理解上述问题至关重要。通过对羌塘地块西部改则地区晚三叠世灰岩的系统古地磁测定,获得其高温剩磁分量。但是这一高温剩磁分量未通过褶皱检验,表明为后期重磁化的结果。研究剖面高温特征剩磁平均方向在地理坐标下为Dg=349.3°,Ig=40.4°,κg=45.4,α95=6.5°,相应的古地磁极为76.4°N,311.1°E,dp/dm=4.7°/7.9°。这一古地磁极与羌塘地块早白垩世约110~100Ma的古地磁极在古地磁误差范围内重合,表明其重磁化的时代为早白垩世约110~100Ma。综合分析羌塘地块和拉萨地块古地磁结果,并结合海相地层、蛇绿岩和洋岛等地质证据,显示班公湖-怒江特提斯洋西段闭合的时间发生在早白垩世晚期约110~100Ma。改则地区晚三叠世灰岩的早白垩世晚期重磁化作用与羌塘/拉萨地块西部的碰撞密切相关。

班公湖-怒江缝合带东段晚白垩世红层古地磁研究及其构造意义

班公湖-怒江缝合带古地磁研究对约束印度与亚洲大陆碰撞所导致亚洲大陆内部构造缩短量具有重要意义。本文对班公湖-怒江缝合带东段晚白垩世红层开展了详细的古地磁学研究。本研究共获得了30个采点共约298块/个定向古地磁样品。通过系统热退磁分析,共获得25个采点的有效特征剩磁方向。这些特征剩磁结果同时通过了褶皱检验和倒转检验,表明岩石可能记录了原生剩磁方向。25个采点的特征剩磁方向平均值为Ds=355.7°、Is=28.5°、κs=41.6、α95=4.5°,相应的古地磁极位置为72.8°N、288.0°E、dp/dm=2.7°/4.9°。等温剩磁磁化率各向异性分析显示所获得的古地磁方向不存在明显的磁倾角浅化现象。本次研究结果限定了班公湖-怒江缝合带东段晚白垩世的古纬度为15.2±3.7°N(参考点:31.9°N/93.8°E)。通过对比拉萨、羌塘地块古地磁数据和亚洲大陆古地磁参考极表明:(1)晚白垩世以来班公湖-怒江缝合带与拉萨地块南缘之间并不存在明显的构造缩短;(2)晚白垩世以来班公湖-怒江缝合带(94°E经度方向上)与亚洲大陆刚性块体之间发生了约1150±330km的南北向构造缩短。

华南晚中生代大陆变形、深部过程及动力学

受控古太平洋板块俯冲及后撤作用,华南晚中生代经历了强烈大陆再造,并伴随幕式岩浆活动,是研究活动大陆边缘构造-岩浆作用、壳幔过程和板块俯冲动力学的天然实验室。本文系统综述了近年来发表的构造变形、岩浆作用和深部结构等多学科成果,以构造解析为主线,深-浅结合,在华南识别出与古太平洋板块俯冲相关的中晚侏罗世弧背缩短和白垩纪弧后伸展系统,厘定了二者的时空格架和叠加改造关系。弧背缩短系统以扬子中部的隔档-隔槽式褶皱、深部多层滑脱和双重逆冲推覆构造为特征,具SE向NW的逆冲扩展变形规律,与古太平洋板块的前进式俯冲有关。白垩纪主体以大陆伸展为主,经历了伸展和挤压变形交替,并伴随着岩浆活动的爆发、迁移和停止,其可能与板片俯冲动力学变化有关。在此基础上,我们分析了白垩纪岩石圈长距离伸展的深部过程及浅表响应,提出了岩石圈随深度变化的分层差异伸展模式。自下而上,从岩石圈地幔到上地壳,应变近一致地表现为(W)NW-(E)SE伸展,反映了垂向变形一致性。可能的垂向应力传播过程:板片后撤诱发长距离地幔流,其在岩石圈底部形成剪切牵引应力,促进下岩石圈地幔被动拉伸;上岩石圈地幔局部发育强应变剪切带,作为应力传播构造,其可有效加强壳-幔间剪切,促进下地壳韧性拉伸,将下地壳和岩石圈地幔的变形关联。我们认为岩石圈伸展、板片后撤和地幔流形成了三位一体的动力学耦合系统,将华南岩石圈长距离伸展的驱动力归结为:(1)古太平洋俯冲带海沟后撤和板片回卷诱发的远程效应,和(2)地幔流在岩石圈底部施加的剪切牵引应力。

柴达木地块早奥陶世古地理位置的古地磁学约束

柴达木地块早古生代古地理位置和构造归属长期存在争议。前人根据沉积地层和古生物资料认为柴达木地块早奥陶世位于赤道附近的低纬度地区,但是这种定性认识还缺少古地磁学的定量证据。本次研究对柴达木地块欧龙布鲁克地区下奥陶统多泉山组灰岩开展了古地磁学研究,通过系统热退磁获得了8个采点的高温特征剩磁分量,其构造校正后的古地磁平均方向为Ds=345.3°,Is=-14.5°,κs=54.8,α95=7.5°。这一高温特征剩磁分量远离现代地磁场方向,且所有样品的特征剩磁分量均为反极性,其单一反极性特点与全球奥陶纪磁性地层研究确定的早奥陶世反向极性期相吻合,本文认为这一高温特征剩磁分量很可能代表了研究剖面早奥陶世时期的原生剩磁。根据奥陶纪地磁极性特征,确定柴达木地块早奥陶世的古地磁极位置为-43.4°N/116.9°E(dp/dm=3.9°/7.7°),相应的古纬度为7.4°N±5.5°(参考点:37.2°N/96.6°E),表明柴达木地块在早奥陶世位于赤道附近的低纬度位置。综合古生物和沉积学资料,提出柴达木地块早奥陶世可能处于华南地块北部,冈瓦纳古大陆澳大利亚陆块西北的古地理位置。

大兴安岭南缘双尖子山地区晚石炭世巨厚层板岩地质特征及其指示意义

针对兴蒙造山带在晚古生代的构造体制究竟是“伸展”还是“俯冲”的争议,国内外学者们大多从兴蒙造山带和华北克拉通北缘出露的大量晚古生代侵入岩和双峰式火山岩切入论证,在沉积方面的研究相对较少。支持伸展观点的学者们根据区域地层学分析,提出兴蒙造山带石炭—二叠纪沉积岩主要为浅海—海陆交互相沉积,并不存在深海盆地沉积;而支持俯冲观点的学者们曾在锡林浩特地区中二叠世泥岩层中发现了放射虫化石.

汶川地震假玄武玻璃的特征、成因及其构造意义

富流体的断层泥是浅部地震断层带中的特征岩石。一般认为,地震过程中摩擦热会导致粒间孔隙流体热膨胀增压,形成同震断层弱化(热增压机制),从而抑制摩擦熔融的发生。然而我们研究发现,在2008年汶川大地震(M_(W) 7.9)中断层浅部发生了摩擦熔融。汶川地震发生一年后,我们在汶川地震断裂带科学钻探项目一号钻孔(WFSD-1)732.6m深处的断层泥中发现了厚度约2mm的假玄武玻璃(凝固的摩擦熔融物)。该假玄武玻璃形成的位置极浅,且产生于非固结的、富流体的断层泥中。从岩心来看,断层面可见镜面构造和同震擦痕。微构造分析显示,该假玄武玻璃主要由石英碎屑和由长石与黏土矿物熔融的非晶质基质组成,基质中发育众多不规则的微裂隙,并可见流动构造。化学成分分析显示,其基质富Ba且被重晶石(BaSO 4)小细脉切割,为同震及震后流体存在的证据。由于假玄武玻璃在流体存在的条件下会快速蚀变,且龙门山地区大地震复发周期为3000~6000年,因而这些完全未被蚀变的新鲜假玄武玻璃可能是最近一次大地震,即2008年汶川大地震的产物。针对钻孔中断层泥进行的高速摩擦试验,证实了在钻孔732m深度发生地震滑动的条件下确实会产生假玄武玻璃。因此WFSD-1钻孔732.6m的假玄武玻璃被认为是汶川地震的产物,代表了汶川地震主滑动带位置。这是首次在自然界中发现浅部含水断层泥摩擦熔融形成假玄武玻璃的实例,不仅对认识汶川大地震的发震机制、断层强度、应力迁移与破裂传播具有重要意义,而且有助于我们认识断裂带内浅部脆性区域的力学属性、岩石变形环境和变形机制,促进对地震滑动机制和破裂过程的认识。

元古宙大火成岩省与超大陆重建及古环境

元古宙(2500~541 Ma)是地球构造体制、大气-海洋环境及生物演化转变的最主要时期,是地球由“非宜居”向“宜居”转变的关键阶段.这一时期在全球主要克拉通分布有以基性岩墙(床)群和少量熔岩流组成为特征的大火成岩省.通过不同大陆基性岩浆事件序列的对比,结合岩墙群几何学产状、裂谷盆地内特殊沉积标志层(如大规模黑色页岩沉积、火山灰夹层等)及其他地质事件综合对比,以及古地磁检验,可以开展两个或多个前寒武纪陆块在古大陆中相对位置的重建.近20多年来,大火成岩省在诸如新太古代至古元古代早期Superia超级克拉通重建、劳伦与西伯利亚1700~700 Ma长时期连接关系的确立,及华北克拉通在哥伦比亚(奴那)和罗迪尼亚超大陆中位置重建与演变等方面均取得了进展.在古环境研究方面,越来越多的国内外学者开始关注元古宙大火成岩省对大气-海洋环境及早期生物演化的影响,认识到大氧化事件、新元古代冰期等重大事件可能与大火成岩省的活动有关.研究发现,“地球中年期”部分大火成岩省与全球大规模黑色页岩沉积有时空及成因联系,并能为晚前寒武纪地质年代表划分提供事件约束.未来需要在元古宙大火成岩省高精度年代学及岩浆体量恢复、大火成岩省与超大陆旋回及其动力学、大火成岩省导致黑色页岩沉积的机制、中元古代时期巨厚(>100 m)黑色页岩沉积及有机碳超常富集机理、元古宙黑色页岩沉积时代、沉积速率及其资源能源潜力、与大火成岩省相伴的区域性抬升剥蚀作用等方面开展深入研究.此外,将元古宙表生环境演化研究与古大陆重建相结合,有利于更好地认识这一时期大气-海洋环境及大火成岩省对古环境的影响.

大陆构造变形与地震活动——以青藏高原为例

大陆内部构造变形和地震活动往往突显出复杂的、区域性的特征,很难用板块构造理论来解释。青藏高原是大陆构造变形的典型实例,具有不同构造变形的分区特征,不仅表现在物质组成、地形地貌和断裂组合等方面的不同,而且还表现出不同的地震活动特征。东昆仑断裂带以北的青藏高原北部地块,主要发育一系列挤压环境下的盆岭构造,表现为以连续变形为特征的上地壳挤压缩短变形;高原中北部巴颜喀拉地块,具有整体向东运动的特点,变形主要集中在其边缘,表现为刚性块体运动特征。在东部,由于稳定的四川盆地(扬子地块)的阻挡,位于龙日坝和龙门山断裂带之间相对坚硬的龙门山地区受到东西向强烈挤压,西部边界为伸展变形;在高原中央腹地羌塘地块西部,由于上地壳物质在向东挤出的驱动下不断变形,沿一系列小型正断层和走滑断层以伸展变形为主,表现为弥散型变形特征。相比之下,羌塘地块的东部向东-南东方向挤出,在大型走滑断层之间形成一个刚性块体;高原南部地块以东西向伸展的南北向裂谷系为主要变形特征,高原南缘以南北向挤压的大型逆冲断裂系为特征。历史地震和仪器记录的大地震(M≥8)只发生在高原东北和东南部的大型走滑带,以及东部和南部边缘的大型逆冲断裂上,沿后者更为频发。到目前为止,高原其他地区只发生了8级以下地震。青藏高原这种分区域的地壳变形形式和地震活动分布是大陆构造变形的重要特征。

2008年汶川地震断裂带北东段南坝地区岩石特征与内部结构

龙门山断裂带中的映秀-北川断裂带是2008年汶川地震的主发震断裂,它具有斜冲断裂的运动学特征(逆冲兼右旋走滑),其中南西段映秀断裂带以逆冲为主,而北东段北川断裂带以右旋走滑为主。断裂带的物质组成和内部结构的研究,有利于深入认识断裂活动性质、构造变形行为和地震发震机制。本文以出露于映秀-北川断裂带北东段南坝地区的断裂岩为研究对象,通过野外地质调查、显微构造观察、XRD和μXRF等多种分析手段,探讨映秀-北川断裂带北东段的岩石组成和内部结构。研究表明发育于寒武纪粉砂质板岩中的断裂带宽度约30m,断层中心发育厚20~40cm的黑色断裂物质,2008年汶川地震的同震位移沿黑色物质层中厚约10mm滑动带滑动。断层NW侧和SE侧表现出近于对称的结构特征,两侧的角砾岩宽~4m和~3m,破碎带宽~10m和~12m。黑色断裂物质中石英含量30%~50%,长石含量18%~25%,黏土矿物总含量30%~36%,主要由伊利石、伊蒙混层和绿泥石组成,少有蒙脱石。XRD结果显示黑色断裂物质具有非晶质成分特征,SEM观测结果可见熔融结构特征,显微结构与μXRF结果呈现后期流体作用明显,其表明黑色断裂物质主要由古地震滑动形成的假玄武玻璃蚀变而成,并发育不同蚀变程度的多期假玄武玻璃。上述研究揭示出断裂摩擦熔融是汶川地震断裂带北东段南坝地区的重要动态弱化机制,其内部结构和岩石特征与南西段映秀断裂带具有明显的差异。

蠕滑断裂带岩石组成和构造特征分析:以龙门山灌县-安县断裂带为例

断裂蠕滑可以连续释放部分构造应力,但仍可能造成重大的地质灾害,甚至具有发生大地震的可能性。断层岩是断裂作用中的直接产物,其物质组成和内部构造可为揭示断裂带滑移机制提供关键信息。2008年M_w7.9汶川地震中破裂的龙门山灌县-安县断裂带具有蠕滑性质,是探究大陆内部蠕滑断裂滑移机制的最佳案例。本文以龙门山灌县-安县断裂带地表探槽和深部钻孔的断层岩为研究对象,通过碎屑统计、X射线粉末衍射矿物分析、光学显微镜和扫描电镜观测,结果显示该断裂带断层泥碎屑含量和颗粒大小均小于断层角砾岩,其粘土矿物含量高达50%以上,且断层岩中普遍发育粘土-碎屑组构以及拖尾构造、似S-C组构等多种压溶构造。综合分析发现压溶作用、低摩擦系数物质以及颗粒滑移对灌县-安县断裂带的蠕滑变形都发挥着重要作用,并且三者相辅相成,因此认为灌县-安县断裂带的蠕滑过程主要是压溶作用和摩擦-颗粒滑移机制共同作用,该认识可更好地了解地震周期并为区域防震减灾提供科学依据。

武威盆地第四纪沉积过程及其构造意义

为查明第四纪以来武威盆地沉积过程和青藏高原东北缘隆升扩展特征,文中采用沉积地层学和地层年代学方法,对武威盆地的第四纪沉积地层进行研究。第四纪期间,武威盆地沉积了下更新统玉门砾岩、中更新统酒泉砾石层和上更新统—全新统戈壁砾石层。早更新世,玉门砾岩来源于祁连山,沉积于武威盆地南部走廊南山区;中更新世,酒泉砾石来源于走廊南山区和武威盆地西北缘坟门山,沉积于武威盆地北部断陷盆地沉积区;晚更新世以来,戈壁砾石来源于走廊南山区、坟门山和龙首山,沉积于物源区周边地区。武威盆地及周边第四系的物源区和沉积区均呈现出自南向北发展的特征,揭示了青藏高原东北缘隆升和向N扩展,隆升时间南早北晚,隆升强度南强北弱、西强东弱。

浙北张家坞铀矿床矿石特征及铀的赋存状态研究

浙北湖州—安吉地区位于赣杭火山岩带北西侧,中生代火山岩分布广泛,发育有一系列的中小型火山岩型铀矿(化)点。张家坞铀矿床是浙北地区最大的火山岩型铀矿床,本文通过详实的野外观察,结合光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子探针等测试技术,对张家坞铀矿的矿石特征和铀的赋存状态进行深入研究。结果表明,矿石呈现红色具流纹构造,整体表现为热液作用的特征,矿石以发育有金属矿物黄铁矿、赤铁矿、金红石和闪锌矿,非金属矿物玉髓、绿泥石、磷灰石、绢云母和方解石为特征。铀的赋存主要以独立铀矿物沥青铀矿和铀石为主,少量赋存在含铀副矿物中。铀矿物颗粒细小从核部到边部依次为沥青铀矿、"铀石化"成因硅含量偏高的铀石("高硅铀石")和正常铀石。矿石和脉石矿物特征表现出成矿时可能是张扭性的构造环境和高温迅速转变为中-低温的成矿环境。从矿体、矿石、矿物、围岩蚀变特征和成矿环境等角度,推测张家坞铀矿属于中-低温热液成因铀矿床。

龙门山汶川-茂县断裂带的岩石磁学特征及其地震作用的指示意义

汶川-茂县断裂带是龙门山后山断裂,是松潘-甘孜褶皱带与龙门山断裂带之间的边界断层,然而,在2008年M_(W) 7.9级汶川大地震中并没有发生破裂。同时,汶川-茂县断裂带在汶川地震之前是否发生过历史大地震仍缺少确切的证据。这不仅制约着汶川地震发生机制的认识,而且还影响对龙门山形成演化过程的理解。因此,确定汶川-茂县断裂带的断裂作用环境对于认识龙门山断裂带的地震发生机制至关重要。断裂岩的岩石磁学可以有效地揭示断裂带的物理和化学环境。本文以汶川-茂县断裂带北部地表露头的断裂岩为研究对象,通过岩石磁学研究,并结合显微结构观察和地球化学分析,探讨汶川-茂县断裂带的断裂作用环境。断层泥和断层角砾岩最大磁化率值分别约为围岩的30倍和15倍,具有高磁化率值特征。断层泥的主要载磁矿物为磁铁矿、磁黄铁矿、针铁矿;断层角砾岩的主要载磁矿物为磁黄铁矿、针铁矿。断层泥的高磁化率值异常的主要原因是围岩中的含铁矿物在地震摩擦热和流体作用下新生成磁铁矿和磁黄铁矿。断层角砾岩的高磁化率值异常是围岩在含有大量硫元素的低温热液流体作用下生成了磁黄铁矿。大量针铁矿指示了震后期还原性的低温热液流体作用。断裂岩的高磁化率值异常和新生磁铁矿指示了汶川-茂县断裂带曾经发生了摩擦热温度>500℃的大地震活动,发震和震后期均为还原性的硫元素含量较高的低温热液流体环境。

广东莲花山断裂带韧性剪切带变形特征及其与成矿的关系

莲花山断裂带是中国东南陆缘重要的NE向构造带。该断裂带不仅是区域上重要的二级构造单元分界线,也控制着广东省最重要的锡铜多金属成矿带。前人研究表明,莲花山断裂带内的韧性变形与锡铜多金属成矿关系密切,但对于莲花山断裂带内的韧性变形展布特征及其对成矿作用的贡献,还存在着较多争议。本次研究,通过对莲花山断裂带进行大比例尺的矿田构造填图,实测典型地质剖面等手段,结合拉伸线理产状的测量和显微构造的观察,认为断裂带内的韧性变形由自北向南一系列近NE60°走向的剪切带雁列展布而成,各剪切带之间呈大致平行展布。在韧性变形之后,这些雁列状的剪切带又被30°走向的脆性断层所切割。莲花山断裂带内的韧性变形控制着矿体的形态和规模,后期岩浆-热液活动利用先存韧性剪切带的空间,成矿元素在韧性变形的裂隙中沉淀富集成矿。莲花山断裂带内找矿勘探工作部署应该围绕断裂带内韧性变形的区域,并注意韧性变形附近次一级的容矿裂隙。

西秦岭凤县地区早古生代岩浆作用特征:来自岩石地球化学、锆石U-Pb年龄及Hf同位素的证据

为了研究西秦岭地区早古生代岩浆活动的构造环境及动力学背景,选择西秦岭凤县地区靠近商丹断裂带的龙王沟岩体的花岗岩和闪长岩、唐藏岩体闪长岩进行了地球化学测试和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测试,并对龙王沟岩体的花岗岩和闪长岩进行了LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素分析.龙王沟岩体花岗岩锆石U-Pb年龄为433±4 Ma和439±5 Ma,闪长岩年龄为453±3 Ma,早于花岗岩侵位.龙王沟岩体的闪长岩和唐藏花岗闪长岩ΣREE分别为(107~181)×10^(-6)和(209~321)×10^(-6),稀土配分曲线特征相似,都明显右倾,轻、重稀土分馏强烈((La/Yb)_(N)分别为7~13和31~57),都没有明显的负Eu异常(δEu分别为0.88~1.00和0.79~0.87),唐藏花岗闪长岩相对于龙王沟闪长岩,具有高的SiO_(2)和Na_(2)O含量,较低的TiO2和CaO含量,较高的ΣREE,Ba和Th相对更富集,轻重稀土分馏更强烈,负Eu异常稍明显.龙王沟闪长岩与唐藏岩体其侵位时代一致,认为他们都来源于下地壳,在上升过程中与幔源基性岩浆发生一定程度的混合,唐藏花岗闪长岩经历的岩浆演化相对较为充分.龙王沟花岗岩的样品Hf同位素显示出了较大的差异,虽然ε_(Hf)(t)全部为正值,但峰值分别为0~3和7~10,对应的两阶段模式年龄(t_(DM2))分别为1.1~1.4 Ga和0.8~1.0 Ga,结合其地球化学特征,认为它们形成于活动大陆边缘(岛弧)的构造环境,来源于秦岭群的部分熔融,同时有俯冲作用带来大量的洋壳中的基性岩的加入,在上升侵位过程中经历了较为强烈的结晶分异作用,但没有发生明显的岩浆混合作用.龙王沟岩体是一个由不同性质、不同时代的岩浆侵位形成的复合杂岩体,经历了板块俯冲到碰撞挤压的构造体制转换过程,记录了秦岭洋从俯冲到闭合各阶段的构造演化信息,秦岭洋在古生代的俯冲造山作用持续时间较长,伴随的岩浆活动从早古生代一直持续到中古生代.

新疆北山地区清白山矿集区剥露史及对矿产保存的制约

新疆北山地区清白山矿集区位于中亚造山带南缘东天山造山带与北山造山带交界部位,近年来陆续发现一系列多金属矿产,成矿潜力巨大。研究从分析矿集区剥蚀程度的角度,以矿集区内与成矿关系密切的花岗岩体为研究对象,利用磷灰石裂变径迹技术,结合温度-时间热史模拟反演,推测矿集区的剥蚀程度,探讨清白山矿集区多金属矿产深部的找矿潜力。研究结果显示,样品裂变径迹年龄集中在((50±5)~(84±5))Ma之间,温度-时间反演模拟结果表明,北山地区在晚白垩世经历过快速隆升过程。100 Ma以来,清白山矿集区剥蚀厚度累计约2.85 km,结合矿集区矿产分布特征,认为研究区深部还有较大找矿潜力。

柴北缘锡铁山铅锌矿床喷流通道口的识别及其对矿床成因和找矿勘查的指示

为进一步探究锡铁山铅锌矿成因和扩大矿山资源量,通过对矿区地质调查以及岩芯观测,在锡铁山矿区发现了一系列独特的沉积构造,如多岩性层的交混揉皱、金属硫化物分层半圆形环带和泄水角砾构造,伴随发育了铁、锰、铅、锌等矿化。在钻孔岩芯中,也发现了一些特殊的条带角砾构造。通过与现代海底“黑烟囱”以及爱尔兰和乌拉尔等地区的古生代“黑烟囱”构造对比,认为这些构造为原生的沉积构造,应属于上涌的成矿物质与海水相互作用的产物,指示了原生喷流通道口的位置。这些原生的喷流通道口呈近似等间距展布,受控于同生沉积断裂和原生的横张断裂。喷流通道口的识别进一步支持了该矿床与海底喷流(VSHMS)有关,同时指示了喷流通道口附近为成矿物质聚集的有利场所,也是寻找富大矿体的主要区域。

断裂熔融作用中单质铁的形成及其指示的孕震环境

目前缺乏来自于地震断裂带的假玄武玻璃的原始特征研究,制约着我们对地震孕震环境和地震发生机制的认识。本文以龙门山断裂带汶川科钻2号钻孔岩心的碎裂岩及花岗闪长岩为研究对象,通过氩气环境下的高温加热实验(最高温度达1750℃)、显微结构观察、地球化学分析和岩石磁学测试,探讨断裂熔融作用中单质铁的形成及其指示意义。花岗闪长岩和碎裂岩在1100℃时发生部分熔融作用,形成了非晶质和微晶;在≥1300℃时形成了大量单质铁组成的微球粒,可能是含铁矿物发生了以碳物质为还原剂的高温还原反应。高温实验后样品的磁化率值高于碎裂岩的磁化率值,新生成的磁铁矿是≤1100℃的样品高磁化率值的主要原因;熔融作用中形成的单质铁和少量的磁铁矿是≥1300℃样品高磁化率值的重要原因。结合前人对于快速摩擦实验熔体、地幔物质及陨石的研究,我们认为粘土矿物、硅酸盐矿物含量较多的断层泥在同震滑移中因热增压机制很难形成单质铁;而花岗岩、安山岩、辉长岩、闪长岩等岩浆岩和糜棱岩在流体作用弱和硫化物含量低的环境中易在大地震中形成单质铁。龙门山断裂带的假玄武玻璃的熔融温度≥1300℃,硫元素含量较低并发现有过剩铁元素。因此,表明龙门山断裂带的假玄武玻璃中可能形成了单质铁,其和磁铁矿是假玄武玻璃高磁化率值异常的重要原因,并指示了深部流体作用弱、硫化物含量低、还原性的孕震环境。

胶莱盆地K/Pg界线下陆相红层的旋回地层学分析

陆相红层因为其含古生物化石稀少给高精度生物、年代地层的对比带来了较大的困难。旋回地层学可以将地层与地时结合起来,解决地层沉积的时限问题。基于前人在对胶莱盆地K/Pg界线识别的基础上,主要利用了一维连续小波变换尺度分析法与频谱分析法对胶莱盆地胶州组K/Pg界线之下、晚白垩世红土崖组玄武岩夹层之上的陆相红层进行旋回地层分析,认为胶莱盆地晚白垩世的陆相红层中保存有米兰科维奇旋回,岁差、斜率和偏心率各个周期在不同的层段响应程度略有不同。根据旋回识别结果及K/Pg界线建立了“浮动天文年代标尺”,推测在66~67.77 Ma期间,胶莱盆地陆相红层的平均沉积速率约为5.15 cm/kyr,胶州地区[(67.77~73)±0.3]Ma期间为玄武岩岩浆冷凝固结形成玄武岩进而遭受风化剥蚀及构造沉降的时期,红土崖组与胶州组的时间界线约为67.28 Ma,红土崖组玄武岩夹层的年龄应早于67.77 Ma。

浙西北湖安地区花岗岩剥露程度及其对萤石矿找矿的启示——来自于磷灰石裂变径迹的证据

浙西北湖(州)—安(吉)地区近年来新发现一系列的大中型萤石矿,显示出该地区良好的萤石矿成矿潜力。随着勘查工作的持续推进,地表找矿难度的增加,对浙西北萤石矿深部找矿潜力的研究逐渐被大家所重视。本文选择浙西北湖安地区典型萤石矿区出露的花岗岩体,通过磷灰石裂变径迹技术,获得花岗岩体的裂变径迹年龄,分析花岗岩经历的热演化历史,通过温度-时间热史模拟反演,探讨湖安地区不同区域的剥蚀程度,推测研究区深部的找矿潜力。研究结果显示,样品的裂变径迹年龄集中在(29±2)~(53±3)Ma之间,且年龄有自西向东逐渐变新的趋势。温度-时间反演模拟显示,湖安地区自晚白垩世以来一直处于隆升-剥蚀的状态,局部地区在新生代经历过快速的抬升和伸展作用,平均剥蚀速率为0.062 mm/a,剥蚀量在2 km以上。利用温度-时间模式曲线,计算了不同区域的典型萤石矿区的剥蚀程度,结果显示研究区西侧平均剥蚀量为2.89 km,中间平均剥蚀量为3.69 km,研究区东侧平均剥蚀量为4.08 km。结合地表地形地貌特征,以及萤石矿成矿年龄与矿区花岗岩年龄之间的年龄间隔,认为研究区现今出露地表的花岗岩可能并非萤石矿的成矿地质体,现今萤石矿的成矿地质体可能还在深部。根据研究区西侧剥蚀量低于东侧,推断西侧萤石矿深部可能具有更好的成矿潜力。这一结论可以为湖安地区萤石矿下一步勘探工作提供依据。