塔里木盆地古董山地区早二叠世古地磁特征及其地质意义

通过对塔里木盆地内古董山地区早二叠世玄武岩的古地磁测定,揭示了1组高温特征剩磁分量。实验结果表明,其特征剩磁方向为:Dg=213.7°,Ig=26.9°,κg=19.7,N=9,α95=13.7°;Ds=217.7°,Is=-37.5°,κs=15.4,α95=13.6°,相对应的古地磁极位置为:53.2°N、187.5°E,A95=12.3°,古纬度为21.0°N。由于采样剖面所获得的早二叠世古地磁结果全部为反极性特征,认为这一高温特征剩磁分量很可能代表了研究区早二叠世时期的原生特征剩磁。对比塔里木地块西北缘早二叠世的古地磁结果,认为研究地区与塔里木地块西北缘之间在古地磁误差范围内并未发生明显的相对构造运动。依据塔里木早二叠世古地磁极与哈萨克斯坦地块同时期古地磁极的一致性,结合二者的古生物资料,提出早二叠世时期塔里木地块可能已经与哈萨克斯坦地块碰撞相连,至晚二叠世,二者之间的海水完全退出,碰撞造山使得天山雏形基本形成。结合前人古地磁研究成果,对塔里木地块及周边主要块体早二叠世的古地理进行了重建。

晚三叠世以来龙门山的隆升—剥蚀过程研究——来自前陆盆地沉积通量的证据

本文根据钻井、地层剖面等资料,利用Surfer8.0软件编制出晚三叠世以来龙门山前陆盆地各构造层序的残留地层等厚图,计算出6个构造层序地层的沉积总量、沉积通量。沉积通量分别为:300.2g/(m2·ka)、66.5g/(m2·ka)、71.7g/(m2·ka)、38.5g/(m2·ka)、113.0g/(m2·ka)、1204.6g/(m2·ka)。利用物质平衡法将各阶段沉积物回剥至物源区,计算各阶段物源区剥蚀速率分别为:167.3mm/ka、22.5mm/ka、22.9mm/ka、9.8mm/ka、22.9mm/ka、319.4mm/ka。计算结果表明,晚三叠世以来,物源区的剥蚀速率和沉积区的沉积速率均具有先减小后增大的变化规律,晚三叠世和晚新生代是剥蚀—沉积过程最强烈的两个阶段,可能对应了龙门山强烈隆升的两个时期。根据对盆地沉积物总量的估算,利用物质平衡的原理,可以推算出龙门山自晚三叠世开始隆升到现在,龙门山冲断带的地壳隆升幅度大于10～12km,平均剥蚀厚度超过7.05km。

喜马拉雅地体的泛非-早古生代造山事件年龄记录

喜马拉雅地体是55±10Ma以来印度陆块与欧亚大陆碰撞而形成的增生地体,位于其中的高喜马拉雅与特提斯-喜马拉雅构造单元的变质基底主要由角闪岩相的富铝变质沉积岩和花岗质片麻岩组成。对两类岩石中锆石的SHRIMPU-Pb测年结果表明,除了记录了20Ma以来的构造事件年龄外,主要保存了529-457Ma的变形和变质事件记录,另外还保存了更早期(>835Ma)的年龄信息。根据20Ma以来崛起的喜马拉雅挤出岩片中包含早期强烈褶皱和向南的斜向逆冲构造以及伴随的角闪岩相变质作用记录,结合岩石测年所获得的大量泛非-早古生代年龄和奥陶纪底砾岩的发现,说明曾位于南半球印度陆块北部的变质基底岩石经历过泛非-早古生代造山事件,同位素年代学数据表明:(1)原始喜马拉雅山是泛非-早古生代造山事件的产物;(2)印度陆块早-中元古代变质基底的再活化在原始喜马拉雅山形成中起重要的作用;(3)现在的喜马拉雅山是在泛非-早古生代造山事件基础上再造山的结果。

青藏高原的地幔结构:地幔羽、地幔剪切带及岩石圈俯冲板片的拆沉

通过横穿青藏高原近 80 0 0km长的 4条天然地震层析剖面 ,获得 4 0 0km深度以上的地壳和地幔速度图像及地震波各向异性 ,揭示了青藏高原 4 0 0km深度范围内的地壳和地幔结构特征。地幔速度图像显示 ,青藏高原腹地的深地幔中存在以大型低速异常体为特征的地幔羽 ,其可能通过热通道与大面积分布的可可西里新生代高钾碱性火山作用有成因联系 ;阿尔金、康西瓦、金沙江、嘉黎及雅鲁藏布江等走滑断裂可下延至 30 0～ 4 0 0km深度 ,显示了低速高热物质组成的垂向低速异常带特征及大型超岩石圈或地幔剪切带的产出 ;发现康西瓦、东昆仑—金沙江、班公湖—怒江和雅鲁藏布缝合带下部存在不连续的高速异常带 ,可以解释为青藏高原地体拼合及碰撞过程中可能保留的加里东、古特提斯和中特提斯大洋岩石圈“化石”残片 ,是“拆沉”的地球物理证据。印度大陆岩石圈的巨厚俯冲板片以 15～ 2 0°倾角向北插入唐古拉山下 30 0km深处 ,并被高热物质组成的地幔剪切带分开。结合新的横穿喜马拉雅及青藏高原的地幔层析资料 ,提出青藏高原碰撞动力学新模式 :青藏高原南部印度岩石圈板片的翻卷式陆内超深俯冲 ,北缘克拉通向南的陆内俯冲 ,腹地深部的地幔羽上涌 ,以及地幔范围内的高原“右旋隆升”及物质向东及北东方向运动及挤出。

走滑断裂、“挤压性盆-山构造”与油气资源关系的探讨

了解含油气盆地的形成及其演化的影响因素对于含油气盆地的勘探和开发是至关重要的 .以美国西部的圣安德烈斯断裂带及伴生的南加州油气盆地作为参考 ,对中国青藏高原北部与阿尔金走滑断裂系相关的盆 -山构造进行了剖析 .探讨阿尔金走滑断裂系在其演化过程中 ,怎样控制区域应力场、变形构造及盆地的形成 ,进而制约油气的迁移和圈闭 .分析结果表明与圣安德烈斯断裂带在美国南加州的盆 -山构造体系所起的作用相比较 ,阿尔金走滑断裂系在青藏高原北部的盆-山构造体系的形成和演化中起相似的作用 .青藏高原相对于塔里木盆地的斜向运动导致在阿尔金走滑断裂的东南形成走滑 -挤压构造域 .形成一系列的走滑和推覆构造 ,在地形上表现为包括柴达木盆地在内的有序的盆 -山相间的构造体系 .与南加州富含油气的盆地相似 ,阿尔金走滑断裂及相配套的走滑

塔里木盆地东北缘库鲁克塔格地区的早古生代地壳变形以及造山时限

位于中亚造山带与塔里木克拉通结合部位的新疆库鲁克塔格是研究中亚造山带及塔里木克拉通关系的一个关键地区。野外观测、显微构造分析以及Ar–Ar测年结果揭示:(1)库鲁克塔格地区震旦纪—早古生代岩系地层变形样式为底部强烈褶皱,面理密集向北缓倾,顶部褶皱较宽缓、劈理稀疏向北陡倾,构成具有向南构造指向的铲式构造样式;(2)库鲁克塔格地区基底与盖层之间存在一条E–W走向、厚度约2 km的韧性滑脱带,带内普遍发育糜棱岩及"A"型剪切褶皱等,糜棱岩面理向N或S缓倾、拉伸线理向NW或SE倾伏,不对称旋转构造及糜棱岩中石英晶格优选方位图(EBSD测试)指示韧性滑脱带上盘滑脱方向为自NW向SE;(3)韧性滑脱带中糜棱岩内白云母的Ar–Ar测年结果表明滑脱时代早于383 Ma。滑脱–褶皱构造是塔里木地块与中天山岩浆弧带碰撞后发生陆内俯冲的产物,说明塔里木盆地东北缘库鲁克塔格存在早古生代造山事件。

韧性剪切变形对岩石地球化学行为的制约——以北阿尔金巴什考供韧性剪切带为例

韧性剪切变形对岩石地球化学行为的制约一直是地质学家们探讨的课题。本文以构成北阿尔金红柳沟-拉配泉俯冲碰撞杂岩带与北阿尔金地块边界的巴什考供斜向逆冲型韧性剪切带为例,通过对韧性剪切带内花岗岩变形前后不同变形强度构造岩的地球化学组成进行对比,确定等比线斜率,探讨韧性变形对岩石体积和成分变异的影响。计算结果表明,在糜棱岩化过程中,糜棱岩化花岗岩体积亏损21%,花岗质糜棱岩体积亏损31%。质量平衡计算结果和等比线图表明,韧性剪切作用导致SiO2流失量最大,Al2O3、K2O及Ba、Rb、Sr等都有不同程度的丢失,显示出较强的活动性,MnO、P2O5、Sc位于等比线上或附近,表现出相对的稳定性。岩石中活动组分的变异是流体渗滤作用引起的,不活动组分的变异是体积亏损造成的。

CCSD主孔榴辉岩中金红石微量元素特征:LA-ICPMS分析及其意义

对中国大陆科学钻探(CCSD)主孔200～1005m范围内8件榴辉岩样品的金红石进行了LA-TCPMS原位微区微量元素分析,结合前人已发表的全岩和金红石分析数据,研究结果发现:在不同类型榴辉岩中,金红石的微量元素与其全岩成分具有不同的相关关系。金红石中的Nh和Ta元素含量不同程度地受控于全岩Nb和Ta含量。在高钛和低镁钛榴辉岩中,金红石的Cr与全岩Cr/TiO_2,正相关;在富镁榴辉岩中,金红石的Cr含量受全岩MgO含量的控制;在高钛和富镁榴辉岩中,全岩成分明显影响着金红石的Zr含量,金红石Zr温度计可能不适用。低镁钛榴辉岩的金红石的平衡温度普遍低于榴辉岩峰期变质温度,可能是变质流体参与下的扩散作用和退变质作用所致;多数情况下,单个样品中大部分金红石颗粒的Zr含量是均匀的,金红石Zr温度计所给出的温度可能代表着退变质再平衡的温度;CCSD榴辉岩的全岩Nb/Ta比值普遍低于其中金红石的Nb/Ta比值,不支持金红石榴辉岩可能是地球上超球粒陨石Nb/Ta比值储库的观点。

阿尔金断裂走滑作用对青藏高原东北缘山脉形成的古地磁证据

通过对青藏高原北部阿尔金断裂东缘早白垩世-第三纪红层与玄武岩38个采点的系统古地磁测定,获得了研究区早白垩世-第三纪高温特征剩磁分量。结果表明,昌马乡早白垩世红层与玄武岩剖面层面坐标下高温特征剩磁平均方向(Ds=32.8°,Is=59.4°,κs=36.2,α95=8.1°)和北大窖早白垩世玄武岩剖面层面坐标下高温特征剩磁平均方向(Ds=335.4°,Is=55.1°,κs=34,α95=9.6°)均通过了褶皱检验,可能代表岩石形成时的原生剩磁。旱峡地区早白垩世地层层面坐标下高温特征剩磁平均方向(Ds=26.1°,Is=49.5°,κs=28.6,α95=7.3°)和红柳峡早第三纪地层层面坐标下高温特征剩磁平均方向(Ds=355.4°,Is=48.3°,κs=135.8,α95=7.9°),这两组高温特征剩磁方向在地理坐标下均远离现代地磁场方向,且具有正、反双极性特征,说明其也可能代表了岩石形成时的原生剩磁方向。结合已有阿尔金断裂及周边早白垩世-第三纪古地磁结果,提出柴达木块体在新生代印度/欧亚大陆碰撞挤压下并没有发生明显的整体顺时针旋转作用,青藏高原东北地区的块体旋转作用是阿尔金断裂左旋走滑作用在青藏高原东北缘转换的重要表现形式。

苏鲁榴辉岩中磷灰石的矿物学和微量元素地球化学

磷灰石是榴辉岩中最常见的副矿物之一,见证了高压-超高压变质岩从原岩形成、俯冲和折返所伴随的物理化学过程。为进一步揭示苏鲁超高压榴辉岩经历的物理和化学过程,我们对取自中国大陆科学钻探工程(CCSD)主孔岩心和苏北地表露头榴辉岩中的磷灰石进行了详细的岩相学分析和LA-ICP-MS原位微量元素分析。分析结果表明,在苏鲁榴辉岩中,磷灰石绝大多数是在超高压变质作用阶段重结晶生长的。未受退变质影响的磷灰石富含LREE和Sr元素,退变质作用促使磷灰石中活动性较强的LREE和Sr明显降低而HREE含量略微升高,并产生负Eu异常。磷灰石边部HREE的升高可能与折返过程中的升温作用和石榴子石分解有关,Eu负异常的产生可能还与退变质过程中发生了氧逸度f_(o_2)的降低有关;结合前人对磷灰石中"出溶"现象的研究,提出榴辉岩磷灰石中的独居石"出溶体"很可能是磷灰石与富含NaCl和硅酸盐的退变质流体发生交代反应所致,磷灰石中硫化物"出溶体"的形成除了氧逸度降低的原因外,可能也与折返过程中发生的短期升温作用有关。超高压变质岩从进变质-峰期→早期退变质→角闪岩相退变质阶段,变质流体可能经历了氧化→还原→氧化状态的复杂变化。

帕米尔-西昆仑地区新生代古地磁结果及其构造意义

通过对帕米尔-西昆仑地区新生代地层51个采点古地磁样品系统的古地磁测试,获得了研究区新生代较可靠的古地磁数据。尽管上述研究剖面因为单斜地层无法对所获得的古地磁结果进行褶皱检验,但从实验结果可以看出,其地理坐标下平均的高温特征剩磁方向远离现代地磁场方向,且和田朗如乡古近纪、策勒恰恰古近纪、叶城柯克亚乡新近纪剖面所获得的古地磁结果具有正、反2种极性,由此,我们认为以上剖面的高温特征剩磁很可能代表了岩石形成时的原生剩磁方向。结合研究区已有的古地磁数据,认为在新生代印度板块向北挤压作用下,塔里木地块西缘地区（帕米尔高原东北缘）早白垩世-晚白垩世始相对欧亚大陆在古地磁误差范围内并没有发生明显的构造旋转作用（1°~1.6°）,而始新世以来相对欧亚大陆则发生了明显的逆时针旋转（22°~38°）,该地区的逆时针旋转作用可能与塔拉斯-费尔干纳断裂新生代以来的右旋走滑作用有关,而在帕米尔高原以东则主要以沿大型走滑断裂的走滑作用为主,并没有发生明显的旋转作用。

北苏鲁荣成地区超高压变质带大理岩中石榴辉石岩的退变质过程

北苏鲁荣成地区超高压变质带大理岩中的退变质石榴辉石岩包裹体具有"核-幔-边"结构,核部主要由石榴子石与单斜辉石组成,幔部含有由细小角闪石与绿帘石组成的后成合晶以及颗粒较大的角闪石与单斜辉石,通过详细的岩相学分析以及矿物成分分析,认为这些后成合晶是由石榴子石、单斜辉石以及来自围岩的流体共同反应而产生,大颗粒的角闪石主要是由辉石转变而来的,在幔部这个转变并不彻底,仍有一些残余辉石颗粒。边部主要由角闪石和绿帘石组成。该石榴辉石岩曾经历榴辉岩相超高压变质阶段。没有柯石英超高压代表性矿物(采样处的其他类型岩石都含有柯石英)的原因是石榴辉石岩的原岩为超基性岩。