伊犁北部博罗霍努岩体年代学和地球化学研究及其大地构造意义

博罗霍努岩体是发育在新疆伊犁北部的一个大型海西期花岗岩体,总体沿近 SE—NW 向分布,出露面积逾2000km^2。该岩体主要包括三类花岗岩:灰黑色辉石闪长岩、浅色黑云母花岗岩和紫红色黑云母钾长花岗岩。锆石 U—Pb La-ICP-MS 定年表明,辉石闪长岩的年龄为301±7Ma,黑云母花岗岩的年龄范围为294±7～285±7Ma,而黑云母钾长花岗岩则形成于280±5～266±6Ma。岩石地球化学分析显示,黑云母花岗岩和钾长花岗岩以准铝或弱过铝Ⅰ型花岗岩为主,个别属于弱过铝 S 型花岗岩。在微量元素方面,这些花岗岩均富集轻稀土而亏损重稀土,但来自两个剖面的花岗岩具有不同的稀土元素配分模式,可能代表它们的岩浆源区有所不同,因此需要进一步对这些花岗岩进行同位素地质学研究。相对于洋脊花岗岩而言,博罗霍努岩体的花岗岩明显富集 K,Rb,Ba 和 Th,同时,显著亏损 Nb,Ta,Y 和 Yh。以上地球化学特征及微量元素判别图表明,这些花岗岩类形成于俯冲有关的火山岛弧环境。结合伊犁及邻区岩浆岩的特征及其时代,可以认为博罗霍努岩体的形成与天山北部洋壳向南的俯冲造山作用有关。西天山北部俯冲造山作用最终在中二叠世结束,并在中一晚二叠世进入陆内造山和伸展拉张阶段。

新疆伊犁北部石炭纪火山岩地球化学特征及其地质意义

石炭纪火山岩广泛分布于西天山伊犁陆块周缘,其岩性复杂,并大多与陆源碎屑岩伴生或互层。其中伊宁阿希、尼勒克和那拉提3个剖面的火山岩岩石地球化学特征显示,这些火山岩属于钙碱性系列,由玄武岩、粗玄岩、玄武质安山岩、玄武质粗面安山岩、安山岩、流纹岩、英安岩和粗面岩组成。稀土元素含量较高,轻稀土元素较重稀土元素富集。这些火山岩亏损高场强元素Nb,Ta,Zr等,而富集大离子亲石元素Th,Rb等,因而这些岩石的形成与板块俯冲有关。微量元素地球化学图解进一步表明,这些岩石形成于大陆岛弧环境。与之共生的早、中石炭世浅海—滨海相沉积地层以及伊犁陆块北缘巴音沟—莫托沙拉沟晚泥盆世—早石炭世蛇绿岩带的存在,表明伊犁陆块北缘在石炭纪时其环境为活动大陆边缘,石炭纪火山岩的形成可能与晚泥盆世—中石炭世早期北天山洋盆向南的俯冲作用有关。

越南东北部早中生代构造事件的年代学约束

越南东北部-海南岛-粤西南构造带整体上呈NW-SE走向展布于华南板块的南缘,是理解华南构造演化的关键地区。作为印支运动代表性地区的越南东北部地区Song Chay构造带上,下古生界浅变质沉积岩、上古生界至早-中三叠世未变质的沉积盖层中都发育向北东逆冲推覆,韧性变形域表现为NE-SW向的矿物拉伸线理和上部指NE的剪切变形,而脆性变形域则记录了大量NE极性的褶皱和冲断构造。两广交界的云开地体和海南岛地区存在着相同样式的构造变形。关于这期变形的时间,本文通过对野外地层以及所出露不同时期岩体变形特征的综合研究,并结合高质量的锆石U-Pb年代学数据,在越南的东北部厘定为237～228Ma。这期广泛分布于华南板块南缘构造事件的动力学机制同Day Nui Con Voi(大象山)微陆块与华南板块在早中生代的构造拼合事件相关。本文认为华南板块在早三叠世开始沿着越南东北部的Song Chay缝合带俯冲拼合于Day Nui Con Voi微陆块之下,因此在早-中三叠世时期,在作为俯冲盘的华南板块南缘发育一系列的褶皱和逆冲推覆构造,晚三叠世印支造山作用结束。因此,华南板块南缘的越南东北部-海南岛-粤西南构造带被一同卷入早-中三叠世同印支板块的碰撞造山体系之中。

华南板块早中生代陆内造山过程--以雪峰山-九岭为例

雪峰山-九岭造山带位于华南板块的中心区域,是一条典型的陆内造山带。通过详细的野外地质观察,雪峰山在早中生代经历了3期构造变形：D1为上部指向NW的韧性剪切,D2代表了一期反向褶皱-逆冲构造事件,以及D3期的水平挤压形成的直立的褶皱、劈理和线理。而在九岭,早中生代大规模脆-韧性域构造变形叠加在早古生代韧性变形之上,形成了一系列极性NW逆冲断层和不对称褶皱。雪峰山-九岭陆内造山带形成于早中生代,造山作用可以分为两个阶段,即245~225Ma的挤压变形阶段和225~215Ma的垮塌-岩浆侵位阶段。雪峰山-九岭造山带的构造特点表明,华南板块东南缘古太平洋板块向北西方向的俯冲可能引发了早中生代的陆内造山过程。

科克苏-穹库什太古生代构造-岩浆作用及其对西南天山造山时代的约束

天山造山带是古生代多期碰撞增生作用的产物,其确切的造山时代是当前争议较多的热点问题。分布在西南天山的科克苏-穹库什太剖面经历了复杂的构造变形,最明显的两期变形事件分别为朝北的推覆作用和 NE-SW 韧性走滑作用。本剖面可分为伊犁岩浆岛弧、伊犁结晶基底、高压变质杂岩三个岩石-构造单元。野外可见黑云母花岗闪长岩侵入到绿片岩相变质岩中,岩脉切穿绿片岩中面理构造。通过锆石 U-Pb LA-ICPMS 测年,科克苏剖面钾长花岗岩的年龄为341±6Ma 和338±8Ma,穹库什太黑云母花岗闪长岩的年龄为313±4Ma。其中,花岗闪长岩发生了黑云母定向排列,通过对黑云母进行^(40)Ar/^(39)Ar 测年,获得坪年龄为263.4±0.6Ma,表明该花岗闪长岩受过后期热事件的干扰。地球化学分析表明,黑云母花岗闪长岩属于钙碱性系列,Nb 和 Ta 含量低而 Rb,Ba 和 Th 含量很高,与俯冲作用有关的岛弧岩浆岩地球化学组成非常相似。结合前人对该地区高压变质岩、花岗岩和火山岩的研究成果,本文提出,西南天山俯冲-碰撞造山作用发生在晚石炭世之前,研究区后碰撞区域走滑作用标志着西南天山碰撞造山作用在二叠纪之前全部结束。

南盘江盆地八渡辉绿岩斜锆石和锆石U-Pb年龄及其地质意义

南盘江盆地是华南板块西南缘最大的沉积盆地之一。它的构造属性、形成时间及机制长期存在争议,影响着对华南印支造山过程的准确理解。南盘江盆地内除三叠系填充物外,断续出露着古生代碳酸盐岩。这些古生代碳酸盐岩实为三叠纪盆地下伏地层在盆地伸展张开过程中形成的断隆,在这些断隆周边发育有似层状或脉状辉绿岩,记录了南盘江盆地发育初期或早期的地质演化信息。本文用CamecaIMS1280二次离子质谱仪对南盘江盆地东南部八渡辉绿岩中的斜锆石和锆石进行了U-Pb同位素测试,分别获得206Pb/238U年龄加权平均值(269.3±4.2)Ma(95%置信度,N=15,MSWD=0.27)和(265.0±2.9)Ma(95%置信度,N=8,MSWD=0.02),表明八渡辉绿岩侵位于中二叠世沃德期(Wordian;265.1～268.8Ma),指示了南盘江盆地在此时处于伸展构造体制。这与南盘江盆地内广泛发育晚二叠世—早三叠世(258～248 Ma)基性岩浆活动,以及南盘江盆地晚二叠世—早三叠世时期沉积环境由碳酸盐岩台地相沉积快速转变为以浊积扇相为主的深水沉积等地质事实,共同表明南盘江盆地在中二叠世—早三叠世处于伸展构造体制。

气候变化下维管植物对大气碳同化和泥炭碳分解的调控作用

气候变化可以通过促进维管植物的生长来改变泥炭地植物群落的组成。然而,这种植被变化如何影响泥炭地碳动态仍然不清楚。为了评估植被变化对碳吸收和释放的影响,我们在两处以泥炭藓为主的泥炭地上进行了维管植物去除实验,这两处泥炭地代表了沿气候梯度下自然植被演替的不同阶段。对净生态系统CO_(2)交换量的周期性测量表明,维管植物在确保净碳吸收潜力方面发挥着关键作用,尤其是在气候变暖的情况下。然而,维管植物的存在也增强了生态系统呼吸量,通过利用呼吸作用产生的CO_(2)中放射性碳(bomb-^(14)C)特征的季节变化,我们证明根际激发效应增强了泥炭碳的异养分解。观察到的泥炭碳分解的根际激发效应与溶解有机物的更高度腐殖化相匹配,在植物的生长季之后仍然很明显。我们的研究结果强调了根际激发效应在泥炭地中的相关性,特别是在评估与气候变化相关的植被群落组成发生变化的泥炭地未来碳汇功能时。