关于华北克拉通燕山期岩石圈减薄的机制与过程的讨论:是拆沉,还是热侵蚀和化学交代?

关于华北克拉通燕山期岩石圈减薄作用,主要有两种模型:(1)岩石圈拆沉;(2)热侵蚀和/或化学交代。文中主要从岩浆活动与构造变形两个途径,通过(1)燕山带造山幕和结构要素组合以及造山过程的p-T-t轨迹;(2)收缩构造变形、火成岩构造组合和下地壳岩石捕虏体3个独立证据提出陆壳的构造加厚;(3)火成岩成因的壳幔相互作用模型和热模拟等,试图讨论华北地区克拉通有浮力的岩石圈如何转变为密度大的岩石圈,随之发生拆沉作用,而不是热侵蚀或化学交代机制使岩石圈地幔改造为EMI印记实现的减薄作用。大量对流的软流圈物质注入克拉通是诱发陆壳发生局部熔融所必需的条件。底侵玄武质岩浆的加热并弱化先前的冷和强的克拉通地壳,创造一个流变学条件,以使收缩构造变形和陆壳加厚成为可能。陆壳最下部和岩石圈地幔中形成的大量玄武质岩石,在构造加厚作用下,相转变为榴辉岩,致使原先有浮力的岩石圈转变为密度大的岩石圈,随之发生拆沉作用。

深部构造与地质过程控矿研究

随着大规模全球填图和矿产勘探的发展,在地壳深部寻找新的矿产资源的紧迫性日益增加。大型热液成矿系统和矿集区的时空分布受深部地质过程演化制约,成矿系统明显与岩石圈各个层圈的深部结构和组成的不均一性密切相关,其时空分布本质上受深部构造和过程制约。通过深部热-物质迁移的研究,可以建立岩石圈块体构造模型和非线性成矿作用动力学及源区构造等概念,深入探讨岩石圈及与相邻圈层物质和能量交换过程中造矿组分的分散与富集机制及时空演化规律,可以预测矿床出现的种类和聚集的部位,特别是大型矿集区的位置和矿化形式,从而为大型-超大型矿床及矿集区的探寻与预测提供思路和基础。

豫西前河构造蚀变岩型金矿成矿过程中的流体-岩石反应

前河金矿区位于华北地台南缘,赋存在中元古界熊耳群安山岩和英安岩中,矿体受断裂破碎带控制。含矿热液在迁移过程中与围岩发生了广泛的流体-岩石反应而引起热液蚀变。本区石英中有4种类型的流体包裹体,均一温度范围为145～331℃,其中含CO2包裹体的完全均一温度主要分布在中-高温区。成矿流体的密度和压力变化范围分别是0.68～0.94g/cm3和(367.01～896.55)×105Pa。金大量沉淀成矿时的流体特征为:温度213～260℃、密度0.80～0.89g/cm3和压力(502.86～710.57)×105Pa。流体相为SO42->Na+>Cl->K+型,CO2/H2O比值及N2、H2S、Ar、C2H6等挥发分的含量明显增高,f(CO2)、f(H2S)、f(CH4)和Eh值增大;f(O2)、f(H2O)和pH值减小。在青磐岩化安山岩的基础上发生的流体-岩石反应是造成本矿床金沉淀成矿的最主要原因。

岩石显微构造分析现代技术——EBSD技术及应用

EBSD技术的发展,为岩石显微构造分析开辟了一个全新的领域。它与现代扫描电子显微镜和能谱分析等设备配合,可以同时对块状样品进行晶体结构与成分分析,从而使显微构造、微区成分与结晶学数据分析有机结合起来。EBSD技术可以精确、快速定量标定包括各种晶系晶体颗粒的晶格方位和描述晶体颗粒的边界、形态等特征,对于具有低角度边界的晶体颗粒提供精确数据,为阐述岩石变形机制提供重要约束,并为高级晶族和不透明矿物结晶学组构与变形机制研究提供了有效的手段。EBSD尤其使获取微米级甚至纳米级尺度上颗粒(亚颗粒)或相之间的定向差别(达到20 nm的空间分辨率和0.3度角度分辨率)成为可能。EBSD技术在矿物相鉴定、亚微域内的应变分析、矿物出溶作用等方面的应用,进一步证明了这一新技术在显微构造分析及相关领域的应用前景。其广泛应用必将带来岩石显微构造研究的新突破,也将成为未来岩石变形机制与岩石圈流变学研究取得飞速发展不可或缺的技术手段。

华南地区中生代大规模成矿作用与岩石圈多阶段伸展

华南是中国最主要的钨、锡、铋、铜、银、锑、汞、稀有、重稀土、金和铅锌多金属成矿省 ,文中初步论述了华南地区中生代大规模成矿作用的基本特点。大规模成矿作用主要发生在 1 70～ 1 5 0Ma ,1 4 0～ 1 2 5Ma和 1 1 0～ 80Ma 3个时间段 ,前一阶段以铜铅锌和钨矿化为主 ,后一阶段主要是锡金银铀矿化。尽管 1 4 0～ 1 2 5Ma也是一个成矿相对集中的时间段 ,但主要表现为第一个阶段的继续 ,同时 ,也是前一个阶段向后一个阶段的过渡 ,以钨锡矿化为主。

北京燕山地区薛家石梁杂岩体特征、成因、源区性质及岩石圈减薄方式

薛家石梁杂岩体位于北京北山地区，在平面上呈北西向的椭圆状，主要由辉长岩、二长辉长岩、二长岩、正长岩和花岗岩组成。根据锆石SHRIMP定年结果为132．8～123．3Ma，形成于早白垩世早期。野外地质特征、矿物学特征、岩石学特征及地球化学特征表明，薛家石梁杂岩体中二长岩是二长辉长岩岩浆与正长岩岩浆混合作用的产物，从辉长岩岩浆到二长辉长岩岩浆经历了结晶分异作用。薛家石梁杂岩体中正长岩具高Sr，低Y及Eu正异常特征，推测其可能来源于加厚陆壳的底部。薛家石梁杂岩体中辉长岩中Mg^#值为65，w（Nb）／w（U）值为37．8，这些特征暗示其可能为原生岩浆。辉长岩中ε（Nd）值为-6．5，表明其源区岩石不具亏损地幔特征；而辉长岩具富集Pb、Ti、Nb正异常，Hf的负异常，与EMI型富集地幔特征（具Nb、Hf正异常及Pb的负异常）不一致；辉长岩中Rb、Th、Nb、U、La、Ce元素含量比EMI型富集地幔低一个数量级；杂岩体中N（^87Sr）／N（^86Sr）与N（^206Pb）／N（^204Pb）值具正相关关系也表明不具交代富集型地幔特征。因此，我们认为辉长岩岩浆源区应为软流圈地幔，而不是富集型地幔（EMI）。辉长岩中ε（Nd）的负值是辉长岩岩浆与太古宙下地壳相互作用的结果。因此，我们认为中国东部岩石圈减薄的主要机制是岩石圈的拆沉作用。

岩石圈不连续与大陆成矿作用

岩石圈不连续是岩石圈块体间的构造薄弱带,也是岩石圈单元和深部成矿单元划分的重要界线;本文以华北地台为例,阐述岩石圈不连续的概念,初步探讨了岩石圈不连续在大陆成矿作用过程中的作用,并讨论了岩石圈不连续的识别标志。

大陆边缘动力沉降及其深部构造作用控制

动力沉降是动力地形的一种,即动力地形低。动力地形一般认为具有两种成因,一种为与超大陆集聚和分散有关的动力地形,另一种为与大洋板片俯冲有关的动力地形。大陆边缘动力沉降的模拟已经提出了不同的动力学模型,如大洋板块缓倾角或陡倾角俯冲模型、不同样式(俯冲角度变化和速度变化)和性质(大洋岩石圈热年代变化等)的大洋板块俯冲模式和具应力引导的、动态三维的板块俯冲模型。关于大陆边缘动力沉降及其深部板块俯冲作用控制的研究已经趋向更加符合实际、更加精细和系统。对深部地幔活动及其地表动力地形响应的深入研究有望对关于大陆边缘区高级别层序单元及其界面的成因机制、大陆内部动力沉降与深部构造作用之间的耦合关系、我国晚中生代至新生代大陆边缘区动力学背景和油气资源评价等问题的研究取得新的进展和突破。

深部找矿研究问题

中国大部分矿产资源供应的紧缺形势 ,要求加大中东部地区深部找矿 (包括矿山和矿集区 )的力度。文章在论述深部找矿的重要性、可能性和艰巨性的基础上 ,阐释了深部找矿的有关概念 ,对比了深部矿床和浅表矿床的差异 ,重点论述了深部探矿的 4个基本科学问题 ,包括 :①成矿系统发育的完整程度 ;②成矿系统发育的深度 ;③成矿系统网络的三维结构与矿床分带 ;④深部矿床的示踪标志。最后 ,作者对加强深部找矿提出了意见和建议。

古亚洲洋和古特提斯洋的闭合时代--论二叠纪末生物灭绝事件的构造起因

通过对比分析华南地块和基墨里大陆（包括保山、缅泰和羌塘地块）间、华北和西伯利亚地块间的古纬度和纬度运移量，分别确定了古特提斯洋和古亚洲洋的闭合时代。结果表明：（1）基墨里大陆东部的保山地块与华南地块于晚二叠世碰撞，然后继续和华南地块、缅泰地块、羌塘地块一起向北漂移，直到晚三叠世，即在云南三江地区，古特提斯洋的闭合时代为晚二叠世晚期；（2）早二叠世西伯利亚地块开始快速向南漂移，并于二叠纪末期（～250Ma）和华北地块发生碰撞，即位于两地块间古亚洲洋最终闭合时代为二叠纪末；（3）峨眉山和西伯利亚两个大火成岩省的形成时代和大洋的闭合时代吻合，而大火成岩省在时间上又与全球生物灭绝事件吻合，进而推断二叠纪末的生物灭绝事件可能与古亚洲洋和古特提斯洋的闭合密切相关。

闽中地区马面山群东岩组变质岩形成的古构造环境研究

闽中地区马面山群东岩组地层主要为绿片岩为主的一套古火山沉积建造。其主要岩性类型包括各种成分的绿片岩、大理岩、石英片岩及变粒岩类。绿片岩显示海底火山喷发特征,变粒岩原岩为中酸性岩类。东岩组变质岩岩石化学研究表明,绿片岩的原岩应为玄武岩类。变粒岩类主要属于英安岩及流纹岩。这些特征反映东岩组具双峰式火山岩特征,形成于大陆内部张性环境。绿片岩稀土元素特征也显示和大陆拉张环境中的火山岩类稀土特征非常相似,属大陆拉斑玄武岩;微量元素分布显示出该组变质岩原岩类似于大洋岛和大陆裂谷的板内碱性玄武岩。因此闽中地区中元古代可能处于板内古裂谷环境。

滇西新生代富碱斑岩及其深源包体的岩石学和地球化学特征

滇西地区沿金沙江—哀牢山断裂带产出了一套第三纪富碱斑岩 ,其中包含有多种类型的深源包体 ,它们对于了解滇西地区的地幔组成与演化及壳幔相互作用有重要意义。介绍了鹤庆六合、剑川新华、甸心和石鼓小桥头等地的富碱斑岩及其深源包体的岩石类型和岩相学特征 ;通过对寄主岩及其包体的主量元素、微量元素、稀土元素和Pb、Sr、Nd同位素的分析 ,运用多种地球化学判别图解并结合实验岩石学和相平衡的研究结果 ,认为研究区的富碱斑岩属于钾玄岩系列的岩石 ,主要形成于后碰撞弧环境 ;富碱斑岩起源于滇西加厚地壳的下部 (约 5 5km处 ) ,源区岩石应是榴辉岩相的岩石 ;富碱斑岩的源区具有EMⅡ型富集地幔的地球化学特征 。

黑龙江伊春地区晚三叠世—早侏罗世铝质A型正长-碱长花岗岩地球化学特征及其构造意义

黑龙江伊春地区晚三叠世-早侏罗世正长-碱长花岗岩的岩石学和主、微量元素及同位素分析结果表明，岩石中大多含有高温自形或锥形石英、副矿物萤石和文象结构、晶洞构造等；岩石化学特征上具有高硅、富碱和低钙镁、偏铝质-过铝质特点，稀土元素配分模式呈轻稀土元素略微富集的、缓向右倾斜而重稀土元素较为平坦、铕亏损的海鸥型，富集高场强元素（HFS）Zr和Ga，亏损Ba、Sr、Eu等；岩石中的石英包裹体均一温度为750～950℃，具有高温岩浆浅成被动就位的特征。岩石富SiO2、K2O、Al2O3，δ^18O值为5．1％o～10．3％0，属正常略偏低δ^18O值花岗岩类；Isc值较高、εNd值较低，暗示了其源区物质来源主要与古老下地壳变质基底物质有关，并涉及到一定程度的壳幔岩浆混合作用。综合这些特征，首次提出伊春地区晚三叠世-早侏罗世正长-碱长花岗岩属于铝质A2型花岗岩，这说明此后该地区进入了古亚洲洋最终闭合之后大陆碰撞后跨塌、伸展动力学体制的构造背景。

火山岩储层斜长石选择性溶蚀的岩石学特征和热力学条件

长石溶孔是火山岩中重要的孔隙类型之一,火山岩的主要孔隙类型中长石溶孔所占的比例在1.24%～60.61%之间,在储层中占有重要地位。从岩相学、岩石化学CIPW标准矿物成分、热力学等方面论证了斜长石的选择性溶蚀。岩相学特征表现出斜长石选择性溶蚀的特征,即钙长石溶蚀时钠长石没有溶蚀,同时出现斜长石选择性溶蚀时钠长石和钾长石生长的现象。斜长石选择性溶蚀得到了CIPW标准矿物成分的支持,在CIPW标准矿物成分中长石的端元组分主要为钠长石和钾长石,而钙长石绝大多数为0或接近0。热力学研究表明,在同样的温度、压力和地层水成分的条件下,在斜长石中优先溶解钙长石组分。当地层水中Na+和K+浓度达到饱和时发生钠长石和钾长石沉淀,出现斜长石选择性溶蚀的同时发生钠长石和钾长石生长的现象。

浙皖赣相邻区加里东期构造变形特征

浙皖赣相邻区在加里东时期受到华南加里东构造事件的影响,前震旦纪基底及早古生代早期盖层强烈隆升并褶皱变形,皖浙赣邻接部位早—中石炭世地层直接覆盖在中元古代浅变质岩系之上,东端清凉峰一带的中石炭统覆盖在上寒武统之上,但尚未见到有加里东期岩浆活动的证据。同时,古陆南侧及东侧震旦纪—早志留世盖层向南(东)滑脱,接触带附近与基底一并形成倒转产状及倒转褶皱;北侧向北滑脱形成滑覆褶皱及临溪盆地、兰田残留向斜盆地。印支、燕山事件对加里东构造形迹产生了不可忽略的改造,最终形成了基本延续至今的构造格局。

数字高程模型在地表过程研究中的应用

数字高程模型(DEM)是人们研究地表过程、构造地貌的一种行之有效的方法和手段。DEM是地形表面的数字表达,易于三维可视化和统计分析。DEM作为一种空间数据,可以进行各种空间分析,编制平均高程图、山顶面图、谷地面图、局部地形图、平均坡度图和剖面图,从而有效地显示地形特征,预测地表侵蚀量和地形发展趋势。特定盆地充填面的DEM分析是探讨特定地质时期(新生代)以来地表由沉积转入侵蚀、沉积之后隆升过程、隆升速率和剥蚀量、剥蚀速率等地表过程的有效手段,它与大地构造、深部地球物理相结合,可以揭示隆升机制和大陆动力学背景。低起伏侵蚀面的DEM分析有利于定量揭示山脉夷平面分布,结合基岩地质等其他资料综合分析,可揭示侵蚀面的成因,揭示大地构造与地表过程相互关系是未来研究的主要目标之一。

闽西南中生代推覆构造对铁矿床控矿特征研究

闽西南地区地处华南大陆东南缘,元古代以来由于受到华夏与扬子板块、特提斯与环太平洋构造域的作用,经历了前泥盆纪基底、晚古生代坳陷盆地形成与发育以及中生代以来强烈构造岩浆活动等几个重要的演化阶段,并伴随有不同时期的岩浆及成矿作用。晚古生代闽西南地区由于区域裂陷作用。

胶东西北部金矿床深部资源潜力与找矿方向

结合胶东地区近年来金矿勘查的重大突破,通过对控矿断裂构造网络、成矿流体来源、成矿深度估算和剥蚀程度的综合分析,认为胶东地区具有良好的区域金成矿地质条件和深部找矿前景。胶东地区具有三山岛、焦家、招平3条主要的控矿断裂和众多次级断裂,构成成矿流体活动和金矿床就位的构造网络。成矿流体具有壳幔混合特征,暗示成矿作用深部延伸潜力可观。近年来的勘查实践已经发现众多深部资源,证明胶东地区深部找矿切实可行。通过流体包裹体压力和花岗岩形成深度综合分析,认为胶东金矿床成矿深度上限为2～3km,成矿深度下限5～8km,后期剥蚀程度不超过3km,因此区域上3km以浅甚至5km以浅均具有找矿前景。三山岛断裂与焦家断裂深部可能在4km左右深度交汇,其交汇部位可能发育隐伏的巨型金成矿带。

铜陵矿集区构造-流体-成矿系统演化格架

铜陵矿集区的成矿作用与印支—燕山期特定构造背景控制下的岩浆活动密切相关 ,地壳浅部成矿岩浆运移侵位过程和主成矿期构造变形机制是建立区域构造流体成矿系统演化格架的两个关键问题。通过对区域重磁异常、遥感影像的线性解译结果和区域变形变质作用的分析 ,确定了在区域中部存在一浅层隐伏岩体 ,从而进一步查清了浅部成矿岩浆运移侵位过程 ;引入复杂性科学的思维 ,对基础地质资料进行了重新分析 ,提出铜陵矿集区在印支—燕山期经历了“先剪后压”的递进变形这一新认识。在此基础上 ,结合区域构造演化背景 ,总结了铜陵构造流体成矿系统演化格架 ,即 :(1 )印支期初始 ,在华北、华夏板块的挤压下 ,下扬子地块内部发育了系列岩石圈断裂与地壳断裂 ,使其裂解为很多与铜陵矿集区类似的次级地质单元 ;同时断裂的深切割作用引发了下地壳—上地幔的岩浆活动 ,岩浆沿深断裂上侵 ,分别在 2 0km和 1 0km左右形成深部和中部的岩浆房 ;(2 )印支中期开始 ,相对独立的铜陵矿集区在周围地质单元的夹持和围限下 ,经历了挤压 -剪切的递进变形 ,形成了 3套主要构造形迹 (包括北东向“S”型褶皱、北东向顺层滑脱断层和北西向左型走滑断裂 ) ,其组成了盖层的导流控矿网络 ;同时由于剪切作用导致的区域中部拉伸减薄 。

西藏冈底斯地块中新生代中酸性侵入岩浆活动与构造演化

冈底斯地块上的中新生代中酸性岩浆活动,是北部班公湖-怒江和南部雅鲁藏布两个特提斯演化及其后的陆内汇聚碰撞造山和后造山伸展等大地构造事件的完整记录.地块上的中酸性岩浆活动可划分为3个带,其中北部岩带岩浆岩形成于燕山期,其类型从早期的I型到中期的过渡型演化为晚期的S型,分别形成于板块俯冲—缝合—碰撞等构造条件下,是北部班公湖-怒江特提斯演化的集中反映.中部和南部岩浆岩带则集中体现了雅鲁藏布特提斯时空演化的完整经历.其中,南部岩带岩体以燕山晚期为主,喜马拉雅早期次之,成因及形成环境与特提斯洋壳向北俯冲作用密切相关(燕山晚期),同时俯冲结束后的同碰撞条件下的岩浆活动在该岩带内也有明显的反映(喜马拉雅早期);中部岩带岩体以喜马拉雅早期为主,燕山晚期次之.岩体大部分为同碰撞环境下岩浆活动的产物,它表征了随着洋壳板块向北俯冲程度的加深和强度的加剧,岩浆活动中心在不断向北迁移,并最终缝合碰撞的过程.因此该岩带内岩浆岩主要形成于俯冲的晚阶段及缝合后的同碰撞条件下.喜马拉雅晚期的小斑岩体实际上广泛出露于整个冈底斯地块上,它反映的是该区在经历了碰撞造山后发生的陆内伸展的构造过程.