造山带沉积学系列之一——弧造山带的弧前沉积

板块构造理论得到地学界广泛接受以来,沉积学在造山带研究中得到了普遍的重视。笔者在归纳总结板块构造沉积学3个主要发展阶段及其相应的研究成果的基础上,重点讲述了弧造山带的弧前海沟盆地、楔顶盆地和弧前盆地的定义,并结合具体实例介绍了3类盆地沉积环境、沉积组合与物源背景。总之,希望这些讨论能使对造山带沉积学感兴趣的读者得到梗概的认识。     

造山带沉积学之二——弧造山带的弧内沉积

笔者阐述弧造山带的弧内沉积盆地的沉积作用。在岩浆弧内出现弧内盆地和弧背前陆盆地。笔者选取典型实例,说明2类盆地的大地构造位置、盆地边界特征、盆地包含的沉积环境、沉积物类型、沉积物源和盆地构造特点。     

柴北缘果可山岩体的岩浆混合作用:来自岩相学、矿物学和地球化学证据

青海南山岩浆岩带沿柴达木盆地和西秦岭造山带北缘分布,主要由与古特提斯洋俯冲-碰撞相关的晚二叠世-三叠纪花岗岩组成。本文对柴北缘东段果可山石英闪长岩及其中镁铁质微粒包体开展岩相学、矿物学、地球化学和Sr-Nd同位素综合研究及成因约束,为探究壳-幔相互作用提供新信息。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,果可山石英闪长岩与镁铁质包体形成于～247Ma。石英闪长岩属中钾钙碱性I型花岗岩,具有中等K_2O含量(1.43%～2.18%)和高Mg~#值(48.9～52.4),还表现出富集轻稀土元素、大离子亲石元素(如U、K、Pb),亏损重稀土元素和高场强元素(如Nb、Ta、Ti)和弱Eu负异常特征(Eu/Eu~*=0.71～0.85)。Sr-Nd同位素组成和矿物不平衡结构(如斜长石韵律环带和突变环带及角闪石包裹黑云母)表明,石英闪长岩主要源自镁铁质下地壳部分熔融并伴有富集地幔来源镁铁质组分的参与。镁铁质微粒包体呈椭球状,发育冷凝边和特殊的显微结构(如针状磷灰石、斜长石反环带和斜长石含刀刃状角闪石),具有更低的SiO 2含量(56.68%～59.28%)、更高的ε#Nd(t)和Mg值(58.5～62.2)以及更平坦的稀土配分曲线,暗示果可山镁铁质包体和寄主花岗岩是由源自遭受俯冲交代地幔的镁铁质岩浆与古老下地壳(古元古代晚期)来源的长英质岩浆不同比例混合形成的。结合前人对区域沉积学和构造解析研究结果,本文认为青海南山早-中三叠世岩浆活动与古特提斯洋向北俯冲诱发的幔源岩浆底侵和岩浆混合作用有关。     

求索地质学50年

我已年逾古稀,垂垂老矣。地质生涯中积累的经验和问题,理应贡献给年轻一代,以期经验能够相传,问题得到解决。年轻地质学家需要寻求名师指点,锤炼踏实的基本功;要踏遍世间群山,阅历地质现象,胸中累积千百地质实例;要熟读文献千卷,把文献中的实例与胸中实例融会贯通。如此,就可以把野外、室内识别、理解地质现象的能力和地质学最主要的工作方法—对比与联想融合在一起,能够解开任何地质难题。年轻地质学家还需要学习近年来科学哲学的内容和进展。为的是理解科学的本质,地质学的本质,以及地质学与其它学科的关系。这有利于青年学者选择最接近科学范式的、最重要的研究项目;也有利于提高逻辑推理能力。地质学和科学哲学功底最好的年轻学者,可以为地学哲学作出贡献。本文提出6个方面的问题,供年轻学者参考。     

新疆东准噶尔扎河坝钾质玄武岩的地球化学特征及其构造意义

扎河坝钾质火山岩位于准噶尔盆地的东北缘,下泥盆统托让格库都克组内。这些火山岩以玄武岩为主,具有较高的K2O含量(1.66%～4.63%)和K2O/Na2O值(0.36～1.65),并富Sr(665×10-6～906×10-6)、Ba(680×10-6～1596×10-6)等大离子亲石元素和轻稀土(La/YbPM>8),显示出钾玄质岩石的特征。同时,这些岩石具有较高的TiO2(～1.7%),P2O5(～0.8%)和高场强元素含量,类似于高铌玄武岩。尽管具有较高的Nb含量(Nb=21×10-6～23×10-6),这些岩石仍呈现出明显的Nb～Ta亏损,显示了典型的岛弧特征。高的Nb/Yb(～5.9),Nb/Ta(19～21),Zr/Hf(46～51)值以及较高的钾含量表明这些岩石来自一个经交代作用富集的地幔源区。单纯的消减板块脱水难以造成高场强元素的富集,这些岩石较高的Ce/Th(47～50),Ce/Pb(13～19)和Ba/Th(341～777)值并缺乏明显的负铈异常等特征排除了消减沉积物熔体的加入。导致地幔富集的变质组份可能为来自消减板块的低程度熔体。扎河坝钾质玄武岩与稍早前报道的埃达克与富铌玄武岩一起,反映早泥盆世曾经出现过洋壳的消减事件。准噶尔盆地中存在的特征岛弧岩浆表明热消减机制曾经广泛地出现在准噶尔板块演化的不同历史时期,而岛弧地体在准噶尔盆地基底的组成中可能占有较大的比例。     

陆-陆碰撞造山带动力学成因机制的物理模拟实验

报道了利用自行研制的ＧＪ １ 型物理模拟实验装置实施的陆 陆碰撞造山带形成和演化动力学过程的最新实验结果。实验结果表明,陆 陆碰撞是岩石圈或地壳缩短和增厚的主要机制之一。在地幔对流派生的拖曳力和板块相互运动产生的压缩力以及其它附加力的联合作用下,模型长度和厚度分别缩短４５ ％ 和增厚８５ ％ 是可能的。推覆造山作用有可能将下地壳的岩石物质和构造推覆到上地壳或地表,形成在地表可观察到的韧性剪切带构造。推覆体中的逆冲断层系往往沿最为发育的一组剪切面形成和演化,被叠置或双重地层的形成使地壳厚度明显增加。实验结果展示出推覆造山带、俯冲带和混杂岩带三个主要构造单元的形成和演化的动力学过程,以及它们之间的构造动力学和几何学关系。认为：陆 陆碰撞造山带是在地幔对流派生的拖曳力和板块相互运动产生的压缩力以及其它附加力联合作用下形成和演化的,大洋闭合和二个大陆之间的对接与碰撞导致了造山作用的发生,混杂岩带的形成和演化与洋壳俯冲作用密切相关。     

川西盐边群的优地槽岩石组合

<正> 古优地槽岩石组合往往难以得到完整保存的记录。蛇绿岩的上冲作用使得蛇绿岩的岩石层序受到破坏;消减作用又常使消减带的复理石岩系变形,成为关系复杂、断裂交错的冲断席;最后的弧带造山作用或碰撞造山作用(Coleman,1975;Dickinson,1977)又进一步使这些岩石褶曲、断裂,于是,原来的层序和面貌便难以辨认。