洋板块地质研究进展

中国存在多个时代、多种类型的造山带,发育了多种多样的俯冲增生杂岩带,经历了复杂多变的洋陆转换过程,如何揭示包括洋内演化和洋陆转换等的造山过程一直是一个难题。为此,中国区域地质志项目组提出了洋板块地质研究,试图通过对造山系俯冲增生杂岩带、蛇绿岩带等洋岩石圈地质建造、结构构造进行系统研究,再造洋岩石圈从洋中脊形成到海沟俯冲消亡、转换成陆的地质作用全过程。本文介绍了洋板块地质提出到现今主要的研究进展,包括四个方面。一是,初步建立了洋板块地质格架,洋板块地质的研究包括俯冲增生杂岩的物质组成、蛇绿岩类型及其形成的构造环境、洋板块沉积组合和洋板块地层、岛弧火成岩组合、洋陆转换的过程和机制、洋-陆转换过程与成矿作用等重要内容。二是,识别出北山牛圈子—马鬃山、嘉荫—依兰、陈蔡、东昆仑布青山—阿尼玛卿、鹰扬关、大洪山、甘孜—理塘、新余神山—新干神政桥等中国陆域62条主要的俯冲增生杂岩带/增生杂岩带。俯冲增生杂岩带是认识、理解造山系时空结构、组成和演化的关键。三是,在祁连地区识别出较为完整的洋内弧岩石组合。洋盆演化形成大陆过程中的洋内俯冲带是大陆的诞生地,洋内俯冲作用形成的洋内弧是洋盆演化形成大陆的初始弧。洋内弧火成岩组合序列的发现为研究洋陆转换过程提供了岩石学依据。祁连造山带是洋板块地质研究的经典地区之一。研究显示,当金山出露完整的洋内弧岩石组合,这些岩石记录了洋内弧从初始俯冲到发育成熟的全过程,为探讨祁连造山带原特提斯洋构造演化提供了新的依据。四是,制定了洋板块地质构造图编图方案,编图内容主要包括俯冲增生杂岩带、岩浆弧、高压-超高压带、俯冲期和碰撞期构造形变要素和构造演化等。编图单元分为三级:一级为俯冲增生杂岩带;二级为岩片;三级包括基质和岩块。编图过程中需要明确岩浆弧的性质和归属,明确图面上某一岩浆弧与哪个蛇绿混杂岩或大洋配套。图面上对于构造要素的表达重点是区分俯冲和碰撞阶段。通过构造变形的时态、相态、位态研究,识别俯冲期和碰撞期的构造变形形迹。这是洋板块地质初步的研究成果,以俯冲增生杂岩带的研究为基础,探讨特提斯洋等大洋的演化、中国东部古太平洋/太平洋转换与中新生代成矿关系等重大基础地质问题是洋板块地质研究下一步的工作方向。目前,洋板块地质的研究还处于试点阶段,洋板块地质与成矿的成因联系等重大地质问题尚需今后更深入地研究。     

中国中-新元古代地层年表的修正——锆石U-Pb年龄对年代地层的制约

报道了全国地层委员会的中-新元古代地层年表新标定的方案:即长城系限定在1.8～1.6 Ga;蓟县系限定在1.6～1.4 Ga;待建系1.4～1.0 Ga;青白口系限定在1.0～0.78 Ga;南华系限定在780～635 Ma及震旦系限定在635～542 Ma.新年表突出3个方面的标定:1)对长城系和蓟县系的年代学限定;...     

与陆-陆碰撞作用相关的盆-山构造数值模拟

陆 -陆碰撞是导致大陆岩石圈各种地质作用发生的最重要的驱动机制 ,如何设别和标定陆 -陆碰撞作用 ,特别是其四维时空演化 ,是地学界长期以来关注的重点。陆 -陆碰撞作用的主要表现形式为下伏地块沿陆内俯冲带的强烈下插 (俯冲 )和上覆地块沿陆内俯冲带的不断仰冲 (逆冲扩展 )     

滇东昆阳群地层序列的厘定及其在中国地层表的位置

本文通过滇东地区中元古代昆阳群年代地层学研究,提供了新元古代青白口系柳坝塘组的几组高精度锆石SHRIMP U-Pb年龄,通过新元古代地层柳坝塘组与下伏地层(美党组、大龙口组和富良棚组)连续沉积关系以及昆阳群各组的同位素年代学数据,将滇东地区建立新的"系"一级地层单位,即"玉溪系",填补其在中国地层表中待建系的位置。笔者通过进一步的野外地层追踪和对"原昆阳群"的锆石年龄数据的比对研究,明确了"原昆阳群"争议已久的"倒八序列"为华南古陆西南缘中—新元古代地层的正确沉积序列,并以此在滇东地区建立了完整中—新元古代地层及年代地层层序,结合华北古陆上已建立的西山系(1.4~1.2 Ga),本文将昆阳群分属于西山系(1.2~1.4 Ga)和玉溪系(1.0~1.2 Ga),重新厘定昆阳群时代的归属,以期填补中国地层表中的"待建系"。     

塔里木盆地西南地区晚白垩世中晚期海相性南北分异研究

塔里木盆地西南地区早白垩世中期(巴列姆期)至晚白垩世早期(赛诺曼—土伦期)的海相性以东西分异为主导,西强东弱,表现为特提斯海水经西部阿莱依海向东扩展,东部处于海侵末端。笔者最近在该盆地南部的皮山地区钻井地层和阿克彻依剖面发现的有孔虫化石,揭示了晚白垩世中—晚期(赛诺—马斯特里赫特期)海水展布及海相性呈现了南北分异的格局,即南部昆仑山前的海相性强于北部天山前,南强北弱。在原来认为处于海水分布几近末端的皮山地区此时出现了以Dentalina、Dentalinoides、Lagena等钙质微孔壳类型为主的有孔虫化石,代表了有一定深度的正常浅海;在阿克彻依剖面则出现包括Hadbergella、Heterohelix、Guembelitria、Conoglobigerina等4属4种浮游有孔虫在内的以钙质微孔壳类型为主有孔虫化石,表明了正常浅海环境。上述化石属种丰富、保存良好,这些证据的发现为重新认识和揭示塔西南盆地这一时期的海相性、海水展布、海流通道等古地理、古构造格局乃至油气资源评价均提供了新材料。     

英云闪长岩奥长花岗岩花岗闪长岩(TTG)岩石构造组合及其亚类划分

TTG岩石构造组合(或岩类)表征洋壳俯冲作用。本文提出TTG岩类的4个亚类：(1)镁安山岩系列(MA)低压型TTG亚类,形成于非常年轻和很热的洋壳俯冲,压力≤1 500~1 600 MPa,深度≤50~60 km,例如活动洋中脊俯冲的板片窗的边缘;(2)镁安山岩系列(MA)高压型TTG亚类,形成于比较年轻和较热的洋壳俯冲,压力≥1 500~1 600 MPa,深度≥50~60 km;(3)低镁(或非镁)安山岩系列(LMA)低压型TTG亚类,形成于洋内弧下地壳,压力≤1 500~1 600 MPa,深度≤50~60 km;(4)低镁(或非镁)安山岩系列(LMA)高压型TTG亚类,形成了大陆边缘弧山根带,压力≥1 500~1 600 MPa,深度≥50~60 km。对TTG岩类4个亚类的研究,并结合对无TTG形成的老的冷的俯冲带洋壳和冷的弧地壳以及幔楔有无岩浆产生等方面的研究,可以重建岩浆弧的壳幔结构和热结构,进而可为与洋俯冲有关的成矿作用提供地质背景。     

皖南地区歙县岩群昌前岩组和昱岭关群井潭组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

江南造山带东北段歙县岩群和昱岭关群是皖南地区重要的前寒武纪地层单元。本文对皖南地区歙县岩群昌前岩组和昱岭关群井潭组凝灰岩样品中的锆石进行了测年研究,获得昌前岩组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为852±6 Ma和840±11 Ma,井潭组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为809±10 Ma,为皖南地区新元古代地层格架的建立和地层的对比增添了可靠的年代学依据。根据最新获得的锆石U-Pb年龄数据,确定歙县岩群的时代与江南造山带区域范围内梵净山群、四堡群、冷家溪群、双桥山群以及溪口岩群相当,其上覆的昱岭关群与下江群、丹洲群、板溪群、马涧桥组、登山群以及上墅组等地层单元可以对比。     

月球第谷撞击坑区域数字地质填图及地质地貌特征

第谷撞击坑,位于月球南半球的正面,中心位置经纬度为S43°23′40.78″,W11°10′01.02″,具有醒目壮观的辐射纹地貌特征。文中应用多源数据对12个哥白尼纪典型月坑进行统计分析、影像特征的详细解释和对比研究,提出将哥白尼纪划分为早哥白尼世(C1)、中哥白尼世(C2)及晚哥白尼世(C3),并对第谷月坑进行综合数字地质填图,编制了第谷月坑区域地质图和岩石类型分布图。第谷月坑在撞击时由于大量能量的释放或后期火山岩浆活动形成了各种地质地貌,可分为大型地质地貌与小型地质地貌。大型地貌包括辐射纹堆积、坑缘堆积、弧形断块堆积、坑底中心平原堆积与陨石残体中央峰堆积等所形成的地质地貌类型;小型地貌包括堆积、侵蚀和岩浆作用形成的各种地质地貌类型。     

湘西通道地区新元古代长界橄榄辉石岩中单斜辉石矿物学特征及其板内裂谷成因论证

湘西通道地区长界橄榄辉石岩主要组成矿物为单斜辉石、橄榄石和斜长石,还具有少量的Ti—Fe氧化物。本文利用电子探针对江南造山带西段湘西通道地区长界橄榄辉石岩单斜辉石进行了详细的矿物学研究,研究结果表明单斜辉石属于顽透辉石和普通辉石。长界橄榄辉石岩单斜辉石较富镁而贫铁,并且还具有高硅、贫碱、低钙的特征,其母岩浆属于拉斑玄武系列。单斜辉石温压计算结果显示,橄榄辉石岩的形成温度为1260～1383℃,压力为1.5～2.6GPa,深度为50～86km,平均深度为73km。整体来看,长界橄榄辉石岩形成的温度基本与软流圈地幔的温度(1280～1350℃)相当,其形成深度为约73km的地幔深处,且在这种温压条件下,软流圈地幔可以发生减压熔融。单斜辉石的成分特征显示示长界橄榄辉石岩是板内拉斑玄武岩,指示其构造背景为裂谷环境。另外,单斜辉石具低的Al_2O_3(0.02%～5.51%)、TiO_2(0～0.46%)和Na_2O(0.01%～1.44%)的特征,这可能是单斜辉石寄主岩石岩浆源区受到俯冲熔体/流体的交代改造作用所导致。结合作者和前人的研究结果,我们推测长界橄榄辉石岩源区为软流圈地幔,其形成可能与裂谷作用导致软流圈物质上涌并发生熔融有关,且在形成长界橄榄辉石岩之前,软流圈地幔已经遭受过俯冲熔体/流体的交代改造作用。     

江南造山带西段桂北龙胜地区金车辉长岩矿物化学研究及其地质意义

桂北龙胜地区位于江南造山带西段,本文利用电子探针对桂北龙胜地区金车辉长岩单斜辉石和斜长石进行了详细的矿物学和矿物化学研究,研究表明单斜辉石的成分为Wo27~28En47~57Fs15~22,属于普通辉石,斜长石的成分为An1.35~9.05Ab90.34~97.45Or0.36~1.05,为钠长石。单斜辉石温压估算结果显示,其形成温度为1 250~1 350℃,该温度基本与软流圈地幔温度(1 280~1 350℃)相当,其形成压力为1.31~2.25 GPa,对应深度为43.2~74.3 km。单斜辉石成分特征指示金车辉长岩为板内拉斑玄武岩,结合区域地质特征,推测金车辉长岩是裂谷构造背景下软流圈地幔物质上涌并发生减压熔融的产物。