新特提斯洋俯冲起始的地质记录:土耳其南部蛇绿岩和变质底板

在现行板块构造理论的框架下,板块的初始俯冲是岩浆活动和构造运动发生转变的重要过程,亦是理解板块运动的关键节点。在俯冲起始过程中,主要存在四个方面的地质记录,分别为一系列地球化学成分多样的岩浆活动、SSZ型蛇绿岩、变质底板和玻安岩及其对应的铬铁矿床。特提斯造山带作为公认的研究板块构造理论尤其是初始俯冲的关键场所,一直备受地学界的重视。而土耳其南部构造带作为特提斯造山带的重要组成部分,亦是确定亚欧板块和阿拉伯板块之间缝合线存在的重要标志。该南部构造带是研究新特提斯洋俯冲起始的理想场所,上述关于俯冲初始的四个地质记录均保存良好,且有如下方面的重要特点:1)不同地区的镁铁质岩石甚至同一地区的镁铁质岩石具有不同的地球化学特征,从似洋中脊玄武岩,到过渡型岩石类型和玻安质岩石均有发育; 2)大部分蛇绿岩具有完整的序列,各单元及变质底板岩石中普遍发育侵入的基性岩脉,产状多变,是多期岩浆事件的产物; 3)蛇绿岩下部通常发育一套角闪岩相变质底板,且其年龄与蛇绿岩的形成年龄基本一致; 4)蛇绿岩中普遍发育铬铁矿床,以高Cr型为主,部分蛇绿岩中还赋存高Al-高Cr的过渡型铬铁矿,均被认为是幔源岩浆与地幔橄榄岩反应的产物。因而,这些地质体完整记录了新特提斯洋形成-俯冲-消减的演化过程。     

多龙矿集区色那东岩体年龄、成因与动力学背景

多龙矿集区是我国首个铜金属资源量达到2 000万t以上的世界级铜金矿集区,外围找矿潜力依然十分巨大.首次报道矿集区东部色那东地区花岗斑岩体和闪长玢岩体的地质年代学及地球化学测试结果,为总结区域成矿规律提供基础数据.通过精确的锆石测年,全岩主、微量元素和锆石Hf同位素测试发现,上述岩体的成岩年龄均为123±2 Ma,岩石的形成与俯冲洋壳板片部分熔融有关,源区有明显幔源组分加入.色那东地区侵入岩与矿集区含矿斑岩空间上集中侵入,且同属早白垩世岩浆活动产物,暗示其具有相同动力学背景,是班公湖-怒江洋俯冲末期-碰撞初期弧-弧"软"碰撞的产物,其侵入过程为成矿提供了热量和流体来源,显示该地区仍有较好的成矿潜力.      

中天山南缘乌瓦门早志留世安第斯型安山岩的发现及意义

安山岩是俯冲相关构造环境的特征岩石;对安山岩的研究,可以获得俯冲作用发生时代和俯冲过程的相关信息.报道了中天山地块南缘乌瓦门地区早志留世安山岩的年代学和地球化学特征,探讨了其岩石成因和构造属性,为南天山洋及中天山陆块南缘构造演化提供制约.研究表明,乌瓦门安山岩具有安山结构,组成矿物为普通辉石、钙质角闪石、斜长石和钾钠长石,为高钾钙碱性粗面安山岩;全岩SiO₂=56.23%~59.28%,K₂O=2.70%~3.37%,Na₂O=3.32%~4.11%.其锆石U-Pb年龄为430 Ma,形成于早志留世晚期.微量元素组成上,富集轻稀土、亏损重稀土,（La/Yb）_N=18.5~20.9;Eu负异常不明显,δEu=0.82~0.88;富集Ba、Th、U,亏损Nb、Ta、Ti;初始87Sr/86Sr比值为0.706 2~0.707 5,ε_Nd（t）=+2.96~+3.01;这些数据揭示乌瓦门安山岩为安第斯型陆弧岩石,起源于被俯冲带相关流体交代的地幔楔,并在上升过程中受到了古老地壳的改造.早志留世晚期,南天山洋向中天山陆块下俯冲,构成成熟的洋-陆俯冲体系;中天山陆块南缘为活动大陆边缘,发育典型的安第斯型陆弧岩石组合.      

新疆东准噶尔顿巴斯套金矿床含金黄铁矿Rb-Sr等时线年龄及地质意义

新疆东准噶尔地区金矿床矿石矿物的直接定年研究比较缺乏.顿巴斯套金矿床位于该地区阿尔曼泰构造带东段北东侧,为该构造带中规模最大的金矿床.应用Rb-Sr同位素定年方法对该矿床9件黄铁矿样品进行了成矿时代测定,获得等时线年龄为268±3 Ma（MSWD=0.7）,该年龄与矿区西北部高钾钙碱性花岗岩成岩时代一致,成矿与中二叠世构造岩浆活动具有密切关系.同时结合近些年来金矿床成岩成矿年代学研究成果,认为中二叠世（270~260 Ma）为东准噶尔地区一个重要的金成矿时限.黄铁矿Rb-Sr年龄的厘定,显示顿巴斯套金矿床为中二叠世东准噶尔地区后碰撞伸展背景下构造-岩浆-流体活动的产物,也为东准噶尔金矿床成矿作用对比和找矿实践提供了参考.      

论羌塘盆地沉积演化

羌塘盆地位于可可西里—金沙江缝合带与班公湖—怒江缝合带之间,其沉积演化对于正确认识古、中特提斯洋盆构造演化具有重要意义。本文通过沉积序列、岩相古地理、沉积盆地分析,结合年代地层学等最新研究成果,建立了羌塘中生代盆地(T3—K1)的沉积演化模式,讨论了羌塘盆地演化与古特提斯洋盆关闭、中特提斯洋盆形成的关系。羌塘中生代盆地(T3—K1)是由冲洪积相沉积超覆开始的,总体上为一个向上变深的海侵序列,表现为冲洪积相、河湖相逐渐演化为滨海相及浅海相,可划分出3种典型的沉积超覆类型及5个主要阶段的沉积演化序列。羌塘中生代盆地整体上为一个由前陆盆地演化为裂谷盆地、被动大陆边缘盆地、最终转化为活动大陆边缘盆地并萎缩消亡的叠合盆地。羌塘早—中三叠世前陆盆地的关闭,与古特提斯洋盆的关闭有关,羌塘中生代盆地(T3—K1)的演化受中特提斯洋的快速开启及关闭的制约。     

大兴安岭北段图里河地区满克头鄂博组火山岩年代学及地球化学

对大兴安岭北段图里河地区满克头鄂博组火山岩进行了锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究,以便对其岩石成因和构造背景给予制约。流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,该地区满克头鄂博组火山岩形成时代为晚侏罗世(157±1Ma)。该组火山岩具有高硅(Si O2=69.09%~75.92%)、富碱(K2O+Na2O=8.04%~9.23%),贫镁、铁、钙的特征,属高钾钙碱性、偏铝质-弱过铝质岩石;稀土元素配分曲线呈轻稀土富集的右倾形式,(La/Yb)N=5.85~13.53,无铕异常或具有较弱的铕负异常;火山岩样品富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。Mg#值为12.14~31.01,平均值22,Nb/Ta值(6.67~27.17,平均值12.23),Rb/Sr值(0.35~3.63,平均值1.58),显示火山岩岩浆源区为下地壳。依据岩石地球化学特征、构造判别图解,结合区域构造演化特征,认为满克头鄂博组火山岩形成于蒙古—鄂霍茨克洋闭合的造山后伸展背景。     

东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基岩浆混合作用:来自岩石学和矿物学约束

哈拉尕吐花岗岩基位于东昆仑东段,其中花岗闪长岩岩浆混合作用明显,是研究岩浆混合作用的良好对象.从岩石学、岩相学和矿物化学等方面对哈拉尕吐花岗岩基进行了详细研究.电子探针结果显示:寄主岩斜长石的An值同相对应包体中斜长石捕掳晶近似;包体中基质斜长石大部分具核边结构,核部和边部An值存在间断;部分包体中浅色基质斜长石的An值与具核边结构斜长石的边部近似;辉长闪长岩中斜长石具较高的An值.寄主岩角闪石同相对应包体中角闪石捕掳晶的结晶温度、压力和氧逸度较为接近;包体中基质角闪石的结晶温度和压力低于寄主岩角闪石,氧逸度稍高于寄主岩角闪石;辉长闪长岩角闪石具有最高的结晶温度和压力及最低的氧逸度.哈图沟剖面和德福胜剖面寄主岩中的斜长石和角闪石的成分具有一定差别.岩浆不同期次侵入结晶和岩浆自身演化,使不同地点斜长石和角闪石的成分和物理化学特征具有一定变化.镁铁质岩浆位于地壳深部,氧逸度较低,使结晶的角闪石具有较高的形成压力和较低的氧逸度,斜长石具较高An值;随着镁铁质岩浆注入寄主岩,由于环境突变,使斜长石受到熔蚀;由于岩浆上侵以及两种岩浆物理化学性质差别较大,导致温度、压力和水饱和度降低,氧逸度升高,使包体中残留岩浆快速结晶,形成具核边结构、浅色均一的斜长石,以及结晶程度较差、较高氧逸度的角闪石.      

特提斯喜马拉雅错那洞穹隆的岩石组合、构造特征与成因

目前关于新近发现的错那洞穹隆的精细构造、岩石组成、变质变形运动学特征等方面均不清楚,严重阻碍了其演化历程的还原以及成穹与成矿耦合关系的解剖工作.在详实的野外地质调查基础上,补充采集了穹隆中新发现的岩浆岩进行年代学研究.结果表明,错那洞穹隆由上（边部）-中（幔部）-下（核部）3个构造层组成,分别以上、下拆离断层为分界线.核部岩石组合主要为片麻岩、淡色花岗岩以及少量深熔混合岩,可见大量伟晶岩脉穿插;幔部为古生界,岩石组合为一套强变质变形片岩夹碳酸盐岩,从内至外具有蓝晶石+十字石+石榴石+黑云母的蓝晶石带→十字石+石榴石+黑云母的十字石带→石榴石+堇青石+黑云母的石榴石带→绿泥石+黑云母的绿泥石带的巴罗式变质分带特征;边部主要为三叠纪-侏罗纪浅变质沉积岩系,岩石组合为一套砂板岩及少量千枚岩.穹隆内从早至晚经历了南北向逆冲推覆、南北向伸展、东西向伸展3期次的构造运动,穹隆的形成主要与南北向伸展作用有关.穹隆中岩浆活动从早至晚可见有早古生代片麻岩（约500 Ma）、中生代辉绿岩（140 Ma）、渐新世变形二云母花岗岩/伟晶岩（26 Ma）、中新世弱定向二云母花岗岩（18 Ma）、含石榴石电气石花岗岩（16.8~15.9 Ma）5期.综合研究表明,错那洞穹隆的形成是早期伸展拆离核杂岩叠加晚期岩浆底劈热穹隆综合作用的结果,成穹构造的初始阶段与始新世-渐新世藏南拆离系（STDS）的运动密切相关.      

西藏努日晚白垩世埃达克岩:洋脊俯冲的产物

前人对冈底斯带晚白垩世埃达克岩的成因和地球动力学背景存在不同的认识.对努日地区的石英闪长玢岩开展了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学及Hf同位素研究.结果表明,努日石英闪长玢岩侵位于96.5±1.3 Ma,以高SiO₂（63.96%~65.75%）、Al₂O₃（14.37%~15.99%）、MgO（2.12%~2.39%）、Sr（362×10-6~575×10-6,平均为467×10-6）含量,低Y（8.94×10-6~11.50×10-6）、Yb（0.81×10-6~1.06×10-6）含量及高Sr/Y比值（33.52~60.65）为特征,显示埃达克岩地球化学特征.岩石属低钾-中钾钙碱性准铝质花岗岩（A/CNK=0.81~0.96）,富集LREE、亏损HREE,富集大离子亲石元素（LILE）、亏损高场强元素（HFSE）,无明显负Eu异常.锆石ε_Hf（t）值为-0.3~+15.2（主要为+10.0~+15.2）,二阶段模式年龄t_DM2为187~1 173（主要为187~516 Ma）,表明源区以俯冲洋壳为主,并可能卷入了少量俯冲沉积物.岩石具有较高的Mg#值和相容元素Cr、Ni含量,表明熔体在上升过程中与地幔发生了相互作用.通过与南冈底斯典型埃达克岩对比,认为努日石英闪长玢岩是在洋脊俯冲背景下、穿过板片窗的高热流导致板片窗边缘的洋壳（及少量俯冲沉积物）部分熔融形成的.      

南海西北次海盆及其邻区的地热流特征与研究

西北次海盆是南海海盆的一个重要构造单元,揭示西北次海盆的地热流特征对于整体认识南海海盆热状态和热结构至关重要.沿着OBS2006-1地震剖面采集的一批实测地热流数据显示,该热流探测剖面横穿南海北部陆坡、西北次海盆、中沙隆起、东部次海盆4个构造单元,结合地震解释剖面等资料对西北次海盆进行地热流特征分析及研究.结果表明:西北次海盆的平均热流密度值为104.5±9.9 mW/m2,与中沙隆起相邻的东部次海盆北部的平均热流密度值为97±2.5 mW/m2,热流密度值的空间变化与地幔埋深起伏相对应,并受地幔热源所控制;通过研究热流异常点,发现水深相近的相邻站位之间的海底表层沉积物温度差异是判别测站受海底地下水热循环影响程度和类型的依据之一;用最新海洋地热流探测成果,结合区域地质与地球物理资料,推测西北次海盆形成演化时代与西南次海盆相近,只是它的生命史比较短暂.