青藏新生代钾质火山活动的时空迁移及向东部玄武岩省的过渡:壳幔深部物质流的暗示

中国西部与东部在构造作用、岩浆活动、岩石圈结构、沉积盆地、地貌等方面存在着巨大的差异。印度—亚洲大陆碰撞以来青藏高原火山岩的时空分布,显示了从高原腹地发端向周缘迁移的趋势。在同碰撞阶段(65~40 Ma)的末期,火成活动背离雅鲁藏布碰撞缝合带向北迁移。在45~6 Ma期间,火山活动从高原腹部开始,然后向外迁移,暗示软流圈上隆呈波状向外扩展。最后(6 Ma—近代),火山活动向着高原的北西、北东—东、南东三隅迁移。这种醒目的火山活动时空迁移型式,可以解释为由印度和欧亚两个较厚大陆板块的靠近、碰撞诱发的软流圈地幔流及深部地壳物质流动。推测可能存在两个地幔流“通道”,一条“通道”可能通过西秦岭礼县—宕昌一带伸向中国东部;另一条“通道”可能沿“三江”带向东南经云南马关—屏边一带与中国东南部和越南的新生代玄武岩省相接。在礼县—宕昌、马关—屏边一带,表现出从青藏高原钾质火山岩省向着中国东部玄武岩省过渡的特征。大量地球物理资料也支持关于软流圈地幔与深部地壳层次上的横向物质流动的认识。为了进一步检验这种认识是否正确,需要在青藏高原钾质岩省与东部玄武岩省的过渡带选择若干短剖面,进行系统的研究工作,鉴别岩石源区组成和形成深度,反演岩石圈和软流圈地幔性质,揭示两个岩省之间的关系,为鉴别大陆碰撞引起的岩石圈或软流圈层次的物质流动与块体之间相互作用提供岩浆作用约束,同时也为东亚大背景之下,以新生代印度—亚洲碰撞为主导的中国西部与以太平洋板块俯冲为主导的中国东部的构造交接关系提供岩浆作用限制。     

太行山中生代板内造山作用与华北大陆岩石圈巨大减薄

近年来,华北大陆岩石圈巨大减薄成为国际地学界关注的焦点之一,但对其减薄的时间、机制仍然知之甚少。约束条件的多解性和表面上相互矛盾的证据导致了对区域构造发展史的模糊认识。笔者认为,华北板内造山过程是理解岩石圈巨大减薄机制的关键,因为华北岩石圈是在造山带而不是在克拉通基础上开始减薄过程的。岩石圈减薄过程可以划分为拆沉减薄、伸展减薄、热减薄和化学侵蚀减薄4种类型。前者依赖于岩石圈重力不稳定性,是一种突变过程;后三者取决于软流圈挤出构造,属于渐变过程。减薄过程主要始于120~110Ma的拆沉减薄,其标志是造山后脉岩组合的形成。亚洲大陆软流圈的多阶段汇聚过程造成软流圈向东挤出,是中国东部中新生代以来岩石圈持续减薄的重要基础。因此,大陆动力学与大洋最重要的区别之一就是大陆岩石圈经常发生减薄作用,特别是拆沉作用,并由此将软流圈系统区分为浅部混染系统和深部纯净系统,火成岩的地球化学属性主要取决于岩浆起源的深度。     

塔什库尔干新生代碱性杂岩造岩矿物化学成分及成因意义

新疆塔什库尔干碱性杂岩体主要由苦子干碱性正长岩体和卡日巴生碱性花岗岩体组成，是帕米尔地区最大的新生代碱性杂岩体。本文在岩相学和矿物化学的基础上，着重研究了苦子干岩体主要造岩矿物的种属、共生关系和结晶顺序。研究表明，苦子干岩体中的不同岩石类型系同源岩浆演化的产物；岩浆在整个演化过程中平衡结晶作用占主导，分离结晶作用的影响极小。据岩浆房中矿物结晶时的温度和压力条件、矿物的结晶特征及演化趋势，推测岩浆上升速度较快，侵位较浅。     

造山后脉岩组合的岩石成因——对岩石圈拆沉作用的约束

造山后脉岩组合是在寄主岩基冷却之后形成的，可能是造山带应力场转换的标志。昆仑造山带早中生代末期以及太行山-燕山造山带晚中生代花岗质岩基中广泛出露这种类型的脉岩，可划分为煌斑岩质，玄武质，闪长质，花岗闪长质．花岗质和富硅花岗质等5组。主元素和痕量元素分析表明它们是不同的原生岩浆固结的产物，相互之间不存在重要的分离结晶，同化混染和岩浆混合作用的关系，因而要求软流圈／岩石圈系统不同圈层的源区岩石同时达到部分熔融的条件。结合已有的高温高压实验，区域岩石圈结构和地质事件序列的分析，认为岩石圈拆沉作用是造山后脉岩组合形成的最合理触发机制。简单热模拟表明，软流圈窗顶界埋深达到一定深度时（例如昆仑造山带为82km），可以满足处于不同深度位置的中性麻粒岩，基性榴辉岩和地幔橄榄岩同时发生部分熔融。这时，岩石圈／软流圈系统可以有6～8个产生岩浆的位置。热的软流圈物质快速涌入软流圈窗，不仅触发地幔岩的减压熔融，也可能导致区域构造应力场由挤压转换为伸展，为岩浆的快速侵位创造了条件。所提供的岩石成因模型可以更合理地解释造山后脉岩组合的地质特征，主元素和痕量元素特征，也可以满足同位素体系变异所要求的条件。     

板内造山作用与成矿

中国大陆广泛分布强烈的板内变形和造山作用,传统的板块构造理论常常将其解释为板块边缘汇聚力的远程效应。然而,中国大陆的板内造山作用与汇聚板块边界之间缺乏可预期的动力学联系,不能简单地解释为大陆碰撞或板块俯冲的远程效应。本文提出另一种可供选择的解释,认为板内变形主要取决于岩石圈不均一性。相邻的板块拼合在一起形成统一板块之后,区域地质演化进入板内阶段。板块碰撞导致的岩石圈不均一性和重力不稳定性可以触发强烈的板内变形甚至造山作用,其延迟时间的长短取决于岩石圈不稳定性的程度和地球深部的热扰动。与板缘造山带相比,板内造山作用缺少板块俯冲-碰撞过程,板内造山带的演化历史相对简单,通常是以岩石圈拆沉作用开始,以地壳的垂向增生为特征,最后以岩石圈拆沉作用结束或形成重力不稳定岩石圈。因此,板内造山作用一般沿着古造山带发育。古造山带岩石圈结构低成熟度的特点不仅是岩石圈不稳定性的主要原因之一,而且由于挥发分和含矿元素的富集在活化过程中具有很强的成矿潜力。板内造山带的成矿作用依赖于深埋在岩石圈-软流圈系统不同深度水平上含矿流体的突然释放,主要发生在造山作用初始阶段和造山后伸展阶段。     

塔里木盆地与青藏高原西北缘碰撞构造--西昆仑山地质、地球物理多学科调查新成果

青藏高原西北缘一西构造结(大拐弯)东侧的碰撞造山是当前国际地学界关注热点之一,本文根据我国"九五"期间在西昆仑一塔里木南缘关键地带实施的地震测深等地球物理探测,结合地质、地球化学研究指出:西昆仑与塔里木南缘相互间均不存在长距离俯冲的证据,它们的碰撞接触具有"双向水平挤压(Oppositedirectional-horizontalcompression)"特征,由于挤压,岩石圈下部压密,从而发生"拆沉作用(Delamination)",并导致青藏高原西北缘较广泛的碱质基性火山岩的喷溢.青藏高原西北缘"双向水平挤压"模式能较好地解释该区陆一陆造山的过程和机制以及岩浆活动,进而否定了目前国际上流行的所谓青藏高原形成、地壳加厚和隆升的"南北双俯冲(Two-sidedsubduction)"模式.     

东昆仑造山带后碰撞花岗岩岩石地球化学和40Ar/39Ar同位素年代学约束

野外地质和室内岩相学、岩石地球化学特征研究表明,东昆仑造山带存在大量后造山期花岗岩.在此基础上,对其重要地段的典型样品进行了40Ar/39Ar同位素年龄测定,分别得到142.14±1.98 Ma,207.35±0.86 Ma和223.6±1.3 Ma三个坪年龄.结果表明,本地区印支末期已经进入后造山作用阶段,该阶段延续时间可能较长,一直延续到燕山期--典型的陆内碰撞时期.本文从岩石地球化学和同位素年代学角度对本区酸性岩浆活动的构造环境和时限进行了制约.     

多伦地区晚侏罗世火山活动节律研究

多伦地区的晚侏罗世火山岩地层,可划分为满克头鄂博、玛尼吐、白音高老三个火山活动小旋回,通过对其岩石组成、岩相、结构构造及其变化的研究,从地球历史演化的阶段性、周期性和不可逆性的角度,探讨了该区晚侏罗世火山活动节律特征,进而从时空尺度对火山活动节律的级别和特征进行了划分和厘定,并探讨了不同级别节律的成因。     

东昆仑—柴达木北缘地区早古生代火山活动与构造演化

在分析整个特提斯构造域的基础上,从火山岩的角度对东昆仑—柴达木北缘地区构造演化进行系统的研究,提出东昆仑—柴达木北缘地区早古生代火山活动反映了柴达木微板块从华北板块上裂解下来以后经历的大范围的拉伸作用,在昆中、祁漫塔格和柴达木北缘等地形成拉伸盆地或小洋盆,但并未形成典型的洋壳,并利用岩石微量元素对早古生代时期岩石圈厚度进行了初步的估算。     

内蒙古苏尼特左旗东苏岩石系列的成因与演化

东苏岩石系列具有高SiO2富碱的特征，各组成单元之间具有明显的脉动型或涌动型侵入接触关系。但是，无论是主元素还是痕量元素地球化学特征，均不能用单一的岩浆成因模型得到解释。根据地质学、岩石学与地球化学特征，认为岩浆起源于麻粒岩相下地壳，源区残留矿物组合中含有斜长石，不含石榴石和角闪石。较早形成的芒乃陶勒盖单元可能与钾长石的堆晶作用有关，哈纳音哈达单元有幔源组分的贡献，哈纳音哈达与塔木嘎特两个单元之间具有同源岩浆演化的特征，而最后形成的乌兰哈达单元则可能是更深位岩浆侵入的产物。