西大别南缘印支期吕王-高桥-永佳河构造混杂岩带的厘定及其构造意义

在西大别造山带的区调工作中,新识别出一系列中元古代末-新元古代的岩石-构造单元,它们沿着吕王-高桥-永佳河一线展布,并构成一条NNW-SEE向展布的构造混杂岩带.该混杂岩带主要由超镁铁质-镁铁质岩、硅泥质岩、石英质岩、大理岩、含碳陆源碎屑岩、双峰式火山岩以及卷入其中的榴辉岩等多种变质岩块(片)共同组成,并赋存于一套遭受了强烈剪切变形的泥质片岩之中.混杂岩带内各岩块(片)的原岩年龄跨度较大(>4亿年),分别集中在1 200~1 100 Ma和800~700 Ma之间.锆石记录的变质年龄和云母的冷却年龄则主要集中在240~200 Ma之间.结合接触关系、岩性组合、年代学及地球化学数据的综合研究认为,混杂岩带的物质来源既包括中元古代末-新元古代早期的弧-弧后盆地系统的沉积岩-火山岩-侵入岩;也包括叠置其上的新元古代中-晚期大陆裂解期的沉积岩-火成岩.这些不同时代、不同性质岩石在三叠纪不同程度地卷入了华南陆块北缘向华北陆块之下的俯冲,而后快速折返,最终沿着区域上折返断裂(桃花-七角山断裂)就位于西大别造山带之中,形成一条包含高压-超高压变质岩的三叠纪构造混杂岩带.混杂岩带内新厘定的中元古代末弧-弧后岩浆-沉积事件,可与大洪山-黄陵庙湾同时期的地质事件对比,它们共同揭示扬子北缘曾经存在一条中元古代末-新元古代早期的俯冲岩浆带.      

柴达木盆地北缘全吉山地区氦气形成地质条件及资源远景分析

全吉山地区施工的一口煤炭预查钻孔显示氦气异常,这一发现引起了人们的重视。通过对全吉山地区氦源层、氦气的运移条件及储盖层条件等氦气形成地质条件的分析,认为研究区氦气以壳源氦为主,其次为幔源氦气;有基底/岩浆—氦气/氮气成藏和基底/放射性层位—氦气成藏两种成藏模式;基底岩性特征影响氦气的生成条件,沉积相特征影响氦气成藏的储盖条件,构造特征控制氦气成藏的运移方向,并优选了全吉山和航亚两个氦气资源远景区。     

Mantle property of Hegenshan ophiolite in Inner Mongolia: Constrains from element geochemistry and Re-Os isotopes of harzburgiteSCIEI北大核心CSCD

贺根山蛇绿岩带是中亚造山带东部出露面积最大的晚古生代蛇绿岩带,然而研究者对它是大洋岩石圈的残余还是陆内岩石圈地幔伸展的产物仍存在较大争议,主要归因于一直缺少橄榄岩Re-Os同位素的有效制约。基于此,本文对贺根山蛇绿岩中方辉橄榄岩进行了系统的岩石学、地球化学和Re-Os同位素研究。方辉橄榄岩主要由橄榄石、斜方辉石、粗粒的铬尖晶石和少量单斜辉石组成。贺根山方辉橄榄岩具有难熔地球化学特征,显示出高的MgO(45.1%~48.1%)含量,低的CaO(0.09%~0.26%)和Al 2O 3(0.58%~0.90%)含量及Tb/Yb比值,低于原始上地幔的^(187)Os/^(188)Os(0.1236~0.1263)同位素组成;橄榄石具有较高的Fo值(91.0~91.7)和NiO含量(0.26%~0.48%),而且单斜辉石具有低的重稀土含量,暗示了贺根山方辉橄榄岩是尖晶石相陆下岩石圈地幔高程度(20%~30%)部分熔融的难熔残余。另外,方辉橄榄岩相对富集LREE和大离子亲石元素,亏损高场强元素(例如Nb、Ta),且单斜辉石具有高Ti/Eu值和低的La/Yb,揭示了地幔源区受到硅酸盐熔体交代作用的改造。另一方面,方辉橄榄岩显示出相对年轻的Re亏损模式年龄,t RD为454~825Ma,表明贺根山地区岩石圈地幔形成的时代应该在0.8Ga之前,而后经历过多期熔体抽离和交代,与区域上大规模地壳增生时代吻合,可能是罗迪尼亚超大陆裂解的响应。结合蛇绿岩中大量深源矿物(金刚石等)和捕获锆石的存在、南北两侧一致的地质记录,本文认为贺根山方辉橄榄岩可能是陆内伸展环境下深部地幔物质上涌减压熔融的产物。     

Chronological and geochemical studies of the Middle Neoproterozoic mafic rock and turbidite in the Dahongshan orogenic belt on the northern margin of the Yangtze Block: Implications for the evolution of the back-arc basinSCIEI北大核心CSCD

扬子北缘~820Ma可能记录了从挤压环境向伸展环境的重要转换,是解决扬子新元古代演化争议的关键时间节点。本研究在扬子北缘大洪山造山带圆潭地区识别出一套基性岩和浊积岩组合。其中基性岩全岩Sm-Nd等时线年龄为845Ma±81Ma(MSWD=1.5),浊积岩碎屑锆石年龄谱包括四个主要峰值年龄(~835Ma、~1597Ma、~2002Ma、~2482Ma)和两个次要峰值年龄(~2680Ma、~2934Ma),综合前人研究成果将浊积岩的形成时代约束在835~820Ma。浊积岩与花山群的形成时代一致,应代表花山群的北向延伸。浊积岩的物源来自扬子北缘桐柏-大别地区,不同于前人对花山群的分析结果,指示花山群可能具有多个物源。以上地层碎屑锆石年龄谱和地层层序特征与弧后盆地相似。本研究基性岩样品具有低的SiO_(2)(45.41%~50.29%)、K 2O(0.03%~1.49%),高的TiO_(2)(1.42%~3.03%),和低的U/Th(0.15~0.29)、Th/Zr(0.003~0.011)和Nb/Y(0.059~0.147)以及正的εNd(t)(+1.18~+1.57),类似N-MORB地球化学特征。基性岩来自于软流圈,经历<3%部分熔融而生成,并在上升过程中受到了一定程度的地壳混染。综合以上分析,本文认为这些基性岩和浊积岩共同构成一套弧后背景环境岩石组合。     

兴蒙陆内造山带

本文提出了"兴蒙陆内造山带"的新概念(Xing-Meng Intracontinent Orogenic Belt,XMIOB),从大地构造、沉积建造、岩浆作用和变质作用等方面论述了XMIOB从晚古生代到中生代初的陆内伸展及陆内造山过程,为探讨晚古生代构造演化提供了新模式。根据对内蒙古中西部晚古生代构造格局的总体认识,可将XMIOB划分为五个构造单元即:早石炭世二连-贺根山裂谷带、晚石炭世陆表海盆地、早二叠世艾力格庙-二连伸展构造带、早-中二叠世盆岭构造带和晚二叠世索伦山-乌兰沟伸展构造带。晚石炭世末-二叠纪在兴蒙造山带基底上发育三期伸展构造:第一期见于内蒙古北部二连-艾力格庙地区,形成陆内裂谷盆地及其盆缘三角洲沉积,发育时代为302～298Ma;第二期在内蒙古中西部广泛分布,以隆起与凹陷相间分布的盆岭构造为特征,发育时代为290～260Ma;第三期见于内蒙古南部索伦山到温都尔庙乌兰沟一带,形成主动裂谷背景下的红海型小洋盆,发育时代为260～250Ma。晚古生代与伸展过程有关的岩浆活动可分四期:1)早石炭世贺根山期:以蛇绿岩为主,发育于具有前寒武纪古老基底和早古生代造山带年轻基底的陆壳伸展区; 2)晚石炭世达青牧场期:主要沿北造山带分布,以基性和酸性岩浆构成的双峰式侵火成岩为特征; 3)早二叠世大石寨期:形成的岩石种类多样,分布广泛,包括双峰式火山岩、双峰式侵入岩和碱性岩; 4)二叠纪末-三叠纪初索伦山期:形成陆缘型蛇绿岩或基性岩-超基性岩组合,产生于软流圈上涌造成的主动裂谷背景。兴蒙陆内造山带的构造变形可分为两期,第一期为晚古生代地层大范围褶皱变形,造成盆-岭构造带的缩短;第二期为沿盆-岭构造的边界强烈剪切变形,产生向东逃逸的挤出构造,其构造背景是北部蒙古-鄂霍茨克造山带和南部大别-秦岭中央造山带的远距离效应引起的被动闭合作用。兴蒙陆内造山带的变质作用分为两个阶段,早期变质作用主要表现为石炭纪期间与陆内伸展有关的低压高温变质,晚期为二叠纪末到三叠纪初区域大面积的低压绿片岩相变质以及沿构造边界的局部中-低压型低温变质。     

额济纳旗地区晚石炭-晚二叠世地层沉积学和年代学研究及其构造背景分析

对额济纳旗地区红石山-黑鹰山坳陷带和马鬃山-切刀隆起带晚石炭世-晚二叠世地层进行了沉积学和年代学研究。红石山-黑鹰山坳陷带的大狐狸山地区干泉组下段碎屑岩可分为滨海相、前三角洲相和三角洲前缘相等三种沉积相类型,具有向上粒度变粗的特征,表明该带属于以三角洲快速供应为主的滨海带沉积环境。碎屑锆石年代学分析表明其形成时代为322～305Ma,主要集中在428～520Ma和336～373Ma两个时期,分别代表红石山-黑鹰山坳陷带边缘古亚洲洋俯冲及其结束后早石炭世伸展过程的两期岩浆活动记录。马鬃山-切刀隆起带的八道桥地区二叠系由巨厚的紫红色砾岩、砂岩重复组成多个旋回,沉积及层序特征表明该套地层形成于干旱条件下的快速沉积,属陆相洪冲积环境产物,沉积时代为280～268Ma。碎屑锆石年龄谱也记录了早古生代岩浆活动峰期(424～515Ma)和古老基底年龄(950Ma和1700～1900Ma)。阿拉善旗埋汗哈达地区埋汗哈达组从下向上分为洪冲积相、滨海泻湖相和滨海相等三种沉积相,构成从陆相到海相变化的沉积序列,形成时代为279～270Ma。该组的碎屑锆石分析主要记录了三个连续的峰期年龄即280Ma、287Ma和294Ma,说明早二叠世发生频繁的岩浆活动。沉积学及年代学研究揭示哈尔苏海组为滨海环境,形成于晚二叠世,其碎屑锆石年龄分布广泛,除273～329Ma的年龄代表晚石炭世-中二叠世岩浆活动外,其余锆石集中在383Ma、468～517Ma、800～913Ma和1485Ma等四个峰期,表明马鬃山-切刀隆起带在晚二叠世接受了来自早古生代造山带和古老基底的复杂物源。八道桥及埋汗哈达地区的研究揭示晚二叠世马鬃山-切刀隆起带的古地理环境为从陆相到滨海相。上述沉积学和年代学分析表明额济纳旗地区红石山-黑鹰山坳陷带和马鬃山-切刀隆起带对沉积环境和古地理格局有关键控制作用。通过中国北方新疆、甘肃和内蒙古晚石炭世-二叠纪的对比研究揭示,在天山-兴蒙造山带基底上广泛发育以隆起和坳陷相间为特征的盆岭构造,导致形成不同的沉积古地理环境并控制沉积相带的展布,识别这种古构造格局对于追溯我国北方晚古生代沉积古地理具有重要意义。     

中亚造山带东部微陆块在Columbia—Rodinia超大陆演化中的岩浆—沉积记录

中亚造山带东部分布有多个具有前寒武纪基底的微陆块（额尔古纳、兴安、松嫩和佳木斯地块）,其上存在大量元古宙地质记录,包括2. 5~2. 4 Ga、1. 8 Ga、1. 5~1. 4 Ga、0. 9~0. 6 Ga岩浆事件和中—新元古代沉积序列,它们是回答微陆块与Columbia和Rodinia超大陆演化联系和地球中年期演化的关键对象。额尔古纳、兴安和松嫩地块发育相似的2. 5~1. 8 Ga基底岩石且其间缺少古老的蛇绿岩,它们可能构成了一个联合陆块,其陆核至少在2. 7 Ga前已经形成,从华北克拉通北部裂解出去并在其周缘演化,2. 5 Ga和1. 8 Ga经历了洋陆俯冲作用,未参与克拉通化过程。1. 87~1. 80 Ga岩浆作用很可能是Columbia超大陆周缘俯冲带作用于古老的微陆块之下的产物;兴安地块西部和白乃庙岛弧带1. 45~1. 32 Ga A型花岗岩—流纹岩组合及其向陆缘Hf同位素持续亏损的趋势与劳伦南部Granite—Rhyolite Province和波罗的克拉通西南Fennoscandia十分相似,可能是Columbia超大陆周缘俯冲后撤伸展的产物,俯冲后撤和陆下地幔上涌共同促进了Columbia超大陆的伸展和裂解。兴安地块西部发育岩石组合、碎屑锆石年龄和Hf同位素变化与格林威尔造山有关的同碰撞和碰撞后沉积序列相似的沉积地层,而且碎屑锆石微量元素和Hf同位素随时代的系统性变化也揭示了1. 10~0. 98 Ga地壳明显加厚,伴有大量古老地壳物质重熔,0. 9~0. 8 Ga地壳持续减薄,以古老地壳再造为主,这与Rodinia超大陆聚合阶段格林威尔造山（1080~980 Ma）及随后的垮塌伸展过程基本吻合。松嫩地块东北部954 Ma正长花岗岩很可能是松嫩与佳木斯地块陆—陆碰撞后阶段沉积岩部分熔融的产物,可能代表了Rodinia超大陆碰撞聚合在中亚造山带东部的响应。超大陆周缘前进式俯冲引发佳木斯地块与松嫩—兴安—额尔古纳联合陆块在954 Ma前碰撞拼贴,同时在外缘的佳木斯地块上产生953~939 Ma中钾—高钾钙碱性基性—中性—酸性岩组合,920~880 Ma在各地块上广泛发育中酸性钙碱性岩浆作用。从850 Ma开始,后撤式俯冲导致大量高温的钙碱性酸性岩、双峰式岩浆岩组合产出于松嫩和额尔古纳地块上,直至777 Ma和697 Ma之前开始不断裂解产生古牡丹江洋和古新林洋,而且790~560 Ma期间在额尔古纳地块西北缘、松嫩地块东缘均发育被动大陆边缘沉积,记录了Rodinia超大陆的聚合、伸展—裂解过程。另外,中亚造山带东部乃至全球其他块体上大量1. 5~1. 3 Ga和1. 0~0. 7 Ga与超大陆聚合、伸展—裂解有关的“低谷期”地质记录被不断发掘出来,暗示了地球中年期并不是前人认为的构造宁静期。     

中亚造山带东部微陆块在Columbia—Rodinia超大陆演化中的岩浆—沉积记录

中亚造山带东部分布有多个具有前寒武纪基底的微陆块(额尔古纳、兴安、松嫩和佳木斯地块),其上存在大量元古宙地质记录,包括2.5～2.4 Ga、1.8 Ga、1.5～1.4 Ga、0.9～0.6 Ga岩浆事件和中—新元古代沉积序列,它们是回答微陆块与Columbia和Rodinia超大陆演化联系和地球中年期演化的关键对象。额尔古纳、兴安和松嫩地块发育相似的2.5～1.8 Ga基底岩石且其间缺少古老的蛇绿岩,它们可能构成了一个联合陆块,其陆核至少在2.7 Ga前已经形成,从华北克拉通北部裂解出去并在其周缘演化,2.5 Ga和1.8 Ga经历了洋陆俯冲作用,未参与克拉通化过程。1.87～1.80 Ga岩浆作用很可能是Columbia超大陆周缘俯冲作用于古老的微陆块之下的产物;兴安地块西部和白乃庙岛弧带1.45～1.32 Ga A型花岗岩—流纹岩组合及其向陆缘Hf同位素持续亏损的趋势与劳伦南部Granite—Rhyolite Province和波罗的克拉通西南Fennoscandia十分相似,可能是Columbia超大陆周缘俯冲后撤伸展的产物,俯冲后撤和陆下地幔上涌共同促进了Columbia超大...