东秦岭—大别地区中生代岩石圈拆沉的岩石学证据评述

岩石圈拆沉是碰撞造山带物质成分调整和构造演化的重要方式之一。构造地质研究、地球物理探测和地球化学分析等都已揭示东秦岭-大别造山带曾在中生代发生岩石圈拆沉,但有关中生代变质作用和岩浆活动与岩石圈拆沉的内在联系研究却较为薄弱。通过全面评述该区变质岩研究成果,作者认为：超高压变质岩的形成和剥露经历了240～200Ma的板片冷俯冲冷折返和196～163Ma的岩石圈拆沉热折返;热折返伴随了广泛而强烈的区域变质作用和中酸性岩浆活动,指示板片断离拆沉的发生;超高压变质岩p-T-t轨迹由两部分组成,即反映板片冷俯冲冷折返过程的发夹状曲线和指示板片断离拆沉热折返过程的新月形曲线。通过对花岗岩类同位素年龄统计和前人研究成果的评述,初步确定在200～100Ma之间发育大量花岗岩类,并集中在150～100Ma为主(即侏罗纪—白垩纪之交),高峰时间为130Ma左右;花岗岩类大量发育指示了岩石圈拆沉的存在,且滞后于根据变质岩研究所揭示的拆沉时间。羌塘地体、拉萨地体和西太平洋古陆在侏罗纪与欧亚大陆拼贴碰撞的远距离效应使东秦岭—大别造山带长期处于挤压环境,伸展作用被抑制;白垩纪的碰撞晚期伸展和西太平洋沟弧盆体系的远距离效应使东秦岭—大别地区的外部挤压消失,导致造山带岩石圈迅速强烈拆沉伸展和减压增温熔融,从而形成大规模早白垩世花岗岩类和中酸性火山岩。总之,东秦岭—大别地区岩石圈拆沉所导致的岩浆活动主要发生在J₃—K₁的挤压伸展转变期。     

西秦岭地区晚中生代OIB型玄武岩的发现及其意义

在西秦岭地区发现一套晚中生代玄武岩,其地球化学成分类似O IB的特征,暗示该地区晚中生代岩浆源区来源于软流圈,其起源可能与岩石圈拆沉作用、软流圈地幔上涌和岩石圈伸展减薄有关,这为全面秦岭大别造山带中生代岩石圈演化提供了有利的直接证据。     

云开造山带条带-眼球状(环斑)强过铝花岗岩的岩石地球化学、年代及成因

云开造山带广泛出露的条带-眼球状(环斑)花岗质岩石及紫苏花岗岩岩石地球化学和离子探针(SHRIMP)定年的研究表明,绝大多数为强过铝(SP)高钾钙碱性-钙碱性花岗岩,并且是高温俯冲-碰撞后构造环境形成的强过铝(SP)高钾钙碱性-钙碱性花岗岩。高钾钙碱性条带状黑云二长花岗岩、眼球状(环斑)黑云二长花岗岩到钙碱性紫苏花岗闪长岩(闪长岩)和片麻状含榴黑云二长花岗岩形成时代逐渐变新,岩浆结晶锆石SHRIMP年龄由(465±10)Ma、(467±10)Ma变为(435±11)Ma、(413±8)Ma,侵入辉长岩的Sm-Nd矿物-岩石等时线年龄为(392±53)Ma,并主要形成于俯冲-碰撞转换为碰撞后底侵-伸展的构造环境,其中紫苏花岗闪长岩(闪长岩)和片麻状含榴黑云二长花岗岩具A型花岗岩地球化学特征,侵入辉长岩的形成则标志俯冲-碰撞造山作用的结束和大陆伸展作用环境的开始。条带-眼球状(环斑)花岗岩及紫苏花岗岩中尽管存在四堡期(格林威尔)造山事件的重要信息,但它们应代表加里东期扬子板块向华夏板块俯冲-碰撞后拆沉-底侵-伸展作用构造环境岩浆岩活动的产物,并且经历了印支期的挤压抬升和伸展揭顶作用。     

论北秦岭加里东期造山作用

提出北秦岭加里东造山带由华北地块南缘，以未变质—浅变质沉积岩系为主体的前陆褶断带和北秦岭以中—深变质岩系及强烈岩浆活动为特征的山根带两个主要部分组成。认为它自成体系，相应的变质、变形、岩浆作用发育。该造山带是早古生代未秦岭古洋盆沿商丹—桐柏一线俯冲、消减，促使秦岭古岛弧系碰撞华北地块，造成弧后边缘海闭合所致，是显生宙秦岭造山带形成演化进程中的重大构造事件之一。     

华北晚中生代变质核杂岩构造及其对岩石圈减薄机制的约束

变质核杂岩是华北地区晚中生代岩石圈伸展与减薄的重要产物，以辽南、瓦子峪（医巫闾山）、云蒙山等为代表的变质核杂岩具有各自的特性与共性：运动学极性、几何学不对称性、形成时间的跨越性、不分布均匀性和规模的级序性. 变质核杂岩所具有的众多特点，直接为讨论区域岩石圈伸展与减薄过程提供重要约束，揭示出许多与现有盛行的地幔柱、拆沉作用、加厚造山带地壳伸展垮塌等成因模式相驳的证据. 文中提出建立完善的区域岩石圈伸展与减薄模型，必须考虑到岩石圈深部的极性运动（或单向剪切）、岩石圈板块破坏的渐进性发展、伸展作用岩浆作用关系，以及变质核杂岩发育与郯庐断裂的同时活动性.     

苏鲁造山带岩浆岩的锆石U Pb定年及构造意义

锆石U-Pb定年和地球化学分析结果显示,苏鲁造山带南缘连云港锦屏山片麻状花岗岩形成于(806.0±14.0)Ma,海州群云台组变质火山岩形成于(800.8±7.8)Ma,张八岭隆起的张八岭群西冷组变质火山岩形成于(751.6±7.1)Ma和(767.0±15.0)Ma.这些岩浆岩总体上具有高钾钙碱性系列、右倾型REE(Rare Earth Elements)模式、Nb、Ta、Sr、P和Ti强烈亏损、中等负铕异常、重稀土弱到中等亏损、低Sr、高Yb等特点,与浙闽型岩浆岩反映的区域伸展环境和下地壳部分熔融是一致的.这次构造岩浆活动820～740Ma,是晋宁期主碰撞造山后Rodinia超大陆裂解和岩石圈减薄演化的记录.     

大容山-十万大山花岗岩带中A型紫苏花岗岩、麻粒岩包体的发现及意义

桂东南大容山-十万大山花岗岩带南部发现的紫苏花岗岩体及其中的大量基性麻粒岩、片麻岩包体的研究表明,麻粒岩包体普遍发育等温减压后成合晶变质结构,其主要变质反应为：Ga Sill→Spl Q;Ga Q→Opx Crd和Gt Sill Q→Crd,显示麻粒岩经历了快速抬升揭顶作用。基性麻粒岩中锆石主要由内核和外壳组成,内核以变质结晶特征为主,外壳为岩浆结晶特征,内核变质结晶年龄集中分布于(950-1100)Ma,外壳岩浆结晶年龄为248Ma,而紫苏花岗岩的Sm—Nd矿物一岩石等时线年龄为202Ma,并具有典型A型花岗岩岩石化学特征,标志着印支期造山作用的结束。据此,提出桂东南印支期A型紫苏花岗岩的源岩为中元古末四堡期造山事件(格林威尔)形成的麻粒岩相变质岩,印支期碰撞造山后的快速抬升伸展揭顶部分熔融作用形成了A型紫苏花岗岩,这为华南中元古末四堡期(格林威尔)江山-绍兴造山带的南延和晚古生代特提斯造山带的东延,以及印支期造山作用的结束提供了重要证据。     

东秦岭岩石圈热流变学结构初探

目的研究秦岭造山带的岩石圈流变学结构以探索其地球动力学意义。方法通过岩石圈温度结构约束，计算了岩石圈流变学结构。结果秦岭北半部的后陆冲断褶带和厚皮叠瓦逆冲带的莫霍界面温度为305℃，以冷地温、厚岩石圈和流变分层不明显的C模型为特征；南秦岭莫霍界面平均温度642℃，最高达826℃，具有显著的热地温、薄岩石圈和中下地壳及其上地幔顶部强烈流变的H模型特点。结论在后造山阶段，北秦岭是华北和扬子二地块相向向秦岭造山带陆内俯冲的前锋会聚区域，现今处于以岩石圈加厚为主、拆沉作用初始发动的共存状态；南秦岭可能在地幔柱作用下发生新的拆沉作用和部分底侵作用，其轴部区域的地壳内现今存在部分熔融，壳-幔之间正在进行物质、能量（热传导和热对流方式）等的再循环。     

龙门山造山带轿子顶新元古代花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其构造意义

目的 对扬子地块西北缘后龙门山地区轿子顶穹窿构造核部的花岗岩类进行年代学研究.方法 利用锆石SHRIMP U-Pb年代学对其形成时代进行约束.结果 轿子顶花岗岩体中变形花岗岩和块状花岗岩中锆石均发育岩浆韵律环带结构,具有较高的Th/U比值(0.52～1.23、O.32～1.16),为岩浆成因锆石.对变形花岗岩和块状花岗岩中岩浆锆石的SHRIMP U-Pb定年结果分别为793±11Ma和792±11Ma,表明它们的形成时代完全一致,均为新元古代晚期南华纪早期.结论 轿子项岩体具有后碰撞岩浆活动特征,是新元古代扬子地块西北缘活动大陆边缘俯冲以及弧陆碰撞造山作用导致的地壳增厚下地壳部分熔融的产物,形成于同碰撞(挤压环境)向碰撞后(伸展环境)转化阶段,即后造山期,是Rodinia 超大陆初始裂解阶段产物.     

西藏康马热伸展变质核杂岩构造研究

西藏喜马拉雅特提斯北亚带内沿定日—康马一线展布近东西向变质核杂岩带，在这个带上康马变质核杂岩是一典型代表。该变质核杂岩核部由花岗岩及花岗岩边部片麻岩组成，岩体之上分别为早古生代构造片岩带、石炭—二叠纪褶叠层带及三叠—白垩纪板岩带组成。研究表明，构造片岩带构成了该变质核杂岩的拆离断层系，拆离断层剪切指向为上层系相对下层系自南而北运动，推测其形成于三叠纪—白垩纪。其后由于雅鲁藏布江缝合带的俯冲、碰撞，使得早期拆离系叠加岩浆热动力形成穹隆体。     

秦岭—大别造山带中几条重要构造带的特征及其意义

目的 研究秦岭一大别造山带内几条重要构造带的构造变形特征,以探讨其动力学过程.方法 通过该造山带中各构造带的几何学、运动学特征研究,分析板块构造体系向陆内构造体系转换和大陆动力学体系演化等地质过程.结果 ①洛栾构造带是二郎坪弧后盆地与华北板块南缘的陆内构造拼合带,形成于365 Ma±,挤压方向为240→60°;②商丹断裂带在260 Ma±形成,挤压方向为220→40°,以压扁作用为主,正花状构造,显示出板块碰撞带的构造特征;③襄广断裂带是扬子板块在220 Ma±,由185→5°方向与大别造山带斜向汇聚的结果;④殷马断裂带为一条右行平移的韧性剪切带;⑤武穴构造对接带是大别造山带南缘与扬子板块北缘的构造复合带,是在140 Ma±扬子板块总体由S→N挤压所致;⑥宜鲁构造带是东秦岭造山带北界,为S→N逆冲的叠瓦状推覆构造,上地壳缩短率为52%;⑦郯庐断裂带是秦岭一大别造山带东端的一条多期活动的剪切带.结论 秦岭一大别造山带经历了不同构造体制转换、板块构造系统发展、板块构造体系向陆内构造体系转换以及大陆动力学体系发展演化等地质过程;显示出古生代以来逆时针"转动挤压"到"三面围限"的动力学过程.     

东大别超高压变质带构造研究进展

大别山造山带的形成和演化主要经过南北板块碰撞、碰撞后超高压变质岩折返和燕山早期穹隆构造形成3个构造阶段,其主体构造格架由碰撞后超高压变质岩折返过程中的伸展作用和燕山早期穹隆构造所形成.文中根据不同岩石单元在超高压变质岩折返和穹隆构造形成中的构造表现,以主期构造特征及其后构造演化的一致性为原则,将东大别造山带的变质岩系分为南大别岩片构造带、中大别穹隆构造带和北大别隆滑-逆冲构造带3个构造单元,系统论述了各构造单元构造变形的几何学和运动学特征,从造山带整体构造演化的角度厘定出3个阶段的5期变形,探讨了它们在大别山构造演化和超高压变质岩形成和折返中的动力学意义.     

晓天—磨子潭断裂的构造演化对大别高压—超高压岩石折返过程的指示

位于大别造山带北部的晓天—磨子潭断裂带分隔了北大别高级变质带和北淮阳浅变质带.该断裂带由韧性剪切带和脆性正断层组成,两者具有基本一致的NW—SE向走向.脆性正断层叠加在韧性剪切带之上,控制了其北侧的早白垩世火山岩盆地的发育,为大别造山带早白垩世穹窿过程中的伸展断层.晓天—磨子潭韧性剪切带叠加在北大别灰色片麻岩之上.糜棱岩中的矿物变形温度估计(600—650℃)、基质多硅白云母探电子针分析及压力计算(约1.1GPa),指示韧性剪切带形成于高角闪岩相的下地壳深度,为造山带同碰撞折返边界.韧性剪切带糜棱面理上的矿物拉伸线理侧伏角自东向西逐渐由水平过渡到近倾向.露头构造、显微构造及石英C轴组构皆指示该韧性剪切带具有上盘向北西的运动方向.韧性剪切带几何学与运动学特征指示,大别造山带高压—超高压岩片的折返是向南东的斜向挤出,并兼有折返岩片以东端为枢纽的逆时针旋转.     

秦岭造山带岩石圈动力学模型--来自大地电磁测深的证据

目的 建立秦岭造山带的岩石圈动力学模型是探索大陆动力学的前沿问题。方法 以地质和综合地球物理资料为约束，在对秦岭造山带东、西两段电性结构对比分析基础上建立了相应的动力学模型。结果 自中新生代以来，尤其是晚白垩世之后华北和扬子两地块向秦岭造山带持续陆内深俯冲作用，导致南秦岭岩石圈强烈向北挤入，秦岭造山带的后陆冲断褶带和北秦岭厚皮叠瓦逆冲带，现今处于以岩石圈叠置加厚的构造作用为主与拆沉作用初始发动并存状态；南秦岭正在经历拆沉-底侵的物质再循环作用，佛坪和南阳-邓县之间可能发育新的地幔柱；在造山带北、南深部边界与内部不同岩石圈块体之间还伴随不同性质的强烈走滑作用，导致物质的侧向传输。结论 秦岭造山带现今深部动力学状态直接制约着今后大地构造、气候和地表过程的动态相互作用，潜在地影响着人类社会、经济的可持续发展。     

武夷地块黎川铝质A型花岗岩成因及其地质意义

华南早古生代花岗岩的成因和后碰撞伸展环境的形成机制仍存在争议。选择华南早古生代黎川花岗岩开展锆石U-Pb同位素、全岩地球化学研究,探讨其成因并分析后碰撞伸展环境的起始时间及形成机制。黎川岩体形成于443 Ma,属于志留纪兰多维列世岩浆活动的产物。样品属于高硅、富钾的高钾钙碱性花岗岩系列;其A/CNK值为1.04 ~ 1.39,显示过铝质花岗岩特征。样品微量元素显示亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti,富集Rb、Th、U、K、Pb等元素;轻稀土相对富集,强Eu负异常（δEu=0.27~0.74）。其具有低εNd(t)值（-8.4 ~ -9.8）、高（87Sr/86Sr）i值（0.478 83 ~ 0.723 64）、高104×Ga/Al（3.24 ~ 4.19）比值的特征。上述特征表明,黎川花岗岩属于A型岩浆岩范畴。元素和同位素地球化学特征显示,黎川过铝质A型花岗岩可能是前寒武纪变质沉积岩部分熔融的产物。结合华南早古生代武夷-云开造山运动的高级变质岩和花岗岩的年代学特征,笔者认为华南早古生代武夷地块自志留纪兰多维列世开始就从同碰撞环境转变为后碰撞伸展环境;该伸展环境可能是受到地壳迅速减薄,热地幔岩浆底侵导致造山带深部和壳幔相互熔融的影响。     

一种可能的多陆块、小洋盆、弱俯冲的动力学特征及其花岗岩演化特点——以秦岭造山带核部花岗岩为例

板块俯冲碰撞理论曾是花岗岩构造动力学、地球动力学研究的主线．如根据碰撞前的俯冲、同碰撞、后碰撞、碰撞后四个阶段提出了对应的四组花岗岩系列．很多造山带花岗岩具有这种演化(如由俯冲型Ⅰ型→碰撞型S型)的特点,从而常常成为人们的一种思维定势．但近年来的研究显示,花岗岩生成演化及其地球动力学背景具有多样性．我们的研究表明,秦岭造山带核部花岗岩在长达700Ma期间发育两期S→H(混合花岗岩,相当于Ⅰ型,Castro,1991;1999)型花岗岩演化．晋宁期较早为S型花岗岩体,多呈线形片麻岩体;略晚为Hss型花岗岩体;之后为Hm型(幔源组分较多)．加里东—海西期中略早的为S型花岗岩;略晚的为H型花岗岩体．初步估算,H型花岗岩体中,幔源组分可达10％～70％,显示了由S→H(或Ⅰ)型花岗岩的连续过渡特点．这种S→H型花岗岩的演化可能揭示了在每次构造旋回中,早期以大陆内部物质的调整和再分配的作用为主;晚期以洋陆或壳幔相互作用为主,这有别于一般的板块俯冲→碰撞演化特点．按照目前的认识,这种S→H型花岗岩的演化至少有以下三种动力学解释：(1)大陆构造体制的俯冲碰撞(S型为主)→拆沉(H型为主);(2)或小洋盆构造体制的弱俯冲(岩浆少)→碰撞(S型为主)→拆沉(H型为主);(3)小洋盆构造体制的弱俯冲(初期S型为主,略后H型为主)→洋壳断沉或大陆弱碰撞后的拆沉(H型为主)．从目前秦岭造山带各学科综合研究成果来看,后一种可能较大．对此,本文提出了一种多陆块、小洋盆、弱俯冲的动力学特征及其花岗岩演化特点．种种迹象表明,中国造山带可能不一定都是在经典(具开阔大洋)板块构造体制下发育起来的．作者探讨性提出多陆块、小洋盆、弱俯冲的动力学特征,它可能具有一定的普遍意义：上述S→H型花岗岩演化也许就是这种大陆动力学演化特点的表征之一．就秦岭造山带而言,其形成演化的构造背景曾有板块构造体制和陆内裂陷、断陷等不同认识,这可能都从不同侧面反映了某种共同的特性;多陆块、小洋盆、弱俯冲的构造体制和动力学特征有可能是这些现象的综合反映,而使两种不同认识达到某种程度的统一;这可能是客观的实体特性所决定的．     

东秦岭西坝花岗岩体及其脉岩的地球化学特征

通过秦岭西坝花岗岩体及邻区脉岩体的岩石学、地球化学研究，探讨了秦岭造山带中生代期间由全面碰撞转入陆内造山的深部动力学过程。研究表明：西坝花岗岩体及花岗斑岩脉具类似于埃达克质岩高Sr(Ba)，低Y和Yb，以及高Sr/Y,La/Yb,Eu异常微弱的地球化学特征，反映其形成于地壳厚度增大的地质背景；闪长玢岩脉代表地壳减薄背景的产物。它们的形成指示秦岭造山带印支晚期到燕山早期地壳增厚，嗣后发生下地壳拆沉的重要转换过程。     

中祁连北缘野牛沟-托勒地区晋宁期花岗岩的地质意义

阐述了在中祁连陆块北缘野牛沟-托勒地区原划分的古元古代托赖（岩）群中识别并划分出了晋宁期片麻状花岗岩。它侵位于中元古代中浅变质岩系湟中群以及新解体出的中-新元古代托勒片岩中,单颗粒锆石铀-铅同位素年龄为（837．8±58）Ma、（842±37）Ma,表明它们是晋宁期岩浆事件的产物,地球化学特征显示形成于碰撞构造环境;该片麻状花岗岩的发现,对于祁连造山带前震旦纪基底的深入研究及更进一步确定该地区存在的晋宁期碰撞造山作用提供了直接证据。     

东昆仑野马泉铁多金属矿床花岗闪长岩年代学、地球化学特征及其地质意义

野马泉矿床位于柴达木盆地西南缘与青海祁漫塔格的结合部位,是青海省重要的铁多金属成矿区。采用LA-LCP-MS锆石U-Pb法测得矿区花岗闪长岩年龄为(220.53±0.69)Ma和(400.8±1.4)Ma,表明矿区成岩有两期,即加里东晚期和印支晚期。岩石地球化学分析结果显示,岩石明显具有富硅富钾铝过饱和的特点,属高钾钙碱性系列,其成因类型为I型花岗岩,源区经历了俯冲板块流体交代,为壳幔混合源区。岩石形成于东昆仑造山带的早古生代和晚古生代——早中生代这两期构造——岩浆旋回的末期,由碰撞挤压环境转向后碰撞的伸展环境,岩石具有良好的成矿性。野马泉铁多金属矿床的形成与两次构造——岩浆旋回末期的中酸性侵入岩密切相关,是两期成矿的结果。     

甘肃早子沟金矿矿床成因——来自流体包裹体及H-O-S同位素的证据

对早子沟金矿床进行了流体包裹体测温和H-O-S同位素分析.研究结果显示,包裹体的均一温度范围为120.8～257.5℃,主要集中于150～230℃(平均为178.0℃),冰点温度介于-3.6～-0.1℃(平均为-1.6℃).由此计算得到盐度介于0.18%～5.86%(平均2.61%),密度介于0.78～0.97 g/cm~3(平均0.91 g/cm~3).对6件石英样品的氢氧同位素测试结果显示,δ(D_(V-SMOW))介于-99.8～-91.40,δ(~(18)O_(H2O))介于-2.53～4.08,表明成矿流体可能由岩浆水或变质水与大气降水或地下水混合形成.黄铁矿样品的δ(~(34)S)均为负值,具有较窄的分布区间,介于-14.2～-7.6,说明成矿物质可能由区域内的岩浆岩或变质岩所提供.早子沟金矿可能形成于晚三叠世秦岭造山带后碰撞的伸展构造环境中,此时岩石圈拆沉导致软流圈上涌,引发下地壳大规模的岩浆作用,岩浆作用晚期热液携带成矿物质向上运移,经受了大气降水或地下水的混合作用,最终,含矿热液在构造破碎带中沉淀、富集成矿.