云蒙山变质核杂岩的变形规律与发育机制

位于燕山褶断带中部的云蒙山变质核杂岩记录了华北克拉通东部峰期破坏时的地壳伸展过程.该核杂岩受控于其东部总体NNE走向的大水峪剪切带.剪切带向SE倾,自南西向北东产状变缓,剥露程度变浅,中、南段出露韧性剪切带,北段为脆性正断层.露头构造、显微构造及石英C轴组构皆指示该剪切带为上盘向SE运动的伸展型剪切带.变形温度估计结果(300~520℃)表明,所出露的中、南段韧性剪切带起源于中地壳环境,其西侧下盘卷入的塑性变形带仅为1~3 km宽,反映没有发生过广泛的中地壳塑性流动.岩脉和岩体锆石U-Pb定年及变形岩石中角闪石、黑云母40Ar/39Ar定年表明,该核杂岩起始于135 Ma,在135~126 Ma期间经历了大水峪剪切带强烈活动、上叠盆地发育及同构造岩浆侵位(135~125 Ma).在125~114 Ma期间,该核杂岩快速隆升,大水峪剪切带同时发生伸展活动与被动隆升.剪切带及其上盘抬升至脆性域时被一系列脆性正断层所切割或取代,显示隆升是在持续的伸展活动中发生的.在随后的早白垩世晚期该核杂岩转入伸展背景下缓慢隆升阶段.上述现象表明,云蒙山变质核杂岩是早白垩世(135~100 Ma)NW-SE向持续拉伸背景下以滚动枢纽模式演化,是华北克拉通常见的板内变质核杂岩发育机制.     

燕山地区喀喇沁变质核杂岩的构造特征与发育机制

通过详细的野外观察与岩浆岩锆石定年,重新分析了燕山构造带北侧喀喇沁变质核杂岩的变形特征与演化历史,认为其经历了晚侏罗世与早白垩世两期伸展变形,而不是过去认为的仅发育于早白垩世.该变质核杂岩起源于晚侏罗世(156~150 Ma)NE-SW向拉伸中,最初发育了向北东缓倾、上盘向北东运动的拆离韧性剪切带,其下盘也卷入了同期韧性变形,并有岩浆活动与上叠盆地伴生.在随后的149~145 Ma期间仅发生了有限的均衡隆升.早白垩世时(141~100 Ma),区内拉伸方向转变为NW-SE向,沿着变质核杂岩两侧发育了2条NE-SW走向、倾向相背的大型脆性正断层.这2条正断层外侧的上盘控制发育了早白垩世半地堑式盆地,而其间共同的下盘发生了地垒式隆升而成为伸展穹窿,使得晚侏罗世韧性伸展构造剥露到地壳浅部.在早白垩世伸展隆升中,核部杂岩由早期至晚期先后叠加了局部的韧性变形带与脆性正断层,显示为应变局限化的特征.对该变质核杂岩演化历史与发育机制的重新厘定,一方面为燕山构造带发生过晚侏罗世伸展活动与克拉通破坏提供了构造证据,另一方面也表明该带早白垩世强烈伸展活动普遍存在,代表了克拉通的峰期破坏.     

辽西太古代建平变质杂岩中磁铁石英岩的锆石同位素年龄

采用单颗粒锆石铅蒸发法及高精度离子探针对建平变质杂岩中的表壳岩磁铁石英岩进行了同位素年代学研究 .结果表明 :建平杂岩中磁铁石英岩形成年龄约 2 5 2 0～ 2 5 5 2Ma ;该区的麻粒岩相变质作用约于 2 487Ma达到高峰 ;约 ( 1 80 6± 1 6 )Ma ,即中元古代 ,本区又发生了一次变质事件 ,但其强度相对较弱 .推测建平变质杂岩可能形成于陆块形成后不久即发生大陆碰撞和地壳加厚的晚太古活动大陆边缘的环境中     

大别-苏鲁造山带橄榄岩的变质和交代过程

详细的岩石学研究表明,大别-苏鲁造山带橄榄岩和辉石岩记录了俯冲带之上地幔楔的交代和变质信息.在苏鲁芝麻坊石榴二辉橄榄岩中识别了七期变质矿物组合,反映了大陆俯冲-碰撞-折返过程中多期的变质和交代作用.大别毛屋石榴斜方辉石岩同样保存了大量的交代结构,高Ni和富集轻稀土(LREE)的斜方辉石核部包裹了早期原岩橄榄石,表明它是俯冲地壳熔/流体与原岩橄榄石在超高压条件下反应的产物.毛屋石榴斜方辉石岩记录了六期变质作用,对应了岩石从浅部地幔楔沿俯冲隧道进入深部地幔楔,最后随陆壳岩石折返回浅部地壳的全部过程.其中石榴石变斑晶核部包裹了大量的以含水矿物为主的角闪岩相多相包裹体,具有高XMg和Ni含量,并富集大离子亲石元素(LILE)和LREE,表明它们是早期岩石在浅部地幔楔与地壳流体交代的产物.角闪岩进入深部地幔楔经历高压和超高压变质,早期含水矿物完全脱水分解,形成超高压石榴斜方辉石岩,释放LILE和LREE富集的流体进入上覆高温地幔楔,从而导致高温地幔楔发生部分熔融并产生岛弧岩浆.     

大陆地壳磁性结构研究及其意义

评述了大陆地壳磁性结构与地壳构造、变质相、物质组成、下地壳与壳－幔交换等相互关系的研究进展。应用岩石磁学与矿物磁学的基本理论,提出了一步研究的建议。强调建立创造的地质思维,加强重、磁、电、震与深部地质过程相互关系的综合研究。将大陆地壳的磁性结构与密度结构、电性结构、速度结构、热结构及深部地球动力学过程的相互关系作为一个深部地质系统进行研究。     

华北克拉通破坏对地表地质与陆地生物的影响

晚中生代古太平洋板块俯冲导致东亚古大地幔楔形成和华北克拉通破坏,该动力过程引发华北克拉通发生强烈伸展和岩浆活动,广泛形成裂谷盆地和变质核杂岩,并造成燕辽和热河生物群的繁盛与消亡.古太平洋板块俯冲角度的变化导致东亚大陆经历了三次短暂挤压事件和两次强烈伸展构造.多学科综合研究进一步揭示,晚中生代燕辽和热河生物群的演化与华北克拉通的破坏强度、岩浆活动强弱以及盆地发展存在明显的时空相关性.上述现象表明地球深部动力过程不仅控制了克拉通破坏和地壳构造演化,而且也极大地影响了地表环境的变迁和陆地生态系统的演变.因此,地球生命是与环境协同演化,并且共同受地球深部过程的控制.     

超高压变质与大陆碰撞研究进展: 以大别-苏鲁造山带为例

大陆深俯冲研究已经成为21世纪发展板块构造理论的前沿和核心课题. 大别-苏鲁造山带出露有世界上最大的超高压变质构造单元, 地球科学家以此作为天然实验室, 在超高压变质和大陆碰撞的一些重要领域取得了国际上有影响力的系列成果. 本文概括了其中12个方面的突出进展, 主要包括超高压变质岩的空间分布范围、超高压变质作用的年龄、超高压变质作用的持续时间、深俯冲陆壳的原岩性质、大陆碰撞过程中的俯冲侵蚀和地壳拆离、大陆地壳俯冲的可能深度、大陆俯冲带深部流体活动、大陆碰撞过程中的部分熔融、大陆俯冲带深部元素活动性、俯冲大陆地壳物质再循环、碰撞后岩浆作用的地球动力学机制、碰撞造山带岩石圈结构等. 对今后研究的问题和方向也提出了建议.     

阿尔泰造山带超高温变泥质麻粒岩的确定及其地质意义

通过岩相学和矿物成分特征及P-T计算结果,最近在阿勒泰以东喀拉苏附近发现了超高温变泥质麻粒岩,其矿物组合为石榴石+斜方辉石+矽线石+堇青石+尖晶石+黑云母+斜长石+石英等.斜方辉石具有高铝特点,其Al2O3含量高达8.7wt%,指示了超高温变质的条件,其峰期变质条件为:P=~0.80 GPa,T=~960℃.变质结构关系和P-T估算结果表明了一个峰期后近等压冷却的逆时针P-T轨迹.锆石U-Pb年龄结果(271±5 Ma)支持了该超高温变质事件发生于二叠纪.喀拉苏附近超高温变泥质麻粒岩的发现确认了阿尔泰造山带二叠纪超高温变质作用的存在,表明在二叠纪阿尔泰造山带南缘高热流伸展背景可能与二叠纪(270~280 Ma)塔里木地幔柱活动有密切成因关系.     

内蒙古赤峰娄子店-大城子韧性剪切带的40Ar-39Ar年龄及其构造意义

娄子店正断层构成喀喇沁变质核杂岩的东侧基底剥离断层。野外构造解析和显微构造分析表明，娄子店正断层下盘岩石中的娄子店－大城子韧性剪切带主要表现为左行正斜滑的运动特征。采自该剪切带的2个单矿物^40Ar-^39Ar坪年龄分别为133Ma（黑云母）和126Ma(钾长石），与对应的等时线年龄一致，其中黑云母坪年龄133Ma记录了左行走滑韧性剪切带的形成时间。娄子店正断层所表现的晚期正断伸展与其下盘岩石中的韧性剪切带所表现的左行走滑之间的不一致性使喀喇沁（准）变质核杂岩有别于科迪勒拉型变质核杂岩。本次研究结果为精确限定这类韧性剪切带的形成时代及其成因提供了重要的年代学资料。     

千峰嵯峨碧玉簪 五岭堪比武功山——武功山国家地质公园

武功山国家地质公园位于江西省西部萍乡市东南芦溪县境内的罗霄山脉北段,以变质核杂岩构造及花岗岩峰崖地貌为主要特征.公园面积378.3平方千米.主峰金顶白鹤峰海拔1918.3米,为江西省境内第二高峰.中心景区164平方千米范围内.海拔1000米以上的山峰有10余座,奇峰林立,沟壑纵横,大小瀑布近200处,造型奇特,气势磅礴,另有延绵百里的高山草甸构成了一幅秀美的山水画卷.     

大陆俯冲隧道过程:大陆碰撞过程中的板块界面相互作用

研究俯冲带过程是发展板块构造理论的关键.板块界面相互作用是实现地球表层与内部之间物质和能量交换的基本机制.将俯冲隧道模型拓展到大陆碰撞造山带,能够透视大陆俯冲带构造过程及其产物.由长英质到镁铁质岩石组成的大陆地壳于不同深度从大陆岩石圈上部拆离并迁移进入大陆俯冲隧道,由橄榄岩组成的大陆岩石圈地幔楔底部也受到俯冲板片刮削进入俯冲隧道.大小不同的地壳和地幔碎块在俯冲隧道中受到角力流作用向上或向下运动,导致它们经历不同程度的变质作用,并伴有不同程度的变形乃至局部深熔.在俯冲隧道中壳源岩石与幔源岩石之间发生机械混合,结果形成了超高压变质混杂岩.它们在折返到地壳层位时与低级变质岩拼合到一起,形成构造混杂岩,结果在同一造山带出露有不同变质程度的岩石.俯冲陆壳基底花岗岩和上覆沉积物衍生的熔/流体与上覆大陆岩石圈地幔楔橄榄岩之间发生化学反应,实现了大陆俯冲隧道中的壳幔相互作用.超高压变质岩原岩性质支配了碰撞造山带的类型、超高压变质地体的大小和折返速率.     

俯冲陆壳内部的拆离和超高压岩石的多板片差异折返: 以大别-苏鲁造山带为例

对国内外学者关于大陆碰撞过程中深俯冲陆壳的折返机制模型进行了简要评述, 并以大别-苏鲁造山带为例, 对大陆碰撞过程中俯冲陆壳内部在不同深度发生多层次地壳拆离解耦并呈多板片差异折返的关键证据进行概括. 这些证据包括: (1) 大别-苏鲁超高压带北侧分布的具有华南陆壳特征, 部分经历过三叠纪变质的浅变质岩片, 它们显示了陆壳俯冲开始阶段其上部地壳与下部基底岩石的解耦; (2) 大别-苏鲁高压-超高压带均由若干高压-超高压岩片组成, 这些岩片由南至北变质程度逐步加深、峰期和退变质时代逐步变年轻; (3) 苏北大陆科学钻探揭示了超高压变质带在垂向上也是由若干岩片组成, 上部岩片具有高放射成因Pb, 下部岩片具有低放射成因Pb, 反映了俯冲陆壳在不同深度的解耦和折返. 俯冲陆壳内部的拆离解耦和差异折返, 主要是由于大陆地壳上、下不同部位岩石组成的差异导致的力学性质差异和壳内古断层带作为流体通道而被弱化的结果. 该模型的建立, 突破了陆壳整体俯冲与整体折返的传统模式, 揭示了陆壳俯冲与洋壳俯冲的主要区别. 在此基础之上, 提出了有待于进一步研究的若干重要科学问题.     

青藏高原安多高压基性麻粒岩的发现及其地质意义

在青藏高原安多微陆块中发现了高压基性麻粒岩,其峰期矿物组合为石榴子石+单斜辉石+石英+金红石.该高压麻粒岩经历了两期退变质作用,退变质矿物呈后成合晶产状,早期退变质矿物组合是Opx+Pl±Spl,晚期退变质矿物组成是Hbl+Pl.温度与压力计算表明,高压麻粒岩相峰期变质温度为860~920℃,压力为14.6~15.6kbar;早期退变质的形成温压为820~890℃和8.8~11.5kbar;晚期退变质条件为550~670℃和5.2~6.5kbar.其退变质作用P-T轨迹为顺时针型近等温降压到降温降压的过程,指示该麻粒岩经历了俯冲至深部地壳层位(~50km),之后又快速抬升到浅部地壳(~20km)的变质过程.该高压麻粒岩的形成可能与安多微陆块和羌塘地体中生代时期的弧-陆碰撞作用有关,这对探讨青藏高原的构造演化具有重要的意义.     

大别山-苏鲁超高压变质带研究的最新进展

对近５年国内,外科学家在大别山－功鲁超高压变质带岩带的研究成果进行了剖析,并针对具体科学问题进行了深入的讨论,依据最新资料指出：（１）超高压榴辉岩具两类围结,一类为同样经历过超高压变质作用的榴辉岩相岩,另一类为未经历超高压变质的花岗片麻岩;（ｉｉ）新发现的橄榄石中ＦｅＴｉＯ３的出溶体为３００～４００ｋｍ深度上发生的现象,但关键在于证明这种出溶是由于原先在地壳中的橄榄岩被俯冲到３００～４００ｋｍ深度     

辽河群变质带垂向分层性及其起因

现代地质学研究表明,成层分带现象极为普遍,如岩石圈流变学分层性、大陆岩石层热分层结构、地壳水动力学分层性、变质带分层性及地壳内存在岩浆成层侵入现象等等。近6年来,在对辽东辽河群变质变形野外调查和室内详细研究的基础上,本文首次提出辽河群吕梁变质旋回第二变质阶段(M2)的区域变质作用存在垂向变质分层性,即变质带基本顺层产出,且垂向具有多次由中级变质向低级变质的重复递变性。这一现象如其他分层性一样,有其特定的地球动力学意义。     

小秦岭石英脉型金矿的反转成矿机制

在华北陆台南缘的小秦岭变质核杂岩内分布了许多重要的含金石英脉 ,这些石英脉受到韧性剪切带的严格控制 .应力分析表明 ,小秦岭石英脉型金矿的形成过程分为两个重要的阶段 :第一阶段在张性应力环境下形成韧性剪切带 ,温度较高、深度较大 ;第二阶段构造应力发生反转 ,由张性状态转变为压性后形成脆性逆性断层叠加在韧性剪切带上 ,含矿流体在挤压作用下向这些薄弱部位集中 ,沉淀富集形成石英脉金矿床 .     

南蒙微大陆存在的年代学证据: 亚干-翁奇海尔罕核杂岩花岗质片麻岩的锆石U-Pb年龄

对亚干－翁奇海尔罕变质核杂岩结晶岩系花岗质片麻岩进行了锆石Ｕ－Ｐｂ年龄测定,结果为（９１６±１６）Ｍａ,可代表原花岗质岩浆结晶年龄．这为南蒙微大陆的存在提供了年代学证据,并得到地质背景分析的支持．     

新疆西南天山超高压变质带的空间分布、峰期变质时代和P-T轨迹特征

总结了近年来有关新疆西南天山超高压变质带研究取得的进展.根据新发现的柯石英矿物包体,结合以前报道的一些超高压变质矿物学证据,在西南天山蓝片岩-榴辉岩带中确定了长约80 km,宽10 km以上的超高压变质带,这是目前出露规模最大的洋壳岩石深俯冲超高压变质带,并确定了其由南向北的俯冲带极性.对含有柯石英的石榴石云母片岩中变质生长锆石边的定年,获得超高压变质时代为320±3.7 Ma,结合退变榴辉岩中获得的233-226 Ma变质边锆石的时代,确定了其退变过程经历了漫长的变质演化.根据详细的岩石学相平衡模拟计算,确定了西南天山含柯石英榴辉岩和石榴石多硅白云母片岩的P-T轨迹都具有热弛豫特征,即温度峰值期滞后于压力的峰值期,表明超高压变质岩石在俯冲通道中经历了缓慢的、长时间的升温减压抬升过程.根据少量的榴辉岩透镜体包裹于大面积的云母片岩中的野外产状特征,而且含柯石英榴辉岩和云母片岩都具有相似的P-T轨迹,提出了西南天山超高压变质榴辉岩的抬升可能是由于大面积的低密度的云母片岩抬升折返过程中把密度较大的榴辉岩携带到地表的新认识.     

安徽潜山片麻岩锆石U-Pb年龄

对南大别超高压变质杂岩区潜山片麻岩进行了锆石Ｕ－Ｐｂ年龄测定,根据８组锆石的形态、Ｔｈ,Ｕ特征和它们在不一致线上的分布情况,指出它们应该是一种在内部以岩浆成因组分为主、在边部以变质成因组分为主的变质增生混合锆石．所得交点年龄表明,该片麻岩同样经历了超高压变质作用．锆石的形态和成因无直接对应关系．     

大别山与榴辉岩共生大理岩的碳同位素异常

大量的构造地质和岩石学研究揭示,大别山存在超高压变质岩石单元,主要由长英质片麻岩以及少量榴辉岩和大理岩透镜体或条带组成,伴生有极少量的超镁铁岩和石英片岩。大别山变质杂岩已经成为扬子板块与中朝板块之间陆-陆碰撞缝合带的标志。榴辉岩中柯石英和金刚石的发现大大促进了对超高压变质作用及板块俯冲至地幔深度的地球动力学意义的研究。