大陆碰撞成矿作用：深部动力学机制与成矿

大陆碰撞成矿研究是当今地球科学的重大前沿,但是碰撞带深部动力学机制与成矿之间的联系还不够紧密。目前主要的几种碰撞动力学机制包括大陆俯冲及俯冲相关的陆壳撕裂与回撤、大洋板片断离、上覆岩石圈去根,如对流减薄、拆沉等;而碰撞成矿系统还可以进一步概括总结为岩浆热液成矿系统、变质流体成矿系统和盆地流体成矿系统三类。在此基础上,通过地幔上涌、地壳缩短和地表隆升等各种壳幔响应,将深部动力学与成矿作用进行了成因关联。研究揭示,成矿是地球圈层相互作用导致金属元素循环富集的过程。研究指出,从地球系统科学的角度来研究大陆碰撞成矿作用,有望将矿床学研究提高到新层次,还有望实现“碰撞加工厂”的找矿理想。     

太平洋火山特征与深部成因机制

太平洋板块边界和内部均发育大量火山，是研究地球火山的天然实验场。综述了太平洋火山特征与深部成因机制，表明研究人员对地球不同环境下的火山（包括大洋中脊、俯冲带岛弧、板内地幔柱等）进行了系统性研究，分别构建了减压熔融、俯冲板片脱水与富水地幔楔熔融、地幔柱高温熔融的经典模式。但目前学界对于板内非地幔柱型火山的深部岩浆起源以及浅部喷发通道等重要科学问题仍缺乏清晰的认识。未来需要采用创新观测手段，开展多学科交叉研究以取得突破。     

俯冲带环境物质运移的地球化学研究

俯冲带环境下物质运移机理研究是当前板块构造理论研究的前沿和热点。本文从俯冲带火山岩的地球化学组成特征、俯冲带构造环境下变质岩的的地球化学组成特征和高温高压实验三个方面，探讨了俯冲带环境下物质运移的研究方法的理论。     

山东汞丹山地区新太古代变基性岩地球化学特征及其构造意义

为探讨华北克拉通鲁西地区前板块构造与板块构造体制转换时间问题,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和全岩主微量元素特征对山东沂水地区汞丹山一带的新太古代变基性岩进行了年代学和地球化学分析。汞丹山变基性岩为斜长角闪岩,具有较强的面理化特征,主要由角闪石和斜长石组成,其原岩(玄武岩/安山岩)的结晶年龄为2 626±28 Ma,可划分为拉斑系列和钙碱性系列,拉斑系列的岩浆源区可能为亏损地幔,且形成过程中有俯冲流体/熔体的参与,而钙碱性系列与太古宙硅质高镁玄武岩具有相似的地球化学特征,是俯冲板片流体或含水熔体交代的地幔楔在相对较浅的条件下发生较高程度部分熔融的产物。汞丹山变基性岩以及华北克拉通已识别出的一系列新太古代晚期玄武质-安山质岩浆岩均存在明显的Nb、Ta、P、Ti亏损,与岛弧玄武岩的特征一致,表明华北克拉通在新太古代晚期经历了大规模的俯冲作用。     

潜流带胶体特征及对生源要素迁移的影响机制

为深入了解潜流带中胶体物质特征及对生源要素循环的影响,综合阐述近年来国内外在含水介质胶体物质特征及对生源要素吸附、迁移、转化和交换等方面的研究进展,包括:(a)地表水-地下水交互下潜流带中胶体物质来源、组分、时空分布和释放迁移特性;(b)潜流带物理、化学和生物条件等变化对胶体物质特性的影响;(c)潜流带生源要素分布和迁移与胶体物质特征的关系;(d)含水介质中胶体物质及其携带生源要素迁移转化方程模式的合理性。结合当前研究动态提出潜流带胶体物质对生源要素迁移影响研究中存在的问题并对研究进行展望。     

超高压变质作用及大陆深俯冲--地球科学前沿述评

目的总结和评述超高压变质及大陆深俯冲作用研究进展。方法文献阅读及专题研究。结果总结分析了超高压变质及大陆深俯冲作用的时空分布、俯冲深度极限、俯冲过程中流体的性状及作用,以及中国西部北秦岭、柴北缘和阿尔金超高压变质岩带的研究现状及特点。结论超高压变质岩石均形成于碰撞造山带中,时代以显生宙为主;大陆俯冲的深度有可能达到200 km以上的地幔深处;超高压变质过程中有流体的参与,但流体的活动局限在很小的范围内。     

延边杜荒岭铜金矿区中酸性火成岩的地球化学特征及成岩机理

杜荒岭铜金矿是延边地区重要的浅成热液高硫化型矿床。对矿区内与成矿关系密切的中酸性岩石花岗闪长斑岩、石英闪长岩、花岗斑岩、花岗闪长岩进行主、微量地球化学研究。研究结果表明石英闪长岩、花岗闪长斑岩是俯冲板片提供的流体及熔体交代下地壳而形成的富集地幔源岩浆部分熔融的产物;花岗斑岩、花岗闪长岩是有俯冲沉积物贡献的俯冲洋壳部分熔融形成的埃达克质岩浆,在其上升过程中与俯冲板片提供的流体交代下地壳而形成的富集地幔源岩浆混合后派生的产物。具有埃达克质成因的花岗斑岩、花岗闪长岩是杜荒岭铜金矿床的成矿母岩。     

西太平洋俯冲带岩石圈变形研究

全球海洋岩石圈的最大弯曲与大地震发生在俯冲带。当弯曲应力超过岩石承受范围，就会产生正断层和地震，海水沿着正断层进入上地幔并发生蛇纹石化，引发浅源地震并可能造成灾难性海啸。选取西太平洋最具代表性的日本、伊豆-小笠原、马里亚纳和雅浦俯冲带以及汤加-克马德克俯冲带，归纳近些年的地球物理观测及地球动力学模拟的结果，对比分析了不同俯冲带挠曲正断层的分布特征，并探讨了俯冲板块变形与地震之间的相关性,以揭示俯冲板片弯曲变形及相应的正断层与潜在板块水化特征。     

甘肃白银厂矿田早中寒武世酸性火山岩成因及源区特征的地球化学制约

从白银厂矿田早中寒武世酸性火山岩的地球化学研究入手，对其成因和源区特征进行了比较深入的探讨，认为本区酸性火山岩的源岩应是玄武岩和含水辉长质岩石的部分熔融形成的安山岩，源岩安山岩部分熔融形成该区流纹岩，而英安岩主要由流纹岩浆或与玄武岩浆混合或发生不明显的分离结晶形成．早-中寒武世，该区酸性火山岩的成岩环境为火山弧环境，当洋壳俯冲进入深处时，由于俯冲板片的脱水导致上地幔楔部分熔融形成源岩玄武岩，同时富水的流体萃取洋壳中的大离子亲石元素、轻稀土元素向上进入楔形地幔，使地幔橄榄岩富集大离子亲石元素．地幔中流体的增加导致下地壳中辉长质岩石的部分熔融形成了该区流纹岩的源岩--安山岩．熔融地幔底辟上升，由于高热流而引起下地壳局部熔融和混染，使该区酸性火山岩又具有陆壳混染的特征．     

基于文献计量的国际俯冲带研究发展态势分析

本研究在于探索世界主要国家地区俯冲带研究论文产出情况,以期为我国俯冲带研究和相关决策制定提供参考。以Web of Science信息平台的科学引文索引(Science Citation Index Expanded,SCIE)数据库为数据源,利用文献计量方法,分析国际俯冲带研究的年度变化、期刊分布、主要研究国家或地区的发文影响力及合作情况、主要研究机构和国际热点研究内容。结果显示,国际俯冲带研究论文产量一直呈增长趋势;美国的论文产出数量最多、合作中心性最强;中国俯冲带研究论文近3年增量明显,ESI高被引论文比例最高,但国际合作中心性较弱,其发文最多的机构为中国科学院;俯冲带热结构、俯冲与地震的关系、俯冲带中的流体与岩浆作用以及俯冲带成矿是近年来的研究热点。     

东秦岭—大别山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－大别山带曾在中生代发生岩石圈拆沉，但有关中生代变质作用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193－163Ma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。     

水介质的化学性质和流动方式对深部碎屑岩储层成岩作用的影响

对东营凹陷下第三系深部碎屑岩储层成岩作用的影响因素进行了研究 ,结果表明 ,有机无机化学反应提供的酸性水介质环境和异常压力带流体的循环热对流是影响和控制深部碎屑岩储层成岩作用的重要因素。有机质热演化、粘土矿物转化、硫酸盐热化学氧化还原反应、油田水化学性质和烃类物质进入储层等因素引起地层水介质化学性质的变化 ,这严重影响了深部碎屑岩储层的成岩作用。循环热对流是深部储层流体的主要流动方式 ,它控制着自生矿物在砂层中的析出位置和次生孔隙的分布特征     

琼中古-中元古代变质基性火山岩地球化学特征

琼中斜长角闪(片麻)岩为变质的古-中元古代基性火山岩,属于高铝和低钛的高钾钙碱性玄武岩系.其LILE和LREE明显富集,HFSE相对亏损,具有典型岛弧玄武岩特征.微量元素、Sm-Nd同位素组成还揭示其岩浆源区偏离原始地幔,但未受成熟地壳物质的明显污染,是消减带上部地幔楔与俯冲洋壳析出的流体二元混合物部分熔融的产物.古-中元古宙时期,海南地块可能经历了由拉张到挤压的地球动力学转变,早期拉张阶段形成琼西洋脊型和过渡型拉斑玄武岩,中晚期强烈俯冲作用形成琼中岛弧高钾钙碱性玄武岩,该俯冲期与华南统一地块古-中元古宙板块俯冲时期相对应.     

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。     

新疆西南天山超高压榴辉岩、蓝片岩地球化学特征及大地构造意义

新疆西南天山高压-超高压(HP-UHP)变质带为一NEE-SWW向延伸的古俯冲增生杂岩体,其4个岩石组合对应于两个不同的构造环境.榴辉岩组合Ec1为变碱性玄武岩,地球化学特征与洋岛玄武岩(OIB)一致;Ec2微量元素成分特征类似富集型大洋中脊玄武岩(EMORB);蓝片岩组合Bs1微量元素则显示NMORB特征,上述组合应形成于海山环境.岩石中普遍发育的碳酸盐矿物以及绿辉石石英岩条纹/团块应源于上叠在玄武岩质海山之上的沉积物.Bs2则显示CAB地球化学特征.海山及其携带的远洋沉积物倾没于俯冲带内,在此过程中侵蚀并裹挟发育于活动大陆边缘的CAB物质或其再沉积产物和海沟沉积物,一起遭受高压至超高压变质作用后折返.各岩石组合空间上的交叠并置显示昭苏高压-超高压变质带是在洋壳俯冲过程中,海山玄武岩、火山弧玄武岩、深海和海沟沉积物经构造混杂交叠形成的俯冲增生杂岩体.     

西藏南部日喀则蛇绿岩中角闪岩的Sr-Nd同位素地球化学研究

藏南雅江带中段蛇绿岩中产出的角闪岩是支撑蛇绿岩侵位的变质底板。追溯其源区特征有助于深刻解译雅江带蛇绿岩侵位过程。对雅江带中段日喀则白朗蛇绿岩中包裹的石榴石单斜辉石角闪岩与单斜辉石角闪岩地球化学特征进行了系统研究,并将其与邻区路曲和吉定基性岩进行对比,从而厘定白朗角闪岩的源区性质和形成过程。研究显示,两种角闪岩微量元素配分型式总体与N-MORB类似,但具有K、U、Pb正异常和Nb、Ta、Ti负异常等岛弧玄武岩特征,且其Sr同位素相对正常,N-MORB明显偏移向俯冲带岛弧相关环境。此外,白朗地区两种角闪岩与路曲和吉定基性岩的ε_(Nd)(t)=+7.95～+11.18,处于印度洋MORB范围内。综合以上地球化学特征认为,虽然两类角闪岩具有典型MORB型源区特征,但均遭受过俯冲带流体的改造。同时,日喀则蛇绿岩代表的特提斯地幔域与印度洋地幔域具有相似的地球化学特征,指示现今印度洋继承了特提斯地幔域特有的地球化学属性。该研究对进一步明确新特提斯洋俯冲特征提供了新的认识。     

龙门山造山带-川西前陆盆地系统的成山成盆成藏动力学

造山带动力学、沉积盆地动力学和油气藏动力学均是地球科学的研究前沿。作者分析了三种动力学的主要研究内容和发展趋势，认为：(1)大陆动力学作用过程决定了造山带动力学和沉积盆地动力学的作用过程；(2)造山带动力学和沉积盆地动力学性质决定了油气藏动力学的作用机制。龙门山造山带-川西前陆盆地系统是由从东向西的深部多级俯冲潜滑而引起的浅部由西向东的多层次推覆而形成的，并且其物质流和能量流的循环均有两个传递系统。高异常古压是上三叠统天然气运移的动力，是控制天然气运聚与区域分布的主要因素，并且古压的演化直接控制了局部构造的成藏。川西前陆盆地侏罗系天然气藏是上三叠统与侏罗系之间流体的跨层流动形成的。龙门山造山带-川西前陆盆地系统形成和演化产生的挤压环境和使川西前陆盆地的被动沉降作用控制了天然气初次运移和聚集的成藏作用。60Ma以来，龙门山造山带-川西前陆盆地系统的整体抬升和剥蚀作用决定了裂缝系统的发育和上三叠统气藏的调整及侏罗系气藏的形成。     

水介质的化学性质的流动方式对深部碎屑岩储层成岩作用的影响

对东营凹陷下第三系深部碎屑岩储层成岩作用的影响因素进行了研究。结果表明,有机－无机化学反应提供的酸性水介质环境和异常压力带流体的循环热对流是影响和控制深部碎屑岩储层成岩作用的重要因素。有机质热演化、粘土矿物转化、硫酸盐热化学氧化还原反应、油田水化学性质和烃类物质进入储层等因素引起地层水介质化学性质的变化,这严重影响了深部碎屑岩储层的成岩作用。循环热对流是深部储层注体的主要流动方法,它控制着自生矿物     

氯同位素测量方法及其地质应用研究新进展

氯有两个稳定同位素35Cl和37Cl,在自然界中的丰度分别为75.53%和24.47%.氯同位素的分析方法主要包括气体同位素质谱法和热电离质谱法,目前的分析精度可达0.2‰.氯同位素组成用δ37Cl表示,它在自然界的变化可达15‰以上(-8.0‰~7.5‰).氯是上地壳流体中主要的阴离子,在矿物岩石和矿床的形成过程中起着重要的作用,因此研究自然界中氯的分布和运移对于地球科学各个研究领域而言有着重要的意义.目前,氯同位素在大气气溶胶、洋中脊玄武岩、壳幔物质循环过程、热液成矿作用及示踪卤水起源和演化等方面的研究中取得了许多新的重要进展.     

第三纪火山沉积硼矿与火山岩关系研究

第三纪火山沉积硼矿的物源与同时代的火山岩有密切联系,火山岩与岩浆活动也有遗传关系。硼富集的两种方式:洋壳经过水下蚀变导致硼富集以及深海沉积物从海水吸附硼,俯冲带内蚀变洋壳和深海沉积物在脱水过程中释放的富硼流体。富硼流体通过岩浆作用融入岩石圈地幔,最后形成富硼火山岩。富硼火山岩通过风化、热液淋滤出硼通过流水、热液(泉)搬入盆地,形成火山沉积硼矿。