本期封面照片:西藏罗布莎豆状铬铁矿
拍摄地:西藏自治区
照片提供者:任晖
《岩石学报》(ISSN 1000-0569 )是由中国科学院主管,中国矿物岩石地球化学学会和中国科学院地质与地球物理研究所主办的学术性期刊。其办刊方针是:坚持以创新性、综合性、前沿性、导向性特色,坚持百花齐放,百家争鸣,依靠和团结全国广大地学工作者,探索自然奥秘,开展广泛而深入的基础理论研究,促进我国地球科学领域研究和发展,发表高水平科研成果,为我国培养和造就大批地学科研人才。本刊主要报道有关岩石学基础理论的岩石学领域各学科包括岩浆岩石学、变质岩石学、沉积岩石学、岩石大地构造学、岩石同位素年代学和同位素地球化学、岩石成矿学、造岩矿物学等方面的重要基础理论和应用研究成果,同时也刊载综述性文章、问题讨论、学术动态以及书评等。
期刊目录
精彩看点
01
张建新等:青藏高原北部原特提斯造山系:祁连-柴北缘岩石构造单元再划分及几个争议科学问题讨论
精彩看点:
青藏高原北部被认为是原特提斯洋闭合所形成的早古生代造山系,其中原特提斯洋演化的物质记录主要分布在东昆仑北部、西昆仑北部、阿尔金、祁连、柴北缘等,以出露典型的新元古代晚期-早古生代蛇绿岩、弧岩浆岩、俯冲增生杂岩、高压-超高压变质带等地质体为特征,并夹有前寒武纪微大陆块体。通过近20余年的研究,青藏高原北部早古生代造山系的研究取得了一些重要进展和基本共识,认为其经历了从原特提斯洋的开启、大洋俯冲增生、闭合到大陆俯冲碰撞造山的过程。然而,随着研究的不断深入,一些新的科学问题不断涌现,有的问题显得更加突出。本文通过横穿青藏高原东北部祁连-柴北缘造山带的两条地质廊带的解剖,对与原特提洋演化有关的岩石构造单元进行了重新划分;结合一些新发表的研究资料,梳理出青藏高原北部原特提斯造山系的研究新进展,并探讨了几个关键科学问题:(1)青藏高原北部与原特提斯洋演化有关的缝合带有几条?相关的问题是有几个原特提斯分支洋盆?(2)原特提斯洋的俯冲极性如何?单一向北、单一向南还是双向俯冲?(3)原特提斯洋中微陆块的性质和起源如何?虽然多数学者认为这些块体起源于冈瓦纳大陆,但何时从冈瓦纳大陆分离仍有很大争议,起源于冈瓦纳大陆哪一部位也难以确定。(4)原特提斯洋的开启、初始俯冲和闭合时限如何?(5)早古生代造山系是连续俯冲增生造山还是多陆块(弧)的碰撞造山的结果?(6)原特提斯洋与古特提斯洋和古亚洲洋的关系如何?
并免费下载PDF文件
02
毛小红等:早古生代北阿尔金HP/LT混杂岩片——一个“化石”俯冲隧道
精彩看点:
北阿尔金高压/低温(HP/LT)变质岩呈构造岩片分布在俯冲-增生杂岩中,主要由强变形的变质沉积岩(泥质片岩、钙质片岩和石英片岩)和少量呈透镜状分布在变沉积岩中的蓝片岩和榴辉岩组成,与相邻的蛇绿混杂岩呈断层接触。榴辉岩主要矿物为绿辉石、石榴子石、多硅白云母、石英、冻蓝闪石,含少量蓝闪石、绿泥石、方解石、钠长石、榍石。蓝片岩主要矿物为蓝闪石、石榴子石、碳酸盐类矿物、阳起石、绿帘石、钠云母、绿泥石、钠长石和石英,偶见多硅白云母,其中在部分蓝片岩的石榴子石中有少量硬柱石和绿辉石包体。本文对蓝片岩(样品A06-16-7)和榴辉岩(样品A03-3-5.3)开展了岩石学和相平衡模拟研究,得到它们形成的压力峰期的温压条件分别是:T = ~524℃、P = ~2.1 GPa和T = ~527℃、P = ~2.2 GPa,并均经历了后期蓝片岩相的退变质叠加。结合区域上已有的研究表明,北阿尔金HP/LT混杂岩片中不同类型岩石可能经历了不同的变质演化历史,反映了古俯冲隧道的不均匀性,并在俯冲隧道的较浅部混杂在一起,共同经历了蓝片岩相或蓝片岩-绿片岩过渡相条件下的透入性变形作用。
并免费下载PDF文件
03
王 睿等:藏南错那地区空布岗中新世淡色花岗岩的成因机制
精彩看点:
空布岗位于特提斯喜马拉雅带东部、桑日-错那裂谷系内,发育二云母花岗岩、白云母淡色花岗岩、含石榴子石淡色花岗岩以及混合岩淡色体。LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,空布岗白云母淡色花岗岩结晶年龄为16.9±0.1Ma。全岩元素地球化学分析表明:二云母花岗岩为过铝质富钠花岗岩,具有较高的Sr(107×10-6~141×10-6)和Ba(230×10-6~311×10-6),较低的Rb(108×10-6~221×10-6)和Rb/Sr比值(0.78~2.07),Ba与Rb/Sr比值没有相关性,指示其为白云母含水部分熔融作用的产物。白云母淡色花岗岩为过铝质富钾花岗岩,具有较高的Rb(>270×10-6)和Rb/Sr比值(5.2~9.5),但是其Sr(<58.5×10-6)和Ba(<167×10-6)含量较低,Ba与Rb/Sr比值呈现明显的负相关关系,表明它是白云母脱水部分熔融作用的产物。含石榴子石淡色花岗岩具有显著的Ba、Th、Nb、Ta、P、Sr、Eu、Zr、Ti负异常和高度相关的微量元素变化,是花岗质熔体经历斜长石、锆石、云母等分离结晶作用的产物。混合岩淡色体具有较高的SiO2、K2O、TiO2、Ba、Nb、Ta、Zr、Hf,部分样品富集轻稀土或重稀土,存在显著的正Eu异常,指示了淡色体形成过程中捕获了源岩中的锆石、独居石、石榴子石等副矿物以及转熔钾长石。结合错那地区已发表的数据,可以推断:空布岗中新世花岗岩与桑日-错那裂谷的开启相关,低喜马拉雅岩系变质脱水产生流体,流体通过裂谷系上升促使了高喜马拉雅结晶岩系发生白云母含水熔融,桑日-错那裂谷的开启时间应该不晚于22.5 Ma。
并免费下载PDF文件
04
唐 灼等:藏南错那拆离断层的活动时间限定及其构造意义
精彩看点:
藏南拆离系(South Tibet Detachment System,STDS)是沿喜马拉雅造山带走向发育的一套伸展拆离系统,其形成过程与喜马拉雅造山带的隆升历史和演化过程密切相关,是研究印度-欧亚大陆碰撞造山过程中构造变形作用的重要对象。错那拆离断层(Cuona Detachment,CD)为STDS在错那地区的出露部分,其为一数千米宽的韧性剪切带,带内发育大量不同类型的淡色花岗岩,本文在野外大比例尺填图的基础上,在CD内识别出两期淡色花岗岩:早期同构造淡色花岗岩和晚期构造后淡色花岗岩,并分别对两期淡色花岗岩进行锆石LA MC-ICP-MS U-Pb分析测试。锆石U-Pb定年结果表明,CD在20 Ma仍在持续活动,直到14.8~16.5 Ma左右停止活动。同时结合前人研究结果,进一步探讨错那地区STDS演化过程以及其沿造山带走向上的差异性规律。沿着喜马拉雅造山带走向,不同地区的STDS的活动时间呈现出明显的差异性,本文认为STDS停止时间主要表现出由西构造结向东(如错那地区)逐渐变年轻的趋势。
并免费下载PDF文件
05
王海涛等:藏南太昭地区早侏罗世岩浆岩的形成机制和构造动力学过程
精彩看点:
藏南地区冈底斯岩基是长期构造岩浆作用的产物,保存着与洋-陆俯冲和陆-陆碰撞作用相关的构造动力学过程的丰富记录,是揭示深部岩石圈物质组成及其长期演化特征的重要岩石探针。太昭地区发育高Na/K比花岗岩(组一)和低Na/K比花岗岩(组二),另外,在距离太昭不远的巴松措地区发育一套辉长岩-闪长岩。本文以组二花岗岩为主要研究对象,开展与其他二套岩体的对比研究:(1)组二花岗岩的形成年龄为190~194 Ma,与组一花岗岩为同期岩浆作用;(2)同位素组成方面,组二花岗岩的Nd-Hf同位素组成(εHf(t) = -7.2~-2.5;εNd(t) = -4.1~-3.7)略高于组一花岗岩,Sr同位素(87Sr/86Sr(t) = 0.7061~0.7070)比值略低于组一花岗岩,而与巴松措中基性岩相近,这也暗示组二花岗岩的源区不同于组一花岗岩,是由受熔体交代的弧下地幔物质部分熔融作用产生的基性岩浆分离结晶的产物,而组一来源于中下地壳古老基性岩部分熔融;(3)地球化学组成方面,组二花岗岩的Al2O3、CaO、TiO2、FeOT、MgO、Sr、Sc等元素组成与SiO2含量呈负相关关系,但Na2O、Rb、Nb、Ta等元素组成与SiO2含量呈正相关关系,表明组二花岗岩是较原始的基性岩浆经历角闪石和斜长石的分离结晶作用的产物,并且在岩浆向高硅演化阶段经历了钾长石的分离结晶作用。综合以上分析,本文认为太昭地区这两组花岗岩形成于新特提洋板片向北俯冲作用相关的构造背景。
并免费下载PDF文件
06
严立龙等:西藏冈底斯带东段尼木地区中二叠世和晚三叠世基性岩浆作用及其对新特提斯洋初始俯冲的约束
精彩看点:
野外地质调查和SHRIMP锆石U-Pb年代学研究发现,藏南冈底斯带尼木地区出露有规模较大、原岩形成于中二叠世(~266 Ma)和晚三叠世(220~219 Ma)的变质基性岩,而晚三叠世变质基性岩中还存在~2.5 Ga的捕获锆石。全岩地球化学分析显示,两期基性岩具有相似的地球化学特征,即:(1)相对富集轻稀土元素,亏损重稀土元素和高场强元素;(2)比较一致的Sr和Nd同位素比值(87Sr/86Sr(t) = 0.703225~0.703664,εNd(t) = 6.51~6.81)。结合拉萨地块东南缘已发表的三叠纪中-基性岩地球化学数据,发现尼木中二叠世和晚三叠世基性岩皆形成于陆缘弧环境,岩浆来源于尖晶石橄榄岩地幔2.5%~4%的部分熔融,并经历了一定程度的地壳混染。对比拉萨地块西南缘与东南缘二叠纪-三叠纪俯冲相关的岩浆记录,推断新特提斯洋向拉萨地块下的初始俯冲作用具有穿时性,东段俯冲作用在~266 Ma已经开启,西段则发生在255~214 Ma之间。
并免费下载PDF文件
07
李广旭等:西藏冈底斯岩基羊八井地区古新世Ⅰ型含石榴子石花岗岩的成因
精彩看点:
高硅花岗岩(SiO2>74%)是许多大型花岗岩岩基的重要组成部分,对理解弧岩浆作用过程中的地壳深熔作用和大陆地壳的演化过程具有重要意义。冈底斯岩基羊八井地区发育一套高硅Ⅰ型含石榴子石花岗岩,结晶时代为古新世早期(锆石U-Pb年龄为64.9±0.3 Ma和64.1±0.3 Ma)。该套花岗岩具有以下特征:(1)属于高钾钙碱性系列,具有高SiO2和K2O,低MgO、MnO、CaO和P2O5,海鸥状REE分配模式,强烈的Eu负异常,富集K、Rb、Pb、Th和U,亏损Nb、Ti和P的特征,是高分异Ⅰ型花岗岩;(2)发育岩浆型石榴子石,端元组分为铁铝榴石和锰铝榴石,富集HREE,亏损LREE,富集关键微量元素Sc、Y和Zn,归因于斜长石强烈的分离结晶作用;(3)熔体结构的改变和锆石的分离结晶导致了较低的Zr和Hf含量以及Zr/Hf比值;(4)锆石Hf同位素和全岩Nd同位素组成显示明显的富集特征(εHf(t) = -17.1~-11.7;εNd(t) = -9.0~-7.6)。结合区域研究成果,这套花岗岩的原始熔体来源于古老岩浆岩基底物质的部分熔融,之后经历了强烈的分离结晶作用,最终形成了Ⅰ型含石榴子石花岗岩。
并免费下载PDF文件
08
李 旺等:冈底斯曲水岩基斜长石嵌晶结构对岩浆补给过程的启示
精彩看点:
藏南冈底斯岩浆带经历了中生代俯冲-增生造山作用和新生代碰撞造山作用,是研究大陆地壳生长与演化的理想场所。位于冈底斯岩浆带中段的早始新世曲水岩基,主要由花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩及辉长岩等组成。前人已经在年代学、地球化学等方面对曲水岩基进行了大量研究。然而,对于岩基的形成是否由岩浆补给控制及其详细过程的研究还较为薄弱。花岗闪长质岩体中暗色岩浆包体特殊的产出状态,如包体墙和弥散状分布的包体等,显示岩浆补给在岩基形成过程中发挥了重要作用。包体中发育斜长石主晶包裹角闪石等客晶的嵌晶结构。本文聚焦包体斜长石的嵌晶结构及客晶矿物(如角闪石),结合背散射图像、矿物能谱扫描与矿物电子探针分析,以追踪曲水岩基形成期间的岩浆补给过程。计算结果显示客晶角闪石的结晶温度与压力最高(783~853℃、0.23~0.45 GPa),包体基质角闪石次之(781~808℃、0.21~0.31 GPa),花岗闪长质寄主岩中角闪石最低(769~802℃、0.18~0.26 GPa)。此外,发育嵌晶结构的斜长石具有明显的成分环带,其偏钠质的核部指示了晶粥体的存在。本研究初步构建了岩浆补给模型与嵌晶结构的形成模型。镁铁质岩浆沿长英质晶粥体下部裂隙上升并淬火结晶大量小颗粒角闪石,随后进入晶粥体上部贫晶熔体中破碎成为小的岩浆滴。岩浆滴捕掳晶粥体中的斜长石,继续生长的斜长石包裹结晶于深部的角闪石而形成嵌晶结构。
并免费下载PDF文件
09
李 超等:西藏羌塘中部猫耳山石榴角闪岩的岩石学、地球化学及年代学研究
精彩看点:
青藏高原腹地羌塘地体中部猫耳山增生杂岩内保留有早古生代变质记录,对研究冈瓦纳大陆北缘的早古生代构造格架和演化具有重要意义。猫耳山石榴角闪岩呈透镜状产出于斜长角闪岩内,主要由石榴石、角闪石、单斜辉石、斜长石、白云母、黝帘石、绿泥石、榍石和钛铁矿组成。石榴角闪岩的全岩地球化学分析表明其具有俯冲带上(SSZ型)蛇绿岩特征,与区域内寒武-奥陶纪蛇绿岩残片一致。根据岩相学、矿物化学、相平衡模拟以及锆石定年结果,得出石榴角闪岩的成因及变质过程如下:(1)石榴角闪岩原岩为~477 Ma的特提斯洋蛇绿岩残片;(2)在394~383 Ma发生麻粒岩相变质过程,峰期变质温压条件为~900℃、~1.55 GPa,矿物组合为石榴石+角闪石+透辉石;(3)早期的折返导致其降温降压至~800℃、~1.0 GPa,矿物组合为石榴石+角闪石+透辉石+斜长石;(4)进一步的角闪岩相退变质发生于358~348 Ma,矿物组合为角闪石+斜长石+透辉石+钛铁矿,在石榴石周围和港湾处形成斜长石+角闪石的后成合晶结构。石榴角闪岩的P-T-t演化轨迹结合区域蛇绿岩和岩浆岩记录,指示早古生代特提斯洋壳俯冲、泥盆纪特提斯洋弧后扩张和石炭纪特提斯洋内岛弧增生的过程。
并免费下载PDF文件
10
孟 云等:帕米尔东缘晚中新世以来多阶段隆升-剥露过程:来自裂变径迹和(U-Th)/He低温热年代学的制约
精彩看点:
帕米尔东缘发育帕米尔造山带内最大的东西向伸展系统,对理解区域构造演化具有重要意义。然而,该地区的隆升时限和动力学机制等仍缺乏有效的限制。本文选取帕米尔东缘塔什库尔干地区的新生代侵入岩开展磷灰石裂变径迹和锆石、磷灰石(U-Th)/He定年研究,并结合前人的热年代学成果,探讨帕米尔东缘晚新生代以来的构造热演化和动力学机制。低温热年代学数据显示,磷灰石裂变径迹中心年龄为2.5~2.7 Ma和8.7~11.5 Ma,磷灰石 (U-Th)/He年龄为2.3~4.5 Ma,锆石 (U-Th)/He年龄为3.2±0.3 Ma。通过上述样品的剥露速率计算,我们认为帕米尔东缘发生了两期快速冷却期:晚中新世(12~8 Ma)和上新世-第四纪(5~1 Ma),其对应的剥露速率分别为0.19~0.48 mm/yr和0.58~4.00 mm/yr。晚中新世期间,帕米尔东缘构造变形、岩浆作用、变质作用几乎同时发生。这些事件可能和帕米尔与南天山造山带在晚中新世初次碰撞有关,该碰撞是由印度板块向北俯冲到帕米尔地体下方引起的。这次碰撞进一步促使地壳增厚,导致帕米尔岩石圈重力分布不均,从而引发重力坍塌。上新世至第四纪的冷却可能受到重力坍塌后持续伸展变形的影响,同时冰川、河流和气候变化引起的侵蚀进一步加剧了剥露作用,导致剥露速率比晚中新世时期显著增加。
并免费下载PDF文件
11
牛晓露等:阿拉善地块早古生代岩浆作用成因及构造意义
精彩看点:
阿拉善地块早古生代岩浆作用的成因研究,对理解阿拉善地块与古亚洲洋相互作用过程至关重要。本文在阿拉善地块中部新识别出一中志留世花岗岩体(噶顺花岗岩),其锆石U-Pb年龄为432 Ma,以高Sr低Y为特征,属弱过铝质、中钾-高钾钙碱性花岗岩,εHf(t) = -8.8~-19.4,形成于古老下地壳岩石的部分熔融。本文同时总结了阿拉善地块其他晚奥陶世-早泥盆世岩浆岩的成分特征,发现阿拉善地块早古生代岩浆岩在成因上可分为两类:类型Ⅰ,侵位于晚奥陶世-早中志留世,为典型幔源弧岩浆岩,形成于俯冲流体交代地幔楔的部分熔融;类型Ⅱ,侵位于中晚志留世-早泥盆世,普遍高Sr低Y,形成于古老中基性地壳岩石的部分熔融。纵观阿拉善地块整个早古生代的岩浆作用,在晚奥陶世-早中志留世→中晚志留世-早泥盆世→中晚泥盆世期间,阿拉善地块的岩浆作用从幔源弧岩浆岩过渡到壳源高Sr低Y型花岗岩再到岩浆作用逐渐消失,反映了阿拉善地块陆缘弧从相对伸展环境向挤压弧的转变。这一岩浆作用演化记录了区域构造作用从典型洋陆俯冲到俯冲作用逐渐减弱(直至停止)或者俯冲角度(从陡俯冲向平俯冲)的转变过程;总体上,阿拉善地块早古生代处于越来越挤压的动力学背景之中。
并免费下载PDF文件
12
冯光英等:小兴安岭构造带早侏罗世两期俯冲事件:镁铁质侵入岩的锆石年代学、元素地球化学及Sr-Nd-Li同位素制约
精彩看点:
位于小兴安岭构造带北缘的二龙山橄榄辉长岩及星火角闪辉长岩,锆石LA-ICP-MS定年结果分别为201±1 Ma和186±1 Ma。两者的矿物组成不同,星火角闪辉长岩角闪石含量较高(可达15%)。主微量元素组成显示在岩浆演化过程中二龙山橄榄辉长岩经历了橄榄石和单斜辉石的分离结晶,而星火角闪辉长岩主要经历了橄榄石的分离结晶,此外,两者显著的Sr正异常及一定程度的Eu正异常(1.07~1.38),表明两者在岩浆演化过程中都存在明显的斜长石堆晶作用。原始岩浆计算表明两者都具有弧形微量元素组成,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,而亏损高场强元素(Nb和Ta),二龙山橄榄辉长岩属于钙碱性到高钾钙碱性岩浆岩,而星火角闪辉长岩属于钾玄岩系列。两者地幔源区都经历了俯冲沉积物熔流体交代作用的影响。此外,两者具有较为一致的Li同位素组成,同MORB以及岛弧玄武岩的锂同位素组成较为一致,或者略低于MORB,进一步限定俯冲交代物质来源为陆源沉积物。两者具有明显不同的Sr-Nd同位素组成,表明小兴安岭构造带北缘东西侧具有明显的地幔不均一性。位于小兴安岭构造带北缘西侧的186 Ma星火角闪辉长岩,同古太平洋板块俯冲后撤导致的弧后伸展拉张有关;而小兴安岭构造带北缘东侧的201 Ma二龙山橄榄辉长岩,与位于南部张广才岭构造带东缘的209~202 Ma镁铁质岩浆岩带同期,共同揭示牡丹江洋俯冲事件发生的时限为209~201 Ma,整体而言牡丹江洋俯冲事件开始的时间南部略早于北部。
并免费下载PDF文件
13
王嘉玮等:太古宙绿岩带中铬铁矿床研究现状与展望
精彩看点:
太古宙绿岩带中铬铁矿床不仅具有重要经济价值,而且是研究地球早期物质组成和地幔演化的重要对象。太古宙铬铁矿床形成时代久远,普遍经历了后期复杂的变质、变形和流体改造等一系列地质作用。相较于显生宙豆荚状铬铁矿和元古宙层状铬铁矿,对太古宙绿岩带内产出铬铁矿的研究还较为薄弱,尤其对铬铁矿体形成的地质背景和岩浆作用缺乏深入系统的研究。本文综述了格陵兰、印度、澳大利亚西部、加拿大以及津巴布韦等典型太古宙绿岩带中铬铁矿床的主要地质特征和研究现状,讨论了相关科学问题和研究展望。绿岩带中铬铁矿床主要产在古太古代-新太古代(3.3~2.7 Ga)克拉通内的超基性岩石单元中,矿体常与蛇纹石化纯橄岩伴生。铬铁矿体产状复杂,既有层状和似层状,也有透镜状和不规则状,因此不能简单归于层状铬铁矿或豆荚状铬铁矿。铬铁矿岩以块状为主,其铬铁矿Cr#相对较高(>60),属高铬型,Mg#中等偏高(21~93)且与Cr#呈负相关关系。研究认为,绿岩带中铬铁矿的成矿母岩浆来自深部亏损含水地幔分异所形成的科马提质岩浆,且受到了地壳物质混染。在开放的岩浆房内,含矿原始母岩浆与不断补给的科马提质岩浆相混合,并随着岩浆的重力分异和对流分层等作用形成堆晶状铬铁矿体。
并免费下载PDF文件
14
赵 迪等:青藏高原东北缘龙首山晚新生代多阶段构造隆升的盆地记录
精彩看点:
龙首山地区位于青藏高原与阿拉善地块的结合部位,其盆山演化过程和断裂带扩展模式的恢复对揭示青藏高原新生代北东向生长具有重要意义。本文基于龙首山南北两麓3个新近系沉积剖面的构造特征和5个砂岩样品的碎屑锆石U-Pb同位素LA-ICP-MS年龄结果,重建了青藏高原东北缘龙首山地区晚新生代的盆山演化过程。研究结果显示,龙首山地区晚新生代沉积-构造演化经历了3个主要阶段:(1)~14 Ma,龙首山南缘断裂带活化,阿拉善地块南缘沿此断裂逆冲于张掖盆地之上,张掖盆地开始接收阿拉善地块的物源;(2)~5 Ma,龙首山南缘断裂带的次级断裂开始发育,使龙首山南侧山麓白垩系开始剥露并为张掖盆地提供物源,同时,龙首山北缘断裂带活化并导致潮水盆地发生挠曲沉降,接收龙首山的物源;(3)5~2.5 Ma,龙首山北缘断裂带的次级断裂开始发育,导致龙首山北麓白垩系开始剥露并为潮水盆地提供物源。通过对龙首山周缘盆地沉积相和物源开展分析,本研究反演了龙首山地区中新世以来的断裂带活动和山体隆升过程,表明在14~2.5 Ma,随着龙首山南缘断裂、北缘断裂的活化和次级断裂的发育,龙首山经历了3次强烈的隆升,这对揭示青藏高原北东向的扩展过程具有重要的指示意义。
并免费下载PDF文件
15
贠晓瑞等:共和盆地东北部新生代沉积物源及其地质意义
精彩看点:
共和盆地处于秦岭、祁连、昆仑造山系相互叠置的关键区域,盆地及周缘造山带记录的构造、岩浆、变质、沉积作用事件复杂多样,是研究青藏高原北部构造-沉积演化的关键位置。本文以多口钻井的岩心为基础,结合区域地质调查资料对共和盆地东北部进行了岩石组合、沉积类型和沉积相特征分析、碎屑锆石U-Pb年代学、砂岩组分和重矿物分析,明确了共和凹陷新生代的沉积特征、地层发育格架、沉积相类型、沉积物源及构造-沉积演化过程。碎屑锆石年代学分析结果揭示了共和凹陷新生代砂岩具有200~300 Ma、400~500 Ma、750~1000 Ma、1800~2000 Ma以及2400~2550 Ma的年龄峰值,且主要集中在200~300 Ma和400~500 Ma,表明三叠纪的侵入岩及浅变质岩是其主要物源。砂岩组分和重矿物分析结果记录到共和盆地东北部在咸水河组和临夏组沉积之间发生过一次构造环境转变,其时共和凹陷的沉积物源发生变化,来自青海南山的物质供给增加。共和盆地东北部共和凹陷新生代沉积物在西宁组-咸水河组沉积时物源方向为NEE方向,而在临夏组沉积时物源方向为NNE方向。青海南山的隆起主要发生在晚中新世-上新世,分隔了青海湖盆地与共和盆地。
并免费下载PDF文件
16
吴 琼等:鲜水河断裂带乾宁段蠕滑变形及局部粘滑变形的岩石学记录
精彩看点:
鲜水河断裂带作为控制青藏高原物质大规模向东侧向挤出的北部边界,是中国乃至世界上大陆内部强震活动最频繁的断裂带之一,但大地测量学研究表明它具有广泛的浅部蠕滑变形行为。认识断裂带蠕滑与粘滑兼具的变形行为及其控制因素是评估鲜水河断裂带地震活动性的关键。本文以鲜水河断裂带乾宁段在四川甘孜州龙灯乡出露的宽约800 m的岩石-构造剖面为研究对象,通过野外地质调查、室内光学显微镜及扫描电镜观察、粉末X射线衍射分析和微区X射线荧光光谱分析等方法,对断层岩的结构构造、矿物组成和地球化学性质开展详细研究。研究剖面由约100 m宽的砂岩破碎带和约700 m宽断层岩组成,广泛发育断层角砾岩和薄层且呈弥散式分布的断层泥,断层岩内普遍具有压溶构造,但局部断层岩具有快速滑动结构特征,表明断裂带在蠕滑变形过程中存在局部地震粘滑变形行为。断裂带内流体作用使断层岩中长石和白云母蚀变成以伊利石为主的粘土矿物(含量5%~11%),新生的粘土矿物在密集的面理中定向排列,促进了断层的弱化和在浅部(4km以上深度)的蠕滑变形。而在断裂带局部裂隙较为发育的位置,流体的注入导致了大量碳酸盐矿物(方解石和白云石,含量12%~33%)的沉淀和Ca元素的富集,使断层岩内强矿物(石英、长石、方解石和白云石)增多,造成了蠕滑断层的局部强化,促进了断层浅部变形行为由非震蠕滑向地震粘滑的转变。该认识可更好地了解蠕滑断层的地震行为并为区域防震减灾提供科学依据。
扫描二维码查看全文
并免费下载PDF文件
17
张 蕾等:龙门山汶川-茂县断裂带的岩石磁学特征及其地震作用的指示意义
精彩看点:
汶川-茂县断裂带是龙门山后山断裂,是松潘-甘孜褶皱带与龙门山断裂带之间的边界断层,然而,在2008年MW7.9级汶川大地震中并没有发生破裂。同时,汶川-茂县断裂带在汶川地震之前是否发生过历史大地震仍缺少确切的证据。这不仅制约着汶川地震发生机制的认识,而且还影响对龙门山形成演化过程的理解。因此,确定汶川-茂县断裂带的断裂作用环境对于认识龙门山断裂带的地震发生机制至关重要。断裂岩的岩石磁学可以有效地揭示断裂带的物理和化学环境。本文以汶川-茂县断裂带北部地表露头的断裂岩为研究对象,通过岩石磁学研究,并结合显微结构观察和地球化学分析,探讨汶川-茂县断裂带的断裂作用环境。断层泥和断层角砾岩最大磁化率值分别约为围岩的30倍和15倍,具有高磁化率值特征。断层泥的主要载磁矿物为磁铁矿、磁黄铁矿、针铁矿;断层角砾岩的主要载磁矿物为磁黄铁矿、针铁矿。断层泥的高磁化率值异常的主要原因是围岩中的含铁矿物在地震摩擦热和流体作用下新生成磁铁矿和磁黄铁矿。断层角砾岩的高磁化率值异常是围岩在含有大量硫元素的低温热液流体作用下生成了磁黄铁矿。大量针铁矿指示了震后期还原性的低温热液流体作用。断裂岩的高磁化率值异常和新生磁铁矿指示了汶川-茂县断裂带曾经发生了摩擦热温度>500℃的大地震活动,发震和震后期均为还原性的硫元素含量较高的低温热液流体环境。
并免费下载PDF文件
18
王 焕等:汶川地震假玄武玻璃的特征、成因及其构造意义
精彩看点:
富流体的断层泥是浅部地震断层带中的特征岩石。一般认为,地震过程中摩擦热会导致粒间孔隙流体热膨胀增压,形成同震断层弱化(热增压机制),从而抑制摩擦熔融的发生。然而我们研究发现,在2008年汶川大地震(MW7.9)中断层浅部发生了摩擦熔融。汶川地震发生一年后,我们在汶川地震断裂带科学钻探项目一号钻孔(WFSD-1)732.6 m深处的断层泥中发现了厚度约2 mm的假玄武玻璃(凝固的摩擦熔融物)。该假玄武玻璃形成的位置极浅,且产生于非固结的、富流体的断层泥中。从岩心来看,断层面可见镜面构造和同震擦痕。微构造分析显示,该假玄武玻璃主要由石英碎屑和由长石与黏土矿物熔融的非晶质基质组成,基质中发育众多不规则的微裂隙,并可见流动构造。化学成分分析显示,其基质富Ba且被重晶石(BaSO4)小细脉切割,为同震及震后流体存在的证据。由于假玄武玻璃在流体存在的条件下会快速蚀变,且龙门山地区大地震复发周期为3000~6000年,因而这些完全未被蚀变的新鲜假玄武玻璃可能是最近一次大地震,即2008年汶川大地震的产物。针对钻孔中断层泥进行的高速摩擦试验,证实了在钻孔732 m深度发生地震滑动的条件下确实会产生假玄武玻璃。因此WFSD-1钻孔732.6 m的假玄武玻璃被认为是汶川地震的产物,代表了汶川地震主滑动带位置。这是首次在自然界中发现浅部含水断层泥摩擦熔融形成假玄武玻璃的实例,不仅对认识汶川大地震的发震机制、断层强度、应力迁移与破裂传播具有重要意义,而且有助于我们认识断裂带内浅部脆性区域的力学属性、岩石变形环境和变形机制,促进对地震滑动机制和破裂过程的认识。
并免费下载PDF文件
THE
END
排版:单丽宇(中科院地质地球所)
校对:马洪伟(天津外国语大学)
点击蓝字查看期刊全文并免费下载PDF文件