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内蒙古锡林浩特地区晚新生代火山喷发序列研究

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岩石学报 2024年第7期40卷 2087-2102页

作者：史志伟白志达赵志丹董国臣王建伟金笃斌中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

火山喷发序列是恢复火山活动历史的重要基础。锡林浩特火山群是大兴安岭-大同新生代火山喷发带中火山数量最多、喷发时间最长的火山群。本文从火山地质学入手,查明了火山堆积物之间及与沉积地层(离石黄土、马兰黄土和黑土)的叠置关系,... 详细信息

火山喷发序列是恢复火山活动历史的重要基础。锡林浩特火山群是大兴安岭-大同新生代火山喷发带中火山数量最多、喷发时间最长的火山群。本文从火山地质学入手,查明了火山堆积物之间及与沉积地层(离石黄土、马兰黄土和黑土)的叠置关系,并根据火山结构组成、形貌特征、喷发类型、火山岩类型及火山锥体的风化降解程度等,结合光释光(OSL)、^(14)C等定年方法,对火山喷发序列进行综合研究,确定了喷发相对时序和绝对年龄。锡林浩特火山群火山活动具有周期性变化规律,其喷发序列由老到新依次为:上新世,早更新世,中更新世早期、中更新世晚期,晚更新世早、中、晚和末期,以及全新世,共9个火山喷发旋回。晚更新世是火山喷发的鼎盛时期。首次确定了鸽子山火山的最晚喷发年龄距今约6800年,为广义活火山。不同旋回火山喷发方式及火山风化降解程度差异较大。上新世为裂隙式喷发,早、中更新世主要是裂隙-中心式喷发,晚更新世以来为中心式喷发。中心式喷发火山类型有斯通博利型、夏威夷型、玛珥型和亚布里尼型,其中玛珥型火山在本区属首次发现。中更新世及以前的火山锥基本已剥蚀殆尽,晚更新世以来的火山地貌形态保存尚好。每个喷发旋回几乎都呈现从碱性玄武岩向拉斑玄武岩演化的特征,反映了本区深部岩浆房演化与构造活动强度的周期性变化规律。

关键词：晚新生代喷发序列喷发类型鸽子山活火山锡林浩特

从长英质侵入体揭示火山喷发过程与岩浆通道系统

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岩石学报 2024年第7期40卷 1997-2018页

作者：马昌前刘彬薛振华邹博文黄贵治连泉程高珂孙洋王连训中国地质大学(武汉)地球科学学院武汉430074 长江大学地球科学学院武汉430100

汇聚板块边缘的大型长英质火山喷发是地球上最具破坏性的自然灾害之一。然而,与这些火山相关的岩浆通道系统的结构及其对火山活动的控制方式迄今仍知之甚少。基于在青藏高原北部东昆仑造山带三叠纪火山岩与侵入体关系的观察以及全球岩... 详细信息

汇聚板块边缘的大型长英质火山喷发是地球上最具破坏性的自然灾害之一。然而,与这些火山相关的岩浆通道系统的结构及其对火山活动的控制方式迄今仍知之甚少。基于在青藏高原北部东昆仑造山带三叠纪火山岩与侵入体关系的观察以及全球岩浆通道系统的研究进展,本文提出要将火山机构与侵入体结合起来开展研究,通过重建岩浆通道系统来揭示侵入体(古岩浆储库)与火山活动的潜在联系。本文指出,地球上只有少部分侵入岩与火山活动存在密切关系,这些侵入岩可能是抽取火山喷发物质后留下的岩浆储库残余物质。有些岩浆储库不仅为火山喷发提供物质,还在提供火山喷发动力、控制火山喷发方式在溢流式与爆炸式之间的转换以及影响火山机构定位等方面发挥着关键作用。富挥发分的流体大量溢出地表会减少大型伟晶岩型和斑岩型矿床的形成机会,特别是在爆炸式的长英质火山喷发过程中。本文将岩浆通道系统划分为5个区域,即部分熔融区、岩浆聚集区、岩浆迁移区、岩浆侵位区和火山喷口区,这些区域构成了一个复杂的纵向递进、横向连接的岩浆网络系统,是构造环境(构造阶段)、地壳状态和岩浆动力学属性的耦合产物。为了深入理解长英质岩浆通道系统结构和动力学演化及其对火山活动机制的控制,本文建议要将火山机构、侵入体和围岩系统作为岩浆通道系统的组成部分,开展构造地质学、岩石学、矿物学、岩浆动力学、地球化学、地球物理学等多学科的综合研究,以精细解剖典型岩浆通道系统的组成和结构,重建其岩浆动力学过程。

关键词：东昆仑长英质岩浆岩浆通道系统火山喷发方式侵入体岩浆动力学

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白垩纪中期热室地球陆地古气候研究进展

第四纪研究 2024年第05期44卷 1188-1204页

作者：杨柳高远毋正轩张琪中国地质大学(北京)地球科学与资源学院

白垩纪中期(约125～80 Ma)是过去150 Ma以来温度最高的极端温室气候时期，也被称为“热室地球”时期。本研究对全球白垩纪中期陆地古气候研究进行了系统梳理，根据其研究内容及方法进行了分类。通过总结分析陆地温度、降水的定量重建数... 详细信息

白垩纪中期(约125～80 Ma)是过去150 Ma以来温度最高的极端温室气候时期，也被称为“热室地球”时期。本研究对全球白垩纪中期陆地古气候研究进行了系统梳理，根据其研究内容及方法进行了分类。通过总结分析陆地温度、降水的定量重建数据，发现在约100 Ma时陆地温度开始上升，在Cenomanian末期达到温度最高值(中纬度约14～26℃;高纬度约8～18℃);而降水记录由于受地形等众多因素的影响，并没有显示出明显的趋势，仅能看出在Cenomanian期约100 Ma起，随着温度的逐渐升高，降水量也呈现增多的趋势。进一步与白垩纪中期全球海相温度记录进行对比，发现陆地气候与海相气候具有基本一致的变化趋势，即在Cenomanian初期约100 Ma时海-陆温度都具有明显上升，在Cenomanian-Turonian界限附近达到最高值。当前的白垩纪中期陆地古气候研究也存在一些不足，如定量古气候数据相对较少、缺乏连续和高分辨率陆地古气候记录等。松辽盆地国际大陆科学钻探获得了白垩纪约118～80 Ma累计约6000 m近乎连续的陆相岩芯，为研究热室地球陆地古气候变化提供了重要的地质资料，未来有望建立连续且高分辨率的白垩纪中期陆地古气候记录，探索热室地球气候运作机制。

关键词：白垩纪中期热室地球古气候陆相

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藏南亚东地区中新世岩浆活动及构造意义

岩石学报 2024年第8期40卷 2353-2373页

作者：王艳高彭尹常青张健钱加慧中山大学地球科学与工程学院广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室广州510275 香港大学地球科学系中国香港

喜马拉雅淡色花岗岩是研究造山带构造-岩浆演化历史的岩石探针。亚东淡色花岗岩位于高喜马拉雅序列中部,其成因机制和构造意义有待进一步的研究和讨论。本研究提供了新的亚东地区淡色花岗岩和花岗片麻岩的全岩地球化学和锆石年代学数据... 详细信息

喜马拉雅淡色花岗岩是研究造山带构造-岩浆演化历史的岩石探针。亚东淡色花岗岩位于高喜马拉雅序列中部,其成因机制和构造意义有待进一步的研究和讨论。本研究提供了新的亚东地区淡色花岗岩和花岗片麻岩的全岩地球化学和锆石年代学数据。亚东淡色花岗岩具有相对较高的SiO_(2)、K_(2)O含量,和相对较低的CaO、FeO^(T)、MgO含量,属于过铝-强过铝质、高钾钙碱性花岗岩。它们具有较低的稀土含量,相对富集的LREE含量,明显的Eu负异常。这些地球化学特征同典型的高喜马拉雅淡色花岗岩极为一致。本研究获得了顶噶二云母花岗岩约23Ma和21Ma的两期结晶年龄,并且认为该地区高喜马拉雅结晶岩系的部分熔融可能早在36~30Ma就已经开始了。获得亚东淡色花岗岩的ε_(Nd)(t)值和(^(87)Sr/^(86)Sr)i分别为-16.7~-13.8和0.754080~0.791009,与亚东变沉积岩的Sr-Nd同位素组成极其一致,而花岗片麻岩具有明显更高的ε_(Nd)(t)值和(^(87)Sr/^(86)Sr)i,分别为-9.0~-8.8和0.847193~0.866306。因此,我们认为亚东淡色花岗岩源自高喜马拉雅结晶岩系中变沉积岩的部分熔融,且不含或极少有花岗片麻岩的物质贡献。综合全岩地球化学、变质岩石学及年代学研究,我们认为高喜马拉雅结晶岩系在埋藏加厚的过程中就已经发生了白云母为主的脱水部分熔融,在随后的伸展构造阶段发生大规模减压熔融,产生大量中新世淡色花岗岩。

关键词：淡色花岗岩亚东 U-Pb年代学 Sr-Nd同位素喜马拉雅碰撞造山带

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粤西高州泥质麻粒岩变质P-T-t演化及其对华南早古生代构造背景的指示

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科学通报 2024年第18期69卷 2602-2617页

作者：钱加慧梁勇智尹常青高彭张健热孜亚·麦麦提中山大学地球科学与工程学院广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室珠海519080 香港大学地球科学系中国香港999077

华南陆块早古生代构造热事件的形成与演化一直是学界关注的热点议题.本文对地处华夏地块西南部的高州泥质麻粒岩开展了详细的岩相学、矿物化学、相平衡模拟和锆石年代学研究,综合华夏地块已有的早古生代变质作用资料,探讨了华南早古生... 详细信息

华南陆块早古生代构造热事件的形成与演化一直是学界关注的热点议题.本文对地处华夏地块西南部的高州泥质麻粒岩开展了详细的岩相学、矿物化学、相平衡模拟和锆石年代学研究,综合华夏地块已有的早古生代变质作用资料,探讨了华南早古生代时期的构造背景.高州泥质麻粒岩包含三阶段矿物组合:包裹体组合由石榴子石核部及所包裹的钾长石、黑云母、矽线石、石英、金红石和钛铁矿组成,相平衡模拟获得温压条件为~0.95 GPa/800℃(压力峰期阶段);基质矿物组合为石榴子石变斑晶和基质中的堇青石、钾长石、黑云母、石英、矽线石和钛铁矿,结合矿物组合在相图中的位置、基质黑云母的Ti含量和基质钾长石的Ab值,限定温压条件为0.57~0.69 GPa/815~865℃(温度峰期阶段);退变质组合以石榴子石周围或后成合晶中的堇青石、钾长石、黑云母、石英和钛铁矿以及晚期斜长石和矽线石为代表,指示降温降压的退变质过程.高州泥质麻粒岩的锆石U-Pb定年获得441±1.4 Ma的变质年龄.变质锆石的Ti温度计计算结果为693~759℃,与岩石的退变质冷却温度一致.华南早古生代变质作用整体上为中压相系条件,变质P-T轨迹均为顺时针样式,暂无高压相系蓝片岩或榴辉岩的发现.上述变质作用特征在大陆碰撞造山带和陆内造山带都可形成,但碰撞造山带的另一个特点是常伴生高压-超高压蓝片岩和榴辉岩.从目前掌握的变质作用数据和其他地质资料分析,华南陆块内部发育早古生代变质-岩浆-变形作用的构造域很可能并不是发生俯冲-碰撞的“第一现场”,引起该期构造热事件的应力来源于彼时华南的陆缘.

关键词：泥质麻粒岩变质P-T-t演化早古生代构造意义华南

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喜马拉雅淡色花岗岩比以前认为的更热

科学通报 2024年第18期69卷 2682-2694页

作者：高彭黄惠婵尹常青张健钱加慧中山大学地球科学与工程学院广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室珠海519080 香港大学地球科学系中国香港999077

喜马拉雅造山带新生代淡色花岗岩是纯地壳熔体的典型代表.它们主要是由变沉积岩在缺自由流体的条件下通过白云母脱水部分熔融产生,其熔融温度一般低于800℃.本研究利用3种独立的方法限定淡色花岗岩的初始研究温度,其结果一致表明,淡色... 详细信息

喜马拉雅造山带新生代淡色花岗岩是纯地壳熔体的典型代表.它们主要是由变沉积岩在缺自由流体的条件下通过白云母脱水部分熔融产生,其熔融温度一般低于800℃.本研究利用3种独立的方法限定淡色花岗岩的初始研究温度,其结果一致表明,淡色花岗岩形成于相对高的温度条件(>800℃).首先,通过对比变泥质岩来源的熔体与喜马拉雅淡色花岗岩间的成分,发现高温(820~900℃)熔体的A/CNK(Al_(2)O_(3)/(CaO+Na_(2)O+K_(2)O),mol)值与大部分花岗岩的一致(1.0~1.3),而低温(750~800℃)熔体则具有更高的A/CNK值(1.3~1.4).除此之外,高温熔体、低温熔体和花岗岩在其他主量元素组成上并无显著差别.其次,本研究数据和文献数据都证实,喜马拉雅淡色花岗岩的锆石饱和温度低于相应样品中很大一部分的锆石Ti温度值.这一观测结果表明,初始岩浆并没有达到锆石饱和,而锆石的饱和结晶主要通过贫Zr矿物的结晶导致.很多样品的锆石Ti温度最大值均超过了800℃.最后,对两件代表性二云母花岗岩样品的相平衡模拟计算显示,5 kbar(1 bar=10~5Pa)结晶条件下的液相线温度均约为800℃,且液相线温度随结晶压力的增加而增加.因此,如果淡色花岗岩岩浆起源于更深的地壳层位(8~10 kbar),它们的形成温度应更高.综上,我们认为,喜马拉雅淡色花岗岩的初始岩浆温度比以前认为的更高.通过地壳深熔产生的岩浆作用有助于开启高喜马拉雅结晶岩系的折返和藏南拆离系和主中央逆冲断层的活动.

关键词：喜马拉雅淡色花岗岩温度地壳深熔

盆地火山岩相研究进展——基性火山熔岩及水下喷发火山岩相新成果

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第3期54卷 721-734页

作者：单玄龙邹玉洁衣健郝国丽李昂石云倩陆俊杰李嘉慧吉林大学地球科学学院长春130061

火山岩相是火山物质喷发类型、搬运方式和就位环境与状态的总和,划分火山岩相是刻画盆地火山岩分布,寻找火山岩有利储层的基础,对盆地火山岩油气勘探具有重要作用。前人以火山岩的“岩性-组构-成因”为分类依据,建立了盆地火山岩“5相1... 详细信息

火山岩相是火山物质喷发类型、搬运方式和就位环境与状态的总和,划分火山岩相是刻画盆地火山岩分布,寻找火山岩有利储层的基础,对盆地火山岩油气勘探具有重要作用。前人以火山岩的“岩性-组构-成因”为分类依据,建立了盆地火山岩“5相15亚相”分类方案,极大推动了我国盆地深层火山岩勘探进程。目前,我国大规模的盆地火山岩油气勘探已经走过了20余年的历程,随着勘探的深入对该岩相分类方案进行了不断地完善和丰富:针对基性火山熔岩,建立了基性溢流相,以及板状熔岩流、辫状熔岩流和玻质碎屑岩3种亚相及相模式;针对湖盆水下喷发,建立了水下爆发相,以及气携水下热碎屑流、水携火山高密度流和水下降落3种亚相及相模式,形成了“7相21亚相”的新的分类方案。基性溢流相中,辫状熔岩流亚相储层发育条件最好,玻质碎屑岩亚相次之,板状熔岩流亚相稍差;水下爆发相中,气携水下热碎屑流亚相控制有效储层的空间分布。基性溢流相的建立,克服了基性熔岩因单层厚度薄,钻井和地震亚相刻画困难等问题;水下爆发相的建立,实现了沉积盆地从陆上到水下不同喷发环境火山岩相的准确刻画。两种岩相的建立为进一步探索基性火山熔岩发育区和水下喷发火山碎屑岩发育区储层发育规律,寻找有利储层提供了基础。

关键词：火山岩相基性溢流相水下爆发相火山岩储层盆地

冈底斯岩浆弧东段米林地区晚渐新世花岗岩成因

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地质学报 2024年第2期98卷 447-466页

作者：王迪张泽明李文坛中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质科学院地质研究所北京100037

青藏高原南部的冈底斯岩浆弧广泛发育新生代的花岗岩,然而这些花岗岩的成因仍存在争议。本文对冈底斯东段米林地区的晚渐新世二云母花岗岩进行了年代学和地球化学研究。全岩化学分析结果显示,这些花岗岩为中钾—高钾钙碱性系列,偏铝质,... 详细信息

青藏高原南部的冈底斯岩浆弧广泛发育新生代的花岗岩,然而这些花岗岩的成因仍存在争议。本文对冈底斯东段米林地区的晚渐新世二云母花岗岩进行了年代学和地球化学研究。全岩化学分析结果显示,这些花岗岩为中钾—高钾钙碱性系列,偏铝质,富集轻稀土元素和Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损重稀土元素和Nb、Ta、Ti等高场强元素,高Sr、低Y,具有较高的Sr/Y比值(37~85),显示出埃达克质岩石的地球化学特征。锆石U-Pb定年结果显示,所研究的二云母花岗岩结晶年龄为~26.6 Ma。这些花岗岩中的锆石具有较低的正εHf(t)值(+0.4~+7.3)。综合现有的研究结果,我们认为冈底斯弧东段的晚渐新世花岗岩起源于加厚下地壳始新世弧岩浆岩的部分熔融,但具有古老地壳物质的贡献。印度与亚洲大陆的持续汇聚导致冈底斯弧地壳加厚,加厚下地壳发生高级变质和部分熔融形成了晚渐新世的埃达克质花岗岩。

关键词：冈底斯弧晚渐新世埃达克质花岗岩地壳加厚

吉林敦化地区万宝岩组碎屑锆石U-Pb-Hf同位素组成:对区域构造演化的制约

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第4期54卷 1264-1279页

作者：关子成裴福萍魏敬洋李鹏屹吉林大学地球科学学院长春130061

为制约古亚洲洋在吉林东部地区的最终闭合时间,本文选取吉林省敦化地区万宝岩组变质粉砂岩为研究对象,开展系统的碎屑锆石微量元素组成和U-Pb-Hf同位素研究,确定了万宝岩组的沉积时限和物源区特征,并通过碎屑锆石微量元素获得晚古生代... 详细信息

为制约古亚洲洋在吉林东部地区的最终闭合时间,本文选取吉林省敦化地区万宝岩组变质粉砂岩为研究对象,开展系统的碎屑锆石微量元素组成和U-Pb-Hf同位素研究,确定了万宝岩组的沉积时限和物源区特征,并通过碎屑锆石微量元素获得晚古生代地壳厚度的变化规律,探讨了华北板块北缘东段晚古生代的构造演化历史。万宝岩组由互层的大理岩、变质粉砂岩和变质细砂岩组成,碎屑锆石定年结果显示,万宝岩组最年轻峰值年龄约为316 Ma,此外还存在355、398、1 842和2 360 Ma的峰值年龄。其中,古生代碎屑锆石(409~312 Ma)以具有负的εHf(t)值(-15.32~-1.60)及新太古代—古元古代的TDM2年龄(2 293~1 480 Ma)为特征,侵入万宝岩组闪长岩体的时期为276 Ma。综合研究认为,敦化地区万宝岩组沉积时限为312~276 Ma,即早二叠世时期,其沉积时限和岩石组合特征可与延边地区的庙岭组相对比。万宝岩组中的古生代碎屑锆石来自华北板块太古宙—古元古代结晶基底物质的部分熔融。结合其中古元古代碎屑锆石(62.9%)的大量出现,暗示敦化地区或/和附近地区存在华北板块前寒武纪的结晶基底。通过地壳厚度计算表明,敦化地区和内蒙古地区晚古生代的地壳厚度变化趋势一致,说明二者晚古生代的演化历史趋于同步。约245 Ma地壳厚度达到最大(80 km),暗示了古亚洲洋的最终闭合。

关键词：华北板块北缘晚古生代碎屑锆石 U-Pb-Hf同位素地壳厚度万宝岩组古亚洲洋

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