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华北克拉通东缘新元古代早期基性岩床的时代及其地质意义-来自锆石学的证据

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地球科学 2023年

作者：孙逊刘超辉段瑞涵中国地质科学院地质研究所大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系

华北克拉通东缘新元古代的基性岩床（墙）产出的构造背景对恢复该克拉通在Rodinia超大陆的位置具有重要意义。通过对大连和徐州地区4个基性岩床样品中锆石的结构、与其他矿物共生关系、微量元素特征进行分析，我们发现它们具有典型的基... 详细信息

华北克拉通东缘新元古代的基性岩床（墙）产出的构造背景对恢复该克拉通在Rodinia超大陆的位置具有重要意义。通过对大连和徐州地区4个基性岩床样品中锆石的结构、与其他矿物共生关系、微量元素特征进行分析，我们发现它们具有典型的基性岩浆锆石的结构和微量元素特征，大部分的结晶温度（约800-900 ℃）与大洋中脊玄武岩中的锆石一致，并且可以观察到部分锆石以包裹体形式出现在单斜辉石中。以上特征说明这些锆石形成于基性岩浆冷却结晶早期阶段，其U-Pb年龄（881 Ma，876 Ma，914 Ma，925 Ma）可以代表基性岩床的侵位时代，其微量元素表现出大陆岛弧岩浆锆石的特点。结合基性岩床（墙）的几何分布及岩浆活动持续时间，我们推测它们可能形成于与俯冲相关的拉张环境。

关键词：基性岩床新元古代华北克拉通锆石学年代学

利用深地震反射剖面揭示峨眉山大火成岩省下地壳结构

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地球物理学报 2022年第2期65卷 484-494页

作者：任彦宗卢占武张新彦薛帅王光文自然资源部深地动力学实验室中国地质科学院地质研究所北京100037

峨眉山大火成岩省位于扬子板块西缘,紧邻三江构造带,其复杂的地质背景使得该火成岩省的内带受到强烈改造和变形.由于缺少高精度的地球物理探测,导致对该地区地壳的精细结构了解不够,很大程度上影响了对大火成岩省形成机制的认识.我们在... 详细信息

峨眉山大火成岩省位于扬子板块西缘,紧邻三江构造带,其复杂的地质背景使得该火成岩省的内带受到强烈改造和变形.由于缺少高精度的地球物理探测,导致对该地区地壳的精细结构了解不够,很大程度上影响了对大火成岩省形成机制的认识.我们在大姚—元谋段实施了一条深地震反射剖面,试验了一种基于节点地震仪的深地震反射数据采集方法,得到了峨眉山大火成岩省内带的高分辨率结构图像.从两种仪器采集的深地震反射资料显示,节点地震仪采集的资料能够达到目前常用的有缆式地震仪428XL采集的深反射资料效果,甚至在局部特征上表现更好,从而有利于这种低成本、高效率、多种数据的采集方式的发展.叠加剖面结果显示,沿剖面下地壳自西向东呈现逐渐隆升特征,在剖面西部双程走时13 s(约40 km深度)处,出现一段约17.5 km厚的密集反射带,至剖面东部,密集反射带顶端双层走时为11 s,底部为16 s.结合早期地质和地球物理研究结果,本文推测这种密集反射特征是由峨眉山大火成岩省形成时内带侵入地壳的铁镁质物质造成的结果,对应于二叠纪地幔柱活动遗迹.

关键词：深地震反射节点地震仪地壳结构峨眉山大火成岩省

藏南错那拆离断层的活动时间限定及其构造意义

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岩石学报 2023年第12期39卷 3572-3584页

作者：唐灼董汉文王亚莹李广旭费镕泽中国地质科学院地质研究所自然资源部深地动力学重点实验室北京100037

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(C... 详细信息

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20Ma仍在持续活动,直到14.8~16.5Ma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。

关键词：喜马拉雅造山带错那拆离断层淡色花岗岩变形锆石U-Pb年代学

武夷山成矿带及邻区上地幔速度结构及其对燕山期岩浆-成矿活动的启示

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岩石学报 2022年第2期38卷 529-543页

作者：徐峣张永谦严加永徐志伍陈淼王栩陈昌昕张文文中国地质科学院北京100037 中国地质调查局中国地质科学院地球深部探测中心北京100037 中国地质大学(北京) 北京100083 自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037

武夷山成矿带燕山期岩浆-成矿活动的深部动力学机制一直是学者们研究的热点。已有的研究结果表明,武夷山成矿带及邻区的上地幔存在着显著的低速异常,可能与地表的岩浆-成矿活动存在着密切的联系。本研究利用分布在华夏地块98个固定地震... 详细信息

武夷山成矿带燕山期岩浆-成矿活动的深部动力学机制一直是学者们研究的热点。已有的研究结果表明,武夷山成矿带及邻区的上地幔存在着显著的低速异常,可能与地表的岩浆-成矿活动存在着密切的联系。本研究利用分布在华夏地块98个固定地震台站以及59个流动地震台站所记录到的278个远震事件,采用远震层析成像方法构建了武夷山成矿带及邻区上地幔三维P波速度结构模型。成像结果表明,武夷山成矿带及其东侧的上地幔存在着显著的低速异常,代表了热物质富集的地幔楔,且上地幔的热物质在这些地幔楔间进行着横向流动。东南沿海的地幔过渡带存在着一个显著的低速异常,推测为新生代欧亚板块与菲律宾海板块碰撞俯冲的产物。南岭成矿带下方的低速异常从上地幔一直向上延伸到上地壳,可能指示了一个热物质上涌的通道。结合已有的研究结果,本研究认为武夷山成矿带燕山期岩浆-成矿活动可能与古太平洋板块的俯冲和后撤所引起的热物质上涌有关。

关键词：武夷山成矿带远震层析成像低速异常古太平洋板块岩浆-成矿活动

广西武鸣盆地岩溶泉口浮游生物群落对水环境变化的响应

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湖泊科学 2022年第3期34卷 777-790页

作者：韦丽琼郭芳姜光辉中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室桂林541004

近年来我国西南岩溶地区一些岩溶泉出现水生生态系统由草型向藻型转变的问题,但水化学监测却显示泉水水质依旧良好.岩溶泉的水质变化与水生生态系统退化不同步,故探寻岩溶泉水环境的变化以及浮游生物群落的响应,对全面掌握和客观评价泉... 详细信息

近年来我国西南岩溶地区一些岩溶泉出现水生生态系统由草型向藻型转变的问题,但水化学监测却显示泉水水质依旧良好.岩溶泉的水质变化与水生生态系统退化不同步,故探寻岩溶泉水环境的变化以及浮游生物群落的响应,对全面掌握和客观评价泉水的健康状况具有重要意义.于2016年7月、2020年7月两个时期对广西武鸣盆地内4个岩溶泉进行了浮游生物调查和水环境监测.结果显示,4年后浮游生物检出种类和数量增加.浮游植物快速繁殖,总丰度由1.71×10^(5) cells/L上升至79.92×10^(5) cells/L,蓝藻门或绿藻门比例上升;浮游动物总丰度由264.28 ind./L降至137.25 ind./L,大型甲壳类浮游动物密度减少,部分泉口轮虫类密度增加.同时,优势种转变为更适应于富营养化环境的耐污种,或耐污种种类和数量上升.浮游生物的多样性与水体营养水平并未完全吻合.理化指标的水质评价结果显示,4个泉的水质仍属于Ⅰ类或Ⅱ类,但综合营养状态指数显示营养状态均向富营养化方向发展,大部分泉基本已处于中富营养水平.冗余分析结果显示,水温、pH、亚硝态氮、总磷、硝态氮浓度是影响岩溶泉浮游植物群落结构的主要环境因子.浮游动物群落结构与水温、亚硝态氮、氨氮和叶绿素a浓度显著相关.两个时期浮游生物对主要水环境因子的变化有了一定的响应.建议岩溶泉的水质评价依据理化指标的同时还应关注生物指标,多个指标的相互验证才能更全面的反映水体健康状况.同时,为使泉口以及区域地下水资源的可持续开发利用,建议对重要泉口划分泉域保护区,控制泉口污染物的输入,合理开发和管理地下水资源,对已转变的水生生态系统可考虑尽快进行生态修复.

关键词：浮游生物群落结构水环境变化岩溶泉灵水武鸣盆地

龙门山造山带的早期活动及其对造山作用的启示

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岩石学报 2017年第12期33卷 3957-3972页

作者：郑勇李海兵王焕张蕾李成龙中国地质科学院地质研究所大陆动力学国土资源部重点实验室北京100037

2008年汶川地震后,在映秀-北川同震地表破裂带南段虹口乡八角庙地区发现有假玄武玻璃出露于~240m宽的断裂带内,代表了断裂带以往地震和断裂活动的直接产物。这套假玄武玻璃的高温熔融成因得到了元素地球化学和熔融结构的证实。玻璃基质... 详细信息

2008年汶川地震后,在映秀-北川同震地表破裂带南段虹口乡八角庙地区发现有假玄武玻璃出露于~240m宽的断裂带内,代表了断裂带以往地震和断裂活动的直接产物。这套假玄武玻璃的高温熔融成因得到了元素地球化学和熔融结构的证实。玻璃基质、蚀变矿物和碎屑斑晶的化学分析显示假玄武玻璃继承了碎裂岩/超碎裂岩围岩的主要化学成分,除石英外,主要由长石和云母两种端员组分选择性熔融形成,并呈现出了化学组分分布的不均一性。假玄武玻璃的锆石U-Pb和玻璃基质^(40)Ar/^(39)Ar定年结果证实映秀-北川断裂的古地震发生于229~216Ma的中-晚三叠世,并具有11~14km的震源深度,表明映秀-北川断裂的早期活动始于印支期的造山运动。伴随着印支造山运动的发生,龙门山断裂带形成了其初始构造框架,并对之后的构造演化产生了深远的影响。

关键词：龙门山假玄武玻璃锆石U—Pb 40^Ar/39^Ar定年印支造山运动

阿尔金断裂带新生代活动在柴达木盆地中的响应

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岩石学报 2015年第12期31卷 3701-3712页

作者：潘家伟李海兵孙知明刘栋梁吴婵于常青大陆构造与动力学国家重点实验室、中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质科学院地质力学研究所北京100081

阿尔金断裂新生代以来发生多期次的走滑运动,并伴随强烈的隆升作用,进而影响柴达木盆地新生代的构造演化。本文通过遥感卫星影像解译、地震反射剖面解释、区域地层分析,结合野外考察资料对阿尔金断裂新生代活动在柴达木盆地中的响应进... 详细信息

阿尔金断裂新生代以来发生多期次的走滑运动,并伴随强烈的隆升作用,进而影响柴达木盆地新生代的构造演化。本文通过遥感卫星影像解译、地震反射剖面解释、区域地层分析,结合野外考察资料对阿尔金断裂新生代活动在柴达木盆地中的响应进行了研究。对柴达木盆地卫星影像的解译发现盆地中褶皱形态指示了近东西走向的褶皱构造带与近南北走向的褶皱构造带的叠加干涉效应,其中近东西向褶皱构造带是在印度/欧亚板块碰撞作用下青藏高原隆升并向北东扩展过程的响应,近南北向褶皱构造带是阿尔金断裂新生代活动的响应。对NW-SE向穿过阿尔金山-柴达木盆地的盆山结合带地震反射剖面的再解释,发现新生代地层中发育的多层生长地层,记录了阿尔金断裂新生代活动的信息。对盆地中新生代地层分布等厚图褶皱干涉样式的分析表明,上油砂山组沉积时期（14.9Ma）阿尔金断裂活动已经明显影响到柴达木盆地,而狮子沟组沉积时期（8.2~2.6Ma）断裂活动对柴达木盆地改造最强。通过对研究区已有的低温热年代学数据和沉积、构造、磁性地层年代学等方面研究成果的总结和分析,认为阿尔金断裂在新生代至少存在三期（~30Ma,~8Ma、~2.6Ma）强烈的构造活动和隆升作用,在柴达木盆地内表现为相应地质时代沉积速率的加快、沉积物岩性的变化、构造地貌的变形和同构造生长地层的出现。其中后两期（~8Ma、~2.6Ma）构造活动在整个青藏高原及周边地区广泛存在,为准同期构造事件,而月牙山地区地震地表破裂带的发现则表明阿尔金断裂带现在仍在强烈活动,并且直接影响到了柴达木盆地。阿尔金断裂带新生代以来的构造活动具有多期性,并影响和改造了柴达木盆地,可能对油气成藏有重要影响。

关键词：新生代构造响应盆山耦合阿尔金断裂柴达木盆地

原特提斯洋的俯冲、增生及闭合:阿尔金-祁连-柴北缘造山系早古生代增生/碰撞造山作用

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岩石学报 2015年第12期31卷 3531-3554页

作者：张建新于胜尧李云帅喻星星林宜慧毛小红中国地质科学院地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室北京100037

分布在青藏高原北缘的阿尔金-祁连-柴北缘早古生代造山系被认为是原特提斯构造域最北部的构造拼合体。与其北侧具有长期增生历史的中亚造山系相比,特提斯造山拼合体被认为是各种来自冈瓦纳大陆北部大陆块体相互碰撞的产物。然而,与典型... 详细信息

分布在青藏高原北缘的阿尔金-祁连-柴北缘早古生代造山系被认为是原特提斯构造域最北部的构造拼合体。与其北侧具有长期增生历史的中亚造山系相比,特提斯造山拼合体被认为是各种来自冈瓦纳大陆北部大陆块体相互碰撞的产物。然而,与典型的阿尔卑斯和喜马拉雅碰撞造山带相比,阿尔金-祁连-柴北缘早古生代造山系包括有大量蛇绿岩、弧岩浆杂岩、俯冲-增生杂岩等,因此一些学者认为青藏高原北部的早古生代造山系为沿塔里木和华北克拉通边界向南逐渐增生的增生型造山带。但是,增生造山模式又很难解释南阿尔金-柴北缘地区普遍存在的与大陆俯冲有关的UHP变质岩、广泛分布的巴罗式变质作用和相关的岩浆作用,以及与碰撞造山有关的变形构造等。在本文中,通过对已有研究资料的综合总结,结合一些新的研究资料,我们提出在青藏高原东北缘的阿尔金-祁连-柴北缘造山系中,早古生代时期存在两种不同类型的造山作用,即增生和碰撞造山作用,其主要标志是北祁连-北阿尔金的HP/LT变质带、蛇绿混杂岩及与洋壳俯冲有关的构造岩浆作用,以及分布在柴北缘-南阿尔金与大陆俯冲和陆陆碰撞有关的UHP变质带、区域巴罗式变质作用、深熔作用、相关的岩浆活动及伸展垮塌作用等,并建立了一个反映原特提斯洋俯冲、增生、闭合及碰撞造山作用的构造模式。

关键词：增生造山碰撞造山原特提斯洋早古生代阿尔金-祁连-柴北缘

青藏高原东南部寒武纪花岗岩类:岩石学和锆石Hf同位素研究

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岩石学报 2015年第5期31卷 1183-1199页

作者：董昕张泽明大陆构造与动力学国家重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037

青藏高原南部广泛分布的冈底斯岩基,记录了其强烈的中、新生代造山作用;而古生代以前岩浆作用的报道却屈指可数,限制了我们对青藏高原起源及构造演化的研究。本文研究报道了位于青藏高原东南部南拉萨地体和高喜马拉雅带的寒武纪花岗质岩... 详细信息

青藏高原南部广泛分布的冈底斯岩基,记录了其强烈的中、新生代造山作用;而古生代以前岩浆作用的报道却屈指可数,限制了我们对青藏高原起源及构造演化的研究。本文研究报道了位于青藏高原东南部南拉萨地体和高喜马拉雅带的寒武纪花岗质岩石,岩石类型包括闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩。锆石U-Pb年代学表明其结晶年龄为503～490Ma。南拉萨地体中的寒武纪花岗岩具有高的铝饱和指数和刚玉分子数,矿物化学成分区别出岩浆成因的过铝质矿物白云母和石榴石,结合岩石中锆石的内部结构和微量元素特征表明其为S型花岗岩。岩石中锆石的Hf同位素具有近一致的负εHf（t）值,地壳Hf模式年龄集中在1.8～1.6Ga,说明寒武纪花岗岩可能来源于元古代物质的部分熔融。因此,南拉萨地体存在古老的结晶基底,而并不是一个年轻的岛弧地体。高喜马拉雅带中近同期的花岗质片麻岩具有较负的εHf（t）值和老的地壳Hf模式年龄（2.3～1.5Ga）,说明其可能为元古代的地壳物质部分熔融的产物。结合同期的火山和变质作用以及区域性的不整合,本文认为青藏高原南部经历了广泛的古生代早期原特提斯洋俯冲导致的安第斯型造山作用。

关键词：花岗岩类寒武纪岩石学锆石Hf同位素青藏高原东南部