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中喜马拉雅陈塘地区基性麻粒岩变质作用、原岩特征及其地质意义

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岩石学报 2024年第5期40卷 1603-1627页

作者：王淑真张贵宾刘帅奇北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

本文对中喜马拉雅陈塘地区高压基性麻粒岩进行了岩石学、地球化学和锆石年代学及Hf同位素研究,确定了其变质P-T演化、原岩性质和构造背景。陈塘地区基性麻粒岩发生了明显部分熔融,基质中保存有单斜辉石和斜长石后成合晶,指示其可能经历... 详细信息

本文对中喜马拉雅陈塘地区高压基性麻粒岩进行了岩石学、地球化学和锆石年代学及Hf同位素研究,确定了其变质P-T演化、原岩性质和构造背景。陈塘地区基性麻粒岩发生了明显部分熔融,基质中保存有单斜辉石和斜长石后成合晶,指示其可能经历了榴辉岩相变质作用。根据基性麻粒岩的矿物组合识别出三个变质演化阶段:高压麻粒岩相矿物组合为石榴子石+单斜辉石+斜长石+金红石+石英,温压条件为1.0~1.3GPa、730~800℃;中压麻粒岩相矿物组合为石榴子石+单斜辉石+斜方辉石+角闪石+斜长石+钛铁矿+金红石+石英,温压条件为0.78~0.82GPa、820~890℃;而角闪岩相阶段以角闪石的大量出现为特征,变质温压条件为0.6~0.7GPa、660~740℃。锆石U-Pb年代学指示基性麻粒岩高压麻粒岩相的变质时代为15~14Ma,原岩时代为~1800Ma。另外,基于TiO_(2)含量可将基性麻粒岩划分为两组,一组具有低的TiO_(2)和高的ε_(Nd)(t),稀土元素配分模式与E-MORB一致,原岩为弧后盆地玄武岩。第二组基性麻粒岩相比于第一组,具有高的TiO_(2)、REE、Th/Ta和低的Mg^(#)、Nb/La和ε_(Nd)(t),其稀土元素配分模式与OIB一致。地球化学特征表明高Ti基性麻粒岩的原岩经历了显著的地壳混染,其形成与低Ti组基性麻粒岩原始岩浆上升过程混染壳源物质有关。中喜马拉雅Ama Drime地体-陈塘地区-Arun河谷沿南北方向上均出露的古元古代岩浆记录可能与新生代裂谷活动导致喜马拉雅造山带古元古代基底剥露至地表有关。另外,本研究证实印度大陆北缘在古元古代(1.9~1.8Ga)处于汇聚型板块边缘,伴生有广泛的弧/弧后岩浆作用,而非裂谷环境。

关键词：中喜马拉雅基性麻粒岩变质作用原岩特征构造意义

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条带状铁建造消失之谜:铁-硅互层机制研究进展与展望

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地学前缘 2024年第1期31卷 111-126页

作者：王瑞敏沈冰北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

条带状铁建造(banded iron formation, BIF)是指以铁-硅韵律层结构为特征的化学沉积岩。BIF不仅是重要的铁资源,也是记录早期地球演化、早期微生物活动和大气-海洋氧化还原状态的重要载体。BIF的出现和消失与重要环境事件的演变密切相关... 详细信息

条带状铁建造(banded iron formation, BIF)是指以铁-硅韵律层结构为特征的化学沉积岩。BIF不仅是重要的铁资源,也是记录早期地球演化、早期微生物活动和大气-海洋氧化还原状态的重要载体。BIF的出现和消失与重要环境事件的演变密切相关。BIF在>3.8 Ga首次出现,并在第一次大氧化事件前大量形成,在1.8~0.8 Ga沉积中断,而在成冰纪雪球地球冰期中复现,最终消失在显生宙的氧化海洋中。传统模型认为BIF的出现与消失主要受控于海洋中Fe(Ⅱ)离子的含量。在1.8~0.8 Ga期间,构造-岩浆-热液活动减弱,海洋氧化还原剧变(氧化/硫化)导致海水中的Fe(Ⅱ)被大量耗尽,BIF消失。然而,地球化学证据表明中元古代深海区域仍处于铁化状态,即Fe(Ⅱ)可以稳定存在的氧化还原状态;沉积学证据也表明中元古代仍有大量的铁岩沉积。这些富铁沉积的大量出现,表明中元古代的海洋仍具有沉积铁岩/富铁层的条件,只是不再出现BIF这种“铁-硅互层”的韵律沉积。因此,BIF在1.8~0.8 Ga的沉积中断并不是由Fe(Ⅱ)耗尽造成的,而很可能与海水中铁-硅循环变化导致“铁-硅互层”沉积模式的改变有关。本文对BIF的地质学特征进行了概述,深入探讨了BIF中富铁-富硅层的沉积模式,并从Fe(Ⅱ)的来源差异和Fe(Ⅱ)的氧化差异及Fe(Ⅲ)的保存差异3方面全面综述了BIF “铁-硅互层”机制的研究进展。在此基础上,尝试找出解决中元古代BIF消失之谜的可能方向。最后,对BIF的成因机制所承载的前寒武纪铁-硅生物地球化学循环、早期地球演化过程和早期生命信息等方面提出展望。

关键词：条带状铁建造铁循环硅循环韵律层沉积前寒武纪

塔里木盆地西北缘寒武系第二统肖尔布拉克组内的颤藻化石

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 475-488页

作者：李佳益董琳石开波造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871

通过岩石切片观察,在新疆塔里木盆地西北缘寒武纪第二世的肖尔布拉克组白云岩中发现大量丝状蓝菌化石,共鉴定出可归入颤藻目的丝状蓝菌类化石3属4种,包括Obruchevella meishucunensis,Oscillatorio-psis longa,Oscillatoriopsis sp.和Si... 详细信息

通过岩石切片观察,在新疆塔里木盆地西北缘寒武纪第二世的肖尔布拉克组白云岩中发现大量丝状蓝菌化石,共鉴定出可归入颤藻目的丝状蓝菌类化石3属4种,包括Obruchevella meishucunensis,Oscillatorio-psis longa,Oscillatoriopsis sp.和Siphonophycus typicum,均为肖尔布拉克组内的首次发现。化石保存精美,可以观察到Obruchevella内清晰的三层结构,即钙化的胶质鞘、有机质的管体壁和管内黑色丝状物,对这类化石的内部结构和鉴定特征起到补充作用。此次发现的颤藻化石丰富了肖尔布拉克组的生物多样性,为塔里木盆地的化石研究和生命演化研究提供了新材料。

关键词：颤藻肖尔布拉克组塔里木盆地寒武纪第二世

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中国台湾岛流域地貌对构造活动的响应

北京大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 464-474页

作者：郭晓非李江海造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871

基于SRTM DEM 30m数据和ArcGIS软件,提取台湾岛的水系和流域盆地,计算得到台湾岛的地貌参数(坡度、地形起伏度和面积-高程积分(HI)值),并分析台湾岛水系分布对活动断裂的响应情况,得到以下结论:1)台湾岛河流受构造活动控制,以中央山脉... 详细信息

基于SRTM DEM 30m数据和ArcGIS软件,提取台湾岛的水系和流域盆地,计算得到台湾岛的地貌参数(坡度、地形起伏度和面积-高程积分(HI)值),并分析台湾岛水系分布对活动断裂的响应情况,得到以下结论:1)台湾岛河流受构造活动控制,以中央山脉为分水岭,西侧河流的南部水系为纵向流动,北部水系为横向流动,中央山脉以东的河流均为东西流向;2)台湾岛的HI值整体上呈现中间高、两边低的趋势,与海拔大体上呈正相关关系,沿逆冲断层边界,不同构造地质单元的HI值东西两侧差异明显;3)HI值可以反映台湾岛造山带的生成时序,流域盆地受构造抬升运动影响时间越长,HI值越大。

关键词：台湾岛水系分布流域盆地地貌特征面积-高程积分(HI) 构造活动

俯冲板片稳定同位素(Fe-K-Li-B-Ba)的分馏行为

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地球科学 2024年第2期49卷 685-699页

作者：王琳张贵宾北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

俯冲带是壳幔循环的重要场所,K、Ba、B和Li作为流体活动性元素,富集在俯冲带流体中;同时各个储库的同位素差异使得其成为研究各种俯冲带流体的良好示踪剂.总结了近年来有关俯冲带Fe同位素与俯冲带变质流体氧化还原状态的研究进展,以及K... 详细信息

俯冲带是壳幔循环的重要场所,K、Ba、B和Li作为流体活动性元素,富集在俯冲带流体中;同时各个储库的同位素差异使得其成为研究各种俯冲带流体的良好示踪剂.总结了近年来有关俯冲带Fe同位素与俯冲带变质流体氧化还原状态的研究进展,以及K、Ba、Li和B同位素在俯冲各个阶段的地球化学行为,包括俯冲物质的同位素组成,俯冲板片变质流体的稳定同位素分馏,及俯冲板片物质再循环沉积物、蚀变洋壳及俯冲带蛇纹岩与上覆地幔楔的相互作用再循环过程中伴随的元素分配和稳定同位素分馏.随着稳定同位素测试精度的提升和以上同位素在不同地质储库和地质过程的数据完善,可以更有助于理解俯冲带中的相关物理化学变化过程.

关键词：稳定同位素俯冲带同位素示踪地壳物质再循环地球化学

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安徽巢湖早三叠世短腿巢湖龙的牙齿替换研究

北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 239-248页

作者：顾书纶江大勇周敏造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871

对产自安徽省巢湖市马家山剖面下三叠统奥伦尼克阶斯帕斯亚阶南陵湖组上段的短腿巢湖龙标本(GMPKU-P-3086)进行研究,根据CT扫描数据重建牙齿及前颌骨、上颌骨和齿骨的三维模型。通过对模型进行观察和度量,并与实际标本进行对比,发现以... 详细信息

对产自安徽省巢湖市马家山剖面下三叠统奥伦尼克阶斯帕斯亚阶南陵湖组上段的短腿巢湖龙标本(GMPKU-P-3086)进行研究,根据CT扫描数据重建牙齿及前颌骨、上颌骨和齿骨的三维模型。通过对模型进行观察和度量,并与实际标本进行对比,发现以下短腿巢湖龙牙齿新的特征:1)颌骨上存在连续的牙槽沟,且内具浅的牙槽窝,牙齿为亚槽生齿;2)牙齿的大小和形状呈周期性变化,显示奇偶相间的交替模式;3)口腔前部发育单牙列,替换齿位于功能齿的远中位置;4)口腔后部发育双牙列,替换齿列位于功能齿的舌侧-远中位置。短腿巢湖龙的牙齿特征与早三叠世基干鱼龙类短尾鱼龙和歌津鱼龙具有一致性,可能代表鱼龙类牙齿的原始特征,并反映捕压式食性群团地理分布的广泛性。

关键词：短腿巢湖龙早三叠世牙齿替换 CT扫描

额尔齐斯杂岩碎屑锆石U-Pb年龄及其对阿尔泰和东准噶尔地体拼合时限的制约

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地质通报 2024年第6期43卷 1032-1046页

作者：李昂徐严韩宝福廖闻造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871

额尔齐斯杂岩位于新疆北部的阿尔泰和东准噶尔地体之间,经历了强烈的变质变形作用,记录了2个地体的构造拼合事件。为约束阿尔泰和东准噶尔地体的拼合时限,通过碎屑锆石U-Pb年龄分析探讨沉积物源。从变碎屑岩样品中获得最年轻的碎屑锆石... 详细信息

额尔齐斯杂岩位于新疆北部的阿尔泰和东准噶尔地体之间,经历了强烈的变质变形作用,记录了2个地体的构造拼合事件。为约束阿尔泰和东准噶尔地体的拼合时限,通过碎屑锆石U-Pb年龄分析探讨沉积物源。从变碎屑岩样品中获得最年轻的碎屑锆石年龄为354 Ma。在综合分析新的和已发表的碎屑锆石和区域构造年代学资料后,认为在额尔齐斯杂岩中,除同时以阿尔泰和东准噶尔地体为物源和以东准噶尔地体为单一物源的2类晚石炭世同碰撞沉积外,还可能包括较早以阿尔泰地体为单一物源的被动陆缘沉积,表明额尔齐斯杂岩形成时,阿尔泰和东准噶尔地体已经拼合。

关键词：额尔齐斯杂岩变碎屑岩物源分析碎屑锆石

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断裂岩石排替压力预测方法的改进及其应用

石油与天然气地质 2024年第3期45卷 866-872页

作者：徐海轩李江海北京大学地球与空间学学院北京100871 造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

为了解决目前断裂岩石排替压力预测方法尚存在的问题,以便更准确、科学地反映地下实际情况,根据断裂岩石和围岩排替压力与压实成岩程度之间的正相关关系,利用断裂岩石与相同埋深围岩排替压力之比应等于断裂岩石与相同埋深围岩压实成岩... 详细信息

为了解决目前断裂岩石排替压力预测方法尚存在的问题,以便更准确、科学地反映地下实际情况,根据断裂岩石和围岩排替压力与压实成岩程度之间的正相关关系,利用断裂岩石与相同埋深围岩排替压力之比应等于断裂岩石与相同埋深围岩压实成岩程度之比的关系,推导出了断裂岩石与相同埋深围岩排替压力之间关系,进而改进了目前断裂岩石排替压力的预测方法。利用该方法预测海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁背斜带F1断裂在大磨拐河组一段下亚段区域性泥岩盖层内的断裂岩石排替压力,结果表明改进后方法的预测结果明显小于改进前方法的预测结果,更符合F1断裂处南屯组二段油气仅分布在构造高部位的实际情况。改进后的断裂岩石排替压力预测方法适用于碎屑岩含油气盆地张性断裂在脆性地层中的断裂岩石排替压力预测。

关键词：围岩盖层排替压力断裂岩石海拉尔盆地

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中国新疆地区考古陶片的古地球磁场强度研究

北京大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 503-512页

作者：李能韬周庭红黄宝春造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871 Department of Earth and Environmental Sciences University of RochesterRochesterNY 14627

使用改进的Thellier-Thellier双加热方法,对来自新疆昌吉、喀什以及塔什库尔干等地的考古陶片样品进行系统的古地球磁场强度实验和岩石磁学实验。结果显示,部分样品携带稳定的原生剩磁,从中获得约1000BC至约1200AD之间的地球磁场强度数... 详细信息

使用改进的Thellier-Thellier双加热方法,对来自新疆昌吉、喀什以及塔什库尔干等地的考古陶片样品进行系统的古地球磁场强度实验和岩石磁学实验。结果显示,部分样品携带稳定的原生剩磁,从中获得约1000BC至约1200AD之间的地球磁场强度数据。经过各项检验和校正后,得到约5×10^(22)~11×10^(22) Am^(2)的虚轴向偶极矩(VADM)数据,与同时期中国其他地区的VADM数据大致处于同一区间,但是变化幅度较大,与全球地磁场模型SHAWQ2k存在不一致之处。将所得数据与约800AD的中东地区古地球磁场强度峰值以及约200AD的东亚地区古地球磁场强度峰值进行比较,拟合结果表明,中国新疆地区可能在约540AD时存在一个古地球磁场强度高峰,达峰时间介于东亚地区与中东地区之间。这一结果与非偶极子场的西向漂移特征相符,进一步说明该古地球磁场强度高峰可能与地球外核结构的演化相关。

关键词：古地球磁场强度岩石磁学新疆地区考古陶片

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