Mantle dynamics of the reactivating North China Craton:Constraints from the topographies of the 410-km and 660-km discontinuities

The topographies of the 410-km and 660-km discontinuities have important implications for mantle dynamics.Here we present high-resolution seismic imaging of the 410-km and 660-km discontinuities beneath the North China Craton (NCC) employing the receiver function method.Depth anomalies (deeper or shallower than the global average depths) at both discontinuities were detected by introducing a three-dimensional regional velocity model.The depressions of the 410-km discontinuity are mostly located in the easte...     

Differences in lithospheric structures between two sides of Taihang Mountain obtained from the Zhucheng-Yichuan deep seismic sounding profile

A 2-D model of lithospheric velocity structures in the southern part of the North China Craton was obtained using data from the Zhucheng-Yichuan deep seismic sounding profile.Results show that there are great differences in lithospheric structures between two sides of Taihang Mountain.In the eastern region,the lithosphere is thinner,with a thickness of about 70-80 km,while in the western region,the thickness is 85-120 km.There is a jump of the lithospheric thickness across Taihang Mountain gravity anomaly b...     

中国西部的大陆构造格架

在我国实施“西部大开发”战略的过程中,对中国西部大陆构造格架的正确认识至关重要,作者在近十余年研究的基础上提出三点新认识:1.根据近年对阿尔金断裂带内同变形期新生矿物的激光微区⁴⁰Ar/³⁹Ar测年结果,阿尔金断裂走滑变形可能起始于97~89Ma,它与喜马拉雅“西构造结”的形成(102~85Ma)近于同步,其累积错距达350~400km左右,晚白垩世—新生代同步错移了两侧原有的构造带和原型盆地。因此,在讨论中国西部大陆构造格架的形成时,首先考虑新生代由于喜马拉雅运动所引起的大尺度构造位移;2.组成中国西部大陆的地块分属于北亚型、扬子型和冈瓦纳型。其中塔里木、柴达木、阿拉善地块,古生代期间是一个统一的扬子型非稳定克拉通——西域板块,震旦纪—早古生代它和扬子—华南、印支、澳大利亚板块同样隶属于东风瓦纳大陆,而后裂解、漂移,晚古生代—印支期构造就位于贺兰山以西,喜马拉雅期被肢解、错移成现今被分隔的盆地(地块);3.北祁连山早古生代不是大洋盆地,而是西域克拉通陆内裂解出现洋壳的拗拉槽—小洋盆,它的西延部是塔里木盆地北部的满加尔—阿瓦提坳陷,新生代被阿尔金断裂左行错移达到现今的位置。北祁连山最终的造山作用,发生在上新世到早更新世末,与青藏高原隆升同步形成现今的推覆造山带。     

华北克拉通南缘小秦岭矿集区灵湖金矿床成因:流体包裹体和H-O、S-Pb同位素证据

灵湖金矿床位于华北克拉通南缘的小秦岭地区,矿体大多呈脉状产于断裂带内。成矿过程可初步划分为石英-黄铁矿、石英-多金属硫化物和石英-碳酸盐-黄铁矿3个阶段。Au主要沉淀于石英-多金属硫化物阶段。成矿期石英中发育富液两相、富气两相和H₂O-CO₂三相包裹体。石英-黄铁矿阶段发育富液两相包裹体,其完全均一温度为424 ℃～499 ℃,盐度为11.5%～13.6% NaCl_eq,密度为0.55～0.66 g·cm^-3; 石英-多金属硫化物阶段发育富气两相、富液两相和H₂O-CO₂三相包裹体,其完全均一温度为291 ℃～389 ℃,盐度为0.4%～11.8% NaCl_eq,密度为0.50～0.83 g·cm^-3; 石英-碳酸盐-黄铁矿阶段可见富液两相和富气两相包裹体,其完全均一温度为206 ℃～289 ℃,盐度为8.3%～22.2% NaCl_eq,密度为0.83～0.99 g·cm^-3。成矿流体具有高温、中低盐度和低密度等特征。灵湖金矿床中石英的δ¹⁸O_H2O值为0.7‰～4.5‰,δD值为-106.4‰～-86.1‰。H-O同位素分析结果表明,成矿流体主要来源于岩浆水。矿石硫化物的δ³⁴S值为-8.5‰～2.4‰,²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值为17.202～17.796,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb值为15.448～15.473,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值为37.712～38.255。S-Pb同位素分析结果表明,成矿物质主要来源于低级下地壳部分熔融形成的花岗质岩浆。灵湖金矿床为岩浆热液型金矿,流体相分离和温度的降低是导致矿质沉淀的主要机制。     

内蒙古呼伦贝尔早中生代花岗岩的年代学和岩石地球化学研究：对岩石成因和地球动力学机制的制约

微细粒钛铁矿的回收制约着我国攀西地区钛资源的高效开发利用。四川某矿业公司的斜板溢流原矿属辉石、橄榄石混合型钛铁矿，且粒度极细，-19 μm产率为79.22％，其中TiO2分布率为87.54％。研究结果表明，预先采用强磁选可有效消除部分超微细粒钛辉石、橄榄石等易浮杂质对浮选分离的不利影响，磁选精矿通过一次粗选五次精选一次精扫选流程，可获得钛精矿产率为21.85％，TiO2品位为47.44％，回收率为62.89％的良好指标，为矿山高效利用钛资源提供了合理的技术方案。     

鲁西地块济南辉长岩岩石学、地球化学和Os-Nd-Sr同位素研究

对华北克拉通东部陆块鲁西地块济南辉长岩进行了详细的岩石学、地球化学和Os-Nd-Sr同位素研究,探讨了该岩体的成岩过程、地幔源区特征以及地壳混染在幔源岩浆演化过程中的作用。济南辉长岩在地球化学上富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素以及高场强元素;它们具有高放射性成因的Os同位素组成,Sr-Nd同位素组成具有EM1型特征。岩石学和元素地球化学研究表明,该岩体在成岩过程中经历了显著的橄榄岩+辉石+斜长石的分离结晶、岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素特征研究表明,济南辉长岩的母岩浆应该是含水的岩浆体系,且起源于一个古老的富集岩石圈地幔?岩体所具有的高放射性成因的初始Os同位素组成以及呈反相关关系的ε_Nd(t)值和初始Sr同位素比值表明,其母岩浆在深部地壳位置侵位过程中遭受了古老的前寒武纪基性下地壳的混染。     

龙首山地块的归属问题:来自地壳结构和中—新元古代地层的证据

为了弄清楚龙首山地块的归属问题,对龙首山地块地壳结构和地层特征进行研究,发现龙首山地块具有由结晶基底和沉积盖层组成的双层地壳结构。该地块结晶基底由龙首山群组成,龙首山群岩性主要为一套条带状、眼球状混合岩夹斜长角闪岩、花岗质片麻岩、黑云斜长片麻岩等,普遍经历了角闪岩相区域变质作用。龙首山地块缺失长城系、青白口系和南华系,下部沉积盖层由蓟县系墩子沟群和震旦系顶部的烧火筒沟组构成。墩子沟群经历了埋藏变质作用,粉砂岩具千枚状构造,砂岩有一定程度的重结晶,地层层理保存完整。烧火筒沟组上部为含砾千枚岩、粉砂质千枚岩,下部为冰碛砾岩,冰碛砾岩总与寒武系含磷层相伴出现。地壳整体结构与华北克拉通基本特征相同,而扬子克拉通具有结晶基底、褶皱基底和沉积盖层3层地壳结构,与华北克拉通和龙首山地块迥异。因此,龙首山地块应归属于华北克拉通。     

华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳的幕式生长与多期改造:岩石学、年代学和Hf同位素证据

早前寒武纪被认为是大陆地壳形成的重要时期。华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳岩石主要以变质基底(五河变质杂岩)和中生代闪长/二长闪长质斑岩中包体形式存在,它们为研究该地区前寒武纪下地壳的形成和演化提供了极好的天然实验室。近期的变质岩石学、岩石地球化学、Hf同位素及锆石U-Pb年代学研究表明:该区前寒武纪下地壳经历了幕式地壳生长与多期改造。强烈的构造-热事件和变质改造时间集中于2.5～2.6、2.1、1.8～1.9 Ga以及390、176 Ma。其中,形成于2.5～2.6 Ga的下地壳岩石,一部分经历了2.1 Ga和(或)1.8～1.9 Ga高压麻粒岩相变质作用以及390、176 Ma的变质改造,类似于形成于2.1 Ga并经历了1.8 Ga高压麻粒岩相变质作用的岛弧成因的下地壳岩石,表现为高放射成因Pb同位素组成; 另一部分岩石则形成于2.55～2.64 Ga,可能因处于下地壳上部而仅遭受了2.48～2.49 Ga麻粒岩相变质作用,但没有2.1 Ga和(或)1.8～1.9 Ga变质叠加的岩石学和年代学记录,表现为典型前寒武纪下地壳岩石特点的低放射成因Pb同位素组成。2.7～2.8 Ga的继承锆石U-Pb年龄和锆石Hf模式年龄暗示研究区可能还存在更早的地壳生长时期,但尚需进一步研究。     

华北克拉通金矿床区域成矿差异性分析

华北克拉通金成矿具区域差异性。这种差异性主要表现为时间上的阶段性或多期性,空间上的不均匀性和局部集中性。在空间上,金矿主要集中分布于胶东、鲁西、小秦岭、熊耳山、冀东、辽西、辽东及吉林南部等地区。元素组合上,华北克拉通北缘为强烈的金钼铜矿化,南缘发育金钼矿化,而东缘则以金矿化为特征;早期为金钼铅锌矿,到主期为金矿,晚期为金银组合。华北克拉通金矿的成矿时代以早白垩世为主,次为中—晚三叠世,少量为侏罗纪,其中小秦岭、熊耳山、太行山地区金矿的成矿年龄总体稍大于胶东金矿年龄,冀东的金厂峪、峪耳崖和牛心山等几个大中型金矿形成于三叠纪—侏罗纪,辽东地区白云、猫岭等金矿的成矿时代为三叠纪—侏罗纪。由此可见,华北克拉通金矿的成矿时代除大体具一致性外,成矿时代差异性也是一大特征。华北克拉通金矿分布的差异性主要受区域及周边地质体的构造演化及其相互作用、矿区变质岩基底遭受后期热液蚀变和金活化迁移作用、中生代岩浆活动等因素控制。中侏罗世及其以前,华北克拉通的构造演化主要受中亚造山带和秦岭—大别造山带的影响,在华北克拉通北缘发生了挤压到伸展作用的转变,局部出现地幔上隆与岩石圈减薄,沿EW向发育了一系列三叠纪—早侏罗世岩浆活动,甚至出现碱性岩,同时形成了一系列金钼铜矿床和金矿床。这也是华北克拉通形成后在北缘遭受的首次克拉通破坏与金矿成矿事件。在白垩纪及其以后,华北克拉通地质演化主要受古太平洋板块活动的引领,华北克拉通遭受大规模岩石圈减薄和破坏,由此引发金矿的更大规模成矿作用。金矿区变质岩围岩能否提供成矿物质,并不完全取决于Au含量,而是决定于是否发生一种或多种地质作用,能够把岩石中的金活化和萃取出来,同时被热液搬运,并在合适的构造环境下富集。花岗岩类和中基性岩脉对金矿的影响主要是“热机”的作用,是成矿热液(岩浆热液)的提供源,也是部分矿质的可能来源。     

吉林通化地区光华岩群斜长角闪岩变质作用特征及其构造意义

位于华北板块北缘的吉林通化地区光华岩群双庙岩组地层中存在一套斜长角闪岩,其是构成前寒武纪变质基底的主要变质岩之一。该斜长角闪岩的原岩主要为亚碱性玄武岩,可能形成于岛弧构造环境。该斜长角闪岩共经历了3个阶段变质作用,分别为进变质阶段、峰期变质阶段、退变质阶段。进变质阶段矿物组合为石榴石₁+普通角闪石₁+斜长石₁(An牌号为13~16)+石英（Gt₁+Hbl₁+Pl₁+Q）,温度和压力范围分别为544 ℃~555 ℃和4.7~5.2 kbar;峰期变质阶段矿物组合为石榴石₂+普通角闪石₂+ 斜长石₂(An牌号为28~31)+钛铁矿₂+黑云母₂+石英（Gt₂+Hbl₂+Pl₂+Ilm₂+Bt₂+Q）,温度和压力范围分别为655 ℃~673 ℃和8.1~8.8 kbar;退变质阶段矿物组合为石榴石₃+绿泥石+直闪石+普通角闪石₃+黑云母₃+钛铁矿₃+斜长石₃(Au牌号为16~18)+石英（Gt₃+Chl+Ath+Hbl₃+Bt₃+Ilm₃+Pl₃+Q）,温度和压力范围分别为546 ℃~557 ℃和7.9~8.3 kbar。斜长角闪岩的变质演化过程呈现为近等压冷却(IBC)型的逆时针变质作用压力（P）-温度（T）轨迹。该地区经历了从太古宙—古元古代原大洋→碰撞造山→造山后拉伸→岩浆底侵作用的构造演化过程。