聚敛边缘的成矿演化

聚敛边缘岛弧的成矿型式与弧壳的厚度及其岩石演化有关,其本身受岛弧岩石平均硅氧含量和弧壳平均厚度之间的正相关关系影响。一般来说,较厚地壳区的锡、汞、锑和氟含量极高。虽然矿床的组成主要受深部地壳和地幔特征的控制,但许多矿床的实际形状和类型,却受控于上地壳特征,特别是碳酸盐和硅酸盐围岩的相对丰度。浅成热液贵金属矿床通常与陆地、硅质火山作用有关,一般形成于岛弧演化的较晚期。如果岛弧火山作用过早中止,那么这类矿床就不存在,或者如果增厚的或热的洋壳的俯冲作用造成岛弧上部剧烈隆起及随后发生侵蚀,那么这类矿床就会被剥蚀而消失。同样,交代石灰岩的筒状-层状铅-锌-银矿床往往只赋存于有大面积厚的石灰岩单元的地体中,它们通常形成于浅水陆架环境。对聚敛边缘有些重要类型的矿床仍是知之甚少。原始海洋火山弧中的酸性硫酸盐矿床伴随形成于岛弧演化早期阶段的双峰火山岩套出现。虽然碱性斑岩铜矿的形成似乎更远离海沟,形成于斜俯冲期或岛弧回返期,但是它与钙-碱性斑岩铜矿密切相关(通常在同一火山岛弧中)。块状氧化铁矿床和相关的贱、贵金属矿化与岛弧演化后期形成的硅质岩浆有很大关系。除构造和岩石特征外,成矿型式还可反映出全球挤压机理,最主要的是全球海水缺氧性和板块重组。全球海水缺氧形成了缺氧底部水补给下伏含水层的深水环境,它有利于沉积喷气矿化,并能引起地下成矿作用。板块重组在上地壳造成拉伸环境和因早期俯冲板块而变化的洋壳有利于部分熔融的条件下,可引起成矿作用。     

大洋钻探计划在日本海钻探的新成果

“大洋钻探计划”(ODP)第128航次是探索日本海历史的两个航次中的第二航次,它专门研究西太平洋众多的弧后盆地。这两个航次的共同目的是评价大陆弧环境中的断裂系和边缘海的形式,并了解该海区的古海洋演化史。第127航次在1989年夏季钻探了四个盆地(794—797站位)(见《Geotimes》,1989,No.12.p.19—21报道),第128航次于同年初秋钻探了两个主要构造     

在拉乌弧后硫化物中发现金

金的高度富集和含明金的相已在Valu Fa洋脊中心的硫化物中发现。该扩张中心位于西南太平洋汤加海槽西部的拉乌弧后盆地。据联邦德国亚琛技术大学的Peter Herzig和加拿大地质调查所的Mark D.Hannington,相信这是第一次知道在海底活动火山口硫化物中存在明金。样品是在1989年4月17日—5月10日的拉乌区海上巡航时采集到的(参看Eos,p.678,1990.5.10),这次巡     

俯冲缝合线向大陆板块方向快速后退过程中蛇绿岩的生成和侵位作用

在如何认识许多蛇绿岩的成因和意义方面,一个悬而未决的问题就是岛弧蛇绿岩的地球化学特征和强烈的地壳扩张构造特点是否相吻合。本文提出了一个假说,认为蛇绿岩的特征与蛇绿岩侵位的运动学过程有关。蛇绿岩的侵位,尤其是在被动大陆边缘上的侵位,很可能是由于洋内俯冲作用造成俯冲板块向大陆外侧方向倾斜,蛇绿岩就是俯冲带的上盘。如果大陆板块与俯冲岛弧后面的板块具运动学联系,在大陆和弧后大洋板块处于相对静止状态的特定条件下,表壳俯冲带的扩张将使俯冲缝合线以一定的俯冲速度后退。因此,在蛇绿岩产生的岛弧构造岩石环境中,由蛇绿岩侵位于大陆边缘上时板块形态所限定的强热扩张作用将会产生具独特构造和地球化学特征的蛇绿岩。含大陆板块和弧后板块之间的这种运动学联系可能是因为它们本身就是一个大板块,或是两个大板块,但它们的运动与蛇绿岩微板块插入以及大陆之下的粘性拖曳无关。     

澳大利亚——斑达岛弧碰撞力学

在澳大利亚大陆北缘与松巴—塞拉姆的斑达岛弧之间正在积极地碰撞。在松巴岛以西,印度洋板块正在向大洋俯冲系中东南亚南缘之下的爪哇海沟中俯冲下去,伴随有洋底增生杂岩和弧前盆地,其后侧是积极活动的火山弧.松巴做大陆岛是弧前盆地的异常特征。在松巴岛西南澳大利亚边缘沉积开始进入俯冲系的部位,变形前峰带向南隆起,增生杂岩升出海平面。此处的弧前盆地宽达400km,但向东却减小到150km,这是因为澳大利亚大陆架的前进而使变形前峰带向北推进了。在帝汶海槽中,达到中侏罗纪破裂不整合面的澳大利亚边缘沉积上升隆起并向南逆冲,形成了一系列向帝汶南岸的海脊。增生的澳大利亚沉积出露于Kolbano地     

大洋钻探计划

大洋钻探计划(ODP)目前已完成了为期四年的,第一阶段24个航次的科学大洋钻探。ODP遵照“乔迪斯”(JOIDES)——“地球深部取样联合海洋研究所”的指示,在北大西洋、中大西洋、东太平洋和印度洋,其中包括南极东、西两侧的高纬度海区,对若干重要问题作了研究。 ODP的任务是更多了解:1.被动大陆边缘和活动大陆边缘的构造演化;2.洋壳的生成和演化;3.海洋沉积层序的形成和演化;4.大气圈、大洋、永冻圈、生物圈、地磁场等长期变化的原因。1988年的119—124航次集中研究大洋环流史、全球气候史、板块内构造、热点、被动大陆边缘和活动大陆边缘过程。“乔迪斯·决心者”(JOIDES Resolution)号在119航次(1987年12月—1988年2月)中,在     

国际地质对比计划新批准的12项科研项目

256项蛇绿岩成因与大洋岩石圈演化(1988-1992)项目负责人:L.Beccalura.该项目将确定蛇绿岩在不同大洋背景,特别是在岛弧与弧后盆地中的地位.并将从不同的岩石学特征以及成因方面对蛇绿岩的"形态学"作出评论,并将提出边缘盆地及其它大洋环境中大洋增生模式.     

北智利弧前构造与新生代板块运动学

智利北部大陆弧前区遭受了同时性的伸展和挤压作用。本文介绍了穿过弧前区建立的横剖面,这些剖面揭示,自最初的缩短作用以来,在两个构造性质不同的地区发生弧前的变形作用。这两个地区即内弧前和外弧前地区由应变不连续的阿塔卡马断层系和构造上处于中性的中央坳陷所分开。外弧前带,即海岸科迪勒拉山,表现为伸展构造,保存有大的(高达300m)正断层崖。这些断层切割了曾使海岸侏罗系岩石升至其区域高程之上的早期逆冲断层。在萨拉尔格兰德,这些正断层重新活动,使第四纪盐沉积变位。这种基底断层的重新活动,可能起因于具有异常厚度的大洋地壳的俯冲作用,导致外弧前带中产生重力均衡的不平衡。在内弧前带,从穿过Medio山和Domeyko科迪勒拉山的横剖面上可以看到,前科迪勒拉山的构造可以用厚皮逆冲断层系进行最好地说明,局部发育受蒸发岩滑脱层控制的薄皮构造。现今弧前区的变形特征说明俯冲带几何学与弧前区构造之间具有很强的相关关系。新生代构造作用的时间也与已建立的板块运动参量很好地配套,而且,整个新生代时期弧前区的应力状态在空间上和时间上的变化,显示出与俯冲的纳兹卡板块的运动学和形态有着紧密联系。     

高加索现代构造中特提斯地区地体、欧亚板块地体及冈瓦纳大陆地体的镶嵌结构

高加索板块内褶皱的火山机构是由若干个古生代至新生代增生到欧洲大陆边缘的地体构成的。沉积相、生物古地理分析、岩浆演化类型和古地磁资料表明,他们分别隶属于欧洲板块、特提斯区和冈瓦纳大陆。但仍有些地体来源不明。海西运动在这些保存完好的增生事件中,年代最老。在中石炭世,辽阔的北特提斯占生代岛弧体系的一部分——大高加索复式地体与欧洲地台相撞,使东欧大陆斜坡和陆隆沉积(志留系至石炭系燧石、泥质岩和浊积岩)变质和变形。由此而产生的逆掩褶皱带(前高加索岩系)成为年青的赛特期(Scythian)地台的基底。其上覆为上古生界至     

岛弧裂谷化作用机制

一般认为,日本海的扩张是典型弧后海盆扩张的一个实例,日本西南部以顺时针方向转动50°,从中国和朝鲜半岛漂移了600km。如此大规模地壳块的漂移,只要是海沟轴不固定,就可能发生自由后退,然而,现实果真如此吗? 近年来逐渐明朗化的一个有趣的现象是由岛弧裂谷化作用引起的弧后扩张导致了前弧的缩短(譬如,意大利蒂勒尼安弧后海盆与亚平宁前弧海盆组合),即弧后的扩张不一定使前弧也主动后退,而弧后的伸展在一定程度上被前弧的缩短所抵消。最近,关于为什么发生这种过程的问题,取得了一种计算结果,该结果     

威尔士盆地古生代层序地层学

本文根据地层露头记录的“岩石保存曲线”对威尔士盆地中不整合发生的时间及其分布范围进行了研究。盆地内有四个区域性不整合面,分别在晚前寒武纪、晚特马豆克期、早阿什极尔期和中泥盆世。四个不整合面划分出三个大层序(megasequence),分别相当于新建立的岩石地层单元Dyfed超群、Gwynedd超群和Powys超群。分布稍局限的不整合面进一步划分出18个分层序(component sequence)。大部分层序界线反映的是一种构造的或火山构造活动性而不是纯海平面变化。这些大层序界线分别代表晚前寒武纪至早寒武世裂谷作用开始至被动边缘形成、特马豆克期弧内盆地沉降开始至弧后扩张、晚卡拉道克期沉降结束、早泥盆世晚期碰撞变形。这些大层序与控制性事件暂时可与阿瓦龙边缘的其它盆地对比。本文的研究表明,层序分析同样适用于缺乏钻井和地震资料的向岸盆地,而层序地层学的全球海平面升降解释仅部分适用于主动的边缘盆地。     

中国新生代地壳裂谷系的演化

新生代期间,太平洋板块的运动方向由北北西转为北西西,俯冲带更向东移,中国东部的构造环境发生了显著变化。弧后盆地开裂又被充填。在亚洲板块与向西运动的菲律宾海和与太平洋板块相互作用的广阔构造体制下,发生了中国东部的裂谷作用。裂谷作用可以分为早第三纪裂谷作用和晚第三纪—第四纪裂谷作用两期。在中国西部,尤其是在青藏高原,裂谷作用是在会聚板块运动占主导的造山环境下产生的,并与陆内大型走滑断层相关。于是,中国东部可以划分出11个裂谷,中国西部可以划分出四个裂谷。控制中国东部地壳裂谷系形成的关键因素是先存构造要素的相互力学作用,构造环境和应力场的     

东亚前寒武纪地壳演化的主要趋势

东亚前武纪构造记录了30亿年大陆地壳的演化,它含有一些独待的、不同阵列的构造过程。本文目的是简单评述地壳演化主要趋势的某些关键方面.在东亚存在五个前寒武纪区,它们是: 1.西伯利亚和苏联远东区; 2.蒙古—中国东北区; 3.华北—朝鲜区; 4.华南区; 5.东南亚—中国东南区。每一个前寒武纪区可能由一个或更多个稳定地台或克拉通组成。前寒武纪岩石的分布特征表明,现代大陆地区的2/3以上是在前寒武纪形成。前寒武纪地壳演化经历了三个不同的大阶段,它们是太古代、早元古代和中、晚元古代。每一个大陆阶段都以特殊构造样式和特定岩石组合特征为标志,它反映了岩石圈     

巴基斯坦北部Kohistan岛弧内变辉长岩中的冠状体和高压岩脉——降温期间地壳加厚的证据

喜马拉雅地区西北部东西走向的Kohistan地体,是夹持于两个碰撞板块即喀喇昆仑(Karakoram)板块(即亚洲板块)与印度板块之间三明治式的岩浆弧。Kohistan岩浆弧南部,主要是早石炭纪火山岩和深成侵入岩变成的斜长角闪岩。斜长角闪岩中的残留体辉长岩显示钙碱性特征,矿物学特征类似于报道过的现代和古代岛弧内的低压深成侵入岩类。最大的残留辉长岩体产于Khwaza Khela附近斜长角闪岩带南缘,总体近圆形,长约1km,由堆积辉长岩和相关岩石组成,它们记录了地壳加厚和降温过程。由橄榄石和钙长石反应形成的冠状体,有斜方辉石+单斜辉石+Mg-Fe~(2+)-Al尖晶石土钙镁角闪石,形成温度约800℃,压力(5.5—7.5)×10~8Pa。这种热动力构造事件是区域性的,可能还与约85Ma时(甚至更早)喀喇昆仑板块逆冲于Kohistan岩浆弧上的事件有关。后来辉长岩局部被含有高压矿物组合(石榴石、蓝晶石、黝帘石、钠云母、更长石、方解石、方柱石和石英土绿泥石土刚玉土透辉石)的岩脉所穿插。该矿物组合生成温度为510℃—600℃,压力(10—12)×10~8Pa,说明了三叠纪时地壳隆升之前曾有过进一步的加厚和降温过程。本文列出了矿物电子探针分析数据,讨论了辉长岩中岩脉和冠状体矿物组合的构造意义。     

内蒙古达青牧场岩体岩石地球化学特征与构造环境

研究区位于西伯利亚板块与华北板块大陆边缘增生和碰撞过渡区以及古亚洲洋构造域与古太平洋构造域叠加转换的关键部位,区内岩浆岩分布广泛。文章通过对达青牧场岩体地球化学分析,结合区域地质背景,应用岩石化学方法,通过主量元素、微量元素和稀土元素的含量分析,得出一些经典图解确定岩体构造背景。主量元素分析表明岩体基性岩浆和酸性岩浆之间有过较强的物质交换,指示岩浆混合作用的存在。岩体正长花岗岩3个样品具高Si,富Al和Na,低Ca、Mg和Fe2O3,K2O/Na2O值大于1,A/CNK值为1.34-1.49;轻重稀土元素分馏强烈,轻稀土富集,重稀土亏损,Eu异常明显,表明为偏铝质的高钾钙碱性A型花岗岩。在微量元素相关判别图中,达青牧场岩体基本落入火山弧花岗岩(VAG)和同碰撞花岗岩(Syn-Colg)范围,总体表现为与碰撞有关的岛弧花岗岩,反映出花岗岩形成于俯冲带的构造环境。     

俯冲带火山活动的氧和锶同位素研究——以Volcano岛弧和Mariana岛弧为例

为了确定岩浆的来源,我们分析了大洋区内的Mariana和Volcano岛弧近代新鲜火山岩的O和Sr同位素组成.为了比较,也分析了Mariana-Volcano岛弧外围地区的非岛弧新鲜火山岩和一些深海钻探计划沉积物(DSDP sediments).岛弧间熔岩的氧同位索比值显示出较小幅度的变化,这种变化无法完全用分离结晶作用来解释,但其锶同位素组成具显著的均一性(Mariana为0.70332-0.70394).为了解释观察到的同位素特征,我们考虑了三种模式:(1)MORB型地幔与(a)俯冲沉积物,(b)俯冲洋壳(不包括沉积物)的总体混合熔融;(2)沉积物衍生的流体与洋岛型或热点型地幔所组成的混合物的熔融.其中最后一种模式对已得资料吻合得最好.最后的结论是,需要有少许不等量的沉积物衍生流体(≤1%)来解释观察到的岛间氧同位素变异特征,这个观点与其它同行们应用不同的同位素和微量元素方法所得出的结论一致.Mariana-Volcano岛弧岩浆的形成过程中只有很少量的沉积物卷入,Mariana熔岩的源区在同位素方面与热点玄武岩没有什么差别.     

地质时代的沉积作用和成矿作用——再循环论前景

板块构造学的维护者要求构造演化遵循地幔→洋壳→火山岛弧→造山带→克拉通(包括它的非沉积基底)序列来进行。当物质循着这个链运动时,它就经历了递进的分离和提纯。例如,产生在地幔中的溶浆形成洋壳,后者再大部分转回地幔,余者则增附到继承构造域即岛弧上。这个形式再继续沿地幔→克拉通序列演化。其结果,每个构造域都被包括在连续的生成/毁灭(“生”/“死”)循环中,由于随着过程的进行每单位时间物质量减少这一必然性,再循环的速度减慢。上面这个分类法可用来定量处理,它与生命体系中的群体动态(thepopulations dynamics)是相似的。对于给定种群(在此为构造域)的“生/死”循环,把一个内在的年代结构(age structure)加到构造域的构造单元(岩石)上。递进升老单元(progressively oldunits)的比率通常呈指数方减小,这个衰减比率与     

加拿大不列颠哥伦比亚省内斑岩铜-钼矿床的成因及其构造模式

不列颠哥伦比亚省的矿床成因研究是根据1200多个矿床的资料进行的.这些资料包括所记录的金属与金属矿物、沉积岩与火山母岩的年龄和岩性以及任何有关的花岗岩类侵入体的性质.对这些资料的分析确定了斑岩矿床金属的双峰态来源.铜、钼源于原生花岗岩类熔融体,铜/钼比值则反映了此熔融体的成分.铅、锌、银、金产于斑岩侵入体周围的脉中,这些脉的金属含量受脉围岩的岩性控制.岩百学的制约意味着花岗岩类主要是深源地壳熔融成因.这样,我们就运用斑岩的分布与各不相金属比值来确定地壳深部构造图,因此就构成了构造模式.两个主要的火山-深成弧(海岸的:侏罗纪-早第三纪;Takla:三叠纪)产于两个俯冲带上.伴生底板的深熔作用产出了含铜斑岩.山间带的铜-钼斑岩是由混合火山岩、火山碎屑岩及碎屑沉积岩的深熔作用而产生的.这些岩石是在侏罗纪时期沉积于由两个岩浆弧圈闭的洋壳碎片上的.     

海洋钻探计划:8年实施的科学和技术要点

据JDIDES决定,海洋钻探计划的科学钻井船已穿越大西洋、东和西太平洋、印度洋,并通过地中海、加勒比海、Weddle海、Sulu海、Celebes海、菲律宾海、日本海和Coral海,由国际地质科学组织寻找解释重要科学问题的答案.海洋组织提出的目标包括调查全球环境的变化;地幔与地壳相互作用;地壳中液态对流和全球地球化学平衡;岩石圈中应力和应变及其演化进程等.ODP现在已经完成了42个国际考察,进行了7年多的科学海洋钻探,这支考察船考察了250个地点,耗费了70000多米材料和1000多根船舷.科学家们从海洋组织中获得400000件岩心标本,带回各自研究机构以便进一步研究.此外,考察船还在北极圈的北部和南极圈的南部进行了高纬度操作试验.从ODP钻探中获得的主要科学成果包括:     

地质学家探测加拿大西部克拉通

前寒武纪克拉通保存了陆地演化过程的重要线索。然而,目前对显生宙沉积物之下的广大克拉通地区尚未进行过科学探测。加拿大岩石圈探测工程艾伯塔基底断面项目(ABT)的地质学家们正在研究加拿大西部富含石油的沉积盆地(WCSB)的演化。他们通过多种技术手段来分析沉积盆地内的特征,并解释下部前寒武纪地壳和上地幔的成因。这项工作提供了北美克拉通重要的未知部分的新看法。地震波反射测量揭示了由古老侵蚀山带组成的年代为1.8Ga 以上的加拿大西部克拉通构造。同期进行的大地电磁研究得到了地幔电性结构图象,这种结构首次证实了地幔的结构与地壳变化相关,例如岩石圈地幔随俯冲作用发生的化学变化。穿越沉积盆地2000多公里的区域地震反射网络使我们可通过显生宙期间克拉通激活的古地震记录来研究加拿大500 Ma 的沉积历史。获得的结果可望对前寒武纪大陆构成、地幔岩石圈的发展以及大陆内部的演化有更好的了解。