特提斯喜马拉雅带内雅拉香波地区首次发现白垩纪的变质基性岩。为进一步探讨雅拉香波变质基性岩的岩石成因、岩浆源区以及其经历的变质过程,本文报道了雅拉香波变质基性岩及斜长角闪岩岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及电子探针成分数据。研究表明,雅拉香波变质基性岩锆石U-Pb等时线年龄为(127.97±0.47) Ma,形成于早白垩世。变质基性岩可分为弱变形(组1)和强变形(组2)两种类型。组1具有较低含量的SiO₂(41.82%~48.23%)、Na₂O(0.48%~3.06%)、K₂O(0.05%~0.12%),相对较高含量的Al₂O₃(11.31%~13.88%)、CaO(8.87%~15.36%)、MgO(4.62%~7.47%);相比于组1,组2的Al₂O₃含量(19.65%、22.46%)明显升高,MgO含量(3.26%、3.5%)降低,其他元素含量差异不大。斜长角闪岩的SiO₂含量为47.41%~48.53%,Na₂O(3.41%~3.84%)、K₂O(0.56%~0.6%)含量低,具有较高的Al₂O₃(13.98%~14.24%)、CaO(10.88%~11.40%)、MgO(6.12%~6.15%)含量。变质基性岩和斜长角闪岩均属于玄武岩,具有洋中脊玄武岩(MORB)的性质。组1和斜长角闪岩显示出平缓的稀土元素配分形式,与正常型洋中脊玄武岩(N-MORB)非常类似,而组2则具有富集型洋中脊玄武岩(E-MORB)的特征;地壳组分对变质基性岩的贡献很小,而斜长角闪岩表现出明显的壳源物质混染特征。雅拉香波变质基性岩为一退变质演化过程,经历了石榴子石相变质作用阶段及绿帘角闪岩相变质作用阶段。变质基性岩同时具有N-MORB和E-MORB的特征,在地球化学性质上可以与Comei大火成岩省内已报道的基性岩进行很好地对比,暗示它们具有相似的岩浆源区和地球动力学背景,形成于地幔柱活动条件下与大印度从澳大利亚裂解出来有关的伸展背景。

穿地壳岩浆系统为认识岩浆岩中矿物成因以及矿物间的不平衡关系提供了一个新的切入点,即造岩矿物在固结之前,可能在不同地壳层次的岩浆房内经历过生长、熔蚀或流体改造等过程。如何追踪和梳理不同造岩矿物的演化历史,成为阐明岩浆岩成因的一个关键科学问题。本文以西藏冈底斯弧东段里龙含单斜辉石石英闪长岩和黑云母闪长岩为主要研究对象,对其中主要造岩矿物(单斜辉石、角闪石、黑云母、斜长石等)进行了系统的成因矿物学研究,并构建了穿地壳岩浆系统的组成要素。根据矿物的稀土元素含量和不同矿物之间的接触关系,将含单斜辉石石英闪长岩中的单斜辉石和角闪石分为Ⅰ型单斜辉石(∑REE含量高)、Ⅱ型单斜辉石(∑REE含量低)、ⅠA型角闪石(∑REE含量高)、ⅠB型角闪石(∑REE含量低),将黑云母闪长岩中的角闪石命为Ⅱ型角闪石。经过矿物温压计和水活度计计算获得了相应的结晶温压条件和体系水含量。其中Ⅰ型单斜辉石为:温度1 159~1 175 ℃,压力637~799 MPa,水含量2.5%~3.4%;Ⅱ型单斜辉石为:温度1 180~1 181 ℃,压力482~524 MPa,水含量2.4%~2.8%;ⅠA型角闪石为:温度806~854 ℃,压力320~434 MPa,水含量7.5%~7.9%;ⅠB型角闪石为:温度776~848 ℃,压力196~386 MPa,水含量6.9%~8.6%;Ⅱ型角闪石为:温度783~857 ℃,压力246~327 MPa,水含量6.5%~9.4%。这表明单斜辉石的温度、压力比角闪石高,而水含量比角闪石低,暗示单斜辉石和角闪石来自不同层次的岩浆房。进一步对与单斜辉石平衡的熔体进行了计算,推断至少一部分单斜辉石来自演化的玄武安山质岩浆,而与角闪石对应的平衡熔体Mg^#值较低,对应流纹质岩浆。本研究还对单斜辉石与角闪石“再循环晶”进行了识别,指示整个岩浆过程是在开放岩浆系统中完成的,并经历了不同期次的岩浆补给或混合事件。本研究发现中性岩的母岩浆可以由不同成因的再循环晶与中酸性熔体混合形成。

青城子地区作为辽东半岛重要的金矿集区,其金成矿与中生代岩浆作用关系极为密切。区内广泛发育有与金矿脉密切相关的中生代晚三叠世花岗质岩脉,脉体主要沿NE和EW向断裂构造在224~217 Ma侵位,随后经历了伸展构造作用改造。岩石地球化学分析显示岩脉具有高Sr((362.00~1 296.85)×10^-6)、低Y((4.73~12.30)×10^-6)、低Yb((0.49~1.05)×10^-6),以及较高Sr/Y值(38~118)等高Sr低Yb花岗岩特征,在构造判别图解中多位于同碰撞区域。Sr-Nd同位素组成特征显示岩脉(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值高(0.707 8~0.710 9),ε_Nd(t)值低(-16.34~-15.30),二阶段模式年龄较为古老( {T_{\mathrm{D}\mathrm{M}}}_2=2 323~2 237 Ma),指示其形成于加厚古老下地壳的部分熔融。同时,侵位时间稍晚于岩脉的弟兄山岩体(211 Ma)的地球化学特征指示其形成于后碰撞伸展环境。因此,我们认为区内晚三叠世岩脉可能形成于华北-华南板块陆-陆碰撞末期挤压-伸展转换这一构造背景。青城子地区晚三叠世岩脉与金矿脉在时间、空间及成因上关系密切,二者多平行产出,构造背景相同,部分岩脉即是矿脉。青城子地区金矿主成矿期可能为晚三叠世,在早白垩世构造-岩浆作用的改造下矿化再富集,具多期矿化的特征,区域内成群发育的晚三叠世岩脉可作为重要的找矿标志。

香港世界地质公园东平洲平洲组由于缺乏地质年代学数据,其时代归属一直存在较大争议。在该组中段下部新发现火山岩夹层,经薄片鉴定为流纹质玻屑凝灰岩,进行锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究,并在此基础上探讨其岩石成因和构造意义。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明平洲组火山岩形成于早白垩世。地球化学数据显示,流纹质玻屑凝灰岩全碱含量较高(w(Na₂O+K₂O)=5.58%~9.45%),轻稀土元素分馏明显,轻稀土富集,重稀土亏损,Eu的负异常明显;微量元素呈现Rb、Ba等大离子亲石元素相对富集,高场强元素Th、U、Pb、Zr等相对富集,Sr强烈亏损,Ta、Nb相对亏损的特征。表明研究区平洲组火山岩是由大陆地壳的深熔作用形成,形成于太平洋板块俯冲引起的弧后伸展环境,是香港早白垩世火山活动最后阶段的产物,与我国东南沿海早白垩世大规模岩石圈伸展减薄和岩浆作用有关。本文的岩石地球化学和同位素年代学数据为东平洲平洲组的最新资料,为我国东南部早白垩世火山活动和构造演化提供了新的年代数据。

二连盆地是中国北方重要的油气基地、煤炭基地和铀矿床富集区。基底花岗岩是盆地重要的含铀岩系沉积物源和铀源,以及重要的油气储层。然而,至今对二连盆地基底花岗岩的形成年代、成岩后剥蚀抬升历史及其与盆地构造演化关系的认识仍然比较薄弱。本文以吉尔嘎朗图凹陷南部地区钻井揭露的基底花岗岩为研究对象,通过锆石U-Pb年龄分析、锆石和磷灰石裂变径迹年龄分析,结合盆地地层和构造演化历史,对吉尔嘎朗图凹陷南部基底花岗岩的形成和演化进行了系统研究。研究结果表明,凹陷南部地区基底花岗岩成岩时代为早侏罗世(约175 Ma),成岩后经历了晚侏罗世( (154±7) Ma、(146±7) Ma)和早白垩世中晚期( (114±8) Ma)两期冷却事件。本文认为早侏罗世花岗岩的形成与蒙古—鄂霍茨克洋板块南向俯冲有关,成岩后的两期冷却事件记录了二连盆地经历的两期挤压构造作用,其中晚侏罗世冷却事件可能与蒙古—鄂霍茨克洋的关闭有关,早白垩世中晚期的冷却事件可能与亚洲大陆东缘发生的陆-陆碰撞事件有关。

沂沭断裂带是华北克拉通东部的重要断裂带,历史上发生过8¹/₂级强震,区域速度模型研究可以提升地震震动图精度以及地震烈度速报的准确性,有助于防御未来的巨震,降低震害损失。本文搜集了沂沭断裂带及其邻近区域2008—2020年的数字地震波数据,经过数据降丛集化、走时数据正态分布筛选等处理得到了地震事件震中参数和走时震相数据。基于FMTOMO方法,反演得到了沂沭断裂带地壳三维速度结构。反演结果显示,在近地表地层,速度分布特征与地表地质构造单元存在密切联系,褶皱带和基岩出露区域常常呈现高速速度分布,含较厚土层的凹陷或海域区域则一般呈现低速速度分布;在中地壳地层,速度分布特征与地震活动性有密切的联系,地震震中往往密集分布于高速和低速的过渡区域。在莫霍面深度,沂沭带的速度分布呈现了分段性差异特征,且两侧的速度分布存在差异。这可能意味着断裂带深达地幔的现象。且在沂沭带中南段区域,存在高速速度分布特征,这可能与区域地幔物质上涌有关,也可能构成强震的孕震背景。郯城区域从地表至地幔顶部均显示高速速度异常,该区域会积累高应力,可能发生8级以上地震,推测其复发周期应该很长。