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天山造山带岩浆作用研究主要成果
2007-07-17 11:08:22  作者:李向民  来源:  浏览次数:0   文字大小:【】【】【

     夏林圻,男,1942 年1月 3 日出生,南京市人,中共党员,博士生导师,研究员。1984年1月6日在法国南巴黎大学(巴黎十一大)获博士学位。从事地质科研工作四十余年,在超基性岩及有关铬铁矿床成因和预测、区域海相火山岩石学及有关块状硫化物矿床成因和预测、大陆造山带构造-岩浆演化及其地球动力学,以及以岩浆包裹体研究为支柱的火山岩浆学等研究领域取得显著成就。先后完成科研报告25份,出版专著9部译著2部,发表论文125篇。1986年以来,先后获得候德封奖;李四光地质科学奖;国家计委、国家科委和财政部联合颁发的国家'八五'科技攻关重大成果奖;陕西省科学技术一等奖;地矿部科技成果二等奖;地矿部科技成果二等奖;地矿部科技成果三等奖三项。国务院政府特殊津贴获得者,国家人事部 "有突出贡献的中青年专家"。地质矿产部"八五"科学技术工作先进个人称号;教育部科技成果奖一等奖;国家自然科学奖二等奖。2000年获西安市劳动模范称号;2002年获陕西省劳动模范称号。

     以夏林圻研究员为核心的“火山岩浆作用与成矿”团体,自2001年以来从事“天山造山带岩浆作用研究”,所取得的主要成果有:

     (1)建立了天山造山带构造—岩浆演化格架:新元古代早期的格林威尔(Grenville)碰撞造山事件,使得包括西伯利亚、中朝、华南、塔里木、卡拉库姆、中天山在内的亚洲诸陆块汇聚拼接成为Rodinia超级联合大陆的组成部分;南华纪至早寒武世全球规模的裂谷火山事件导致Rodinia超大陆裂解,它对于包括古亚洲洋域体系在内的劳亚大洋体系的形成具有重要的约束作用;从早古生代初期至泥盆纪,天山古生代洋盆体系在经历了十分复杂的形成→扩张→消减→闭合→碰撞过程,并伴随有醒目的沟-弧-盆系岩浆活动之后,于晚泥盆世―早石炭世初期闭合;自石炭纪至二叠纪早期,由于古特提斯构造动力学体系的叠加复合,深部地幔柱上涌,导致包括天山造山带在内的中亚地区在古生代洋盆闭合后又经历了一次极为强烈的大火成岩省事件和大规模成矿活动,自中-晚二叠世始,天山及其邻区才进入到具有真正意义的陆内地壳演化过程;至中-新生代之交,随着特提斯洋域体系的消减-闭合,印度地块向北漂移与亚洲大陆挤压碰撞,导致形成喜马拉雅碰撞造山带和青藏高原不断隆升,相应产生包括天山在内的中国西部和中亚的新生代复活山系。

     (2)提出新元古代中-晚期(南华纪-震旦纪)—早寒武世早期大陆裂谷火山活动是古亚洲洋开启的前兆:天山造山带及其两侧的诸多前寒武纪地块和微地块(塔里木地块、塞里木微地块、那拉提微地块、阿克乔喀微地块、阿克苏—柯坪微地块、巴仑台微地块、库鲁克塔格微地块和卡瓦布拉克微地块)上稳定地分布有新元古界和寒武系地层,在下寒武统地层的底部,恒定地发育有一套含磷岩层;在震旦系和南华系地层中存在2~3层大致可以对比的冰成岩或冰碛岩)表明,这些前寒武纪地块和微地块,在新元古代中–晚期,应当是一个统一的超级联合古陆—Rodinia超大陆的组成部分;在这些前寒武纪微地块上的南华系、震旦系和下寒武统地层中分布有新元古代中-晚期—早寒武世早期大陆裂谷火山岩系,新元古代中期—早寒武世大陆裂谷火山活动乃是古生代劳亚大洋开启的前兆。

     3)通过天山及邻区蛇绿岩和蛇绿混杂岩对比研究重塑天山古生代洋盆形成–消亡过程:天山古生代洋盆分布于古亚洲洋域体系的中部,它又被哈萨克斯坦–伊犁–中天山古陆块分割成为北部斋桑–准噶尔–北天山和南部乌拉尔–南天山等两个分支洋盆。已知最老蛇绿岩较为可靠的定年数据(503–523 Ma)和南华纪—早寒武世裂谷火山岩系的最晚时代,早寒武世应为天山古生代洋盆开启时限的下限;唐巴勒蛇绿混杂岩的年龄信息(蓝闪石的40Ar—39Ar坪年龄为458—470Ma)和中天山北缘的干沟—乌斯特沟蛇绿混杂岩被含笔石化石的下志留统不整合覆盖等揭示,斋桑–准噶尔–北天山分支洋盆自奥陶纪已开始消减,而东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩为上泥盆统克拉安库都组不整合覆盖,暗示该分支洋盆可能在中泥盆世已经闭合;哈萨克斯坦–伊犁–中天山陆块南缘的蛇绿混杂岩带所保存的年龄信息(350—410Ma),指示乌拉尔–南天山分支洋盆的消减时代应为晚志留世–泥盆纪,乌拉尔–南天山分支洋盆在向南俯冲-消减过程中,形成了一个完整的“沟(中天山南缘古海俯冲杂岩带)—弧(巴音布鲁克岛弧)—盆(库勒湖弧后盆地)体系”;天山及邻区广泛发育石炭纪—早二叠世大陆裂谷火山岩系,以及早石炭世裂谷火山岩系与下伏前石炭纪地层之间普遍呈角度不整合接触,是天山古生代洋盆闭合时限的上限。

     (4)首次提出和查明天山及其相邻地区广泛分布的石炭纪—早二叠世火山岩系为大陆裂谷火山岩系,它们与同时代产出的层状基性-超基性侵入体和花岗岩构成了一个大火成岩省—“天山(中亚)大火成岩省”,起源于地幔柱,可能是古特提斯拉伸裂解作用的深部地球动力学在中亚地区的地表响应:天山及相邻地区的古生代洋盆(即古亚洲洋)在早石炭世时已经消减闭合,自早石炭世开始,整个天山造山带及其相邻地区又进入到了一个新的地质历史演化阶段—即“造山后陆内裂谷拉伸阶段”,大规模的裂谷拉伸引发了强烈的构造岩浆活动,形成了“天山(中亚)大火成岩省”,它囊括了境内外天山造山带以及天山以北的准噶尔地区和天山以南塔里木板块的北缘,总体分布范围达1.5×106 km2;强烈的裂谷拉伸作用,引发了大陆裂谷向大洋裂谷的转变,巴音沟蛇绿岩则是天山早石炭世“红海型”洋盆的地质记录;从造山带尺度而言,天山造山带及邻区从早石炭世至早二叠世发生的大规模裂谷化作用可能与下述机制有关:即古亚洲洋闭合—碰撞造山后,板块缝合带成为一个地壳增厚的地区,由于迅速上隆,增厚的陆下地幔根发生拆离和下沉,造成热的软流圈物质替代、上涌,发生部分熔融,从而导致强烈后造山岩浆活动,并在天山及相邻地区诱发产生石炭—二叠纪裂谷拉伸体系(简称“天山石炭—二叠纪裂谷系”)。从更大的尺度上看,天山及邻区的石炭纪—早二叠世裂谷拉伸活动可能还有着更为深刻的地球动力学背景,它很可能是古特提斯拉伸裂解作用的深部地球动力学在天山地区的地表响应。

     (5)进一步研究和探讨了西南天山托云地区白垩纪—古近纪玄武岩的岩石成因:托云地区在白垩纪至古近纪时,该区曾发生软流圈上涌事件,当炽热的软流圈地幔上涌至石榴子石稳定区时就开始发生低度(<5%)部分熔融,这些源自OIB型软流圈的部分熔融体上升通过岩石圈的过程中曾与岩石圈地幔相互作用,并对后者产生交代,由于岩浆上升的速度较快,因而几乎没有受到明显的地壳混染,但携带有许多交代(岩石圈)地幔捕虏体。托云玄武岩的母岩浆在上升至地表的过程中曾发生一定程度的结晶分离作用,它们最终喷出地表,形成现今的托云高钾碱性玄武岩系。

     (6)较为系统地对天山花岗岩特征、源区性质和形成环境进行了综合分析和探讨:天山地区花岗岩空间上呈东西向带状分布,在天山中-东段较天山西段出露更为广泛,时代上从古元古代到三叠纪都有花岗质岩石形成,其中以石炭–二叠纪花岗质岩石最为发育,且与成矿作用关系密切;前寒武纪花岗岩主要出露在库鲁克塔格、星星峡、巴伦台、赛里木湖和木扎尔特等元古宇地层分布区,是天山及邻区前寒武纪结晶基底的重要组成部分;早古生代–泥盆纪花岗岩研究显示天山古生代洋盆演化过程中,曾经历过2次拉张和收缩;石炭–二叠纪花岗岩具有后碰撞花岗岩的岩石地球化学特征,具有大陆板内花岗岩和岛弧型花岗岩双重特点,它们分别位于石炭纪–早二叠世裂谷带中和古微陆块中或其边缘。

     (7)在国内外刊物上发表论文37篇:其中SCI检索论文6篇,核心期刊10篇。“十一五”期间,从事“中亚古生代火山岩形成机制及其与成矿关系研究”工作,对中亚地区火山岩的性质和时空分布规律开展综合研究,探索亚洲大陆显生宙地质演化过程中壳—幔—核相互作用的地表火山响应及其成矿地质背景意义。重点围绕①新元古代末大陆裂谷火山作用与超级大陆裂解、②石炭纪—早二叠世中亚大规模裂谷伸展背景火山活动的地质意义、③新生代印度—亚洲大陆碰撞与高原隆升的火山作用响应和④亚洲大陆大火成岩省活动与地幔柱效应等重大地质问题,从全球构造与火山活动关系的角度对中国和亚洲大陆地质演化产生新的认识。


本文引用地址:http://www.xian.cgs.gov.cn/jichudizhi/2007/0717/content_1104.htm

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