新疆榆树沟麻粒岩-橄榄岩地体:南天山北缘出露地表的古生代大陆壳-幔过渡带

对于大陆造山带内部的超基性岩体,除了蛇绿岩成因之外还有其他或许更为合理的解释。例如,位于新疆托克逊库米什地区南天山北缘的榆树沟麻粒岩和橄榄岩分别代表早古生代时塔里木板块北部大陆地壳莫霍面附近的下地壳底部与上地幔顶部的岩石,由于应变的局部化,被剪切分割成两个透镜状冲断岩片,顺着切割整个地壳直达上地幔顶部的韧性剪切带被挤出,最终呈固态挤侵到中地壳内绿片岩-低角闪岩相的变沉积岩(构造片岩、长英质糜棱岩)之中。最后,两个构造透镜体被剪切叠合到一起。榆树沟麻粒岩-橄榄岩地体为研究塔里木板块北部大陆地壳古莫霍面及其附近的岩石流变学与地球物理性质提供了一个十分难得的研究基地,因为大陆古莫霍面很少直接出露地表。榆树沟麻粒岩-橄榄岩组合的地体的大地构造意义与蛇绿岩所代表的截然不同。     

惠东─连县地学断面的地壳结构及性质研究

本文利用地球物理－地质地球化学相结合的研究方法，分析了惠东─连县地学断面的地球物理特征及其速度密度模型，探讨了断面地壳的物质组成、结构和深部地壳的形成时代，认为该断面地壳的物质组成以长英质为主，断面深部存在太古代地壳，断面的地壳分层主要由变质相相变产生，由麻粒岩相下地壳、高绿片岩相－角闪岩相中地壳，低绿片岩相及沉积盖层组成上地壳的三部分．     

榴辉岩的地震波性质：对苏鲁超高压变质带地壳成分和折返机制的探讨

本文总结了榴辉岩的高温高压弹性波速测量结果,并将其应用于苏鲁超高压变质带地震资料的解释。由于榴辉岩具有高密度和高波速,它们和长英质片麻岩、大理岩、石英岩、角闪岩、麻粒岩、蛇纹石化橄榄岩的界面可以产生强反射。如果俯冲的陆壳物质以榴辉岩与围岩互层的形式在上地幔保留下来,就可能在造山带的上地幔产生地震反射。根据CCSD孔区地震剖面所建立的地壳成分模型表明:苏鲁超高压带地壳浅部的高速层可归因于夹在花岗质片麻岩、副片麻岩、角闪岩等岩石中的榴辉岩和超基性岩;中地壳主要由中酸性片麻岩、斜长角闪岩和副片麻岩组成;下地壳以中基性麻粒岩为主。在该超高压变质带现今的深部地壳,榴辉岩含量很少或几乎没有。因此,折返的超高压变质岩是以构造岩片的形式沿一系列剪切带逆冲并覆盖在正常的中下地壳之上,深部榴辉岩的缺乏可能与下地壳拆沉作用无关。     

秦岭-大别山壳幔岩石高温高压下的电性特征

首次报导了秦岭-大别山壳幔岩石高温高压下电导率的测定结果。该区中上地壳主要代表岩石(角闪岩、绢云母石英片岩、千枚岩等)在10^-25km的温压条件下,含水矿物出现脱水会引起电导率值升高,认为这是该区出现高导层体的主要原因;中下地壳代表性岩石(片麻岩、麻粒岩、榴辉岩等)由于石英从α相向β相转变,会导致电导率值(σ)下降。在下地壳的温压条件下电导率值一般为10^-2到10^-3S·m^-1;上地幔的代表性岩石由于组成矿物较为基性,电导率值比下地壳高,从0.1到1S·m^-1。     

鲁山太华群麻粒岩相岩石形成的地球化学限制

鲁山太华群麻粒岩相岩石形成的地球化学限制徐启东，高山，刘庆生（中国地质大学，武汉４３００７４）主题词麻粒岩相岩石，ＬＩＬ元素亏损，下地壳太华群提要河南鲁山太古宙高级区表壳岩中的麻粒岩相岩石及相关的角闪岩相岩石与世界其它地区麻粒岩相岩石相比并没有明显的...     

青藏高原东北缘岩石圈密度与磁化强度及动力学含义

利用横贯柴达木盆地南北的格尔木—花海子剖面岩石圈二维P波速度结构以及地震波速度与介质密度之间的关系,建立了该剖面岩石圈二维密度结构与二维磁化强度的初始模型。依据重磁同源原理,在柴达木盆地重、磁异常的二重约束下完成了重磁联合反演,获得了该剖面岩石圈二维密度结构与二维磁化强度分布。结果表明:柴达木盆地地壳厚度沿测线变化较大,平均厚度约60km。在柴达木盆地南缘地壳厚约50km,达布逊湖附近地壳最厚为63km左右,大柴旦附近地壳较薄,为50km左右。柴达木盆地的地壳纵向上可分为三层,即上地壳、中地壳与下地壳。位于盆地中部的中、下地壳分别发育大范围的壳内低密度体,并处于上地幔隆起的背景之上;横向上可将盆地分成南北两个部分,分界在达布逊湖附近。整个剖面结晶基底埋深变化也很大,在达布逊湖附近为12km,在昆仑山北缘基底几乎出露地表。结晶基底的展布形态与地壳底界,即莫霍面呈近似镜像对称。综合研究认为,柴达木盆地的岩石圈结构存在着明显的南北差异,其分界在达布逊湖的北面。在盆地南部,岩石圈介质横向变化较小,各层介质分布正常;在盆地的北侧,岩石圈结构特别在中、下地壳和上地幔顶部横向上发生了变化。壳内低密度体的存在意味着柴达木盆地具有较热的岩石圈和上地幔,加之基底界面与莫霍面的镜像对称分布,形成与准噶尔盆地和塔里木盆地的构造差异。多种地球物理参数所揭示的地壳上地幔结构及其横向变化特点为柴达木盆地构造演化及青藏高原北部边界的地球动力学研究提供了岩石圈尺度的地球物理证据。     

幔汁(HACONS)假说

深部地质是当今地球科学的主攻方向之一,是地壳上整个内生地质作用的总根源。深部是指上地壳下部、中地壳、下地壳和上地幔,但主要是上地幔。世界各地区大量地球物理测量、深源包体、海上及陆上深钻超深钻、裂谷及前寒武纪地质研究,以及洋底探测表明,在深部,软流层活动乃是地壳运动的主要激发因素。应当指出,较流层并不只是存在于上地     

下地壳麻粒岩包体研究进展及其意义

产于火山岩中的下地壳麻粒岩包体是人们窥视深部地壳的一个窗口 ,现已成为人们探索大陆下地壳物质组成和演化最直接的研究对象。下地壳岩石包体一般具有麻粒岩相矿物组合 ,主体由镁铁质麻粒岩组成 ,以出现紫苏辉石矿物为标志 ,下地壳包体的平衡温度为 70 0～10 4 0℃ ,平衡压力在 0 .8～ 1.4GPa之间。在绝大多数地区 ,基性下地壳包体占优势 ,其共同特征是低SiO2 、高CaO和Mg# ,过渡族元素和不相容元素含量变化很大 ,不同构造背景和不同岩石类型的包体同位素成分也有差异 ,全球各大陆下地壳包体Nd、Pb同位素组成分布具有“块体效应”特征。利用出露于地表的下地壳麻粒岩包体可以探讨下地壳物质组成和成分 ,建立下地壳物性剖面和岩石圈模型 ,并可作为幔源岩浆底侵作用的重要判据之一。世界范围内下地壳麻粒岩包体研究表明 ,在探讨下地壳的组成特点上 ,由火山岩中麻粒岩包体和出露的麻粒岩地体两类岩石样品所获得的下地壳组成特点存在比较大的差异 ,前者较后者反映的下地壳组成更偏基性。下地壳包体的类型与成因对揭示大陆地壳的增生、演化方式以及壳—幔交换作用具有重要的指示意义     

下地壳含水量与变形和地震活动

下地壳的含水性和变形研究对探讨岩石圈变形方式和机制具有重要意义。传统观念认为,大陆岩石圈强度轮廓为"果酱三明治"式(即下地壳力学强度相对较弱,而上地壳和地幔岩石圈力学强度相对较硬,而大洋岩石圈强度轮廓正好相反,即下地壳力学强度相对较强,而上地壳和地幔岩石圈力学强度相对较弱。大陆地震震源深度分布的研究发现,大陆岩石圈地幔并无明显地震活动的证据,而某些地区下地壳却存在比较显著的地震活动,从而表明至少在某些地区,大陆下地壳在力学强度上要高于岩石圈地幔。大陆下地壳的流变学性质具有显著的空间和时间上的不均一性。大陆下地壳不同力学强度模型争议的一个很重要的关键点为下地壳究竟是干的还是湿的。我们对攀西含钒钛磁铁矿辉长岩和汉诺坝麻粒岩中结构水和组构特征的研究结果表明:下地壳可能是富水的而不是先前认为的干的,辉石与长石中的含水量及分配系数在不同的下地壳岩石中差别很大,并直接影响矿物和岩石的变形组构和强度。对榴辉岩相条件下准稳态的麻粒岩的变形初步实验研究表明,麻粒岩相变是非常缓慢的过程,很难导致地震,下地壳地震活动可能与含水矿物脱水和部分熔融有关。     

介绍一个产生玄武岩的模型

地幔柱存在的一个主要证据是大规模高熔玄武岩省的出现,而且多认为玄武岩的来源依赖于地幔柱从下地幔输送。Michele Lustrino研究了造山时下地壳和岩石圈地幔的拆沉和拆离作用,提出了产生玄武岩的一个新模型。该模型认为即使地幔柱不存在,拆沉到地幔的下地壳物质再循环同样可以解释小规模的板内(大洋岛弧和大陆内部)火山岩和大洋、大陆溢流玄武岩及洋中脊玄武岩的生成及其常见的几种地球化学特征。在陆-陆碰撞过程中,下地壳中的变质反应生成石榴石,导致岩石的密度增大,致使过厚岩石圈底部(下地壳和岩石圈地幔)和上地壳分离并沉入上地幔。下地壳发生部分熔融形成富SiO2的熔体,和上涌的软流圈地幔(充填在下沉的岩石圈地幔和下地壳的空间)发生变质交代反应,导致具有强烈的地壳特点的富含斜方辉石层的形成。这个变质交代地幔体可以在拆沉后保持不变长达几个百万年。这种源的部分熔体可以保有下地壳的明显特征,产生类似富集地幔1型玄武岩浆作用。因此,该模型是提供了玄武岩浆来源的一个新选择。     

胶东中生代断裂花岗质岩浆带的Rb-Sr年代学及岩浆源区

胶东南部沿海中生代断裂花岗质岩浆带包含了五个岩石系列。根据各岩石系列的Rb-Sr全岩和矿物等吋线年龄(122—220Ma)可将它们划分为三个岩浆亚旋回(三叠纪、晚侏罗世和早白垩世)。利用锶同位素提供的信息与华北地区太古代变质岩系进行对比,并结合地球物理研究成果讨论各岩石系列的源区,强调岩浆是分别来自上地幔顶部和地壳深部麻粒岩相及角闪岩相岩石的部分熔融。     

"罗田穹隆"中的下地壳俯冲成因榴辉岩及其地质意义

在“罗田穹隆”中发现了下地壳俯冲成因榴辉岩．榴辉岩呈透镜状或板状产于含石榴子石条带状片麻岩中．新鲜的榴辉岩主要由石榴子石、绿辉石、金红石等组成．含少量退变质的角闪石、斜长石、紫苏辉石、透辉石、(钛)磁铁矿和石英等．研究区榴辉岩以保留早期麻粒岩相变质矿物残留体以及经受晚期麻粒岩相和角闪岩相退变为特征．指示它们由扬子镁铁质下地壳麻粒岩相岩石俯冲到深部发生变质并形成榴辉岩．然后折返至下地壳发生麻粒岩相退变，由于麻粒岩相退变质阶段仅以后成合晶形式出现．因而它们可能在下地壳停留时间不长．就又进一步被构造抬升至中上地壳而发生角闪岩相退变．大别山造山带乃至扬子板块北缘现今缺乏厚层镁铁质下地壳．它们也很少出露地表．推测这些俯冲的镁铁质下地壳可能已拆离再循环进人地幔．从而为“罗田穹隆”的形成和演化以及大别山高压-超高压岩石的形成与折返机制等研究提供了关键性的岩石学证据。     

青藏高原地壳与上地幔成层速度结构与深部层间物质的运移轨迹

在印度洋板块与欧亚板块碰撞、挤压作用下,促使深部物质重新分异、调整和运移,并导致了地壳的短缩增厚,而且造成了高原的整体隆升和深部壳、幔物质的侧向流展。基于青藏高原腹地和周边地域地壳与上地幔的成层速度结构,特别是其特异层序的展布研究表明,青藏高原地壳巨厚,但岩石圈却相对较薄;地壳中于深20±5km处存在一低速层,层速度为5.7±0.1km/s,厚度为8±2km;上地幔软流圈顶部深度为110±10km;下地壳与上地幔盖层物质以地壳低速层为上滑移面,以岩石圈漂曳的上地幔软流圈顶面为下滑移面,在印度洋板块N-NNE向力源作用下在同步运移,即形成了青藏高原腹地和周边地域特异的大陆地球动力学环境。     

汉诺坝榴辉岩相石榴辉石岩——岩浆底侵作用新证据

汉诺坝榴辉岩相石榴辉石岩捕虏体的产状、层状堆晶构造和粒状变晶结构，以及具有幔源成因的矿物学、REE地球化学特征和温压条件表明，其深部过程是由幔源岩浆底侵于上地幔顶部，形成镁铁质堆晶岩，再经榴辉岩相变质而成，它与下地壳底部的麻粒岩相镁铁质堆晶岩，提供了岩浆底侵作用和壳－幔过渡带存在的新证据。     

广东麒麟新生代玄武质角砾岩筒中岩石包体的研究

本文以广东麒麟玄武质角砾岩筒中的各种岩石包体为研究对象,通过详细的岩石学研究,按岩石类型将包体划分为四类：即橄榄岩、辉石岩、辉长岩质麻粒岩、花岗岩和火山－沉积岩,并依据包体的岩石地球化学特征,讨论了它们的成因;其中辉长岩质麻粒岩是来自本区下地壳的样品,是由上地幔部分熔融产生的熔体“底侵”于地壳底部结晶,又经变质作用的产物。同时,本文结合实测的和计算的地球物理参数,讨论了该区的岩石圈分层。     

湘南火山岩深源包体组合及岩石圈岩石学模型

湘南早白垩世（１３２～１３５）Ｍａ基性火山岩中含有橄榄岩类、辉长岩类、角闪麻粒岩相酸性岩包体，这三类包体的岩石学特征及地球物理参数（ｖｐ，ρ），分别与岩石圈地球物理模型中的上地幔，下地壳及中地壳相吻合。包体的岩相学、主要元素、ＲＥＥ及稀有元素地球化学特征及同位素年龄的研究结果表明，现在的岩石圈中的下地壳部分是元古代（１１４１Ｍａ±６７Ｍａ）由底板垫托垂直增生形成的；中地壳与世界范围内的中地壳和中国华北及扬子克拉通相比偏酸性，而下地壳则偏基性，以富Ａｌ２Ｏ３为其特征。这一富Ａｌ２Ｏ３的下地壳包体除了在美国亚利桑那以外，在世界范围内还未曾见过报道。     

大别造山带现今地壳结构-岩石组成研究

通过大别造山带岩石地震波速的高温高压实验测定值与地震测深断面观察值的对比，结合地表出露岩石对深部岩石组成的地球化学示踪，揭示了该造山带现今地壳各结构层的基本岩石组成：上地壳主要由长英质岩石组成，榴辉岩在其中仅占0～20％；中地壳(低速层)主体由长英质片麻岩和花岗岩组成；下地壳上部由80％镁铁质麻粒岩和20％长英质麻粒岩组成；下地壳下部由幔源底侵岩浆作用形成的镁铁质麻粒岩组成。下地壳和上地幔的泊松比为0.265～0．280，明显高于榴辉岩的泊松比，表明其中即使有榴辉岩存在，含量也应极少。各构造单元出露的白垩纪花岗岩具有相似的化学组成，其铅、钕与锶同位素组成均可与北大别的核杂岩相对比，表明花岗岩浆均应以深部核杂岩为源岩。因此，被白垩纪花岗岩侵入的南大别超高压变质岩单元和宿松高压变质岩单元深部均应由核杂岩组成，亦即超高压和高压变质岩应呈拆离的构造岩片覆盖于核杂岩之上。鉴于白垩纪花岗岩的钕模式年龄(tDM)均集中于古元古代(1．8～2．2Ga)，表明花岗岩的源区应限于核杂岩中构成原中地壳下部的古元古代结晶基底岩层。这为中地壳主要由长英质片麻岩组成提供了佐证。考虑到大量花岗岩浆的抽出，应留下更大体积的镁铁质岩残留体，后者在地壳流变增厚调整过程中可能因密度增大而下沉，也可能因地震波速增大而显示下地壳的特征，更可能由于这两方面的原因而使由镁铁质残留体组成的原中地壳下部转变成现今下地壳上部的组成。根据大别碰撞后基性火山岩和侵入岩的地球化学研究，还可证明组成大别下地壳的镁铁质岩更可能是1.1Ga前而非中生代形成的底侵岩层。实践表明，上述两方面研究的结合可较好揭示区域地壳结构一组成。     

托云深源岩石包体计算波速与地震波速共同约束西南天山壳-幔过渡带

对我国西部新疆托云地区中新生代火山岩中的深源岩石包体进行了波速计算, 并与地球物理深部探测技术相结合, 共同限定了西南天山深部壳-幔过渡带的组成和性质.托云地区麻粒岩、橄榄岩的计算波速分别是6.98~7.36 km/s、7.96~8.47 km/s.这些结果与地震反射探测地震波速的对比, 说明在西南天山岩石圈剖面中的40~48km处存在较明显的壳-幔过渡带.过渡带自上而下主要由石英麻粒岩、辉石麻粒岩和橄榄石/石榴石麻粒岩组成, 然后进入尖晶石相二辉橄榄岩组成的上地幔.这样的岩石圈壳-幔结构可以用岩浆底侵-变质作用来解释.      

陕西商南松树沟橄榄岩体的成因及侵位机制

陕西商南县松树沟橄榄岩体是秦岭造山带中具重要意义和争议较大的岩体。本文通过岩体的结构、构造变形及相应的变质作用研究,提出了该橄榄岩体是由超基性岩浆在壳幔过渡带结晶而成,并经历了与围岩一致的麻粒岩相（≥８００℃）条件下的早期塑性变形以及角闪岩相和绿片岩相退化变质条件下与逆冲上升有关的韧性剪切变形。从而证明了松树沟橄榄岩体并不是上地幔岩石的残片,而是由岩浆在深部地壳环境下结晶而成并以固态构造侵位于地壳的上部。岩体的上升过程与晋宁期华北克拉通向南仰冲有密切关系。     

山东半岛中生代多系列花岗质岩浆的起源

山东半岛于220-120Ma时出现过3次地壳熔融事件。断裂花岗质岩浆带中,有3个亚旋回的花岗质岩浆活动过,其中包含了5个独立的岩石系列。最初形成的岩系的母岩浆,起源于麻粒岩相的下地壳。随地热的增高,岩浆起源层向角闪岩质的中地壳转移。在底辟花岗质岩浆带,先是从上地壳花岗质层生成岩浆,之后由中地壳产生岩浆。各亚旋回是以较富镁铁的岩浆的产生为起始,以生成近底共熔的岩浆为终结,它们是在特定层位以分层熔融形式生成的。