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相似文献
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1.
大别-苏鲁造山带南、北两侧广泛发育晚中生代富钾火山岩,主要岩石组合为粗面玄武岩-玄武粗安岩-粗安岩-安粗岩姐面岩,这套岩石总体具有富碱、富钾、富轻稀土和大离子亲石元素(如Rb、Th等),贫高场强元素(如Nb、Ti等),(^87Sr/^86Sr),值偏高,εNd(t)值偏低等特点,但南、北两侧富钾火山岩的地球化学特征存在较显著的差异,主要表现在造山带北侧富钾火山岩稀土总量更高,轻、重稀土分异更明显,且(^87Sr/^86Sr),值更高,eNd(t)值和^206Pb/^204Pb值显著偏低。元素-同位素综合示踪显示,区内富钾火山岩均起源于富集地幔的部分熔融,但南、北两侧源区地幔的富集机制存在差异,南侧富集地幔的形成主要与俯冲洋壳析出流体的交代作用有关,而北侧富集地幔的形成除受到俯冲洋壳析出流体的交代作用外,在更大程度上主要起因于俯冲的扬子陆壳析出流体的交代作用,即其源区遭受了多次富集事件的影响,后者是导致南、北两侧富钾火山岩地球化学特征差异的主要原因。  相似文献   

2.
陈仁旭  郑永飞 《地球科学》2019,44(12):4095-4101
俯冲带是地壳与地幔之间物质交换的主要场所.前人对大洋俯冲带壳幔相互作用进行了大量研究,但是对俯冲带壳幔相互作用的物理化学过程和机理仍缺乏明确认识.在大陆俯冲带出露有造山带橄榄岩,它们来自俯冲板片之上的地幔楔,是解决这个问题的理想样品.通过对大别-苏鲁和柴北缘造山带橄榄岩进行系统的岩石学和地球化学研究,发现地幔楔橄榄岩由于俯冲地壳的交代作用而含有新生锆石和残留锆石,它们能为地壳交代作用时间、交代介质来源、性质和组成提供制约.地幔楔橄榄岩在大陆碰撞过程的不同阶段受到了俯冲大陆地壳衍生的多期不同性质流体的交代作用.地幔楔橄榄岩还受到了陆壳俯冲之前古俯冲洋壳衍生流体的交代作用.深俯冲陆壳衍生熔体与橄榄岩反应形成的石榴辉石岩具有高的水含量,能提供高水含量的地幔源区.   相似文献   

3.
徐楠  吴才来  刘畅 《地质学报》2023,97(12):4067-4084
南阿尔金造山带位于塔里木盆地和柴达木盆地之间,是中国西北地区重要的俯冲-碰撞杂岩带,其早古生代构造演化过程是近年来的研究热点之一,然而,洋壳俯冲的时限一直存在争议。本文对茫崖石英二长岩开展岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和锆石Lu-Hf同位素地球化学研究,探讨其岩石成因及成岩时的构造环境。样品显示高碱、富钾、低钛、贫铁及Nd-Ta-Ti异常等与钾玄岩相似的地球化学特征,成岩年龄为511~495 Ma, εHf(t)主要为-3.51~-0.08,少量介于0.04~1.69之间。我们认为俯冲洋壳到达角闪岩相边界时释放大量水并上升进入地幔楔,导致地幔楔橄榄岩发生角闪石化交代作用,由于地幔楔沿俯冲带向下拖曳而温度升高,角闪石化橄榄岩熔融形成的熔体在上升过程诱发上地壳物质部分熔融,壳源岩浆混合少量幔源岩浆形成了石英二长岩,该期花岗岩是对造山带从大洋岛弧环境向活动大陆边缘过渡的岩石学响应。因此,南阿尔金洋壳可能在约517 Ma前已经开始俯冲。  相似文献   

4.
戴立群  赵子福 《地球科学》2019,44(12):4128-4134
在大陆碰撞造山带中寻找消失的古洋壳再循环及其壳幔相互作用的证据,对理解从洋壳俯冲到陆壳俯冲化学地球动力学过程的转变,以及板块构造理论的发展具有重要意义.通过对桐柏-红安造山带晚古生代和晚中生代镁铁质岩浆岩的岩石地球化学特征进行总结,可以识别出俯冲古洋壳再循环的岩石学和地球化学记录.晚古生代岛弧型镁铁质岩石具有弧型微量元素特征和相对亏损的放射成因同位素组成,记录了俯冲古洋壳在弧下深度(80~160 km)的流体交代作用;而晚中生代洋岛型镁铁质岩石OIB型微量元素特征和亏损-弱富集的放射成因同位素组成,记录了俯冲古洋壳在弧后深度(>200 km)的熔体交代作用.这一定性的解释也进一步得到了定量计算的证实,其结果表明镁铁质岩浆岩中的不相容元素的含量以及放射性成因同位素的富集程度,主要受控于地幔源区中所加入的地壳组分的性质和比例.因此,碰撞造山带中的岛弧型和洋岛型镁铁质岩浆岩,分别记录了弧下和弧后深度的俯冲古洋壳物质再循环.   相似文献   

5.
地壳交代作用是洋壳俯冲带板片-地幔界面的普遍现象,由于地幔楔样品的缺乏,其识别存在困难。而碰撞造山带广泛出露的地幔楔来源的造山带橄榄岩则是理想的研究对象。本文对大别-苏鲁造山带橄榄岩的已有研究成果进行了系统总结。这些成果表明这些橄榄岩在大洋俯冲向大陆碰撞转换的不同阶段经历了多期地壳来源流体的交代作用。地壳交代作用不仅改变了地幔楔橄榄岩的地球化学成分,而且导致了交代矿物的生长以及超镁铁质交代体的形成。这些交代体或作为同碰撞和碰撞后镁铁质火成岩的地幔源区,或将地壳组分传输到深部地幔,或释放流体交代大陆俯冲隧道中的俯冲陆壳。本文对地壳交代作用研究中存在的重要问题和解决思路提出了建议。  相似文献   

6.
琼中古—中元古代抱板岩群斜长角闪(片麻)岩为高钾变基性-中基性火山岩。化学成分上具有富钾(K2O/Na2O值大于0.6)、高铝(Al2O3含量高于15%)和低钛(TiO2含量低于1.3%)等特点。岩石的K、Rb、Ba、Th等大离子亲石元素和轻稀土元素明显富集,LREE/HREE值较高,并具有显著的Ta、Nb、Ti负异常。微量元素和Sm、Nd同位素特征表明,琼中变基性火山岩岩浆源区偏离原始地幔,并且未受成熟地壳物质的明显污染,它们是俯冲消减带上部陆弧区地幔楔受俯冲洋壳析出的流体和硅酸盐融体交代作用后部分熔融的产物。古—中元古代时期,海南地块可能经历了由拉张到挤压的地球动力学转变,早期拉张阶段形成琼西洋脊型和过渡型拉斑玄武岩,中晚期则形成与洋壳俯冲作用相关的琼中岛弧型高钾钙碱性玄武岩,这一过程可能与华南大陆的裂解及随后洋壳向华夏古陆的深俯冲作用有关。  相似文献   

7.
本文以雄村矿集区I号铜金矿体为研究对象,通过对含矿斑岩-含眼球状石英斑晶的角闪石英闪长玢岩、赋矿凝灰岩以及不含矿斑岩-角闪石英闪长玢岩的岩石地球化学研究,认为这三类岩石属钙碱性岩石系列,具有与岛弧火山岩相类似的地球化学特征,表现为Mg#值介于38~78(平均44),高钾、富铝,TiO2含量较低,相对富集LREE、LILE,亏损HREE、HFS,缺少Eu异常。结合雄村矿区I号矿体的成岩成矿时代以及岩石地球化学特征,认为I号矿体的成岩成矿事件应该发生于新特提斯洋壳向北俯冲于拉萨地块之下而形成的岛弧环境,火山/侵入岩可能是俯冲带的新特提斯洋壳释放出的流体交代楔形地幔区的EMI型富集地幔的产物。  相似文献   

8.
吴元保 《地球科学》2019,44(12):4173-4177
秦岭造山带记录了华南华北板块聚合的完整过程.古生代岩浆岩记录了造山过程中的壳幔相互作用和造山带演化的动力学过程.古生代的中基性岩浆岩揭示了俯冲隧道内变质脱水交代岩石圈地幔过程,其中富水基性杂岩为富钾基性岩,地球化学特征显示其地幔源区经历了洋壳沉积物的交代;看丰沟岩体为高镁闪长岩,地球化学特征显示其来自经历俯冲流体交代的地幔源区.通过对古生代岩浆岩的研究发现,其具有明显的时空分布规律,它们对应于原特提斯洋俯冲、后撤、前进和回转等过程.所以壳幔相互作用发生在原特提斯洋俯冲过程中.   相似文献   

9.
俯冲带部分熔融   总被引:3,自引:3,他引:0  
张泽明  丁慧霞  董昕  田作林 《岩石学报》2020,36(9):2589-2615
俯冲带是地幔对流环的下沉翼,是地球内部的重要物理与化学系统。俯冲带具有比周围地幔更低的温度,因此,一般认为俯冲板片并不会发生部分熔融,而是脱水导致上覆地幔楔发生部分熔融。但是,也有研究认为,在水化的洋壳俯冲过程中可以发生部分熔融。特别是在下列情况下,俯冲洋壳的部分熔融是俯冲带岩浆作用的重要方式。年轻的大洋岩石圈发生低角度缓慢俯冲时,洋壳物质可以发生饱和水或脱水熔融,基性岩部分熔融形成埃达克岩。太古代的俯冲带很可能具有与年轻大洋岩石圈俯冲带类似的热结构,俯冲的洋壳板片部分熔融可以形成英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩。平俯冲大洋高原中的基性岩可以发生部分熔融产生埃达克岩。扩张洋中脊俯冲可以导致板片窗边缘的洋壳部分熔融形成埃达克岩。与俯冲洋壳相比,俯冲的大陆地壳具有很低的水含量,较难发生部分熔融,但在超高压变质陆壳岩石的折返过程中可以经历广泛的脱水熔融。超高压变质岩在地幔深部熔融形成的熔体与地幔相互作用是碰撞造山带富钾岩浆岩的可能成因机制。碰撞造山带的加厚下地壳可经历长期的高温与高压变质和脱水熔融,形成S型花岗岩和埃达克质岩石。  相似文献   

10.
陈伊翔 《地球科学》2019,44(12):4057-4063
前人对深俯冲板片释放熔/流体交代地幔楔形成弧岩浆源区的过程和机制已得到充分认识,然而对地幔楔岩石能否脱水交代深俯冲地壳并不清楚.在对欧洲西阿尔卑斯造山带Dora-Maira地体白片岩的地球化学研究中,首次发现地幔楔交代岩能够脱水反向交代深俯冲地壳岩石,从而极大影响俯冲地壳的地球化学组成.结合白片岩和围岩的全岩地球化学特征以及锆石学结果,查明了白片岩的原岩为S型花岗岩,澄清了关于Dora-Maira白片岩原岩属性的长期争议.在此基础上,发现白片岩中变质锆石相对残留岩浆锆石δ18O值显著降低,指示原岩形成后受到低δ18O变质流体的交代作用.白片岩具有高温岩石中最高的δ26Mg值达0.75‰,显著高于围岩变花岗岩,指示交代流体具有重Mg同位素组成.基于地球主要岩石储库的Mg同位素组成,推测交代流体来自俯冲隧道中富滑石地幔楔蛇纹岩在弧下深度的脱水分解,而这些地幔楔蛇纹岩是新特提斯洋壳在弧前深度变质脱水产生的流体与地幔楔浅部橄榄岩反应形成.这些结果不仅提供了利用Mg-O同位素示踪俯冲隧道中流体来源的新思路,也提供了地幔楔蛇纹岩来源流体反向交代深俯冲地壳岩石的首个典型实例.这种反向交代不仅极大改变了深俯冲地壳的地球化学组成,而且对弧岩浆岩重Mg同位素成因具有重要意义.   相似文献   

11.
郑永飞  陈伊翔 《地球科学》2019,44(12):3961-3983
由板块俯冲引发的深部物质循环过程是地球内部的一级运行机制,主宰了地球从内到外的演化进程,是地球科学研究的重要前沿.俯冲带化学地球动力学研究不仅需要确定俯冲带地壳物质再循环的机制和形式,而且需要确定俯冲带动力来源和热体制及其随时间的变化.为了识别不同类型壳源熔/流体对地幔楔的交代作用、寻求板片-地幔界面反应的岩石学和地球化学证据、理解汇聚板块边缘地壳俯冲和拆沉对地幔不均一性的贡献,我们必须将俯冲带变质作用、交代作用和岩浆作用作为一个地球科学系统来考虑.板块俯冲带变质过程中发生一系列物理化学变化,这些变化不但是导致板块进一步俯冲的主要驱动力,同时也控制着释放的熔/流体组成和俯冲到地球深部的物质组成,对俯冲带化学地球动力学过程产生重要影响.地幔楔作为俯冲系统中连接俯冲盘和仰冲盘的关键构造单元,在地球层圈之间物质循环和能量交换等方面起着重要作用.造山带地幔楔橄榄岩直接记录了俯冲带多种性质的熔/流体交代作用,以及复杂的壳幔物质循环过程.俯冲带岩浆岩是大洋/大陆板块俯冲物质再循环的表现形式,这些岩石样品记录了俯冲带从深部地幔到浅部地壳的过程,也为认识地球深部物质循环提供了理想的天然样品.尽管国际上在俯冲带岩石学和地球化学领域针对地球深部过程的研究方面取得了多项重要进展,但由于研究工作缺乏密切的协同配合,包括俯冲带熔/流体的物理化学性质、俯冲带壳幔相互作用的机制和过程、俯冲带幔源岩浆活动的物质来源和启动机制以及深部地幔过程对地表环境的影响等许多关键科学问题尚未得到根本解决.将来的研究需要聚焦俯冲带物质循环这一核心科学问题,进一步查明俯冲带变质作用、交代作用、岩浆作用等过程的各自特征和相互联系,包括挥发性组分在地球深部的迁移过程及其资源和环境效应,着力考察研究相对薄弱的古俯冲带,阐明板块俯冲与地球深部物质循环之间的耦合机制.   相似文献   

12.
The geochemical characteristics of the Cenozoic volcanic rocks from the north Pulu, east Pulu and Dahongliutan regions in the west Kunlun Mountains are somewhat similar as a whole. However, the volcanic rocks from the Dahongliutan region in the south belt are geochemically distinguished from those in the Pulu region (including the north and east Pulu) of the north belt. The volcanic rocks of the Dahongliutan region are characterized by relatively low TiO2 abundance, but more enrichment in alkali, much more enrichment in light rare earth elements and large ion lithosphile elements than those from the Pulu region. Compared with the Pulu region, volcanic rocks from the Dahongliutan region have relatively low 87Sr/86Sr ratios, and high εNd, 207Pb/204Pb and 208Pb/204Pb. Their trace elements and isotopic data suggest that they were derived from lithospheric mantle, consisting of biotite- and hornblende-bearing garnet lherzolite, which had undertaken metasomatism and enrichment. On the primitive mantle-normali  相似文献   

13.
华北陆块南缘汝阳群下部的次火山岩一直被看作是与汝阳群同时代的火山喷发夹层。通过研究测得玄武岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为213.5±2.4Ma,并在邻近该次火山岩层上部的紫红色泥岩中发现了褪色的角岩化现象,说明该火山岩是晚三叠世沿汝阳群下部顺层侵入的次火山岩岩床。通过对该次火山岩岩石及其地球化学特征的研究,认为该次火山岩起源于有早期俯冲洋壳或陆壳参与再循环的大陆富集型地幔的部分熔融,它与秦岭造山带几乎同时代形成的超高压榴辉岩、埃达克质岩石、高钾钙碱性花岗岩、环斑花岗岩等共同揭示了秦岭造山带自中三叠世全面碰撞造山之后,由碰撞挤压逐渐转变为伸展拉张的深部动力学过程。  相似文献   

14.
羌塘岩带碰撞后超钾质火山岩地球化学特征及成因探讨   总被引:1,自引:0,他引:1  
羌塘超钾质火山岩为板块碰撞后的产物,地球化学特征表明,其同时具有板内火山岩和俯冲带岛弧火山岩的双重地球化学特性。化学组成上富含轻稀土和大离子亲石元素而亏损Cr、Ni等相容元素。在成因上受分离结晶作用和源区混合作用共同制约。源区为受古俯冲上地壳物质和下地幔上升流体交代混合的EMII型富集地幔端元,可能富含角闪石和金云母等矿物。  相似文献   

15.
Part II of this paper reports geochemical and Nd isotope characteristics of the volcanogenic and siliceous-terrigenous complexes of the Lake zone of the Central Asian Caledonides and associating granitoids of various ages. Geological, geochronological, geochemical, and isotopic data were synthesized with application to the problems of the sources and main mechanisms of continental crust formation and evolution for the Caledonides of the Central Asian orogenic belt. It was found that the juvenile sialic crust of the Lake zone was formed during the Vendian-Cambrian (approximately 570–490 Ma) in an environment of intraoceanic island arcs and oceanic islands from depleted mantle sources with the entrainment of sedimentary crustal materials into subduction zones and owing to the accretion processes of the amalgamation of paleoceanic and island arc complexes and Precambrian microcontinents, which terminated by ∼490 Ma. The source of primary melts for the low-Ti basalts, andesites, and dacites of the Lake zone ophiolites and island arc complexes was mainly the depleted mantle wedge above a subduction zone. In addition, an enriched plume source contributed to the genesis of the high-Ti basalts and gabbroids of oceanic plateaus. The source of terrigenous rocks associating with the volcanics was composed of materials similar in composition to the country rocks at a minor and varying role of ancient crustal materials introduced into the ocean basin owing to the erosion of Precambrian microcontinents. The sedimentary rocks of the accretionary prism were derived by the erosion of mainly juvenile island arc sources with a minor contribution of rocks of the mature continental crust. The island arc and accretion stages of the development of the Lake zone (∼540–590 Ma) were accompanied by the development of high- and low-alumina sodic granitoids through the melting at various depths of depleted mantle reservoirs (metabasites of a subducted oceanic slab and a mantle wedge) and at the base of the island arc at the subordinate role of ancient crustal rocks. The melts of the postaccretion granitoids of the Central Asian Caledonides were derived mainly from the rocks of the juvenile Caledonian crust at an increasing input of an ancient crustal component owing to the tectonic mixing of the rocks of ophiolitic and island arc complexes and microcontinents. The obtained results indicate that the Vendian-Early Paleozoic stage of the evolution of the Central Asian orogenic belt was characterized by the extensive growth of juvenile continental crust and allow us to distinguish a corresponding stage of juvenile crust formation.  相似文献   

16.
The Dabie-Sulu ultrahigh-pressure (UHP) terrane is the largest in the world. Mafic-ultramafic rocks occur as ubiquitous minor components in it, and preserve UHP index minerals such as coesite and microdiamond. Eclogites and garnet peridotites together with their country rocks including quartzofeldspathic, pelitic, psammatic, and carbonate rocks were subjected to coeval UHP meta-morphism during the Triassic collision between the Sino-Korean and Yangtze cratons. This review summarizes petrological and geochemical characteristics of eclogites, garnet peridotites, and UHP metasediments from published data and ongoing research in the Dabie-Sulu belt of east-central China.

Parageneses of minerals from coesite-bearing eclogites encased in gneiss, garnet peridotite, and marble delineate clockwise P-T paths characterized by nearly isothermal decompression. Many eclogites have been overprinted by Barrovian-zone amphibolite- to granulite-facies assemblages, whereas others preserve primary igneous minerals and textures in the cores of coesite-bearing eclogitic blocks. In addition, eclogites contain UHP hydrous and carbonate phases including talc, epidote, zoisite, magnesite, and dolomite; these together with Ti-clinohumite, phlogopite, amphibole, chlorite, and possible talc in garnet peridotites and OH-topaz in kyanite quartzites document the role of hydrous mineral transport to the deep mantle in fluid-deficient UHP metamorphic regions. Both crustal- and mantle-derived garnet peridotites from the Dabie-Sulu region were recrystallized within the diamond stability field, with the Earth's lowest recorded geothermal gradient. <5°C/km, suggesting that UHP metamorphic recrystallization took place in a previously unrecognized, forbidden P-T region.

Geochemical and isotopic data indicate that Dabie-Sulu mafic-ultramafic rocks have diverse origins; their compositions in some cases have been complicated by metamorphic recrystallization, crustal contamination, and fluid metasomatism. Nevertheless, REE geochemical and Nd isotope data clearly indicate that they have “continental” affinities and cannot represent a subducted Tethyan oceanic slab. Garnet peridotites and their enclosing eclogites display variable isotopic compositions; mantle-derived fragments preserve a mantle signature, whereas crust-hosted mafic-ultramafics display distinct crustal contamination and metasomatism. Among the many outstanding projects remaining to be investigated, geochemical and isotopic constraints of mantle-derived garnet peridotites and eclogites should provide an additional window to our understanding of mantle heterogeneity, metasomatism, slab/mantle interactions, and lithospheric evolution of the Sino-Korean craton.  相似文献   

17.
沈骥  李王晔  李曙光  肖益林 《地球科学》2019,44(12):4102-4111
在不同的俯冲深度,俯冲板片会释放出不同来源和组成的熔/流体进入俯冲隧道中,并进而影响上覆地幔楔及衍生岛弧岩浆的地球化学组成.然而,如何识别俯冲隧道中不同深度熔/流体组分的来源一直是俯冲带研究中的难点.对不同深度来源的地幔楔超基性岩进行了Mg同位素研究,发现了Mg同位素具有示踪俯冲板块熔/流体来源的能力.首先,研究了美国加州Franciscan杂岩中一套经历了多期次流体交代作用的浅部来源(< ~60 km)的变质超基性岩.这些部分蛇纹石化的地幔楔超基性岩在蛇纹石脱水形成滑石的过程中会释放轻Mg同位素进入流体,而重Mg同位素更多地残留在滑石相中;随后进一步受俯冲板块来源流体的交代形成具有高CaO和轻Mg同位素组成的透闪石化变橄榄岩,暗示流体中含有源自俯冲板片的、富集轻Mg同位素的碳酸盐,说明在弧前~60 km深度,部分含Mg碳酸盐(方解石)可以在俯冲隧道中发生溶解并迁移交代上覆地幔楔橄榄岩.对深部地幔楔来源(~160 km)的大别造山带毛屋地区超镁铁质岩体岩相学和元素地球化学研究结果证实了其交代成因.结合多相包裹体、元素地球化学以及前人估计的温-压条件,推测交代介质更接近超临界流体.锆石U-Pb年代学研究揭示,交代作用主要发生在古生代洋壳俯冲阶段(454±58 Ma),超高压变质作用则发生在三叠纪陆壳俯冲阶段(232.8±7.9 Ma).古生代锆石中大量的碳酸盐矿物包裹体和重O同位素特征说明古生代洋壳俯冲交代过程中有沉积碳酸盐组分加入.全岩和单矿物的Mg同位素组成均显著低于地幔值以及大别新元古代榴辉岩,说明交代的碳酸盐组分来源应为循环的沉积富Mg碳酸盐,暗示了在俯冲带深部富Mg沉积碳酸盐在超临界流体中会发生溶解迁移.由于沉积碳酸盐具有独特的、显著富集轻Mg同位素组成的特征,这种交代作用会造成地幔楔局部具有异常的Mg同位素组成,从而解释目前观察到的岛弧火山岩的Mg同位素特征.因此,Mg同位素是示踪俯冲碳酸盐与上覆地幔楔相互作用的有效工具.   相似文献   

18.
张泽明  沈昆 《地球学报》2009,30(1):5-20
通过苏鲁超高压变质带的岩石学、矿物化学、地球化学和年代学研究,在大陆俯冲带深部流体与变质化学地球动力学方面取得了重要的创新性成果。研究证明大陆俯冲带的深部流体是高氧逸度、富硅酸盐的超临界流体,揭示出超高压变质极端条件下的流体-矿物(岩石)相互作用可以导致不活动元素发生溶解和迁移,可以导致金红石的Nb/Ta之间发生强烈的分异,提出俯冲到地幔深处的超高压榴辉岩是地球内部“隐藏”的超球粒陨石Nb/Ta比值的物质源区,与低球粒陨石Nb/Ta比值的物质源区大陆地壳和亏损地幔在化学成分上形成互补。  相似文献   

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