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。     

南天山榆树沟麻粒岩相构造岩研究

榆树沟麻粒岩相构造岩宏观上呈糜棱岩带和糜棱岩化带产出,发育强烈流变叶理;微观上主要造岩矿物发育各种塑性变形显微构造。变形过程中同种造岩矿物的动态重结晶新晶与塑变残斑（残晶） 之间化学成分变化不明显, 表明在变形期间水活度低,以位错蠕变为主。该构造岩形成于深地壳麻粒岩相变质的晚期阶段,是地体在早期阶段于下地壳底部－上地幔顶部发生高压麻粒岩相变质作用后因构造抬升进入深地壳麻粒岩相环境下发生退变质和强烈韧性剪切变形的产物, 其形成后经历了快速的构造折返过程。     

残留板块及地幔柱:怀俄明克拉通的上地幔地震图像(英文)

介绍了近年来天然地震体波和面波层析成像以及接收函数在怀俄明克拉通地区的应用。怀俄明克拉通地区的地壳和上地幔结构可以归结为克拉通成型时期的残存高速度异常以及进行中Yellowstone低速地幔柱。在克拉通南部边界缝合带地区以及在中部和北部下地壳中保存着一些高速度结构。南部边界缝合带地区的高速度倾斜上地幔结构与人工地震剖面LithoProbe在北美各个克拉通边界所记录的上地幔倾斜反射体一致。作为一个可能的上地幔消减板块残留体,这个倾斜上地幔结构显示出板块叠加可能是一个普遍的克拉通成型过程。在克拉通缝合带的莫霍面和上地幔深度,人工地震的研究结果显示板块叠加过程形成一个楔形体,体现出克拉通上地幔的较高粘度系数。接收函数的转换波共转换点叠加技术显示出这种楔形体存在于整个怀俄明克拉通的南部边界。接收函数和基于噪声的瑞利波层析成像图像显示出在克拉通地壳增厚地区存在下地壳高速体。作为早期岩石圈分裂过程残留的火成岩侵入体,这种下地壳高速体存在于较早成型的克拉通北部和中部地区,显示出南部克拉通地区不同的形成机制。克拉通的西部地区受到Yellowstone地幔柱的影响。层析成像显示低速的地幔柱从黄石地区向下延伸到至少500km。在消蚀岩石圈的同时,岩浆侵入体沿着hotspottrack在中地壳大量的形成,并引起下地壳岩石的横向流动。     

南天山榆树沟遭受麻粒岩相变质改造的蛇绿岩套研究

 新疆南天山榆树沟高压麻粒岩地体的原岩是一层序基本完整的蛇绿岩套。该岩套主要由变质橄榄岩、超镁铁质-镁铁质堆晶岩、下部洋脊拉斑玄武岩、以及上部洋脊拉斑玄武岩等四个岩石单元构成。其岩石学和REE与相对惰性微量元素的地球化学特征表明,该蛇绿岩中的玄武岩属洋脊型;结合区域地质背景分析,初步认为榆树沟蛇绿岩可能形成于具相当规模的洋盆构造环境。锆石U-Pb年龄表明其形成时代为早古生代中晚期,证实西南天山早古生代蛇绿岩确已延伸至库米什一带。榆树沟麻粒岩相蛇绿岩套的确定以及对其独特的形成和俯冲-折返过程进行深入研究,不仅对进一步探讨天山构造带的形成和演化有重要意义,而且对发展大陆动力学理论也具重要参考价值。     

南天山榆树沟遭受麻粒岩相变质改造的蛇绿岩套研究

新疆南天山榆树沟高压麻粒岩地体的原岩是一层序基本完整的蛇绿岩套。该岩套主要由变质橄榄岩、超镁铁质-镁铁质堆晶岩、下部洋脊拉斑玄武岩、以及上部洋脊拉斑玄武岩等四个岩石单元构成。其岩石学和REE与相对惰性微量元素的地球化学特征表明,该蛇绿岩中的玄武岩属洋脊型;结合区域地质背景分析,初步认为榆树沟蛇绿岩可能形成于具相当规模的洋盆构造环境。锆石U-Pb年龄表明其形成时代为早古生代中晚期,证实西南天山早古生代蛇绿岩确已延伸至库米什一带。榆树沟麻粒岩相蛇绿岩套的确定以及对其独特的形成和俯冲-折返过程进行深入研究,不仅对进一步探讨天山构造带的形成和演化有重要意义,而且对发展大陆动力学理论也具重要参考价值。     

中国大陆岩石圈壳幔韧性剪切带系统

众多地震测深剖面的地质构造解析显示,大陆岩石圈存在既有显著差异又有密切联系的两套断裂系统,即以地壳表层脆性剪切带为主的浅层断裂系统和以切割莫霍界面的壳幔韧性剪切带为主的深部断裂系统。根据地震测深速度结构特征,结合深部构造岩石地球化学的综合研究,将切割莫霍界面或壳幔过渡带的壳幔韧性剪切带划分为三类(俯冲带、缝合带和剪切带)五型(大陆岩石圈边缘海沟俯冲带、大陆岩石圈碰撞缝合带、挤压型壳幔韧性剪切带、伸展型壳幔韧性剪切带和走滑型壳幔韧性剪切带)。建立起中国大陆岩石圈构造变形由地壳表层向深部扩展以及由壳幔过渡带向地壳中上部扩展的岩石圈双向扩展模式。壳幔韧性剪切带既是无机成因天然气等深部流体的通道,又是地震活动区的发震构造之一,因此研究大陆岩石圈壳幔韧性剪切带具有重要学术价值和实际意义。     

东海与黄海的三维速度结构及其构造意义

利用面波层析技术分析了该区地壳上地幔的三维构造。地壳上层的速度分布具有以海域中心为轴,东西两侧对称的特点,总体呈NE向展布,同结晶基底的构造对应良好。东海与黄海的构造差异主要表现在下地壳与上地幔,分别与华北和华南的速度结构相同。从杭州湾到吐噶喇海峡(大约沿30°N纬线)存在一条近EW走向的上地幔高速带。东海与黄海在地貌与地质、地震活动、大地热流、品质因数和重磁异常等方面存在系统性的差异,这与早第四纪从杭州湾到吐噶喇海峡出现的左旋剪切破裂以及贝尼奥失带的右旋撕裂有关。作者推断:东海是新生代弧后扩张作用而形成的;大巴-大别山南麓-杭州湾-吐噶喇海峡是华北与华南地壳块体的分界线,琉球海沟的消减带是华南地壳块体的东界;东亚的现代构造运动,主要与太平洋板块、印度板块和上地幔的运动有关,而菲律宾板块的俯冲对中国大陆的作用较小。     

莫霍面,下地壳与岩浆作用

美国地质学会近期在意大利北部阿尔卑斯山区召开的关于地壳分异作用的Ｐｅｎｒｏｓｅ会议,以Ｉｖｒｅａ带大陆地壳剖面为样板,讨论了与大陆生长和演化有关的主要过程。文中结合会议情况,评述了岩浆作用与大陆生长、莫霍面演化和地壳动力学的关系。大陆壳特有的成分和大的花岗岩基的形成,要求下地壳有大体积的基性超镁铁质岩存在。这样的基性超镁铁质岩,既可能代表囤积在下地壳的幔源岩浆,也可能是幔源岩浆分异的堆积岩,或是在壳内分异作用过程中产生出花岗质熔体后的残余体。在伸展构造区,幔源岩浆的底侵作用强烈地影响了大陆壳的结构、组成和热状态,而在陆陆碰撞带,由于地壳加厚,下地壳的基性超镁铁质岩石会转变为“榴辉岩”,促进地壳沉没作用和下地壳拆沉作用。由于地壳岩石的榴辉岩相变质作用,地球物理莫霍面与壳幔边界可能并不对应。莫霍面和地壳对岩浆的密度过滤作用,又控制了大陆壳中岩浆的侵位和演化。     

塔里木盆地北缘幔源岩石包体特征及岩石圈上地幔流变规律

岩石圈上地幔岩石包体保存着上地幔物质组成和岩石学的特征以及岩石圈上地幔构造变形特性、岩石变形机制和流变性质的丰富信息。塔里木盆地西北缘的巴楚地区的幔源包体主要由橄榄岩组成,次为单辉橄榄岩,与中国东部以及西部其他地区发育的尖晶石、石榴石二辉橄榄岩幔源包体有所区别。从莫霍面至岩石圈上地幔下部,随着深度、温度和压力的增高,幔源包体橄榄石中出现直线状位错、位错缠结、网络—曲线状、环状位错—直线状位错、位错缠结、网络—曲线状位错,环状位错的变化规律;其微观变形机制有从碎裂—位错滑移—位错蠕变—扩散蠕变的变化规律;差异应力值有从低—高—低—高的正弦波状变化趋势,在莫霍面附近以及上地幔韧性软层与脆性层附近差异应力值一般较高;应变速率值则是逐渐减慢的总体变化趋势,整体反映出岩石和矿物从脆—韧性的流变性质。     

新疆西天山达鲁巴依蛇绿岩地质特征

新疆西天山达鲁巴依达坂一带发现的震旦系蛇绿岩，位于塔里木板块北部大陆边缘与伊犁地块的缝合线上，被命名为达鲁巴依蛇绿岩，呈残块状分布于那拉提南缘断裂南侧的构造混杂带中，剖面出露较好，岩石化学、地球化学特征显示为大洋岛屿环境，是震旦纪晚期伊犁地块从塔里木板块裂解时的产物．     

汉诺坝玄武岩岩浆起源及上升的p-t路线

本文应用改进了的Carmichael计算法,对汉诺坝玄武岩中的原生岩浆或近原生岩浆——夏威夷岩与上地幔橄榄岩、巨晶及其寄主岩浆、斑晶与岩浆之间的平衡温度、压力进行了计算。结果表明,汉诺坝玄武岩起源于43-56km,温度为1240-1300℃。单斜辉石及歪长石巨晶分别形成于上地幔顶部及下地壳最下部,斑晶结晶于上部地壳。这表明,在莫霍面附近及上部地壳可能存在有次级的岩浆房。岩浆上升的p-t路线与玄武岩的液相线一致,说明原生岩浆由上地幔源区主要呈液体状态快速上升达到地表。     

南天山北缘麻粒岩残迹与辉石相韧性变形研究

对新疆北部南天山北缘蛇绿混杂岩带中麻粒岩的岩石学、矿物学、岩石化学、矿物化学、稀土元素地球化学特征及辉石相韧性变形构造的研究表明,榆树沟麻粒岩的共生矿物组合为透辉石-次透辉石-紫苏辉石-石榴石-斜长石,属基性岩类暗色麻粒岩,以低硅高钙为特征,稀土总量低,轻稀土与铕弱亏损,反映高温高压熔融环境和岩浆分异差的特点。麻粒岩及超镁铁岩中的辉石经历了强烈的韧性剪切变形作用,不对称辉石残斑系、动态重结晶辉石亚颗粒集合体、辉石变形双晶纹、鱼尾构造、核幔构造等显微韧变构造广泛发育。宏观和微观运动学分析揭示了一期从南向北的推覆构造。麻粒岩的形成与早古生代大陆地壳拉伸作用有关,辉石相韧性变形则与早古生代末南天山边缘海的挤压关闭和推覆逆冲有关。     

早太古代以来的板块运动,地壳增生及超大陆组合

几个太古代至元古代克拉通内可利用的古地磁资料揭示了早太古代以来的大陆板块运动,其最小平均速度可与现代板块相类比。这说明地球历史上很早就存在板块构造作用,并且,地壳岩石中年龄达3.9Ga的高级片麻岩组合的保存也需要有一个较厚的壳下岩石圈“根”存在于早期大陆之下,它在早太古时期把下地壳从较高的地幔热流中保护起来。上地幔不相容稀有元素在世界范围内的明显亏损表明,至少在38亿年以前就存在刚性的,并很可能是巨大的岩石圈板块,但目前的资料还不能识别这一巨型地壳的成分。早太古代片麻岩-绿岩-花岗岩地体中的构造型式主要是类似于现代碰撞带中所发现的那种早期水平构造,并且,上壳岩石组合与英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)成分的正片麻岩呈构造互层,从而导致了地壳的明显增厚和麻粒岩的形成。许多TTG岩套可能是与俯冲作用有关的岩浆弧建造,某些太古代绿岩带已被认为是蛇绿岩。但仍缺少有关太古代真正洋壳的确切证据,许多TTG组合的同位素分馏系列揭示     

芬兰东部的欧托孔普一约穆蛇绿岩

欧托孔普一约穆蛇绿岩带（1．97Ga），位于芬诺斯堪的纳维亚地盾东北部的斯维科卡累利褶皱带的边缘，形成一条长约200km的不连续带。其最主要部分是欧托孔普和约穆蛇绿岩杂岩，其变质从绿片岩相级到角闪岩相级。欧托孔普蛇绿岩杂岩，是以它所含的Cu－Zn-（Co一An）矿而著称。它是作为一种已被肢解的由上地幔橄榄岩组成的层序和一种不完整的由纯橄榄岩、辉石岩、辉长岩和镁铁质火山岩组成的地壳层序产出的。上地幔橄榄岩就它们的残余矿物来说是包括纯橄榄岩、方辉橄榄岩和二辉橄榄岩。已认识出的不完整蛇绿岩层序，说明其缺乏较发育的席状…     

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。     

东秦岭松树沟蛇绿岩构造变形及其演化

东秦岭松树沟蛇绿岩是沿西沟早期韧性剪切带和界岭韧性剪切带构造侵位于早元古代秦岭群变质杂岩南缘之上的蛇绿岩推覆体，主要遭受了４期构造变形，反映蛇绿岩演化过程中四期主要的构造运动，分别为：１０亿年左右上地幔部分熔融残余体──蛇绿橄榄岩块底辟侵位于上覆玄武岩、晋宁期蛇绿岩构造侵位、加里东─早华力西期由南向北的过冲及晚华力西─印支期的左行走滑运动。     

大别造山带岩石圈结构与超高压变质岩折返的另类模型

氦同位素研究确定,大别山榴辉岩等超高压岩石矿物并非来自地幔,而是生成于岩石圈地幔顶部。结合深部地球物理,提出一个岩石圈地幔顶部形成超高压矿物的模型。即表壳岩石俯冲到岩石圈地幔顶部,形成超高压变质岩,然后由于地壳隆升、剥蚀,出露到地表。冲入大别山地区岩石圈地幔顶部的表壳岩石之所以会形成超高压变质岩是因为它同时受到板块会聚的强大压力和蘑菇云地幔产生的高温。沿六安—黄石综合地球物理、地球化学剖面实测的热流剖面显示,南大别构造带的莫霍面温度达到1307℃,超高压变质作用所需要的高温条件至今依然存在。已有文献表明黏塑性的大陆板块在碰撞俯冲时,岩石圈地幔的变形远比通常认定的那种刚性板块俯冲要复杂。俯冲呈对冲形式,方向大都向下,在岩石圈地幔中,俯冲板块和制动板块像麻花一样相互楔入,在深部甚至改变俯冲方向,制动板块反而向俯冲板块俯冲。当岩石圈地幔顶部局部熔融时,无疑俯冲物质将向局部熔融层扩散,在高温高压下发生超高压变质作用。大别山变形晚期,在核部形成“背形穹隆”。将形成于岩石圈地幔顶部的超高压变质岩带到地表,接受剥蚀而出露地表。已有资料表明,全球主要超高压变质岩的分布带与古特提斯洋分布有关,古特提斯洋碰撞带是全球最长的一条陆内碰撞俯冲带。它们是否均为黏塑性板块之间的软碰撞、在邻近碰撞带的岩石圈地幔顶部是否都有高温的区域则尚待验证。     

西藏西南部达巴-休古嘎布蛇绿岩带的形成与演化

:该蛇绿岩带的岩体由地幔橄榄岩组成,主要岩石类型是方辉橄榄岩和纯橄榄岩,缺少典型蛇绿岩剖面中的洋壳单元.微量元素和稀土元素特征显示蛇绿岩形成于类似洋中脊的构造环境.笔者提出该区蛇绿岩来源于印度大陆北缘洋盆的洋壳碎片,这个陆缘洋盆与新特提斯洋主体的形成和演化准同步.洋盆的演化模式是:早三叠世,随着印度(冈瓦纳)大陆向南漂移,其北部边缘因引张裂解产生裂谷,于晚三叠世向东开口与新特提斯洋主体连通,洋盆初具洋壳性质,北侧形成阿依拉-仲巴微陆块.侏罗-白垩纪为洋盆洋壳演化期,处于类似洋中脊的构造环境.晚白垩世末洋盆开始闭合.在新特提斯洋板块向北俯冲消减过程中,阿依拉-仲巴微陆块、陆缘洋盆和印度大陆一起随着向北漂移,在印度大陆向北挤压作用下洋盆逐渐收缩以致最终闭合.     

中国大陆特大型矿床地球物理背景研究

在研究中国数10条地球物理剖面(地震、大地热流、大地电磁测深剖面)和中国大陆及邻区剪切波三维速度结构资料的基础上,给出中国大陆地壳上地幔三维结构模型。讨论了中国特大型矿床产出的深部地球物理背景。指出特大型矿床虽然为数极少,但也具有成“点”“带”“面”的分布特征。大多数大中小矿床分布在不同构造单元的边界附近。特大型内生多金属矿床主要产在岩石圈地幔减薄部位、软流圈上隆(地震波垂向低速)区、地壳上地幔的横向不均匀区的变换带(地壳上地幔薄弱     

南海北部及其沿岸中、新生代壳幔相互作用与构造演化——纪念“陆缘扩张带”概念的倡导者陈国达教授

新生代火山岩中的深源捕虏体资料反映,南海北部及其沿岸地区岩石圈地幔的主体由主量元素易熔组分相对饱满的、同位素组成类似MORB-OIB型的、高温型的二辉橄榄岩所组成;但在其顶部残留有古老的岩石圈地幔,它由主量元素易熔组分相对贫瘠的、同位素组成类似EM型的、较低温的方辉橄榄岩组成。在下地壳底部,分布着由晚中生代幔源岩浆分离结晶和堆晶的基性麻粒岩。由此提出了该区中、新生代壳 -幔或岩石圈 -软流圈相互作用与构造演化的简略模式: (1)印支期 -燕山早期为地壳岩石圈厚度增大的华夏型后地台活化造山带环境;(2)燕山晚期岩石圈快速减薄(如拆沉作用),造山带拉伸塌陷,地壳深处并发生广泛的底侵作用; (3)始新世 -渐新世软流圈再次上涌(如地幔柱的影响),岩石圈地幔发生底蚀减薄,地壳也因为下部层的塑性流展和上部层的张裂拉伸而减薄; (4)中新世以来,由于地幔热源在拉伸环境中被释放,壳幔发生冷却,部分软流圈地幔转化为“新生的”岩石圈地幔。研究进一步说明,南海北部陆缘扩张是该区大陆构造演化到大陆活化造山带后期,在深部壳 -幔的相互作用下,岩石圈所发生的垂向减薄和侧向伸展,既不同于弧后扩张,也不是受控于大西洋式的海底扩张。