花岗岩中矿物成因类型划分的初步建议

不论花岗岩是交代成因的,还是岩浆成因的,其形成的过程主要是在大陆壳的范围内进行的。交代成因的花岗岩,自不待言交代前钓源岩是陆壳的岩石;而花岗岩浆,除极少数是地幔源的玄武岩浆结晶分异晚期的产物,或直接来自地幔中的石榴石二辉橄榄岩部分熔融外,绝大多数花岗岩浆都是大陆壳重熔或部分熔融形成的。     

东天山花岗岩的构造岩浆类型划分

花岗岩是陆壳的重要组成部分,花岗岩的研究对研究大陆岩石圈的结构、组成和演化具有重要意义。本文运用Barbarin花岗岩构造类型划分方案,对有关东天山地区花岗岩进行了有益的文献汇总和讨论的基础上,首次将东天山地区花岗岩划分为含角闪石钙碱性花岗岩类,富钾及钾长石斑状钙碱性花岗岩类,含堇青石及黑云母过铝质花岗岩类,含白云母过铝质花岗岩类。根据它们各自的岩石及地球化学特征认为岩浆来源分别为地幔橄榄岩区混熔了一部分楔形地幔上面的地壳;地壳安山质源岩混有部分幔源;硬砂质岩石以及泥质岩石的局部熔融。     

地球早期大陆地壳的形成与演化

现代地球岩石圈主要由镁铁质上地幔和长英质地壳两个储集层组成,研究大陆地壳的形成和演化对揭示地球早期地质过程和物质循环、厘定板块构造启动时限具有重要意义。冥古宙—始太古代具有更高的地幔潜能温度和地温梯度,岩浆海冷却形成薄的原始地壳;大洋岩石圈表现为韧性,主要构造机制应为停滞盖层模式,有地幔柱参与。太古宙片麻岩中奥长花岗岩—英云闪长岩—花岗闪长岩（TTG）的出现标志着镁铁质原始地壳向长英质陆壳转变的开始。本文总结了地球早期停滞盖层模式到现代板块构造模式下含水玄武岩部分熔融、结晶分异形成大陆地壳的过程,主要包含幔源岩浆停滞盖层（“自下而上”的热管火山岩和“自上而下”的深成侵入岩构造模式）、增厚镁铁质地壳部分熔融、俯冲洋壳、岛弧及洋底高原部分熔融模式;陆壳的破坏和消减主要受陨石撞击、分层沉降、重力不稳导致拆沉控制;板块构造的出现进一步促进了地球内部的热量扩散,俯冲作用加快了洋壳和陆壳之间的物质循环。最后,结合太古宙变质岩、古老克拉通岩石学特征和锆石Hf、O及全岩Nd、Sr、Ar、Ti同位素组成,讨论了陆壳的形成时间和演化过程： 3.0 Ga之前形成了现有陆壳体积的60%~70%,厚度约为20~40 km;3.0~2.5 Ga,地壳改造速率明显增加,陆壳生长和破坏速率达到动态平衡,表明全球性现代板块构造体制逐渐成为控制大陆形成、裂解和陆壳演化的主要因素。     

东天山花岗岩的构造岩浆类型划分

花岗岩是陆壳的重要组成部分,花岗岩的研究对研究大陆岩石圈的结构、组成和演化具有重要意义。本文运用Barbarin花岗岩构造类型划分方案,对有关东天山地区花岗岩进行了有益的文献汇总和讨论的基础上,首次将东天山地区花岗岩划分为含角闪石钙碱性花岗岩类,富钾及钾长石斑状钙碱性花岗岩类,含堇青石及黑云母过铝质花岗岩类,含白云母过铝质花岗岩类。根据它们各自的岩石及地球化学特征认为岩浆来源分别为地幔橄榄岩区混熔了一部分楔形地幔上面的地壳;地壳安山质源岩混有部分幔源;硬砂质岩石以及泥质岩石的局部熔融。     

青藏高原内部三条磨拉石带的确定及其构造意义

造山带地球化学研究的目标主要是为重建古板块构造格局服务,其次是探讨古造山带不同演化阶段岩石的形成、演化、变质及其所反映的大陆动力学和深部地幔过程。造山带演化分为5个阶段,各个阶段的火成岩具有不同的特征,地球化学研究的任务就是要识别出各个阶段岩石产物的特征、来源、成因和形成环境。文中着重讨论了造山带火成岩的若干地球化学问题。笔者指出：蛇绿岩主要分为岛弧拉斑玄武岩（IAT）和MORB两种,最近的研究发现,蛇绿岩中有来自富集地幔的信息。岛弧火山岩突出的地球化学特征是富集大离子亲石元素、ω（Th）＞ω（Ta）和Nb,Ta亏损,这是由于消减带物质加入的结果,本质上是一个（深源）陆壳混染的问题。花岗岩可能是幔源与壳源之间混合的连续谱系,花岗岩成因类型的控制因素主要是不同类型的源岩而不是构造环境。双峰式火山岩的成因比原先想象的要复杂,可以产于各种构造环境。文中还讨论了造山带地球化学研究方法的问题。     

花岗岩与地壳厚度关系探讨

文中首先从板块构造与大陆构造的对比出发,指出板块构造主要研究洋壳,洋壳主要研究玄武岩,玄武岩主要研究构造环境.大陆构造主要研究陆壳,陆壳玄武岩少花岗岩多,因此,花岗岩在大陆构造研究中具有特殊的地位.由于花岗岩比玄武岩复杂得多,其中尤以源岩和深度对花岗岩的影响最大,是大陆花岗岩研究最重要的课题.文中接着讨论了Sr和Yb的...     

地球早期大陆地壳的形成与演化

现代地球岩石圈主要由镁铁质上地幔和长英质地壳两个储集层组成,研究大陆地壳的形成和演化对揭示地球早期地质过程和物质循环、厘定板块构造启动时限具有重要意义。冥古宙—始太古代具有更高的地幔潜能温度和地温梯度,岩浆海冷却形成薄的原始地壳;大洋岩石圈表现为韧性,主要构造机制应为停滞盖层模式,有地幔柱参与。太古宙片麻岩中奥长花岗岩—英云闪长岩—花岗闪长岩(TTG)的出现标志着镁铁质原始地壳向长英质陆壳转变的开始。本文总结了地球早期停滞盖层模式到现代板块构造模式下含水玄武岩部分熔融、结晶分异形成大陆地壳的过程,主要包含幔源岩浆停滞盖层(“自下而上”的热管火山岩和“自上而下”的深成侵入岩构造模式)、增厚镁铁质地壳部分熔融、俯冲洋壳、岛弧及洋底高原部分熔融模式;陆壳的破坏和消减主要受陨石撞击、分层沉降、重力不稳导致拆沉控制;板块构造的出现进一步促进了地球内部的热量扩散,俯冲作用加快了洋壳和陆壳之间的物质循环。最后,结合太古宙变质岩、古老克拉通岩石学特征和锆石Hf、O及全岩Nd、Sr、Ar、Ti同位素组成,讨论了陆壳的形成时间和演化过程：3.0 Ga之前形成了现有陆壳体积的60%～70%,厚度约为20～4...     

江西灵山花岗岩中玄武岩包体的成因

包体提供了花岗岩浆地源和演化的重要信息。暗色微粒包体特别是花岗岩中玄武岩包体的存在，表明有地幔物质的加入。文章就发现于江西灵山花岗岩中的玄武岩包体的岩石学、岩石地球化学作了报道，并进而讨论了它的成因、形成条件及其在造山带岩石圈均衡调整中壳幔相互作用。     

稀土元素地球化学对太古宙花岗岩类成因的判别

太古宙花岗岩类的成因是地学界争论颇久的问题。本文以稀土元素地球化学理论论证了北京、辽吉地区某些花岗岩为岩浆成因而非混合岩构成的“地层”。文章论述了主元素特征为钾质花岗岩的岩体实是钾化的TTG岩体 ,论述了主元素成分相同的TTG岩石具不同的稀土图谱 ;被长英质细脉注入的TTG岩石受混染作用改造稀土图谱也发生了变化 ;各种各样非TTG成分的岩石由于硅质的渗透被改造为TTG质岩石。这些实例说明 ,必须进行岩石学、矿物学和地球化学的综合研究才能判定太古宙形形色色的花岗质岩石。     

化学地球动力学研究进展

化学地球动力学是地球化学与地球动力学之间的交叉学科,是20世纪末期地幔地球化学研究的热点和前沿。随着人们对板片-地幔相互作用机制及其地球化学效应的认识,化学地球动力学研究已经从地幔不均一性本身拓展到具体俯冲板片对地幔成分的影响。这个拓展为我们认识地球内部的运作机制、俯冲带壳幔相互作用和地幔不均一性的尺度等重要科学问题做出了重大贡献。本文系统回顾了大洋玄武岩成因与地壳物质再循环、大洋玄武岩源区的岩石学性质、板块俯冲与大洋玄武岩成因、大陆镁铁质超镁铁质岩成因和板片-地幔相互作用以及花岗岩成因与大陆动力学等方面的突出进展,对化学地球动力学领域存在的重要科学问题和今后的研究方向也提出了建议。     

超越板块构造——我国构造地质学要做些什么?

对近十年来全球构造学和构造地质学的重要进展进行了简要评述.30年前建立的全球构造理论改变了人们对地球及其演化的认识.作为固体地球统一理论的板块构造主要涉及刚性板块边界之间的变形、地震活动和火山作用.至今还没有完整理论阐明板块运动的驱动力和地幔对流机制.板块边界和板内变形等许多问题仍然无法回答.大陆岩石圈和大洋岩石圈在成分、厚度和力学强度方面有明显的差别, 因此现有板块构造不完全适合于大陆构造.大陆地壳和地幔流变学的综合研究是认识大陆构造和超越板块构造的最佳途径.流变学是大陆造山带几何学和动力学的桥梁.大陆岩石圈对构造作用、重力作用和热作用的响应在很大程度上取决于其流变强度.岩石圈流变性质是岩石圈分层和塑性流动的主导因素.大量透入性变形和巨型大陆造山带内部构造显示非刚性特征.大陆构造和力学行为主要由地壳强度而不是地幔强度所控制.从大陆岩石圈多层性和力学强度不均匀性表征看, 现在是抛弃传统“三明治”构造模式的时候了.面对地球系统科学和地球动力学新思维发展趋势, 多学科综合研究大陆构造(造山带)和加速高水平构造地质学人才的培养是我国构造地质学发展的最紧迫任务      

克拉通、下地壳与大陆岩石圈——庆贺沈其韩先生百年华诞

把克拉通、下地壳和大陆岩石圈这几个重要的地质名词放在一起做文章的标题,其实只是想强调一个事情,即陆壳形成和稳定化的结果是形成大陆岩石圈.大陆岩石圈是地球圈层的基本单元,是现代板块构造运动的核心构件和核心载体.忽视大陆岩石圈,要讨论地球上大陆与大洋、地壳与地幔、地球的深部圈层与外部圈层、内部圈层间相互作用以及物质与能量的...     

太古宙TTG岩石是什么含义?

太古宙TTG岩石的成因是一个热门话题,它与太古宙麻粒岩地体并称为太古宙两大疑案.TTG岩石关系到地球早期陆壳是如何形成、生长和演化的.现在流行的观点是,太古宙TTG要么产于板块消减带,要么来自加厚的下地壳,这两种说法孰对孰错?笔者认为二者证据都不充分.上述认识是将太古宙TTG与现代埃达克岩简单对比得出来的,而这种对比忽略了地质时代和构造背景的差异,正确的对比应当是在太古宙不同类型花岗质岩石之间进行.太古宙地壳异常的热,什么时候开始出现板块构造至今没有得到明确的结论.太古宙TTG是太古宙地壳的主要成分,太古宙TTG地体反映的是太古宙地壳的平均厚度,加厚是相对于正常地壳厚度而言的.太古宙地质研究存在一个明显的误区,即不恰当地运用“将今论古”的原则,“将今论古”只适合显生宙或中-新元古代.研究TTG岩石意义十分重大,对我们理解前板块构造以及板块构造何时开始的是很关键的.     

论大陆岩石圈形成过程中的克拉通化阶段

克拉通化是大陆岩石圈形成和演化中 ,从活动转变到稳定过程中的重要阶段。它的鉴别和正确划出 ,无疑有助于大陆岩石圈形成和演化研究的深入。不仅如此 ,大量研究实践表明 ,克拉通化阶段还提供了形成大规模有用矿产的有利条件 ,往往构成成矿作用高峰期。因此 ,克拉通化阶段的研究具有重要的理论和实际意义。然而 ,长期以来 ,多数学者只认同始于古元古代末、世界上几个主要老地台地区的克拉通化作用。文中通过对文献的分析 ,并结合作者们自己的研究经验 ,回顾了克拉通化有关概念和理论的发生、发展 ,重点探讨显生宙以来形成的新大陆岩石圈的稳定化过程 ;目的是借鉴克拉通化概念和研究问题的思路对碰撞后和陆内阶段的构造岩浆作用的规律做一讨论。笔者认为 ,克拉通化作用的第一阶段 (碰撞后阶段 )仍继续碰撞阶段板块相互作用的方式和运动学特征 ,继承碰撞阶段的区域构造格局 ;第二阶段 (板内阶段 )则出现新的构造格局 ,深部地质作用的重要性也越来越增加了。     

华北克拉通的形成以及早期板块构造

地球上最早的地壳岩石是高钠的花岗质(TTG)岩石,但是否有更老的洋壳存在过、以及陆壳是怎样形成的,涉及到地球动力学几乎所有的问题。其中板块构造是在什么时候开始的,就是个延续了数十年热度不减的前沿科学问题。流行的说法是板块构造始于新元古代,也有一些学者认为在新太古代就已经开始,或者认为自从地球上有了水的记录,就开始有板块构造。在众多的判别板块构造的标志中,蛇绿岩残片和古老的高压变质岩无疑是两个最具影响力的问题。前者可以确定有远古的古老洋壳存在过并成为缝合带中的残片,后者可以指示曾有地表的岩石单元被俯冲到深部,是俯冲、消减与碰撞的岩石学证据。本文在讨论和比较了太古宙绿岩带与蛇绿岩,以及早前寒武纪高温高压(HTHP)麻粒岩/高温—超高温(HT-UHT)麻粒岩与造山带高压变质带之后,认为尚不能作为板块构造的证据。本文还对华北的新太古代末的稳定大陆形成以及古元古代活动带的裂谷-俯冲-碰撞进行了论述。提出华北克拉通在新太古代末的绿岩带-高级区格局可能标志着热体制下有限的横向活动构造,微陆块被火山-沉积岩系焊接,随后发生变质作用和花岗岩化,完成稳定大陆的克拉通化过程。其构造机制可能是适度规模且多发的地幔柱构造控制下小尺度的横向构造运动的机制。华北克拉通的古元古代活动带有与绿岩带-高级区不同的构造样式,表壳岩带状分布,经受了强烈的变形以及中级变质作用,伴随花岗岩的侵入,虽然没有蛇绿岩和高压变质带,但已表现出板块构造的雏形特征。     

浅议古板块构造单元划分原则

板块构造理论是古板块分区的基础。古板块构造分区和命名必须有明确的时空概念。按照威尔逊旋回，大洋俯冲阶段的构造分带最复杂、最明显，应该以该阶段作为分区的时间区间，一级构造单元是岩石图板块，以大洋型蛇绿混杂岩带作为分区界线；二级构造单元以地壳性质作为分区原则，可分为过渡壳和陆壳，地壳性质依据蛇绿岩（套）、沉积建造、岩浆岩组合特征来综合判别；三级构造单元是在二级构造区内以沉积岩、火山岩、岩浆岩建造的显著差异为分区原则，如岛弧弧盆带内分为弧前隆起、弧前盆地、岛弧带、弧间盆地、弧后盆地，在陆壳区内分为稳定陆壳区及活动陆壳区。四级构造单元是在三级构造区内以构造形态或局部地质特征作为分区原则，分为复背斜、复向斜、断褶带、岩浆岩带、蛇绿混杂岩带等。     

Two stage continental collision and plate driving forces

It is proposed that major continental collision normally causes two orogenies. The first is characterized by ophiolite obduction, and the second by widespread deformation, often accompanied by metamorphism and granite intrusion. The two orogenies are separated by a relatively quiescent orogenic pause of 40–60 Ma. The two stages of continental collision are illustrated by examples from the Paleozoic Newfoundland Appalachians, and the Mesozoic-Cenozoic Tethyan collision belts of the Zagros and Himalayas.

The stages of continental collision are explained in terms of the forces driving plate motions, which are dominated by the downward pull of subducting oceanic lithosphere and, to a lesser extent, by the outward push of spreading oceanic ridges.

The Taconic stage marks attempted subduction of continental crust. The buoyancy of continental crust offsets the negative buoyancy of subducting oceanic lithosphere and other driving forces so that plate motion is halted. Orogeny involves vertical buoyancy forces and is concentrated along the narrow belt of plate overlap at the subduction zone.

In a major collision the Taconic stage destroys a substantial proportion of the earth's subducting capacity. It is an event of such magnitude that it has global consequences, reducing sea-floor spreading and the rate of convection. This results in retention of heat within the earth and a consequent increase in the forces driving the plates. The orogenic pause represents the time taken for these forces to become strong enough to overcome the obstruction of buoyant continental crust and renew subduction at the collision zone.

The Acadian stage of collision occurs when renewed subduction is achieved by detachment of continental crust from its underlying lithosphere. As the subcrustal lithosphere is subducted, the crust moves horizontally. The result is crustal shortening with widespread deformation and generation of anatectic granitic magma, as well as subduction related volcanism.

The effects of continental collision on the rate of sea-floor spreading can be related to eustatic changes in sea level, glaciations, and mass extinctions. There may also be connections, through changes in the rate of mantle convection, to the earth's magnetic polarity bias and rotation rate.     

从地壳上地幔构造看大陆碰撞带岩石圈的克拉通化

本篇讨论超级大陆汇聚后逐渐变为克拉通或扩大克拉通的作用过程,即指经及大陆碰撞地体汇聚后新形成的大陆块逐渐转变为刚性克拉通的作用过程。增生大陆岩石圈的克拉通化的作用后果,包括大陆地壳密度的增加,岩石圈地幔的增厚和大地热流值的下降,使大陆岩石圈逐渐刚性强化。大陆碰撞后形成的大陆块必须经过克拉通化的过程,才能逐渐成为刚性克拉通。作用过程主要包括:①上地壳沉积碎屑岩石结晶岩化和中地壳岩石角闪岩化;②下地壳岩石基性化;③大陆碰撞带下凹莫霍面的磨平;④岩石圈地幔底侵加厚形成陆根。从大陆碰撞带转变为克拉通的过程也是岩石圈地幔不断增厚而地壳缓慢变硬变冷的过程。这个过程包含以下作用:区域变质作用,交代作用和岩石圈幔源岩浆的底侵。这个过程时间尺度比碰撞造山作用大一个级次。长期的底侵作用使地壳岩石密度和强度不断加大,改变岩层的矿物成分和局部结构。当大陆岩石圈克拉通化到一定程度之后,由于下方软流圈的热能供应逐渐减缓,使岩石圈地温梯度缓慢下降,最终结果会形成大陆根。由于显生宙大陆碰撞带岩石圈强度弱,大陆碰撞时更容易造成岩石圈变形,因此大陆碰撞的板内效应主要发生在大陆内的显生宙碰撞带。显生宙大陆碰撞带如果再次受到大陆碰撞板内效应的作用,其克拉通化的过程必然会推迟。     

湖北郧县王家庄绿色纤维状石英-云母脉特征及成因--对板块构造几个问题的思考

湖北郧县王家庄有两期脉体 ,早期为纤维状石英脉 ,总体呈北北东向分布 ,平行脉壁有一中间面使其对称分布 ,显示张性裂隙持续发育过程 ;与之垂直的横向压性裂隙将它“错开”。形貌上酷似板块构造的大洋中脊和转换断层。晚期云母脉叠置在上述两组裂隙之上 ,并使原来裂隙性质发生变化。这些特征与区域应力场分布 ,特别是与两郧断裂的演化息息相关。根据分形理论 ,将王家庄石英云母脉与板块构造进行对比 ,一方面从微观的角度证实了板块构造一些基本观点的合理性。同时从微观信息得到深入研究板块构造的一些新启示 :对板块形成机制不要局限于软流圈对流 ,而应从更深层次研究地幔物质运动规律 ;要将大陆和大洋作为一个整体研究全球应力场分布规律与构造演化历史 ,其中转换断层是联系大陆和大洋的纽带 ;加强RRR型三联点研究 ,它是研究深部 (地幔 )物质运动和上部 (地壳、岩石圈 )构造应力场相互关系的重要窗口     

The building blocks of continental crust: Evidence for a major change in the tectonic setting of continental growth at the end of the Archean

Oceanic arcs are commonly cited as primary building blocks of continents, yet modern oceanic arcs are mostly subducted. Also, lithosphere buoyancy considerations show that oceanic arcs (even those with a felsic component) should readily subduct. With the exception of the Arabian–Nubian orogen, terranes in post-Archean accretionary orogens comprise < 10% of accreted oceanic arcs, whereas continental arcs compose 40–80% of these orogens. Nd and Hf isotopic data suggest that accretionary orogens include 40–65% juvenile crustal components, with most of these (> 50%) produced in continental arcs.Felsic igneous rocks in oceanic arcs are depleted in incompatible elements compared to average continental crust and to felsic igneous rocks from continental arcs. They have lower Th/Yb, Nb/Yb, Sr/Y and La/Yb ratios, reflecting shallow mantle sources in which garnet did not exist in the restite during melting. The bottom line of these geochemical differences is that post-Archean continental crust does not begin life in oceanic arcs. On the other hand, the remarkable similarity of incompatible element distributions in granitoids and felsic volcanics from continental arcs is consistent with continental crust being produced in continental arcs.During the Archean, however, oceanic arcs may have been thicker due to higher degrees of melting in the mantle, and oceanic lithosphere would be more buoyant. These arcs may have accreted to each other and to oceanic plateaus, a process that eventually led to the production of Archean continental crust. After the Archean, oceanic crust was thinner due to cooling of the mantle and less melt production at ocean ridges, hence, oceanic lithosphere is more subductable. Widespread propagation of plate tectonics in the late Archean may have led not only to rapid production of continental crust, but to a change in the primary site of production of continental crust, from accreted oceanic arcs and oceanic plateaus in the Archean to primarily continental arcs thereafter.