陆壳的垂向增生

陆壳的垂向增生是幔源物质进入到下地壳和下地壳物质进入到地幔的双向过程 ,前者主要表现为壳下底侵作用 ,后者主要表现为岩石圈规模的拆沉作用 ,其中拆沉作用往往诱发了陆壳下大规模的底侵作用。下地壳部分熔融残余的超镁铁质岩沉入到岩石圈地幔的过程称为陆壳沉没作用 ,它可能是陆壳物质进入地幔的一种重要方式。     

地球内部主要层圈相互作用研究的若干进展

20世纪90年代以来，人们正在探索建立一个统一的全球动力学体系及各圈层相互作用的热、物质运动机制。通过对地核、核幔边界、过渡带、岩石圈—软流圈地幔、地幔柱理论、壳幔边界和地壳内热、物质的交换和圈层流变运动方式等进行分析，讨论了地球各圈层之间存在的热与物质的交换机制以及底侵作用、拆沉作用和岩浆部分熔融作用等壳幔相互作用过程。认为壳幔作用过程表现为一种阶段式、递进式动力学和物理化学演化过程。壳幔相互作用不仅是大陆动力学演化的主要机制，而且与深部地幔的交代及上地壳变形、造山带、盆地形成和演化之间存在耦合过程。基于壳幔热和物质相互作用的研究可以对上地幔及更深层次的地质作用过程进行限定。     

壳幔过渡层及其大陆动力学意义

根据地震测量结果,造山带常见一个P波传播速度介于典型地壳和典型地幔之间的圈层,称为壳幔过渡层。这个圈层在地球物质科学领域常常被解释为壳幔混合层,形成机制不十分明确。提供了另一种选择,认为壳幔过渡层实际上可能是幔源岩浆底侵作用和地壳分异作用的产物,其密度随压力的逐渐变化是其波速特征的主要原因,是区域岩石圈重力不稳定的标志;也可能是软流圈物质岩石圈化的结果,是区域岩石圈逐渐冷却的象征。这个模型可以更好地解释造山带岩石圈拆沉作用、壳幔物质交换和岩浆活动,因而壳幔过渡层的查明具有重要的大陆动力学意义。     

壳-幔物质交换的岩浆岩石学研究

地质地球物理综合研究表明,岩石学地球化学意义上的壳幔边界与地球物理学确定的莫霍面并不等同,物质成分上的壳幔边界具有动态演化的特点,并具有两侧物质成分的双向交换。火成岩中的深源包体和出露的壳幔边界剖面研究揭示,岩浆底侵作用是地幔物质进入地壳的主要方式,并造成地壳垂向增生,而拆沉作用是地壳物质进入地幔的重要机制,上述两种过程的联合是大陆地壳内部地质演化的重要原因     

壳幔混合及花岗质岩浆的形成

花岗岩成因与壳幔作用有着密切的联系,花岗岩成分不单来源于地壳,还有地幔物质的参与,不同程度的壳幔混合可形成类型多样的花岗质岩石。本文简要总结了在俯冲作用、底侵作用、拆沉作用及地幔柱活动过程中花岗质岩浆的形成,并对此类花岗岩的岩石学及地球化学特征进行了描述。鉴于此,可初步判断花岗岩的形成是否与壳幔相互作用有关,但还没有一种统一的模式能对其进行有效的解释。     

碰撞造山带斑岩型矿床的深部约束机制

在印度-亚洲大陆碰撞过程中,俯冲板片断离触发了幔源岩浆底侵作用、下地壳部分熔融和冈底斯岩基带以及同岩基斑岩的产生.在此过程中,幔源岩浆分离结晶的产物、下地壳岩石部分熔融残余和地壳分异过程中下沉的镁铁质块体,构成了加厚下地壳.随着造山岩石圈的冷却和加厚下地壳重力不稳定性的增加,岩石圈拆沉作用触发了后碰撞斑岩型岩浆活动.与此相应,碰撞造山带斑岩型矿床可以形成于同碰撞和后碰撞两个不同的构造阶段.同碰撞成矿作用发生于岩基带形成时期,成矿物质主要来自于底侵幔源岩浆及更深部的含矿流体,其触发机制是俯冲板片的断离.后碰撞成矿作用发生于加厚下地壳冷却之后,成矿物质主要来自于新生矿源层和更深部的含矿流体,其触发机制为岩石圈拆沉作用.在同碰撞构造阶段,伴随着幔源岩浆的底侵作用,深部流体和幔源岩浆所含的成矿物质被注入到岩基岩浆中,与从岩基岩浆源区萃取的成矿物质汇聚在一起,一部分受岩基热的驱使上升成矿.由于流体中成矿元素的浓度强烈依赖于压力,另一部分成矿元素则滞留在难熔残余中形成新的矿源层.当发生岩石圈拆沉作用时,由此矿源层部分熔融形成的斑岩岩浆将相对富含成矿物质,导致碰撞造山带第二次成矿作用大爆发.     

华北东部岩石圈减薄中的下地壳过程：岩浆底侵、置换与拆沉作用

最近研究表明，华北中生代岩石圈减薄不仅是岩石囤地幔减薄，而且下地壳也发生了一定程度的减薄和置换。本文强调下地壳过程，如岩浆底侵、置换和拆沉作用是理解岩石囤减薄机制的关键因素之一。火山岩及其捕虏体的信息似乎支持在华北东部南、北缘存在局部造山带型的下地壳与岩石囤的拆沉作用。但是华北东部整体上的减薄机制难以用造山带的拆沉模式来解释。华北东部克拉通内部的火山岩中的下地壳捕虏体有两类，一类是经历了麻粒岩相变质的底侵辉长岩和辉石岩以及榴辉岩相变质的石榴辉石岩，形成时代约在140～120Ma；另一类是经过了中生代变质叠加的前寒武纪麻粒岩。中生代华北东部曾发生过大规模的岩浆底侵作用，现今的下地壳很可能已大部分不是前寒武纪的下地壳，它们由中生代变质的辉长岩、镁铁质岩石以及经历了很强烈改造的前寒武纪下地壳麻粒岩组成。此外，在华北东部普遍存在着化学成分类似于“埃达克岩”的中生代高锶花岗岩类岩石，它们的形成与岩浆底侵作用和镁铁质下地壳的部分熔融有关，其熔融残留应是榴辉岩或石榴角闪岩。尽管如此，要通过下地壳部分熔融形成一个厚的密度很大的榴辉岩层，由它的重力不均衡来带动80～120公里厚的岩石圈地幔一起拆沉进入软流圈的机制很难发生在华北克拉通内部。岩浆底侵和置换作用是下地壳过程非常重要的形式，与岩石圈的减薄具有密切联系，其具体机制尚不完善。     

区域成矿与壳幔作用初探

区域成矿研究从简单到复杂,从地表到地壳深部,现在已经向众多学科,纵深领域渗透。壳幔作用是现代地球动力学研究的一个关注点。本文对壳幔动力作用与区域成矿关系进行探讨,分别讨论了俯冲、底侵、拆沉和地幔柱对区域成矿作用的影响和作用。初步建立了深部动力作用与区域成矿之间的关系,为研究区域成矿的深部机理和规律提供依据。     

大洋岩石圈拆沉与大陆下地壳拆沉：不同的机制及意义——兼评“下地壳＋岩石圈地幔拆沉模式”

拆沉作用(delamination)是地球科学中一个重要的科学问题。本文认为,大洋岩石圈拆沉和大陆下地壳拆沉是不一样的:(1)拆沉的物质不同。大洋岩石圈拆沉的物质包括大洋地壳、岩石圈地幔甚至一部分软流圈地幔,它们共同进入地幔深部;而大陆下地壳拆沉仅仅限制在下地壳,不包括岩石圈地幔。(2)拆沉的动力不同。大洋岩石圈拆沉是由板块俯冲引起的,是地幔对流的产物,因此是一种快速的主动的拆沉;而下地壳拆沉是由于下地壳加厚使下地壳密度增加引起的,还要求其下刚性的岩石圈地幔转变成塑性的软流圈地幔才有可能发生。因此下地壳拆沉要克服许多阻力才能实现,使拆沉成为一个漫长的过程,是慢速的和被动的拆沉。(3)拆沉的过程不同。大洋岩石圈拆沉是由板块俯冲触发的,俯冲导致碰撞,大洋岩石圈从根部断裂,拆沉进入地幔。大陆下地壳拆沉由地壳加厚开始,使下地壳转变为榴辉岩相;随后,岩石圈地幔减薄,直至全部转化为软流圈地幔;下地壳发生部分熔融,形成大规模的(埃达克质)岩浆,使下地壳榴辉岩的密度大于下伏的地幔,从而引发拆沉。大陆下地壳拆沉不大可能是整体进行的,可能是一块一块地被蚕食、被拆沉的。(4)拆沉后的效应不同。大洋岩石圈地幔拆沉,使热的软流圈地幔上涌,从而引发了一系列地质效应:如岩浆活动、地壳抬升、构造松弛以及随后的造山带垮塌等。而下地壳拆沉只引起地壳减薄,高原和山脉垮塌,并不伴有大规模的岩浆活动和地壳抬升等过程。(5)拆沉与岩浆活动的关系不同。主动拆沉导致大规模岩浆活动,而被动拆沉是在大规模岩浆活动的基础上开始的。此外,文中还对"下地壳 岩石圈地幔拆沉"模式提出了质疑,认为该模式有许多难以理解的问题和太多推测的成分,而且与现在保存的地质事实不符。     

深部过程对埃达克质岩石成分的制约

埃达克岩、太古宙TTG和中国东部广泛出露的燕山期埃达克质中酸性火山-侵入岩在岩石地球化学特征方面有许多相似之处,也有一些显著的差异。与典型的埃达克岩相比,太古宙TTG具有相对高Si和低Mg^#的特点：中国东部埃达克质岩石多表现为低Mg^#贫A120,和高K特征。埃达克岩相对高Mg^#是由于俯冲洋壳部分熔融产生的原生埃达克岩熔体受到了地幔橄榄岩的混染,太古宙TTG多无明显的地幔混染印记,反映其可能主要形成于下地壳底侵玄武岩的部分熔融,而与洋壳俯冲没有直接联系。中国东部埃达克质岩石相对低Mg^#畜K,暗示其可能是下地壳底侵玄武岩部分熔融或拆沉-熔融的产物,而幔源富钾熔体的混合、壳内分异和混染过程都有可能影响其成分特征中国东部部分地区的高镁埃达克质岩石可能揭示了下地壳拆沉一熔融和地幔混染过程。钾质埃达克岩的源区可能是被小比例软流圈熔体交代富集的底侵玄武岩层(增厚的下地壳)。结合燕山期岩浆作用和构造转换的特点来看,埃达克岩的形成是中国东部晚中生代岩石圈强烈减薄和大规模岩浆作用产物的一部分,这一重大构造体制的转换可能与地幔柱上涌对岩石圈的侵蚀和导致的伸展作用有关。     

青藏高原北缘深部地壳结构特征及其形成机制探讨

柴达木盆地－祁连山地区位于青藏高原北缘，同青藏高原主体一样，该区具有多层地壳结构特征，并普遍出现壳内低速层，地壳厚度是华北及华南地区的2倍以上。其形成可能与地壳的横向挤压缩短及幔源物质的底侵作用有关。随着底侵作用增强，地壳厚度加大，岩石圈厚度则越趋于减薄，地壳上部表现为拉张，下部发生壳幔深熔及幔源流体的交代作用，从而导致了地壳低速层，地热和浅源地震的发育。同时，这也是青藏高原出现热壳冷幔的原因之一。     

强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)与Cu、Au成矿作用

文中概述了强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)的研究历史、现状和意义,列出了扬子地块东部、青藏高原以及新疆北部与铜金成矿有关的同类岩石的一些特征,重点分析了当前强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)的研究中所存在的问题,并提出了一些初步的设想。强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)不仅具有重要的地球动力学意义(可能与俯冲、拆沉、底侵、板片窗或地幔交代等深部过程有关),而且具有极其重要的Cu、Au成矿意义。俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩及其成矿作用已有相当深入的研究,但是来自大陆内部的强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩的成因、岩石组合及其成矿作用是否类似于俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩,还需要深入的研究。一些强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)的所表现出的高钾特征很可能与高压(>1 GPa)条件下的熔融或源岩的高钾有关。文中提出了一个有别于俯冲洋壳熔融+埃达克岩+Cu、Au成矿的新工作模型——拆沉洋壳或下地壳熔融+强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)+Cu、Au成矿。拆沉洋壳或下地壳熔融形成熔体的Fe_2O_3对地幔的交代(氧化)作用可能是Cu、Au从地幔迁出并最终成矿的一个重要原因,但是增厚下地壳环境中流体的作用也不?     

大陆下地壳拆沉模式初探

下地壳拆沉是人们关注的问题,文中指出下地壳拆沉必须满足至少三个条件：（1）地壳加厚使其下部达到熘辉岩相是拆沉的前提.（2）大规模岩浆活动使大量低密度的中酸性物质移出下地壳,使下地壳密度增加直至超过下伏地幔.由于下地壳榴辉岩石部分熔融所形成的岩浆具有埃达克岩的地球化学特征,因此,大规模魂达克岩的熔出是下地壳拆沉的先决和必要条件.（3）岩石圈地幔转化为软流圈地幔,使下地壳能够进入地幔.陆壳下的岩石圈地幔原先是冷的、刚性的和不易流动的，如果有热和水的加入，可以被软化，使其变成热的、塑性的和易流动的软流圈地幔。因此，岩石圈了幔转化为软流圈地幔是下地壳拆沉的必要条件。作者认为，下地壳不大可能整体拆沉，而很可能是一块一块如飘雪花似地拆沉。如果下地壳的密度降低（低于下伏地幔），如果地幔停止热的供给，如果陆壳底部的软流圈地幔幔又恢复为岩石圈地幔，拆沉即终止。文中讨论了中国东部中生代下地壳拆沉的可能性，探讨了岩石圈减薄的机制，认为下地壳不需要也不可能与岩石圈地幔一道拆况。     

Partial Melting Processes During Exhumation of Ultrahigh-Pressure Metamorphic Rocks in Dabieshan, China

INTRODUCTIONUptonowthereisinagreementonthetectonic-dynamicbackgroundoftheformationofUHPmetamorphicrocks,i.e.,theUHPMrocksareproductsofobliquecollisionbe-tweentheYangtzeandSinokoreancratonsinIndosinianstage(Jahn,1998lWangandCong,l998,1996;Lietal.,l997,l996iHackeretal.,l996ILiouet.al.,l9961Okay;Sen-gor,l993,CongandWang,l994;Sengor,1993).Buthowthesemetamorphicrocksareformedatmantledepthexhumedbacktothesurfacesorapidlyisstillastandingproblem-TheexhumationofUHPMrocksisacomplextectoni…     

下地壳拆沉作用及大陆地壳演化

讨论了下地壳拆沉作用的地球化学示踪方法,并以近来对秦岭－大别造山带和美国西部内华达岩基地区的研究成果为例,说明了下地壳拆沉在两地区壳－幔演化方面可能起的重要作用。     

Coupling Effects on Gold Mineralization of Deep and Shallow Structures in the Northwestern Jiaodong Peninsula, Eastern China

For understanding the possible deep-seated processes and geodynamic constrains on gold mineralization, comprehensive physicochemical and geochemical studies of gold mineralization have been undertaken within the paleo-lithosphere framework during the metailogenic epoch from the northwestern part of the Jiaodong Peninsula in this paper. A general image of the paleo-crust has been remained although it has been superimposed and reformed by post-metailogenic tectonic movements. The gold ore deposits occur usually in local uplifts and gradient belts featuring a turn from steep to gentle in granite-metamorphic contact zones, relative uplifts of gradient zones of the Curier isothermal interfaces, depressions of the Moho discontinuity and areas where depth contours are cut by isotherms perpendicularly. Gold mineralization and lithogenesis are characterized by high temperature, low pressure and high strength of thermal flux. The depth of mineralization ranges from 0.8 to 4.5 km. The depth of the top interface of the granitic complex in the metallogenic epoch is about 3 km. There is a low-velocity layer （LVL） at the bottom of the upper crust with a depth close to 19.5 km, which may be a detachment belt in the crust. The appearance of the LVL indicates the existence of paleo-hyperthermal fluid or relics of molten magma chambers, which reflects partial melting within the crust during the diagenetic and metallogenic epochs and the superposition effects of strike-slip shearing of the Taulu fault zone. The subsidence of the Moho is probably attributed to the coupling process of the NW-SE continental collision between North China and the Yangtze Block and the strike-slip movement of the Tanlu fault accompanied with underplating of mantle magma in the northwestern part of the Jiaodong Peninsula. The underplating of mantle magma may result in partial melting and make granite magma transfer upwards. This is favorable for the migration of metallogenic materials from deep to shallow to be enriched to form deposits. Coupling interactions between the strike-slip of the Taulu fault, the underplating of mantle magma, partial melting within the crust, and hyperthermal fluid, etc. may be the important factors controlling the gold mineralization and spatial structures in the metailogenic system.     

The crust and upper mantle of the Sulu UHPM belt

All results from integrated geophysical investigations in the Sulu region are summarized in this paper, trying to reconstruct the Sulu UHPM processes. New seismic S-wave tomographic results suggest a velocity-abnormal zone occurs beneath the Sulu crust, revealing detailed upper mantle structures that high-velocity lumps within the abnormal zone are sequentially distributed beneath the bottom of the asthenosphere. These high-velocity lumps might represent delaminated eclogites or residuals of the subducted oceanic plate. Based on integrated interpretation of the geophysical data, we propose a working model for tectonic reconstruction of the Sulu UHPM processes, which can explain the crust and upper mantle structures of the area. The involved tectonic processes are related to north-eastward escaping of the Sulu terrane, subduction and delamination cycles of the Dabie-Sulu oceanic plate, and post-orogenic lithospheric thinning and magma underplating. The UHPM rocks are believed to have syn-subduction delaminated down to the bottom of the asthenosphere during 245-180 Ma, and the delamination process seemed smooth and nearly continuous without extensive violence.