北拉布拉多晚太古宙片麻岩的地质年代和演化

关于前寒武纪地壳演化最近讨论的一个重要方面是:到底大陆壳由来自地幔源岩的熔融产生年轻硅铝质,还是先前存在的硅铝层经过活动的再活化作用(再造作用)而成,研究采自北拉布拉多年龄约为2800Ma的两组石英-长石质片麻岩后,同意这种解释。即:北大西洋克拉通的晚太古宙大陆壳的形成和稳定化应包括“新硅铝层”的发生和原先存在地壳的“再造”。在北拉布拉多的希布伦(Hebron)和纳芝瓦克(Nachvak)峡湾之间的岩层中,有     

变质岩地区矿产资源特点和找矿

变质岩分布地区主要包括太古宙克拉通、元古宙活动带、古老地台区、显生宙活动带及洋底变质带,但主要发育在前寒武纪地区。近年来研究表明,成矿作用是地壳演化一定阶段的产物。目前分布在浅部的大量矿产,往往反映了初始地壳和地幔成分的信息。岩石圈地幔、地壳成分的不均一性、地壳演化在世界各地的多样性,伴随的成矿作用也有差异。地质记录全球有三个地壳增长期(均27—30、18—21、6—10亿年),都在前寒武纪,也就是太古宙、元古宙是地壳的主要增长期。Cordini 认为,在35亿年前形成的大陆地壳数量有限,约45%地壳在太古宙增长,55%地壳增长在元古宙。大陆地壳     

前寒武纪古老地壳是成金的基础

金有明显的亲铁、亲镁性、异氧性和向心性。因此,它在地壳中的平均含量仅3.5ppb,地幔中为5ppb,地核中则高达2600ppb。前寒武纪地壳因富含中基性火山岩,较偏基性,又因古老地壳代表着地壳发育的初始阶段,那时地壳厚度不大,较富金的地幔物质容易到达地壳,所以金的丰度较高,大于3.5ppb。国内外重要金矿,几乎都与前寒武纪地壳有     

兴蒙造山带正ε(Nd,t)值花岗岩的成因和大陆地壳生长

大陆地壳的生长速率和地壳生长的位置均是地球科学中的最基本的问题。现有的许多大陆地壳生长模式认为 ,90 %的大陆地壳生长于 18亿年以前 ,显生宙以来的地壳生长不到整个地壳的 10 % ,主要位于活动大陆边缘。近年来在兴蒙造山带发现大量具有新生地壳来源性质的花岗岩产生于 50 0～ 10 0Ma ,对上述传统看法提出了挑战。现有的Nd同位素资料表明 ,兴蒙造山带的显生宙花岗岩 ,不论形成于什么时代和什么构造背景 ,也不论属于何种成因类型 ,几乎都具有正ε(Nd ,t)值和年轻的Nd模式年龄tDM 。从西往东 ,随着时代逐渐变新ε(Nd ,t)值有逐渐降低的趋势。花岗岩的tDM同由蛇绿岩和岛弧杂岩记录的古亚洲洋扩张的时间基本一致。只有一些在新元古代微陆块上的花岗岩才显示负ε(Nd ,t)值和较老的tDM,反映了其源岩包括前寒武纪地壳同地幔来源物质的不同程度混合。兴蒙造山带的花岗岩具有地幔来源的ε(Nd ,t)值 ,说明这些花岗岩中有一部分 (例如加里东期和海西早期 )可能同板块俯冲作用有关 ,花岗岩的来源是被交代的地幔楔。而大面积的晚古生代—中生代花岗岩则可能是由 80 0～6 0 0Ma前俯冲的洋壳形成的新生大陆地壳在拉伸体制下部分熔融而成。如果情况是这样 ,显生宙就曾发生过大规模的地壳生长。板内岩浆活动 ,特别是     

鞍山-本溪地区条带状铁建造沉积环境

<正>条带状铁建造(BIF)是早前寒武纪特殊环境的产物,记录了当时地壳演化、大气、海洋和生物等方面的重要信息(Bekker et al.,2010)。同时,BIF形成高潮与地壳增生、地幔柱活动和VMS矿床的峰期存在对应关系(Isley and Abbott,1999;Rasmussen et al.,2012)。其原因可能是早前寒武纪地壳快速生长、镁铁质-超镁铁质岩浆广泛发育、海底火山-热液大规模活动,为海洋中溶解-沉淀巨量BIF铁矿提供了物质来源和环     

前寒武纪地球动力学(Ⅲ):前寒武纪地质基本特征

地球45.6~5.43亿年处于前寒武纪,具有很多独特的古气候、沉积、岩浆、变质、变形等地质特征,地幔和岩石圈的动力学机制也非常不同。本文通过总结前寒武纪地球动力学进展,系统介绍了前寒武纪地壳和岩石圈物质组成与性质、地壳生长的幕式增生特征、太古宙地幔温度和黏度变化、地壳和岩石圈厚度变化、地壳和岩石圈强度与流变结构演变。地球38~25亿年期间的热流值是现今热流值的2.5~4倍,在热的早期地球期间,下地幔热的积累比上地幔热损失快,导致周期性循环翻转,即上升的下地幔穿过干的橄榄岩固相线,并在大于150km深处经历大规模熔融。这就是太古宙大陆岩石圈地幔形成的机制和能量背景,但在太古宙以后,因地球的长期冷却,这种机制终结了。太古宙高热流值也说明太古宙热地幔难以支撑较大的地形高差,太古宙岩石圈强度也不大,在重力作用下会发生快速地形响应。但是,随着巨型基性岩墙群(大约2.75和2.45Ga)首次出现以及表壳岩系的出现,又意味着太古宙晚期地壳逐步足够刚性,允许熔体上升穿过地壳并冷却固化。前寒武纪重大地质事件的根本原因都是因为地球热振荡衰减的结果,前寒武纪地壳生长(增生)、超大陆形成、岩浆作用、成矿作用等都是不等周期、非线性的幕式演化,从TTG大规模短时间集中式形成,表明早期大陆生长模式可能以垂向增生为主。最后,探讨了冥古宙特征,大陆起源、生长和保存机制,前寒武纪超大陆重建与机制和早期地球环境-生命协同演化等前寒武纪关键科学问题和前沿。     

华北克拉通中生代下地壳置换：非造山过程的壳幔交换

华北克拉通内部前寒武纪麻粒岩地体和新生代火山岩的麻粒岩捕虏体的研究表明，前寒武纪下地壳与现今下地壳的是不同的。下地壳的主要置换发生在中生代。这表明，华北克拉通中生代的构造重大转折，不仅使得盆山格局发生了变化，而且下地壳和上地幔的组成和结构发生了变化。已发表的关于东部岩石圈减薄的机理有折沉作用、幔柱构造模式，均与造山带的演化相联系。本文注意到，华北克拉通最下部地壳的部分或大部都已被中代的下地壳置换，它们不仅发生在克拉通边部，而且发生在克拉通内部。因此华北克拉通中生代的下地壳被中生代的下地壳取代的作用，可称为华北克拉通中生代换底作用。中生代时期的华北拉通下可能存在有规模的地幔柱，强烈的壳幔交换是换底的作用的主要方式，热侵蚀和化学侵蚀的细节还不清楚。但可以推测这与造山带的演化没有直接关系，和造山带岩石圈根部的折沉作用有一般意义的底侵作用不同。     

秦岭造山带前寒武纪地幔化学分区及壳幔物质循环——Pb，Nd同位素及微量元素证据

对秦岭造山带４个构造单元前寒武纪基性火山岩６４个岩石样品的Ｐｂ同位素，２４个岩石样品的Ｎｄ同位素和３８个岩石样品的微量元素组成进行了同位素组成间、微量元素对比值间和同位素组成与微量元素含量比值间相关变异分析，并研究了岩石Ｐｂ同位素组成的拓扑学特征．结果表明：秦岭造山带前寒武纪地幔可划分成４个化学分区；４个分区中华北地台南缘区长期独立演化，具典型大陆岩石圈特征；另３个地幔分区间相关演化，且均不同程度地与大洋环境相联系，说明在岩石圈尺度上前寒武纪北秦岭与华北地台间的边界是秦岭地区最重要的地幔化学不均一界面；前寒武纪北秦岭带幔源岩浆与南秦岭带和扬子地台北缘区幔源岩浆的源区组成既有差异，晚期又有一定相似性，反映前寒武纪晚期南秦岭带和扬子地台岩石圈块体已向北秦岭带和华北地台俯冲，故南北秦岭间的分界既是秦岭造山带内的地幔化学不均一界面，又是秦岭造山带岩石圈构造界面；秦岭造山带各构造区带在造壳过程同时也存在地壳物质回返地幔的过程，由于岩石圈构造环境的差异，不同时期各构造区带参加壳幔物质循环的地壳组分有所不同     

前寒武纪地球动力学(Ⅷ):华北克拉通太古宙末期地壳生长方式

地球早期大陆地壳的生长方式和壳幔动力学机制一直是国际前寒武纪研究的热点问题。尽管太古宙是大陆地壳生长的主要时期已基本获得共识,但是对于太古宙时期地壳生长的具体方式和壳幔动力学过程仍然存在很大的争议。部分学者提出地幔柱或者与拆沉相关的垂向构造体制,而其他学者主张与俯冲相关的侧向增生模式或者地幔柱-岛弧的联合作用体制。研究表明,太古宙末期科马提岩明显减少、富钾花岗质岩石普遍发育、地壳再循环速度显著增强,反映地壳演化的壳幔动力学机制发生了明显的转变。华北克拉通以发育大规模2.5~2.6Ga构造岩浆活动为特征,是探讨太古宙末期地壳生长方式和壳幔动力学机制转变的关键地区。本文系统总结了近些年来华北克拉通东部陆块西北缘早前寒武纪研究的最新进展,特别是对辽西、冀东、辽北和五台地区的新太古代晚期(约2.5~2.6Ga)表壳岩变质火山岩系进行了系统的岩石成因和壳幔作用探讨。研究表明,上述地区的变质铁镁质岩石可以划分为3个岩石成因系列:MORB型、IAT(岛弧拉斑玄武岩)型和CAB(岛弧钙碱性玄武岩)型,它们的原岩分别起源于洋中脊软流圈地幔以及受到不同程度俯冲流体交代的地幔楔的部分熔融。变质安山质-英安质火山岩分别具有类似高镁安山岩和埃达克岩的地球化学特征,它们的原岩形成过程可能与俯冲板片的部分熔融以及板片熔体与地幔楔的相互作用有关。结合整个东部陆块早前寒武纪的研究进展,我们提出华北克拉通在太古宙末期(约2.5和约2.7Ga)经历了强烈的地壳生长过程,其中新太古代早期(约2.7Ga)地壳生长以地幔柱-岛弧联合作用体制为主,而新太古代末期(约2.5~2.6Ga)以洋内俯冲和弧陆增生作用体制占主导地位。新太古代末期与俯冲增生相关的构造岩浆活动在Tarim克拉通、印度南部、南极洲Vestfold Hills地体以及南澳Gawler克拉通被广泛报道,这可能与类似显生宙板块构造体制的启动以及太古宙末期Kenorland超大陆的汇聚过程有关。     

豫西熊耳山地区燕山期岩浆作用对金银成矿的制约因素

论述了豫西熊耳山地区燕山期岩浆作用对内生金属成矿的制约因素,认为该期岩浆提供了部分成矿物质,花岗岩侵位提供了热能,驱动地幔流体与地壳流体混合、对流循环,并从周围前寒武纪地层中萃取成矿物质,在适宜构造带卸载成矿.     

太古宙、元古宙玄武岩与安山岩的地球化学变化:鉴别与意义

为准确识别太古宙与元古宙之间在岩石成分上的变化,必须对比相似岩性组合的岩石,以限制构造环境的影响。大多数绿岩组合(以火山岩为主的海相上壳岩)中的玄武岩和安山岩,具有与现代弧体系中对应部分类似的俯冲带的地球化学组分。有岛弧地球化学亲合性的玄武岩在太古宙绿岩中占支配地位,而有钙碱性亲合性的玄武岩在元古宙绿岩中最丰富。前寒武纪各年代中,具有 MORB 或大洋板块内地球化学特征的玄武岩稀少。与晚太古代绿岩玄武岩(2500-3500 Ma)相比,现存的早太古代绿岩玄武岩(≥3500Ma)反映较少亏损的地幔源。与所有太古宙地幔源相比,元古宙绿岩玄武岩是源于相对富集的地幔源,这一特征可能是因为随着晚太古代大陆迅速的生长,大陆沉积物进入地幔中产生再循环作用而造成的.前寒武纪安山岩在地球化学方面相似于现代岛弧安山岩,唯太古宙安山岩亏损 HREE 及 Y。此与太古宙安山岩形成于下降的镁铁质地壳的部分熔融(有角闪石/石榴石留在残余物中)是一致的,而元古宙(和更年青的)安山岩是由玄武岩的分离结晶所产生的。     

前寒武纪的板块构造和热作用方式

自从威尔逊首次发现岩石圈的板块构造以来,前寒武纪地质工作者慢慢地但基本上都认识到,没有必要考虑现在和显生宙期间发生活动的与从地球上保存得最老岩石(约3.8Ga)形成以来曾经活动的构造样式差别,这一认识对前寒武纪地质的研究产生了释放性影响。因为已经停止用“硅铝壳造山运动”之类的ad hoc作用解释前寒武纪岩石和构造这一似乎有道理的企图,鉴定前寒武纪岩石中表现的现代环境的试图就变得十分重要,进行这些鉴定有助于揭示地球历史中的细微变化,尤其是与热状态有关的变化,例如,(1)太古宙绿岩带中巨大的枕状玄武岩层代表的是弧岛和海盆的环境,这是很清楚的,但是,与这些玄武岩普遍伴生的体积在10％之上的超基性科马提岩却可能归结为较热的太古宙普通地幔(约100°～300℃)。(2)从现代洋底热液脉型矿床和以阿尔戈马型铁矿体为代表的太古宙矿床的对比可以推断,太古宙洋底水温比现代洋底水温高。(3)太古代铁矿床的幔源同位素标志(丰度高于以后的铁矿床)也解释为太古宙强烈热液活动(4)的指示剂。     

前寒武纪克拉通一活动带构造——多角形微板块的递进变形

许多前寒武纪地区的太古宙—元古宙地壳,都由两个特征截然不同的构造单元组成,即由花岗—绿岩地体构成的太古宙克拉通地块和太古宙—早元古代活动带、褶皱带或造山带组成。后者把克拉通分割开并环绕克拉通改变方位和发生流动。克拉通是相对硬的地块,具有韧性和脆性的变形历史。环绕克拉通的活动带既可以是高应变带和高级变质带,也可以是褶皱的盆地。因之,较韧性的活动带包围着相对硬的克拉通。可以推断,虽然相邻的多角形的硅铝质单个大陆微板块在地幔及主欧拉极控制下曾发生过相对运动,而且由于相互推挤使它们间的共同边界发生了递进变形,但太古宙克拉通最初是彼此分离的。变了形的边界就是现在环绕克拉通的韧性和高应变活动带,它代表了地壳持续性的缺陷;克拉通代表低应变较硬的核和残斑,它们在太古宙以后一直处于稳定的状态。克拉通与活动带之间巨型尺度上的关系(如东非)可以与在眼球状片麻岩及糜棱岩中观察到的规模很小的显径—小型尺度上残斑—基质结构相对比。这些构造关系虽然数量级差别很大(10~8),但因它们之间存在着连续的各种不同的中间尺度构造,所以,是完全可以比较的。几何学上的相似性,表明它们具有共同的力学—流变学成因机制。     

青藏高原地壳上地幔形成与演化的地球物理研究

近年来,我国在青藏高原取得了大量地球物理资料,1980-1982年中法合作又在西藏得到丰富的深部地球物理资料.青藏高原是一个整体.它的构造活动可以分为南、北、中三个带.中部是整体隆升,且已达到均衡.南北两缘受到强烈挤压、叠覆,是差异隆升,但未达到均衡.它的构造作用形式,可以分为上、中、下三层.上层(上地壳)以叠覆为主,中层(下地壳)以挤压为主,下层(异常地幔)以隆升为主.在上下地壳之间有一壳内低速低阻层,是一个主要的滑曳面.它的地质历史发展可以分为两个阶段.印度板块与西藏板块未碰撞前,异常地幔使高原缓慢隆升.在碰撞后,地壳加厚,重力均衡使高原快速隆升.     

从板块构造观点看前寒武纪岩石

由于前寒武纪占地质时代的7/8,为了解地壳演化的模式,就首先要了解前寒武纪活动带的构造演化情况。现在我们必须提出的问题是:地幔对流是发生在晚元古代之前,还是某些其他不均一的构造机制导致了大部分前寒武纪造山带的形成? 为了回答这一点,我们很自然地回到岩石这个问题上,并且考虑它们的相互共生组合、时代关系、构造发展和地球化学特征,确定它们是否经由威尔逊旋回这一演化过程。但我们首先要单独考虑一下某些与前寒武纪构造发展有关的地球物理方面的因素,即热的产生和古地磁。     

豫西熊耳山地区燕山期岩浆作用对金银成矿的制约因素

论述了豫西熊耳山地区燕山期岩浆作用对内生金属成矿的制约因素，认为该期岩浆提供了部分成矿物质，花岗岩侵位提供了热能，驱动地幔流体与地壳流体混合、对流循环，并从周围前寒武纪地层中革取成矿物质，在适宜构造带卸载成矿。     

胶北地体地壳演化：玲珑黑云母花岗岩继承锆石U-Pb年龄、微量元素和Hf同位素证据

胶北地体晚侏罗世下地壳重熔的玲珑黑云母花岗岩大面积出露,其中残留有大量继承锆石,记录了多期热事件,为复杂的地壳演化过程提供了重要线索。论文通过分析玲珑黑云母花岗岩中继承锆石的U-Pb年龄、微量元素和Hf同位素组成,探讨了胶北地体的地壳演化历史。结果显示胶北地体前寒武纪经历了~2.9Ga和~2.7Ga两期主要的地壳生长事件,~2.5Ga和2.2~1.8Ga两期地壳重熔改造事件,~2.5Ga和1.95~1.8Ga两期变质事件。~2.9Ga的岩浆作用形成于岛弧环境,~2.7Ga岩浆活动与下地壳基性物质的部分熔融有关,~2.5Ga发生的岩浆和变质事件与地幔柱底侵作用有关,并有同时期的表壳岩组合-胶东岩群形成。~2.1Ga地壳处于拉张状态,伴有与裂谷活动有关的双峰式岩浆作用,荆山群和粉子山群开始沉积,而后1.95~1.8Ga发生碰撞造山运动,胶北所有早前寒武纪岩石单元卷入此次事件,并发生变质作用。自此之后,直至二叠纪末,胶北处于岩浆活动的沉寂期,但于~1.7Ga和~1.0Ga发生沉积作用,形成芝罘群和蓬莱群。二叠纪末扬子板块向北俯冲于华北克拉通之下,并于三叠纪与华北克拉通发生陆陆碰撞作用,致使扬子板块北缘新元古代花岗岩发生超高压变质,形成苏鲁超高压变质带,之后超高压变质岩发生折返。玲珑黑云母花岗岩复杂的继承锆石组成可能表征了前寒武纪岩石卷入陆-陆碰撞事件而发生再循环作用。     

大陆下地壳地球物理异常及其构造意义

下地壳反射层 (或反射下地壳 )、下地壳低速层和低阻层等一系列惊人发现唤醒我们必须重新认识大陆岩石圈 ,研究大陆下地壳。大陆下地壳中的地震反射层、低速层和下地壳低阻层相互伴生 ,在中、新生代伸展构造区和年轻造山带等活动构造区带的发育程度远远高于前寒武纪地盾和克拉通等稳定构造单元 ,其成因可能与层流构造及其相关的热活动、韧性剪切、岩浆作用、部分熔融、变质反应等有关 ,并随着大陆地壳构造 -热演化而变化。     

俄罗斯贝加尔湖-日本石卷地学断面西段地质-地球物理基本特征

对于贝加尔湖-石卷地学断面(BAMSIP)的西段俄罗斯贝加尔湖-中国满洲里断面城内的地质构造背景、地震剖面波类型和基本特征等研究发现：(1)断面域中贝加尔裂谷带地震波速度结构存在异常地幔带；结晶地壳物质成分基性程度较高；基底顶面和Moho界面未观察到明显的镜象关系；(2)西伯利亚南部的复杂相故基底由古生代和前寒武纪岩层所组构；区域构造由古褶皱系、中生代沉积盆地、裂谷带构成。     

俯冲带的岩浆成因

地幔的楔状岩体和俯冲的岩石圈是改造地壳和上地幔的重要组成部分。尽管火山弧和弧后的岩浆作用不足于行星熔化物的5％,但是这些岩浆作用在地壳和地幔演化中占绝对优势。相反地,大部分俯冲带水和沉积物通过这些地带返回到深地幔中。虽然人们一致认为岛弧岩浆在地幔楔状岩体中占95％的优势(侵人厚地壳的地幔楔