太阳系演化中的地球和月球起源(英文)

宇宙中恒星的演化始于巨星的形成 ,后者的质量是太阳系的数百倍 ,寿命估计为数百万年。重元素合成于巨星的内部。它们控制了巨星爆炸过程中 (超新星 )形成的气态云和盘状物的冷凝加速度。冷凝和旋转的加速导致后代恒星质量越来越小 ,寿命越来越长 ,直到形成像太阳这样的小星体 ,其质量为 1.989× 10 30 kg ,寿命已有几十亿年。这些小恒星的形成是冷凝过程中产生的水成冰氢星子不断聚集的结果。上一代巨星的原始星盘中的物质只有一小部分参与了冰氢星子的形成。这些星体形成于致密、高速旋转的原始恒星星盘中 ,周围环绕着巨行星和褐矮星。由于星体达到恒星状态 ,它们开始影响原恒星盘 ,结果导致星体相互分散 ,同时 ,最近的巨星发生表面去气作用。后者可以从巨星到恒星的质量衰减得到证实。UpsilonAndromedae、5 5Cancri和HD16 84 4 3等天体的巨行星记载了这样的事实。太阳系中的表面去气作用主要反映在近太阳巨星的流体外壳完全消失。由于流体外壳消失 ,铁硅酸盐熔融核暴露地表 ,形成小的类地行星。木星也经历过表面去气作用 ,依据是木星具有很高的平均密度 (1.3g cm3) ,几乎是土星密度 (0 .7g cm3)的两倍。因此 ,类地行星的形成经历了两个阶段 :原行星 (其父巨星具有重的熔融核 )和正常行星 (在其父行星     

壳内熔融与大陆造山——中山大学地质学系成立90周年暨陈国达院士诞辰102周年纪念

本文将造山作用分为地槽褶皱造山和地台(克拉通)活化造山两种类型,并认为两者均起因于板块的汇聚过程。地槽造山是洋壳向陆壳的转换过程,其标志是地槽沉积物初次熔融形成的、以TTG为主的"不成熟花岗岩"产生。板块俯冲过程的能量转换,导致大陆岩石圈内能升高,包括TTG在内的基底地槽构造层的再次熔融(重熔),产生再生或重熔岩浆形成活化造山期的"成熟花岗岩";壳内重熔岩浆层形成和增厚最终导致大陆克拉通发生大规模压缩变形(活化造山)。造山作用的多幕性和花岗岩活动多期性,以及上老下新的花岗岩"层序",被认为主要与板块俯冲过程的能量转换速度有关。     

花岗岩演化与铀钍元素富集的关系:以粤北贵东岩体为例

对粤北贵东岩体铀钍丰度变化特征的研究表明,原地重熔过程导致铀钍元素向花岗岩体的上方汇聚富集,并造成铀、钍元素在空间上的分离,即在花岗岩体中,铀的丰度带位处钍丰度带之上。陆壳多次原地熔融(重熔)不但导致复式花岗岩体形成,同时造成铀元素在晚期岩体中的富集。贵东岩体内燕山早期岩体铀钍含量的东西差异被认为与卷入熔融的铀源层(寒武-震旦系)的初始埋深有关,而复式岩体铀含量的南北差异,则被解释为与晚期重熔界面倾斜方向所导致的晚期岩体的剥蚀深度有关。高铀含量和高铀钍比值并存往往是晚期岩体埋深较浅的表现,对于深部隐伏矿床的寻找有重要指示作用。     

差应力对辉长岩熔融程度影响的实验研究

利用高温高压的实验分别对辉长岩进行差应力和温度与岩石熔融程度测试,并进一步分析讨论差应力和温度等岩石熔融程度的关系。动、静态的实验结论表明:(1)静态熔融条件下,岩石的熔融程度主要受温度的影响并且岩石熔融程度与温度呈正相关关系;(2)在保持一定温度不变的动态熔融条件下,岩石的熔融程度还与差应力呈正相关的关系;(3)差应力可以降低熔点,促使熔融提前发生并且使熔融强度增大;(4)差应力对岩石的熔融具有明显的控制作用;(5)以700℃为基准,差应力每增加5MPa其带来的影响与温度升高50℃的效果相当;(6)基性岩石的熔融对差应力的敏感程度最高。该实验结果还表明在研究岩石深熔作用时尤其是在构造作用较强烈地区要考虑差应力的影响因素。     

紫苏花岗岩成因及构造意义

紫苏花岗岩主要以地壳增生作用、玄武岩底侵地壳熔融、构造增厚地壳熔融、地幔下陷增厚地壳熔融几种方式形成，但紫苏花岗岩化与深层次韧性构造变形具有密切的成因关系。无论是缺乏流体(脱水熔融)还是存在流体(富CO2)的热作用都表明，从地壳岩石形成紫苏花岗岩需要低H2O环境。熔融作用高级阶段导致紫苏花岗岩和紫苏花岗岩-花岗岩杂岩的产生，这些条件可能在玄武质岩浆侵入下地壳提供热源的带中最常见。A型紫苏花岗岩形成的重要因素是共生流体相的成分，通常与非造山和造山后构造背景相关。造山带紫苏花岗岩化与深层次韧性剪切变形，特别是与造山作用过程的减压抬升揭顶作用具有密切关系。     

高温高压下含水矿物对岩石熔点影响的实验研究

在温度约800—1300℃和压力1.0—3.5GPa下,对加入约2％水的钾质玄武岩和榴辉岩样品的熔融实验研究结果表明,两种岩石的固相线都明显低于干体系同类成分岩石熔融实验研究获得的固相线温度;其中前者由于相对富钾其熔点总体上又低于后者,与已有的研究资料一致。不同的是榴辉岩是随着压力的增大熔点温度增高,钾质玄武岩仅在1.5—2.5GPa和大于3.0GPa压力时其熔点随着压力的增大而增高,在2.5—3.0GPa压力范围内则相反。笔者认为这是由于钾质玄武岩在压力2.5GPa以下,存在着角闪石,2.5GPa以上存在金云母所致,二者矿物特定的成分决定了角闪石具有高于(或接近于)而金云母具有低于湿体系固相线的脱水温度;而含水榴辉岩实验的连续固相线特征则是其角闪石的脱水温度低于或接近含水条件的熔点温度所致。从而造成高压条件下岩石熔点的降低。因此,岩石圈中岩石的成分及其所决定的含水矿物类型和稳定温压条件是控制岩石固相线形式的重要因素,并可以很好地解释深部岩石的部分熔融和地震波低速带的成因。     

与亚洲古季风有关的中国及邻区新生代构造演化的几个问题

本文简要综述和讨论了与亚洲古季风气候形成有关的中国及邻区新生代,特别是晚新生代构造演化的一些问题。新生代初印度一欧亚板块汇聚以来,特提斯海的消退过程,以及太平洋板块在亚洲大陆东缘和东南缘消减引致的弧后海盆(如日本海、东海、南海)的扩张和陆缘海盆(如黄海、渤海等)的出现,对于亚洲古季风形成的意义要比青藏高原隆升所起的作用更重要。青藏高原地表快速隆升在时间上滞后于高原地壳S—N方向的强烈缩短,其原因可能与青藏高原下地壳和上地幔熔融或局部熔融有关。此外,东亚古东南季风区域特征的形成还与我国华北及东南沿海构造运动导致的晚新生代地形地貌演化有着重要关联。     

大兴安岭中段扎赉特旗地区石炭纪花岗岩的岩石成因、构造背景及对增生造山作用的指示

本文通过对大兴安岭中段扎赉特旗地区石炭纪花岗岩进行岩石学、年代学及地球化学分析,揭示其岩石成因、形成的构造背景及对增生造山作用的指示。早、晚石炭世二长花岗岩形成年龄依次为334Ma(早石炭世中期)与316Ma(晚石炭世早期)。早石炭世二长花岗岩具有较高的Si O2及Al2O3含量,铝指数均大于1. 1,为强过铝质S型花岗岩。相对较低的Rb/Ba及Rb/Sr比值反映出砂屑岩等贫泥质成分岩石为其原始岩浆的形成提供了物质来源,不同岩石类型脱水熔融实验也证明其成岩岩浆来源于变沉积岩的部分熔融。大量正的εHf(t)值和较为年轻的二阶段模式年龄(tDM2=637～1048Ma)说明原始成岩岩浆来源于较为年轻的下地壳物质的部分熔融。少量负的εHf(t)值和较为古老的二阶段模式年龄(tDM2=1268～1863Ma),说明成岩岩浆中也有少量古老前寒武纪壳源物质的参与。锆石饱和温度计算表明岩石的岩浆结晶温度在800～850℃之间。晚石炭世二长花岗岩富集轻稀土元素及Rb、Ba、U、K等大离子亲石元素,亏损重稀土元素,具有未分异I型花岗岩的特征。其岩浆来源于石榴子石稳定区之上,具中等地壳深度的变玄武岩部分熔融。同时其正的εHf(t)值(2. 1～8. 9)和较为年轻的二阶段模式年龄(tDM2=701～1094Ma)说明年轻下地壳物质也参与了原始岩浆的形成。岩浆演化过程中结晶分异作用较差,熔融作用发生于H2O不饱和的条件下。早石炭世二长花岗岩形成于碰撞后构造环境,说明兴安地块与松嫩地块最晚在早石炭世中期之前已经开始碰撞缝合。晚石炭世二长花岗岩的形成则与古洋盆闭合之后碰撞拼贴板块之间因造山作用而引发的"后碰撞"相关。中亚造山带在新元古代至寒武纪及晚古生代时期均经历了重要的地壳增生事件,除水平增生外,垂向增生也是一种重要增生方式,增生机制主要通过"二阶段增生"模式实现。前期俯冲板片的断离下沉或下地壳的拆沉作用导致的幔源岩浆上升在增生过程中起到了重要作用,不仅提供了热量,而且提供了新的物质来源。     

硝酸银和碘化银熔融盐在分离矿物中的应用

按比重分离矿物时,除了使用三溴甲烷、二碘甲烷和克列里奇等重液外,也常应用某些试剂及其混合物的熔融盐分离矿物。最早应用的熔融盐是不同数量氯化铅和氯化锌的混合物,由于熔点高(约400℃),使用不方便,故不常用。硝酸亚汞虽然于70℃左右可以熔化,但比重较小(4.3)。铊盐由于价格高,也未能广泛应用。利用硝酸银和碘化银的熔融盐分离矿物,国内外均有报导。然而,其资料都较零碎贫     

差应力对闪长岩部分熔融熔体分布和成分的影响

探讨差应力对熔体分布和成分演化的关系,利用细粒闪长岩进行高温高压条件下的岩石变形,主要包括静态熔融实验和有差应力参与的动态熔融2种类型。实验首先统计了熔体含量、确定了实验重要参数,然后分别描述了动、静态熔融实验后闪长岩的显微特征;并且通过对动、静态熔融实验结果熔体分布情况的对比,结合熔体成分电子探针数据进行分析。结果表明:在细粒闪长岩的部分熔融中,熔体在差应力的作用下沿一定的方向展布,并从差应力大的地方向差应力小的地方运移,差应力的作用使得高含水矿物(角闪石)先于熔点低的斜长石发生熔融,说明差应力促进了岩石的熔融,使得熔体成分向Si、Al等方向转化,即从基性向酸性转化。     

南海西南次海盆扩张期热液循环与洋壳增生的数值模拟

洋壳厚度受多方面因素的影响，前人大多关注地幔温度、地幔源成分等岩石圈深部因素，很少关注岩石圈浅层的热液循环对洋壳厚度的影响。利用基于有限元的数值模拟手段，对扩张期不同背景(洋中脊、拆离断层)、不同扩张速率的热液循环与洋壳增生的关系进行研究。结果表明：洋壳增生达到稳定前，热液循环导致理论洋壳厚度发生阶段性减薄，减薄量随时间改变，并且推迟了上地幔中熔融体出现的时间；当洋壳增生达到稳定后，热液循环下产生的理论洋壳厚度反而比无热液循环的更厚。结合洋壳增生过程中对流热通量的变化分析，在洋壳增生前期的上地幔温度低，驱动热液循环的热源小，产生的对流热通量相对较小且不稳定，热液循环缓慢冷却上地幔顶部的温度，进而推迟上地幔初始熔融的时间，减弱上地幔的熔融，并造成一定时间阶段内的生成理论洋壳比正常理论洋壳厚度更薄；当洋壳增生达到稳定后，对流热通量达到最大并稳定，热液循环持续快速的冷却上地幔顶部温度，导致上地幔深部的热向上地幔顶部补给，反而增大了上地幔顶部的温度和熔融量，进而增大了理论洋壳厚度。随着扩张速率的增大，理论洋壳厚度增大，对流热通量增大，热液循环导致的洋壳阶段性减薄的最大减薄量也增大，阶段性减薄的时间缩短。结合南海西南次海盆的洋壳结构特征分析：两条横跨南海西南次海盆的地震剖面显示，海盆内存在异常薄的洋壳区域，并且两条地震剖面的最薄洋壳厚度相差0. 85 km,推测海盆内异常薄洋壳和不同扩张时期的最薄洋壳厚度差异受到扩张期热液循环阶段性减薄洋壳作用的影响。     

台湾岛以南海域新近纪的弧-陆碰撞造山作用

台湾岛以南海域(台南滨海)弧—陆碰撞带位于欧亚板块、菲律宾海板块和南海的结合部位,是新近纪弧—陆碰撞研究的理想场所。本文通过对南海973航次在该区域的多道地震剖面的解释,认为台南滨海弧—陆碰撞带增生的火山—沉积楔由恒春海脊和高屏斜坡两部分组成,前者是菲律宾海板块的增生楔,后者是欧亚板块的增生楔,在增生楔体和火山弧之间是作为弧前盆地的北吕宋海槽。自中新世中期以来,南海洋壳开始沿着马尼拉海沟向菲律宾海板块俯冲,形成活动大陆边缘的增生部分——恒春海脊;与此同时菲律宾海板块开始向北西方向移动,前缘的吕宋岛弧距今6.5Ma以来朝着亚洲陆缘斜向汇聚,形成了被动大陆边缘的增生部分——高屏斜坡。由于菲律宾海板块和欧亚板块之间的斜向汇聚,弧—陆碰撞具有穿时性,造山作用首先发生在台湾岛的北部,然后向南部及台南滨海发展。     

秦岭北缘变形分解与斜向汇聚研究的新思索

变形分解作用使得地质体在变形过程中产生纯剪变形分量和单剪变形分量。斜向汇聚常常产生变形分解作用,导致造山带内不同性质、不同级别的构造变形和组合图案普遍存在,是研究大陆造山带结构、演化和大陆增生、保存等动力学问题的关键。     

中祁连东段化隆群中斜长角闪岩地球化学特征及构造意义

中祁连东段化隆群中斜长角闪岩岩相学特征及主、微量元素地球化学分析结果显示,其原岩为碱性玄武岩。斜长角闪岩表现出轻稀土元素富集、Nb-Ta不亏损,与典型洋岛玄武岩(OIB)的微量元素分布模式和特征元素比值(Nb/La=1.24～1.48,Th/Ta=1.19～1.40)类似,但与典型OIB相对亏损高场强元素(如Th、Nb)不同,且在大地构造环境判别图上落入板内大陆玄武岩区,反映了化隆群斜长角闪岩原岩来源于软流圈地幔交代大陆岩石圈地幔熔融源区,为Rodinia超大陆在新元古代汇聚过程中局部裂解或Rodinia大陆整体上汇聚未完成局部地区就开始裂解的产物。     

地体的单向和多向聚合与离散

地体构造是对板块构造理论的发展和补充,它受控于全球板块动力学体系,因此不能将地体与板块割裂开来去研究。其相对于刚性板块的小规模、多样性和广泛性,对了解全球板块的离散和大陆的拼贴增生过程具有十分重要意义。地体构造无处不在,它不仅存在于中、新生代陆缘造山带中,也存在于古老造山带中,一些古老的克拉通实际上也是由不同的地体拼合而成的。地体的运动包括聚合、离散和走滑三种方式,地体的增生作用是聚合的主要表现形式,并导致大陆的生长扩大,而地体的离散作用联合增生作用,决定了现代大陆的轮廓。分析地体聚合和离散的过程,可以发现有两种不同的模式,即单向聚合-离散和多向聚合-离散,它们对应了不同的地球动力学过程。地体的单向聚合-离散可以由大洋的俯冲增生或大陆汇聚碰撞而导致,但在这个过程中,大洋向大陆的单向俯冲起到了主导作用。地体的多向离散和聚合与岩石圈的裂解与汇聚有密切联系,从全球构造演化的格局来看,岩石圈裂解与汇聚的方向本身具有多向性,这就导致了一些微陆块地体与具洋壳性质的地体一同发生多向离散和聚合。地体的单向离散和聚合会因构造变动而转变为多向离散和聚合,俯冲板片回转与海沟后撤会导致俯冲带弯曲和俯冲方向的改...     

青海塔塔棱河中上游地区花岗岩地球化学和年代学研究

青海塔塔棱河中上游地区花岗岩类主要岩石类型为斑状二长花岗岩、二长花岗岩、花岗斑岩和斑状正长花岗岩,其次为正长花岗岩、环斑花岗岩、花岗闪长斑岩和石英闪长岩。岩石地球化学研究表明,该区花岗岩具有过铝质(A/CNK值为1.10~1.26)、高钾(K_2ONa_2O)特征,属于钙碱性系列(σ为1.22~2.22),具S型花岗岩特征。LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测定结果,显示该区花岗岩年龄为(440.4±1.4)Ma。构造环境判别形成于后碰撞构造环境。综合分析后认为,早志留世花岗岩应当是陆陆汇聚时,南祁连陆块发生俯冲,与全吉地块发生碰撞,南祁连地块遭受挤压导致陆壳部分熔融而形成的产物。     

内蒙古中部和林—凉城一带石榴花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及构造意义

内蒙古中部和林—凉城一带分布着大量石榴花岗岩,为强过铝(SP)花岗岩。通过对石榴花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,表明其形成年代在1923~1958 Ma,为古元古代。通过对其岩石地球化学特征的分析,表明其花岗岩的源区成分为杂砂岩,部分熔融温度较高,且具有后碰撞阶段岩浆活动的特征。结合区域地质特征,该石榴花岗岩应是古元古代早期发生碰撞的阴山微陆块与鄂尔多斯微陆块由汇聚向伸展过渡,并伴随有玄武岩浆的底侵,高温的玄武质岩浆使地壳下部的杂砂岩在相对高温条件下(大于875℃)发生部分熔融的产物。     

花岗岩块状样品的熔融实验研究

以粉末样品的熔融实验为基础的花岗岩体系相平衡理论，在花岗岩成因研究方面具有一的局限性。天然花岗岩块关样品的熔融实验表明，赋存于矿物颗粒间的熔体成主主要受控于不同矿物边界的局部熔融体系。较低温条件下的熔体基本属于花岗岩体系的低熔点成分，而较高温度下的熔体则远离同熔线转变为非平衡熔体。     

混杂岩组构和运动学解析:以华北克拉通新太古代赞皇和遵化混杂岩为例

混杂岩广泛出现于世界范围内的碰撞和增生型造山带中,是汇聚板块边缘增生杂岩内标志性岩石构造单元之一,记录了板块汇聚边缘增生的大地构造演化史.大比例尺野外地质填图、组构及运动学解析可有效揭示古老混杂岩的形成历史,为地球上早期造山带演化过程提供重要信息.本文简要介绍了混杂岩定义、形成机制、形成过程中可能的影响因素及其研究的重...     

第十届侯德封矿物岩石地球化学青年科学家奖评选公告

2004年5月31日,在第五届侯德封矿物岩石地球化学青年科学家奖评选委员会主任刘丛强的主持下,按照规定程序顺利进行了第十届侯德封奖的评选。 本次共评选出10名获奖人。现将评选结果公告如下(以姓氏拼音为序)。 陈斌 男,1964年4月生,北京大学地球与空间科学学院教授,博士;请奖项目:华北中生代岩浆作用及其与岩石圈地幔演化的关系 获奖人主要学术成就有:1)确定内蒙古-北疆造山带中大部分古生代岩浆岩来自相当年轻(同位素亏损)的源区,它们代表显生宙期间大规模年轻陆壳增生。2)提出了与传统认识不同的观点:认为华北板块北缘与西伯利亚板块南缘最终在250～310 Ma期间碰撞缝合。3)初步认定华北以中酸性岩为主的中生代岩浆岩(特别是太行山与大别山地区)形成于一个复杂的壳幔混合过程,代表大规模年轻陆壳增生(与中生代富集地幔的部分熔融有关)。富集地幔的形成主要与早-中元古代以来地幔岩与来自软流圈和古俯冲大洋板片的流体/熔融体的交代作用有关。