冀东陆壳热结构─—由岩石学模型推导

本文根据变质岩矿物对的平衡热力学研究结果，提出冀东地区早前寒武纪陆壳平均地温分布曲线，并讨论现代陆亮地温曲线的两种可能形态．早前寒武纪在相当于中、下地壳的部分，地温的平均梯度约为７．３℃／ｋｍ，它预示了对流热传输占有重要地位（约占６５％）．基于传导热传输的假设，现代地温分布是一条平滑的曲线，而基于中地壳是一个含水的低速层以及对流热传输的假设，现代地温分布则可能是一条折线．退变质作用引起的放热与扩容可能是诱发地震的能量来源之一．     

陆壳岩石学

陆壳岩石学是一个新的学科研究方向，它是研究陆壳，特别是其深部物质的化学、物理学与动力学的探针。８０年代初Ｆｏｕｎｔａｉｎ提出了世界上五个地区的陆壳断面，提出上、中、下地壳分别由绿片岩相、角闪岩相与麻粒岩相岩石构成。近年来笔者提出华北大陆三个地区的陆壳断面。陆壳岩石学是多次构造－岩浆事件的记录，陆壳岩石在物理与化学上的不均匀性是我们追索大陆动力学的重要科学依据。今后的发展趋势是研究陆壳细结构岩石学、陆壳类型及其动力学、陆壳岩石学与地质灾害、环境、城市地质学的关系等。     

华北大陆地壳─上地幔岩石学结构与演化

本文基于出露的前寒武纪变质岩系、中、新生代岩浆活动以及新生代玄武岩中上地幔包体的岩石学与地质压力计研究，结合地球物理测涤资料与高温高压下岩石中地震波传播速度的实验成果，提出了华北大陆三个地区（河北平原、太行－五台、鄂尔多斯）的地壳－上地幔岩石学结构，讨论了界面性质及其演化。在强调ｖ＿ｐ、ｖｂ、σ结构与岩石学结构共同约束的基础上，有效地识别了不同地区硅铝质陆壳在物质组成上的差异和上地幔低速层或矿物相转变等特征。本文提出壳－幔岩石学结构及其演化，密切地与陆壳主要形成时期的太古－早元古构造岩浆事件相关，又与显生宙构造岩浆事件对它的改造程度有关，壳－幔岩石学结构是我们追索大陆的构造性质及其演化的一个重要记录和科学依据。     

中国东部上地幔热结构——由岩石学模型推导

中国东部新生代玄武岩中丰富的超镁铁岩包体,是玄武岩浆喷出地表时取出的上地幔岩石标本。本文汇集了405个超镁铁岩中辉石的温压数据,提出了更为情确的新的辉石地温。它所代表的上地幔平均地温梯度为3.3℃/km,远小于由传导热模型推导的地温梯度(约14℃/km),暗示了对流热传输占有重要位置。粗略估算表明,对流热传输与传导热传输的贡献分别为79％与21％。上地幔热结构的扰乱是新生代中国东部发育大陆裂谷构造与强烈玄武岩火山活动这一构造热事件的重要表现。基于辉石地温与地表热流值推导的现代地温场的对比,提出了Moho可能是一个次级的热边界层,中国东部现代地温场与岩石圈热结构,可能仍主要反映了晚第三纪—第四纪构造热扰乱事件的结果,或者说岩石圈的冷却才刚刚开始。     

福建明溪上地幔热结构及流变学特征

通过对采自福建明溪的幔源包体样品的详细研究,建立了该区上地幔的地温线,探讨其流变学特征。所获地温线高于大洋地温线,但稍低于中国东部和澳大利亚东南部地温线。由该地温线推导的壳幔边界为３８ｋｍ左右,但尖晶石二辉橄榄岩在３２ｋｍ左右即已开始出现,表明存在上地幔物质的底侵作用。同样,尖晶石二辉橄榄岩和石榴子石二辉橄榄岩包体平衡温度有所重叠,表明两者不是截然分开,其间存在有５￣１０ｋｍ的过渡带。包体的变形特     

中国满州里—绥芬河地学断面放射性元素与岩石圈热结构及温度分布

根据断面域兴安、松嫩地块各时代地层和花岗质岩石及所估算的地壳各结构层的Ｋ、Ｕ、Ｔｈ含量，研究了岩石的热产生率及其变化、以及岩石圈的热结构和温度分布，揭示了兴安、松嫩地块热产生率与岩性及时代的关系。兴安、松嫩地块均以高热流为特征，特别是松嫩地块为明显的高热异常区。岩石圈内的温度分布结合地球物理信息的分析表明，两地块深部地壳可能存在低速高导的部分熔融体。     

南沙海槽岩石圈热-流变结构与动力学演化分析

南沙海槽前陆盆地是我国南海南缘陆架区重要的含油气盆地,海槽之下陆壳减薄的原因、前陆区逆冲推覆构造的变形机制是南海地球动力学研究的重要科学问题。利用地震、重磁、地热观测资料,依据地震沉积地层分析、重磁反演分析、地幔流应力场分析、热-流变学分析方法,文中计算了南沙海区地壳结构特征、南沙海槽逆冲推覆热-流变学结构。结果表明:南沙海区Moho面深度在18~26km,其中海槽区Moho面最浅,由海槽中心向东南至陆坡,Moho面由20km快速下降到26km深度,说明南沙海区陆壳结构曾发生过强烈的构造变动。南沙海区地壳累积流变强度FC与岩石圈累积流变强度FL之比小于80%,显示为一个整体陆壳地块,岛礁区大部分地段地壳热流QC与海底热流Q0之比大于60%,为"热壳冷幔"型热结构,而海槽区情况正相反,QC/Q0小于40%,为"冷壳热幔"型热结构。南沙海槽Moho面温度在300~700℃,地壳整体温度较低,地温梯度在垂向上高、低相间成层分布,地壳浅层地温梯度在15~30℃/km,深层地温梯度大于45℃/km。南沙海槽南北两侧应力分布特征不同,北侧挤压,南侧伸展。北侧挤压区,地层挤压收缩量由深向浅减小,南侧伸展区,地层伸展量由深向浅增大,类似手风琴风箱结构。北侧黏滞系数高、流变强度大,南侧黏滞系数低、流变强度小。南侧的黏滞系数、流变强度大约比北侧低2~3个数量级,因此南沙海槽南侧比北侧更容易发生构造变形。由计算结果推测,南沙Moho面起伏或陆壳减薄与"地壳重力均衡作用"和"地幔热隆升作用"有关,海槽东南缘逆冲推覆体构造变形机制主要是"地壳缩短"作用,其次是"重力滑脱"作用。文中没有涉及南沙陆块不同地质时期Moho面、"地壳均衡"、"地幔热隆升"之间的演化关系,也没有涉及南沙海槽基底变形中"弹性挠曲"和"逆冲推覆"之间的关系。     

渤海湾盆地中—新生代岩石圈热结构与热-流变学演化

文章主要利用中—新生代热史、地壳分层结构以及流变学参数,模拟计算渤海湾盆地中—新生代岩石圈热结构和热-流变结构演化特征。结果表明,盆地由三叠纪—侏罗纪时期的"冷幔热壳"型岩石圈热结构转变为白垩纪至今的"热幔冷壳"型岩石圈热结构。从济阳坳陷岩石圈热-流变结构演化特征来看,中生代早期上地壳上部、中地壳上部及上地幔顶部表现为厚的脆性层;早白垩世初期中地壳上部及上地幔顶部的脆性层完全转变为韧性层;晚白垩世开始,中地壳上部出现薄层的脆性层;古近纪早期中地壳上部脆性层变薄变浅;现今则除了发育上地壳上部、中地壳上部脆性层外,上地幔顶部开始在浅部发育薄的脆性层。中—新生代岩石圈总强度演化表明在早白垩世晚期和古近纪早期经历了两期减弱,中生代早期岩石圈总强度远大于中侏罗世之后的岩石圈总强度。岩石圈热-流变结构和强度演化与华北克拉通破坏过程中岩石圈厚度的变化具有良好的对应关系,从侧面反映太平洋板块俯冲和回撤导致华北克拉通东部破坏的地球动力学过程。因此,岩石圈热-流变结构可以为盆地形成、大陆边缘和造山带等的动力学演化过程研究提供科学依据。     

青海共和盆地岩石圈热-流变结构及地热意义

地球深度热状况是深部地球动力学和岩石圈活动性研究的重要内容, 岩石圈热结构和热-流变结构可以很好地揭示岩石圈范围内的热状况。近年来, 在青海共和盆地钻探揭露了深部高温干热岩体, 关于其热源机制尚未有定论。本文以青海共和盆地为研究对象, 分析壳内温度分布和流变强度, 探讨壳内低速体的地质属性。结果表明, 共和盆地的地壳流变结构从上而下分为脆性和韧性两层, 韧性层又包括中地壳和下地壳两层韧性层, 在上地壳尺度均表现为脆性破裂为主, 并逐渐过渡为韧性流变; 恰卜恰地区在脆性破裂的上地壳延伸至中下地壳时, 破裂沿一系列滑脱面发生韧性滑动, 局部地段形成壳内熔融, 为恰卜恰地区提供了额外的热源, 使其大地热流值(109.6 mW/m2)显著高于贵德地区(77.6 mW/m2)。这一认识为共和盆地壳内低速体存在提供了新的佐证, 也为区内干热岩热源分析以及高温地热资源探测开发提供了科学依据。     

南海北部深水及超深水区现今地温场及热结构特征研究

依据前人对岩石圈层结构的认识和地震反射界面揭示的沉积充填,本文对南海北部深水及超深水区域的现今地温场特征及岩石圈热结构进行了计算。结果表明：南海北部深水及超深水区具有“热盆”特征,超深水区较深水区更热,但超深水区沉积基底的现今温度较深水区低。大地热流值的总体变化趋势表现为从深水区向超深水区逐渐增高,与地壳和岩石圈向南减薄趋势一致。南海北部深水及超深水区具有“冷壳热幔”的岩石圈热结构特征。地壳热流主要由基底的构造形态和地壳减薄程度控制,地幔热流则只受控于岩石圈基底埋深。     

大陆壳内低速层成因综述

探讨了大陆地壳中出现的低速层的可能成因以及壳内低速层形成的基本条件。大陆壳内低速层的成因复杂多样，主要的成因有：①低速岩性层；②石英的α-β相变；②温度和压力；④流体；⑥矿物和岩石的各向异性。其中浅部地壳的低速层可能主要是含水裂隙带和低速岩性层的反映；发育于高热流地区的低速层最有可能与部分溶融作用有关。各种成因的低速层在深度、规模和连续性方面存在着差异，利用这些特征的差异可以对低速层的成因作出判断。低速层可能对应于壳内力学软弱带，对块体活动与大陆强震关系的研究具有重要意义。实验岩石学、实验岩石物理学和流交学的综合研究能够为壳内低速层的成因分析提供有效的约束。     

陆壳深部结构研究的地质地球化学方法及其在华南地区的应用

应用地质地球化学方法研究华南陆壳深部结构表明：华南存在一个广泛的统一的早前寒武纪（早元古代至晚太古代）的结晶基底，华南下陆壳的平均组分相当于中酸性，其中扬子地块下陆壳的成熟度比华夏地块的低。     

冀东钠质紫苏花岗片麻岩系地球化学特征及其成因

冀东三屯营-太平寨地区分布有一套含紫苏辉石、富钠贫钾、由紫苏石英闪长岩、不同粒级紫苏花岗闪长岩和紫苏斜长花岗岩组成的花岗片麻岩系。野外地质学、岩石学和岩石及单矿物常量元素、大离子亲石元素(LILE)、高场强元素(HFSE)、稀土元素(REE)研究表明:该区大面积分布的中粗粒紫苏花岗闪长岩是同成分重熔岩浆结晶的产物。它们在麻粒岩相条件下,通过平衡结晶分异作用形成一种以斜长石为主、高硅、LILE相对亏损、低稀土总量、具正铕异常的REE饱和型早期岩浆结晶相——紫苏斜长花岗岩;和具有粗粒-巨晶甚至伟晶结构、低硅LILE相对富集、高稀土总量的REE非饱和型残余岩浆结晶相——紫苏花岗闪长岩。它们与呈包体分布的紫苏石英闪长岩共同组成冀东地区的钠质紫苏花岗片麻岩系。本文使用了花岗质岩石微量元素模式计算方法,并在系统地质研究的前提下选择计算公式,确定母岩浆成分,求得分配系数。获得了与实际岩石图谱完全弥合的曲线。本研究的资料表明,不同类型花岗质岩石全岩REE分配模型不能简单地用于岩石物源及其成因机制的对比。     

中下地壳高导层成因研究综述

大地电磁测量结果揭示中下地壳较普遍存在高导层。迄今对高导层的成因解释已有多种假说。本文总结了这一领域近十几年来的大量研究成果，对可能的高导机制，特别是含水流体假说、粒间相互连通的碳薄膜假说及剪切带说等进行了评述，并指出不存在全球性的普遍适用的模式。     

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。     

大陆构造样式及大陆动力学模式初探

根据大陆构造的最新研究成果,总结了大陆构造的基本型式,提出了大陆五层两域的构造模型,并从物质流变和构造变形的有机联系出发,探讨了大陆动力学的层流隆陷机制。     

冀东太平寨地区斜方辉石的地质特征和成因研究

冀东太平寨地区太古宙麻粒岩相变质杂岩中,含有岩浆成因和变质成因的两类斜方辉石,后者又可分为早、晚两期。在地质产状研究的基础上,据岩相学、矿物化学成分和温度、压力条件,阐明了斜方辉石的成因。研究结果为该区划分地质事件和探索早期地壳演化历史提供了重要的依据。     

Adakitic火成岩对大陆地壳增厚过程的指示:以青藏北部火山岩为例

Adakitic火成岩可以通过几种不同的岩浆作用方式产生,其中下地壳镁铁质岩石的直接部分熔融和拆沉下地壳的部分熔融可能是两种重要的adakitic火成岩形成方式。在一个大陆厚地壳背景,adakitic火成岩的产生指示了它们的岩浆源区位于大于40 km的下地壳之中,因此,暗示该大陆地壳的最小厚度超过40 km。青藏高原腹地的羌塘地区分布有40 Ma左右的“低镁”和“高镁”adakitic安山岩-英安岩-流纹岩,它们应分别是青藏高原厚大陆地壳下部镁铁质岩石直接部分熔融和拆沉的下地壳脱水熔融的产物。这套adakitic火山岩的厘定指示出在40 Ma左右时,青藏羌塘地区或更大范围的大陆地壳已经加厚到超过40 km,其地表在当时或稍后可能已经开始了隆升。