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     

中国东部早第三纪玄武岩中幔源包体的变形特征及其上地幔流变学意义

中国东部含幔源包体的早第三纪玄武岩已发现的有吉林双辽、河北阳原和山西繁峙。本文详细研究了这三个地点幔源包体的变形特征，结果表明，这些地点的幔源包体以尖晶石二辉橄榄岩为主，其结构主要为残斑结构。     

中国东部早第三纪玄武岩中幔源包体的变形特征及其上地幔流变学意义

中国东部含幔源包体的早第三纪玄武岩已发现的有吉林双辽、河北阳原和山西繁峙。本文详细研究了这三个地点幔源包体的变形特征，结果表明，这些地点的幔源包体以尖晶石二辉橄榄岩为主，其结构主要为残斑结构。包体中橄榄石显示明显的优选方位，发育有反映高温位错蠕变机制的位错亚构造。包体的平衡温度在８００一１１００℃之间，压力为０．７一１．７ＣＰａ。来源深度为２８一５２ｋｍ。采用显微构造应力计计算的差异应力在１７一２４ＭＰａ之间，由橄榄岩高温流变律计算的应变速率为１０￣（－１５）－１０￣（－１８）ｓ￣（－１）等效粘滞度为１０￣（２１）一１０￣（２５）ｓｐａ．Ｓ之间。中国东部早第三纪与晚第三纪以后的幔源包体具有基本相同的特征，表明晚第三纪以后的上地幔继承和发展了早第三纪时的特征。中国东部早第三纪以来的上地幔符合大陆拉张带和裂谷上地幔的流变特征。     

中国东北地区上地幔组成、结构及热状态

本文通过对中国东北地区新生代玄武岩中超镁铁质包体的研究,根据地质压力计所估算的包体形成深度、玄武岩浆及辉石岩浆起源的深度等,建立了中国东北地区上地幔组成模式:1.壳幔过渡带;2.尖晶石二辉橄榄岩层;3.含有痕量硅酸盐熔体的低速层;4.尖晶石方辉橄榄岩层;5.石榴石二辉橄榄岩层。与此同时,根据地质温度计与地质压力计推算资料,作者认为中国东北地区上地幔属大洋地温。与典型克拉通地温相比,低速层位置较浅,上地幔处于过热状态,这与大陆裂谷的发育有关。     

Rheological Regime of the Upper Mantle beneath the Taiwan Strait and Its Tectonic Significance

This paper deals with deformation textures and fabrics of mantle-derived xenoliths and dislocation microstructures of olivine in the upper mantle in the Penghu Islands, Taiwan. According to the calculation of the chemical composition of xenolith minerals (pyroxene), the equilibrium temperatures and pressures were 986-1116@ and 1.50-2.60 GPa, respectively. Deformation events in the upper mantle may fall into three sequences' (1) uniform steady-state flow deformation with high temperatures and low stresses, (2) shear flow deformation with high temperatures and relatively high stresses on diapiric margins of the upper mantle, and (3) extraction deformation of {110} glide bands with low temperatures and high strain rates. Deformation events and thermal structure of the upper mantle in the study area show that eastern Fujian and the Penghu Islands are characterized by very similar rheological properties of the upper mantle. Volcanism of basalts in the Penghu Islands is related to hot spots of the upper mantl     

Rheological Regime of the Upper Mantle beneath the Taiwan Strait and Its Tectonic Significance1

Abstract This paper deals with deformation textures and fabrics of mantle-derived xenoliths and dislocation microstructures of olivine in the upper mantle in the Penghu Islands, Taiwan. According to the calculation of the chemical composition of xenolith minerals (pyroxene), the equilibrium temperatures and pressures were 986-1116°C and 1.50-2.60 GPa, respectively. Deformation events in the upper mantle may fall into three sequences: (1) uniform steady-state flow deformation with high temperatures and low stresses, (2) shear flow deformation with high temperatures and relatively high stresses on diapiric margins of the upper mantle, and (3) extraction deformation of {110} glide bands with low temperatures and high strain rates. Deformation events and thermal structure of the upper mantle in the study area show that eastern Fujian and the Penghu Islands are characterized by very similar rheological properties of the upper mantle. Volcanism of basalts in the Penghu Islands is related to hot spots of the upper mantle under neath the Taiwan Strait, and diapirism and upwelling of the upper mantle are the dominant factors responsible for rifting of the continental margins in eastern China.     

山东省第四纪玄武岩中幔源包体的变形特征及其上地幔流变学意义

山东省第四纪玄武岩中含有数量、大小不等的幔源包体。这些包体主要为尖晶石二辉橄榄岩，以原生粒状和残斑结构为特征。包体中橄榄石的位错亚构造反映了上地幔高温蠕变机制。包体的平衡温度在８００—１１００℃之间，压力为０．８—２．０ＧＰａ，相应的来源深度为２８—６５ｋｍ。在该深度范围内，上地幔的流动应力为１３—２６ＭＰａ，应变速率为１０－１４—１０－２０ｓ－１，等效粘滞度为１０２０—１０２５Ｐａ·ｓ，符合大陆拉张带上地幔的特征。作者认为，中国东部上地幔在早第三纪或之前开始有底辟上涌，它导致岩石圈的减薄以及地壳的拉张，造成中国东部的拉张环境和裂谷的发育。上地幔的这种运动可能在新第三纪达到高峰，而在第四纪已减弱     

青藏高原及其邻区地壳上地幔S波速度结构

利用CDSN、IRIS、GEOSCOPE等台网33个数字台站及部分数字流动台的长周期面波资料,采用改进的Occam网格反演方法,在获得中国大陆及其邻近区域(5°~55°N,68°~150°E)1°×1°的7~184 s周期Rayleigh波群速度频散的基础上,进一步反演青藏高原及邻区(20°~40°N,75°~105°E)内每个经纬度节点介质的S波速度结构,获得了0~420 km深度地壳上地幔的三维速度分布.研究结果显示:青藏高原不但具有厚壳(60~70 km)和厚岩石圈(超过200 km),而且高原深部结构和速度分布存在明显的横向变化和分区特征.     

福建省上地幔结构与岩石矿物的基本特征

综合研究了福建省上地幔的矿物、岩石、地球化学、地球物理（重、震、电）等有关资料，全面论证上地幔B′与B″层的三维空间特征、可疑地幔岩性、古代与现代地幔岩岩石类型与矿物成分。继而从地幔岩矿物组合，化学成分、微观特征、包裹体、稳定同位素等特点，来探讨第三纪上地幔的成岩环境与动力学，并指出东南沿海岩石圈上地幔减薄斜坡带及其叠生的深切断裂是燕山期双系列岩浆岩形成的深部地质背景。     

浙江新昌地幔岩捕虏体中的硫化物包裹体初步研究

浙江新昌一带晚第三纪碱性玄武岩中地幔岩（二辉橄榄岩）捕虏体内存在大量硫化物熔体包裹体。电子探针分析表明,硫化物相成分主要为镍黄铁矿,次为磁共铁矿。硫化物包裹体的Ｎｉ／Ｆｅ值与寄主地幔岩的橄榄石含量呈正相关。同一包裹体的硫化物相成分不均一,自中心至边缘硫化物的Ｎｉ／Ｆｅ、（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｓ值和Ｎｉ呈均呈增加趋势。通过与中国汉诺坝、德国ＷｅｓｔＥｉｆｅｌ东欧Ｎｏｇｒａｄ－Ｇｏｍｏｒ地区资料的综合分析,     

Fluids and Melts in the Upper Mantle

This paper presents a direct study of the fluids and melts in the upper mantle by examining the fluid inclusions, melt inclusions and glasses trapped in the mantle lherzolite xenoliths entrained by Cenozoic alkali basalts (basanite, olivine-nephelinite and alkali-olivine basalt) from eastern China. The study indicates that the volatile components, which are dissolved in high-pressure solid mineral phases of mantle peridotite at depths, may be exsolved under decompressive conditions of mantle plume upwelling to produce the initial free fluid phases in the upper mantle. The free fluid phases migrating in the upper mantle may result in lowering of the mantle solidus (and liquidus), thereby initiating partial melting of the upper mantle, and in the meantime, producing metasomatic effects on the latter.     

河南鹤壁尚峪新生代上地幔流变特征及构造意义

对河南鹤壁尚峪新生代橄榄霞石岩火山颈中的上地幔橄榄岩捕虏体的流变学进行了研究，结果表明，鹤壁地区新生代辉石地温总体上低于东南沿海及下扬子地区，有两种地温特征，其中全部尖晶石二辉橄榄岩及个别方辉橄榄岩的投影点落在大洋地温曲线上，甚至高于大洋地温，与中国东部新生代辉石地温特征吻合，而多数尖晶石方辉橄榄岩的投影点靠近地盾地温曲线或落在地盾地温曲线上；全部金云母方辉橄榄岩的投影点低一地地盾地温，样品的差异     

海南岛晚新生代石山组橄榄玄武岩的地幔源区组成及动力学机制

南海北部边缘新生代玄武岩广泛分布,分布于海南岛北部的全新世早期石山组玄武岩,岩石组成为碱性橄榄玄武岩,其中可见较大颗粒的橄榄石斑晶,橄榄石斑晶具有较高的Fo值(82.8～83.5)和Ni含量(0.14%～0.20%)。橄榄玄武岩的微量元素及同位素组成与洋岛玄武岩(OIB)高度吻合,富集大离子亲石元素Rb、Ba和轻稀土元素,同时富集高场强元素Nb、Ta、Zr和Hf。矿物组成及主微量元素特征指示其源区为含石榴子石辉石岩源区,经历了较低程度的部分熔融(约5%)。此外,石山组橄榄玄武岩具有基本一致的Sr-Nd-Pb同位素组成,表明岩浆在上升过程中没有明显的地壳物质的混染,但是相比正常洋中脊玄武岩(MORB),石山组橄榄玄武岩具有较高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值,较低的ε_Nd(t)值,以及较高的²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb(15.639～15.643)和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb(38.977～38.996)比值,说明其源区为亏损地幔(DM)和富集地幔端元(...     

Geochemical Records of Mantle Processes in Mantle Xenoliths from Three Cenozoic Basaltic Volcanoes in Eastern China

Rare earth element (REE) contents, and Sr and Nd isotopic compositions were measured for three suites of mantle xenoliths from the Kuandian, Hannuoba and Huinan volcanoes in the north of the Sino-Korean Platform. From the correlations of Yb contents with Al/Si and Ca/Si ratios, the peridotites are considered to be the residues of partial melting of the primitive mantle. The chondrite-normalized REE compositions are diverse, varying from strongly LREE-depleted to LREE-enriched, with various types of REE patterns. Metasomatic alteration by small-volume silicate melts, of mantle peridotites previously variably depleted due to fractional melting in the spinel peridotite field, can account for the diversity of REE patterns. The Sr/ Ba versus La/Ba correlation indicates that the metasomatic agent was enriched in Ba over Sr and La, suggestive of its volatile-rich signature and an origin by fluid-triggered melting in an ancient subduction zone. The Sr and Nd isotopic compositions of these xenoliths, even from     

吉林龙冈火山群金龙顶子火山喷发物中幔源包体的基本特征及其地质意义

龙冈火山群金龙顶子火山喷发发生在距今1500年前,其火山喷发物中所含的幔源橄榄岩包体是我国在最新火山喷发物中所发现的幔源包体。这些包体以普遍含有韭闪石为特征。包体的结构和位错构造反映这些包体在上地幔条件下经历过一定程度的变形作用。包体的平衡温度大多数集中在800～950℃之间,只有个别样品温度达到1050℃;平衡压力大多数集中在1.0～1.5 GPa之间。由包体平衡温度、压力得到的上地幔地温线稍低于中国东部由新第三纪包体得到的上地幔地温线,但接近第四纪包体得到的地温线。包体在上地幔条件下变形时的差异应力在30～44MPa,应变速率为10-18s-110-15s-1。角闪石的出现反映上地幔流体的渗透及交代作用。金龙顶子火山发的玄武岩浆直接来自35～50km的上地幔顶部。     

中国西部及邻区岩石圈热状态与流变学强度特征

根据均衡原理制约的地热计算得到中国西部及邻区岩石圈的温度分布状态,以40、100km和莫霍面深度等温线图的形式表示,同时计算了以1 350℃等温面深度表示的中国西部及邻区的热岩石圈厚度。结果显示:中国大陆西北部地区、哈萨克斯坦东部地区以及上扬子地块、蒙古中西部地区和青藏高原中部的深部地温较低,青藏高原北部、东部以及天山褶皱带中部的深部地温高。在中国西部及邻区范围内,岩石圈厚度在180km以上的地区包括准噶尔盆地,塔里木盆地核心部位,西藏东部、中部以及祁连山地区。上扬子地块(四川盆地)岩石圈厚度为160km或更多,蒙古中西部地区以及哈萨克斯坦东部地区的岩石圈厚度为140～180km。青藏高原东部边缘和藏北地区以及天山中部吉尔吉斯伊塞克湖地区的岩石圈厚度较薄(<140km)。地热计算得到的结果与地震层析成像研究结果之间相互吻合。采用湿的上地幔流变学模型的计算结果表明,青藏高原及其东部边缘、天山褶皱带中部和蒙古中西部地区的岩石圈流变学强度模型为"奶油蛋糕(crèmebrlée)"型,其强度剖面显示强地壳而弱地幔的特点;上扬子地块(四川盆地)、准噶尔盆地、塔里木盆地和哈萨克斯坦东部地区岩石圈流变学强度模型为"果冻三明治(jelly sandwich)"型。     

上地幔Os同位素组成的演化

Re-Os同位素体系为研究地幔的成分-结构-演化提供了新的地球化学示踪和定年的工具.上地幔Os同位素组成演化的球粒陨石模型是Re-Os体系用于地幔物质定年的基础, 尤其在采用Re亏损模式年龄和Os同位素代理等时线年龄时.综合了铁陨石和各类球粒陨石、地幔橄榄岩包体和蛇绿岩豆荚状铬铁矿的Re-Os同位素体系研究的近期成果, 为认识对流上地幔Os同位素组成的演化提供了制约.对河北遵化蛇绿岩豆荚状铬铁矿岩的研究, 获得新太古代(2.5 Ga)时形成豆荚状铬铁矿的对流上地幔的187Os/188Os=0.110 2, 与球粒陨石型模式的一致.文献中常用的球粒陨石模式的参数如下: 地球形成时(4.558 Ga)初始值187Os/186Os为0.095 31, 现代值分别采用碳质球粒陨石的187Os/186Os比值为0.127 0和原始上地幔(PUM)的187Os/186Os比值为0.129 6, PUM与普通球粒陨石和顽火球粒陨石的187Os/186Os比值接近.      

新疆富蕴--库尔勒剖面地震层析图像与地壳上地幔的速度结构

利用在2002~2004年新疆天山地区富蕴—库尔勒布设的流动地震台,经过连续两年的观测所采集的数据,挑选远震P波到时数据,进行了地震层析反演处理,获得此剖面地震层析图像推断地壳上地幔的速度结构。反演结果表明,富蕴—库尔勒剖面上塔里木板块向北的推进相对于西部有所减弱,在西部表现强烈的造山作用,向东逐步减缓,在天山的底部不过100km上下。地震活动集中在此范围内。岩石圈物质移动方向发生变化部分向东推移,自然也降低了天山的隆升作用,从而造成天山西段和东段的差异。在本剖面范围内天山的Moho面结构复杂有重叠、斜插特征,深度最大在天山地区达80km,准噶尔盆地和本剖面范围内塔里木盆地北部Moho面深度为40~50km。     

山东栖霞大方山玄武岩中地幔熔体玻璃捕虏体岩相学及岩石化学研究

过去地学界对固体地幔岩捕虏体研究已经相当充分。另外,山东栖霞大方山还存在地幔熔体玻璃捕虏体,其化学成分、矿物成分既不同于固体地幔岩也不同于寄主玄武岩。此玻璃体特别富K,而且早于寄主岩浆,二者间很不平衡。富K玻璃捕虏体往往被玄武岩浆消化殆尽,但在野外仍然可以找到少量残留体供室内研究。此熔体玻璃的存在意味着该区玄武岩浆作用不是一元而是多元岩浆体系,还存在早一期的碱性地幔岩浆。后者消化混染于玄武岩浆之中,会产生富K玄武岩。     

海南福基田幔源辉石结构OH与氢氧同位素

采用IR光谱和质谱技术分析了海南福基田幔源巨晶和包体中辉石的结构羟基红外光谱和氢氧同位素。测试的所有巨晶普通辉石和包体中透辉石及顽火辉石均含结构OH,对比印证了国内外同类矿物的红外光谱特征。结构水质量分数分别是:普通辉石87×10-6~389×10-6;透辉石127×10-6~273×10-6;顽火辉石69×10-6~207×10-6。包体中结构水质量分数为1 811×10-6~5 377×10-6,平均为3 133×10-6。包体中辉石的氢氧同位素特征如下:透辉石的δ(D)为-123.17‰,顽火辉石的δ(D)为-132.04‰;透辉石的δ(18O)为5.96‰,顽火辉石的δ(18O)为5.60‰。实验和对比表明,辉石是海南福基田上地幔重要的"水储库",包体未受地壳成分污染,继承和保持了上地幔"富水贫氘"的特征。上述结果为该地区上地幔研究提供了结构水和氢氧同位素的基础资料。