辽西中生代粗面玄武岩中地幔和下地壳捕虏体的发现及其地质意义

辽西中生代粗面玄武岩的KAr同位素年龄为84.76±1.67Ma,其 中 含有丰富的超镁 铁质岩和深部壳源捕虏体,主要有角闪尖晶二辉橄榄岩、尖晶石二辉橄榄岩、二辉橄榄岩、 含斜长石的角闪二辉石岩、二辉麻粒岩和辉石斜长片麻岩等。包体的组构及矿物化学研究表 明超镁质岩捕虏体来源于上地幔,麻粒岩和片麻岩则为深部壳源捕虏体。该类包体的发现对 中国东部中生代上地幔和下地壳的研究具有重要意义。     

太古代地幔的性质和成分

近几十年来,人类对现代地球的活动已有比较好的认识。但是,我们对于地球是怎样形成的认识却是极其初步的。关于大陆、水圈、地幔和地核是怎样和何时演化成现在的状况,我们知道得都太少了。尽管地质记录至少能帮助我们后推到38亿年前,甚至可以到43亿年前,但我们也仅能得到有关年轻地球的性质和构造作用的很不完整的概念。地球科学所面临的最基     

地幔岩矿物压力计评述

适用于地幔岩石的矿物压力计有石榴石-斜方辉石压力计、石榴石-单斜辉石压力计、橄榄石-单斜辉石压力计、铬尖晶石压力计、二辉石压力计等有限几类。本文通过将这些压力计应用于岩石学相平衡实验数据,检验了其精确度。再将它们应用到天然地幔岩石样品,包括石榴石相二辉橄榄岩、尖晶石相二辉橄榄岩、石榴石-尖晶石过渡相二辉橄榄岩、含金刚石和石墨的地幔岩石,检验了其准确度。初步结论是,现有的石榴石-斜方辉石压力计(Nickel and Green, 1985; Taylor, 1998; Brey et al., 2008)质量相对最优,石榴石-单斜辉石压力计(Nimis and Taylor, 2000; Simakov and Taylor, 2000)次之。在应用这些压力计时,可配合二辉石温度计(Brey et al., 1990; Taylor, 1998)或石榴石-橄榄石温度计(Wu and Zhao, 2007),来同时估算平衡压力和温度。其余的压力计精确度和准确度都还很不够,需要更精确深入的实验研究来标定质量优良的压力计。     

地幔动力系统与演化最新进展评述

评述了９０年代以来地幔动力学研究的一些最新的观测和理论模拟的进展,探讨该领域的几个主要热点问题,包括地幔内部转换带和核幔边界的物理化学性质与演化,俯冲板片热结构及其与地幔的相互作用,热点物理化学性质与地幔柱动力学模拟,地幔对流系统及其对表层地质过程的影响等。这些结果是在多学科交叉研究的背景下取得的。地震层析的结果超越了８０年代取得的大尺度地幔结构,得到了越来越精细的结构,如俯冲板片的结构,６６０ｋｍ间断面的起伏,ＣＭＢ的超低速层和各向异性等。俯冲板片在某些区域平躺在上地幔底部,造成６６０ｋｍ间断面的凹陷。已有明显的迹象表明,俯冲板片至少在某些区域达到了地幔底部,说明下地幔是驱动地表板块运动的地幔对流不可分隔的一部分。全地幔对流模式对地幔中存在不同的地幔地球化学源区的看法提出重大挑战,计算机模拟三维球坐标地幔对流已经成为现实,新的研究正试图把地表板块加入到对流的模拟之中,并再造板块运动的动力学演化史。最后,对这些领域的最新进展提出自己的分析和看法,认为地球动力系统演化研究所面临的难题是地球内部动力状态演变的历史记录问题。而这样的记录,尤其是早期记录,只能从地球表面的造山带和盆地记录中去寻找。认为建立地质记录与?     

内生金矿床成因与地幔地壳演化

金矿是当前世界重视的找矿对象。如何认识金矿的形成规律,提供找矿的理论前提,是当前地学界尚待深入研究的重要课题之一。关于金矿床的成因,W. H. Emmons最早进行过系统的研究。对内生金矿床的成因,他在P. Niggli岩浆演化理论的基础上,强调了热液成因的重要性,指出酸性小侵入体是成矿的母岩。近二十年来,世界对金的找矿和采矿不断扩大,对金矿床成因的研究已从单一的     

大陆下地壳研究进展评述

近十年来许多国家开展了陆壳深部(地震反射、深部钻探、高压捕虏体、下地壳剖面等方面)的研究.其成果表明,不同构造区的地震反射特征存在差异;显生宙地区普遍存在层纹状强反射性下地壳,其成因与造山带演化晚期的伸展作用有关.以上发现导致对大陆莫霍面及中地壳界面的重新评价.显生宙地区的下地壳广泛发生板底垫托作用,它们代表麻粒岩相变质事件,对于造山带向克拉通方向的转化具有重要意义.     

地壳流体与地幔流体间的关系

通过铀、金矿床及地幔岩捕虏体研究，初步得出以下认识：（１）在热液作用中岩浆分异热液是不存在的；（２）碱交代作用是整个地幔交代作用和地壳交代作用的基本运作机制，现已构成有几十条具体规律的理论系统；碱交代岩是地幔流体转变为热液的化石记录；（３）拆离断层构造体系是地幔流体上升到地壳后的活动通道；（４）磷（Ｐ）是地幔流体的特征性示踪成分；（５）大洋缺氧事件、生物种属灭绝、厄尔尼诺等有共同的地幔流体致因；（６）天然气－油－盐－金属成矿是统一的热液成矿作用。软流体是今后区域成矿预测的重要新依据。软流体的顶部发育有次级、再次级的局部上凸部，这是矿带、矿田群的重要成矿控制因素和找矿新标志。     

试论地幔潮汐作用与地壳构造运动的关系

太阳系（携带地球）围绕银河系银心依椭圆形轨道公转．旋行１周，地球与银心之间有两次处于近距离，两次处于远距离．在靠近时两者之间引力增大，导致地仅柔流物质发生涨潮，远离时引力减小，地幔潮落．地幔的潮汐作用势必引起其上的固体地壳发生破裂、变形、运移和碰撞，即地壳构造运动．由于太阳公转具有２００Ｍａ年的周期性，故而地壳运动同样也具有与此相一致的周期性和等时性．因而说地幔的潮汐是导致地壳发生构造运动的主要原因．     

岛弧橄榄岩包体从地幔楔到地壳的旅行

岛弧岩浆作为俯冲作用的产物不仅可以理解大陆地壳的形成,而且对指示大陆地壳的循环作用具有重要的意义。目前关于岛弧岩浆的源区交代作用和分异深度等相关问题一直存在争议。其中,弧岩浆的结晶分异究竟发生在莫霍面附近并伴随着堆晶岩的拆沉,还是发生在更浅的地壳深度?     

论南沙海槽的地壳性质

根据海上地球物理测量,对四条剖面的重力和地震剖面资料进行联合正反演推算,结合已发表的国内外地质、地球物理资料对南沙海槽的地壳厚度及性质进行了分析。结果表明,南沙海槽的地壳为一个减薄的陆壳,从南沙微陆块向婆罗洲方向厚度减薄,具有类似大陆边缘从陆壳向洋壳过渡部位的地壳构造特征。顺着海槽的走向,地壳厚度变化趋势是从东北向西南变薄。从构造演化的角度分析,南沙海槽是古南海洋陆交界的边缘,由于古南海的闭合及晚白垩世以后婆罗洲逆时针方向旋转,海槽的大部分是陆壳,其西南端可能有残留的洋壳。     

根据地震纵波速度分析青藏高原地壳放射性生热率和地幔热状态

从1974年至今,人们对青藏高原的研究积累了大量的地球物理资料。笔者搜集了23条地震剖面纵波数据,利用地震纵波速度和生热率的关系,绘制了各条剖面的地壳岩石生热率随深度变化的等值线,并结合已有的大地热流数据,得到了地幔热流密度分布情况。从地幔热流密度分布可以看出:在班公—怒江缝合带、印度—雅鲁藏布江缝合带、拉萨地体上存在地幔热流较高区域;该区域位于地块碰撞挤压带上,地层构造复杂,地热资源丰富,以著名的羊八井地热田为代表。初步推断该区域地幔岩浆较活跃。     

地幔对流及其对地壳表层拉张盆地的影响

回顾近十年来在地幔对流方面的最新研究进展,阐述了板块俯冲后在地幔中的演化特征,以及地幔上升流即地幔柱的驱动机制和地质效应。特别介绍了地幔柱对地壳表层拉张盆地形成和充填过程的影响。进一步探讨了地幔柱活动在济阳坳陷的地质表现及其引发的火山岩浆活动、碎屑充填特征。认为盆地演化的阶段性间接反映了地幔对流的阶段性。     

地壳岩石在地幔压力下的变质作用的实验研究

近年来一些真正壳源变质岩石研究资料主要来自地中海碰撞带,其变质压力达到30kb,地热梯度极1氐(7℃/km)。在富镁铝变泥质岩中发现具有特殊意义的高压矿物和矿物组合,已有或正在进行一些实验研究。这些矿物与K_2O、MgO、Al_2O3、TiO_2、SiO_2、P_2O_5和H_2O模拟体系在高达50kb和1000℃条件的实验产物相吻合。本文将讨论以下的合成矿物相及其组合,同时特别强调其水压—温度范围(用括号表示)、反应关系及其在变质岩中已知的和可能的产状:铝绿泥石(0～12kb,150～380℃),出现于极低级的变质泥岩中;镁纤锰柱石(约7～45kb,约200～600℃),发现于斛冲带的变质铝土矿、变泥质岩和有关的石英脉中,镁硬绿泥石(18～45kb,400～760℃),自然界尚未发现纯的或近于纯的端元组分,它需要二氧化硅不足的环境;紫硅镁铝石在自然界中已知的仅有滑石—蓝晶石片岩一种地质产状。它的稳定范围很小(9～18kb,700～870℃,且不能和石英共生,但它以Fe存在时稳定;镁铝榴石(15—至少到50kb,700℃熔融),它引人注意地发现于石英岩,含有或不含有残留的柯石英包体;镁十字石(14—有的90kb,700～1000℃)最近被发现呈包体形式赋存干镁铝榴石之中,它需要二氧化硅不饱和的环境;镁镁铝—绿纤石是镁完全置换普通绿纤石中的钙的—新的合或相,由于它具有非常高的压力及低温度的稳定性(37—最小到55kb,<400～780℃),地球上不可能存在。Ellenbergerite(尚没有相应的中文名—译者注)—在镁铝榴石中呈包体形式的新高压矿物,Ti—ellenbergeritl的稳定与成分有关,且比含磷而不含钛的端元组分的形成压力更高(>20kb),纯的具有ellenbergerite结构的镁磷酸盐在10kb条件下即可形成。多硅白云母—广泛分布的Mg、Si置换的白云母,它需要增大高水压(直到20kb)来满足其较高的置换条件。但是铝绿磷石端元组分在任何条件下都是不稳定的。多硅白云母的成分及其有限的组合,如金云母、钾长石和一个SiO_2相是很好的地质压力计。普通的组合镁绿泥石+Al_2SiO_5(主要为蓝晶石)的稳定范围很广,从近于零到31kb和320～760℃。白片岩组合—滑石+蓝晶石(6～45kb,550～810℃)在碰撞带变质作用中起着非常重要的作用,它来自低级变质作用的绿片岩组合—绿泥石+石英,而在最高级变质作用中它又分解成镁铝榴石+柯石英组合,另一方面,滑石—多硅白云母组合(11—最小35kb,300—820℃)来自俯冲的变泥质岩。在15～20kb的压力,400～650℃条件下,非常富钾、镁的硅质流体由于钾长石和金云母(黑云母)矿物的相互反应的结果形成了,而钾长石和金云母矿物在包含芘岗岩的地壳岩石中是非常普通的矿物,这样的流体在邻近地幔岩石必然引起变质作用,直到以后温度的增高产生碰撞后的超钾质的钾镁煌斑岩的熔融体。     

金属的理化性质和地壳丰度的相互关系初步研究

本文旨在探讨金属元素的理化性质和其地壳丰度(CA)的分布规律。利用相关性分析和集对分析研究了金属的理化性质和其地壳丰度的关系。结果表明,金属元素21种理化参数与地壳丰度之间均有不同程度的相关性。其中10种理化参数和地壳丰度显著相关(P≤0.05),包括共价指数(X2mr)、原子密度(ρ)、原子序数(AN)、原子量(AW)、有效核电荷(Z*)、电负性(Xm)、软指数(σp)、电子亲和能(EA)、极化力(Z*2/r)和电化学势(ΔE0)。集对分析进一步表明:X2mr,ρ,Z*和Xm与log(CA)之间趋同性较好,支持了相关分析的结论。研究结果暗示金属的理化性质与地壳丰度之间存在密切的内在关系,这为地球演化成因、元素丰度演变规律提供了新证据,对岩石、矿产资源开发和利用等有重要意义。     

青藏高原地壳的伸缩及其力学性质

根据青藏高原地壳厚度,采用平衡剖面法对地壳伸缩量进行了粗略的计算,表明其水平缩短约1400km,垂直方向伸张约30km或25km.如此巨大的地壳伸缩量证明了青藏高原地壳为弹粘性体,绝非所谓的刚性板块。