惠东—连县地学断面的地壳结构及性质研究

本文利用地球物理－地质球化学相结合的研究方法，分析了惠东－连县地学断面的地球物理特征及其速度密度模型，探讨了断面地壳的物质组成、结构和深部地壳的形成时代，认为该断面地壳的物质组成以长英质为主，低绿片岩相及沉积盖层组上地壳的三部分。     

中国大陆地壳和岩石圈化学成分模型可信吗? ——来自大地热流值的检验

大地热流值是大陆地壳和岩石圈U，Th,K丰度的直接约束；根据地球化学元素丰度值推算出的大地构造单元的区域地壳热流值，必定不能大于区域的平均热流值，根据700余个实测大地热流数据，对目前发表的中国大陆地壳和岩石圈的化学成分模型进行了检验，结果表明，多数模型不能满足大地热充约束，如黎彤等的关于中国大陆及其内部构造单元的地壳和岩石圈成分模型，倪守斌等提出的新疆北部地壳生热率模型，以及高山等提出的扬子地台北缘地壳成分模型，这些模型的U，Th,K丰度值不太可靠，其他强不相容元素的丰度值的可信程度亦值得怀疑，而迟清华，鄢明才提出的华北地台地壳成分模型和高山等建立的中国东部及华北地台和秦岭造山带的地壳成分模型通过了区域大地热流的检验。     

沉积物微量元素示踪地壳成分和环境及其演化的最新进展：沉积物微量…

为使读者对利用沉积物示踪地壳成分的方法的充分的了解，本文首先介绍了当前研究地壳成分的三种主要方法，即典型岩石类型的加权法、广泛采样法（含对混合样研究）和沉积物示踪法，并且简单介绍了各类方法的特点，重点阐明了沉积物示踪地壳成分的原理。在此基础上，根据可利用的沉积物的特点，将沉积物示踪法分为４类，即冰碛物方法、风积物方法、陆相沉积物方法和海相沉积物方法、详细分析了各类方法的优点、局限、应用现状和前景。     

大地热流研究揭示的中国地壳成分横向变化

依据大地热流值、地壳厚度以及大陆壳／幔热流比与地下流体氦同位素比值的相关关系，计算出中国主要构造单元地壳生热率。同时，根据Rudnick和Fountain(1995）的数据得到地壳生热率和SiO2质量分数的线性关系，进而利用生热率数据得到地壳SiO2质量分数。此方法得到的中国东部地壳生热率和SiO2质量分数与基于地震波速的成分模型相符。中国大陆地壳生热率和SiO2质量分数横向变化明显，东部地区地壳为中性成分，相对富集强不相容元素；而西北部盆地地壳成分偏于中基性。华北、扬子和塔里木地壳成分差异较大，克拉通内部表现出明显的成分非均匀性，褶皱带地壳一般较克拉通略富长英质组分。     

沉积物微量元素示踪地壳成分和环境及其演化的最新进展：Wedepohl模…

Ｗｅｄｅｐｏｈｌ（１９９１）提出了对大陆成分的新估计，即下地壳与上地壳之比为５７：４３，下地壳由６０％的长英质麻粒岩和４０％的镁铁质麻粒岩组成。新估计的地壳成分介于安山岩和英云闪长岩之间，Ｓｉ、Ｋ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｂａ、ＬＲＥＥ、Ｐｂ、Ｔｈ等含量比Ｔａｙｌｏｒ等（１９８５）报道的要高，而Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｍｎ、Ｆｅ等则较低。Ｗｅｄｅｐｏｈｌ认为，如果将１２．５％的Ｓ型花岗岩从上地壳恢复到下     

惠东─连县地学断面的地壳结构及性质研究

本文利用地球物理－地质地球化学相结合的研究方法，分析了惠东─连县地学断面的地球物理特征及其速度密度模型，探讨了断面地壳的物质组成、结构和深部地壳的形成时代，认为该断面地壳的物质组成以长英质为主，断面深部存在太古代地壳，断面的地壳分层主要由变质相相变产生，由麻粒岩相下地壳、高绿片岩相－角闪岩相中地壳，低绿片岩相及沉积盖层组成上地壳的三部分．     

制约深部大陆地壳物质成分与构造作用的地质证据

地震反射研究在深部陆构造认识取得了重要突破。区域麻粒岩区常具有下地壳的一般特征，代表上部地壳与最下部地壳之间的过渡区，记录了板垫托作用过程。许多麻粒岩区在深部地壳经历长期近等压冷却，最终上隆至地表常由与麻粒岩相变质无关的构造事件造事件造成，指示下地壳具有稳定性。其中，板底垫托的镁铁质岩浆岩根带可能是其难以出露地表关保持稳定的重要原因。对地表出露的地壳剖面的研究揭示了陆壳具有垂向分带特征，下地壳以麻     

从岩浆岩看青藏高原地壳的生长演化

青藏巨厚陆壳的性质和形成机制,是重要的科学问题.通过对青藏岩浆岩,特别是其Nd、Hf同位素的研究,证明青藏高原并存着新生地壳和再循环地壳两类地壳.地壳的结构和属性对成矿矿种、矿床类型和分布有重要的控制作用.青藏巨厚地壳是由两种机制（构造加厚;地幔物质通过岩浆作用注入加厚）共同造成的,二者贡献比例约6:4.地壳增厚主要发生在50~25 Ma期间.大陆碰撞带是造成地壳净生长的重要构造部位.      

华夏地块前加里东期变质基底的特征以及深部地壳性质

通过对华夏地块前加里东期变质基底的地质、地球化学以及变质作用的研究，结合岩浆岩的同位素年代学和地球化学“示踪”研究，认为华夏地块深部存在时代为２５００—２７５０Ｍａ的太古代地壳，而时限为１８５０—１９５０Ｍａ的中条（浙闽）运动是该区一次重要的造壳运动，形成了该区分布广泛的早元古代的结晶基底。华夏地块深部地壳的物质组成是比较复杂的，但主体由长英质岩石组成，因此华夏地块老地壳活化再造作用表现较为强烈。其下地壳由于受深熔作用影响形成大量花岗质岩浆向中、上地壳运移侵位，其物质成分也由富花岗质向贫花岗质中（—基）性变化。     

大别造山带现今地壳结构-岩石组成研究

通过大别造山带岩石地震波速的高温高压实验测定值与地震测深断面观察值的对比，结合地表出露岩石对深部岩石组成的地球化学示踪，揭示了该造山带现今地壳各结构层的基本岩石组成：上地壳主要由长英质岩石组成，榴辉岩在其中仅占0～20％；中地壳(低速层)主体由长英质片麻岩和花岗岩组成；下地壳上部由80％镁铁质麻粒岩和20％长英质麻粒岩组成；下地壳下部由幔源底侵岩浆作用形成的镁铁质麻粒岩组成。下地壳和上地幔的泊松比为0.265～0．280，明显高于榴辉岩的泊松比，表明其中即使有榴辉岩存在，含量也应极少。各构造单元出露的白垩纪花岗岩具有相似的化学组成，其铅、钕与锶同位素组成均可与北大别的核杂岩相对比，表明花岗岩浆均应以深部核杂岩为源岩。因此，被白垩纪花岗岩侵入的南大别超高压变质岩单元和宿松高压变质岩单元深部均应由核杂岩组成，亦即超高压和高压变质岩应呈拆离的构造岩片覆盖于核杂岩之上。鉴于白垩纪花岗岩的钕模式年龄(tDM)均集中于古元古代(1．8～2．2Ga)，表明花岗岩的源区应限于核杂岩中构成原中地壳下部的古元古代结晶基底岩层。这为中地壳主要由长英质片麻岩组成提供了佐证。考虑到大量花岗岩浆的抽出，应留下更大体积的镁铁质岩残留体，后者在地壳流变增厚调整过程中可能因密度增大而下沉，也可能因地震波速增大而显示下地壳的特征，更可能由于这两方面的原因而使由镁铁质残留体组成的原中地壳下部转变成现今下地壳上部的组成。根据大别碰撞后基性火山岩和侵入岩的地球化学研究，还可证明组成大别下地壳的镁铁质岩更可能是1.1Ga前而非中生代形成的底侵岩层。实践表明，上述两方面研究的结合可较好揭示区域地壳结构一组成。     

大陆深部地壳物质成分识别方法综述

本文系统总结了大陆深部地壳物质成分识别研究方法和元素丰度合理性检验的方法,以期为大陆深部地壳物质成分探测提供技术方法体系。深部地壳物质成分识别的主要方法有:①因构造运动抬升出露到地表的中下地壳剖面;②地表出露的高级变质地体;③产于火山岩中的深部地壳捕掳体,如麻粒岩捕掳体;④地球物理测深资料与深部岩石物理性质的高温高压实验测定结果之间的拟合和⑤壳源岩浆岩源区地球化学示踪。元素丰度合理性检验的方法主要有地表热流和元素比值法。     

天然火山作用探测华北下地壳组成、结构及其形成过程

与中上地壳相比，对下地壳组成、结构的认识受限于样品的获取，然而天然火山作用携带的下地壳捕虏体可以为了解下地壳提供关键样品。华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，显生宙以来的火山作用携带有丰富的下地壳捕虏体，为探测华北下地壳组成、结构及其形成过程提供了可能。通过对这些捕虏体定深、定性及定年的综合研究，构建了以信阳，莒南，汉诺坝和女山等典型地区为代表的下地壳组成、结构剖面模型。这些剖面表明，华北克拉通下地壳具有分层的特点，且上老下新，暗示可能与底侵作用有关。其中捕虏体的锆石U- Pb年龄和Hf同位素的研究，揭示了该克拉通下地壳复杂的形成与演化过程：最古老的组成部分可能老至~4. 0 Ga冥古宙，此后经历了3. 80~3. 65 Ga古太古代的再造作用，2. 8~2. 5 Ga 新太古代和2. 3~1. 8 Ga 古元古代的增生与再造共存，同时还经历了显生宙以来包括462~220 Ma，140~90 Ma和47~45 Ma的增生与再造事件。     

下地壳麻粒岩包体研究进展及其意义

产于火山岩中的下地壳麻粒岩包体是人们窥视深部地壳的一个窗口 ,现已成为人们探索大陆下地壳物质组成和演化最直接的研究对象。下地壳岩石包体一般具有麻粒岩相矿物组合 ,主体由镁铁质麻粒岩组成 ,以出现紫苏辉石矿物为标志 ,下地壳包体的平衡温度为 70 0～10 4 0℃ ,平衡压力在 0 .8～ 1.4GPa之间。在绝大多数地区 ,基性下地壳包体占优势 ,其共同特征是低SiO2 、高CaO和Mg# ,过渡族元素和不相容元素含量变化很大 ,不同构造背景和不同岩石类型的包体同位素成分也有差异 ,全球各大陆下地壳包体Nd、Pb同位素组成分布具有“块体效应”特征。利用出露于地表的下地壳麻粒岩包体可以探讨下地壳物质组成和成分 ,建立下地壳物性剖面和岩石圈模型 ,并可作为幔源岩浆底侵作用的重要判据之一。世界范围内下地壳麻粒岩包体研究表明 ,在探讨下地壳的组成特点上 ,由火山岩中麻粒岩包体和出露的麻粒岩地体两类岩石样品所获得的下地壳组成特点存在比较大的差异 ,前者较后者反映的下地壳组成更偏基性。下地壳包体的类型与成因对揭示大陆地壳的增生、演化方式以及壳—幔交换作用具有重要的指示意义     

拉萨地体东南部整体地壳成分及其成因分析

造山带地壳结构和成分的基本特征对于认识大陆地壳成分演化和区域成矿背景具有重要意义.综合青藏高原拉萨地体东南部地球物理、高温高压岩石物性和岩浆岩地球化学资料,分析该地区地壳整体成分特征,并探讨其可能成因.该地区平均地壳波速显著低于全球大陆和造山带地壳的平均值,表明地壳整体具有中酸性成分,下地壳特征也可由中性岩石(残余体性质的中性含石榴石麻粒岩)解释.拉萨地体东南部整体地壳成分特征应与多阶段长英质化有关,包括碰撞前大陆弧演化阶段(以堆晶或残余体下地壳拆沉为主)和碰撞后高原垮塌阶段(以加厚下地壳拆沉为主,伴随印度古老长英质陆壳物质的俯冲回返/构造底侵).拉萨地体是研究大陆地壳成分演化的绝佳区域,亟待进一步开展多学科综合研究.     

Rates of generation and growth of the continental crust

Models for when and how the continental crust was formed are constrained by estimates in the rates o crustal growth. The record of events preserved in the continental crust is heterogeneous in time with distinctive peaks and troughs of ages for igneous crystallisation, metamorphism, continental margin and mineralisation. For the most part these are global signatures, and the peaks of ages tend to b associated with periods of increased reworking of pre-existing crust, reflected in the Hf isotope ratios o zircons and their elevated oxygen isotope ratios. Increased crustal reworking is attributed to periods o crustal thickening associated with compressional tectonics and the development of supercontinents Magma types similar to those from recent within-plate and subduction related settings appear to hav been generated in different areas at broadly similar times before ~3.0 Ga. It can be difficult to put th results of such detailed case studies into a more global context, but one approach is to consider when plate tectonics became the dominant mechanism involved in the generation of juvenile continental crust The development of crustal growth models for the continental crust are discussed, and a number o models based on different data sets indicate that 65%-70% of the present volume of the continental crus was generated by 3 Ga. Such estimates may represent minimum values, but since ~3 Ga there has been reduction in the rates of growth of the continental crust. This reduction is linked to an increase in th rates at which continental crust is recycled back into the mantle, and not to a reduction in the rates a which continental crust was generated. Plate tectonics results in both the generation of new crust and it destruction along destructive plate margins. Thus, the reduction in the rate of continental crustal growth at ~3 Ga is taken to reflect the period in which plate tectonics became the dominant mechanism b which new continental crust was generated.     

大陆中部地壳应变局部化与应变弱化

大陆岩石圈流变学研究是构造地质学学科发展的必然,也是发展板块构造理论、探索大陆板块内部变形与动力学演化的核心问题。大陆中部地壳是大陆岩石圈中一个具有特殊性的圈层,其主要成分以花岗质岩石为代表,位于岩石脆-韧性转变域。在中部地壳层次上,岩石既具有脆性变形特点,又具有韧性变形属性,而且常常表现出多种流变强度。研究成果显示,中部地壳岩石流变具有许多特殊性:1)应变局部化是中部地壳流动最为典型表现形式;2)存在大陆地壳多震层:多震与强震,显示出中部地壳既弱又强的流变学属性;3)液/岩反应强烈,流体相直接影响着岩石的流变性;4)在许多地区存在有地球物理异常体(低速高导体)。大陆中部地壳应变局部化是板块相互作用过程中地壳层次上应变积累与集中的重要表现。在宏观尺度、中小型尺度和微观尺度上都有着重要的构造特点。地壳岩石的应变弱化,是诱发应变局部化的主要机制。多种形式的水致弱化(包括液压致裂、反应弱化、水解弱化等)与结构弱化(包括细粒化、晶格取向、成分分带性等)对于应变局部化具有重要的贡献。大陆地壳岩石流变学、中部地壳弱化与应变局部化研究,是未来岩石圈流变学研究的重要方向。     

从花岗岩的Sm—Nd同位素探讨华南中下地壳的组成,性质和演化

现有２４０个花岗岩体的Ｎｄ同位素资料表明,华南内陆花岗岩可能主要由地壳部分熔融成成。从壳源花岗岩提取源岩成分信息的方法是把这种花岗岩的同位素成分同出露的元古代弱变质地壳的相应资料作比较。野外关系说明,华南内陆花岗岩侵入毗邻的围岩,因此其形成深度应该出现在出露的深度大。。因为这些花岗岩的定位深度一般在5～15km之间,这些壳源花岗岩可能代表一种中地壳探度的熔融．它们的同位索成分应能提供在这一探度上地壳成分的信息。根据华南壳源花岗岩同出露的元古代弱变质地壳岩石的Sm—Nd同位素对比,华南内陆大部分地区在中地壳探度上存在中性至长英质成分的地壳,并且从早古生代到中生代不曾发生过明显变化。但是花岗岩浆的分异作用所导致的Sm、Nd分馏可能是亲石元素矿化的一个重要控制因素。     

Crustal and thermal structure of the Thomson Orogen: constraints from the geochemistry,zircon U–Pb age,and Hf and O isotopes of subsurface granitic rocks

Abstract

The origin of elevated geothermal gradients in the subsurface Thomson Orogen and the nature of the crustal basement beneath it, whether oceanic or continental, remain enigmatic. Previous studies have demonstrated that a higher crustal radiogenic input is required to explain these anomalous thermal gradients. In this study, we have investigated the nature and age of this crustal input by undertaking geochemical, geochronological and Hf and O isotope analyses of buried granitic rocks as well as evaluating the heat-producing potential of metasedimentary rocks. The mineralogy, composition and Neoproterozoic/Cambrian to Devonian age of the low to moderate heat-producing I- and S-type granitic rocks strongly contrast with the Carboniferous A-type high-heat-producing granites of the Big Lake Suite, which have been suggested to be an important contributor to the elevated geothermal gradients, near the southwest corner of the Thomson Orogen. These differences suggest the Big Lake Suite rocks do not extend into the Queensland part of the temperature anomaly. Heat production of the metasedimentary rocks is also low to moderate. Based on Hf isotope compositions of zircons characterised by mantle-like oxygen signature (?_Hf(t) = –12 to +2), we propose the temperature anomaly results from the occurrence of Mesoproterozoic and/or Paleoproterozoic high-heat-producing rocks beneath the Thomson Orogen. Precambrian crust, therefore, lies well east of the Tasman line. The results do not support a Neoproterozoic to Cambrian oceanic crust, as previously suggested, but instead point to a continental substrate for the Thomson Orogen. Hf isotopes indicate an overall trend towards more isotopically juvenile compositions with a progressive reduction in the contribution of older crustal sources to granitic magmas towards the present time. Different Hf isotopic signatures for the Lachlan (?_Hf(t) = –13 to +15), Thomson (?_Hf(t) = –14 to +5) and Delamerian (?_Hf(t) = –7 to +4) orogens highlight lateral variations in the age structures of crustal basement beneath these orogens.     

火成岩中下地壳岩石包体的特征及其研究意义

根据国内外研究资料，结合自己的科研成果，简要论述了下地壳岩石包体的矿物学，形成条件，物理性质，化学成分，同位素组成及塑性变形特征，讨论了下地壳岩石包体在了解下地壳成分，性质和地质作用过程方面的重要意义。