大洋岩石圈拆沉与大陆下地壳拆沉：不同的机制及意义——兼评“下地壳＋岩石圈地幔拆沉模式”

拆沉作用(delamination)是地球科学中一个重要的科学问题。本文认为,大洋岩石圈拆沉和大陆下地壳拆沉是不一样的:(1)拆沉的物质不同。大洋岩石圈拆沉的物质包括大洋地壳、岩石圈地幔甚至一部分软流圈地幔,它们共同进入地幔深部;而大陆下地壳拆沉仅仅限制在下地壳,不包括岩石圈地幔。(2)拆沉的动力不同。大洋岩石圈拆沉是由板块俯冲引起的,是地幔对流的产物,因此是一种快速的主动的拆沉;而下地壳拆沉是由于下地壳加厚使下地壳密度增加引起的,还要求其下刚性的岩石圈地幔转变成塑性的软流圈地幔才有可能发生。因此下地壳拆沉要克服许多阻力才能实现,使拆沉成为一个漫长的过程,是慢速的和被动的拆沉。(3)拆沉的过程不同。大洋岩石圈拆沉是由板块俯冲触发的,俯冲导致碰撞,大洋岩石圈从根部断裂,拆沉进入地幔。大陆下地壳拆沉由地壳加厚开始,使下地壳转变为榴辉岩相;随后,岩石圈地幔减薄,直至全部转化为软流圈地幔;下地壳发生部分熔融,形成大规模的(埃达克质)岩浆,使下地壳榴辉岩的密度大于下伏的地幔,从而引发拆沉。大陆下地壳拆沉不大可能是整体进行的,可能是一块一块地被蚕食、被拆沉的。(4)拆沉后的效应不同。大洋岩石圈地幔拆沉,使热的软流圈地幔上涌,从而引发了一系列地质效应:如岩浆活动、地壳抬升、构造松弛以及随后的造山带垮塌等。而下地壳拆沉只引起地壳减薄,高原和山脉垮塌,并不伴有大规模的岩浆活动和地壳抬升等过程。(5)拆沉与岩浆活动的关系不同。主动拆沉导致大规模岩浆活动,而被动拆沉是在大规模岩浆活动的基础上开始的。此外,文中还对"下地壳 岩石圈地幔拆沉"模式提出了质疑,认为该模式有许多难以理解的问题和太多推测的成分,而且与现在保存的地质事实不符。     

鲁西地壳隆升的伸展构造模式

伸展链锁断层系，形成了鲁西的主导造格局，即“块断”构造。它是由中、生代两次伸展运动形成的。伸展运动幔源岩浆活动有着密切的成生联系。伸展运动的结果，形成了以泰山－鲁山－沂山为核心的鲁中块隆，它至今耸立于周围以平原地貌为标志的地堑系之间，隆起的高点，就是当今的泰山。     

GPS观测的2001年昆仑山口西MS8.1级地震地壳变形

2001年11月14日17时26分,在昆仑山口西青海和新疆交界处发生了M_S8.1级强烈地震。震后利用 GPS开展了相对密集的地壳形变观测。计算获得的同震位移表明,地震地壳形变影响范围大致为88°～97°E, 32°～38°N,断层运动具有明显的左旋兼挤压的特点。在昆仑山口附近GPS观测获得的地表破裂两侧的相对左旋 位移量约为2.6m,与地表野外调查获得的该处的地震破裂位移值符合的很好。断裂南侧垂直断裂走向同震位移 量逐渐衰减,位移方向相对稳定。而断裂北侧,同震位移主要集中分布在柴达木盆地南缘,位移方向变化较大,盆 地内部位移量迅速衰减,表明东昆仑断裂北侧柴达木盆地地壳介质性质与其南侧高原腹地有明显不同。GPS观测 得到的震后断层蠕动结果表明,最初两周内断层蠕动位移量就占了观测期(近1年时间)总位移量的47%还要多, 其后半年多的时间内断层蠕动位移量不到观测期总位移量的40%,而余下的近5个月时间断层蠕动位移量只占观 测期总位移量的13%。断层蠕动速率在最初两周内超过130cm/a,到2002年3月11日迅速下降到26cm/a,其后 则逐渐呈线性衰减。区域GPS观测的初步结果同时表明,尽管地震破裂附近断层两侧有较大的相对位移,但东部 甘青川一带相关断层上相对运动不明显,可能说明这一区域仍处在     

江西相山铀矿田深部多金属矿化成矿流体来源:流体包裹体He-Ar同位素证据

江西相山铀矿田西部地区实施的铀矿科学深钻3号孔在深部–700 m发现大量铅锌银多金属矿化脉,垂向上呈"上铀下多金属"的分布特征。本文对深部多金属矿化主成矿阶段的黄铁矿、闪锌矿、方铅矿进行了流体包裹体He和Ar同位素组成测定,结果表明,相山深部多金属矿化主成矿阶段的黄铁矿、闪锌矿和方铅矿具有较一致的He、Ar同位素组成,矿物内流体包裹体的~3He含量范围为4.55×10^–14～1560×10^–14 cm^3·STP/g,~4He含量范围为1.05×10^–7～525×10^–7 cm^3·STP/g,~3 He/~4He为2.98×10^–7～4.96×10^–7,即0.21～0.35 Ra,介于地壳(0.01～0.05 Ra)和饱和大气水(1 Ra)之间,明显低于地幔的~3 He/~4He值(6～9 Ra),⁴⁰Ar浓度为0.969×10^–7～157×10^–7 cm^3·STP/g,⁴⁰Ar/³⁶Ar值为303.7～573.9,略高于饱和大气水的Ar同位素组成,结合矿石和蚀变岩石中Li元素富集特征,本文认为相山西部地区深部多金属成矿流体以地壳流体和大气降水为主,成矿流体富Li元素是He同位素明显高于地壳的原因,可能存在少量幔源流体的加入。另外,通过对比前人研究的该地区铀矿化矿石中黄铁矿He-Ar同位素组成,并结合前人对该地区幔源组分明显参与铀成矿的认识,本文认为多金属矿化和铀矿化成矿流体可能并非同一来源。     

大陆中、下地壳电学特征实验研究

高温高压下地壳物质电导率的实验室测定是研究大陆中、下地壳高导层成因的重要方法之一。研究表明,水、石墨、部分熔融以及矿物脱水可能形成地高导层,在不同构造环境和深度下这些机制起着不同的作用。为解决中地壳高导层成因的水的存在是必不可少的条件,在地下壳、水、石墨、部分熔融以及矿物脱水,甚至持定的干的下地壳岩石都可解释大地电磁测量结果。     

内蒙古莲花山铜银矿斜长花岗斑岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年、Hf同位素研究及其地质意义

内蒙古莲花山铜银矿是大兴安岭南段成矿带上的一个重要矿床,成矿与斜长花岗斑岩密切相关。对矿区内斜长花岗斑岩体进行LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,其形成年龄为(236.8±0.77)Ma(MSWD=0.85)和(237.9±0.71)Ma(MSWD=1.02),为中三叠世岩浆活动产物,而不是前人认为的中侏罗世。莲花山斜长花岗斑岩的εHf(t)=+5.6-+11.5,具有较高的176Hf/177Hf比值(0.282 762-0.282 954)和年轻的二阶段Hf同位素模式年龄(477-810 Ma),综合研究表明其主要源自从亏损地幔中新增生的年轻地壳物质的部分熔融,也暗示兴安地块新元古代—早古生代曾发生一次重要的地壳增生事件。对兴蒙造山带及邻区近1 100个岩浆岩中锆石Hf同位素数据整理研究后发现,兴安地块、松嫩地块和佳木斯地块属性相似,其与额尔古纳地块和华北板块北缘各自具有不同的地壳增生历史,揭示它们具有不同的早期地壳演化过程。     

中国东部陆下岩石圈地幔中的再循环地壳流体组分

地幔捕虏体中的流体挥发份保存了地幔演化过程的流体介质.中国东部二辉橄榄岩捕虏体中橄榄石、斜方辉石和单斜辉石流体挥发份的化学组成和碳、氢和氧同位素组成分步加热质谱法测定结果表明,陆下岩石圈地幔以较轻的碳、氢同位素和氧同位素组成变化范围大为特征,高温(800～1200 ℃)释放的CO2和CO呈现较轻的δ13C值,与世界其他地区的地幔捕虏体明显不同[1].     

湖南白马山龙潭超单元、瓦屋塘花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

运用阴极发光技术,对湖南白马山龙潭超单元2个样品和瓦屋塘花岗岩1个样品的锆石进行了内部结构分析,在此基础上利用锆石SHRIMP U-Pb定年方法进行了同位素年代学测定。其中,白马山龙潭超单元2个黑云母二长花岗岩样品分别给出了(215.9±1.9) Ma和(212.2±2.1) Ma的主体谐和年龄。同时还测得了一组较年轻的谐和年龄((201.0±2.8) Ma)和一组较老的锆石核部年龄(230.3~227.0 Ma),表明研究区印支晚期存在多期花岗质岩浆的侵入活动。瓦屋塘岩体黑云母二长花岗岩1个样品给出了(217.7±1.8) Ma的谐和年龄。这2个岩体的形成进一步佐证了华南大陆印支晚期岩浆活动于210~225 Ma,达到岩浆活动的峰期。地球化学测试结果显示,白马山和瓦屋塘岩体均为弱过铝-强过铝质花岗岩,具壳源型花岗岩的特征,形成于后碰撞期或碰撞晚期的构造环境,源于早元古代变质杂砂岩的部分熔融。结合区域大地构造背景认为,这2个岩体形成于秦岭-大别和松马2条印支期缝合带碰撞结束后的印支晚期伸展构造背景下,为热-应力松弛阶段,板内挤压加厚的地壳减压熔融作用的产物。     

渤海地壳厚度研究

渤海地壳厚度研究刘光夏，赵文俊，任文菊，吴岫云，嘉土旭，李志雄（国家地震局地球物理勘探大队，郑州４５０００３）（海南省地震局，海中５７０００３）渤海及周边陆地的结晶基底是太古界和下元古界的深变质杂岩，盖层则是中、上元古界、古生界（缺失上奥陶统和志留泥...