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热幔-冷壳背景下的高角度俯冲:海相火山岩型铁矿的形成
被引量：
32
1
作者
张招崇
柴凤梅
谢秋红
《中国地质》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第2期367-379,共13页
海相火山岩型铁矿指的是产于海相火山-沉积岩系的铁矿床,是中国一种重要的铁矿类型,分布于中国西部。近年来该类型铁矿找矿取得了重大突破,并已引起广泛的关注。该类型铁矿形成于与俯冲有关的活动大陆边缘,但为什么只有少数活动大陆边...
海相火山岩型铁矿指的是产于海相火山-沉积岩系的铁矿床,是中国一种重要的铁矿类型,分布于中国西部。近年来该类型铁矿找矿取得了重大突破,并已引起广泛的关注。该类型铁矿形成于与俯冲有关的活动大陆边缘,但为什么只有少数活动大陆边缘能形成海相火山岩型铁矿的机理尚不清楚,严重制约了该类型铁矿今后的找矿。过去对含矿火山岩以及矿石的同位素测年结果显示,铁矿化与火山作用同期,表明铁矿的形成与海底火山作用密切相关。对不同地区的含矿火山岩的研究表明,含矿火山岩为一套连续演化的拉斑-钙碱性系列玄武岩-玄武安山岩-安山岩-英安岩-流纹岩,具有Nb、Ta和Ti负异常的岛弧地球化学信号以及正的εNd值。岩石地球化学特征指示了岩浆起源于软流圈地幔,并在上升过程中经历了地壳岩浆房的分离结晶作用。上述特征表明,地幔发生部分熔融,而俯冲的洋壳并不发生部分熔融,因此俯冲带的热结构是"热幔-冷壳"。考虑到该类型铁矿产出于大陆边缘的海相环境,推测其为大洋岩石圈高角度俯冲作用的结果。"热幔-冷壳"背景下的高角度俯冲模式可以很好地解释海相火山岩型铁矿总的特点及其形成机制,如早期高盐度岩浆热液的形成与挤压背景下岩浆房内岩浆的分离结晶作用有关,而成矿阶段岩浆热液与海水的混合热液是由于在伸展背景下岩浆流体释放后与下渗海水混合的结果。不仅如此,该模式同样很好地解释了为什么该类型铁矿很少与斑岩铜矿产于同一大陆弧,以及即使在一些特殊条件下两者同时出现在一个弧中,为什么海相火山岩型铁矿总是分布在大陆弧靠近大洋一侧,而斑岩铜矿则出现在大陆弧的主体位置。
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关键词
海相火山岩型铁矿
高角度
俯冲
俯冲带热结构
岩浆源区
矿床成因
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职称材料
俯冲带流体不混溶及其演化
被引量：
1
2
作者
刘颖员
张立飞
《地质学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期4101-4130,共30页
流体在俯冲加工厂中扮演着重要的角色。岩石学研究通常针对矿物中的“固定流体”,而对俯冲带内自由活动的流体,特别是自由流体不混溶分离演化过程及其影响的研究较为缺乏。流体的不混溶及其演化在自然界普遍存在,这一点在自然样品研究...
流体在俯冲加工厂中扮演着重要的角色。岩石学研究通常针对矿物中的“固定流体”,而对俯冲带内自由活动的流体,特别是自由流体不混溶分离演化过程及其影响的研究较为缺乏。流体的不混溶及其演化在自然界普遍存在,这一点在自然样品研究、高温压实验和流体状态方程理论计算的结果中得到验证。俯冲带中实际的流体体系是多元的、开放的和复杂的系统。随着流体的运移和演化过程,流体及流体-岩石体系将更加多样化。因此流体不混溶及其演化具有普遍性、复杂性和多样性的特点。地球物理的证据表明俯冲带内的流体集中在俯冲板片靠近海沟处、俯冲板片与上覆地幔楔界面附近和上覆地幔楔内部。这些单相或多相的流体可以通过多种路径、机制和传输方式进行运移。在大范围尺度上,流体可以沿着俯冲板片与上覆地幔楔之间的密封界面自下而上倾斜流动。在一些密封破裂的排泄口处(如岩体形变或断裂/断层处)流体向上流入地幔楔。不排除由岩石裹挟或在俯冲板片弯折处向下运移的流体。在局部尺度上,流体运移受到不同岩性以及具有各向异性渗透率的构造界面的控制。通过结合俯冲带中流体运移可能的路径、流体高温压范围的P-T-X相图和俯冲带热结构模型,我们构建并探讨了简单二元体系流体在俯冲带弧前运移过程中不混溶演化的理想理论模型。一方面,不同热结构俯冲带中的流体具有不同的循环和演化特征,冷俯冲带相比热俯冲带具有更深更广阔的流体不混溶空间。另一方面,在相同俯冲带中,不同体系流体具有不同的可以发生不混溶的空间范围(对于二元体系流体表现为H_(2)O-CO_(2)<H_(2)OCH_(4)<H_(2)O-N_(2)<H_(2)O-H_(2))。流体在俯冲带中不同的位置和不同运移路径也控制着流体的演化过程。此外,俯冲热结构随长期演化逐渐变冷,以及更长时间尺度的地球冷却,这些过程扩大了地球内部流体不混溶的空间范围,可能长期促进这些流体随演化依次或同时释放,进而对地球内部和地表环境产生重大影响。流体不混溶、分离、选择性运移和富集的演化过程直接影响岩石学的研究、矿藏的形成和环境气候的变化,并与多种地质现象、过程(如表现在构造边缘地表处的冷泉、热泉、泥火山以及自然界中较常见的石英和碳酸盐脉体形成)相关联。流体不混溶过程对地球内部物理和化学过程的影响可能受到较大的低估。因此本文旨在希望能够在流体不混溶问题上引起更多地质学家的注意。
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关键词
俯冲
带
流体
不混溶
流体运移
P-T-X相图
俯冲带热结构
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职称材料
题名
热幔-冷壳背景下的高角度俯冲:海相火山岩型铁矿的形成
被引量：
32
1
作者
张招崇
柴凤梅
谢秋红
机构
中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室
新疆大学新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测实验室
出处
《中国地质》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第2期367-379,共13页
基金
国家"973"计划项目(2012CB416806)资助~~
文摘
海相火山岩型铁矿指的是产于海相火山-沉积岩系的铁矿床,是中国一种重要的铁矿类型,分布于中国西部。近年来该类型铁矿找矿取得了重大突破,并已引起广泛的关注。该类型铁矿形成于与俯冲有关的活动大陆边缘,但为什么只有少数活动大陆边缘能形成海相火山岩型铁矿的机理尚不清楚,严重制约了该类型铁矿今后的找矿。过去对含矿火山岩以及矿石的同位素测年结果显示,铁矿化与火山作用同期,表明铁矿的形成与海底火山作用密切相关。对不同地区的含矿火山岩的研究表明,含矿火山岩为一套连续演化的拉斑-钙碱性系列玄武岩-玄武安山岩-安山岩-英安岩-流纹岩,具有Nb、Ta和Ti负异常的岛弧地球化学信号以及正的εNd值。岩石地球化学特征指示了岩浆起源于软流圈地幔,并在上升过程中经历了地壳岩浆房的分离结晶作用。上述特征表明,地幔发生部分熔融,而俯冲的洋壳并不发生部分熔融,因此俯冲带的热结构是"热幔-冷壳"。考虑到该类型铁矿产出于大陆边缘的海相环境,推测其为大洋岩石圈高角度俯冲作用的结果。"热幔-冷壳"背景下的高角度俯冲模式可以很好地解释海相火山岩型铁矿总的特点及其形成机制,如早期高盐度岩浆热液的形成与挤压背景下岩浆房内岩浆的分离结晶作用有关,而成矿阶段岩浆热液与海水的混合热液是由于在伸展背景下岩浆流体释放后与下渗海水混合的结果。不仅如此,该模式同样很好地解释了为什么该类型铁矿很少与斑岩铜矿产于同一大陆弧,以及即使在一些特殊条件下两者同时出现在一个弧中,为什么海相火山岩型铁矿总是分布在大陆弧靠近大洋一侧,而斑岩铜矿则出现在大陆弧的主体位置。
关键词
海相火山岩型铁矿
高角度
俯冲
俯冲带热结构
岩浆源区
矿床成因
Keywords
submarine volcanics-hosted iron deposits
thermal structure in subduction zone
source of magma
genesis of iron deposits
分类号
P618.31 [天文地球—矿床学]
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职称材料
题名
俯冲带流体不混溶及其演化
被引量：
1
2
作者
刘颖员
张立飞
机构
造山带与地壳演化教育部重点实验室
出处
《地质学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期4101-4130,共30页
基金
国家重点研发项目(编号2019YFA0708501)资助的成果。
文摘
流体在俯冲加工厂中扮演着重要的角色。岩石学研究通常针对矿物中的“固定流体”,而对俯冲带内自由活动的流体,特别是自由流体不混溶分离演化过程及其影响的研究较为缺乏。流体的不混溶及其演化在自然界普遍存在,这一点在自然样品研究、高温压实验和流体状态方程理论计算的结果中得到验证。俯冲带中实际的流体体系是多元的、开放的和复杂的系统。随着流体的运移和演化过程,流体及流体-岩石体系将更加多样化。因此流体不混溶及其演化具有普遍性、复杂性和多样性的特点。地球物理的证据表明俯冲带内的流体集中在俯冲板片靠近海沟处、俯冲板片与上覆地幔楔界面附近和上覆地幔楔内部。这些单相或多相的流体可以通过多种路径、机制和传输方式进行运移。在大范围尺度上,流体可以沿着俯冲板片与上覆地幔楔之间的密封界面自下而上倾斜流动。在一些密封破裂的排泄口处(如岩体形变或断裂/断层处)流体向上流入地幔楔。不排除由岩石裹挟或在俯冲板片弯折处向下运移的流体。在局部尺度上,流体运移受到不同岩性以及具有各向异性渗透率的构造界面的控制。通过结合俯冲带中流体运移可能的路径、流体高温压范围的P-T-X相图和俯冲带热结构模型,我们构建并探讨了简单二元体系流体在俯冲带弧前运移过程中不混溶演化的理想理论模型。一方面,不同热结构俯冲带中的流体具有不同的循环和演化特征,冷俯冲带相比热俯冲带具有更深更广阔的流体不混溶空间。另一方面,在相同俯冲带中,不同体系流体具有不同的可以发生不混溶的空间范围(对于二元体系流体表现为H_(2)O-CO_(2)<H_(2)OCH_(4)<H_(2)O-N_(2)<H_(2)O-H_(2))。流体在俯冲带中不同的位置和不同运移路径也控制着流体的演化过程。此外,俯冲热结构随长期演化逐渐变冷,以及更长时间尺度的地球冷却,这些过程扩大了地球内部流体不混溶的空间范围,可能长期促进这些流体随演化依次或同时释放,进而对地球内部和地表环境产生重大影响。流体不混溶、分离、选择性运移和富集的演化过程直接影响岩石学的研究、矿藏的形成和环境气候的变化,并与多种地质现象、过程(如表现在构造边缘地表处的冷泉、热泉、泥火山以及自然界中较常见的石英和碳酸盐脉体形成)相关联。流体不混溶过程对地球内部物理和化学过程的影响可能受到较大的低估。因此本文旨在希望能够在流体不混溶问题上引起更多地质学家的注意。
关键词
俯冲
带
流体
不混溶
流体运移
P-T-X相图
俯冲带热结构
Keywords
subduction zone fluids
immiscibility
fluid migration
P-T-X phase diagram
thermal structure of the subduction zone
分类号
P542 [天文地球—构造地质学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
热幔-冷壳背景下的高角度俯冲:海相火山岩型铁矿的形成
张招崇
柴凤梅
谢秋红
《中国地质》
CAS
CSCD
北大核心
2016
32
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
俯冲带流体不混溶及其演化
刘颖员
张立飞
《地质学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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