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新时代花岗岩的新理论:花岗岩四阶段理论探讨
被引量：
2
1
作者
张旗
翟明国
+10 位作者
魏春景
周李岗
黄广宇
陈万峰
焦守涛
汤军
刘睿
原杰
王振
王跃
袁方林
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期406-435,共30页
花岗岩的成因既是古老的问题,也是当前急迫的科学前沿。100年前花岗岩的火成论与变成论之争,以火成论压倒变成论而收兵。近百年的研究证明,火成论并非完美,关键是玄武岩浆分离结晶成花岗岩的机理受到严峻的挑战。而今,花岗岩源自下地壳...
花岗岩的成因既是古老的问题,也是当前急迫的科学前沿。100年前花岗岩的火成论与变成论之争,以火成论压倒变成论而收兵。近百年的研究证明,火成论并非完美,关键是玄武岩浆分离结晶成花岗岩的机理受到严峻的挑战。而今,花岗岩源自下地壳变质出熔已经成为不争的事实,说明花岗岩的源头是变质岩。关于花岗岩成因的理论很多,经过多年的筛选,可能花岗岩形成的四阶段理论(从产生、分凝、上升到侵位)是比较合适的。在对该理论详细研究的基础上,本文提出了一个新的花岗岩四阶段理论:从产生、形成、上升到侵位。这是对花岗岩形成过程的描述。如果强调花岗岩形成的机理,则可表述为从出熔、聚集、上升到侵位。四个阶段分为两段:产生和形成(出熔和聚集)是升温过程;上升和侵位是降温过程。该理论的核心是本文提出的“下地壳岩浆房”的猜想,这指的是由部分熔融产生的熔体经聚集形成的巨大空间。首先,这个猜想解决了下地壳岩浆的空间占位问题。由于下地壳原地部分熔融熔出的产物(熔体+残留体)仅仅是物质组成形式发生了变化,不存在空间占位问题,下地壳总体积基本不变。只要存在持续的地幔加热过程,岩浆房体积可以逐渐增大一直到变得非常大。其次,关于花岗岩上升的驱动力问题,我们认为,可能正是下地壳岩浆房上覆的几十公里厚的地层静压力,在岩浆房沿着破裂带溢出时转换为巨大的压力驱使岩浆向上运移,而非岩浆自身的浮力。因此,从理论上,花岗岩上升的速度是非常快的,地质上几乎是瞬间实现的。再次,本理论还合理地解释了花岗岩侵位空间这个古老的难题:下地壳岩浆房上升移出,原先的空间即刻被上覆地层压实填充,造成上覆地层的塌陷,并传递到脆性的上地壳;同时引起上地壳支撑薄弱部位出现构造真空,为上升的岩浆提供驻足空间而完成岩浆侵位过程。很明显,从下地壳岩浆房的消失、转移到上地壳岩浆侵位,实现了空间的置换。看来,“下地壳岩浆房”概念的提出,较好地解决了花岗岩许多传统争议问题。猜想需要论证和证伪,为了深入研究上述问题,本文建议建立两门边缘学科:变质岩浆岩石学和物理地质学。
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关键词
花岗岩
四阶段理论
下地壳
岩浆
房
塌陷模式
变质岩浆岩石学
物理地质学
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职称材料
题名
新时代花岗岩的新理论:花岗岩四阶段理论探讨
被引量：
2
1
作者
张旗
翟明国
魏春景
周李岗
黄广宇
陈万峰
焦守涛
汤军
刘睿
原杰
王振
王跃
袁方林
机构
中国科学院地质与地球物理研究所
岩石圈演化国家重点实验室
北京大学地球与空间科学学院
兰州大学地质科学与矿产资源学院甘肃省西部矿产资源重点实验室
中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心
中国地质调查局发展研究中心
长江大学地球科学学院
山东理工大学资源与环境工程学院
邢台学院资源与环境学院
中国地质科学院地质研究所
中国地质大学(北京)地球科学与资源学院
出处
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期406-435,共30页
基金
自然资源部深地科学与探测技术实验室开放课题“下地壳底部填图理论与方法探索(202211)”
国家自然科学基金重大项目(41890834)
+3 种基金
国家自然科学基金项目“大数据环境下的滑坡危险性评估模型构建方法研究(41872253)”
中国科学院重点项目(QYZDY-SSWDQc017,41000000)
国家重点研发计划项目“基于地质云的地质灾害基础信息提取与大数据分析挖掘(2018YFC1505501)”和“基于‘地质云’平台的深部找矿知识挖掘(2016YFC0600510)”
中国地质调查局项目“地球科学数据集成与服务(DD20221785)”。
文摘
花岗岩的成因既是古老的问题,也是当前急迫的科学前沿。100年前花岗岩的火成论与变成论之争,以火成论压倒变成论而收兵。近百年的研究证明,火成论并非完美,关键是玄武岩浆分离结晶成花岗岩的机理受到严峻的挑战。而今,花岗岩源自下地壳变质出熔已经成为不争的事实,说明花岗岩的源头是变质岩。关于花岗岩成因的理论很多,经过多年的筛选,可能花岗岩形成的四阶段理论(从产生、分凝、上升到侵位)是比较合适的。在对该理论详细研究的基础上,本文提出了一个新的花岗岩四阶段理论:从产生、形成、上升到侵位。这是对花岗岩形成过程的描述。如果强调花岗岩形成的机理,则可表述为从出熔、聚集、上升到侵位。四个阶段分为两段:产生和形成(出熔和聚集)是升温过程;上升和侵位是降温过程。该理论的核心是本文提出的“下地壳岩浆房”的猜想,这指的是由部分熔融产生的熔体经聚集形成的巨大空间。首先,这个猜想解决了下地壳岩浆的空间占位问题。由于下地壳原地部分熔融熔出的产物(熔体+残留体)仅仅是物质组成形式发生了变化,不存在空间占位问题,下地壳总体积基本不变。只要存在持续的地幔加热过程,岩浆房体积可以逐渐增大一直到变得非常大。其次,关于花岗岩上升的驱动力问题,我们认为,可能正是下地壳岩浆房上覆的几十公里厚的地层静压力,在岩浆房沿着破裂带溢出时转换为巨大的压力驱使岩浆向上运移,而非岩浆自身的浮力。因此,从理论上,花岗岩上升的速度是非常快的,地质上几乎是瞬间实现的。再次,本理论还合理地解释了花岗岩侵位空间这个古老的难题:下地壳岩浆房上升移出,原先的空间即刻被上覆地层压实填充,造成上覆地层的塌陷,并传递到脆性的上地壳;同时引起上地壳支撑薄弱部位出现构造真空,为上升的岩浆提供驻足空间而完成岩浆侵位过程。很明显,从下地壳岩浆房的消失、转移到上地壳岩浆侵位,实现了空间的置换。看来,“下地壳岩浆房”概念的提出,较好地解决了花岗岩许多传统争议问题。猜想需要论证和证伪,为了深入研究上述问题,本文建议建立两门边缘学科:变质岩浆岩石学和物理地质学。
关键词
花岗岩
四阶段理论
下地壳
岩浆
房
塌陷模式
变质岩浆岩石学
物理地质学
Keywords
granite
four-stage theory
lower crust magma chamber
collapse mode
metamorphic-igeous petrology
physical geology
分类号
P588.121 [天文地球—岩石学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
新时代花岗岩的新理论:花岗岩四阶段理论探讨
张旗
翟明国
魏春景
周李岗
黄广宇
陈万峰
焦守涛
汤军
刘睿
原杰
王振
王跃
袁方林
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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