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塔里木大火成岩省辉绿玢岩成因及其对地幔柱-俯冲板片相互作用的记录
1
作者 曹俊 吴鹤 +3 位作者 王旋 郑佳琪 梁杰豪 秦如妍 《岩石学报》 北大核心 2025年第9期3108-3143,共36页
地幔柱与俯冲板片的相互作用过程和机制是地球科学研究的前沿科学问题,由于无法实现对其直接观察,目前仍存争议。大火成岩省(LIPs)的岩浆作用多样性又进一步加大了识别该过程的难度。本文选取塔里木大火成岩省瓦吉里塔格辉绿玢岩为研究... 地幔柱与俯冲板片的相互作用过程和机制是地球科学研究的前沿科学问题,由于无法实现对其直接观察,目前仍存争议。大火成岩省(LIPs)的岩浆作用多样性又进一步加大了识别该过程的难度。本文选取塔里木大火成岩省瓦吉里塔格辉绿玢岩为研究对象,开展了橄榄石、单斜辉石的原位主微量元素以及Sr同位素测定,结合全岩Sr-Nd-Hf-Mg-Li同位素组成分析,揭示了其岩石成因,并探讨了地幔柱-俯冲板片相互作用与大火成岩省岩浆成分多样性的可能联系。瓦吉里塔格辉绿玢岩具有低的SiO_(2)含量(42.4%~45.2%)、高Fe_(2)O_(3)^(T)(13.4%~16.0%)和Na_(2)O+K_(2)O含量(2.73%~5.30%),以及与洋岛玄武岩(OIB)类似的微量元素配分型式。上述岩石呈现出亏损-轻微富集的Sr-Nd-Hf同位素组成[(87 Sr/86 Sr)i=0.7036~0.7047,εNd(t)=+1.9~+3.5,εHf(t)=+2.7~+2.8];同时,它们具有正常地幔范围的Li同位素组成(δ^(7)Li=+2.5‰~+5.7‰)和相对地幔偏轻的Mg同位素组成(δ^(26)Mg=-0.63‰~-0.42‰)。橄榄石化学特征[例如适中的Ni含量(1065×10^(-6)~1564×10^(-6)),低的100×Mn/Fe(1.37~1.88)和Ni/(1000Mg/Fe)比值(0.88~1.02)]支持其来源于碳酸盐化榴辉岩源区。结合区域地质和大地构造演化历史,我们认为这些辉绿玢岩是由碳酸盐化的榴辉岩-橄榄岩混合地幔源区减压熔融形成的,可能与上地幔内部的俯冲洋壳(以碳酸盐化榴辉岩的形式存在)被上涌地幔柱捕获有关。上述研究表明,大火成岩省可以通过俯冲板片和上升地幔柱之间的相互作用获得其成分(特别是Mg同位素)的多样性。 展开更多
关键词 辉绿玢岩 塔里木大火成岩省 碳酸盐化榴辉岩 地幔柱-俯冲板片相互作用
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俯冲带复杂的壳幔相互作用 被引量：55
2
作者 赵振华 王强 熊小林 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 2004年第4期277-284,共8页
俯冲带除俯冲板片脱水形成的富大离子亲石元素流体、交代地幔楔形成的岛弧钙碱性玄武岩 安山岩 英安岩 流纹岩及相应侵入岩组合外,还存在由俯冲板片熔融形成的埃达克质熔体交代地幔楔形成的埃达克岩 富铌玄武岩 富镁安山岩组合,从而构... 俯冲带除俯冲板片脱水形成的富大离子亲石元素流体、交代地幔楔形成的岛弧钙碱性玄武岩 安山岩 英安岩 流纹岩及相应侵入岩组合外,还存在由俯冲板片熔融形成的埃达克质熔体交代地幔楔形成的埃达克岩 富铌玄武岩 富镁安山岩组合,从而构成了俯冲带的流体交代与熔体交代两大类壳幔相互作用体系及相应的岩石组合。熔体交代作用的显著特点是Mg、高场强元素Nb、Ti、P等含量增加,Nd Sr值增高,而Si、K、Na及La Yb降低。洋壳板片或洋脊俯冲、玄武质岩浆底侵使地壳增厚,或板片断离、撕裂等作用均可产生埃达克质熔体并随之产生熔体交代作用。流体和熔体与地幔橄榄岩的相互作用构成了俯冲带复杂的地球化学体系。 展开更多
关键词 俯冲带 交代作用 壳幔相互作用 安山岩 地幔 埃达克岩 洋壳 熔体 板片 熔融
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地幔内板片俯冲运动模式及其大地构造意义——俯冲的屏障与穿越机制 被引量：4
3
作者 李江海 刘仲兰 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期453-463,共11页
地震层析成像揭示了地幔内存在俯冲板片的重要证据,它们涉及多种几何形态和运动方式,地幔过渡带为其下沉的重要屏障,俯冲板片在这里发生停滞、变形和岩石圈物质积累。板片在个别地区可以俯冲到地核—地幔边界,堆积形成板块墓地,造成D″... 地震层析成像揭示了地幔内存在俯冲板片的重要证据,它们涉及多种几何形态和运动方式,地幔过渡带为其下沉的重要屏障,俯冲板片在这里发生停滞、变形和岩石圈物质积累。板片在个别地区可以俯冲到地核—地幔边界,堆积形成板块墓地,造成D″层物质组成和热学的不均一性。高温高压实验以及流变学计算模拟,对地幔组成及其物性提供了新的制约,板片俯冲地幔过程中,涉及矿物相变、黏度、密度、力学强度等因素的制约,地幔过渡带为俯冲重要屏障和相变界面。围绕板片俯冲的研究,提出地幔整体对流的新模式,板块墓地与超级地幔柱具有成因联系,成为全球地幔对流的重要环节,有待深入研究。板片俯冲是浅表板块构造与深部超级地幔柱的联系纽带和重要驱动力。 展开更多
关键词 板片俯冲 地幔过渡带 板块墓地 下地幔 超级地幔柱 地幔对流
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俯冲板块板内岩浆作用和动力学
4
作者 但卫 王强 +2 位作者 马林 唐功建 张修政 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期976-987,I0003,共13页
地球上的岩浆活动主要发生于大洋中脊、俯冲带,而板内岩浆通常是由地幔柱或热点作用产生的。最近一二十年,在俯冲板块内部发现了一些岩浆活动,它们通常不能用传统的动力学机制来解释。本文综述了位于不同构造背景的俯冲板块内部的岩浆活... 地球上的岩浆活动主要发生于大洋中脊、俯冲带,而板内岩浆通常是由地幔柱或热点作用产生的。最近一二十年,在俯冲板块内部发现了一些岩浆活动,它们通常不能用传统的动力学机制来解释。本文综述了位于不同构造背景的俯冲板块内部的岩浆活动,包括大洋板块俯冲背景下俯冲的大洋和大陆板块部分,以及陆陆碰撞背景下俯冲的大陆板块。在此基础上,讨论了板片拉力在俯冲板块岩浆作用中的地位和效应,认为俯冲下盘微陆块的裂解通常需要多种因素的综合,并且需要多学科综合研究来鉴别地史上的俯冲板块以及相应的板内岩浆作用。俯冲板块中的板内岩浆的识别和研究将是板块构造理论框架下解释板内岩浆作用的重要补充。 展开更多
关键词 俯冲板块 板内岩浆 板片拉力 地幔柱 大陆裂解
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华南地区地幔过渡带结构及其动力学意义 被引量：1
5
作者 张晓青 徐涛 +1 位作者 陈立春 李喆祥 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期935-946,共12页
华南地区同时受特提斯构造域和太平洋构造域影响,是研究板块相互作用的最佳场所之一.为研究华南地区深部动力学过程,本文基于国家固定台网30°N以南的宽频带台站数据,利用接收函数方法开展了华南地区地幔过渡带结构研究,并结合已有... 华南地区同时受特提斯构造域和太平洋构造域影响,是研究板块相互作用的最佳场所之一.为研究华南地区深部动力学过程,本文基于国家固定台网30°N以南的宽频带台站数据,利用接收函数方法开展了华南地区地幔过渡带结构研究,并结合已有地质、地球物理资料,讨论了华南地区深部构造单元划分及其浅部构造响应.研究结果表明:(1)扬子克拉通下方地幔过渡带结构接近全球平均水平,相对稳定;(2)海南岛地区地幔过渡带厚度偏薄,且410-km和660-km界面分别显著下沉和上升,可能与海南地幔柱密切相关;(3)太平洋构造域和特提斯构造域深部构造边界显著,青藏高原东南缘主要受特提斯构造域影响,其地幔过渡带中可能残留有拆沉的岩石圈板片;(4)雪峰山以东地区的地幔过渡带主要受太平洋构造域影响,但南北也存在局部差异,南部华夏地块下方可能不存在滞留板片,太平洋板块的俯冲、后撤与东南沿海地区地壳减薄和大规模出露的中-新生代岩浆岩密切相关. 展开更多
关键词 华南地区 接收函数 板片俯冲 地幔过渡带 地幔柱
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六合地区新元古代-新生代下地壳的成分与形成机制:来自麻粒岩包体的证据 被引量：7
6
作者 周晔 侯增谦 +3 位作者 郑远川 许博 王瑞 罗晨皓 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期2143-2160,共18页
六合地区地处扬子克拉通的西缘,前人对该地区下地壳的成分与形成机制尚无系统认识。本文通过研究新生代幔源侵入岩中所携带的深源捕虏体为认识该地区下地壳的成分和形成机制提供了直接证据。该捕虏体为高级正变质岩(麻粒岩相),岩性分别... 六合地区地处扬子克拉通的西缘,前人对该地区下地壳的成分与形成机制尚无系统认识。本文通过研究新生代幔源侵入岩中所携带的深源捕虏体为认识该地区下地壳的成分和形成机制提供了直接证据。该捕虏体为高级正变质岩(麻粒岩相),岩性分别为石榴石透辉岩、石榴石角闪透辉岩、石榴石角闪岩。三者全岩Si O2=43.85%~50.82%,MgO=6.83%~14.77%,Mg#=0.50~0.64,Cr=87.1×10^(-6)~616×10^(-6),Ni=19.7×10^(-6)~143×10^(-6),皆属于低镁石榴石堆晶岩。通过石榴石-单斜辉石Mg-Fe交换地质温度计计算得知石榴石角闪岩的形成温度721~774℃,形成深度为45~47km,石榴石角闪透辉岩和石榴石透辉岩的形成温度803~829℃,形成深度为48~51km,说明三者皆形成于下地壳。捕虏体锆石多为变质锆石,锆石U-Pb年龄分别为259±9Ma和773±23Ma。捕虏体的全岩Sm-Nd等时线年龄分别为251±4Ma和809±64Ma。259Ma的锆石εHf(t)=-5.69~10.3,773Ma的锆石εHf(t)=5.87~17.7。年代学数据和锆石Hf同位素数据表明六合地区下地壳受到新元古代和晚二叠世岩浆底侵作用,同时发生变质作用。新元古代捕虏体富集大离子亲石元素(LILE),如Rb、Ba、Sr。高度亏损高场强元素(HFSE),如Nb、Ta、Ti。εNd(t)=4.36~5.28。表明在新元古代时期,六合地区的地壳受到俯冲弧岩浆底侵,经过批式熔融计算得知底侵岩浆源自地幔石榴石-尖晶石橄榄岩10%~30%部分熔融。晚二叠世捕虏体富集大离子亲石元素(LILE),如Rb、Ba、Sr。轻度亏损高场强元素(HFSE),如Nb、Ta、Ti。εNd(t)=-5.68~2.33。表明在晚二叠世时期,六合地区的地壳受到地幔柱-岩石圈地幔相互作用产生的岩浆底侵,经过批式熔融计算得知底侵岩浆由地幔石榴石-尖晶石橄榄岩10%~20%部分熔融而成。综上所述,在新元古代板块俯冲和晚二叠世地幔柱的分别作用下,六合地区的地壳受到地幔物质的加入形成镁铁质的新生下地壳。 展开更多
关键词 六合 石榴石角闪岩 石榴石透辉岩 板片俯冲 地幔柱
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前寒武纪地球动力学(Ⅶ):早期大陆地壳的形成与演化 被引量：11
7
作者 刘树文 王伟 +5 位作者 白翔 郭荣荣 郭博然 胡方泱 付敬浩 王茂江 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期97-108,共12页
冥古宙到太古宙大陆地壳主要由花岗质片麻岩区和绿岩带构造单元组成。大量的研究表明,以花岗质岩石出现为标志的大陆地壳最早的碎屑锆石记录为约4.4Ga,最早的英云闪长质-花岗闪长质片麻岩形成于约4.03Ga,最早的绿岩带层序形成于约3.8Ga... 冥古宙到太古宙大陆地壳主要由花岗质片麻岩区和绿岩带构造单元组成。大量的研究表明,以花岗质岩石出现为标志的大陆地壳最早的碎屑锆石记录为约4.4Ga,最早的英云闪长质-花岗闪长质片麻岩形成于约4.03Ga,最早的绿岩带层序形成于约3.8Ga。冥古宙到始—古太古代时期的花岗质片麻岩区主要由英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质片麻岩组成(TTG片麻岩),中—新太古代,尤其是新太古代晚期TTG片麻岩仍然为花岗质片麻岩区的主要岩石组成,但是花岗质片麻岩的成分出现了明显的多样化趋势,最明显的标志就是出现了大量的花岗闪长岩-二长花岗岩-碱长花岗岩组合。绿岩带的组成较为复杂,早期科马提岩、拉斑玄武岩等铁镁质火山岩占主导地位,组合有BIF等沉积层序,尤其是科马提岩的出现标志着高温地幔岩浆作用占主导作用。而晚期绿岩带科马提岩占的比重已经明显较少,大量出现拉斑玄武质-钙碱性玄武质到英安质火山岩和副变质沉积层序,局部出现类玻安岩、埃达克岩的变质火山岩记录。地球动力学体制研究表明,冥古宙到古太古代以地幔柱构造体制占主导地位,从始太古代到古太古代(>3.0Ga)地幔柱活动和地幔对流使岩石圈不断加厚。在地幔对流沉降部位,由于地幔对流的拖曳使其铁镁质地壳逆冲堆垛并不断增厚,其深部发生麻粒岩相-榴辉岩相变质、部分熔融形成初始的大陆地壳花岗质岩石,并孕育了早期高温状态的板块热俯冲。中太古代晚期和新太古代初期形成了以榴辉岩为标志的类现代板片俯冲的构造体制,新太古代末期尽管地幔柱构造体制在局部仍起重要作用,但是类现代板片俯冲构造体制已经成为这一时期主导的动力学体制。 展开更多
关键词 冥古宙—太古宙 大陆地壳 地幔柱 板片俯冲 动力学体制
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中亚额尔齐斯构造带演化及其成矿动力学背景 被引量：2
8
作者 董永观 张传林 +2 位作者 姚春彦 高卫华 樊献科 《矿床地质》 CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期83-84,共2页
额尔齐斯构造带为西伯利亚板块与哈萨克斯坦-准噶尔板块的结合带,该构造带呈北西-南东向斜跨蒙古、中国和哈萨克斯坦,延长达1000余km,近年来的研究表明,额尔齐斯构造带的演化主要经历古亚洲洋向西伯利亚板块俯冲、西伯利亚板块与哈萨克... 额尔齐斯构造带为西伯利亚板块与哈萨克斯坦-准噶尔板块的结合带,该构造带呈北西-南东向斜跨蒙古、中国和哈萨克斯坦,延长达1000余km,近年来的研究表明,额尔齐斯构造带的演化主要经历古亚洲洋向西伯利亚板块俯冲、西伯利亚板块与哈萨克斯坦-准噶尔板块碰撞走滑、二叠纪塔里木地幔柱叠加等过程,制约着带内铁铜多金属矿、斑岩型铜矿。 展开更多
关键词 额尔齐斯构造带 哈萨克斯坦-准噶尔板块 阿尔泰山系 板块俯冲 西伯利亚板块 地幔柱 花岗闪长岩 酸性岩 韧性剪切带 塔里木 二叠纪 火山沉积 火山作用 金矿床 贵金属矿床 片麻状花岗岩 铁铜多金属矿
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