Wedepohl模式简介

Wedepohl（1991）提出了对大陆壳成分的新估计，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地壳．则上地壳与下地壳的长英质部分具有相同的化学成分。作为实例，他介绍了Schnetger（1988）对意大利北部Ivrea地区的平衡计算结果，当沉积物由角闪岩相向麻粒岩相转化时，发生水不饱和部分熔融，可有35％的花岗岩分离出去。Wedepohl还认为．上地壳与下地壳之间存在一个从早前寒武纪到现在逐渐增强的差异，即上地壳具较大的负铕异常，下地壳具正铕异常．后者的异常程度近于前者的一半。正、负异常之间的差异具有重要意义，被认为是由于地壳物质部分熔融过程中有富钙残留体循环到地幔所造成；太古宙地壳成分与后术古宙并无系统差别。     

Taylor模式的进展与问题

针对Condie等的质疑，Mclennan和Taylor（1991）发表了题为“沉积岩与地壳演化”的文章，除重申他们的模式的科学性外，还提出了一些新见解，作为对Condie等质疑的回答或对1985年模式的补充。其主要表现是：（1）更注重了同类构造环境沉积物的对比，强调了太古宙高级地体沉积物与后太古宙克拉通盆地的重要性，在一定程度上承认了将太古宙绿岩沉积物（活动背景）与后太古宙克拉通盆地沉积物（稳定背景）进行对比的缺陷：（2）原认为壳内分异主要发生在新大古代（3.2～2.5Ga）及其后．现认为至少始于3.8Ga，即在古太古代也存在。（3）新提出太古宙末的超大陆效应与广泛的钾质花岗岩类发育、地壳成分发生根本转变等现象有关，这使渐变与突变合一，为探讨地球化学演化提供了新思路。Taylor模式所面临的主要问题是：（1）全球范围缺乏关于太古宙高级地体沉积物资料，高级地体研究薄弱；（2）超大陆效应存在与否，以及其机制如何等，尚需深入研究；（3）地球的均匀降温与陆壳幕式增生相矛盾。     

Taylor模式的错误、局限及其原因

剖析了Taylor模式的要点或理论基础，认为否定环境对沉积物REE型式的影响，发现太古宙沉积物与元古宙沉积物REE型式的差异，提出太古宙末有全球性钾质花岗岩事件等，是Taylor模式的三个关键或紧密相连的三个主要环节。论证了Taylor模式的三大关键实属三大错误。然后探讨了Taylor模式的若干其它不足或所面临的问题。最后将错误和不足的原因归为Taylor错误地否定了环境对沉积物化学成分的影响，从而重新提出环境是影响沉积物微量元素配分的重要因素．不可忽视。     

Condie模式的提出及其对Taylor模式的挑战:上地壳成分与演化──地表采样与页岩示踪结果的对比

各时期初生上地壳平均化学成分是根据化学分析、地质图、地层剖面和同位素年龄估算的。太古宙上地壳的深成若／表壳若比值较高，在一定程度上反映了2.5Ga前的一种不同模式的地壳形成作用。后太古宙绿岩序列的长英质火山岩和杂砂岩增加，太古宙一元古宙（Ar／Pt）界线处科马提岩的含量几乎降到零，而显生宙的安山岩含量增加。与古太古代相比，新太古代及后太古宙的上地壳亏损Mg、Cr、Ni及Co，且后太古宙上地壳富集LILE（大离子亲石元素．K、Rb、Ba、Th、U）、HFSE（高场强元素，Ti、P、Zr、Hf、Nb、Ta、Y）及HREE。不同时代的上地壳均具负Eu异常．只是太古宙上地壳较弱。克拉通页岩表现出象上地壳一样的成分变化，但有如下重要例外：在Ar／Pt界线，只有页岩显示Fe、V、Sc减少和Na、Ca、Sr增加，也只有上地壳才显示HRME和Y的显著增加。太古宙上地壳和页岩都具负Eu异常．但它们没有后太古宙上地壳的负Eu异常强烈；而页岩的资料还略微显示出太古宙以后形成的上地壳之Eu异常逐渐增加。在Ar／Pt界线，上地壳和页岩的Cr／Th、Ni／Co、Co／Th比值都减小；Th／U比值只在页岩中增加，在上地壳却没有增加。太古宙页岩缺乏HREE亏损，Fe、V、Sc含量高，表明这些页岩的物源区与现今出露的太古宙上地壳并不相似。现已剥     

陆壳组成与年龄的关系:花岗质岩石中Nd同位素变异所提供的证据

地壳花岗质岩石源区的Nd同位素体系可用来估算与陆壳年龄呈函数关系的陆壳Sm/Nd比值。现已发现,从早太古代到晚元古代,陆壳内花岗岩岩浆源的Sm/Nd比值随年龄的减小而增大,即从球粒陨石值的47%增至64%。这一变化趋势与根据沉积岩的稀土(REE)模式推测的变化趋势相反。观测到的这一变化趋势可能仅适用于地壳的长英质部分,但只要较老地壳比较年轻地壳含有更多的镁铁质(50%对0%),该变化趋势也可应用于整个地壳。因为地球上最古老地壳的某部分可能已被继后的地质过程所破坏,所以该变化趋势可能是地壳组成的保留倾向所致(preservational bias),而不是地壳组成真正随时间发生了变化。同位素数据和地壳年龄的分布表明,整个陆壳的Sm/Nd比值不低于球粒陨石值的60%。地壳的Nd浓度的这个极限值和估算值与质量平衡(要求大陆的Nd含量与约700km深处的地幔中丢失的Nd的量相等)一致。     

沉积物微量元素示踪物源区和地壳成分的方法和现状

为使读者对利用沉积物示踪地壳成分的方法有充分的了解，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（含对混合作研究）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。最后指出．沉积过程中．环境对沉积物成分的影响程度不明，是沉积物示踪地壳成分的最大问题，必须加强研究；同时提出，由于沉积物成分受环境的影响，故可根据沉积物成分示踪环境的变化。     

高钾、钙碱性Ⅰ型花岗岩类的成因

许多Ⅰ型花岗岩类岩浆是由较老的变火成岩经部分熔融而形成的．这类熔体的组成大致是钙碱性和准铝质的。这些熔体是花岗质至英云闪长质熔体，是在其下地壳源区内的极端热条件下形成的。普遍地壳岩石部分熔融的实验数据表明，高钾Ⅰ型花岗岩类岩浆只能由壳内含水的钙碱性岩石至高钾钙碱性岩石、镁铁质至中性的变质岩石经部分熔融而形成。由于各种变玄武岩的K2O含量低，所以它们不适合作源岩。幔源玄武岩浆和地壳熔体相混合的模式也是不适用的。Ⅰ型钙碱性岩浆作用无论如何都与俯冲作用有关是不必要的。     

日本本州东北地区南部更新世英安质和流纹质火山碎屑熔岩流的岩石学和地球化学

约4—1Ma前,在玄武质-安山质火山岩形成之前,沿日本东北地区前缘火山带喷发了大量英安质和流纹质火山碎屑熔岩流。这些岩石通常以斑状结构为主:斑晶占20—40％,斑晶成分为石英,斜长石、辉石、角闪石和铁的氧化物。黑云母流纹岩不含辉石,但除上述矿物组合外尚含透长石、镁铁闪石和黑云母。矿物测温表明,岩浆温度在980—910℃内,类似于同区第四纪英安质岩石。 岩石的主量元素和不相容微量元素丰度随SiO_2的增加或分异作用的进行而平稳地变化,其趋势与典型的钙碱性硅铝质安山岩和英安岩一致。 英安质和流纹质岩浆很可能是源于上地幔的典型岛弧钙碱性镁铁质岩浆高度分离结晶之后的晚期分异产物,而不是辉长质下地壳部分熔融的产物。     

运用冰碛岩示踪物源区和地壳成分的尝试──兼论影响沉积物微量元素成分的因素:怀俄明古元古代Libby溪群研究启示

为查明粒度和分选作用对沉积物REE配分的影响．Crichton等（1993）对比了怀俄明州东南部年龄为2.0Ga的Libby溪群的石英岩、泥质岩和冰碛岩的成分，发现它们的REE型式相似（LREE富集，负Eu异常），相互间的成分差异大多可用石英的稀释作用解释。除少数元素（Ca、Sr、Ni和Cr）之外，Libby溪群和休伦超群Gowganda组冰碛岩的基质化学成分（包括REE）与新太古代上陆壳平均成分吻合较好，因此冰碛岩的主元素和微量元素都可反映上地壳平均成分。Libby溪群上部沉积物Eu异常程度增强．指示物源区Eu亏损程度增强和花岗岩突然增加，反映晚期有构造抬升。源区岩石可能是由玄武岩、花岗岩、TTG（英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩）所构成的混合模式。Libby这群下部的物源以TTG和玄武岩为主，上部物源以花岗岩为主。冰碛物的发育，Ca、Na、Sr和CIW（古风化指数）的变化等表明，随沉积时间的变新，古气候从相当寒冷，经温暖，变为最后的温热。铬云母石英岩的单矿物微量元素配分表明，铬云母含有全岩的绝大部分Th、U、REE、Sc、Co、Ni，并控制了全岩的REE配分型式。锆石含绝大部分Zr、Hf，其HREE含量在泥质岩中不足5％，在石英岩中不足20％。除锆、铪外，Libby溪群沉积物的多数微量元素主要集中在原始沉积可能为粘土矿?     

地球的早期地壳

关于地球演化的许多重大问题的解决,有赖于对最古老地壳的发现和研究。迄今发观最古老的地球岩石是39.6亿年的阿卡斯塔片麻岩,成分为英云闪长岩到花岗岩,研究表明其中至少有一部分来自更老的岩石。两套年龄约为38亿年的拉布拉多超镁铁岩,其成分和同位素数据表明它们分别来源于慢源熔岩和地幔碎片。这些说明至少38亿年前就已经有地幔了,但至今未找到比上述年龄更老的地壳岩石样品。     

15kbar下努克片麻岩和H_2O的相关系对太古代奥长花岗岩成因的限制

本文报道了格陵兰西南戈特霍布地区奥长花岗质努克片麻岩的T-X(H_2O)相关系。这种片麻岩代表了太古代(30—28亿年)第二期火山活动的主要成分。我们选用压力15kbar作为奥长花岗质熔体的可能原岩所处下地壳深度的限制。在水饱和的条件下,固相线～610℃和液相线～745℃之间的熔融区间为～135℃。15kbar下,H_2O饱和时大约含水15.5 wt%。H_2O不饱和时的液相线,沿从15.5wt%H_2O、～745℃,到2 wt%H_2O,1100℃的曲线轨迹延伸。H_2O含量低(<6%)时,在低于但仍接近液相线温度的情况下,钠质斜长石(P1,An_(32))、石英(Qz)、石榴石(Ga)为液相。在6% H_2O的条件下,Ga在液相线上取代Pl,在稍低的温度下便又出现Pl和角闪石(Hb)。液相Ga的区域只延伸到～7.5% H_2O,接着就被可保持其液相到13% H_2O的Hb所取代。在H_2O含量更高的条件下,首先结晶出绿帘石(Ep),接着在稍低温度下结晶出黑云母(Bi)。沿标准的逆途径(inverse approach),近液相线的相组合可解释为产生奥长花岗质熔体的可能残留物。在熔体H_2O含量高(>7%)时,可能产生由Hb、Ga、Ep和Bi某种组合而成的镁铁质残留物,与角闪质源岩相当。在熔体H_2O含量低(<5%)时,可能的残留物由Na-P1+Qz±Ga组成,与早期的英云闪长质-奥长花岗质岩石相当。然而,这些残留物并不具有太古代奥     

加拿大苏必利尔区太古宙煌斑岩脉的成因:微量元素和Nd-Sr同位素证据

出露于加拿大苏必利尔罗灵河杂岩体中的合角闪石斑晶和单斜辉石斑晶的煌斑岩，具有磁性、含霞石标准矿物的玄武岩质成分（SIO2＜50wt％），成分变化从原始岩浆到分异岩浆［Mg／（Mg＋∑Fe）。0．66～0．40；Ni＝200～35PPm]，岩石富含LREE[（Ce／Yb）n=16～26，Cen=60～300；n=球粒陨石标准化],Sr（870～1800ppm）、P2o5（0．4～1.3wt％）和Ba（150～90OPPm）。煌斑岩结晶分异产生了辉长岩和单斜辉石岩堆积岩体。煌斑岩和辉长岩一辉石岩的全岩Sm－Nd等时钱给出的结晶年龄为2667土51Ma（I＝0．50929z0．00O04：end＝＋2．3+0．7）。全岩的Sr同位素数据分散，但其中有一个初始87sr/86sr比值（。0．7012）与全球的相似。煌斑岩富含LREE和Sr的原因并非是地壳混染或与同期二长闪长质岩浆的混合，而是幔源部分熔融的结果，幔源在熔融之前不久就已富集了上述元素和其它大离子亲石元素（LILE）。煌斑岩与太古宙“方辉安山岩”岩套中幔源的高Mg、富LILE的二长闪长岩-花岗闪长岩为同期产物。两套岩石LREE曲线的“上凸（concave－downward）”表明，它们的源区与亏损地幔相同，但母岩二长闪长岩具较高的LREE丰度、较高的Ba／La比值和较低的εNd值（＋1．3±0．3）表明，其源区为相对较富集的地幔。煌斑岩和高Mg二长     

南海典型断面表层沉积物稀土元素地球化学及其地质意义

对南海4个典型断面（18°N,10°N,6°N,113°E）75个表层沉积物的稀土元素地球化学进行分析,结果表明:大部分沉积物具有相对较低的稀土元素（REE）含量（平均∑REE为128 ppm）、高的轻重稀土比（LREE/HREE）、弱的Ce负异常和中等Eu负异常,REE关键参数的变化主要取决于地理位置和沉积环境。∑REE与Al₂O₃含量呈明显的正相关,而与CaO呈明显的负相关。陆源和生物碳酸盐源是本区沉积物的两个主要来源。较低的Eu/Eu*和（Gd/Yb）_N比值以及类似上地壳的REE配分模式,表明本区沉积物的源岩主要为后太古宙的长英质岩石。东部次海盆比西南次海盆的沉积物具有更低的LREE/HREE比值和更高的Eu/Eu*比值,指示有年轻火山岩（如吕宋岛弧等）产物带入到南海东部和南海东北部海域。     

湖南早前寒武纪变质结晶基底的Sm-Nd同位素年龄

出露在湘东北益阳一浏阳，呈近东西向断续分布，经角闪岩相一绿片岩相变质结晶片岩、层状、似层状超镁铁质岩的sm—Nd全岩等时线年龄为2．6—3．028Ga、2．2—1．9Ga，应属湖南早前寒纪结晶基底岩片。     

浙东燕山晚期花岗岩的地球化学特征

浙东燕山晚期侵入岩分为I型和A型,本文研究了两个不同成因类型花岗岩的岩石化学、地球化学特征。A型花岗岩与I型花岗岩相比较,富硅、富碱、贫镁、贫钙、低铝,(Na+K)/Al(分子数)比值高,富Nb、Zr、Ga、F,而贫Sr、Ba、Cr、Ni、Co、V,Rb/Sr、Ga/Al比值高,LREE/HREE比值低,稀土元素球粒陨石标准化曲线为“V”型,δEu强烈亏损;是下地壳残留的麻粒岩相较低程度部分熔融或是早期部分熔融形成Ⅰ型岩浆之后残余的亏损物质部分熔融的产物。Ⅰ型花岗岩是由下地壳岩石部分熔融形成母岩浆,在岩浆上升过程中与中上陆壳物质发生混染和分离结晶而形成。     

碰撞造山过程中热-构造状态演化与陆壳岩石熔融的关系

碰撞造山作用过程中陆壳岩石馆融形成花岗岩浆主要出现在加热期和伸展抬升期，是碰任后岩石田热状态调整引起陆壳物质化学分界的结果。陆壳碰撞前的构造历史、大陆岩石国的热参数和地幔过程、造山带的几何学特征和运动学性质等制约了造山带花岗岩类的发育，尤其是与各种造成地慢高热流叠加于下部地壳的岩石圈调整过程关系密切。大别造山带中生代花岗岩类的形成可能就是华北、扬子陆块碰撞后，底侵和垂向分离过程作用于造山带伸展抬升期，引起下部地壳岩石相继发生两次馆融的结果。     

大别山两期镁铁质-超镁铁质岩特征及成因讨论

根据近期15万区调和科研成果,认为大别山镁铁质-超镁铁质岩可划分两期一期为前寒武纪变质镁铁质-超镁铁质岩,另一期为中生代未变质镁铁质-超镁铁质岩,前者由橄榄岩、橄辉岩、辉橄岩、榴辉岩、角闪石岩、斜长角闪岩等组成,原岩是由基性-超基性侵入岩或火山岩经过构造就位的;后者由辉石岩、辉闪岩、辉长岩、闪长岩组成,属于燕山期基性-超基性侵入岩,具有同源岩浆演化序列.通过对其岩石学、岩石化学、地球化学等详细研究表明,大别山目前还不存在蛇绿岩套,北大别榴辉岩及燕山期基性-超基性侵入岩的确定,为认识大别造山带的构造演化提供了重要基础资料.     

与安第斯新生代火山中心对应的基岩同位素域

智利北部南纬17．5o到22o之间的第四纪火山中心的同位素资料，为安第斯中部地壳物质贡献给岛弧的岩浆成因提供了证据，并圈定了基岩范围。在地震活动俯冲带上方地壳的厚度、与海沟的距离、火山锥的高度、海沟沉积物的供给等。，沿着岛弧这一地区变化较小。明显不同的是地壳的年龄（南部为古生代，北部属无古宙）。北部地区第四纪火山熔岩的铅同位素组成较低（206PB/204Pb=17．89～18.28），且Sr、O同位素比值（87Sr/86Sr=o．7058~0.7077，δ16O=＋6．5‰～＋8。4‰）相对于南部地区（206Pb/204Pb=18．59～18．87Sr/86Sr=0．7053～0．7083，δ18O=+6．4‰～＋9．3‰）变化较小，两地的岩石成分大体类似，Sico2含量介于53%～74％之间。总之,这些特征可以解释为是由岩浆与其不同的同位素特征的地壳物质之间的相互作用引起的，而不是由于俯冲侵蚀或富集古老岩石圈物质的卷入而导致安第斯中部岛弧岩浆地幔源的变化所造成的。     

湘西南苗儿山地区早燕山期花岗岩地球化学特征及形成环境

湘西南苗儿山地区早燕山期花岗岩形成于晚侏罗世早期,侵入于加里东期花岗岩(构成苗儿山岩体主体)和印支期花岗岩中。主要岩石类型为细粒—中粗粒斑状黑云母二长花岗岩,局部发育细粒二云母二长花岗岩。岩石SiO_2为76.02%~80.26%、Al_2O_3为10.94%~12.88%、K2O为3.42%~5.34%、Na_2O+K_2O为5.37%~8.22%、ASI为1.04~1.31(平均1.14),总体属铁质、钙碱性系列过铝质花岗岩类。微量元素中Ba、Sr、P、Ti表现为强烈亏损,Rb、(Th+U+K)、(La+Ce)、Nd、(Zr+Hf+Sm)、(Y+Yb+Lu)等相对富集。稀土总量较低(122.9~175.4μg/g),轻稀土略富集((La/Yb)N=2.55~3.79),具明显的负Eu异常(δEu=0.07~0.22)。岩体ISr值为0.99007和1.15860,εNd(t)值为-9.20和-8.80,两阶段Nd模式年龄(t2DM)为~1.7Ga。C/MF-A/MF图解显示源岩主要为变质泥质岩和变质杂砂岩。强过铝花岗岩样品的Al_2O_3/TiO_2比值部分<100。上述地球化学特征表明花岗岩为S型花岗岩,源岩主要为中、上地壳酸性岩石,并有少量地幔物质加入。花岗岩主量和微量元素构造环境判别图解以及区域构造演化过程表明花岗岩形成于后造山构造环境,岩浆形成与先期(中侏罗世)陆壳增厚升温及软流圈地幔的热传递有关。     

岛弧安山岩质火山作用及其地质意义

批判地分析了岛弧安山岩形成的主要观点，并以查瓦里茨基和埃贝科火山（千岛群岛）的两个岩石系列为例，指出了结晶分异在成岩过程中的决定性作用，这已为造岩组分和稀土元素物质平衡的定量计算所证实。在这些模拟的基础上得出两个主要结论：（1）岛弧范围内地幔玄武岩物质的分异导致了大量安山岩熔浆的形成；（2）在岛弧系列中发生了地幔物质的有效“分裂”增添了地壳上层的硅铝组分，并增厚了岛弧底下基性岩层的超镁铁－镁铁质堆积体。