俯冲带岩浆与岩石的相互作用——关于俯冲板块、地幔、地壳的实验研究

通过对下面四种环境中岩浆混染作用的实验研究:(1)俯冲板块之上;(2)地幔-陆壳边界之下和(3)地幔-陆壳边界之上;(4)浅部地壳内。用含H_2O硅质熔体与橄榄岩或角闪岩之间反应的一系列清楚的边界确定了:(1)混染熔体内的扩散断面和(2)二种物质之间的结晶反应带。由含H_2O的橄榄岩-英云闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩混合物实验确定了一些相界,这些相界能区分从俯冲板块中产生的并经过地幔上升的熔体的混染程度和与橄榄岩(如堆积岩)接触的地壳熔体的混染程度。花岗质熔体在1.5kbar~1)、810℃条件下的化学扩散速度较慢;在10kbar条件下,热的含H_2O的玄武质与流纹质熔体之间的扩散速度比较快。在10～15kbar、920～1050℃条件下,不饱和H_2O的花岗质熔体的熔融前峰通过与作为水源的蛇纹石化橄榄岩相邻的结晶花岗岩时,会发生对流作用。对流运动使混染熔体运移离开扩散带,从而留下一个狭窄的扩散带。壳-幔边界附近岩浆的混染和混合作用速度看来比浅部地壳侵入体中要快得多。产生于板块的熔体的Ca/Mg比值较钙碱性岩石高;而在深部与上覆地幔的混染作用使其Mg/Ca比值比钙碱性岩石高。在壳-幔边界附近,混染熔体的Ca/Mg比值与钙碱性岩石相当。     

地球内部热能所引起的各种岩浆活动机制

地球内部的热流熔化了地慢岩石和下部地壳的岩石便产生岩浆。地慢对流所引起的板块运动,造成种种构造条件,从而产生多种多样的岩浆。     

东南大陆岩石圈板块地体构造

东南大陆的地质构造模型,具有欧亚大陆边缘向洋增生的独特形式。除外来地体之外,或以扩张、地幔上涌,洋壳向大陆地壳转化,并不断向洋增生;或是大陆分裂,地幔柱——热点物质不断注入变薄和破裂了的地壳,形成区域性新的生长构造层,构造岩浆地质体表现为有独特属性的“A型”花岗岩和流纹岩链。这些高DI值的富硅富碱富钠质岩石,出现在欧亚大陆边缘的重力梯度带上。裂解带的地壳结构模式是上地壳存在着重力不稳定的硅铝低速带;中地壳有洋——陆过渡型地壳的“类裂谷型”结构,P波速度为6.3～6.4km/s的中间壳层;在下地壳下部有速度为7.0～7.4km/s的壳——幔混合型高速层;随着“异常”的上地幔的形成,有大范围的热活动和壳——幔边界穹窿,穹窿的地盖比正常区为为薄。由于化学库和化学边界层的横向不连续,可划分出古老基底和后期地质发展史完全迥异的两个亚板块;和以壳层(或幔层)断裂为边界特点的八个地体;一个以分裂为主,并具热点径迹的最新生长构造层的扩张——裂解构造岩浆地体。     

关于地球动力学中的地幔对流理论

地幔对流理论是伴随着板块学说的诞生而发展起来的。地球内部积聚的能量(放射能、重力能等)是以怎样的方式传递到地球表面,从而驱使板块运动、造山运动、岩浆活动和地震的产生呢?这是地球动力学所要解决的主要课题。地幔对流假说为这种能量传递提供了解释机理。     

中国东部岩石圈向东增生的三次大型裂解及地球物理场特征

中国东部构造演化,自1200Ma以来曾发生过两次碰撞、三次裂解。并有向东增生的构造岩浆地体。资料表明:①从中国大陆向东至日本、台湾均为人陆型地壳;②中国东部及西太平洋大陆板块的各微板块之间地壳结构不同;③裂解带的形成是由于热点和地幔对流导致大陆解体;④裂解带均显示出高重力正异常,上地幔顶部波速低、具低速层、高热流区的“裂谷垫”性质;⑤增生的构造岩浆地体同位素组成、微量元素与洋中脊玄武岩的性质有较大差异,裂解带的岩浆为大陆地幔的特征;⑥上地幔特征及岩浆分融、分异均显示出横向不连续。也显示山化学边界层和热边界层的不连续。     

板块与地幔的相互作用—板块内岩浆的成因和上地幔的构造(Ⅲ)

在世界范围内,板块内岩浆所表现出的系列地球化学和同位素特征看来都是通过一个与大洋岩石圈俯冲作用有关的共同成因过程所形成的。据发现,板块内岩浆的源区在大陆下岩石圈和大洋下岩石圈中的位置是截然不同的,而且在地幔中的深度也要大得多。然而,少量元素的配分关系表明,产生板块内岩浆源区的过程并非发生于下地幔中钙钛矿相条件下,而几乎可以肯定是限制在地幔内。有人提出板块内岩浆的源区最初形成于上地幔内的两个主要位置。其中一个位于俯冲岩石圈和上覆地幔的界面附近,是由于板块和地幔的相互作用(主要在150—300km深处)而形成的。在这一源区内板块的榴辉质洋壳的部分熔融是由于俯冲的前蛇纹岩体释放水所致。熔体迁移到邻近的难熔橄榄岩中,与之混染变富。这实质上是形成钙碱性源区的同一过程的延伸,并可解释这两种组合在地球化学和同位素特征方面的相似性。钙碱性组合相对贫Ti、Nb和Ta,这是因为俯冲榴辉质洋壳的上层在80—100km深处发生部分熔融时使这些元素滞留在残留金红石中所致。而在更深处(150—300km),当俯冲洋壳的下层发生部分熔融时,金红石不再是残留相,因此,Ti、Nb和Ta成为高度不相容元素,从而有效地从俯冲板块迁移到板块内岩浆源区。俯冲作用的角度可能很小,因而在大陆下延伸的水平距离     

地球膨胀假说述评

随着大陆漂移、海底扩张和板块构造等学说的提出和发展,人们对它们产生的机理产生了越来越浓厚的兴趣。为了作出合理的解释,相继出现了各种假说,其中为多数地质工作者所公认的两大学派就是地球膨胀假说和地幔对流假说。虽然赞成地幔对流假说的人较多,支持地球膨胀假说的人较少,但     

化学地球动力学

<正> 引言板块构造及其有关的地幔对流的框架,可用作描述发生在地幔和地面之间的物质转移的指南。例如,火山作用可再分为三个类型:洋脊火山作用、俯冲消亡带火山作用、板块内部火山作用。另一方面,由于广泛使用微量元素和放射性同位素作为地质现象的天然示踪剂,促进了地球化学的发展,产生了解决地球内主要化学过程的新方法。例如,~3He 在地幔物质中的存在对地球的去气历史提供了限制。     

地幔流体基本特征及成因

与构造环境密切相关的氧逸度是控制地幔流体成分的最根本因素CO2和H2O为大多数地幔流体的主要成分。俯冲板块的脱水脱气作用、地幔原始残留挥发份及地幔部分熔融作用是地幔流体的主要来源。     

藏北东巧地区地幔岩流变学特征及构造演化

本文首次从岩石组合、橄榄石与辉石组构、宏观流变、微观流变及波速和各向异性特征等方面详细阐述了东巧地区地幔岩塑性流变学特征,从微观与宏观角度进一步探讨了班公错—怒江结合带东巧地幔岩形成的地质环境及构造演化过程,认为东巧地幔岩具有超高压成因特点,形成于小洋盆环境,在印度板块向欧亚板块推移过程中就位,最终在喜马拉雅整体隆升阶段完成了近地表的构造调整。     

岩浆对流作用及其岩石学意义

<正> 岩浆对流作用,是近年来方兴未艾的岩浆流体动力学研究中倍受重视的课题之一。对这个问题的理解,不仅为地球动力学研究(例如地幔对流与板块运动)和矿床学研究(例如火成岩体中铬铁矿层及块状硫化物矿床的成因)     

印度尼西亚哈马黑拉岛弧熔岩的硼同位素分馏系列:俯冲板块卷入的证据(摘要)

<正> 在聚合板块边缘,俯冲板块内的沉积物和洋壳的脱水作用可能是一个具有普遍性的特征。这种脱水作用导致原始俯冲物质固液两相间的元素发生分馏,因而使岛弧熔岩的板源组分受到改造。沉积物和遭受蚀变的洋壳比未受污染的地幔产物富含硼和铯,这两种元素在流体-岩石相互作     

一种新类型的活动板块边缘:会聚-拉伸边缘

<正> 一、前言 按照传统的板块构造观点,大陆边缘分为两种主要的类型:被动的和主动的。被动边缘是由于洋脊分裂和扩张的结果而产生的,单个板块内以出现张性的和随机的横推构造为特征。主动边缘是由大洋板块俯冲到大陆或岛弧之下发育起来的,因而,沿两个板块的边界往往存在着压性的和横推的构造。     

地幔物质的性质、状态与演化及相变动力学研究进展

近年来，借助于高温高压实验技术，地球科学家们发现构成地慢的许多矿物随着压力的增加会发生矿物结构的改变，由此可以推断出深地幔矿物存在形式。这些相变与地幔主不连续面的形成有关，因而对相变的热力学及其相变动力学的研究可以为地幔对流及其热演化提供约束条件。已经可以在模拟地幔温压条件下进行一些地幔物质的弹性、电学性质、热学性质的测量，进一步推导出其状态方程，这方面的信息对解释地球物理资料、研究地幔对流及其演化很重要。岛弧岩浆作用、热点岩浆作用、地壳的形成都与地幔的演化有关．俯冲作用可能是过渡带及670km深不连续面产生的原因。     

板块边界隆起边缘和沉降边缘地震活动的相互动力作用

序言 刚性的岩石圈板块是瞬时板块构造理论的基本前提之一。板块边界构造活动和变形的型式和关系过去已有研究;但是相互作用力的详细性质却远不了解。 应力的最好标志之一是地震的发生,如果承认板块刚性这个基本前题,那末同一板块边界之间的相互动力作用也可以传播到另     

西昆仑库地北构造带两侧地质特征对比及其大地构造意义

根据新藏公路沿线实际观察资料及前人研究成果，着重通过库地北构造带两侧变质岩、岩浆岩及构造古环境特征的对比，以及对构造带中蛇绿岩的地质特征和形成环境的分析，初步探讨了该构造带的大地构遣演化。认为库地北构造带为古昆仑洋盆消减、封闭的最终位置，是形成于志留纪的板块聚合碰撞缝合带，代表着早古生代阶段塔里木板块的南部边界，也是控制塔里木盆地西南部和西昆仑山地区区域构造格架的重要构造带。     

地球的钕存积与地幔的结构和演化

<正> 用一种模式可以圆满解释各种岩石的钕和锶同位素资料。在这种模式中,地幔含有不同大小的化学异体。异体中所含的不相容元素比周围地幔中的要更少地亏损,而且整个地幔由于对流运动而缓慢地相互混合。 钕同位素丰度的资料已用来勾画关于地幔的结构和演化的模式。按照某些研究,只有一部分地幔(三     

地幔是由什么物质组成的?

<正> “橄槛岩为主要成分”的说法已成定论众所周知,地球具有地壳、地幔和地核三个圈层构造。那么,“橄榄石”是什么呢?一般认为,地球的约一半,即地壳和地幔是由岩石组成的;而且,地幔是由称之为“橄榄岩”的岩石、或者以“橄榄岩”为原料的物质组成的,这就是目前的“定论”。橄榄石当然是组成这种“榄橄岩”的最主要的矿物,即主要成分。所以,若按上述定论,可以说橄榄     

瑞典北部杜布龙地区中前寒武熔结凝灰岩中的一个层控铀矿点

<正> 引言杜布龙(Duobblon)位于瑞典北部瓦斯特卜顿西北,临近加里东前缘的一套前寒武纪岩石中。这个地区位于波罗的海地质构造中一条重要的分界线附近;是斯韦考芬时期(即前寒武纪中期,年龄值为1700—1950百万年)北部大陆和南部海洋之间的一个过渡带。该区上地壳岩石超复于板块边界之上,     

塔里木及其周边地区的控矿构造、成矿系列和找矿预测──大型、超大型矿床找矿预测之剖析

塔里木是与华北、杨子齐名的中国三大块体之一，是连接中亚与太平洋西岸（中国东部）的桥■，一直为世人所瞩目。作者认为，塔里木板块是在前震旦系结品基底的基础上，主体部分经历了古生代稳定的陆台，中、新生代陆内盆地的演化阶段；边缘部分经历了新元古代一古生代一小生代的陆完增生和相邻洋壳的消亡。在局部地区和某些阶段，由于地壳发展的不均衡，曾发牛过裂谷、裂陷柏和扭壳断裂带。依据这一构造认识划分了赋存于塔里木板块基底构造层、中间构造层、上都构造层、古生代裂谷系、中一新生代超壳断裂排、被动边缘和陆壳增生区小的成矿系列。其中，石油、天然气、钾盐、金刚石、铜、稀有金属、铅、铸和宝玉石等多种矿产均具有非常巨大的找矿潜力。