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俯冲地壳衍生流体交代地幔楔,是产生俯冲带岩浆作用的重要机制.但是,目前人们对俯冲大陆物质改造地幔楔的岩石学过程和机理仍缺乏深入认识,造山带橄榄岩是解析这一问题的直接样品.通过对大别-苏鲁造山带橄榄岩进行系统的矿物学、岩石学和地球化学研究,发现橄榄石Ni/Co比值可有效区分幔源和壳源造山带橄榄岩,揭示幔源造山带橄榄岩起源于华北岩石圈地幔.苏鲁李家屯纯橄岩在进入俯冲带之前就已在地幔内部经历了碳酸盐熔体交代.大别毛屋和苏鲁蒋庄橄榄岩及其交代脉体记录了约170~200 km深度的俯冲带壳幔相互作用过程.深俯冲陆壳释放的富Si-Al质熔体可不同程度地改造地幔楔底部,形成富石榴石和富辉石的交代岩,并引发强烈的Os同位素分馏效应.该过程不仅改变地幔楔岩性和化学组成,还能够改变交代介质成分,为俯冲带各类深部地幔岩浆提供源区物质.因此,大陆深俯冲是导致上地幔不均一的重要途径. 相似文献
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秦岭造山带记录了华南华北板块聚合的完整过程.古生代岩浆岩记录了造山过程中的壳幔相互作用和造山带演化的动力学过程.古生代的中基性岩浆岩揭示了俯冲隧道内变质脱水交代岩石圈地幔过程,其中富水基性杂岩为富钾基性岩,地球化学特征显示其地幔源区经历了洋壳沉积物的交代;看丰沟岩体为高镁闪长岩,地球化学特征显示其来自经历俯冲流体交代的地幔源区.通过对古生代岩浆岩的研究发现,其具有明显的时空分布规律,它们对应于原特提斯洋俯冲、后撤、前进和回转等过程.所以壳幔相互作用发生在原特提斯洋俯冲过程中. 相似文献
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造山带橄榄岩不仅是地幔地球化学,而且是造山带形成与演化过程研究的主要对象.造山带橄榄岩主要有3种类型:（1）阿尔卑斯型橄榄岩,即岩石圈地幔构造-热侵位就位于造山带浅部地壳的橄榄岩;（2）前期层状基性-超基性堆晶岩经俯冲变质形成的橄榄岩;（3）蛇绿岩型橄榄岩.松树沟糜棱岩化橄榄岩及其相关高级变质岩详细的岩石学和地球化学研究发现这些橄榄岩记录了洋岩石圈形成到角闪岩相变质的全过程.即1 000~800 Ma洋岩石圈形成阶段,主要形成纯橄岩; < 800~500 Ma洋-陆转换即陆岩石圈演化阶段,岩石圈被交代形成大量方辉橄榄岩;500~480 Ma快速深俯冲和榴辉岩相变质阶段;460~335 Ma角闪岩相退变质阶段,此阶段在松树沟橄榄岩中形成大量富镁的直闪石类矿物,包括透闪石、阳起石和镁闪石.由此可见,蛇绿岩型造山带橄榄岩能够记录造山带形成与演化的全过程,通常会经历4个形成和演化阶段:（1）洋岩石圈（蛇绿岩）形成阶段,形成纯榄岩;（2）洋-陆转换阶段,陆岩石圈演化阶段,岩石圈受交代形成方辉橄榄岩;（3）岩石圈深俯冲,榴辉岩相变质;（4）俯冲板片抬升至角闪岩相时退变质,此时在橄榄岩中形成富镁的直闪石类矿物.不同造山带中蛇绿岩型橄榄岩的区别可能只是俯冲深度和退变质程度不同而已.最后,蛇绿岩一定要强调是什么时代的蛇绿岩.同时,造山带进变质作用产物经常会被后期抬升过程中退变质作用彻底改造,这应该引起重视. 相似文献
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俯冲带是地壳与地幔之间物质交换的主要场所.前人对大洋俯冲带壳幔相互作用进行了大量研究,但是对俯冲带壳幔相互作用的物理化学过程和机理仍缺乏明确认识.在大陆俯冲带出露有造山带橄榄岩,它们来自俯冲板片之上的地幔楔,是解决这个问题的理想样品.通过对大别-苏鲁和柴北缘造山带橄榄岩进行系统的岩石学和地球化学研究,发现地幔楔橄榄岩由于俯冲地壳的交代作用而含有新生锆石和残留锆石,它们能为地壳交代作用时间、交代介质来源、性质和组成提供制约.地幔楔橄榄岩在大陆碰撞过程的不同阶段受到了俯冲大陆地壳衍生的多期不同性质流体的交代作用.地幔楔橄榄岩还受到了陆壳俯冲之前古俯冲洋壳衍生流体的交代作用.深俯冲陆壳衍生熔体与橄榄岩反应形成的石榴辉石岩具有高的水含量,能提供高水含量的地幔源区. 相似文献
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俯冲到地幔深度的地壳物质不可避免地在板片-地幔界面与地幔楔发生相互作用,由此形成的超镁铁质交代岩就是造山带镁铁质火成岩的地幔源区.因此,造山带镁铁质火成岩为研究俯冲地壳物质再循环和壳-幔相互作用提供了重要研究对象.为了揭示俯冲陆壳物质再循环的机制和过程,对大别造山带碰撞后安山质火山岩开展了元素和同位素地球化学研究.这些安山质火山岩的SIMS锆石U-Pb年龄为124±3~130±2 Ma,表明其形成于早白垩世.此外,残留锆石的U-Pb年龄为中新元古代和三叠纪,分别对应于大别-苏鲁造山带超高压变火成岩的原岩年龄和变质年龄.它们具有岛弧型微量元素特征、富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,以及变化的且大多不同于正常地幔的锆石δ18O值.这些元素和同位素特征指示,这些安山质火山岩是交代富集的造山带岩石圈地幔部分熔融的产物.在三叠纪华南陆块俯冲于华北陆块之下的过程中,俯冲华南陆壳来源的长英质熔体交代了上覆华北岩石圈地幔楔橄榄岩,大陆俯冲隧道内的熔体-橄榄岩反应产生了富沃、富集的镁铁质地幔交代岩.这种地幔交代岩在早白垩世发生部分熔融,就形成了所观察到的安山质火山岩.因此,碰撞造山带镁铁质岩浆岩的地幔源区是通过大陆俯冲隧道内板片-地幔相互作用形成的,而加入地幔楔中长英质熔体的比例决定了这些镁铁质岩浆岩的岩石化学和地球化学成分. 相似文献
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南阿尔金造山带位于塔里木盆地和柴达木盆地之间,是中国西北地区重要的俯冲-碰撞杂岩带,其早古生代构造演化过程是近年来的研究热点之一,然而,洋壳俯冲的时限一直存在争议。本文对茫崖石英二长岩开展岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和锆石Lu-Hf同位素地球化学研究,探讨其岩石成因及成岩时的构造环境。样品显示高碱、富钾、低钛、贫铁及Nd-Ta-Ti异常等与钾玄岩相似的地球化学特征,成岩年龄为511～495 Ma, εHf(t)主要为-3.51～-0.08,少量介于0.04～1.69之间。我们认为俯冲洋壳到达角闪岩相边界时释放大量水并上升进入地幔楔,导致地幔楔橄榄岩发生角闪石化交代作用,由于地幔楔沿俯冲带向下拖曳而温度升高,角闪石化橄榄岩熔融形成的熔体在上升过程诱发上地壳物质部分熔融,壳源岩浆混合少量幔源岩浆形成了石英二长岩,该期花岗岩是对造山带从大洋岛弧环境向活动大陆边缘过渡的岩石学响应。因此,南阿尔金洋壳可能在约517 Ma前已经开始俯冲。 相似文献
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本文提出一种对于造山带石榴橄榄岩的简单概念分类模型。该模型将造山带石榴橄榄岩划分为地幔楔型和俯冲带型两种类型,根据所记录温压条件及P-T轨迹的差异,地幔楔型石榴橄榄岩进而被划分为A-D四个亚类,分别对应不同厚度的克拉通型岩石圈地幔及普通大陆岩石圈地幔环境中冷的/古老的/稳定的地幔环境及与之对应的相对热的/年轻的/活动地幔环境。我们选择研究程度较高的斯堪的纳维亚加里东期造山带及我国柴北缘造山带中出露的石榴橄榄岩来检验该模型的适用性。出露于挪威西片麻岩地区的Mg-Cr型及Fe-Ti型石榴橄榄岩分别属于地幔楔型的A亚类(来自于古老的/冷的/厚的/亏损的克拉通岩石圈地幔)及壳源俯冲带石榴橄榄岩,而来自Seve,Troms和Linds地体的石榴橄榄岩则属于地幔楔型的C亚类(来自于古老的/冷的/薄的/亏损的大陆岩石圈地幔)后经历俯冲过程变为俯冲带石榴橄榄岩。对我国柴北缘超高压带绿梁山石榴橄榄岩的检验结果相对复杂。前人的研究表明绿梁山石榴橄榄岩存在三种不同的成因方式,对应分类模型中的:1)D亚类橄榄岩(阿拉斯加型岩浆岩堆晶体);2)壳源俯冲带型石榴橄榄岩;3)A亚类来自克拉通岩石圈地幔的太古代石榴橄榄岩。检验结果表明,该分类模型能较好的解释斯堪的纳维亚加里东期造山带中的石榴橄榄岩的出露规律,岩石学及矿物学特征及不同期次矿物之间的年代学关系,但对于我国绿梁山石榴橄榄岩的成因分类仍需进一步研究。假设该分类模型能适用于大多研究程度较高的造山带石榴橄榄岩,起到决定性作用的两个分类参数为地幔楔形成初期的平均温度(T)及造山带岩石圈地幔的厚度(P)。熔融作用发生的时间及深度同样是区分不同类型石榴橄榄岩的重要因素。 相似文献
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蛇绿岩带是大陆造山带中残存的古大洋岩石圈和上地幔的残片,它记录了洋壳地幔的对流、变形、熔融以及交代过程;蛇绿混杂岩带是不同时代、不同大小、不同构造环境的沉积物及洋壳和上地幔的残片,经俯冲消减、碰撞后混杂堆积构成的无序组合带,它涵盖了洋盆形成、俯冲消亡、弧-弧或弧-陆碰撞到陆内汇聚的造山作用时空演化全过程.从班公湖蛇绿岩带内部结构、岩石学特征、地球化学特征等方面进行了详细的野外调查和研究,最后从地质构造、地球化学及区域对比3个方面,分析了班公湖蛇绿岩的形成环境. 相似文献
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东海地区高压-超高压变质带中变质橄榄岩及其原岩和成因类型的判别——以PP1孔和PP3孔为例 总被引：3，自引：0，他引：3
本文在总结全球地幔橄榄岩岩石学和地球化学特征的基础上,首次提出了一个用于判别HP-UHP变质带中变质橄榄岩原岩及其成因类型的判别图解.该图主要由镁铁总量MgO+(%)和一个参数m+f/si比值构成.另用Al2O3和CaO分别与MgO+(%)制成两个辅助图解,以示方辉橄榄岩和二辉橄榄岩之间在Al2O3和CaO含量上的分界.通过原岩判别结果和研究表明,PP3孔和PP1孔两者在变质组合、原岩成因类型、地球化学和变质条件方面存在一系列的重大差异.分别代表来自两种极端的地球化学类型和两种不同大地构造环境的UHP变质体.PP3钻孔以Ol+Gt+Cpx+Opx+Sp为变质矿物共生组合的含石榴石纯橄岩,其原岩系来自地幔残余成因的方辉橄榄岩遭受UHP变质作用的产物,它以成分高度均一,富Mg(Mg'=92),极端亏损不相容元素REE(∑REE<1×10-6可称为超亏损型)为特征.在变质相中仍保留原岩的残余矿物铬尖晶石(Sp),其成分显示蛇绿岩地幔橄榄岩的成分趋势.并出现以Gt和Sp共存相为特征的变质相.据实验结果(klemme,2004)表明该共存相的稳定域的P-T条件Cr-Sp可达7Gpa,T1400℃,即形成于200km的地幔深度.综合研究显示该孔变质橄榄岩原岩(方辉橄榄岩)具有大洋岩石圈地幔残余成因的某些印记,而不是同深度原生地幔岩相转变的产物.PP1孔变质橄榄岩是由无水矿物相(Ol+Opx+Cpx+Gt)+含水矿物相(Phl±Chu)组成的石榴石橄榄岩杂岩,其原岩来自两种不同成因的超镁铁岩系列:一为具地幔成因的方辉橄榄岩-二辉橄榄岩系列(可能相当于地幔楔中的Al型橄榄岩),另一部分(少数)来自具岩浆成因的超镁铁岩系列(纯橄岩-异剥橄榄岩-辉石岩组合,可能相当于A2型橄榄岩).该套变质橄榄岩,以成分高度不均一,极端富集REE(∑REE平均>20×10-6可称为超富集型)和大离子亲石元素(K、Ba、Rb)为特征.这种异常现象并不反映其原岩原有的地球化学特征,它可能是由于在俯冲过程中受到陆壳物质的污染,或壳-幔相互作用所致.据该孔变质相中缺乏Sp相,而以Gt为标志的变质相的事实,推断其形成的压力条件应>7Gpa, 即形成的深度应大于200km.上述研究表明在苏鲁UHP变质带中,不仅有来自大陆地幔楔中的地幔残余的UHP变质体,而且首次提出有可能来自大陆俯冲前锋具大洋岩石圈地幔性质的(蛇绿岩型地幔残片)变质体存在,这对揭示该区UHP变质带的形成和演化过程提供了新的信息. 相似文献
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强亲铁元素与亲石元素具有不同的地球化学行为，因此能够从不同的角度为造山带中超镁铁岩的成因及演化提供重要信息。位于苏鲁造山带东北端的胶东海阳所超镁铁岩主要由橄榄岩和辉石岩组成，它们常以团块状赋存于花岗质片麻岩中。虽然前人对这些超镁铁岩已经开展大量岩石学研究，但关于其成因及构造属性仍存在较大争议。本文开展了海阳所超镁铁岩的全岩主微量元素、强亲铁元素及Re-Os同位素的分析工作，结果显示蛇纹石化橄榄岩具有较高的MgO和Fe2O3T含量，较低的Al2O3、TiO2和CaO含量，明显富集流体迁移元素（U、Pb），亏损高场强元素（Zr、Hf），强亲铁元素没有发生明显分异，但Ru显示正异常，表明海阳所蛇纹石化橄榄岩是经历了低-中等程度部分熔融及熔/流体交代作用影响的残余地幔橄榄岩。海阳所辉石岩的主量元素表现出明显的结晶分异特征，稀土元素较原始地幔富集，铂族元素（PGEs）含量较低且发生了明显的分异，表明辉石岩的地幔源区经历过高程度的部分熔融和硫化物的分离。海阳所蛇纹石化橄榄岩的Os同位素地球化学特征表现出大洋亲和性，与辉石岩不具有熔体-残留体的关系。由于该地区发育较深层次的韧性剪切带，蛇纹石化橄榄岩中的橄榄石与辉石表现出韧性变形的特征，同时有辉石岩侵入到橄榄岩的现象，表明该地区的蛇纹石化地幔橄榄岩与辉石岩既不同时，也不同源，因此，暗示了该套岩石组合可能形成于大洋核杂岩（OCC）与洋脊型蛇绿岩（MOR）堆晶岩交互发育环境。 相似文献
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青藏高原地区广泛出露地幔橄榄岩体,但对其显微构造特征和矿物结构水的研究仍很缺乏。本文以马攸木地区雅江南带方辉橄榄岩为研究对象,采用光学显微镜、电子背散射衍射(EBSD)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其进行系统分析。研究结果表明:(1)马攸木地区雅江南带方辉橄榄岩中橄榄石发育扭折带和波状消光,并具有显著的结晶学优选方位(A型组构),指示其主导变形机制为位错蠕变;(2)红外光谱测试表明,马攸木方辉橄榄岩中橄榄石几乎没有明显的结构水吸收峰,推断其经历了明显的H丢失。斜方辉石含水量处于85wt ppm~209wt ppm之间,代表地幔源区含水量或其下限值;(3)该区橄榄岩中橄榄石含水量低于包体和造山带橄榄岩中橄榄石含水量,斜方辉石结构水含量则与包体和造山带橄榄岩中斜方辉石的可以比较。我们的研究结果为了解青藏高原地幔橄榄岩中橄榄石的结构水和变形机制提供了初步资料。 相似文献
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The basaltic achondrite, shergottite, nakhlite, and chassignite meteorites appear to define a petrological and geochemical sequence. Assuming that they developed from basaltic liquids produced by low pressure partial melting of plagioclase peridotites, their petrological and chemical distinctions can be understood in terms of the compositional differences between their source periodites. The source regions of basaltic achondrite magmas were alkali-poor, metal-bearing peridotites in which pigeonite and/or orthopyroxene was the only pyroxene. By simultaneously increasing the ratio of high-Ca pyroxene to low-Ca pyroxene, the alkali content of the feldspar, the oxidation state, and the overall volatile content of the basaltic achondrite source peridotite, peridotites capable of yielding the parent liquids of the shergottites can be produced. Further increases can produce peridotites capable of yielding the parent liquids of the nakhlites and chassignites.Addition of a volatile-rich component to the volatile-poor type of peridotite required for the source regions of the eucrites appears to be capable of producing the required series of peridotites. Alternatively, progressive volatile-loss from a volatile-rich material, possibly of roughly cosmic composition, could have produced this sequence of peridotites. A simple two-component model of planetary compositions is, to a first approximation, consistent with the petrology and chemistry of these igneous meteorite groups. 相似文献
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《China Geology》2020,3(2):299-313
Swarms of orthopyroxenite and websterite veins are found within Egiingol residual SSZ peridotite massif of Dzhida terrain (Central Asian Orogenic Belt, Northern Mongolia). The process of Egiingol pyroxenite veins formation is investigated using new major and trace element analyses of pyroxenite minerals, calculations of closure temperatures and composition of equilibrium melt. The pyroxenites show abundant petrographic and geochemical evidence for replacement of the residual peridotite minerals by ortho- and clinopyroxene due to melt-rock interaction. Relics of peridotite olivines are found in pyroxenites, Cr# of spinel increases from peridotites to pyroxenites, and compositions of ortho- and clinopyroxene change from peridotite to pyroxenite. The authors show that calculated equilibrium melts for investigated pyroxenites are very similar to compositions of boninite lavas from the Dzhida terrain. Therefore, formation of pyroxenite veins most likely resulted from percolation of boninite melts through the Egiingol peridotites. Orthopyroxenite veins formed at first, followed by websterite veins. Thus, the authors assume that pyroxenite veins represent the channels for boninitic melts migration in supra-subduction environment. 相似文献
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造山带橄榄岩记录了板块俯冲、碰撞、折返等复杂过程信息,可分为壳源和幔源两种类型.造山带橄榄岩（特别是幔源类型）中锆石极为罕见,锆石内部具有橄榄岩的特征矿物或组合包裹体说明这些锆石可以生长于地幔中.造山带橄榄岩在经历板块汇聚（例如超高压变质等）复杂作用过程中,经历了不同时期的熔/流体的交代作用,对橄榄岩的矿物组合和元素组成都能产生重要影响.橄榄岩中锆石作为典型的交代作用产物,它的形成受控于熔/流体的化学组成、来源属性以及形成物理化学环境等.幔源型造山带橄榄岩中锆石的形成过程可能包括:（1）锆石结晶能力强,在地幔环境变化中Zr优先与其他地幔硅酸盐矿物中的Si结合,形成锆石;（2）原始锆石的溶解和含Zr矿物相（如石榴石等）的破坏或晶间熔体析出,在亚固相线条件下形成锆石;（3）再循环地壳物质来源的熔/流体,交代地幔楔并结晶形成锆石.因此利用锆石可以揭示特定岩石圈域的演化历史,有助于深刻理解大陆克拉通及其边缘过程. 相似文献
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东秦岭河南伊川—湖北宜昌地学断面地壳岩石组成,化学成分及形成机制 总被引：9，自引：0，他引：9
系统测定了河南伊川－湖北宜昌地学断面及其邻区主要岩性９９件样品高温高压条件下地震纵波速Ｖｐ值，将结果与地表地质、地震测深获得的地壳速度结构资料相结合，建立了研究区内四个构造单元地壳岩石组成模型，估算出地壳各层的平均成分。秦岭地壳总体成分是闪长－花岗闪长质的，地壳分异程度较低，地完成分和地球物理研究结果表明，秦岭造山带在其发展过程中可能存在过板底垫托物质，但拆离作用已使现今造山带不存在山根，垫托物质很少或已返回上地幔。 相似文献
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The metamorphic core of the Betic-Rif orogenic chain (Alboran Domain) is made up of lower crustal rocks forming the envelope of the Ronda (Spain) and Beni Bousera (Morocco) peridotites. The deepest sections of the crustal envelopes are made of migmatitic granulites associated with diffuse acidic magmatic products, making these exposure and ideal site to investigate the textural and petrological connection between crustal anatexis and granite magmatism in the contintental crust. However, still debated is the timing of intracrustal emplacement of the peridotite bodies, with models proposing either Alpine (early Miocene) or Hercynian ages, and still uncertain is the linkage between peridotite emplacement and crustal anatexis. In this study, by combining rock textures with whole-rock geochemistry, metamorphic thermobarometry, the U-Pb zircon geochronology and the analysis of the garnet and zircon REE chemistry, we document the P-T-t evolution of the granulite facies migmatites that form the immediate envelope of the Beni Bousera peridotites of the Rif belt. A main episode of Permo-Carboniferous (ca. 300–290 Ma) deep crustal anatexis, melt extraction and migration is documented that we link to the crustal emplacement of the Beni Bousera peridotites during collapse of the Hercynian orogen. Correlation at a regional scale suggests that the Beni-Bousera section can be tentatively correlated with the pre-Alpine (Permo-Carboniferous) basement units tectonically interleaved within the orogenic structure of the Alpine chain. The results of this study provide ultimate constraints to reconstruct the tectono-metamorphic evolution of the Alboran Domain in the Western Mediterranean and impose re-assessment of the modes and rates through which Alpine orogenic construction and collapse occurred and operated in the region. 相似文献