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岩浆底侵作用与汉诺坝现今壳-幔边界组成--捕虏体岩石学与地球化学证据 总被引：2，自引：0，他引：2
从汉诺坝新生代玄武岩中岩浆底侵成因的麻粒岩相和榴辉岩相堆晶岩、橄榄岩和辉石岩捕虏体的岩石矿物组合、岩石结构、矿物学、主微量元素和同位素地球化学特征, 讨论和限定了壳-幔边界岩石组成, 并得到岩石高温高压波速实验和深部地球物理探测结果的支持. 现今下部下地壳主要由麻粒岩相镁铁质堆晶岩(以斜长二辉岩为主)组成; 壳-幔过渡带主要由榴辉岩相石榴辉石岩、辉石岩和尖晶石二辉橄榄岩等组成; 太古代地体麻粒岩只是名义上的早期下地壳. 发生在壳-幔边界的岩浆底侵作用导致地壳的垂向增生和壳-幔过渡带的形成, 是显生宙以来壳-幔边界组成和化学调整的重要机制. 相似文献
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通过对采自河北汉诺坝玄武岩中的下地壳和上地幔包体的详细研究 ,建立了本区下地壳—上地幔地温线。该地温线高于大洋地温线和古老地盾地温线 ,接近克拉通边缘的地温线 ,符合该区的大地构造环境。由该地温线建立的下地壳—上地幔地质结构剖面表明 ,该区下地壳主要由不同类型的麻粒岩相岩石组成 ,其化学成分以镁铁质为主 ,深度范围为 2 5～ 4 2km。上地幔由超镁铁质的二辉橄榄岩组成 ,在尖晶石二辉橄榄岩和石榴石二辉橄榄岩之间有一过渡层。由地温线确定的壳幔边界位于 4 2km附近 ,与地震资料确定的莫霍面一致 ,但在壳幔边界之上的下地壳底部有下地壳麻粒岩和超镁铁质岩的互层。这一现象可以解释在下地壳底部常见的层状反射层。该区岩石圈底界大约在 95km ,其下的软流层仍由石榴石二辉橄榄岩组成 相似文献
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以碧溪岭榴辉岩和大麻坪尖晶石二辉橄榄岩为起始原料,在压力2.0GPa,温度1250～1400℃条件下进行榴辉岩熔体-橄榄岩反应的高温高压实验.实验结果显示,在榴辉岩熔体-二辉橄榄岩反应过程中,熔体消耗橄榄岩中的橄榄石和斜方辉石生成单斜辉石.实验产物的岩石序列为橄榄岩-辉石岩-石榴辉石岩,与Liu等在华北克拉通内部的汉诺坝地区发现的大量中生代地幔复合包体结构非常吻合.在温度1300和1350℃时,榴辉岩熔体-二辉橄榄岩反应产生的熔体具有高镁安山岩的成分特征(Mg#>45),表明榴辉岩熔体-橄榄岩反应可能是高镁安山岩形成的主要原因之一.实验结果表明华北克拉通下地壳榴辉岩在中生代可能发生过拆沉作用;榴辉岩拆沉进入软流圈地幔后,部分熔融产生的熔体可以消耗岩石圈地幔橄榄岩,导致华北克拉通的减薄,从而为华北克拉通岩石圈地幔被软流圈地幔改造的熔体-橄榄岩反应机制提供实验约束. 相似文献
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内蒙古赤峰和宁城地区早中生代闪长岩中发现了麻粒岩捕虏体,其主要组成矿物为紫苏辉石、透辉石和斜长石,含有少量的黑云母、角闪石及钛铁矿.麻粒岩具粒状变晶结构和弱片麻状构造.有些样品中出现大量由拉长石和蠕虫状紫苏辉石构成的交生结构,并偶见中长石和拉长石颗粒周围发育由倍长石和蠕虫状紫苏辉石构成的环边,指示早期可能存在过石榴石并分解于随后减压作用中.有些样品中出现变余辉长结构以及紫苏辉石内部存在叶片状透辉石,说明其原岩为苏长岩或辉长岩.变质作用研究和温压计算表明该区麻粒岩捕掳体经历了如下变质演化过程：（1）一套侵位于下地壳的辉长苏长岩发生等压冷却形成可能含有石榴石的高压麻粒岩;（2）之后被闪长岩浆捕获并快速上升,发生等温降压变成低压二辉麻粒岩;（3）伴随闪长岩冷却结晶,二辉麻粒岩发生等压降温,发生了不同程度的退变质作用.由基性岩浆底侵作用形成的以辉石岩为主的堆晶岩和由辉长-苏长岩冷却形成的中-高压麻粒岩共同组成了该区早中生代更新的下地壳. 相似文献
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莫霍面是地壳和上地幔的边界,但莫霍面并不是一个简单的"面",而是一个反映地壳和地幔物质交换、相互作用等动力学意义的"过渡带".本文综合深地震反射、宽角地震折射和高温高压岩石物理实验结果,确定壳-幔过渡带的地震P波速度变化范围为6.8~7.5 km·s-1.在克拉通等构造活动稳定地区壳-幔过渡带内的速度梯度强且壳-幔过渡带厚度薄,而在造山带等构造活动区域壳-幔过渡带内的速度梯度弱且壳-幔过渡带厚.中国东部地区的壳-幔过渡带的平均厚度约为5~10 km,在四川盆地下方最薄（<5 km）,而在华北克拉通中部造山带下方的壳-幔过渡带最厚（~30 km）.综合地球化学结果,华北中部巨厚壳-幔过渡带主要是幔源岩浆的底侵作用和堆晶作用而形成. 相似文献
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新生代火山岩中的幔源包体可以提供有关上地幔的直接信息。通过对采自甘肃宕昌县好梯乡的幔源橄榄岩包体的详细研究 ,探讨该地区上地幔的热结构和流变学特征 ,并与华北地区进行对比。研究结果表明 ,该区自壳幔边界以下至 75km深处的上地幔主要由尖晶石二辉橄榄岩组成 ,75km以下则主要由石榴石二辉橄榄岩组成 ,方辉橄榄岩只占少数 ;与华北地区没有明显的差异。由包体平衡温度、压力建立的上地幔地温线低于华北地区地温线 ;确定的壳幔边界在 5 2km左右 ,莫霍界面附近为下地壳物质与尖晶石二辉橄榄岩的过渡带 ;岩石圈底界深度约为 12 0km左右。根据包体的研究结果建立了研究区上地幔的差异应力、应变速率和等效黏滞度剖面。结果表明 ,该区新生代时期存在软流层的底辟 ,以及相应的岩石圈的减薄 ,但其规模明显小于华北地区。这些结果表明该区处在中国东部大陆裂谷带和中国中部克拉通块体群的过渡带 相似文献
9.
在压力3
GPa, 温度1450～1600 K, 应变速率10-4～10-5 s-1条件下,
对深俯冲带和上地幔中两种重要岩石(榴辉岩和方辉橄榄岩)的流变性质进行了实验研究,
获得了榴辉岩在超高压条件下的流变参数, 应力指数为3.4, 活化能为480
kJ/mol, 活化体积为12 cm3/mol.
实验结果表明具有中等石榴石含量榴辉岩的流变强度与方辉橄榄岩的流变强度在上地幔浅部条件下基本相当,
是多晶绿辉石岩强度的2～3倍和多晶石榴石岩强度的一半.
随榴辉岩中石榴石含量的逐步增加, 岩石的整体流变强度也不断增大.
在实验研究基础上,
计算了不同板块汇聚速率条件下深俯冲大洋岩石圈在不同深度层次上的流变强度,
以及橄榄岩和榴辉岩上地幔流变强度随深度的变化. 研究表明,
俯冲洋壳从下覆的上地幔拆离出来最有可能发生在缓慢俯冲的热俯冲带中;
而快速俯冲的冷俯冲带, 俯冲地壳与上地幔之间在强度上是耦合的,
发生拆离的可能性不大.
过渡带是上地幔中除岩石圈地幔外的高强度和高黏度层. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2010,(12)
腾冲黑空山粗安岩中含有较多的镁铁质和超镁铁质微型包体,主要为辉长岩类、辉石岩类和极少量的二辉橄榄岩,直径多小于2.5cm.辉长岩类包体具有"开放"结构,常有气孔和基质的贯入,辉石岩类包体以等粒结构和镶嵌结构为特征,它们的矿物成分与熔岩斑晶(斜长石+单斜辉石+斜方辉石)成分相近.辉长岩类和辉石岩类包体平衡温度为1000～1125℃,与熔岩斑晶结晶温度(998～1108℃)基本一致.辉长岩和辉石岩类包体结构和成分均有别于下地壳和幔源包体,应来源于岩浆房内部,其中辉长岩类包体是岩浆上升到岩浆房顶部时结晶作用后形成的晶体-气泡-液体带,而辉石岩类包体则岩浆房底部形成的堆积体.极少量的二辉橄榄岩包体具残斑结构,组成矿物及成分类似于我国东部幔源包体特征,来源于上地幔,由补给岩浆将其带入岩浆房中,并且在岩浆喷发到地表之前可能经受过冷却作用.包体的形成过程反映了岩浆的上升、停留、演化和喷发过程. 相似文献
11.
华北克拉通早中生代麻粒岩捕虏体的发现 总被引：21，自引：1，他引：20
报道的在内蒙古喀喇沁地区发现的早中生代基性麻粒岩捕虏体,按照其矿物组合可分为二辉石麻粒岩、单辉麻粒岩和紫苏辉石麻粒岩,其原岩主要为辉长岩类岩石．捕虏体麻粒岩中变质成因锆石 Ｕ－Ｐｂ年龄为 ２５１ Ｍａ,单矿物紫苏辉石 Ｋ－Ａｒ年龄为 ２２９Ｍａ,分别代表捕虏体麻粒岩相变质作用与冷却年龄．捕虏体的寄主岩石为早中生代黑云母石英闪长岩,其全岩的Ｋ－Ａｒ年龄为２ １９ Ｍａ．这些基性麻粒岩捕虏体的发现证实了华北克拉通早中生代底侵作用的存在,为进一步研究该区早中生代壳幔相互作用提供了重要证据． 相似文献
12.
大洋深俯冲带流变性质及其地球动力学意义——来自地幔岩高温高压实验的启示 总被引：4，自引：0，他引：4
在压力3GPa,温度1450～1600K,应变速率10-4～10-5s-1条件下,对深俯冲带和上地幔中两种重要岩石（榴辉岩和方辉橄榄岩）的流变性质进行了实验研究,获得了榴辉岩在超高压条件下的流变参数,应力指数为3.4,活化能为480kJ/mol,活化体积为12cm3/mol.实验结果表明具有中等石榴石含量榴辉岩的流变强度与方辉橄榄岩的流变强度在上地幔浅部条件下基本相当,是多晶绿辉石岩强度的2～3倍和多晶石榴石岩强度的一半.随榴辉岩中石榴石含量的逐步增加,岩石的整体流变强度也不断增大.在实验研究基础上,计算了不同板块汇聚速率条件下深俯冲大洋岩石圈在不同深度层次上的流变强度,以及橄榄岩和榴辉岩上地幔流变强度随深度的变化.研究表明,俯冲洋壳从下覆的上地幔拆离出来最有可能发生在缓慢俯冲的热俯冲带中;而快速俯冲的冷俯冲带,俯冲地壳与上地幔之间在强度上是耦合的,发生拆离的可能性不大.过渡带是上地幔中除岩石圈地幔外的高强度和高黏度层. 相似文献
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藏南定结铁镁质麻粒岩矿物化学、PTt轨迹和折返过程 总被引：14，自引：0，他引：14
定结铁镁质麻粒岩出露于藏南拆离系和申扎-定结伸展构造系交汇处的高喜马拉雅岩系糜棱岩化片麻岩内, 以不同规模的透镜状包体沿着糜棱面理分布, 主要岩石类型包括退变石榴石斜长辉石岩、石榴石二辉麻粒岩和辉石斜长角闪岩等. 详细的岩相学分析表明这些铁镁质麻粒岩经历了至少四个阶段的变质演化, 早期形成了石榴石+单斜辉石+石英(榴辉岩)矿物组合(M1)、早期降压分解形成斜长石+单斜辉石后成合晶构成的高压麻粒岩矿物组合(M2)、晚期降压分解形成的斜长石+单斜辉石+紫苏辉石后成合晶构成的麻粒岩相矿物组合(M3)和最后降温水化形成的斜长石+角闪石退变质矿物组合(M4). 详细的矿物电子探针成分分析表明早期石榴石和单斜辉石(M1和M2)矿物成分与B类和C类榴辉岩同类矿物的成分特征相似, M3单斜辉石与麻粒岩相单斜辉石的成分特征一致. 早期残晶矿物组合形成于榴辉岩相(M1), 早期降压分解(M2)反应发生于1.35~1.48 GPa, 625~675℃, 降压分解的M3麻粒岩相变质阶段矿物组合形成于0.7~0.95 GPa, 775~900℃, M4退化变质的斜长石+角闪石矿物组合形成于4.0~7.5 GPa、660~700℃, 记录了俯冲增厚－构造隆升的PTt轨迹. 矿物化学特征和不同阶段变质作用的P-T条件表明早期经历了榴辉岩相变质作用. 折返过程中经历了榴辉岩相构造隆升、榴辉岩-高压麻粒岩相到麻粒岩相均衡隆升和伸展隆升的三阶段折返过程. 相似文献
14.
冀东地区的古老变质岩系是一个出露的大陆地壳断面。根据变质岩系的变质相、亚相的研究和地质温压计计算的结果推定的深度,并结合地球物理测深资料,以及笔者测定和前人的岩石高压下波速实验资料提出了本区大陆地壳结构的岩石学模型。下地壳由麻粒岩相岩石组成,上部为角闪石麻粒岩亚相的中性成分的麻粒岩,下部为辉石麻粒岩亚相的基性成分的麻粒岩构成,底部夹有透镜状蛇纹石化橄榄岩以及紫苏花岗岩。中地壳主要由高角闪岩相的中性-中酸性成分的片麻岩、片岩构成,顶部为低角闪岩相的片麻岩、片岩,广泛发育英云闪长岩和花岗闪长岩岩体,含隙间高温流体相(fluid phase),形成高导-低速层。上地壳主要为绿片岩相(部分低角闪岩相)的板岩、千枚岩、片岩、变粒岩以及花岗岩组成,顶部为沉积盖层 相似文献
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大别山北麓尖晶石橄揽岩中石榴辉石岩包体的成因 总被引：6，自引：0，他引：6
最近在大别山北坡霍山铙钹寨等地的超基性岩中发现了石榴辉石岩的包体．石榴辉石岩草绿色致密块状,呈分米级的块体出现于蛇纹石化强烈的橄榄岩中．主要矿物组成是：石榴子石（Ｐｒｐ ２５－３５）,钠质普通辉石（Ｊｄ１０－２５）和少量的钛铁矿．有相当显著的退变质现象,退变质有两期：麻粒岩相矿物组合,明显地被角闪岩相所切割．石榴辉石岩的寄主岩是尖晶石橄榄岩类．包括尖晶石方辉橄榄岩和尖晶石二辉橄榄岩,由于强烈的蛇纹石化,残余的橄榄石（Ｆｏ９２－９３）仅占５％－４０％,斜方辉石富镁（Ｅｎ８７－９３）并有解理弯曲等韧性变形现象．采用Ｅｌｌｉｓ和Ｇｒｅｅｎ（１９７９）及Ｋｒｏｇｈ（１９８８）石榴子石单斜辉石Ｆｅ－Ｍｇ交换平衡温度计,计算出石榴辉石岩的Ｆｅ－Ｍｇ分配系数（ＫＤ）为４．０６－５．２８．温度Ｔ＝ ７９３°－９１９℃,估算压力 Ｐ＝１．５ ＧＰａ．可以推测该橄榄岩体是从深度约 ６０ ｋｍ的地慢,固态侵位于下地壳,而后与之一起隆升到地表．显然,此种石榴辉石岩与其寄主岩之间具有密切的成因联系．石榴辉石岩和橄榄岩的稀土配分型式及其他地球化学特征均说明它们的化学性质相当于大陆地幔部分熔融所形成的玄武岩熔体及其残留体 相似文献
16.
大别山西期镁铁质—超镁铁质岩特征成成因讨论 总被引：2，自引：0，他引：2
根据近期1：5万区调和科研成果，认为大别山镁铁质－超镁铁质岩或两期：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一超镁铁质岩，前者由橄榄岩，橄辉石，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应位的；后者由辉石岩，新闪岩，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、地球化学等详细地研究表明，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。 相似文献
17.
铜陵矿集区侵入岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其深部动力学背景 总被引：17，自引：0，他引：17
选取铜陵矿集区5个典型的中生代侵入岩体——沙滩脚石英二长斑岩、冬瓜山辉石二长岩、新桥二长岩、凤凰山花岗闪长岩、小铜官山石英二长闪长岩,进行了系统的SHRIMP锆石U—Pb定年,给出了（151．8±2．6）～（142．8±1．8）Ma的年龄值,对该区侵入岩的形成时代提供了精确约束,表明晚侏罗世末是该区岩浆活动的高峰期．岩浆侵入的总体顺序为石英二长（斑）岩→二长岩→花岗闪长岩→石英二长闪长岩→辉石二长闪长岩→辉长辉绿岩．不同岩性的侵入岩具不同的结晶年龄可能说明了铜陵地区侵入岩经历了深部岩浆的演化过程．这种岩浆的演化过程和该区当时深部地球动力学背景有密切的关系．提出了研究区深部构造和岩浆演化的动力学模型：T3末期,扬子与华北块体完成拼合,铜陵地区进入新的挤压造山运动期,即进入了太平洋动力学体系．J2-J3期间,随着Izanagi板块向欧亚板块之下俯冲,该区受到的北西向挤压作用,形成北东向褶皱,并导致地壳增厚．在地壳下部形成高密度的榴辉岩相岩石,造成深部岩石圈地幔及下地壳拆沉,诱使热的软流圈物质上涌,减压熔融产生的玄武质岩浆发生底侵作用,并引起下地壳受热熔融产生花岗质岩浆．这些岩浆经过不同的作用过程最终沿深大断裂上侵（J3-K1）．测年结果表明该区岩石圈地幔和下地壳的拆沉作用至少在晚侏罗世中晚期就已经开始,并造成岩石圈的急剧减薄,中上地壳发生强烈的伸展作用,形成盖层间、基底与盖层问、中下地壳等大量的滑脱构造,构成了岩石圈构造分层或拆离作用．老的岩浆成因继承核（747～823Ma范围内的3个一致年龄）的存在支持铜陵地区在新元古代存在明显的岩浆作用,同时说明中生代侵入岩的形成有较多的新元古代火成岩源岩的参与． 相似文献
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华南沿海基性麻粒岩捕虏体的地球化学研究和下地壳组成 总被引：11，自引：2，他引：11
华南沿海新生代火山岩中的麻粒岩捕虏体都是镁铁质的, 分为岩浆麻粒岩和堆晶麻粒岩. 前者具有与大陆火山弧玄武岩相似的不相容微量元素模式; 后者亏损K2O和P2O5以及大离子亲石元素. 华南麻粒岩捕虏体是晚中生代玄武质岩浆底侵于壳幔边界结晶-变质形成. Sr和Nd同位素特征显示麻粒岩母岩浆受到了陆壳物质混染, 它们的变化由AFC成岩模式控制. 微量元素和常量元素的变化主要受结晶分异控制. 捕虏体麻粒岩与研究区地表出露的晚中生代辉长岩和玄武岩的地球化学特征一致, 它们很可能是同一时期相同构造背景下岩浆活动的产物. 华南同时代花岗质岩浆的形成与这期强烈的基性岩浆活动有关. AFC模拟和现有资料显示, 华南下地壳主要由早中元古代变质岩和中生代底侵形成的基性麻粒岩构成. 相似文献
20.
《中国科学:地球科学》2015,(9)
大别-苏鲁造山带橄榄岩原岩属性可分为壳源和幔源橄榄岩,它们在矿物结构、变质演化以及全岩和单矿物化学成分上存在一系列差别.幔源橄榄岩来自于俯冲板块之上的古老华北克拉通岩石圈地幔,记录了俯冲板块与地幔楔之间相互作用的信息.石榴橄榄岩峰期条件下都显示石榴石和尖晶石共存,石榴石和尖晶石的稳定性和成分都受全岩富化程度控制,尖晶石成分不能用来判别部分熔融程度.难熔幔源纯橄岩中普遍发育低Mg高Ca橄榄石取代早期斜方辉石结构,指示硅不饱和熔体-橄榄岩反应过程,它可能是导致纯橄岩Re-Os同位素年龄偏年轻的原因之一.幔源橄榄岩/辉石岩中的金红石、钛斜粒硅镁石和锆石是俯冲地壳熔/流体迁移高场强元素进入地幔楔的直接矿物学证据,只有通过精细的原位元素和同位素工作,才能准确限定交代介质来源、时间和交代过程.大陆俯冲带地幔楔氧逸度变化范围宽泛(FMQ=5.50~1.75),并随深度增加而减小,但其氧逸度计算结果受矿物组合、温压条件以及折返过程中的脱氢-氧化作用等因素影响.本文对橄榄岩-辉石岩复杂体系相关系、大陆俯冲之前的地幔过程、地壳交代对地幔楔元素-同位素-氧逸度以及物理性质的改造等重要研究方向提出了建议. 相似文献