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长江中下游地区蝌蚪山晚中生代玄武岩的地球化学研究: 岩石圈地幔性质与演化的制约 总被引：28，自引：0，他引：28
长江中下游地区繁昌火山盆地蝌蚪山晚白垩世玄武岩为硅饱和岩石, SiO2含量在 47.63%～ 50.02%之间,在 TAS图上位于碱性和亚碱性的分界线上,多数属于玄武岩,少数为粗面玄武岩. MgO含量较低( 3.72%～ 5.58%),但 Mg#值较高( 61～ 71).岩石富集大离子亲石元素 Ba、 Th、 U、 LREE和 Pb,亏损高场强元素 Nb、 Zr和 Ti,具富集的 Sr、 Nd和 Pb同位素组成.初始 87Sr/86Sr(t)比值介于 0.706 5～ 0.706 6之间,ε Nd(t)值介于-5.5～-7.3之间.在 87Sr/86Sr(t)-ε Nd(t)相关图上投在富集的第Ⅳ象限,并趋向于 EMⅡ地幔端员. 206Pb/204Pb(t)、 207Pb/204Pb(t)和 208Pb/204Pb(t)比值分别为 17.928～ 18.311、 15.426～ 15.621和 37.785～ 38.525,在 Pb同位素相关图上处在 DMM和 EMⅡ地幔端员之间.蝌蚪山玄武岩的地球化学特征表明其原始岩浆来源于岩石圈地幔,底侵到壳幔边界后曾有一段时间的滞留,并经历了一定程度的以橄榄石和斜方辉石为主的结晶分异,随后在上升过程中没有受到明显的地壳物质的混染.本地区晚中生代时期陆下岩石圈地幔具有同位素富集的性质,曾受到过古老俯冲事件中析出流体 /熔体的交代.与本地区新生代玄武岩地球化学性质的对比表明,从晚中生代至新生代,由于岩石圈拉张和软流圈的上涌,长江中下游地区发生了岩石圈的减薄,其过程和华北地块东部的岩石圈减薄事件基本一致.造成华北地块东部和华南地块东部的岩石圈减薄具有一致的动力学机制和背景,很可能是晚中生代时期古太平洋板块向亚洲大陆之下俯冲造成的弧后盆地的拉张减薄. 相似文献
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中国东部中生代岩浆作用与岩石圈减薄 总被引：14，自引：0，他引：14
对中国东部新生代玄武岩及其包体的Ｓｒ Ｎｄ 同位素资料的总结表明,中国东部现今岩石圈地幔具有强烈亏损性质,现今岩石圈地幔是新生的。岩石圈减薄主要发生在中生代晚期,并与中国东部大面积、强烈的中生代岩浆活动在时间上相对应,且具有自西向东岩石圈减薄逐渐增强的趋势。分析表明,中生代期间印度洋型软流圈地幔的侵入与中国东部的岩石圈减薄密切相关。 相似文献
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中国东部岩石圈减薄研究中的几个问题 总被引：198，自引：26，他引：198
中国东部岩石圈减薄是近 10年来国内外研究的热门课题 ,但关于岩石圈减薄的具体时间、机制及其构造控制因素 ,多有争论。根据目前的研究资料 ,文中对上述问题进行了全面的讨论。初步认为该岩石圈减薄发生在晚中生代 ,且在 12 0～ 130Ma的早白垩世达到高潮。综合分析认为 ,岩石圈的减薄与东侧太平洋板块的俯冲有关 ,即大洋板块的俯冲作用导致岩石圈加厚 ,进而发生岩石圈拆沉。Os同位素资料显示 ,由地幔橄榄岩包体所反映的新生代岩石圈地幔具有年轻性质 ,与古生代时的岩石圈地幔截然不同。因此笔者认为 ,中国东部现今的岩石圈地幔并不是减薄后的残留 ,它表明中生代时 ,岩石圈地幔和部分下地壳一起通过拆沉作用而沉入软流圈地幔 ,由此而导致软流圈地幔与地壳的直接接触。幔源岩浆的底侵及软流圈对地壳的直接加热作用 ,使上覆地壳发生大规模的岩浆和成矿作用 ,并导致中国东部中生代时期伸展构造的广泛发育。 相似文献
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华北东部中、新生代岩石圈地幔的不均一性：来自橄榄石的组成填图结果 总被引：10，自引：2，他引：10
华北中、新生代玄武质火山岩和基性脉岩携带的地幔橄榄岩捕虏体中橄榄石和/或橄榄石捕虏晶系统的组成填图显示华北东部中、新生代岩石圈地幔存在明显的时空分布规律和不均一性。这与通过岩石圈地幔源基性岩石的地球化学反演获得的华北中生代岩石圈地幔的时空不均一性及其块体特征完全一致。太行山和鲁皖地区新生代岩石圈地幔的差异演化主要反映古老地幔橄榄岩与熔体相互作用时熔体性质和来源的不同。同时,橄榄石 Fo 填图还揭示了郯庐断裂对华北东部中、新生代基性岩浆活动及其岩石圈地幔演化的重要制约作用。而且,华北东部中生代岩石圈减薄后尚存古老岩石圈地幔残留。因此,华北东部岩石圈减薄的整体拆沉模式很难成立。 相似文献
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中国东部中—新生代,下部岩石圈存在壳与幔、岩石圈与软流圈两个相互作用带,它们是重要的岩浆源区,在层圈相互作用中,热和物质的交换及其动力学过程是引起中、新生代岩石圈内部层圈间的厚度调整、岩石圈不均匀减薄以及区域构造-岩浆-成矿作用的重要机理。大陆内部的壳-幔作用有3种类型:地幔来源的底侵熔体与下地壳的作用;下地壳拆沉进入弱化(weakening)了的岩石圈地幔二者发生的作用以及陆-陆碰撞深俯冲带的壳-幔相互作用。它们形成的火山岩组合有一定的差别,但源区都含有地壳组分。岩石圈-软流圈的作用带也是重要的岩浆源区,源区是以软流圈地幔为主,基本不含地壳组分。东部岩石圈的减薄时间大体与出现大规模软流圈来源的玄武岩喷发的时间一致,也与上述两类层圈作用转换的时间一致,大约在100Ma以后。 相似文献
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太行山重力梯度带的形成与华北岩石圈减薄的时空差异性有关 总被引：18，自引：0，他引：18
通过对比华北太行山重力梯度带两侧新生代玄武岩及其中幔源包体的成分, 发现: (1)华北东、西部新生代玄武岩具有相反的演化趋势, 说明新生代以来西部岩石圈逐渐减薄, 而东部岩石圈逐渐加厚; (2)西部岩石圈地幔组成相对复杂, 年龄多为晚太古代-元古代; 而东部岩石圈地幔组成相对单一, 年龄多为现代值, 少数为元古代; (3)西部壳幔过渡带较厚而东部较薄, 反映两地不同的岩浆底侵作用程度.华北岩石圈组成的空间不均一性可能与岩石圈减薄过程的时空差异有关. 岩相古地理分析说明太行山重力梯度带的雏形形成于早白垩世, 与华北中生代岩浆活动的高峰相吻合.由于岩浆作用与岩石圈减薄作用密切相关, 因此认为华北岩石圈减薄的时空不均一性是形成太行山重力梯度带的重要机制. 相似文献
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华北东部橄榄岩与岩石圈减薄中的地幔伸展和侵蚀置换作用 总被引：24，自引：3，他引：24
对比分析了华北不同时代捕虏体橄榄岩及其南部超高压地质体橄榄岩的矿物化学。具古老难熔岩石圈地幔特征的橄榄岩是古生代金伯利岩捕虏体和早中生代苏鲁变质带地质体的主要岩石类型。具这一性质的橄榄岩也构成了河南鹤壁上新世玄武岩捕虏体的主体部分,并可以在辽宁阜新晚中生代玄武岩中被发现。具饱满岩石圈地幔性质的橄榄岩则是阜新晚中生代火山岩、特别是郯庐断裂带(山旺)及其附近地区(栖霞)中新世玄武岩捕虏体的主要类型。从华北东部已有的捕虏体橄榄岩及地质体橄榄岩所表现出的新生饱满与古老难熔地幔的时、空分布特点,即有些地区捕虏体橄榄岩表现出不同性质地幔共存现象(如阜新、鹤壁)或橄榄石Mg#呈渐变关系看:克拉通岩石圈地幔因扬子板块俯冲所引起的早期(如早中生代)地幔伸展、和晚中生代—渐新世因太平洋俯冲所引起的热扰动的软流圈物质上涌对古老地幔产生强烈的侵蚀作用(引起岩石圈的巨大减薄);中新世以来的软流圈热沉降作用出现新生岩石圈地幔并表现为岩石圈的小幅增厚,从而实现地幔置换过程和华北东部岩石圈的整体减薄过程。岩石圈幔内薄弱带及岩石圈深断裂(如郯庐断裂带)起了软流圈物质侵蚀古老岩石圈地幔的通道作用并导引着深部物质运移和不规则减薄作用等。个别地区(如阜新)强烈的软流圈上涌于晚中生代就已经开始,显示地幔置换作用的强烈不均一性。 相似文献
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华北东南部中生代岩石圈地幔性质、组成、富集过程及其形成机理 总被引：30，自引：7，他引：30
本文通过对我国华北东南部中生代幔源岩浆活动的时空分布规律及其地球化学特征的系统总结来进一步厘定该地区中生代岩石圈地幔的性质和组成,并通过与华北内部如鲁中地区中生代岩石圈地幔的对比研究探讨华北东部岩石圈的时空演化规律、富集过程及其形成机理。幔源岩石的 Sr-Nd-Ph 同位素特征表明华北东部中生代岩石圈地幔存在明显的时空不均匀性,其中心部位如鲁中地区以弱富集地幔为主体;而东南部如鲁西南和胶东地区则为类似 EM2型地幔(~(87)Sr/~(86)Sr_i 可高达0.7114)。华北东南部中生代岩石圈地幔随时间的演化特征也很明显。这些幔源岩石的地球化学特征和玄武岩中地幔岩捕虏体(橄榄岩和辉石岩)和捕虏晶(橄榄石和辉石)的组成和结构特征皆证明华北东南部中生代岩石圈地幔曾受到过富硅熔体的强烈改造。橄榄岩-熔体的相互反应是该区岩石圈改造和组成转变的重要方式,从而造成古生代高镁橄榄岩转变为晚中生代低镁橄榄岩和辉石岩。进入岩石圈地幔的熔体具下/中地壳物质重熔的特征,从而导致该区晚中生代岩石圈地幔的快速富集。有关华北东部中生代岩石圈减薄和改造的时限、过程和机制等问题也进行较详细的讨论。 相似文献
10.
内蒙古贝力克玄武岩地球化学特征及地质意义 总被引：5，自引：2，他引：3
内蒙贝力克地区存在一片面积为400km2、以发育三级熔岩台地为特征的新生代玄武岩,台地时代分别为2.31 ～2.41Ma、1.56～1.61Ma、0.51～0.61Ma.岩性为具有过渡性质的拉斑玄武岩,分为石英拉斑玄武岩与橄榄拉斑玄武岩,它们都起源于具有交代性质的石榴石橄榄岩源区.地球化学特征显示这两种岩性之间没有演化关系,而是源区不同程度、深度部分熔融的结果;并且在上升过程中,都受到下地壳麻粒岩的混染作用,其中石英拉斑玄武岩混染程度最大.大地构造背景上,贝力克与赤峰同处在兴蒙造山带南缘,它们表现出与华北西部北缘(集宁、大同、汉诺坝、繁峙)相似的岩浆源区和岩石圈地幔热状态,但不同的富集岩石圈地幔类型,即兴蒙造山带南源呈现DMM-EMⅡ特点,而华北西部北缘具有DMM-EM Ⅰ混合趋势.这种差异可能与岩石圈地幔不同的时代及构造背景有关.在软流圈熔体与上覆岩石圈地幔相互反应的拉斑玄武岩成因模式基础上,认为华北岩石圈减薄现象不仅局限于克拉通内部,其处在克拉通西北部,乃至兴蒙造山带南缘也同样经历了岩石圈减薄过程,只是存在不同时间、程度的岩石圈减薄过程. 相似文献
11.
庐枞早白垩世火山岩的地球化学特征及其源区意义 总被引：38，自引：1，他引：37
从中生代到新生代,华北东部岩石圈地幔发生了减薄以及地球化学性质置换, 而扬子地块东部中生代岩石圈地幔也表现出类似的过程,对中生代火山岩的地球化学研究有助于了解这一变化过程以及发生置换时的时空关系。庐枞火山岩出露于扬子地块东部,为一套包括粗玄岩–玄武粗安岩–粗面岩的富碱橄榄安粗岩系。研究了双庙组基性火山岩,这些岩石富集Rb,K,Sr,Th和轻稀土元素,亏损高场强元素。(87Sr/86Sr)i = 0.7060~0.7063,εNd(t )=-3.9~-6.2,(206Pb/204Pb)i=17.788~18.125,(207Pb/204Pb)i= 15.511~15.546,(208Pb/204Pb)i =37.735~38.184。在喷出地表过程中,火山岩没有受到明显的地壳物质混染,因此元素和同位素组成反映了地幔源区的地球化学特征。
其地幔源区具有同位素富集特征,表明火山岩源区曾受到地壳物质的影响,是富集地幔部分熔融的产物,并经历明显的结晶分异作用。庐枞火山岩的岩浆成分和源区特征反映该地区在晚中生代岩石圈地幔的伸展和软流圈地幔上涌的演化过程。 相似文献
12.
Hong-Fu Zhang Steven L. Goldstein Xin-Hua Zhou Min Sun Jian-Ping Zheng Yue Cai 《Contributions to Mineralogy and Petrology》2008,155(3):271-293
The ages of subcontinental lithospheric mantle beneath the North China and South China cratons are less well-constrained than
the overlying crust. We report Re–Os isotope systematics of mantle xenoliths entrained in Paleozoic kimberlites and Mesozoic
basalts from eastern China. Peridotite xenoliths from the Fuxian and Mengyin Paleozoic diamondiferous kimberlites in the North
China Craton give Archean Re depletion ages of 2.6–3.2 Ga and melt depletion ages of 2.9–3.4 Ga. No obvious differences in
Re and Os abundances, Os isotopic ratios and model ages are observed between spinel-facies and garnet-facies peridotites from
both kimberlite localities. The Re–Os isotopic data, together with the PGE concentrations, demonstrate that beneath the Archean
continental crust of the eastern North China Craton, Archean lithospheric mantle of spinel- to diamond-facies existed without
apparent compositional stratification during the Paleozoic. The Mesozoic and Cenozoic basalt-borne peridotite and pyroxenite
xenoliths, on the other hand, show geochemical features indicating metasomatic enrichment, along with a large range of the
Re–Os isotopic model ages from Proterozoic to Phanerozoic. These features indicate that lithospheric transformation or refertilization
through melt-peridotite interaction could be the primary mechanism for compositional changes during the Phanerozoic, rather
than delamination or thermal-mechanical erosion, despite the potential of these latter processes to play an important role
for the loss of garnet-facies mantle. A fresh garnet lherzolite xenolith from the Yangtze Block has a Re depletion age of
∼1.04 Ga, much younger than overlying Archean crustal rocks but the same Re depletion ages as spinel lherzolite xenoliths
from adjacent Mesozoic basalts, indicating Neoproterozoic resetting of the Re–Os system in the South China Craton. 相似文献
13.
中国东部中新生代火山作用的pTtc模型与岩石圈演化 总被引：8，自引：0，他引：8
中国东北和华北地区中新生代火山岩的岩石化学研究表明 ,中新生代火山作用的深部过程均为逆时针的pTt轨迹 ,表现为岩浆源区从逐渐上升到下降的过程。中新生代火山作用的深部过程揭示的岩石圈演化历史为 :早侏罗世至早白垩世早期 ,岩石圈演化主要表现为逐渐减薄的过程 ,直至出现软流圈与地壳直接接触。从早白垩世晚期至中生代末 ,岩石圈演化为一增生过程。第三纪岩石圈演化为减薄过程 ,而到第四纪为岩石圈增生过程。中国东部现代岩石圈地幔是由中生代晚期 (K1末—K3)和第四纪两次增生事件形成的 相似文献
14.
The mechanism and process of lithospheric thinning beneath the North China Craton (NCC) are still debated. A key criterion in distinguishing among the proposed mechanisms is whether associated continental basalts were derived from the thinning lithospheric mantle or upwelling asthenosphere. Herein, we investigate the possible mechanisms of lithospheric thinning based on a systematic Re–Os isotopic study of Mesozoic to Cenozoic basalts from the NCC. Our whole-rock Re–Os isotopic results indicate that the Mesozoic basalts generally have high Re and Os concentrations that vary widely from 97.2 to 839.4 ppt and 74.4 to 519.6 ppt, respectively. They have high initial 187Os/188Os ratios ranging from 0.1513 to 0.3805, with corresponding variable γOs(t) values (+20 to +202). In contrast, the Re–Os concentrations and radiogenic Os isotope compositions of the Cenozoic basalts are typically lower than those of the Mesozoic basalts. The lowest initial 187Os/188Os ratios of the Cenozoic basalts are 0.1465 and 0.1479, with corresponding γOs(t) values of +15 and +16, which are within the range of ocean island basalts. These new Re–Os isotopic results, combined with the findings of previous studies, indicate that the Mesozoic basalts were a hybrid product of the melting of pyroxenite and peridotite in ancient lithospheric mantle beneath the NCC. The Cenozoic basalts were derived mainly from upwelling asthenosphere mixed with small amounts of lithospheric materials. The marked differences in geochemistry between the Mesozoic and Cenozoic basalts suggest a greatly reduced involvement of lithospheric mantle as the magma source from the Mesozoic to the Cenozoic. The subsequent lithospheric thinning of the NCC and replacement by upwelling asthenospheric mantle resulted in a change to asthenosphere-derived Cenozoic basalts. 相似文献
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论燕山运动的深部地球动力学本质 总被引：109，自引：0，他引：109
对中国东部新生代玄武岩及其包体的矿物学、岩 石学和地球化学研究的总结发现,中国东部在燕山期主要表现为岩石圈的减薄,并在其东部 出现软流圈地幔与地壳直接接触的独特地质现象。早先应该存在的古老岩石圈地幔大多由于 拆沉作用而不复存在,现今岩石圈 地幔主体是在燕山晚期及其以后形成的。因此,中国东部燕山运动的本质就是岩石圈的减薄 乃至岩石圈地幔的消失。研究认为,这种岩石圈减薄的触发因素可能与当时东侧大洋板块的 俯冲有关。软流圈地幔与地壳直接接触的动力学效应是产生强烈的岩浆板底垫托作用及相伴 随的深部地壳的高温变质作用和部分熔融作用,形成巨量岩浆的侵位与喷发,并造成新生地 壳的显著增生和原有地壳的重新调整。同时,这种地球动力学过程将携带大量地幔物质（包 括成矿物质）进入地壳,并形成地壳尺度的大规模流体循环,从而产生大面积、突发性的巨 量成矿作用。 相似文献