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华北岩石圈减薄与克拉通破坏研究的主要学术争论 总被引：114，自引：39，他引：75
华北岩石圈减薄是近十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、减薄幅度、空间分布范围、机制及其构造控制因素,多有争论.本文对上述问题进行了全面的回顾与讨论,内容包括:(1)是克拉通破坏还是岩石圈减薄;(2)古生代以来华北克拉通岩石圈地幔时代与壳幔解耦;(3)岩石圈减薄与克拉通破坏发生的时间;(4)岩石圈减薄的垂向幅度;(5)克拉通破坏在中国东部的空间分布;(6)克拉通破坏机制;(7)克拉通破坏的地球动力学原因;(8)华北克拉通破坏在世界上的特殊性等.文后,汇编了近10余年来华北岩石圈减薄与克拉通破坏研究的重要文献. 相似文献
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鄂尔多斯盆地早白垩世构造热事件形成动力学背景及其对油气等多种矿产成藏（矿）期的控制作用 总被引：1，自引：1，他引：1
华北克拉通中西部中生代晚期早白垩世是否存在岩石圈减薄是地学界普遍关注的重大地质问题。本文在作者多年来对鄂尔多斯盆地构造热演化史研究的基础上,充分收集了近年来前人研究的成果及进展,对鄂尔多斯盆地现今地温场、地壳结构、构造热事件、深部热岩石圈厚度、早白垩世火成岩活动期次、构造热事件形成机理及构造热事件与多种矿产成藏成矿关系方面进行探讨。鄂尔多斯盆地现今地温梯度及大地热流中等,属中温型盆地,现今地温场受现今地壳、岩石圈厚度较厚控制。通过对构造背景、古地温恢复、火成岩活动及热岩石圈厚度恢复等资料分析发现早白垩世太行山以西的山西地块及鄂尔多斯盆地处于拉张背景,早白垩世地温梯度高,存在古地温异常及热事件。早白垩世鄂尔多斯盆地热岩石圈厚度明显较现今岩石圈厚度薄,表明华北克拉通中生代晚期以来岩石圈减薄的西界可推到鄂尔多斯盆地。华北克拉通中西部鄂尔多斯盆地周缘、华北克拉通中部山西地块、华北克拉通中西部南缘早白垩世火成岩形成时间相同,岩浆侵入和喷出的时代主要集中在138～108Ma,反映在燕山晚期早白垩世华北克拉通中西部存在一期较为强烈的热事件。火成岩地球化学分析表明火成岩来源为地幔,反映岩石圈处于拉张背景。早白垩世热事件发生的时间与华北克拉通岩石圈减薄的峰期年龄相一致,表明华北克拉通岩石圈减薄作用在华北克拉通中西部广泛存在。早白垩世构造热事件发生的根本原因在于鄂尔多斯盆地岩石圈深部热活动增强,深部软流圈物质上涌,岩石圈厚度减薄。通过对油气、煤、铀等金属矿产成矿(藏)时代与热事件的对应关系分析发现鄂尔多斯盆地油气、煤、铀矿产及华北克拉通中西部金属矿产的形成受控于早白垩世构造热事件及岩石圈拉张减薄的深部热背景,主要成藏(矿)期均为早白垩世,成藏、成矿具有爆发式及同时性特点。 相似文献
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华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制:中生代火成岩和深源捕虏体证据 总被引：70，自引：10，他引：60
基于最新的同位素年代学资料 ,华北克拉通东部中生代的岩浆作用可划分成四个阶段 ,即晚三叠世 ( 2 0 5～ 2 2 5Ma)碱性岩浆作用 ;中晚侏罗世 ( 1 5 5～ 1 6 0Ma)花岗质岩浆作用 ;早白垩世 ( 1 1 2～ 1 32Ma)双峰式岩浆作用和晚白垩世 ( 92～ 73Ma)碱性玄武质岩浆作用。徐淮地区中生代侵入岩中榴辉岩捕虏体的发现及其地质年代学资料 ( 2 1 9Ma)表明 ,华北克拉通东部中生代早期曾发生过一次重要的陆壳加厚过程。俯冲板片的断离以及高压—超高压变质岩的快速折返和晚三叠世 ( 2 0 5～ 2 2 5Ma)的碱性岩浆作用的存在均暗示 ,华北克拉通中生代岩石圈减薄已经开始。拆沉作用则是引起中生代早期岩石圈减薄的主要机制。中、晚侏罗世 ( 1 5 5～ 1 6 0Ma)花岗质岩浆作用形成于造山期后的伸展环境 ,代表了中生代岩石圈减薄的继续和发展。早白垩世 ( 1 1 2～ 1 32Ma)双峰式岩浆作用表明中生代岩石圈减薄达到了峰期。而幔源纯橄岩捕虏体中富硅质熔体的交代作用和玄武岩的高87Sr/ 86Sr值、低ε(Nd ,t)值特征表明 ,软流圈对岩石圈底部的化学侵蚀可能是导致该阶段岩石圈减薄的主导机制。晚白垩世 ( 92～ 73Ma)碱性玄武质岩浆作用和“海洋型”地幔捕虏体的存在代表了等温面的下降和岩石圈地幔的增生 相似文献
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华北克拉通在中生代时期发生大规模的岩石圈减薄，伴生的早白垩世火山岩为研究克拉通破坏提供了窗口，但其中镁铁质火山岩成因和岩浆源区性质的争议，制约了对克拉通破坏机制和中生代岩石圈减薄结束时间的认识。本文用激光剥蚀电感耦合等离子质谱（LA-ICP-MS）方法对兴城玄武玢岩中的锆石、金红石进行了系统的微量元素分析，以揭示岩浆源区性质及其演化，并进一步探讨了华北克拉通中生代岩石圈减薄的机制和结束时间。锆石tTi温度计计算结果表明，兴城玄武玢岩锆石结晶温度为695~779℃，平均温度为730℃，说明玄武玢岩可能起源于俯冲带地幔楔交代橄榄岩。微量元素分析结果显示，锆石富集HREE，LREE与HREE分异明显，Nb、Ti亏损，Th、U和Hf相对富集，Ce、Eu呈不同程度的正、负异常；金红石Nb、Ti、Hf等高场强元素呈不同程度富集，Sr明显亏损，无明显的Ce、Eu异常。微量元素特征也显示玄武玢岩岩浆起源于岩石圈地幔交代橄榄岩，后期经历了氧化作用和分离结晶作用。结合区域内相关地质资料，认为兴城玄武玢岩岩浆为古老岛弧型岩浆。华北克拉通中生代岩石圈减薄的结束时间可约束到早白垩世晚期（约105 Ma），高角度俯冲的古太平洋板块回撤为华北克拉通岩石圈减薄的一级动力学机制，热化学侵蚀或拆沉为二级机制。 相似文献
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地壳的拆离作用与华北克拉通破坏:晚中生代伸展构造约束 总被引：19，自引：0，他引：19
伸展条件下的地壳拆离作用是岩石圈减薄的重要浅部构造响应。晚中生代时期的伸展构造(包括拆离断层、变质核杂岩构造和断陷盆地)在华北、华南、东北和东蒙古及贝加尔地区普遍发育,它们切过上部地壳(断陷盆地)、中、上地壳(拆离断层)或中部地壳(变质核杂岩)。地壳拆离作用具有运动学极性(NWW或SEE)、几何学宏观(区域)对称与微观(局部)不对称性、遍布全区但不均匀性,以及形成时间的跨越性(140~60Ma)等特点,并使得地壳和岩石圈发生显著的减薄。本文研究揭示出现今岩石圈厚度变化与晚中生代伸展构造的发育程度和分布之间并没有必然的联系。其变化的基本规律是,除新生代裂陷发育区岩石圈厚度明显较小且厚度有迅速变化外,从华北向贝加尔地区总体的变化趋势是逐渐加厚,也即东亚地区岩石圈具有楔形形态。晚中生代时期的地壳(或地幔)拆离作用伴随着广泛的岩石圈减薄作用,区域岩石圈同时遭受到一定程度的减薄和破坏,华北克拉通在这一时期的破坏仅仅是区域岩石圈减薄在华北的具体体现。 相似文献
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华北克拉通中生代破坏前的岩石圈地幔与下地壳 总被引：23，自引：11，他引：12
华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一,有 38亿年的古老陆壳存在,它经历了复杂的地质变迁,在太古宙末(约2500Ma)基本完成克拉通化,在古元古代(约1900~1850Ma)整体受到了高级变质作用,最终完成了克拉通化。它的东部在中生代发生了重大的构造机制的转变,克拉通基底发生了破坏、置换和再造。在太行山重力梯度带以西的华北克拉通受中生代构造转折的改造程度较低,它们的下地壳和岩石圈地幔结构,大致保持了华北克拉通破坏前的状态。前寒武纪麻粒岩地体代表了掀翻抬升到地表的古元古代下地壳,出露地表的时间大致在1850~1800Ma。中、新生代火山岩中的地幔和麻粒岩捕虏体代表了现代的岩石圈地幔和下地壳的岩石。岩石学、地球化学和地球物理的研究,推测华北克拉通西部的岩石圈厚约200km,地壳厚度约45km~50km,是在古元古代(约1.9Ga)时期终极克拉通化作用形成的,其厚度和结构与全球典型的元古宙克拉通岩石圈相同。而太行山重力梯度带以东的克拉通岩石圈地幔受到程度不等的交代、改造、置换和减薄,下地壳大规模重熔,地壳厚度也发生减薄,指示了强烈的壳幔解耦、物质交换和重新耦合的过程。 相似文献
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详细的LA-ICPMS锆石U-Pb年代学研究表明,位于郯庐断裂（郯城—庐江断裂）带上张八岭隆起东侧边界上的滁州火山岩形成于早白垩世,具体年龄为132～116Ma,岩浆具有多期喷发的特点。该岩浆活动中132Ma的喷发年龄是郯庐断裂带上同期钙碱性岩浆最早出现的时间,代表了该断裂带上岩石圈伸展运动的开始时间。尽管滁州火山岩在构造位置上属于扬子克拉通,但岩浆岩中的古老锆石指示岩浆来源于古老的华北克拉通,这一现象可以用大陆碰撞后楔入模型来解释。该火山岩形成于中国东部岩石圈减薄的动力学背景之下,为岩石圈减薄及壳幔相互作用造成的早白垩世大规模岩浆活动的同期产物。与华北克拉通内部的同期火山岩年代学资料相比,断裂带上火山活动具有相对较早的开始时间和较长的演化历史,表明断裂带内岩石圈具有较克拉通内部强烈的减薄程度和长期的减薄历史,这一特点可能与郯庐断裂带于早白垩世初的大规模左行平移有关。 相似文献
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《地质通报》2017,(Z1)
为获取狐偃山碱性岩浆活动的时限,对狐偃山碱性杂岩体早晚2期侵入体进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年。结果显示,早期侵入体二长岩的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为127±1Ma(MSWD=3.7),属于早白垩世早期;晚期侵入体正长岩的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为114±4Ma(MSWD=3.5),属于早白垩世晚期。二长岩岩浆活动对应于华北克拉通中部碱性岩浆活动的高峰期(约130Ma),正长岩则代表华北克拉通中部最后一期碱性岩浆活动的时间(约114Ma);华北中部碱性岩浆活动与东部发生的强烈岩浆活动的时间一致,对应于华北克拉通岩石圈减薄的峰期。捕获岩浆成因锆石2.5~2.4Ga的年龄,对应华北克拉通化的时期;2.2~2.1Ga的继承锆石年龄,代表华北在2.5Ga左右克拉通化之后于2.3~2.0Ga经历的一次陆内拉伸-裂谷-岩浆事件;约1.8Ga继承锆石的年龄,是华北克拉通发生在陆内裂谷背景下的大规模岩浆作用的表现;232~220Ma的继承锆石年龄,代表晚三叠世华北克拉通发生的一期岩浆-构造热事件的时间。 相似文献
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太行山中生代板内造山作用与华北大陆岩石圈巨大减薄 总被引：13，自引：1，他引：13
近年来,华北大陆岩石圈巨大减薄成为国际地学界关注的焦点之一,但对其减薄的时间、机制仍然知之甚少。约束条件的多解性和表面上相互矛盾的证据导致了对区域构造发展史的模糊认识。笔者认为,华北板内造山过程是理解岩石圈巨大减薄机制的关键,因为华北岩石圈是在造山带而不是在克拉通基础上开始减薄过程的。岩石圈减薄过程可以划分为拆沉减薄、伸展减薄、热减薄和化学侵蚀减薄4种类型。前者依赖于岩石圈重力不稳定性,是一种突变过程;后三者取决于软流圈挤出构造,属于渐变过程。减薄过程主要始于120~110Ma的拆沉减薄,其标志是造山后脉岩组合的形成。亚洲大陆软流圈的多阶段汇聚过程造成软流圈向东挤出,是中国东部中新生代以来岩石圈持续减薄的重要基础。因此,大陆动力学与大洋最重要的区别之一就是大陆岩石圈经常发生减薄作用,特别是拆沉作用,并由此将软流圈系统区分为浅部混染系统和深部纯净系统,火成岩的地球化学属性主要取决于岩浆起源的深度。 相似文献
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郯庐断裂带巢湖—庐江段晚中生代火山岩地球化学特征与岩石圈减薄过程 总被引：7，自引：4，他引：3
本文报道了郯庐断裂带巢湖-庐江段上白垩纪火山岩的主量元素、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素特征.研究区火山岩SiO2含量为50.2%～75.2%,主要为基性岩和偏酸性岩类.样品富钾、贫钠、偏碱性(σ平均5.36),明显富集LILEs、LREEs,相对亏损HFSEs,具有弱的Eu负异常(δEu平均0.70)及富集的Sr-Nd-Pb同位素组成(Isr=0.7054～0.7090,εNd(t)=-5.2～-17.6).地球化学特征表明岩浆具有多源与源区多变的特征,早期基性岩(125Ma)的岩浆源区主要为华北克拉通地幔,兼有下地壳的贡献;流纹岩(120Ma)主要是地热异常背景下华北中、下地壳源区熔融的结果;粗面岩(100Ma)为华北下地壳和富集岩石圈地幔来源岩浆的混合结果;晚期基性岩(93Ma)的源区主要为华北岩石圈地幔,兼有软流圈和下地壳物质的贡献.这些岩浆活动是在华北克拉通东部岩石圈减薄背景下、郯庐断裂带伸展活动中发生的,深部软流圈上涌使断裂带内的地温升高而造成了岩石圈的部分熔融,其具体岩浆过程指示了详细的岩石圈减薄过程.其中120Ma时期的流纹岩喷发指示断裂带内地壳出现了最高的地温与最浅的等温面,应对应减薄的峰期;而93Ma时期的基性岩喷发反映了深部开始出现了软流圈的部分熔融.一系列现象均指示,郯庐断裂带是华北克拉通东部的岩石圈强减薄带,是热流与岩浆上升的有利通道,也是发生强烈岩石圈地幔交代与置换的场所. 相似文献
12.
《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
华北克拉通东部在中生代期间遭受了强烈破坏和大规模岩石圈减薄已是不争的事实,但关于岩石圈减薄的机制还存在激烈的争论,主要有机械热侵蚀[1-7]和拆沉作用[8-14]两种动力学模式,前者代表一个长期的过程持续长达100 Ma,后者代表一个相对短暂的过程在约10 Ma内完成岩石圈的减薄[13,15]。岩浆源区由岩石圈地幔向软流圈地幔的转换以及软流圈来源岩浆的出现是岩石圈减薄的直接标志。因此,要理解华北岩石圈减薄的机制需要回答两个关键的科学问题:1岩浆源区由岩石圈地幔向软流圈地幔的转换发生在何时;2这一转变过程是一个相对"缓慢"还是"快速"的过程。本研究首次在华北东南缘胶东焦家金矿区识别出两种类型的煌斑岩,即低钛(w(Ti O2)1.1%,Ti/Y270)和高钛煌斑岩(w(Ti O2)2%,Ti/Y370)。低钛煌斑岩富K2O、Mg O、Cr、Ni和Pb,亏损高场强元素,类似于与俯冲有关的岛弧玄武岩;而高钛煌斑岩富Na2O、Ti O2、TFe2O3、Al2O3、Nb和Ta,亏损Pb,表现出与洋岛玄武岩相似的地球化学特征。低钛煌斑岩起源于含角闪石的富集岩石圈地幔的部分熔融;高钛煌斑岩起源于岩石圈下俯对流软流圈的部分熔融。锆石U-Pb定年结果显示,焦家低钛和高钛煌斑岩同时形成于~120 Ma。统计已有的年代学资料后发现,华北克拉通东部岩石圈地幔来源的岩浆岩集中分布在早白垩世,峰期在130~120 Ma。随后才出现少量的软流圈来源的岩浆岩,年龄分布在107~73 Ma。焦家高钛煌斑岩是目前为止发现最早的软流圈地幔来源的岩石,它的出现是华北克拉通东南缘早白垩世岩石圈减薄的直接证据。低钛和高钛煌斑岩的同时出现记录了华北克拉通东南缘中生代岩浆源区由岩石圈地幔向软流圈地幔的快速转换,暗示岩石圈在~120 Ma发生了快速减薄的拆沉作用[13-14]。 相似文献
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近十年来,华北克拉通破坏或者岩石圈减薄一直受到国内外地学界的关注.目前,华北克拉通东部岩石圈晚中生代发生减薄已经得到多数学者的认同,但是岩石圈减薄的具体机制、时空范围、过程以及动力学背景仍然存在很大争议[1,2].争论的焦点是岩石圈减薄的机制问题,争论的原因之一是克拉通破坏过程的基础地质资料不够翔实,对浅表地质的研究比较薄弱,不能在整体上、宏观上对克拉通破坏过程进行控制[3]. 相似文献
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华北克拉通破坏问题,是通过对古生代时期和新生代以来华北东部岩石圈厚度、热状态、岩石圈地幔组成与时代等特征的比较研究中,逐渐认识到的一个重大的大陆构造动力学问题。岩石圈厚度的巨大变薄是克拉通破坏的重要标志之一,已有的构造动力学模型从不同角度着重讨论了克拉通岩石圈是如何减薄的问题,但由于岩石圈减薄远不是克拉通破坏的全部,因此,即使已有动力学模型可以对减薄过程给出比较合理的解释,也还难以成为克拉通破坏的综合动力学模型。文中针对目前流行的华北克拉通岩石圈减薄动力学模型存在的问题,提出了在构建克拉通破坏综合动力学模型时需要关注的一些主要构造问题:(1)从构造变形、沉积作用、火山活动及其事件序列特征角度,甄别和评价主动裂谷作用和被动裂谷作用在克拉通破坏过程中所发挥的作用;热 化学侵蚀岩石圈减薄模型可能需要与上述裂谷作用模型相结合,才可能成为克拉通岩石圈破坏的候选模型。(2)从拆沉相关岩浆侵入和火山活动时空演变规律、地壳表层快速隆起及相关沉积作用和构造变形、地壳热状态异常、拆沉引起的热弱化地壳对区域应力场的响应、拆沉导致的局部应力场模拟等方面展开研究,检验、充实或修正岩石圈拆沉模型。(3)从区域构造变形和相关沉积作用、火山活动相结合的综合研究角度,探索华北克拉通的破坏是在古老克拉通基础上的直接破坏,还是在古老克拉通基础上经历了造山作用过程之后的造山带伸展垮塌,这是涉及华北克拉通破坏动力学模型建立的根本问题之一。 相似文献
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华北东部早白垩世A型花岗岩与克拉通破坏 总被引：9，自引：0，他引：9
A型花岗岩是非造山的、无水的碱性花岗岩, 具有独特的矿物学、岩石学和地球化学特征, 形成于造山后、板内非造山或者地幔热柱等伸展动力学背景, 蕴涵着大陆地壳生长、岩石圈演化及区域构造发展等大陆动力学的重要信息.在华北东部广泛分布着一期中生代A型花岗岩及伴生的碱性岩, 结合前人的研究成果以及笔者近年来的研究发现: 它们主要侵位于早白垩世(130~110Ma), 来源于上地壳、下地壳和地幔等多元源区, 是不同成分的岩浆经过分离结晶、岩浆混合作用形成; 综合区域地球动力学研究和A型花岗岩本身的地球化学特征, 认为华北东部早白垩世A型花岗岩形成于地壳伸展背景之下, 是岩石圈减薄和克拉通破坏的浅部地质响应, 标志着华北东部岩石圈减薄和克拉通破坏作用的峰期. 相似文献
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克拉通破坏的时间和范围是华北克拉通破坏研究的重要基础问题,但是在华北克拉通破坏时间与破坏范围的问题上存在着不同观点。本文通过对位于华北克拉通西北部银根—额济纳旗盆地苏红图坳陷内采集的火山岩进行年代学及地球化学研究,认为苏红图火山岩年龄为105~113 Ma,为一套钾质碱性系列玄武岩,其形成机制是由于岩石圈发生减薄,软流圈地幔岩浆上涌,经分离结晶而形成的,而动力学机制主要是由于西伯利亚板块、内蒙古褶皱带和华北板块在晚侏罗世发生的碰撞拼合。此外,本文还在前人对华北克拉通破坏研究基础上,依据作者对苏红图坳陷火山岩做的一些工作,粗浅地探讨了华北克拉通破坏的时间与范围的问题,认为华北克拉通周缘均为构造薄弱带,北缘为兴—蒙造山带,南侧为大别—秦岭造山带,东侧为苏鲁带和太平洋俯冲带,河套裂陷、汾渭裂陷分别与古元古代高温变质孔兹岩带及约18.5亿年前华北克拉通东、西部块体拼合时形成的中部造山带内位置大致重合,而苏红图坳陷位于中亚造山带南缘,同时也处于两板块拼合交汇处。这些构造薄弱带处在不同时期发生的俯冲与碰撞的结合部位,它们可能是岩石圈减薄的起始位置,并且它们的俯冲与碰撞时间是华北克拉通破坏的起始时间。克拉通破坏范围主要发生在太行山以东地区,太行山以西的河套裂陷、汾渭裂陷发生了减薄,而苏红图坳陷在早白垩世也发生减薄,所以,破坏范围分布在地理上呈不连续分布特征,造成这种分布特征的主要原因是由于不同区域的破坏时间与破坏的动力学机制不同。 相似文献
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华北克拉通破坏的物理、化学过程:地幔橄榄岩证据 总被引：1，自引：0，他引：1
本文对比了华北东部不同时代、不同位置捕虏体/地质体橄榄岩的地幔属性,讨论了华北克拉通破坏的物理、化学过程。结果表明,拆沉作用不能很好地解释古老难熔、过渡型和新生饱满地幔并存的事实;单纯的熔体-橄榄岩相互作用也不易解释中、新生代岩石圈巨大减薄和新生饱满地幔Cpx中LREE亏损现象,即具复杂演化历史的克拉通地幔向演化历史简单的"大洋型"岩石圈的转换。华北东部克拉通破坏作用包括地幔伸展、熔-岩作用、侵蚀置换等复杂的物理、化学过程。岩石圈先大幅减薄、后小幅增厚实现了最终的地幔置换和岩石圈整体减薄过程。喷发时代为100 Ma的阜新玄武岩所捕获的橄榄岩主体是饱满的,说明华北东部部分地区在此之前有过地幔置换作用。 相似文献
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华北岩石圈减薄的时空不均一特征 总被引：62，自引：2，他引：60
总结了华北中生代基性岩浆活动的年代学资料和中一新生代岩浆的地球化学特征,认为岩浆随时问的演化趋势与岩石圈减薄过程密切相关。根据富集岩石圈地幔来源的岩浆作用持续时间(180～90Ma)认为该区岩石圈减薄时限约为100Ma。这暗示热机械侵蚀可能是华北岩石圈减薄的主要机制。华北东、西部新生代玄武岩岩浆具有相反的演化趋势,显示了该地区岩石圈减薄作用的时空不均一性。 相似文献