地球早期大陆地壳的形成与演化     

樊海龙  杨高学  郭建明  马雪云  刘翔 《地质论评》2022,68(5):2022102002-2022102002

现代地球岩石圈主要由镁铁质上地幔和长英质地壳两个储集层组成,研究大陆地壳的形成和演化对揭示地球早期地质过程和物质循环、厘定板块构造启动时限具有重要意义。冥古宙—始太古代具有更高的地幔潜能温度和地温梯度,岩浆海冷却形成薄的原始地壳;大洋岩石圈表现为韧性,主要构造机制应为停滞盖层模式,有地幔柱参与。太古宙片麻岩中奥长花岗岩—英云闪长岩—花岗闪长岩（TTG）的出现标志着镁铁质原始地壳向长英质陆壳转变的开始。本文总结了地球早期停滞盖层模式到现代板块构造模式下含水玄武岩部分熔融、结晶分异形成大陆地壳的过程,主要包含幔源岩浆停滞盖层（“自下而上”的热管火山岩和“自上而下”的深成侵入岩构造模式）、增厚镁铁质地壳部分熔融、俯冲洋壳、岛弧及洋底高原部分熔融模式;陆壳的破坏和消减主要受陨石撞击、分层沉降、重力不稳导致拆沉控制;板块构造的出现进一步促进了地球内部的热量扩散,俯冲作用加快了洋壳和陆壳之间的物质循环。最后,结合太古宙变质岩、古老克拉通岩石学特征和锆石Hf、O及全岩Nd、Sr、Ar、Ti同位素组成,讨论了陆壳的形成时间和演化过程： 3.0 Ga之前形成了现有陆壳体积的60%~70%,厚度约为20~40 km;3.0~2.5 Ga,地壳改造速率明显增加,陆壳生长和破坏速率达到动态平衡,表明全球性现代板块构造体制逐渐成为控制大陆形成、裂解和陆壳演化的主要因素。  相似文献   

内蒙古额尔古纳红水泉地区奥陶系乌宾敖包组沉积时代及物源区分析:碎屑锆石U-Pb年代学,Lu-Hf同位素地球化学证据     

黄泽涛  梁新权  梁细荣  宋天骄  王策 《地球化学》2022,51(1):98-122

选取内蒙古额尔古纳红水泉地区奥陶系乌宾敖包组石英砂岩进行碎屑锆石U-Pb年龄、原位Lu-Hf同位素研究,尝试限定该地层形成时代及碎屑物质来源,并探讨其沉积大地构造环境。结果显示,采自该地层的2个砂岩样品中的碎屑锆石多数发育典型的岩浆振荡生长环带,呈自形–半自形且具有较高的Th/U值(0.12~1.63),均暗示它们多数为岩浆成因。结合微量元素特征及稀土元素配分模式图,认为碎屑锆石寄主岩石应为花岗质杂岩体。2个砂岩样品具有相似的年龄和Hf同位素组成,锆石年龄分布大致可分为3个主要年龄区间:(1)440~540 Ma,主峰值年龄约为492 Ma和506 Ma,次峰值年龄为447 Ma;ε_Hf(t)值介于?2.77~+11.73之间,Hf的两阶段模式年龄为680~1636 Ma;(2)750~950 Ma,主峰值年龄为805 Ma,次峰值年龄为825 Ma和961 Ma;ε_Hf(t)值介于?1.14~+11.43之间,Hf的两阶段模式年龄为1100~1824 Ma;(3)1700~2000 Ma,峰值年龄为1787 Ma;ε_Hf(t)值介于?9.18~?2.75之间,Hf的两阶段模式年龄为2682~3016 Ma。所有样品碎屑锆石ε_Hf(t)值为?9.18~+11.73,Hf的两阶段模式年龄为680~3016 Ma,大部分锆石的Hf同位素组成集中于球粒陨石与亏损地幔标准线之间,表明沉积物源以早古生代和新元古代新增生地壳物质为主,同时存在少量中元古代晚期古老地壳物质的活化改造。结合前人已报道的邻区相关岩体年代学及地球化学资料,研究区乌宾敖包组的沉积时代不早于晚奥陶世,沉积物主要来自额尔古纳和兴安地块的近缘碎屑物,其形成与早古生代时期古亚洲洋演化过程中额尔古纳与兴安地块碰撞拼贴以及随后的伸展垮塌相关。  相似文献   

西藏地表温度时空演变特征及影响因子     

伍健恒  孙彩歌  樊风雷 《冰川冻土》2022,44(5):1523-1538

地表温度（land surface temperature, LST）是反映生态环境状况的重要指标。西藏作为气候变化的敏感地区,掌握其LST的时空变化有利于深入了解西藏热环境演化过程,为长期监测高原基础生态变化提供帮助。研究基于谷歌地球引擎获取西藏2000—2020年的MODIS LST数据,采用归一化分级方法对LST进行5个等级的划分,利用趋势分析、热力空间分析以及重心迁移等方法分析了研究区近20年来的LST时空演变特征。同时,选取归一化植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）、裸土指数（bare soil index, BI）、垂直不透水面指数（perpendicular impervious surface index, PISI）、湿度（WET）以及高程（digital elevation model, DEM）等5个影响LST的地表参数,结合多尺度地理加权回归,探讨了LST影响因子的作用尺度与作用效力。结果表明：2000—2020年,西藏LST均值由18.72 ℃上升至20.28 ℃,年均增长0.09 ℃,LST呈现微弱上升态势。20年来,LST在所有年份皆具有西北高、东南低的空间分布格局,LST增温趋势亦表现为西北高、东南低的分布特征。低温区和高温区空间分布聚集,形状简单、规则;次低温区、中温区以及次高温区空间分布破碎,形状复杂。2000—2020年各温区重心分布具有明显的方向性,且各温区重心迁移轨迹具有显著差异。特别是,低温区重心与高温区重心迁移轨迹呈现出由相向而行到背向而行的转变,反映出研究区东西部区域LST差距经历了由缩小到扩大的过程。DEM和WET对LST具有负向影响,BI、PISI和NDVI具有正向影响,常数项在不同生态区具有不同的影响性质。DEM具有较小的作用尺度以及最强的作用效力,常数项具有最小的作用尺度以及仅次于DEM的作用效力。  相似文献   

挥发份对高硅岩浆演化趋势的制约:以东南沿海白垩纪晚期花岗岩类岩石为例SCIEI北大核心CSCD     

陈璟元  杨进辉  张吉衡  周夏冰  杨志国 《岩石学报》2022,38(5):1460-1480

东南沿海分布大面积的白垩纪晚期侵入岩。这些岩石可分为两期:其中115~100Ma以钙碱性系列岩石为主,岩石组合为辉长岩-闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩-碱性长石花岗岩;而100~86Ma的岩石为碱性系列,岩石组合为石英二长斑岩-正长斑岩-碱性长石花岗岩。115~100Ma的辉长岩以角闪辉长岩为主,具有极高的CaO、MgO和Al_(2)O_(3)含量,具有极低的SiO_(2)(42.9%~53.8%)、全碱(K_(2)O+Na_(2)O:0.86%~5.28%)、Ba、Nb、Th、Rb和Zr含量,也具有极低的FeO^(T)/MgO、La/Yb和Zr/Hf比值,较高的Eu/Eu^(*)、Sr/Y比值和Sr含量,为基性-超基性堆晶岩。与辉长岩同期的闪长岩和细粒暗色包体具有较高的SiO_(2)(50.34%~63.68%),较低的CaO、P_(2)O_(5)、MgO、Al_(2)O_(3)含量,相对低的Eu/Eu^(*)和Sr/Y比值,变化较大的La/Yb和Zr/Hf比值,代表了从基性岩浆储库中抽取的富硅熔体。115~100Ma的花岗闪长岩和二长花岗岩类岩石为准铝质岩石,SiO_(2)含量变化较大(61.7%~75.3%),具有较低的FeO^(T)/MgO、Ga/Al比值和Nb、Zr及Nb+Zr+Ce+Y元素含量,显示出典型I型花岗岩的特征。这些花岗岩具有相对高的La/Yb、Eu/Eu^(*)和Zr/Hf比值和高的Sr、Ba和Zr含量。结合岩相学特征,这些花岗岩为堆晶花岗岩。而115~100Ma的碱性长石花岗岩具有极高的SiO_(2)含量(大于75%),低的Eu/Eu^(*)、La/Yb、Zr/Hf和Sr/Y比值,具有低的Ba、Sr和Zr含量和高的Rb、Nb、Y和Th含量和Rb/Sr比值,表明这些花岗岩是由富硅岩浆储库中抽离的高硅熔体侵入地壳形成。100~86Ma期间形成的二长斑岩和正长斑岩具有极高的全碱含量,可以达到8%~12%,其SiO_(2)主要集中在60%~70%,具有极高的Zr、Sr和Ba含量和Eu/Eu^(*)、La/Yb和Sr/Y比值,显示出堆晶花岗岩的特征。而100~86Ma期间形成的大部分碱性长石花岗岩具有极高的SiO_(2)含量(大于75%),并显示出A型花岗岩的特征,具有高的Rb/Sr比值和高的Rb、Y和Th和低的Ba、Sr含量和低的Zr/Hf、La/Yb、Eu/Eu^(*)和Sr/Y比值,表明它们是由富硅岩浆储库抽离的高硅熔体侵入浅部地壳形成。东南沿海高硅花岗岩的形成和穿地壳岩浆系统密切相关,高硅花岗岩是由浅部地壳内晶体-熔体分异产生的熔体侵入地壳所形成,而高硅花岗岩的地球化学特征与岩浆储库的水及挥发份含量密切相关。115~100Ma期间,从富水的岩浆储库抽离的熔体形成具有低高场强元素含量和低Rb/Sr比值的高硅花岗岩,这一过程与古太平洋板块俯冲有关;100~86Ma期间,从富挥发份的岩浆储库抽离的熔体形成碱性特征、富含高场强元素和具有高的Rb/Sr比值的高硅花岗岩,这一过程和古太平洋板块回撤软流圈上涌有关。  相似文献   

和田河流域近 60 年降水尧气温与径流演变特征研究     

那扎凯提`托乎提  虎胆`吐马尔白  焦萍  米力夏提`米那多拉  陈杰 《水文》2022,42(1):85-89+66

以新疆和田河流域为例,采取Mann-Kendall趋势检测法、Pettitt突变检测法与小波分析等方法剖析了研究区近60年气温、降雨和径流变动特点。结果显示：（1）研究区降水、气温和径流均有增加或升高趋势,其中气温变化呈显著增加;（2）研究区降水、气温、径流突变分别发生于1986年、1996年和1993年;（3）研究区降水、气温和径流均无显著性周期性变化,但存在短时间段周期变化,降水在研究时段内呈现丰枯交替变化,自20世纪90年代逐渐湿化。气温呈现逐渐升高的发展趋势。20世纪90年代以前,径流年代际变化以偏枯为主,近20年年代际变化以偏丰为主。  相似文献   

热力学计算模拟对初始月幔结构的约束SCIEI北大核心CSCD     

鞠东阳  庞润连  李瑞  杜蔚 《岩石学报》2022,38(4):1025-1042

月球岩浆洋结晶形成的初始月球内部结构是其后续演化过程的开端,其结晶过程受月球岩浆洋的初始深度和物质组成这两个参数的制约。由于缺少直接来自月球深部的岩石样品,目前关于月球岩浆洋演化过程的探讨主要依赖实验和计算模拟手段。岩浆洋模型中形成的月壳厚度是否与探测结果一致是月球岩浆洋演化模型合理性的重要约束。最新的GRAIL(Gravity Recovery and Interior Laboratory)探测数据推算月壳厚度为34~43km,低于阿波罗时期认为的约70km,这对已有的月球岩浆洋演化模型提出了挑战。本文采用并修正FXMOTR程序包,针对月球岩浆洋在不同的初始深度和物质组成情况下的结晶过程,进行了一系列热力学计算模拟。通过量化月球岩浆洋的初始深度和物质组成对月壳厚度的影响,结合关于月球内部微量元素分配的研究结果,对比了月球岩浆洋结晶后期的残余熔体与原始克里普组分(urKREEP)的成分。本文的模拟结果显示,一个全月幔熔融且初始成分为月球初始上月幔组成(LPUM)的岩浆洋将在其深部结晶2.5%石榴子石,形成的月壳厚度符合GRAIL的约束,并且结晶出了合适的urKREEP成分。在此模型的基础上获取了月球初始的内部成分和密度结构,并对后期月幔翻转(Overturn)的程度进行了探讨。  相似文献   

新生代阿尔金断裂带的演化:来自沿线盆地沉积记录的启示SCIEI北大核心CSCD     

谢皓  刘彩彩  张会平  詹艳  赵旭东 《岩石学报》2022,38(4):1107-1125

阿尔金断裂带是青藏高原自印度与欧亚大陆碰撞后向北扩展的前缘断裂,其新生代活动性对于研究青藏高原隆升与扩展过程和机制具有重要意义。近些年,运用热年代学、断裂几何学和运动学、沉积学、磁性地层学和地震学等方法对阿尔金断裂带的性质、组成结构、断裂活动时代、走滑断裂运动特征、走滑位移量和走滑速率等进行了细致的研究,而对阿尔金断裂带沿线受其控制的新生代沉积盆地的地层年代、沉积演化特征虽然也有一定研究,但往往仅限于单个盆地,缺乏对沿线盆地整体的对比认识,造成对阿尔金断裂带走滑起始时间及阿尔金山的隆升历史存在不同的认识。本文对近二十年来阿尔金断裂带沿线新生代沉积盆地的磁性地层年代与沉积相演化的研究进展进行综述,建立阿尔金断裂带沿线盆地新生代沉积序列和年代框架;辅助热年代学等资料,提出阿尔金断裂带的三阶段演化模型:始新世-中中新世,阿尔金断裂带以大幅度的走滑运动为主,同时伴随着阿尔金山小范围的隆升;中中新世开始,阿尔金山开始大规模的隆升,伴随着较少量的走滑运动;晚中新世以来,阿尔金断裂带构造活动加强。  相似文献   

中亚造山带东南部晚古生代-早中生代地壳增生和古亚洲洋演化:来自内蒙古东南部林西-东乌旗地区岩浆岩的证据SCIEI北大核心CSCD     

刘建峰  李锦轶  赵硕  张进  郑荣国  张文龙  吕前露  郑培玺 《岩石学报》2022,(8):2181-2215

本文在系统收集内蒙古林西-东乌旗地区晚古生代-早中生代岩浆岩的年代学、岩石地球化学以及锆石Hf同位素资料基础上,通过分析岩浆岩岩石组合随时空的变化规律,并结合区域地质资料,探讨了中亚造山带东南部洋盆演化和地壳增生等重要地质问题。研究结果表明,二连浩特-贺根山蛇绿岩带南、北两侧晚古生代-早中生代岩浆岩在年代学上显示不同的活动期次,具有不同岩石组合和地球化学特征,指示它们分属于不同的构造岩浆岩带。蛇绿岩带以北晚泥盆世-中二叠世岩浆活动在时间上呈连续分布的特征,并在晚石炭-早二叠世时期达到活动峰值。火成岩构造组合分析表明,晚泥盆世-石炭纪和早-中二叠世岩浆活动分别与二连浩特-贺根山洋盆向乌里雅斯太大陆边缘之下的俯冲和洋盆闭合后俯冲板片断离引起的软流圈上涌造成的区域伸展背景有关。蛇绿岩带以南岩浆活动时间上呈现石炭纪、早-中二叠世、晚二叠世-三叠纪幕式分布特征,各期岩浆活动前锋有随时间向南迁移的趋势。这三期岩浆活动分别与古亚洲洋板片向宝力道岛弧之下的俯冲、板片后撤以及洋盆消失之后古板块的碰撞造山作用有关。锆石Hf同位素分析表明,中亚造山带东南部晚古生代至早中生代时期存在显著的地壳增生;其中二连浩特-贺根山蛇绿岩带以北表现为地壳的垂向增生,以南表现为地壳的侧向增生。  相似文献   

河南方城大庄铌-稀土矿床碱性正长岩成矿机理研究          下载免费PDF全文

李山坡  乔欣欣  陈俊魁  郑凯  潘小娜  吴祥珂  张哨波  张荣臻  高传宝 《中国地质》2022,49(4):1224-1235

【研究目的】河南方城大庄是新探明的中型铌-稀土矿床（Nb₂O₃资源量16245 t;伴生TRE₂O₃资源量30147 t）,矿体主要赋存在碱性正长岩内。【研究方法】本文在野外地质调查基础上,对含矿碱性正长岩与无矿碱性正长岩开展了岩石学、岩相学和地球化学的对比研究。【研究结果】研究结果表明,含矿与无矿碱性正长岩均富碱、富铝,为典型的A型花岗岩,两类岩石的碱金属含量无明显差别,但（Na₂O+K₂O）/CaO、FeO^*/MgO、K₂O/MgO等参数明显不同。含矿碱性正长岩高场强元素Nb、Ta、Ce、U、Th、Zr、Y明显富集,Ba、Sr、P、Eu明显亏损;无矿碱性正长岩大离子亲石元素Rb、高场强元素Nb、Ta、Y和Th元素明显富集,而Ba、U、Sr、P、Ti和重稀土元素明显亏损,但亏损程度低于含矿碱性正长岩。【结论】方城大庄含矿碱性正长岩不是无矿碱性正长岩热液蚀变（钠长石化）的结果,二者应是同一岩浆体系不同演化阶段溶体固结的产物,含矿碱性正长岩的分异演化程度明显高于无矿化的碱性正长岩。方城大庄稀有稀土元素的富集与岩浆高演化、分异过程密切相关。这一研究可为区域找矿勘查提供一定的地质依据。创新点：岩石学和地球化学对比研究显示大庄Nb-REE矿中含矿碱性正长岩具有比无矿岩体更高的演化程度,表明成矿元素的富集与岩浆高分异演化密切相关,为找矿勘查提供了一定的岩石学证据。  相似文献   

安徽马鞍山市当涂地区地下水水化学特征及演化机制          下载免费PDF全文

李状  苏晶文  董长春  叶永红  杨洋 《中国地质》2022,49(5):1509-1526

【研究目的】 了解长江中下游平原地区地下水流系统并深入分析其地下水水化学特征及其演化机制。【研究方法】 综合马鞍山市当涂地区的水文地质条件、水动力场等,基于研究区水化学基本特征,运用多元统计分析、水化学图件、离子比值和反向水文地球化学模拟等方法对该地区浅层地下水水化学演化进行分析。【研究结果】 结果表明：（1）研究区地下水主要为低矿化度偏碱性水,地下水组分中阳离子以Ca²⁺和Mg²⁺为主,阴离子以HCO₃^-和SO₄^2-为主。（2）研究区地下水水化学类型主要可分为7类,其中松散岩类孔隙含水岩组和碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组的水化学类型主要为HCO₃^-Ca型、HCO₃^-Ca·Na型、HCO₃·Cl-Ca·Na型以及HCO₃^-Ca·Mg型;基岩类裂隙含水岩组的化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型和SO₄·HCO₃^-Ca·Mg型。（3）研究区浅层地下水水样超标率为46%,总体水质较差,超标率较高的组分依次为Mn、高锰酸盐指数（COD_Mn）、硝酸盐（以N计）、Fe、As、氨氮（以N计）等。（4）研究区地下水的化学组分主要受到岩石风化作用的控制;此外,还存在Na-Ca的正向阳离子交替吸附作用。反向水文地球化学模拟结果进一步定量论证了水岩相互作用对本区浅层地下水组分的形成和演化起着主导作用。【结论】 研究区地下水主要为低矿化度偏碱性,主要可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩类裂隙水。主要离子比例和反向水文地球化学模拟揭示了本区浅层地下水化学组分主要是地下水溶滤方解石、白云石等碳酸盐矿物、石英、长石等硅酸盐矿物,高岭土等黏土矿物以及岩盐、石膏等达到过饱和之后形成的。  相似文献