The dominant driving force for supercontinent breakup: Plume push or subduction retreat?     

Nan Zhang  Zhuo Dang  Chuan Huang  Zheng-Xiang Li 《地学前缘(英文版)》2018,9(4):997-1007

Understanding the dominant force responsible for supercontinent breakup is crucial for establishing Earth's geodynamic evolution that includes supercontinent cycles and plate tectonics. Conventionally,two forces have been considered: the push by mantle plumes from the sub-continental mantle which is called the active force for breakup, and the dragging force from oceanic subduction retreat which is called the passive force for breakup. However, the relative importance of these two forces is unclear. Here we model the supercontinent breakup coupled with global mantle convection in order to address this question. Our global model features a spherical harmonic degree-2 structure, which includes a major subduction girdle and two large upwelling(superplume) systems. Based on this global mantle structure,we examine the distribution of extensional stress applied to the supercontinent by both subsupercontinent mantle upwellings and subduction retreat at the supercontinent peripheral. Our results show that:(1) at the center half of the supercontinent, plume push stress is ～3 times larger than the stress induced by subduction retreat;(2) an average hot anomaly of no higher than 50 K beneath the supercontinent can produce a push force strong enough to cause the initialization of supercontinent breakup;(3) the extensional stress induced by subduction retreat concentrates on a ～600 km wide zone on the boundary of the supercontinent, but has far less impact to the interior of the supercontinent. We therefore conclude that although circum-supercontinent subduction retreat assists supercontinent breakup, sub-supercontinent mantle upwelling is the essential force.  相似文献   

基于短波红外技术的蚀变矿物特征及勘查模型——以斯弄多银铅锌矿床为例   总被引：4，自引：1，他引：3  

郭娜  刘栋  唐菊兴  郑龙  黄一入  史维鑫  伏媛  唐楠  王成 《矿床地质》2018,37(3):556-570

印度-亚洲大陆的碰撞成就了青藏高原的冈底斯成矿带,位于该成矿带的斯弄多银铅锌矿床赋存于林子宗群火山岩中,经过勘查确认该矿床属于低硫化浅成低温热液型矿床。通过对5个钻孔进行短波红外测量,发现钻孔中的蚀变矿物主要有绢(白)云母、钠云母(富Na云母)、伊利石和蒙脱石,并在垂向形成绢(白)云母→绢(白)云母+钠云母+蒙脱石+伊利石→绢(白)云母+伊利石→绢(白)云母的组合特征。通过总结归纳蚀变矿物分布、分带特征并与地质编录相结合,构建了基于短波红外技术的斯弄多找矿勘查模型。笔者在数据分析与模型构建中发现:(1)伊利石-蒙脱石混合矿物组成是寻找深部及外围矿体的重要线索;(2)绢(白)云母属于成矿前期的蚀变,与矿体之间的关系不明显;(3)矿床深部表现为两种不同的化学反应:SW方向深部反映了绢云母被交代形成伊利石的过程;NE方向深部表现为绢(白)云母二八面体结构的变化;(4)未被剥蚀的青磐岩化带是寻找浅成低温热液型金矿的主要依据。  相似文献   

微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定海泡石中的稀土元素   总被引：3，自引：3，他引：0  

张楠  徐铁民  吴良英  魏双  方蓬达  王家松 《岩矿测试》2018,37(6):644-649

海泡石是一种纤维状含水的富镁硅酸盐黏土矿,其中的稀土元素含量在1×10~(-7)～1×10~(-5)之间,目前还没有建立海泡石中稀土元素的国家标准分析方法。测定岩石中的稀土元素主要是采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS),样品前处理一般采用封闭溶矿和碱熔,但这两种处理方法耗时较长,效率不高。本文通过比较硝酸-氢氟酸-过氧化氢、硝酸-氢氟酸、硝酸-过氧化氢三种样品前处理方法,确定使用硝酸-氢氟酸溶矿,然后进行微波消解同时赶去氢氟酸,避免氢氟酸与稀土元素生成难溶的氟化物,再采用ICP-MS法测定15种稀土元素的含量。由于海泡石中的镁含量较高,为降低基体效应,以~(103)Rh和~(185)Re作内标补偿基体效应和校正灵敏度漂移,各元素测定值的准确性显著提高,回收率为91. 2%～110. 9%,检出限为0. 002～0. 011μg/L,精密度≤2. 79%。本方法与封闭酸溶ICP-MS法的分析结果吻合较好,且用酸量少(7 mL),溶矿效率高(1 h),检出限更低。  相似文献   

辽东半岛大金山花岗岩体SHRIMP U-Pb年龄、元素地球化学和Hf同位素特征及地质意义     

杨佳林  顾玉超  杨凤超  李东涛  鞠楠  贾宏翔 《地质论评》2018,64(6):1541-1556

辽东半岛早白垩世时期受到强烈的构造—岩浆作用使岩石圈构造环境由挤压造山向伸展减薄转变,前人对其成因有所争议。本文通过锆石SHRIMP U- Pb测年、原位Lu- Hf同位素和主量、微量、稀土元素测试对辽东半岛大金山花岗岩体进行了系统研究,结果显示：大金山花岗岩体结晶年龄为~ 124Ma,侵位于早白垩世岩浆活动的高峰期。岩石地球化学特征显示大金山花岗岩属弱过铝质~过铝质岩石,经历了高程度的结晶分异过程,富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素（LILE）,亏损P、Ti等高场强元素（HFSE）,中等Eu负异常,为I型花岗岩。TW003样品εHf(t)值为-25.8~ -14.2,tDM2为2093~2805Ma,岩浆物质来源于新太古代—古元古代下地壳火成岩的部分熔融。根据年代学和岩石地球化学研究认为大金山花岗岩是古太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲所形成的活动大陆边缘弧花岗岩,辽东半岛早白垩世的伸展环境是受板块俯冲造山后伸展作用和下地壳拆沉作用的联合制约。  相似文献   

肥东杂岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义——兼论下扬子地区新元古代岩浆活动历史     

李云剑  朱光  顾承串  张帅  刘程  牛漫兰  苏楠  肖世椰 《地质论评》2018,64(3):551-568

近年来在下扬子西缘地区厘定的一系列新元古代火成岩,为认识该区扬子板块新元古代岩浆活动历史与规律提供了窗口。结合本次与前人锆石U-Pb年代学数据,指示下扬子地区张八岭群、肥东杂岩与董岭杂岩内变火成岩的原岩时限分别为767~748 Ma、812~745 Ma和829~754 Ma。这些新元古代火成岩分别是峰期为750 Ma、800 Ma和825 Ma岩浆活动的产物。下扬子地区峰期为825 Ma的岩浆活动只出现在靠近江南造山带的南部。锆石年代学信息显示,下扬子地区还发生过峰期为840 Ma、2010 Ma和2454 Ma岩浆活动,但缺失1000~860 Ma的岩浆活动。通过区域对比表明,攀西—汉南弧没有延入下扬子地区。下扬子地区南部受到峰期为840 Ma的弧岩浆活动的影响。扬子板块上峰期为825 Ma的岩浆活动及早阶段的南华裂谷应是江南造山带后造山伸展的产物;而峰期为800 Ma和750 Ma的岩浆活动与相应的南华裂谷扩展,代表了Rodinia超大陆裂解的全面影响。  相似文献   

华北板块南缘伏牛山花岗岩锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年、Lu-Hf同位素特征及岩石成因     

张昕  吴才来  陈红杰  王楠 《岩石学报》2018,34(5):1517-1538

伏牛山花岗岩体出露于华北板块南缘,南召县城以北,面积超过4200km~2。岩体的岩石组合为花岗岩+花岗闪长岩+石英闪长岩,具有I型花岗岩的特征。花岗岩锆石的LA-MC-ICP-MS U-Pb定年得到145.4±1.0Ma和118.5±0.6Ma,说明岩体形成于燕山期,并经历了至少两期岩浆活动。锆石Hf同位素分析表明,第一期花岗岩的ε_(Hf)(t)平均值为-16.53,二阶段模式年龄(t_(DM2))平均为2216Ma,表明其源岩以壳源物质为主;第二期花岗岩的源岩分为两个部分,一部分花岗岩的ε_(Hf)(t)平均值为-13.67,二阶段模式年龄(t_(DM2))平均为2044Ma,表明其源岩以壳源物质为主,另一部分花岗岩的ε_(Hf)(t)平均值为1.61,二阶段模式年龄(t_(DM2))平均为1073Ma,表明其源岩以新生地壳为主。根据研究结果及区域地质构造分析,认为第一期岩浆作用是由于太平洋板块俯冲导致秦岭造山带断裂构造再活动,发生部分熔融形成小规模的岩浆作用;而第二期岩浆作用是由于太平洋板块俯冲导致岩石圈拆沉,使地幔软流圈的物质上升,形成巨大的热场,引起大陆地壳大规模的部分熔融形成花岗岩浆。最终形成的花岗岩浆沿着华北板块与扬子板块之间的断裂上侵至地壳浅处,形成了伏牛山复式岩体。  相似文献   

青藏铁路填土路基热-力耦合离散元研究     

石梁宏  李双洋  尹楠 《冰川冻土》2021,43(1):195-203

多年冻土是含有冰的特殊土体,在自然环境变化及工程扰动下易发生冻胀融沉变形,严重威胁着青藏高原工程建筑物的安全稳定,特别对青藏铁路的畅通运营提出了严峻挑战。以青藏铁路五道梁地区路基断面为研究对象,采用颗粒离散单元法,通过建立热-力离散元计算模型,对路基的温度场和变形进行了计算和预测。结果表明：离散单元法克服了有限元方法无法模拟颗粒间导热与接触粘结作用的瓶颈,能够从微观层面阐释宏观变化,较为真实地反映冻土的导热和力学变形;离散单元法数值计算分析发现,随着运营时间的增加,路基存在冻土退化问题,而且路基中颗粒间热交换复杂,在0 ℃等温线区域和路基坡脚处,颗粒间相互作用更为突出。热-力耦合离散元为冻土工程研究提供了新思路,可更好地为寒区工程服务。  相似文献   

东昆仑祁漫塔格地区乌兰乌珠尔早古生代花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义          下载免费PDF全文

韩志辉  孙丰月  田楠  高宏昶  李良  赵拓飞 《地球科学》2021,46(1):13-30

为确定东昆仑祁漫塔格乌兰乌珠尔地区片麻状黑云母花岗岩和二长花岗岩的形成时代、岩石成因、源区性质和构造背景,对该岩石样品进行了锆石U-Pb年代学、地球化学和锆石Hf同位素研究.结果显示:片麻状黑云母花岗岩加权平均年龄为457.5±2.3 Ma,铝饱和指数A/CNK介于0.98~1.02,属准铝质岩石,Na₂O/K₂O比值为0.440~0.625,属于高钾钙碱性系列.二长花岗岩加权平均年龄为422.5±1.6 Ma,铝饱和指数A/CNK介于1.03~1.05,属弱过铝质岩石.二者均具有高硅(SiO₂介于68.93%~74.72%)、高碱(全碱ALK介于6.83%~9.40%)、低磷(P₂O₅小于0.12%)等特征.富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,δEu值为0.29~0.70,显示Eu中度负异常.富集Rb、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,属于I型花岗岩.二长花岗岩样品的ε_Hf(t)值为-2.2~+1.4,二阶段模式年龄为1 320~1 546 Ma.结合岩石成岩年龄、地球化学特征及区域构造演化认为片麻状黑云母花岗岩(457.5±2.3 Ma)为下地壳部分熔融产物,形成于原特提斯洋向北俯冲导致的局部拉张环境.二长花岗岩(422.5±1.6 Ma)岩浆来源于中元古代新增生的下部地壳熔融产物,形成于碰撞拼贴后的伸展构造环境.   相似文献   

四川盆地喜马拉雅期张扭性断裂构造特征及形成机制          下载免费PDF全文

苏楠  杨威  苑保国  戴鑫  王小丹  武赛军  马石玉  谢武仁  张光武  裴仰文 《地球科学》2021,46(7):2362-2378

前人对四川盆地盆缘冲断带及川中高-磨地区断裂系统进行了系统性研究,但对于盆地其他区块断裂发育特征、形成演化及应力背景的认识尚不充分.发现了梓潼-成都-威远-华蓥山-广安地区震旦系-下三叠统地层中发育的一套区域性张扭性断裂,主要自震旦系及以下地层向上延伸切穿二叠系地层,多为高陡、小断距正断层,部分形成负花状构造.根据该断裂系统的剖面产状、纵向穿层特征及盆地范围内体现出的分异性,推断该断裂系统形成于喜马拉雅期.物理模拟实验研究发现该断裂体系应发育于扭张性应力环境中,该断裂体系的发育指示了四川盆地内部新生代存在南西-北东向张应力,可能与四川盆地新生代发生的逆时针旋转有关.   相似文献   

华北北部中元古界洪水庄组物源和沉积环境分析          下载免费PDF全文

马奎  肖南  蒲钰龙  钟佳倚 《中国地质》2021,48(1):309-321

为探讨华北地区中元古界洪水庄组黑色泥页岩物源和沉积环境,采集了燕辽地区清河剖面洪水庄组样品,进行元素地球化学测试和分析。结果表明:洪水庄组沉积物来源不仅有陆源碎屑物质,还有海水沉积物贡献。Y/Ho和ΣREE交会图版分析认为海水沉积物来源占比为10%~20%。此外,稀土元素分布模式以及Ce和Eu异常表明沉积物来源有火山热液活动的参与。Mo-EF/U-EF分析结果表明洪水庄为海洋非滞留海盆沉积环境,氧化还原条件在沉积期发生了演变:在洪一段沉积时期,水体还原程度强,为厌氧-硫化环境;洪二段沉积时期,水体还原程度降低,为贫氧-厌氧环境。分析认为洪水庄组物源组成和沉积环境演变与沉积构造背景密切相关。  相似文献