中亚造山带中段古亚洲洋北向平板俯冲过程:来自埃达克岩的证据     

李世超  王洪涛  李刚  王兴安  杨小鹏  赵哲仁 《岩石学报》2020,36(8):2521-2536

早三叠世是中亚造山带(CAOB)中部构造演化的关键时期,尽管该时期古亚洲洋在地表已经闭合,但残余的大洋板片仍在持续的挤压作用下继续俯冲,造山作用依然活跃。本文对中亚造山带中段林西地区的下三叠统幸福之路组火山岩地层进行了锆石U-Pb测年、岩石地球化学以及锆石原位Lu-Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示了该地层的形成时代为247Ma,为早三叠世岩浆活动的产物。岩石学和地球化学研究表明,幸福之路组火山岩具有高SiO2(64.10%～68.90%)、Al2O3(13.47%～17.50%),低MgO (0.51%～1.42%),轻稀土富集、重稀土亏损,无Eu异常(δEu平均值为1.09)以及高Sr (384×10-6～956×10-6,平均616×10-6),低Y(5.66×10-6～7.63×10-6,平均6.51×10-6)的特点,表明其为大洋板片熔融产生的典型埃达克岩。锆石原位Lu-Hf同位素分析结果显示其εHf(t)为+10.8～+15.6,平均为+13.9。样品单阶段Hf地壳模式年龄(tDM1)为264～462Ma,表明其岩浆源区的亏损特征。结合区域资料,我们将研究区中晚二叠世至晚三叠世划分为四个构造演化阶段:1)中-晚二叠世时期,特征为钙碱性岩浆岩及碰撞杂岩的发育; 2)早-中三叠世时期,特征为广泛分布的典型埃达克岩,是古亚洲洋地表闭合后大洋板片继续北向平板俯冲的产物; 3) 230Ma左右开始持续10Myr,该时期是岩浆活动宁静期; 4) 220Ma至晚三叠世末,研究区进入区域性伸展,A型花岗岩、富钾钙碱性花岗岩类和超基性岩大量侵位,变质核杂岩及韧性剪切带也在此时产生。前三个阶段代表了完整的古亚洲洋大洋板块平板俯冲过程,而最后一个阶段标志着研究区地壳进入了新的演化阶段。  相似文献   

俯冲带部分熔融   总被引：3，自引：3，他引：0  

张泽明  丁慧霞  董昕  田作林 《岩石学报》2020,36(9):2589-2615

俯冲带是地幔对流环的下沉翼,是地球内部的重要物理与化学系统。俯冲带具有比周围地幔更低的温度,因此,一般认为俯冲板片并不会发生部分熔融,而是脱水导致上覆地幔楔发生部分熔融。但是,也有研究认为,在水化的洋壳俯冲过程中可以发生部分熔融。特别是在下列情况下,俯冲洋壳的部分熔融是俯冲带岩浆作用的重要方式。年轻的大洋岩石圈发生低角度缓慢俯冲时,洋壳物质可以发生饱和水或脱水熔融,基性岩部分熔融形成埃达克岩。太古代的俯冲带很可能具有与年轻大洋岩石圈俯冲带类似的热结构,俯冲的洋壳板片部分熔融可以形成英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩。平俯冲大洋高原中的基性岩可以发生部分熔融产生埃达克岩。扩张洋中脊俯冲可以导致板片窗边缘的洋壳部分熔融形成埃达克岩。与俯冲洋壳相比,俯冲的大陆地壳具有很低的水含量,较难发生部分熔融,但在超高压变质陆壳岩石的折返过程中可以经历广泛的脱水熔融。超高压变质岩在地幔深部熔融形成的熔体与地幔相互作用是碰撞造山带富钾岩浆岩的可能成因机制。碰撞造山带的加厚下地壳可经历长期的高温与高压变质和脱水熔融,形成S型花岗岩和埃达克质岩石。  相似文献   

哀牢山-大象山变质杂岩带中斜长角闪岩的地球化学、同位素年代学及其地质意义     

徐文涛  刘福来  冀磊  许王 《岩石学报》2020,36(12):3607-3630

哀牢山-大象山变质杂岩带位于青藏高原东南缘,是西南三江地区重要的北西向造山带。杂岩带主要由各种类型的副片麻岩、片岩、石英岩、大理岩和斜长角闪岩构成,岩石发生强烈的糜棱岩化。本文在哀牢山变质杂岩带东南段元江和金平地区以及大象变质杂岩带北段老街和Pho Rang地区发现了中二叠-早三叠世的斜长角闪岩。岩石地球化学和锆石U-Pb年龄研究表明,这些斜长角闪岩可分为4组：第1组为元江斜长角闪岩,具有类似于E-MORB的稀土和微量元素配分曲线特征,锆石U-Pb定年显示其原岩形成年龄为272.5±1.7Ma;第2组为勐桥-马鞍底斜长角闪岩,相比于元江斜长角闪岩（第1组）具有更高的轻/重稀土分馏程度,其稀土和微量元素配分曲线类似于E-MORB,微量元素比值（Nb/Yb、Th/Yb等）显示具有沿MORB-OIB序列演化的趋势,勐桥和马鞍底斜长角闪岩中的Ti含量和Ti/Y比值等特征分别类似于峨眉山低Ti玄武岩和高Ti玄武岩。锆石U-Pb定年结果表明,勐桥-马鞍底斜长角闪岩形成于265.2±1.0Ma~266.2±1.0Ma和250.4±1.5Ma~248.7±1.6Ma,其中晚期岩石中含有261.2±1.5Ma~257.9±1.6Ma的继承锆石,该年龄与峨眉山玄武岩（约260Ma）近于同期。上述证据表明勐桥-马鞍底斜长角闪岩岩浆演化过程中可能混染了部分具有OIB属性的峨眉山地幔柱物质成分;第3组为大象山老街-Pho Rang斜长角闪岩,具有类似于OIB的稀土和微量元素配分曲线特征,微量元素含量和比值（TiO₂=3.28%~4.31%,Nb/La=0.84~1.01,Ti/Y>500等）特征显示与峨眉山高Ti玄武岩相似的地球化学属性,表明峨眉山玄武岩在哀牢山-大象山变质杂岩带内广泛分布,该岩石成分可能为勐桥-马鞍底斜长角闪岩（第2组）的端元组分之一;第4组为大象山Pho Rang斜长角闪岩,该组岩石具有与元江斜长角闪岩（第1组）相似的E-MORB属性特征。进一步的研究表明,哀牢山-大象山变质杂岩带中具有类似于E-MORB属性的斜长角闪岩均表现出不同程度的Nb、Ta元素亏损和Rb、Ba等大离子元素富集,微量元素比值（Nb/Yb（0.72~5.29）,Th/Yb（0.11~0.87）,La/Nb（0.91~8.83））等特征类似于岛弧玄武岩,这些特征指示其原岩岩浆可能是俯冲环境下地幔楔岩石部分熔融的产物。结合哀牢山-大象山变质杂岩带、哀牢山-马江缝合带以及扬子地块之间的时-空关系,本文推测哀牢山-大象山变质杂岩带内的E-MORB类型岩浆岩形成于东古特提斯支洋（即哀牢山-马江洋）向东的俯冲过程,其俯冲持续时间为中二叠-早三叠世（272~248Ma）。  相似文献   

黑龙江省完达山地区金铜成矿作用时代、构造背景及物质源区     

任云生  郝宇杰  王崇一  全传顺  李京谋  高煜  史雨凡 《岩石学报》2020,36(3):644-664

完达山地区位于中国东北部陆缘,区内已发现多个金、金铜矿床(点),集中形成于早白垩世。为确定区内早白垩世金铜成矿作用的类型、时代、构造背景及物质源区,选取258高地、358高地和跃进山等代表性矿床,在矿床学研究基础上,开展了主要成矿岩体的地质特征、地球化学特征和同位素年代学研究。结果表明,完达山地区发育矽卡岩型铜金矿(跃进山)、斑岩型铜矿(跃进山花岗斑岩体)、浅成低温热液型金矿(258高地)和中温热液脉型金矿(358高地)等四种类型金铜矿床;258高地闪长玢岩、358高地闪长玢岩和跃进山花岗斑岩的锆石U-Pb年龄分别为1107±10Ma、1084±09 Ma和1019±11Ma;258高地闪长玢岩与358高地闪长玢岩锆石ε_(Hf)(t)值(分别为+04～+103和+22～+71)、Hf二阶模式年龄(分别为051～115Ga和072～102Ga)及岩石地球化学特征显示其属于埃达克(质)岩石,形成于洋壳俯冲的构造背景;跃进山矿床花岗斑岩的锆石ε_(Hf)(t)介于22～683,二阶段模式年龄t_(DM2)介于725～1021Ma,具有典型Ⅰ型花岗岩地球化学特征,形成于古太平洋俯冲的构造背景下;岩石Sr-Nd-Pb同位素组成表明,随258高地闪长玢岩、358高地闪长玢岩和跃进山花岗斑岩的年龄变新,岩浆源区可能具有幔源向壳源过渡的趋势。结合区域构造背景演化认为,完达山地区早白垩世金铜成矿作用与古太平洋板块俯冲作用的演化过程具有明显的耦合关系。  相似文献   

中国东部中生代岩浆活动与板块俯冲的关系——浙闽与日本弧和安第斯弧的对比及其意义   总被引：1，自引：0，他引：1  

潘振杰  张旗  陈刚  焦守涛  杜雪亮  苗秀全  王金荣  安屹 《岩石学报》2017,33(5):1507-1523

中国东部中-新生代的构造背景是中国地质学界最关注的问题之一。自20世纪70年代板块构造学说引入中国后,中国地质学家普遍接受了太平洋板块向欧亚板块俯冲导致中国东部中生代强烈的构造-岩浆活动和相应的成矿作用的观点,乃至成为被中外学者普遍认知的理论,至今仍然广泛流传。但是,本文研究认为问题很多。众所周知,岛弧是以玄武岩出露为主,大陆弧则是以安山岩出露最多,而中国东部玄武岩和安山岩极不发育。本文按照大数据研究思路,对日本和安第斯全部新生代岩浆岩的统计研究表明,上述认识基本上是对的:日本弧主要是玄武岩,其次是安山岩;安第斯弧主要是安山岩,其次是玄武岩;而中国东部(以浙闽地区为代表),主要是花岗岩,其次是玄武岩,出现双峰式分布的特征。看来,中国东部与日本和安第斯的构造背景完全不同,中国东部没有俯冲作用的明显证据。其次,岛弧和大陆弧有明显的成分和结构分带,如日本弧,从海沟开始,岩浆活动是从前弧-岛弧-后弧-弧后(frant-arc,arc,rear-arc,back-arc)。安第斯弧不如日本弧明显,从海沟向东到大陆是从弧前杂岩-弧岩浆岩-弧后盆地。中国东部(包括东海大陆架、中国东部沿海)与俯冲有关的结构和成分分带哪里有?我们的研究集中讨论了浙闽地区400km宽度范围内侏罗纪-白垩纪岩浆岩的分布,从年龄到地球化学(Si O2的变化,Mg O、K2O的变化,年龄的变化等等),基本上见不到有从东到西分带的趋势,这种情况如何与板块俯冲作用联系起来呢?岛弧岩浆岩主要来源于亏损的地幔、洋壳、深海沉积物,以及由俯冲带带来的流体,因此,岛弧岩浆岩洋壳的特征非常明显。大陆弧也来自地幔,但是,岩浆穿过大陆壳,会带来明显的陆壳混染的影响,因此安第斯型岩浆岩陆壳的印记比较明显。大陆岩浆岩如果不考虑俯冲带的影响,岩浆岩应当来自高热的软流圈地幔。如果高热的软流圈停滞在岩石圈底部,在那里发生部分熔融,形成的应当是大陆溢流玄武岩,而中酸性岩浆岩非常少;相反,如果高热的软流圈突破岩石圈的阻隔而上升到地壳底部,则会加热下地壳底部使之发生部分熔融,形成的则是大量的酸性花岗岩,而玄武岩和安山岩很少。峨眉山是前面的情况,中国东部则是后面的情况。中国东部岩浆岩究竟与日本、安第斯有何异同点?应当是岩石学家研究的首要命题,建议中国的岩石学家和地球化学家不要仅限于中国东部的研究,而将研究的触角延伸一步,深入细致地研究一下日本和安第斯岩浆岩的情况,再对比中国东部的情况,如此可能会得出新的认识,这样的认识也许才可能有益于解决中国东部岩浆岩形成背景的问题。  相似文献   

俄罗斯极地乌拉尔硬玉岩成因矿物学研究     

孟繁聪  白盛锦  Alexander B. MAKEYEV  Ksenia V. KULIKOVA 《地学前缘》2020,27(5):88-98

俯冲带是壳-幔物质循环的重要场所,硬玉岩可以记录这一循环过程。文中总结了俄罗斯极地乌拉尔硬玉岩的研究进展。硬玉岩呈脉状或透镜状产在蛇纹石化的方辉橄榄岩中,主要由硬玉和绿辉石组成。根据结构和颜色,硬玉可识别出两个世代。硬玉韵律环带发育,含有H₂O和CH₄流体包裹体,显示从流体中结晶的特征。硬玉岩中的锆石为热液锆石,锆石稀土元素中La_N/Yb_N=0.001~0.01,Lu_N/Gd_N=10~83,Ce/Ce^*=2.8~72,显示正异常,δEu=0.53~1.02,类似于岩浆锆石。锆石的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf=0.282 708~0.283 017,ε_Hf(t)=+6~+17,类似于N-MORB的Hf同位素组成,锆石δ¹⁸O组成为5.03‰~6.04‰,平均δ¹⁸O为(5.45±0.11)‰,类似于岩浆热液和地幔的氧同位素组成。这可能反映了锆石是被俯冲带流体从途经火成岩中捕获的或者形成锆石的流体与寄主岩(方辉橄榄岩)达到了平衡。硬玉岩稀土元素配分模式近平坦或轻稀土元素略显富集,La_N/Yb_N比值为0.82~2.42,δEu为1.2~1.6,显示正异常,这与寄主岩稀土元素配分模式相似。富集Sr、Ba、Zr、Hf,Nb为负异常,与岛弧岩浆特征类似。(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_t为0.703 400~0.703 519(t=368 Ma),变化较小,与古海水差别明显;ε_Nd(t)值为+0.77~+5.61,变化较大,与寄主岩(方辉橄榄岩)的Nd同位素组成类似,但不同于海水及沉积物的Nd同位素组成,表明硬玉岩的物质来源与寄主岩有明显继承关系,海水与沉积物的贡献不是主要的。矿物学和岩石学证据支持极地乌拉尔的硬玉岩主要是俯冲带流体与橄榄岩相互作用后并在其中结晶的产物。  相似文献   

橄榄石湿润性质研究揭示俯冲带地幔楔内部流体循环北大核心CSCD     

袁超 《矿物岩石地球化学通报》2020,(6):1324-1324

流体是控制地球内部能量传递和物质迁移的重要媒介之一。俯冲带流体循环对弧火山的形成、全球物质循环和地震的发生能起着至关重要的作用。因此,准确限定流体在俯冲带的分布范围和迁移机制对理解全球动力学具有重要意义。早期的研究普遍认为:俯冲洋壳脱水产生的流体只在较深的深度(通常在弧火山以下~105 km处)才开始进入上覆地幔,降低地幔物质部分熔融的温度,进而控制弧火山的位置。  相似文献   

卡罗琳海板块实验:初始俯冲、初始扩张与流固耦合     

李春峰  李刚  厉子龙  刘文潇  章露露  陆哲哲  陈雪刚  姚泽伟 《海洋地质与第四纪地质》2019,39(5)

西太平洋具有全球最活跃的板块构造与海陆相互作用过程,西太平洋的卡罗琳(Caroline)海盆形成于特提斯海与太平洋之间,处于印尼海道的咽喉区域,海盆范围正好对应了西太平洋暖池的大部分海域。其内部地形复杂,具有特征的隆起和残留洋中脊,而周围具有年轻活跃的俯冲带和洋中脊,并且与菲律宾海、太平洋、Ontong-Java大火成岩省、众多深海沟等相互作用,是研究俯冲带和洋中脊初始形成机理与动力学以及固体地球与海水相互作用的理想场所。过去对Caroline海盆的研究主要是美国和日本科学家在20世纪70—80年代完成的,在很多构造单元的成因和属性的解释上存在很大争议,很少涉及多圈层相互作用方面的研究。国家自然科学基金委重大研究计划"西太平洋地球系统多圈层相互作用"的实施推动了西太平洋基础海洋科学研究的步伐,通过综合地球物理和地球化学分析,对Caroline海盆的构造边界过程和海盆岩石圈蛇纹岩化程度等开展详细研究,探索深部过程与海底过程之间,特别是在水和热流通量方面的联系。Caroline海盆是提出典型海洋微板块演化模式和未来进一步深入研究(包括科学大洋钻探)的关键区域,其复杂多样的边界发育初始俯冲边界、初始扩张边界以及火山链和张裂中心,其板内地质构造也曾存在复杂的海底扩张和构造转换,并且显示强烈的板块边界和板内构造耦合过程。  相似文献   

中、上扬子北部盆-山系统演化与动力学机制   总被引：5，自引：0，他引：5       下载免费PDF全文

刘少峰  王平  胡明卿  郜瑭郡  王凯 《地学前缘》2010,17(3):14

中国南方中生代经历了中国大陆最终主体拼合的陆缘及其之后的陆内构造演化。晚古生代末期,在秦岭—大别山微板块与扬子板块之间存在向西张口的洋盆,即勉略古洋盆。中三叠世末期开始,扬子板块相对于华北板块发生自南东向北西的斜向俯冲碰撞作用,扬子北缘晚三叠世至中侏罗世发育陆缘前陆褶皱逆冲带与前陆盆地系统。晚侏罗世至早白垩世,中国东部的大地构造背景发生了重要的构造转变,中、上扬子地区处于三面围限会聚的大地构造背景。在这种大地构造格局下,中、上扬子地区晚侏罗世至早白垩世发育陆内联合、复合构造与具前渊沉降的克拉通内盆地系统。自中侏罗世末期开始,扬子北缘前陆带与雪峰山—幕阜山褶皱逆冲带经历了自东向西的会聚变形过程及盆地的自东向西的迁移过程和收缩过程。扬子北缘相对华北板块的斜向俯冲导致在中扬子北缘的深俯冲及超高压变质岩的形成。俯冲之后以郯庐断裂—襄广断裂围限的大别山超高压变质地块在晚侏罗世向南强逆冲,致使扬子北缘晚三叠世至中侏罗世前陆盆地被掩覆和改造。  相似文献   

甘肃红柳沟一带辉长—闪长岩地球化学特征及构造环境探讨          下载免费PDF全文

魏志军  黄增保  孙新春 《甘肃地质》2010,(4):9-12

甘肃红柳沟一带分布大量的辉长—闪长岩,岩体主要由闪长岩组成,岩石的化学成分特点为SiO2介于47.65%～-51.52,Al2O3含量变化较大,TiO2=0.80%～1.17%,较岛弧拉斑玄武岩高(0.83%Pearce,1982),CaO含量较高为10.11%～0.52%,Mg#较低为32.66～33.23,m/f值0.48～0.50,MF=0.62～0.64,属铁质基性岩类。稀土总量较低,亏损高场强元素Ta、Nb、Hf、Zr、Ti及重稀土为特征。地球化学特征显示与板块俯冲碰撞有关,可能代表了哈萨克斯坦板块与塔里木板块早期俯冲的记录。  相似文献