The thermal maturity of sedimentary basins as revealed by magnetic mineralogy     

Mansour M. Abdelmalak  Stéphane Polteau 《Basin Research》2020,32(6):1510-1531

The thermal evolution of sedimentary basins is usually constrained by maturity data, which is interpreted from Rock-Eval pyrolysis and vitrinite reflectance analytical results on field or boreholes samples. However, some thermal evolution models may be inaccurate due to the use of elevated maturities measured in samples collected within an undetected metamorphic contact aureole surrounding a magmatic intrusion. In this context, we investigate the maturity and magnetic mineralogy of 16 claystone samples from Disko-Svartenhuk Basin, part of the SE Baffin Bay volcanic margin. Samples were collected within thermal contact metamorphic aureoles near magma intrusions, as well as equivalent reference samples not affected by intrusions. Rock-Eval pyrolysis (T_max), and vitrinite reflectance (Ro) analysis were performed to assess the thermal maturity, which lies in the oil window when 435°C ≤ T_max ≤ 470°C and 0.6%–0.7% ≤ Ro ≤ 1.3%. In addition, we performed low- (<300K) and high-temperature (>300K) investigations of isothermal remanent magnetization to assess the magnetic mineralogy of the selected samples. The maturity results (0.37% ≤ Ro ≤ 2%, 22°C ≤ T_max ≤ 604°C) show a predominance of immature to early mature Type III organic matter, but do not reliably identify the contact aureole when compared to the reference samples. The magnetic assemblage of the immature samples consists of iron sulphide (greigite), goethite and oxidized or non-stoichiometric magnetite. The magnetic assemblage of the early mature to mature samples consists of stoichiometric magnetite and fine-grained pyrrhotite (<1 μm). These results document the disappearance of the iron sulphide (greigite) and increase in content of magnetite during normal burial. On the other hand, magnetite is interpreted to be the dominant magnetic mineral inside the contact aureole surrounding dyke/sill intrusions where palaeotemperatures indicate mature to over-mature state. Interestingly, the iron sulphide (greigite) is still detected in the contact aureole where palaeotemperatures exceeded 130°C. Therefore, the magnetic mineralogy is a sensitive method that can characterize normal burial history, as well as identify hidden metamorphic contact aureoles where the iron sulphide greigite is present at temperatures beyond its stability field.  相似文献   

大洋地幔橄榄岩-铬铁矿中的金刚石和深地幔再循环     

杨经绥 《地质力学学报》2020,26(5):731-741

全球多地蛇绿岩型地幔橄榄岩和铬铁矿中发现微粒金刚石，并在中国西藏南部和俄罗斯乌拉尔北部的蛇绿岩铬铁矿中发现原位产出的金刚石，认为是地球上金刚石的一种新的产出类型，不同于金伯利岩型金刚石和超高压变质型金刚石。它们与呈斯石英假象的柯石英、高压相的铬铁矿和青松矿等高压矿物以及碳硅石和单质矿物等强还原矿物伴生，指示蛇绿岩中的这些矿物组合形成于深度150~300 km或者更深的地幔。金刚石具有很轻的C同位素组成（δ13C-18‰~-28‰），并出现多种含Mn矿物和壳源成分包裹体。研究认为它们曾是早期深俯冲的地壳物质，达到>300 km深部地幔或地幔过渡带后，经历了熔融并产生新的流体，后者在上升过程中结晶成新的超高压、强还原矿物组合，通过地幔对流或地幔柱作用被带回到浅部地幔，由此建立了一个俯冲物质深地幔再循环的新模式。蛇绿岩型地幔橄榄岩和铬铁矿中发现金刚石等深部矿物，质疑了蛇绿岩铬铁矿形成于浅部地幔的已有认识，引发了一系列新的科学问题，提出了新的研究方向。   相似文献   

北大巴山早古生代辉绿岩地球化学特征及其地质意义     

张方毅  赖绍聪  秦江锋  朱韧之  杨航  朱毓 《岩石矿物学杂志》2020,39(1):35-46

对南秦岭北大巴山地区广泛分布的一套基性岩墙群中的辉绿岩进行采样,并进行了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学分析。结果显示,岩石形成年龄为435~433 Ma,为早志留世晚期岩浆活动产物。这些辉绿岩具低硅、高碱、高钛的碱性岩特征。岩石微量及稀土元素具板内玄武岩特征,轻稀土元素相对富集,轻重稀土元素分异明显,富集不相容元素Ba、Nb、Ta,而K、Y、Yb相对亏损;K及Rb的负异常表明岩石源区残留角闪石或金云母,部分熔融模拟结果显示岩石起源于尖晶石角闪石岩高程度部分熔融。综合地球化学特征及前人研究结果,认为北大巴山地区在早古生代处于大规模伸展裂陷背景下,岩石圈的拉张诱发了低熔点的交代岩石圈地幔熔融,进而形成了这条碱性岩浆带。  相似文献   

华南陆缘高热流区的壳幔温度结构与动力学背景          下载免费PDF全文

张健  王蓓羽  唐显春  董淼  艾依飞 《地球物理学报》2018,61(10):3917-3932

华南陆缘是我国重要的矿产、地热资源区.晚中生代以来，在太平洋板块西向俯冲，地幔热对流活动共同作用下，该区出现多期岩浆-热事件和大规模爆发式成矿作用.在前人研究基础上，本文利用地表热流观测资料、地震剪切波资料、重力位球谐系数，计算了壳-幔温度结构，分析了动力学背景.计算结果表明：华南陆缘东南沿海地带，地壳10 km以浅温度达200℃以上，居里点温度475℃，莫霍面平均温度550℃.地壳浅层较热，花岗岩中放射性元素衰变放热是地壳浅层地下水热活动的重要热源，但地壳总体温度不高，为"冷壳热幔"型热结构.地幔中，90 km深度，温度950~1250℃；120 km深度，温度1050~1400℃；150 km深度，温度1200~1450℃；220 km深度，温度1500~1700℃."热"岩石圈底界深度在110~150 km之间，西深东浅.岩石圈内，地幔应力场为挤压-伸展相间格局；岩石圈之下，地幔应力场为一个以南昌为中心、长轴NE-SW向的椭圆.分析认为，晚中生代以来，太平洋板块的西向俯冲，导致华南陆缘在区域性SE向地幔对流背景上叠加局域性不稳定热扰动，在175~85Ma期间，上地幔物质向上流动，形成不同的岩浆活动高峰期.同时，岩石圈地幔受俯冲洋壳流体的影响，含水量高，黏度小，在地幔流切向应力场作用下，岩石圈底界由西向东"波浪"状减薄.现今岩石圈之下仍具备地幔小尺度热对流温度条件，但除地表浅层外，地壳整体温度不高，岩石圈构造稳定.  相似文献   

川滇地区壳幔地震各向异性研究进展     

张艺  高原  赵镇岭 《中国地震》2018,34(2):207-218

根据川滇地区已有的地震各向异性研究结果,利用体波、面波资料的结果,分析川滇地区不同构造尺度、不同深度的地震各向异性特征。对比不同方法研究川滇地区介质各向异性的特点,探讨了该地区的介质连续性及壳幔耦合状态。分析认为,地壳上地幔各向异性的差异表明,川滇地区具有复杂的地壳及上地幔形变机制。因此,对于川滇地区壳幔地震各向异性的深入理解,需在理论上和高密度数据资料基础上加强量化分析和综合研究。  相似文献   

南秦岭早古生代玄武岩的岩浆源区及演化过程   总被引：1，自引：1，他引：0  

张方毅  赖绍聪  秦江锋  朱韧之  赵少伟  杨航  朱毓  张泽中 《岩石学报》2020,36(7):2149-2162

南秦岭地区早古生代玄武岩中发育的大量单斜辉石斑晶为研究火山岩的深部演化过程及源区属性提供了重要的载体。本文通过对早古生代玄武岩及其中的单斜辉石斑晶进行矿物学、岩石学及地球化学分析,讨论火山岩的演化历程及源区属性。电子探针分析结果表明玄武岩中单斜辉石斑晶属于透辉石,其成分与全岩成分并不平衡,暗示岩石经历了单斜辉石的堆晶作用。通过质量平衡计算得到了与单斜辉石斑晶平衡的熔体并计算了单斜辉石结晶的温压条件,结果显示单斜辉石斑晶结晶压力为7.6～14.0kbar,温度为1201～1268℃。高压下的分离结晶作用导致了单斜辉石成为主要的结晶相。重建后的玄武岩具有高镁、高钙、富钛,富集高场强元素Nb、Ta,亏损Rb、K、Sr和P,Dy/Yb比值高的地球化学特征,指示其源区为含单斜辉石、磷灰石及石榴石的交代岩石圈地幔。同地区发现的玄武质角砾也具高镁及高钙的特征,其富集Ba、Nb、Ta、Ti及低Dy/Yb比值表明源区为含单斜辉石、角闪石及尖晶石的交代岩石圈地幔。  相似文献   

地幔热导率的选取对动力学数值模拟的影响——以岩石圈张裂过程为例          下载免费PDF全文

谌永强  施小斌  廖杰  许鹤华  任自强 《地球物理学报》2020,63(5):1998-2012

目前存在有多种地幔热导率模型,不同模型在数值和随温压变化的特征上有明显的差异.为探究不同热导率模型对动力学数值模拟结果的影响,本文对不同模型下的岩石圈张裂过程进行模拟研究,探讨地幔热导率对岩石圈热传输、变形和熔融过程的影响及其作用机理.结果显示,不同热导率模型下,岩石圈的变形和熔融特征表现出明显差异.高热导率模型下,岩石圈破裂较晚,形成陆缘较为宽阔,地壳熔融强烈而地幔熔融较弱;低热导率模型下,岩石圈破裂较早,形成陆缘较为狭窄,地幔熔融强烈而地壳熔融较弱.这种差异源于不同地幔热导率下岩石圈和地幔热状态的变化及相应力学性质的改变.高热导率下,热传导的增温效应显著,岩石圈呈现较热的状态,其强度整体较低,壳幔耦合减弱;而低热导率下,热对流的增温效应显著,岩石圈呈较冷的状态,其强度整体较高,壳幔耦合增强.基于模拟结果,本文认为地幔热导率的选取对动力学模拟的结果有着较为显著的影响,相对于随温压的变化,热导率数值的差异对动力学数值模拟的结果影响更大,尤其是对于地幔熔融过程的影响.  相似文献   

东南印度洋中脊澳大利亚-南极洲不整合带地区岩浆供应与构造作用沿洋脊的变化     

刘守金  林间  周志远  张帆 《海洋学报(英文版)》2020,39(1):118-129

We analyzed seafloor morphology and geophysical anomalies of the Southeast Indian Ridge(SEIR) to reveal the remarkable changes in magma supply along this intermediate fast-spreading ridge. We found systematic differences of the Australian-Antarctic Discordance(AAD) from adjacent ridge segments with the residual mantle Bouguer gravity anomaly(RMBA) being more positive, seafloor being deeper, morphology being more chaotic, M factors being smaller at the AAD. These systematic anomalies, as well as the observed Na_(8.0) being greater and Fe_(8.0) being smaller at AAD, suggest relatively starved magma supply and relatively thin crust within the AAD.Comparing to the adjacent ridges segments, the calculated average map-view M factors are relatively small for the AAD, where several Oceanic Core Complexes(OCCs) develop. Close to 30 OCCs were found to be distributed asymmetrically along the SEIR with 60% of OCCs at the northern flank. The OCCs are concentrated mainly in Segments B3 and B4 within the AAD at ～124°–126°E, as well as at the eastern end of Zone C at ～115°E. The relatively small map-view M factors within the AAD indicate stronger tectonism than the adjacent SEIR segments.The interaction between the westward migrating Pacific mantle and the relatively cold mantle beneath the AAD may have caused a reduction in magma supply, leading to the development of abundant OCCs.  相似文献   

利用远震研究四川盆地及其周缘瑞利面波相速度和方位各向异性          下载免费PDF全文

王小龙  雷兴林  马胜利  张烨  郭志  闻学泽 《地球物理学报》2020,63(2):445-459

基于四川盆地及周边的245个宽频带台站2010年9月—2014年9月期间的远震记录,提取双台路径瑞利面波相速度频散资料,反演得到四川盆地20～120s的高分辨率瑞利面波相速度及各向异性空间分布.在丰富区域地球物理基础数据的同时,结合已有研究成果对地壳上地幔变形耦合进行探讨,结果表明短周期(20～30s)的相速度分布与四川盆地的地质构造特征相吻合,作为川滇地块、松潘—甘孜地块和四川盆地之间的边界——龙门山断裂带和鲜水河断裂带对上述三个地块上地壳的速度结构具有明显的控制作用;松潘—甘孜地块,特别是川滇地块中下地壳普遍表现为明显的低速异常,表明中下地壳相对软弱;而四川盆地的中下地壳整体呈现相对高速,表明四川盆地具有相对坚硬的中下地壳.研究区域东南角接近北扬子地块与南扬子地块的缝合部位,呈现高速异常.四川盆地南部和东南邻区不同周期均具有较强的各向异性,且快波方向较为一致,反映这些地区不同深度变形耦合较好.四川盆地西部、北部及东北部邻区,不同周期的各向异性快波方向变化较大,不同深度变形耦合较差.这些特征与绕喜马拉雅东构造结的物质流动被扬子地块的高速地壳阻挡的宏观认识基本一致.  相似文献   

利用剪切波分裂研究青藏高原东北缘及东南缘上地幔各向异性          下载免费PDF全文

卫志杰  张盛中  杨晓瑜  李世鑫  王晨辰  童琼 《地震工程学报》2020,42(6):1540-1554

利用从IRIS上下载的青藏高原东北缘238个台站以及中国地震科学探测台阵喜马拉雅一期350个台站记录到的远震波形数据，通过采用剪切波分裂方法，获取各个台站下方各向异性分裂参数——快波偏振方向（φ）和分裂时差（δt），从而得到青藏高原东北缘、东南缘上地幔的各向异性特征。研究结果表明，祁连块体、阿拉善块体和鄂尔多斯块体北部，快波方向为NNW-SSE，明显不同于GPS测量得到的近NE-SW的地表位移场方向，延迟时间平均~0.85 s；羌塘块体以及松潘-甘孜褶皱带的西部，快波方向呈现沿顺时针方向旋转的趋势，并且与GPS测量得到的地表位移场方向一致，延迟时间平均为~1.24 s；松潘-甘孜褶皱带东部、秦岭造山带与鄂尔多斯块体南部的交界处，快波方向呈现无序分布，与GPS方向表现出不一致的分布，延迟时间平均~1.08 s；川滇块体北部，快波方向近似N-S方向，与GPS测量得到的地表位移场方向相同，平均延迟时间为~0.925 s；位于北纬26°以南的川滇块体南部，快波方向近E-W方向分布，明显不同于GPS地表位移场方向，平均延迟时间~1.065 s。综合分析推测，羌塘块体、松潘-甘孜褶皱带的西部以及川滇块体北部，地表形变和深部之间的变形是相互耦合的；祁连块体、阿拉善块体和鄂尔多斯块体北部，松潘-甘孜褶皱带东部、秦岭造山带与鄂尔多斯块体南部的交界处以及川滇块体南部，壳幔之间可能存在解耦现象。  相似文献