New constraints on granulite facies metamorphism and melt production in the Lewisian Complex,northwest Scotland          下载免费PDF全文

Yves Feisel  Richard W. White  Richard M. Palin  Tim E. Johnson 《Journal of Metamorphic Geology》2018,36(6):799-819

In this study, we investigate the metamorphic history of the Assynt and Gruinard blocks of the Archean Lewisian Complex, northwest Scotland, which are considered by some to represent discrete crustal terranes. For samples of mafic and intermediate rocks, phase diagrams were constructed in the Na₂O–CaO–K₂O–FeO–MgO–Al₂O₃–SiO₂–H₂O–TiO₂–O₂ (NCKFMASHTO) system using whole‐rock compositions. Our results indicate that all samples equilibrated at similar peak metamorphic conditions of ~8–10 kbar and ~900–1,000°C, consistent with field evidence for in situ partial melting and the classic interpretation of the central region of the Lewisian Complex as representing a single crustal block. Melt‐reintegration modelling was employed in order to estimate probable protolith compositions. Phase equilibria calculated for these modelled undepleted precursors match well with those determined for a subsolidus amphibolite from Gairloch in the southern region of the Lewisian Complex. Both subsolidus lithologies exhibit similar phase relations and potential melt fertility, with both expected to produce orthopyroxene‐bearing hornblende granulites, with or without garnet, at the conditions inferred for the Badcallian metamorphic peak. For fully hydrated protoliths, prograde melting is predicted to first occur at ~620°C and ~9.5 kbar, with up to 45% partial melt predicted to form at peak conditions in a closed‐system environment. Partial melts calculated for both compositions between 610 and 1,050°C are mostly trondhjemitic. Although the melt‐reintegrated granulite is predicted to produce more potassic (granitic) melts at ~700–900°C, the modelled melts are consistent with the measured compositions of felsic sheets from the central region Lewisian Complex.  相似文献   

华北克拉通南部太古宙大陆地壳的生长和演化     

第五春荣 《岩石学报》2021,37(2):317-340

太古宙约占地球已有演化历史的三分之一强,这一时期涉及到大陆地壳起源、陆壳的巨量生长和稳定以及板块构造作用的启动、建立等诸多最根本的全球性重大地质事件。太古宙岩石在华北克拉通南部的涑水、登封、太华、霍邱和五河等杂岩中广泛出露,这为解析上述重大科学问题提供难得的素材。近十年来,在华北克拉通南部古生代-中生代火山岩或早前寒武纪变沉积岩中陆续发现冥古宙-古太古代的捕获/碎屑锆石,暗示南部地块依然尚存地球形成最初期的陆壳物质。根据华北克拉通南部太古宙岩石年龄统计结果显示有2850~2700Ma和2580~2480Ma两个突出年龄区间,对应的峰值年龄分别为~2.76Ga和~2.52Ga。其中~2.76Ga的岩石主要出露于南部的鲁山、霍邱、五河和中条山地区。此外,在华北克拉通诸多地区,诸如怀安、阜平、五台、中条等地区的花岗质片麻岩和变质沉积岩中也均发现年龄为~2.76Ga的碎屑锆石或者继承锆石,暗示华北克拉通2.85~2.70Ga岩石的分布似乎比现今出露范围更为广泛。与整个华北克拉通类似,2.58~2.48Ga岩石亦在克拉通南部广泛分布,尤其是嵩箕地区的登封杂岩几乎全部是由新太古代晚期的岩石组成。~2.52Ga是华北克拉通南部,乃至整个克拉通太古宙地壳演化最突出、最重要的岩浆-构造事件,明显有别于全球其它诸多典型克拉通。已有的同位素资料研究表明华北克拉通南部,乃至整个克拉通在太古宙经历了两期明显的地壳生长事件:一期发生在2.85~2.70Ga左右,以形成于此时期的涑水杂岩中花岗质岩石和鲁山太华片麻岩系中深成侵入岩和斜长角闪岩为代表;另一期发生在2.58~2.48Ga,以登封杂岩、涑水杂岩以及小秦岭地区太华杂岩中~2.52Ga各类花岗质岩石和变基性岩为代表。华北克拉通正是经过这两期陆壳巨量生长事件之后完成初始的克拉通化。我们在登封杂岩中识别出形成于俯冲汇聚环境的TTG质片麻岩、类似于赞岐岩的变闪长岩和具有N-MORB地球化学特征的变基性火山岩,提出其构成"新太古代构造混杂岩",标志着新太古代末期具有现代体制的板块构造在华北克拉通南部已经开始启动。最近,在登封杂岩中识别出的新太古代双变质带也支持上述观点。  相似文献   

大陆的起源     

赵国春  张国伟 《地质学报》2021,95(1):1-19

太阳系固体星球都有类似的核-幔-壳结构,但唯独人类居住的地球具有长英质组成的大陆壳。太古宙大陆克拉通主要由英云闪长岩(Tonalite)-奥长花岗岩(Trondhjemite)-花岗闪长岩(Granodiorite)为主的TTG深成侵入体变质而成的正片麻岩和由基性-超基性酸性火山岩及少量沉积岩变质的表壳岩(绿岩)组成。已有的资料显示这些太古宙大陆岩石组合起源于大洋壳的部分熔融。大洋壳分为大洋盆地、洋中脊、岛弧和洋底高原(大洋岛)。前两者地壳的平均厚度只有5~10km,不可能成为形成太古宙TTG深成侵入体的场所。因此,长英质大陆或起源于板块构造体制下的岛弧,或起源于地幔柱体制下的洋底高原。板块构造体制下的岛弧模式能够很好地解释太古宙克拉通TTG深成岩的成因,即俯冲大洋板片部分熔融所形成的埃达克岩相当于太古宙高压(高Al2O2)型TTG,而俯冲板片脱水导致地幔楔部分熔融形成的玄武质地壳再次熔融所形成的钙碱性花岗质岩石相当于太古宙低压(低Al2O2)型TTG。然而,板块构造体制下的岛弧模式不能令人满意地解释太古宙绿岩带火山岩组合中缺少大量的安山岩、科马提岩~1600℃高温形成环境、克拉通规模近于同时侵位的TTG岩套、大规模卵形构造样式、代表性的逆时针P-T轨迹变质作用演化等诸多特征。相反,地幔柱洋底高原模式能够合理地解释太古宙绿岩双峰式火山岩组合的成因,即基性的拉斑玄武岩和超基性的科马提岩分别来自地幔柱头部部分熔融和尾柱熔浆,而酸性的英安岩、流纹质英安岩和流纹岩是地幔柱热异常导致的洋底高原底部的部分熔融物。按照地幔柱洋底高原模式,太古宙TTG岩浆是由洋底高原底部玄武质地壳的部分熔融而成,这样能够合理地解释为什么太古宙TTG能够在短时间内巨量产出并在形成时间上没有任何系统变化。地幔柱洋底高原模式还能合理地解释太古宙克拉通穹隆构造(dome-and-keel structure)样式、近等压冷却型(IBC)逆时针P-T轨迹,缺少蓝片岩和双变质带的等典型岛弧俯冲带的标志的特征。本文在对大陆起源的岛弧模式和地幔柱洋底高原模式综合评述的基础上,提出一个大陆起源于洋底高原的两阶段模式。  相似文献   

渤海湾盆地大型基岩潜山储层特征及其控制因素——以渤中19- 6凝析气田为例     

叶涛  牛成民  王清斌  代黎明  李飞 《地质学报》2021,95(6):1889-1902

渤中19-6气田是渤海湾盆地近期发现的规模最大的深层变质基岩凝析气田,探明储量超过千亿立方米,气柱高度超1000 m,现今埋深大于4000 m,储层规模大但非均质性强.基于三维地震、钻井、测井以及薄片资料,明确了基岩潜山储层的发育特征,并探讨了优质储层形成的主控因素.结果表明:基岩潜山以太古宇变质花岗岩为主要的储集岩性,储集空间主要为构造裂缝,同时发育沿裂缝溶蚀形成的孔隙及构造破碎粒间孔,平均孔隙度为5％,平均渗透率为6.48×10-3μm2.脆性岩石、构造挤压以及风化作用共同控制了规模性储层的形成:① 研究区90％的岩石为低抗压强度的变质花岗岩,为裂缝的形成提供了物质基础;② 印支期强烈的挤压为规模性裂缝的形成提供了外部动力,是大规模储层发育最为关键的因素;不同构造位置裂缝发育程度不同,造成了储层平面分布的非均质性;③ 长期的风化作用使得潜山上部300 m以内的储集物性得到进一步改善,控制了潜山垂向上储层的非均质性.  相似文献   

广西大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩的特征、成因及构造意义     

许华  韩淑朋  钟锋运  黄启明  白晓  陈子龙 《岩石矿物学杂志》2021,40(6):1074-1092

对钦杭结合带西南段大瑶山东南缘的中晚侏罗世埃达克质花岗岩（165~153 Ma）进行了岩石学、地球化学研究,并探讨了埃达克质和TTG岩类的特征属性。岩石SiO₂含量63.76%~72.13%,总体具高Al₂O₃（Al₂O₃≥15%）、低MgO （<3%）,亏损重稀土元素（HREE）、正Eu异常或弱的负Eu异常,低Y （≤18×10^-6）和Yb （≤1.9×10^-6）,高Sr （>300×10^-6）和Sr/Y值（>20）等埃达克岩独特的地球化学特征。结合区域构造演化分析认为,该侏罗纪埃达克质花岗岩形成于陆内伸展构造背景,为大陆板内加厚（隆起区）的下地壳底部岩石部分熔融的产物,属大陆板内环境I型花岗岩。具有类似于低镁安山岩/闪长岩系列（LMA）和镁安山岩/闪长岩系列（MA）两种高压型TTG亚类的属性,为古俯冲增生带下地壳弧型岩石熔融的继承性特征,与中生代古太平洋俯冲板片熔融过程无关,属非俯冲成因的埃达克/TTG岩类。其空间上与大瑶山东南缘早古生代俯冲增生带高度重合,且与早古生代TTG侵入岩组合紧密相邻,提示它们可能源自于早古生代洋壳俯冲带或大陆边缘弧下地壳玄武质岩石的部分熔融,因而具有洋俯冲成因的特征属性。  相似文献   

Comparison of Results of Recent Seismic Profiles with Tectonic Models of the North China Craton     

Timothy M Kusky 《中国地质大学学报(英文版)》2011,(2)

The geometry and timing of amalgamation of the North China craton(NCC) have been controversial,with three main models with significantly different interpretations of regional structure,geochronology,and geological relationships.The model of Zhao G C et al.suggests that the eastern and western blocks of the NCC formed separately in the Archean,and an active margin was developed on the eastern block between 2.5 and 1.85 Ga,when the two blocks collided above an east dipping subduc-tion zone.The model of Kusky ...  相似文献   

大别造山带白垩纪花岗岩对太古宙基底的再造: 来自U-Pb年代学、Sr-Nd-Hf同位素的证据     

金巍  田洋  王晶  张维峰  邓新  彭旎 《地质学报》2023,97(6):1780-1796

本文对大别造山带大崎山花岗岩进行了系统的野外调查、岩石学、地球化学、锆石U- Pb- Hf和Sr- Nd同位素研究。锆石U- Pb定年结果显示大崎山花岗岩形成于早白垩世,年龄为124~120 Ma。样品具有较高的SiO2(69. 3%~75. 2%)、Al2O3(13. 4%~15. 3%)和全碱(7. 94%~8. 71%)含量,较低的MgO(0. 23%~0. 84%)、TiO2(0. 16%~0. 49%)与TFeO(1. 05%~2. 66%)含量,A/CNK=1. 01~1. 03,显示弱过铝质特征。岩石富集大离子亲石元素(如Rb、K、Pb)、轻稀土元素以及Th、U等,亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti)、重稀土元素以及Sr和Ba,具有明显Eu负异常(δEu=0. 34~0. 52),属于高钾钙碱性的I型花岗岩,这些地球化学特征表明大崎山花岗岩经历了以斜长石、钾长石和磷灰石为主的分离结晶作用。白垩纪锆石εHf(t)值为〖CD*2/3〗32. 9~〖CD*2/3〗15. 2,对应tDM2为3258~2140 Ma,全岩εNd(t)为〖CD*2/3〗22. 5~〖CD*2/3〗15. 8,对应tDM2=2754~2209 Ma,指示岩浆源区主要为古老地壳物质。样品中含有大量的~2. 65 Ga继承锆石,锆石εHf(t)为〖CD*2/3〗7. 3~3. 6,显示与贾庙地区2. 65~2. 63 Ga片麻状花岗岩有良好的亲缘性。大崎山花岗岩可能源自北大别变质带太古宙基底的再造,其源区还存在年轻地壳物质的参与,可能形成于古太平洋板块的俯冲板片在130 Ma后快速后撤的伸展背景。  相似文献   

胶北地体早前寒武纪重大岩浆事件、陆壳增生及演化   总被引：4，自引：4，他引：0  

刘建辉  刘福来  丁正江  刘平华  王舫 《岩石学报》2015,31(10):2942-2958

早前寒武纪重大岩浆事件是早期陆壳增生及演化的主要地质作用。本文通过系统总结最近几年胶北地体早前寒武纪重大岩浆事件代表性岩石的岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素研究的最新成果,厘定出太古宙~2.9Ga、2.7Ga及2.5Ga三期以TTGs岩浆事件为代表的陆壳增生事件。这些TTGs具有典型太古宙高铝TTGs的地球化学特征及正的εHf(t)值,锆石Hf模式年龄主要集中在ca.3.2~2.7Ga。两种不同的构造模式被用来理解胶北太古宙TTGs(陆壳)的成因:(1)加厚基性下地壳的部分熔融;(2)俯冲洋壳的部分熔融。根据胶北TTGs在时间上呈事件性侵位,空间上呈面状分布,以及相对较低的Mg#、Cr及Ni含量,前者可能更适合胶北TTGs的成因。确定了胶北古元古代2.2~2.0Ga黑云母/角闪石二长花岗片麻岩及~1.8Ga以二长(正长)花岗岩为代表的多期陆壳重熔事件。综合这些研究结果,初步总结出胶北早前寒武纪陆壳形成及演化历史:1)2.9Ga,主要为基性地壳(洋壳)的增生,并可能存在规模有限的、被剥蚀殆尽的太古宙早期陆壳;2)在~2.9Ga、~2.7Ga及~2.5Ga,由于地幔(热)柱上涌,ca.3.3~2.7Ga新生的加厚基性玄武质下地壳发生事件性部分熔融,并伴随有早期陆壳的重熔,形成主要由TTGs及少量陆壳重熔型(高钾)花岗岩组成的太古宙陆壳;3)ca.2.2~2.0Ga,可能由于地幔物质上涌,陆壳伸展,形成裂谷,陆壳物质重熔,形成ca.2.2~2.0Ga花岗质岩石;4)ca.1.95~1.85Ga,发生强烈的挤压碰撞构造作用,裂谷闭合,卷入挤压作用的物质发生高角闪岩相到高压麻粒岩相变质;5)~1.8Ga,地幔物质上涌,陆壳伸展减薄,陆壳物质重熔,形成~1.8Ga花岗岩。  相似文献   

华北克拉通怀安陆块新太古代低铝和高铝TTG片麻岩的地球化学特征与成因   总被引：2，自引：1，他引：1  

张华锋  王浩铮  豆敬兆  张少颖 《岩石学报》2015,31(6):1518-1534

英云闪长岩-奥长花岗岩和花岗闪长岩(简称TTG)是太古宙高级变质地体的主要物质组成,对深入理解早期大陆生长及其机制具有重要的科学意义。目前,人们对其成因过程与机制仍有不同认识。本文以怀安陆块中广泛分布的TTG片麻岩为例,探讨其成因演化和机制。研究区位于华北克拉通中北部,主要由新太古代英云闪长岩及少量奥长花岗岩、花岗闪长岩组成。我们从该区识别出富硅富重稀土和负铕异常的低铝奥长花岗质片麻岩,形成时代与广泛分布的高铝TTG质片麻岩一致(锆石SHRIMP U-Pb年龄2.53Ga)。岩石地球化学数据显示,低铝奥长花岗质片麻岩的主量元素具有富SiO 2(76%~79%),低Al2O3(11.01%~12.61%)、CaO(1.27%~1.59%)、MgO(0.74%~0.24%)和Mg#(18~53)等特征,而广泛分布的高铝TTG岩系的主量元素含量变化大,例如,SiO 2=63%~77%、Al2O3=13.2%~17.77%、CaO=1.8%~5.78%、MgO=0.18%~3.84%和Mg#=35~64。微量元素方面,低铝奥长花岗质片麻岩具有Eu/Eu*负异常(除1个样品为弱正异常1.38外,其余样品分布在0.59~0.44),富集重稀土((La/Yb)N=4~7,(Gd/Yb)N=0.36~1.27),而高铝TTG岩系从弱负铕异常到正异常(Eu/Eu*=0.8~5.35),轻重稀土分馏明显((La/Yb)N=10~103、(Gd/Yb)N=1.97~5.72)。在微量蛛网图中二者的区别除重稀土明显存在区别外,低铝奥长花岗质片麻岩显示出Ba、Sr的相对亏损,而高铝TTG岩系则相反。二者Lu/Hf比值差异明显,低铝奥长花岗质片麻岩变化在0.1~0.16,而高铝TTG岩系变化在0.01~0.07。在Lu/Hf与相关元素以及SiO 2与相关元素哈克图解中,二者差异更加明显,表明它们之间不存在直接的成因联系。综合锆石U-Pb、Lu-Hf同位素特征以及岩石地球化学特征,我们认为低铝奥长花岗质片麻岩是低压下由新太古代新生基性地壳物质低程度部分熔融而成,源区残留矿物相以辉石+斜长石为主,岩浆可能存在过独居石的分异作用。高铝TTG岩系主要由新生基性地壳在相对高压下部分熔融而成,源区残留相以石榴石+辉石+角闪石以及无或少量斜长石为特征。岩浆经历过角闪石和辉石分离结晶作用,铕正异常增大的现象可能与斜长石堆晶有关。本区同时形成高铝和低铝TTG岩系的机制还需深入研究。俯冲机制、地幔柱机制以及二者共同作用等机制均能解释TTG的成因。依据本区同期还形成大量辉长质-闪长质岩浆和稍晚(2.5~2.45Ga)形成的钾质花岗岩类岩浆的侵入活动,我们认为本区高铝和低铝TTG岩系分别来自底侵作用导致的下地壳不同深度不同程度的部分熔融有关。引起底侵作用的机制可能与地幔柱或地幔柱与板块俯冲共同作用有关。  相似文献   

Salinity of the Archaean oceans from analysis of fluid inclusions in quartz     

《Comptes Rendus Geoscience》2018,350(4):154-163

Fluids trapped in inclusions in well-characterized Archaean hydrothermal quartz crystals were analyzed by the extended argon–argon method, which permits the simultaneous measurement of chlorine and potassium concentrations. Argon and nitrogen isotopic compositions of the trapped fluids were also determined by static mass spectrometry. Fluids were extracted by stepwise crushing of quartz samples from North Pole (NW Australia) and Barberton (South Africa) 3.5–3.0-Ga-old greenstone belts. The data indicate that fluids are a mixture of a low salinity end-member, regarded as the Archaean oceanic water, and several hydrothermal end-members rich in Cl, K, N, and radiogenic parentless ⁴⁰Ar. The low Cl–K end-member suggests that the salinity of the Archaean oceans was comparable to the modern one, and that the potassium content of the Archaean oceans was lower than at present by about 40%. A constant salinity of the oceans through time has important implications for the stabilization of the continental crust and for the habitability of the ancient Earth.  相似文献