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   

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   

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》2023,69(2):669-690

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20～4...  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   

内蒙古索伦山地区哈尔博格托尔TTG岩锆石年代学、岩石地球化学及大地构造意义     

薛建平  刘美玉  李钢柱  赵广明  吴春娇  李成元  刘永新  梁月升  连琛芹 《地学前缘》2018,25(3):230-239

内蒙古索伦山地区是中亚造山带构造演化的关键区域,其中关于古亚洲洋的闭合时限以及西伯利亚板块和华北板块的拼贴时空关系一直存在争议。出露于内蒙古索伦山地区哈尔博格托尔的中酸性侵入岩,其深入研究对探讨古亚洲洋演化具有重要意义。文中对内蒙古索伦山地区哈尔博格托尔TTG岩进行了系统的岩石学、年代学及地球化学研究。获得哈尔博格托尔TTG岩的LA ICP MS锆石U Pb年龄为(266.7±3.7) Ma,表明该侵入岩形成于中二叠世。地球化学主量元素分析表明,索伦山地区哈尔博格托尔TTG岩的岩石系列主要为含钠较高的钙碱性准铝质系列。其稀土元素总量较低,呈现轻稀土元素(LREEs)相对于重稀土元素(HREEs)弱富集的特征,Eu异常不明显;微量元素呈现Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素富集,Nb、Ta、Ti等高场强元素强烈亏损的特征,与典型的岛弧岩浆岩类似。结合索伦山TTG岩体地质特征和区域地质背景,综合年代学和地球化学特征分析,笔者认为索伦山地区哈尔博格托尔TTG岩体形成于岛弧环境,即中二叠世期间古亚洲洋壳向华北板块还存在俯冲作用,因而古亚洲洋至少应在中二叠世以后才闭合。内蒙古索伦山地区哈尔博格托尔TTG岩是洋壳俯冲的岩石学记录,为索伦山缝合带及古亚洲洋构造域演化提供了新的基础地质资料。  相似文献   

华北克拉通太古宙典型地区栖霞县幅1∶5万地质图修编——野外地质调查和SHRIMP锆石U-Pb定年   总被引：1，自引：1，他引：0  

万渝生  宋志勇  王来明  颉颃强  刘守偈  侯建华  董春艳  谢士稳  白文倩  刘敦一 《地质通报》2017,36(11):1927-1941

栖霞是胶东早前寒武纪变质基底的典型地区。在原1∶5万地质图中,许多TTG岩石都被作为胶东群表壳岩看待,岩石形成时代也只在少数露头被确定。根据野外地质调查和SHRIMP锆石U-Pb定年,对该区TTG岩石时空分布进行了研究。在新修编的1∶5万地质图中,太古宙变质基底的主要岩石类型为约2.9Ga、约2.7Ga和约2.5Ga的英云闪长质片麻岩,也存在少量同时代的奥长花岗质片麻岩。2.9Ga和2.5Ga左右的表壳岩(黄崖底表壳岩和胶东群)比原认为要少得多。所有岩石大致呈北西西—南东东向分布,它们在空间上共存,可能是新太古代晚期和古元古代晚期强烈构造热事件作用的结果。这是国内首次在复杂的太古宙高级变质岩区,以野外地质调查和SHRIMP锆石U-Pb定年有机结合,确定不同类型、不同时代地质体时空分布的有益尝试,对于今后类似地区开展专题地质填图具有重要的借鉴意义。  相似文献   

河北平山英云闪长质片麻岩锆石SHRIMP年代学   总被引：14，自引：0，他引：14  

杨崇辉  杜利林  万渝生  刘增校 《高校地质学报》2004,10(4):514-522

平山板桥沟地区的英云闪长质片麻岩常量元素具有高硅、高铝、高钠和低钾的特点,稀土元素显示强烈分异,具有较高的(La／Yb)。值(34),同时具有明显的Nb,Ta,Ti和P负异常,与太古宙TTG的特征完全一致。阴极发光和背散射研究表明,英云闪长质片麻岩中锆石具有密集震荡环带和较高的Th／U值,表现典型岩浆锆石的特点,但其外侧都有一高亮度(CL)的狭窄变质增生边。SHRIMP测试结果表明TTG的形成年龄为2536．5±9．8Ma,变质年龄为1802±43Ma。推测2500Ga西部块体向东部陆块俯冲形成了TTG,并导致五台陆块与太行山陆块拼合,使华北克拉通化,1．8Ga则为陆内的另一次构造事件。  相似文献   

变质玄武岩体系相平衡及矿物 熔体微量元素分配：限定TTG/埃达克岩形成条件和大陆壳生长模型   总被引：3，自引：1，他引：2  

熊小林  韩江伟  吴金花 《地学前缘》2007,14(2):149-158

埃达克质岩石是高Na、Al和Sr、低Y和HREE以及Nb、Ta亏损的钠质花岗质岩石,奥长花岗岩-英云闪长岩-花岗闪长岩(TTG)是早期(太古宙)大陆壳主要组分,成分与埃达克质岩石相似,这些成分独特的岩石总体上认为是俯冲洋壳、下地壳和拆沉的下地壳中变质玄武岩部分熔融的产物。文中综述我们近年来在变质玄武岩体系相平衡和矿物-熔体微量元素分配实验研究成果:相平衡实验和熔体微量元素特征研究表明,变质玄武岩部分熔融过程中金红石是导致TTG/埃达克岩浆Nb、Ta亏损的必要残留矿物,从而否定了前人“TTG由无金红石的角闪岩熔融产生”的观点;证实金红石仅仅在压力1.5GPa以上才能稳定存在,从而限定TTG/埃达克岩熔体必定产生在大约50km以上,表明TTG/埃达克岩是在相对较深的含金红石榴辉岩相条件下熔融产生的。矿物(石榴子石、角闪石,单斜辉石和金红石)-熔体微量元素分配系数测定和部分熔融模拟结果进一步限定俯冲洋壳和下地壳起源的TTG/埃达克岩浆由含金红石角闪榴辉岩熔融产生,而拆沉下地壳起源的埃达克岩浆的产生要求软流圈地幔高温,由无水或含有少量含水矿物的榴辉岩熔融产生。  相似文献   

TTG岩套的成因及其形成环境   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

吴鸣谦  左梦璐  张德会  赵国春 《地质论评》2014,60(3):503-514

TTG岩套是一类包含了三种岩性的岩石组合,即英云闪长岩(tonalite)—奥长花岗岩(trondhjemite)—花岗闪长岩(granodiorite)。TTG岩套的规模在太古宙最大,是早期陆壳的主体且在各地质历史时期均有发育。该岩石组合是岩石学定名,多数样品的地球化学特征相似:富Na,高Al2O3(平均15%),低Mg、Ni、Cr,富集LREE、亏损HREE、高Sr、低Y、低Yb且无明显的负Eu异常。其微量元素特征与Adakite(高锶低钇中酸性岩,"埃达克岩")类似。目前多数学者认同其为变玄武质岩石部分熔融后的熔体,主要争论在于其源岩的变质程度。笔者认为TTG岩套的源区不应局限于某个变质相,而是涵盖了较大的P—T范围。对于其形成环境的探讨,笔者认为应该以地球演化不同时期的地球动力学背景为前提,盲目地"将今论古"是不合理的。本文在总结前人研究成果的基础上提出3.8Ga之前的TTG岩套可能是在板块构造未启动的非俯冲条件下形成的;3.8~1.9Ga的TTG岩套产生在发育俯冲式板块构造且板块构造具有间歇式特点的背景下,此时可能既存在非俯冲环境下产出的TTG岩套也存在俯冲环境下产出的TTG岩套,而且其产出应该具有幕式特征;古元古代之后的TTG岩套可能无一例外均是俯冲板片熔融的产物。  相似文献   

华北克拉通阜平杂岩中~2.7GaTTG片麻岩的厘定及其地质意义   总被引：7，自引：7，他引：0  

路增龙  宋会侠  杜利林  任留东  耿元生  杨崇辉 《岩石学报》2014,30(10):2872-2884

通过详细的地质工作,本文从阜平杂岩中厘定出一套~2.7Ga的条带状TTG片麻岩系,其原岩主要为英云闪长岩,经历了强烈的变形和深熔改造。该片麻岩可分为岩石主体和条带,按条带形态和成分可分为三种:细小的暗色条带、深熔浅色条带和后期注入的长英质脉体。用LA-MC-ICPMS法对英云闪长岩中锆石进行了原位U-Pb年龄测试,其形成年龄为2669.2±9.7Ma。该片麻岩SiO2=64.32%~70.02%,具有高铝(Al2O3=14.00%~15.87%)富钠(Na2O=3.85%~4.22%)贫钾(K2O=1.13%~2.42%)及低K/Na比值的特点,Mg#指数为39.5~49.6。该片麻岩具有中等-强烈程度的稀土元素分异[(La/Yb)N=3.67~51.38],Eu异常不明显。其富集Sr(303×10-6~431×10-6)、Ba(191×10-6~696×10-6)等大离子亲石元素,亏损Nb(4.70×10-6~9.78×10-6)、Ta(0.19×10-6~0.75×10-6)、Ti(1378×10-6~3259×10-6)、P(174.6×10-6~960.6×10-6)等高场强元素,Cr(5.87×10-6~119.4×10-6)、Ni(6.72×10-6~45.75×10-6)等相容元素含量也较低。Yb(0.31×10-6~1.75×10-6)和Y(3.61×10-6~18.88×10-6)含量低,Sr/Y比值高(16.0~119.1),属于高铝的TTG,与高硅埃达克岩特征相似。推断是热的太古宙新生洋壳部分熔融而成。阜平地区~2.7Ga TTG片麻岩的厘定,进一步证实了华北克拉通在新太古代早期经历了强烈的陆壳增生,并为华北克拉通早期岩浆事件与世界范围的岩浆事件的对比提供了新的依据,为华北克拉通早期陆块及绿岩带的划分提供了新的限定。  相似文献