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晚中生代中国东部高原北界探讨

岩石学报 2007年第4期23卷 689-700页

作者：张旗金惟俊王元龙李承东贾秀勤中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国地质调查局天津地质矿产研究所天津300170 中国科学院高能物理研究所北京100039

中国东部高原的界线主要是依据埃达克岩的分布确定的。现已知道,高原最北部的中生代埃达克岩主要分布在辽西-冀北-内蒙古南部一带。该区可靠的埃达克岩仅发育在晚侏罗世或早白垩世的早期(如132±5Ma的安家营子花岗岩)。现有资料表明,大... 详细信息

中国东部高原的界线主要是依据埃达克岩的分布确定的。现已知道,高原最北部的中生代埃达克岩主要分布在辽西-冀北-内蒙古南部一带。该区可靠的埃达克岩仅发育在晚侏罗世或早白垩世的早期(如132±5Ma的安家营子花岗岩)。现有资料表明,大致以赤峰-开原断裂为界,埃达克岩分布于其南,其北为非埃达克岩分布区,暗示中国东部高原的北界大体沿赤峰-开原一带分布,代表的是侏罗纪时期的高原边界。辽西义县组地层位于高原范围内,众所周知,义县组第2段(124～127Ma)是热河生物群集中发育的阶段,说明当时的气候温湿、植物繁茂、水草丰盛、地势低洼、湖沼发育,不大可能为动植物贫瘠的高寒山区。义县组火山岩的研究表明,早白垩世(135～120Ma)的义县组主要由玄武岩和赞岐岩(高镁安山岩)组成,并非埃达克岩。因此,至少在127Ma左右,在热河生物群分布的地区,已经不存在高原了,高原的界线南移了,可能移到热河生物群发育区之南的宣化-滦平-锦州一线,其南仍然处于高原环境。高原抬升的直接结果是导致同时代沉积物的缺少,或有一些沉积盆地发育,但是厚度很薄。在中-晚侏罗世时,高原上的沉积盆地很少,且缺失上白垩统地层,总体上反映高原处于抬升状态。高原北缘和西北缘早白垩世冰筏和冰川泥石流沉积的出现,暗示高原的北缘可能具有相当的高度,可能类似现今的喜马拉雅山。该区中生代构造特征表明,该区侏罗纪和早白垩世的构造特点有着巨大的差异:侏罗纪,尤其是晚侏罗世末期以南北向的挤压构造为主,而早白垩世中期以后演变为以伸展构造为特征,古地理古环境明显改变。研究表明,中国东部中生代埃达克岩形成的时限大致限定了高原的起始和消亡时间。据最近几年发表的资料,埃达克岩的时代大体限定在170～120Ma之间,表明中国东部高原在170Ma之前开始出现,大约在晚侏罗世达到顶峰,在早白垩世中期(120Ma)以后消失。辽西-冀北的构造、地层和火山岩资料表明,侏罗纪时期本区属于挤压构造环境,高原处于抬升状态;至早白垩世(大体从127Ma左右开始)转变为伸展构造背景,含有丰富热河生物群的阜新-义县-朝阳-丰宁一带已经沉陷,暗示中国东部高原的垮塌可能先从北缘开始,至120Ma左右,高原才整体垮塌。

关键词：中国东部高原中生代北界辽西义县组热河生物群埃达克岩赞岐岩

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大陆下地壳拆沉模式初探

岩石学报 2006年第2期22卷 265-276页

作者：张旗金惟俊王元龙李承东王焰贾秀勤中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国地质调查局天津地质矿产研究所天津300170 香港大学地球科学系中国科学院高能物理研究所北京100039

下地壳拆沉是人们关注的问题,文中指出下地壳拆沉必须满足至少三个条件：(I)地壳加厚使其下部达到榴辉岩相是拆沉的前提。(2)大规模岩浆活动使大量低密度的中酸性物质移出下地壳,使下地壳密度增加直至超过下伏地幔。由于下地壳榴辉岩相... 详细信息

下地壳拆沉是人们关注的问题,文中指出下地壳拆沉必须满足至少三个条件：(I)地壳加厚使其下部达到榴辉岩相是拆沉的前提。(2)大规模岩浆活动使大量低密度的中酸性物质移出下地壳,使下地壳密度增加直至超过下伏地幔。由于下地壳榴辉岩相岩石部分熔融所形成的岩浆具有埃达克岩的地球化学特征,因此,大规模埃达克岩的熔出是下地壳拆沉的先决和必要条件。(3)岩石圈地幔转化为软流圈地幔,使下地壳能够进入地幔。陆壳下的岩石圈地幔原先是冷的、刚性的和不易流动的,如果有热和水的加入,可以被软化,使其变成热的、塑性的和易流动的软流圈地幔。因此,岩石圈地幔转化为软流圈地幔是下地壳拆沉的必要和充分条件。作者认为,下地壳不大可能整体拆沉,而很可能是一块一块如飘雪花似地拆沉。如果下地壳的密度降低(低于下伏地幔),如果地幔停止热的供给,如果陆壳底部的软流圈地幔又恢复为岩石圈地幔,拆沉即终止。文中讨论了中国东部中生代下地壳拆沉的可能性,探讨了岩石圈减薄的机制,认为下地壳不需要也不可能与岩石圈地幔一道拆沉。

关键词：大陆下地壳拆沉作用埃达克岩岩石圈地幔软流圈地幔

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花岗岩的Sr-Yb分类及其地质意义

岩石学报 2006年第9期22卷 2249-2269页

作者：张旗王焰李承东王元龙金惟俊贾秀勤中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 香港大学地球科学系中国地质调查局天津地质矿产研究所天津300170 中国科学院高能物理研究所北京100039

研究表明,中酸性岩浆岩(包括 SiO_2>56%的中酸性火山岩和侵入岩)的 Sr 和 Yb 是两个非常有意义的地球化学指标,如果大致按照 Sr=400×10^(-6)和 Yb=2×10^(-6)为标志,可以划分出4类花岗岩,即:高 Sr 低 Yb(Sr>400×10^(-6),Yb2×10^(-6)... 详细信息

研究表明,中酸性岩浆岩(包括 SiO_2>56%的中酸性火山岩和侵入岩)的 Sr 和 Yb 是两个非常有意义的地球化学指标,如果大致按照 Sr=400×10^(-6)和 Yb=2×10^(-6)为标志,可以划分出4类花岗岩,即:高 Sr 低 Yb(Sr>400×10^(-6),Yb2×10^(-6))和高 Sr 高 Yb(Sr>400×10^(-6),Yb>2×10^(-6))型花岗岩。其中,从低 Sr 高 Yb 型中还可以分出非常低 Sr 高 Yb(Sr2×10^(-6))的一类。因此,按照 Sr 和 Yb 含量的不同,可以将花岗岩分为5类,文中着重探讨了这5类花岗岩形成的源区深度问题,指出按照残留相组成和花岗岩地球化学特征,可以将花岗岩形成的压力分为3或4个级别:即:(1)高压下与石榴石平衡的花岗岩具有高 Sr 低Yb 的特征;(2)在中等或较高压力、麻粒岩相(由斜长石+石榴石+角闪石+辉石组成)条件下,花岗岩具低 Sr 低 Yb 或高 Sr 高 Yb 的特点(取决于原岩成分);(3)低压下,残留相有斜长石无石榴石(角闪岩相),花岗岩为低 Sr 高 Yb 类型的;(4)与蛇绿岩有关的在洋壳剖面浅部由辉长岩部分熔融形成的 M 型花岗岩,具有非常低 Sr 高 Yb 的特点,形成深度约2～5km,可能是非常低压条件下形成的。研究表明,淡色花岗岩大多分布在低 Sr 低 Yb 区,部分正长岩和钾玄岩分布在高 Sr 高 Yb 区。藏南淡色花岗岩可能形成的压力较高。文中探讨了岩浆与深度的关系,得出了一些初步的认识,指出需要进一步研究的问题。为了得到经得起考验的结论,还需要更多资料的积累,更多理论的探讨和更多实验的佐证。

关键词：花岗岩分类 Sr-Yb关系地球化学深度压力

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中国三叠纪古地势图

古地理学报 2013年第2期15卷 181-202页

作者：张旗焦守涛吴浩若金惟俊李承东中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质调查局天津地质矿产研究所天津300170

古地势图主要恢复地质历史时期的地势分布,高地指示厚的地壳,而低地表明为正常厚度地壳或薄的地壳。中国三叠纪古地势图主要是根据不同类型花岗岩、金铜钨锡等矿床及古地理资料编制而成的。编图的结果表明,三叠纪中国可能存在 5 个高地,... 详细信息

古地势图主要恢复地质历史时期的地势分布,高地指示厚的地壳,而低地表明为正常厚度地壳或薄的地壳。中国三叠纪古地势图主要是根据不同类型花岗岩、金铜钨锡等矿床及古地理资料编制而成的。编图的结果表明,三叠纪中国可能存在 5 个高地,即: 华北高原、北山山脉、羌塘—秦岭山脉、龙门山山脉和湖南山地。三叠纪的东北、北疆、华北和华南则为低地。研究表明,上述高地主要发育在晚三叠世,是陆块挤压碰撞的产物,表明晚三叠世的印支运动可能是中国大陆拼合的最重要时期。编图的结果表明,文中提出的关于古地势图编图的理论和方法是可行的。另外,文中还讨论了编图中存在的问题及进一步研究的建议。

关键词：古地势图三叠纪中国花岗岩矿床古地理图

大洋岩石圈拆沉与大陆下地壳拆沉:不同的机制及意义——兼评“下地壳+岩石圈地幔拆沉模式”

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岩石学报 2006年第11期22卷 2631-2638页

拆沉作用(delamination)是地球科学中一个重要的科学问题。本文认为,大洋岩石圈拆沉和大陆下地壳拆沉是不一样的:(1)拆沉的物质不同。大洋岩石圈拆沉的物质包括大洋地壳、岩石圈地幔甚至一部分软流圈地幔,它们共同进入地幔深部;而大陆... 详细信息

拆沉作用(delamination)是地球科学中一个重要的科学问题。本文认为,大洋岩石圈拆沉和大陆下地壳拆沉是不一样的:(1)拆沉的物质不同。大洋岩石圈拆沉的物质包括大洋地壳、岩石圈地幔甚至一部分软流圈地幔,它们共同进入地幔深部;而大陆下地壳拆沉仅仅限制在下地壳,不包括岩石圈地幔。(2)拆沉的动力不同。大洋岩石圈拆沉是由板块俯冲引起的,是地幔对流的产物,因此是一种快速的主动的拆沉;而下地壳拆沉是由于下地壳加厚使下地壳密度增加引起的,还要求其下刚性的岩石圈地幔转变成塑性的软流圈地幔才有可能发生。因此下地壳拆沉要克服许多阻力才能实现,使拆沉成为一个漫长的过程,是慢速的和被动的拆沉。(3)拆沉的过程不同。大洋岩石圈拆沉是由板块俯冲触发的,俯冲导致碰撞,大洋岩石圈从根部断裂,拆沉进入地幔。大陆下地壳拆沉由地壳加厚开始,使下地壳转变为榴辉岩相;随后,岩石圈地幔减薄,直至全部转化为软流圈地幔;下地壳发生部分熔融,形成大规模的(埃达克质)岩浆,使下地壳榴辉岩的密度大于下伏的地幔,从而引发拆沉。大陆下地壳拆沉不大可能是整体进行的,可能是一块一块地被蚕食、被拆沉的。(4)拆沉后的效应不同。大洋岩石圈地幔拆沉,使热的软流圈地幔上涌,从而引发了一系列地质效应:如岩浆活动、地壳抬升、构造松弛以及随后的造山带垮塌等。而下地壳拆沉只引起地壳减薄,高原和山脉垮塌,并不伴有大规模的岩浆活动和地壳抬升等过程。(5)拆沉与岩浆活动的关系不同。主动拆沉导致大规模岩浆活动,而被动拆沉是在大规模岩浆活动的基础上开始的。此外,文中还对"下地壳+岩石圈地幔拆沉"模式提出了质疑,认为该模式有许多难以理解的问题和太多推测的成分,而且与现在保存的地质事实不符。

关键词：大洋岩石圈大陆下地壳拆沉作用机制岩浆活动

西秦岭与埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩有关的金铜成矿及找矿问题

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岩石学报 2009年第12期25卷 3103-3122页

作者：张旗殷先明殷勇金惟俊王元龙赵彦庆中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 甘肃省地矿局兰州730000 甘肃地矿科技信息中心兰州73000 甘肃省地质调查院兰州73000

秦岭金矿分布广,目前学术界大多认为分属于造山型和卡林型金矿两类。该区印支期花岗岩发育,大多具有埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩(低Sr和Yb)的特点,与金铜矿在时空分布上相关。美国内华达州卡林型金矿是世界级的金矿聚集区,与卡林型金矿... 详细信息

秦岭金矿分布广,目前学术界大多认为分属于造山型和卡林型金矿两类。该区印支期花岗岩发育,大多具有埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩(低Sr和Yb)的特点,与金铜矿在时空分布上相关。美国内华达州卡林型金矿是世界级的金矿聚集区,与卡林型金矿有关的第三纪岩浆岩(中酸性火山岩和浅成花岗岩)也具有埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩的地球化学特征,暗示内华达卡林型金矿也来源于加厚下地壳的底部。本文讨论了埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩有利于成矿的机理,并根据西秦岭金矿与花岗岩分布的关系,提出以夏河-宕昌-两当-凤县为界将西秦岭划分为南北两个成矿区和13个成矿聚集区:北区花岗岩发育,有利于寻找斑岩型、夕卡岩型等热液型金铜矿床;南带侵入岩少而小,有利于寻找远离岩体的金矿(包括卡林型等)。鉴于西秦岭印支期埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩发育,金铜尤其是金矿分布多,储量大,且大多与埃达克岩或喜马拉雅型花岗岩有关,可能是中国金矿最具潜力的地区,有利于特大型金铜矿的产出,可能发展成为中国最大的金矿聚集区。为此,建议加强本区花岗岩与金铜成矿关系的研究,革新找矿思路和找矿技术方法,以实现找矿的新突破。

关键词：西秦岭埃达克岩喜马拉雅印支期花岗岩金铜成矿关系找矿思路问题 Carlin type gold deposit related copper deposits 卡林型金矿 gold deposits geochemical characteristics igneous rock 聚集区金铜矿床 region 秦岭金矿时空分布中酸性火山岩

中国东部中生代高Sr低Yb和低Sr高Yb型花岗岩:对比及其地质意义

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岩石学报 2005年第6期21卷 1527-1537页

作者：张旗李承东王焰王元龙金惟俊贾秀勤韩松中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国地质调查局天津地质矿产研究所天津300170 香港大学地球科学系中国科学院高能物理研究所北京100039

中国东部在晚中生代时(晚侏罗世-早白垩世)有广泛的中酸性岩浆活动,按照花岗岩的地球化学特征,大致可以划分为东北、华北和华南3个岩区。本文研究表明,按照 Sr 和 Yb 的含量,大致可以将花岗岩分为5类,即:高 Sr 低 Yb 型(Sr >400μg/g,Yb... 详细信息

中国东部在晚中生代时(晚侏罗世-早白垩世)有广泛的中酸性岩浆活动,按照花岗岩的地球化学特征,大致可以划分为东北、华北和华南3个岩区。本文研究表明,按照 Sr 和 Yb 的含量,大致可以将花岗岩分为5类,即:高 Sr 低 Yb 型(Sr >400μg/g,Yb2μg/g)、高 Sr 高 Yb 型(Sr>400μg/g,Yb>2μg/g)以及非常低 Sr 高 Yb 型(Sr<100μg/g,Yb=2-18μg/g)花岗岩。东北和华南以发育低 Sr 高 Yb 花岗岩为主,有少量高 Sr 低 Yb 和非常低 Sr 高 Yb 类型的花岗岩分布;而华北则以高 Sr 低 Yb 型花岗岩(埃达克岩)最发育,低 Sr 高Yb、低 Sr 低 Yb 型和非常低 Sr 高 Yb 型花岗岩有少量分布。本文着重探讨了华北和华南花岗岩的特征,认为华北和华南花岗岩地球化学的区别可能主要与花岗岩源区成分和深度有关,且主要受源区深度的控制。如果花岗岩熔融的源区残留相由榴辉岩组成(石榴石+辉石+金红石+/-角闪石),则花岗岩明显亏损 HREE、Nb、Ta 和 Ti,而富集 Sr 和 Al,无明显的负铕异常,属于高 Sr 低 Yb(埃达克岩)类型;如果源区深度浅,由斜长角闪岩或麻粒岩组成(斜长石+辉石+角闪石),则花岗岩相对贫Sr 富 Yb。作者认为,华北和华南花岗岩地球化学特征上的上述差异,表明在晚中生代时(晚侏罗世-早白垩世),华北和华南的地壳厚度不同:华北较厚,华南较薄;华北经历了下地壳拆沉而华南无;华北和华南的下地壳成分不,华北较基性的下地壳拆沉后,留下的地壳平均成分与华南比偏中性。

关键词：中国东部晚中生代高Sr低Yb型花岗岩埃达克岩低Sr高Yb型花岗岩地质意义

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晚中生代的中国东部高原：证据、问题和启示

地质通报 2008年第9期27卷 1404-1430页

作者：张旗王元龙金惟俊李承东中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国地质调查局天津地质矿产研究所天津300170

中生代中国东部是否存在一个高原是一个有争议的问题。从岩石学角度对高原的问题作了一些探讨。根据埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩的时空分布厘定了高原的界线,认为存在一个高原而非山脉。高原存留的时间大致为175～113Ma(中侏罗世—早白... 详细信息

中生代中国东部是否存在一个高原是一个有争议的问题。从岩石学角度对高原的问题作了一些探讨。根据埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩的时空分布厘定了高原的界线,认为存在一个高原而非山脉。高原存留的时间大致为175～113Ma(中侏罗世—早白垩世),主要发育在165～125Ma期间。高原的崛起是从北向南扩展的,并将高原的演化分为萌生期、初期、成熟期、萎缩期、垮塌期、残留期和余脉7个阶段,探讨了不同阶段高原界线的变迁。讨论了与中国东部高原有关的下地壳拆沉、燕山运动的本质、中生代构造大转折的含义及其与古太平洋板块的关系等学术界关注的重大问题,并指出了高原研究中目前存在的问题、争论的焦点和今后研究的方向。建议开展高原古地理学、古环境学、古生态学、古生物学、古气候学等方面的研究,把中国东部高原的研究与青藏高原的研究结合起来,开展对大陆构造理论的创新性研究,企望在新的领域创出新的成果。

关键词：中国东部高原中生代证据问题争论埃达克岩花岗岩

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花岗岩按照压力的分类

地质通报 2006年第11期25卷 1274-1278页

作者：张旗王焰李承东金惟俊贾秀勤中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 香港大学地球科学系中国地质调查局天津地质矿产研究所天津300170 中国科学院高能物理研究所北京100039

研究表明,中酸性火成岩大致按照Sr=400μg/g和Yb=2μg/g的标志可以划分为4种类型,即高Sr低Yb(Sr>400×10-6,Yb2×10-6)和高Sr高Yb(Sr>400×10-6,Yb>2×10-6)型。其中,从低Sr高Yb型中还可以分出非常低Sr高Yb(Sr2×10-6)的一类。着重探讨了这5类花岗岩形成的源区深度问题,指出按照残留相组成和花岗岩Sr、Yb含量,可以将花岗岩形成的压力分为3或4个级别:①高压下与石榴子石平衡的花岗岩具有高Sr低Yb的特征;②中等压力下,残留相为麻粒岩相(斜长石+石榴子石+角闪石+辉石),花岗岩具低Sr低Yb或高Sr高Yb的特点(取决于原岩成分);③低压下,残留相有斜长石无石榴子石的花岗岩为低Sr高Yb类型的;④与蛇绿岩有关的在洋壳剖面浅部由辉长岩部分熔融形成的M型花岗岩可能是非常低压(高温)条件下形成的。

关键词：花岗岩分类 Sr Yb含量地球化学压力