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俯冲板片稳定同位素(Fe-K-Li-B-Ba)的分馏行为

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地球科学 2024年第2期49卷 685-699页

作者：王琳张贵宾北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

俯冲带是壳幔循环的重要场所,K、Ba、B和Li作为流体活动性元素,富集在俯冲带流体中;同时各个储库的同位素差异使得其成为研究各种俯冲带流体的良好示踪剂.总结了近年来有关俯冲带Fe同位素与俯冲带变质流体氧化还原状态的研究进展,以及K... 详细信息

俯冲带是壳幔循环的重要场所,K、Ba、B和Li作为流体活动性元素,富集在俯冲带流体中;同时各个储库的同位素差异使得其成为研究各种俯冲带流体的良好示踪剂.总结了近年来有关俯冲带Fe同位素与俯冲带变质流体氧化还原状态的研究进展,以及K、Ba、Li和B同位素在俯冲各个阶段的地球化学行为,包括俯冲物质的同位素组成,俯冲板片变质流体的稳定同位素分馏,及俯冲板片物质再循环沉积物、蚀变洋壳及俯冲带蛇纹岩与上覆地幔楔的相互作用再循环过程中伴随的元素分配和稳定同位素分馏.随着稳定同位素测试精度的提升和以上同位素在不同地质储库和地质过程的数据完善,可以更有助于理解俯冲带中的相关物理化学变化过程.

关键词：稳定同位素俯冲带同位素示踪地壳物质再循环地球化学

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榴辉岩部分熔融过程中的同位素分馏

岩石学报 2021年第1期37卷 95-112页

作者：刘帅奇张贵宾北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

本文对榴辉岩部分熔融过程中不同同位素体系是否存在分馏这一当前研究热点进行了综述。榴辉岩作为研究洋陆俯冲、超高压变质以及壳幔相互作用的主要岩石类型,其部分熔融与地壳增生、板片折返过程以及俯冲隧道中元素的迁移分配等具有紧... 详细信息

本文对榴辉岩部分熔融过程中不同同位素体系是否存在分馏这一当前研究热点进行了综述。榴辉岩作为研究洋陆俯冲、超高压变质以及壳幔相互作用的主要岩石类型,其部分熔融与地壳增生、板片折返过程以及俯冲隧道中元素的迁移分配等具有紧密的联系。作为典型的高压-超高压变质岩石,榴辉岩可通过俯冲带将壳源信息携带至地幔深部,影响地幔的化学组成,并可在大洋玄武岩中得以表现。近些年,随着仪器分析技术的发展,实验研究和理论计算均表明榴辉岩部分熔融过程中稳定同位素可以产生显著的分馏。作为常见的放射性成因子体同位素和传统稳定同位素Sr-Nd-Hf-O被广泛应用于源区示踪、岩浆混合以及结晶分异等过程。但目前有研究指出,在非平衡熔融过程中,熔体和源区的Sr-Nd-Hf-O同位素可发生解耦,导致二者的同位素组成不均一。另外,通过研究榴辉岩及其熔融产物的金属稳定同位素特征,发现榴辉岩部分熔融过程中,由于石榴石效应,会造成Ca、Mg、Fe、Li等金属稳定同位素的分馏。因此,当利用稳定同位素示踪榴辉岩熔体的源区时,需要考虑其分馏的影响。

关键词：榴辉岩部分熔融分馏 Sr-Nd-Hf-O同位素 Ca-Mg-Fe-Li同位素

羌塘盆地中部中上地壳三维密度和磁性结构及构造意义

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地球物理学报 2022年第6期65卷 2047-2062页

作者：索奎张贵宾贾正元华北水利水电大学地球科学与工程学院郑州450046 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083

羌塘盆地位于青藏高原中部,经历了多期复杂构造运动,是研究青藏高原演化的良好窗口.本文利用1∶20万重力和磁力数据,基于1∶50万地表地质信息约束,反演获得了羌塘盆地中部区域中上地壳的三维密度和磁性结构,揭示了南、北羌塘坳陷、班公... 详细信息

羌塘盆地位于青藏高原中部,经历了多期复杂构造运动,是研究青藏高原演化的良好窗口.本文利用1∶20万重力和磁力数据,基于1∶50万地表地质信息约束,反演获得了羌塘盆地中部区域中上地壳的三维密度和磁性结构,揭示了南、北羌塘坳陷、班公湖—怒江缝合带、可可西里—金沙江缝合带和龙木错—双湖缝合带的密度和磁性特征.根据反演结果,认为:主要构造单元与密度和磁化率异常有良好的对应关系,下地壳和上地幔是羌塘盆地大范围低值重力异常的重要来源;可可西里—金沙江缝合带向下切割较深,引起磁异常的岩浆岩大量存在于中地壳;双湖至唐古拉山一线不存在贯穿羌塘盆地的“中央隆起带”;北羌塘广泛分布的火山岩主要存在于上地壳,来源可能是下地壳和上地幔的低密度岩浆岩体;印度板块俯冲的前缘可能影响到了羌塘盆地下方.

关键词：羌塘盆地构造单元重磁三维反演

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岩石圈根拖曳作用在青藏高原西部和东部造山中的比较研究

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地球物理学报 2004年第6期47卷 1053-1060页

作者：李岩峰张贵宾高锐中国地质大学地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037

根据地球物理探测资料 ,基于二维模型 ,利用黏弹性有限元方法 ,研究青藏高原西、东剖面的地壳均衡和岩石圈根拖曳的构造应力机制 .数值模拟结果表明 ,青藏高原西部 (B B′剖面 )的造山水平挤压力主要来源于岩石圈根的向下拖曳 ,印度板... 详细信息

根据地球物理探测资料 ,基于二维模型 ,利用黏弹性有限元方法 ,研究青藏高原西、东剖面的地壳均衡和岩石圈根拖曳的构造应力机制 .数值模拟结果表明 ,青藏高原西部 (B B′剖面 )的造山水平挤压力主要来源于岩石圈根的向下拖曳 ,印度板块向北挤压为次要因素 ,形成“山隆盆降”的地表形态 ;而青藏高原东部 (A A’剖面 )岩石圈根向下拖曳还不足以形成硬上地壳中挤压造山的主要力源 .对比结果认为 ,青藏高原的深部层圈结构和应力体系在西、东部存在明显的差异 ,反映了高原内部造山演化的西。

关键词：青藏高原岩石圈根有限元数值模拟构造应力造山

柴北缘超高压变质带变质泥质岩碎屑锆石年代学研究及其地质意义

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岩石学报 2017年第6期33卷 1775-1788页

作者：高展张贵宾北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

柴北缘超高压变质带作为中国西部深俯冲的一个研究热点,对其变质泥质岩的碎屑锆石年龄研究对了解此区内深俯冲大陆的前寒武纪演化历史,及与华北克拉通及华南克拉通的亲缘性讨论具有重要意义。本文选取柴北缘超高压变质带中绿梁山和都兰... 详细信息

柴北缘超高压变质带作为中国西部深俯冲的一个研究热点,对其变质泥质岩的碎屑锆石年龄研究对了解此区内深俯冲大陆的前寒武纪演化历史,及与华北克拉通及华南克拉通的亲缘性讨论具有重要意义。本文选取柴北缘超高压变质带中绿梁山和都兰的变质泥质岩,筛选锆石利用LA-ICP-MS进行定年并讨论其地质意义。实验结果表明碎屑锆石年龄分为三个组别集中,分别是>1100Ma、1000~800Ma和800~500Ma,并分别代表了古老的结晶基底、与Rodinia超大陆相关的碰撞和裂解事件以及古祁连洋的演化。板块亲缘性分析表明柴达木-祁连地区可能与扬子克拉通西缘具有亲缘性,可能作为扬子克拉通西缘的延伸而与扬子克拉通相连。通过结合碎屑锆石数据及板块亲缘性分析并对比现今西太平洋边缘的演化模式,本文提出了一个在早古生代北祁连为主动大陆边缘,柴北缘为被动大陆边缘;在祁连地体北侧的古祁连洋闭合后柴北缘转变为主动大陆边缘的构造演化模式。

关键词：柴北缘超高压变质带碎屑锆石 Rodinia超大陆前寒武纪构造历史

兴蒙造山带晚古生代伸展减薄过程:来自内蒙林西地区岩体的地球化学证据

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岩石学报 2021年第7期37卷 2029-2050页

作者：雷豪张贵宾徐备北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871 河北省战略性关键矿产资源重点实验室河北地质大学石家庄050031

内蒙古林西县双井地区出露一套含暗色包体的花岗质岩体,位于双井片岩和房框子单元花岗质片麻岩接触带,该岩体对厘定古亚洲洋演化阶段、西伯利亚板块和阿穆尔板块最终碰撞缝合时限具有重要意义。本文对该岩体进行了详细的岩相学、岩石地... 详细信息

内蒙古林西县双井地区出露一套含暗色包体的花岗质岩体,位于双井片岩和房框子单元花岗质片麻岩接触带,该岩体对厘定古亚洲洋演化阶段、西伯利亚板块和阿穆尔板块最终碰撞缝合时限具有重要意义。本文对该岩体进行了详细的岩相学、岩石地球化学以及锆石U-Pb年代学研究,讨论了该岩体成因、岩浆源区以及研究区造山带地壳演化等问题。岩体中暗色包体和周边花岗岩大部分锆石记录了-285Ma和-270Ma两期年龄,少量锆石记录了-320Ma的较老年龄,表明该区域在晚石炭世就存在岩浆活动,并在-285Ma、-270Ma更为显著,且岩浆活动具有幕式发生的特点,通过锆石的Ti温度计算得岩浆形成温度为-670℃。暗色包体相较周边花岗岩部分更富Al_(2)O_(3)(>13.96%)、CaO(>1.61%)、Na_(2)O(>4.61%)以及Fe_(2)O_(3)(>3.67%)、MgO(>0.62%)、TiO_(2)(>0.28%)、P_(2)O_(5)(>0.08%)等,但贫K2O(<2.10%),但二者发育有一致的变形现象,具有相同的侵位时代(误差范围内一致)、相似的微量元素配分模式、相近的Sr-Nd-Hf同位素组成,指示二者可能为同源岩浆不同演化阶段的产物。此外,暗色包体样品中,Zr/Hf比值介于31.74-37.08之间(接近原始地幔的Zr/Hf比值36.25),黑云母有壳源和壳幔混合源两种成因类型,ISr值介于0.7039-0.7055之间,εNd(t)值介于-7.30--5.87之间,锆石的εHf(t)介于-3.58-6.72之间等地球化学特征,均指示暗色包体的母岩浆在形成过程中有幔源物质的加入,以上特征显示岩体为壳幔混合源岩浆经历不同演化阶段后的产物。岩体中锆石Eu/Eu*与地壳厚度的拟合结果显示研究区在ca.290-270Ma地壳经历了一次显著的减薄过程(ca.50-35km),为区域存在地幔物质上涌提供了动力学证据。结合前人资料,本次研究的含暗色包体的花岗质岩体属于大石寨期,其母岩浆的形成、侵位时代,以及壳幔混合源等地球化学特征精细地约束了该区大石寨期岩浆活动的发育时间及过程,为研究西拉木伦缝合带晚古生代构造演化提供了新证据,同时也清晰地指示出古亚洲洋在晚古生代末期并不处于大洋俯冲阶段,而是造山后的伸展裂解阶段。

关键词：古亚洲洋锆石U-Pb年龄 Sr-Nd-Hf同位素地球化学双井地区

基于二维自适应hp有限元的自然电位高精度计算

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中国石油大学学报（自然科学版） 2013年第6期37卷 43-51页

作者：王正楷张贵宾中国地质大学地球物理与信息技术学院北京100083 中国石油大学地球科学与技术学院山东青岛266580

将自适应hp有限元方法引进到自然电位的计算中。采用基于参考解投影型插值后验误差估计的自适应hp策略引导网格hp细化。利用该方法求解二维轴对称条件下的自然电位的矢量势方程,分析三层模型下的井径、钻井液、目的层电阻率、目的层厚... 详细信息

将自适应hp有限元方法引进到自然电位的计算中。采用基于参考解投影型插值后验误差估计的自适应hp策略引导网格hp细化。利用该方法求解二维轴对称条件下的自然电位的矢量势方程,分析三层模型下的井径、钻井液、目的层电阻率、目的层厚度、侵入带半径和侵入带电阻率等因素对自然电位的影响规律。同时,计算五层介质和两层旋度源等复杂条件下自然电位。结果表明,该方法用较少的自由度获得较高精度的数值解,在计算精度和效率方面明显优于其他数值方法。

关键词：自然电位矢量势自适应hp有限元数值模拟偶极层

从欧洲地学联合会第10次会议看地学的发展动向

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现代地质 1999年第3期 297-322+358页

作者：张贵宾工程技术学院!北京100083

中国东北地区SKS分裂的上地幔各向异性结构与动力学

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地球物理学报 2019年第9期62卷 3365-3384页

作者：鲁明文雷建设张贵宾中国地震局地壳应力研究所(地壳动力学重点实验室) 北京100085 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083

本研究收集了中国东北地区2008-2016年九年时间内207个固定地震台站和127个NECESSArray流动地震台站的波形资料,利用SKS波分裂的最小切向能量网格搜索方法获得了243个台站的有效分裂结果.研究结果显示,尽管研究区各向异性快波方向基本以... 详细信息

本研究收集了中国东北地区2008-2016年九年时间内207个固定地震台站和127个NECESSArray流动地震台站的波形资料,利用SKS波分裂的最小切向能量网格搜索方法获得了243个台站的有效分裂结果.研究结果显示,尽管研究区各向异性快波方向基本以NW-SE向为主,但无论是在快波方向上还是快慢波时间延迟上不同构造单元内部与不同构造单元之间均存在着较大差别.大兴安岭造山带北部的各向异性快波方向自北向南由NNE-SSW向转变为NNW-SSE向,在中部以NW-SE向为主,而南部自北而南由NE-SW向逐渐转变为近E-W向;松辽盆地的各向异性快波方向在北部自西向东主要表现为由NNW-SSE向逐渐转变为NW-SE向,在中部自西向东由NE-SW向转变为近E-W向,而在南部既有NE-SW向又有NW-SE向;佳木斯地块各向异性方向由西部的NW-SE转变为东部的NNW-SSE,同时快慢波时间延迟逐渐变大;长白山造山带北部自北向南由NW-SE向逐渐转变为近E-W向,中部各向异性快波方向为NNW-SSE向,且快慢波时间延迟较大,而南部以NW-SE向为主;燕山造山带的各向异性快波方向主要沿E-W向分布,基本平行于燕山造山带的走向.这些结果说明,尽管复杂的各向异性快波方向与局部岩石圈拆沉和热物质上涌有关,但更重要是与"大地幔楔"中物质水平流等动力过程密切相关,也有待将来结合更多地震资料如面波不同深度的特征各向异性进行分析.在阿巴嘎火山群、哈拉哈火山群、长白山火山、龙岗火山和镜泊湖火山区及五大连池火山区等特殊构造区的周边地区,各向异性快波方向围绕这些构造区随方位均发生明显变化,暗示了火山区下方热物质上涌可能影响了"大地幔楔"中的软流圈物质水平流方向.

关键词： SKS波分裂地震各向异性深部动力学东北地区