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大地幔楔如何影响深部地幔过程和大陆岩石圈演化?

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地球科学 2022年第10期47卷 3784-3786页

作者：章军锋许文良中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074 吉林大学地球科学学院吉林长春130061

全球地震层析成像显示,俯冲板片进入地幔过渡带之后主要有两种形式:一种是直接穿越地幔过渡带进入下地幔,甚至可能到达核幔边界;另外一种是平躺滞留在地幔过渡带(Goes et al.,2017).根据板片俯冲的深度及其在地幔中的形态,可以把板片与... 详细信息

全球地震层析成像显示,俯冲板片进入地幔过渡带之后主要有两种形式:一种是直接穿越地幔过渡带进入下地幔,甚至可能到达核幔边界;另外一种是平躺滞留在地幔过渡带(Goes et al.,2017).根据板片俯冲的深度及其在地幔中的形态,可以把板片与地幔相互作用的区域划分为由俯冲板片-上地幔-岩石圈地幔-岛弧构成的小地幔楔系统;以及从小地幔楔系统发展而来,由俯冲/滞留板片-地幔过渡带-软流圈地幔-岩石圈构成的大地幔楔系统.大地幔楔是地球内部的常见构造,全球有近一半的深俯冲板片在地幔过渡带附近出现了几百到上千千米的滞留(Goes et al.,2017),其中以东亚地区最为显著(Huang and Zhao,2006;Zhao,2017).

关键词：地幔过渡带地震层析成像地球内部核幔边界俯冲板片区域划分地幔楔板片俯冲

深俯冲陆壳部分熔融初始熔体的厘定:来自苏鲁超高压地体混合岩中浅色体证据

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岩石学报 2018年第3期34卷 547-566页

作者：高名迪续海金章军锋陈辉中国地质大学地球科学学院全球构造中心

深俯冲陆壳物质部分熔融产生的熔体,实验岩石学方面已有广泛报道,而天然初始熔体的组分却难以厘定。对此,本文从苏鲁超高压地体荣成混合岩中识别出了深俯冲花岗质陆壳部分熔融产生的天然初始熔体组成。野外露头显示,混合岩中主要矿物组... 详细信息

深俯冲陆壳物质部分熔融产生的熔体,实验岩石学方面已有广泛报道,而天然初始熔体的组分却难以厘定。对此,本文从苏鲁超高压地体荣成混合岩中识别出了深俯冲花岗质陆壳部分熔融产生的天然初始熔体组成。野外露头显示,混合岩中主要矿物组成为钾长石+斜长石+石英的浅色熔体呈不连续的条带状与残余体互层产出,指示了原位或近源区的部分熔融特征。混合岩浅色体锆石CL图像呈明显的核-边结构,继承核部为扬子板块来源的岩浆锆石,形成时代为721±24Ma;新生边部CL图像具震荡环带结构,微量元素上REE呈明显左倾,具有Eu的负异常及Ce的正异常,低的Hf/Y和Th/U比值,具深熔锆石特征,指示形成于花岗质陆壳物质的部分熔融。边部U-Pb谐和年龄为225.9±2Ma,略晚于苏鲁超高压地体超高压峰期变质年龄,表明初始熔融发生在超高压地体折返早期。浅色熔体的全岩地球化学特征表明,主量元素上具有高SiO_2、K_2O及Na_2O含量,低的Fe_2O_3~T、MgO及CaO含量,A/CNK=1.02~1.04,呈弱过铝质亚碱性花岗岩的特征,这与实验岩石学中富硅陆壳物质部分熔融产生的熔体组分极为相近;微量元素上富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、Pb等),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,REE呈较为平坦的配分模式,具弱的Eu负异常并亏损Sr。本文通过上述对天然样品研究,厘定了深俯冲花岗质陆壳部分熔融及其初始熔体的组成,为理解大陆俯冲带壳幔相互作用提供了关键依据。

关键词：大陆俯冲带部分熔融初始熔体苏鲁超高压地体混合岩

北京房山地区太平山褶皱的变形特征和形成时代:华北克拉通早白垩世挤压构造的意义

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地球科学 2019年第5期44卷 1734-1748页

作者：舒坦续海金章军锋刘强中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074

北京西山地区广泛发育轴向近E-W向的褶皱,对理解华北克拉通东部构造演化至关重要,但目前对其形成时代和构造动力学背景却没有明确的认识.北京房山地区的太平山褶皱是轴向近E-W向褶皱的典型代表.通过精细的野外构造观察和构造年代学研究... 详细信息

北京西山地区广泛发育轴向近E-W向的褶皱,对理解华北克拉通东部构造演化至关重要,但目前对其形成时代和构造动力学背景却没有明确的认识.北京房山地区的太平山褶皱是轴向近E-W向褶皱的典型代表.通过精细的野外构造观察和构造年代学研究,确定太平山褶皱的空间展布特征和构造样式,厘定构造变形的时代,为该区乃至华北克拉通东部的构造演化提供重要依据.通过详细的野外构造观察和系统的β图解研究,表明太平山褶皱由直立倾伏背斜和斜歪倾伏向斜构成.通过对早期卷入褶皱变形的煌斑岩席和晚期切层侵入褶皱的闪长玢岩脉进行锆石U-Pb定年,得到煌斑岩席和闪长玢岩脉的形成时代分别为147.2±2.4Ma和129.0±3.2Ma,表明太平山褶皱的形成时代为燕山运动B幕.另外,北京西山地区还存在NW-SE向的伸展构造样式.代表本区NW-SE向伸展的房山穹窿(约136Ma)晚于N-S向挤压构造,侵入切割太平山褶皱,塑造了研究区现今主体构造格架,进一步限定太平山褶皱的形成时代为147～136 Ma.因此,研究区轴向近E-W向的褶皱为早白垩世近N-S向挤压构造的产物;N-S向挤压和NW-SE向伸展的构造样式,为华北克拉通中生代构造体制的转换和动力学背景提供关键依据.

关键词：构造变形变形时代构造体制北京西山华北克拉通构造地质

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实验流变学的发展现状与趋势

地球科学 2022年第8期47卷 2744-2756页

作者：章军锋周永胜宋茂双中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074 中国地震局地质研究所北京100029 中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640

实验流变学是通过高温高压实验手段研究地球内部主要组成物质在差应力的作用下发生变形和流动的学科.伴随着流变实验技术的不断发展,实验流变学在过去30年中得到了快速发展,研究范畴和研究对象不断扩大,在地球和行星科学的研究领域发挥... 详细信息

实验流变学是通过高温高压实验手段研究地球内部主要组成物质在差应力的作用下发生变形和流动的学科.伴随着流变实验技术的不断发展,实验流变学在过去30年中得到了快速发展,研究范畴和研究对象不断扩大,在地球和行星科学的研究领域发挥着重要的作用.主要简要介绍了实验流变学技术的发展历史,围绕岩石圈、软流圈、转换带和下地幔流变学实验研究和中深源地震机制的研究总结了实验流变学领域的主要研究进展与存在问题,提出由物质成分和热结构控制的地球不同圈层流变学性质的三维结构是当前实验流变学研究需要解决的核心科学问题,并在此基础上展望了实验流变学未来的优先发展方向.

关键词：实验流变学研究进展发展趋势优先发展方向

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超高压变质岩中柯石英的产出和保存机制

地球科学 2019年第12期44卷 4028-4033页

作者：刘鹏雷章军锋金振民中国地质大学地球科学学院

了解柯石英的产出并制约其保存机制对于深入认识超高压变质岩的形成和演化具有重要的启示意义.早期的研究发现超高压变质岩中的柯石英主要以包裹体的形式产在刚性寄主矿物中,而粒间柯石英之前仅在苏鲁仰口的超高压双矿物榴辉岩中有过发... 详细信息

了解柯石英的产出并制约其保存机制对于深入认识超高压变质岩的形成和演化具有重要的启示意义.早期的研究发现超高压变质岩中的柯石英主要以包裹体的形式产在刚性寄主矿物中,而粒间柯石英之前仅在苏鲁仰口的超高压双矿物榴辉岩中有过发现.目前提出的柯石英保存机制主要包括以下两种:涉及"构造超压"的"高压釜"模型和较干的变质演化环境.新近报道的大别山甘家岭超高压变沉积岩中的粒间柯石英和白云石中的大量柯石英包裹体肯定了较干的变质演化环境而削弱了传统的"高压釜"模型在保存柯石英方面所起的作用.

关键词：大别山超高压白云石粒间柯石英构造超压岩石学

超高压变质岩中柯石英—石英相变动力学研究的评述

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地质科技情报 1999年第3期18卷 6-10页

作者：章军锋金振民 DepartmentofGeology UniversityofCaliforniaRiversideCA92527 中国地质大学地球科学学院

含柯石英超高压变质岩的发现是陆壳岩石向地慢深部俯冲的岩石学证据，也揭示了深部变质沉积物折返地表的可能性。超高压变质岩的形成和折返机制是当前地球科学中最有挑战性的前沿课题之一，具有深刻的大陆动力学意义。文中讨论和总结了... 详细信息

含柯石英超高压变质岩的发现是陆壳岩石向地慢深部俯冲的岩石学证据，也揭示了深部变质沉积物折返地表的可能性。超高压变质岩的形成和折返机制是当前地球科学中最有挑战性的前沿课题之一，具有深刻的大陆动力学意义。文中讨论和总结了世界上8个典型超高压变质岩地区的柯石英和柯石英假像特征，以及近10年来关于柯石英的显微结构、相变动力学和流变学研究成果。

关键词：柯石英超高压变质相变动力学石英

碰撞造山带地壳深熔作用：来自纳米花岗岩包裹体的观测与实验约束

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地球科学 2019年第12期44卷 4152-4156页

作者：李鑫刘强樊燏章军锋中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074

在碰撞造山带构造演化过程中,中下地壳深熔作用对于深部地壳物理性质与化学成分具有重要控制作用.作为深熔作用的"见证者",纳米花岗岩包裹体是寄主岩石部分熔融作用的产物,能够为确定陆壳岩石中天然熔体特征及分析熔融机制提供关键信息... 详细信息

在碰撞造山带构造演化过程中,中下地壳深熔作用对于深部地壳物理性质与化学成分具有重要控制作用.作为深熔作用的"见证者",纳米花岗岩包裹体是寄主岩石部分熔融作用的产物,能够为确定陆壳岩石中天然熔体特征及分析熔融机制提供关键信息.在喜马拉雅东构造结南迦巴瓦岩群的代表性岩石单元(泥质片麻岩与长英质片麻岩)中,石榴石与锆石中常包含有典型的纳米花岗岩包裹体,其代表性子矿物组合为钾长石+斜长石+石英±黑云母,这是在黑云母脱水熔融过程中、寄主片麻岩中熔体被主要转熔矿物(如石榴石等)捕获所形成一类特殊包裹体.在观测基础上,采用高温高压与高温常压手段,对纳米花岗岩包裹体进行均一化实验并获得均一化玻璃质熔体.成分分析表明,均一化熔体成分以过铝质花岗岩为主,其主/微量元素特征能够有效反演部分熔融作用的演化过程.因此,纳米花岗岩包裹体的天然观测与实验研究对于确定天然熔体特征与深入剖析碰撞造山带的地壳深熔作用具有重要启示意义.

关键词：地壳深熔纳米花岗岩包裹体变质演化东喜马拉雅构造结岩石学

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实验地球科学的前沿与发展战略

地球科学 2022年第8期47卷 2667-2678页

作者：许文良任建国章军锋吉林大学地球科学学院吉林长春130061 国家自然科学基金委员会地球科学部北京100085 中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074

实验地球科学是利用实验装置和技术模拟地球内部的高温高压条件,开展地球内部物质的物理和化学属性与地球内部过程研究.我国的实验地球科学在过去10年得到了快速发展,已成为国际高温高压实验领域的一支重要研究力量.主要介绍了实验地球... 详细信息

实验地球科学是利用实验装置和技术模拟地球内部的高温高压条件,开展地球内部物质的物理和化学属性与地球内部过程研究.我国的实验地球科学在过去10年得到了快速发展,已成为国际高温高压实验领域的一支重要研究力量.主要介绍了实验地球科学的定义与战略价值,简述了我国实验地球科学的发展现状与薄弱环节,提出了未来学科发展的思路和重要举措,并展望了学科未来的优先发展方向.

关键词：实验地球科学发展现状发展战略优先发展方向

苏鲁造山带威海古元古代泥质麻粒岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征及其构造属性

维普期刊数据库评论

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地球科学 2021年第2期46卷 504-526页

作者：熊志武续海金王攀章军锋刘强中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074

威海地区出露古元古代泥质麻粒岩,其构造属性仍存在争议.泥质麻粒岩以透镜体的形式出露在花岗质片麻岩中,透镜体从核部到边部的岩性逐渐变化:未变形的粗粒泥质麻粒岩、面理化的细粒泥质麻粒岩、石榴黑云片麻岩和混合岩化麻粒岩.粗粒泥... 详细信息

威海地区出露古元古代泥质麻粒岩,其构造属性仍存在争议.泥质麻粒岩以透镜体的形式出露在花岗质片麻岩中,透镜体从核部到边部的岩性逐渐变化:未变形的粗粒泥质麻粒岩、面理化的细粒泥质麻粒岩、石榴黑云片麻岩和混合岩化麻粒岩.粗粒泥质麻粒岩,粗粒斑状变晶结构,块状构造;细粒泥质麻粒岩,细粒斑状变晶结构,面理发育;石榴黑云片麻岩,斑状变晶结构,片麻状构造,上述3种岩石的主要矿物组合均为石榴子石+黑云母+斜长石(反条纹长石)+石英+矽线石;混合岩,条带状构造,暗色残余体主要矿物组合为石榴子石+斜长石+黑云母+石英+矽线石,浅色体矿物组合为石英+斜长石+钾长石.所有样品均有金红石、锆石和独居石等副矿物.粗粒泥质麻粒岩中的锆石颗粒均为浑圆近等粒,具有典型的麻粒岩相变质锆石的特征:锆石CL图像为均一的云雾状或补丁状结构,低的Th/U比值(0.01~0.30),强烈的Ce正异常和Eu负异常,HREE的亏损及高的Hf/Y比值(19~537).利用锆石Ti温度计获得的变质温度为788~892℃(加权平均值为837±24℃).锆石U-Pb定年获得上交点年龄为1863±18 Ma,206Pb/238U加权平均年龄为1832±23 Ma.εHf(t)值为-3.4~-4.9(加权平均值为-4.23±0.35),相应的两阶段模式年龄(TDM2)为2716±107 Ma~2807±93 Ma(加权平均值为2767±44 Ma).细粒泥质麻粒岩中的锆石也具有麻粒岩相锆石的CL和微量元素特征,Ti含量温度计获得的变质温度为804~909℃(加权平均值为845±23℃),锆石U-Pb上交点年龄为1823±14 Ma,谐和206Pb/238U年龄加权平均值为1812±13 Ma,εHf(t)为-3.7~-5.7(加权平均值为-4.67±0.37),TDM2为2705±133 Ma~2826±116 Ma(加权平均值为2766±46 Ma).石榴黑云片麻岩中的锆石也具有麻粒岩相变质锆石的CL和微量元素特征,锆石Ti含量计算变质温度为785~923℃(加权平均值为820±32℃),锆石U-Pb上交点年龄为1807±22 Ma,εHf(t)为-4.5~-9.0(加权平均值为-6.07±0.48),TDM2为2742±90 Ma~3020±92 Ma(加权平均值为2839±41 Ma).混合岩中的锆石大部分具有核-边结构.根据Ti含量温度计获得的混合岩中麻粒岩相变质锆石核的变质温度为754~875℃(加权平均值为818±30℃),U-Pb上交点年龄为1822±19 Ma,εHf(t)值为-4.3~-6.3(加权平均值为-5.47±0.35),TDM2为2742±82 Ma~2864±91 Ma(加权平均值为2814±43 Ma).可见,麻粒岩、石榴黑云片麻岩和混合岩经历了相同的麻粒岩相峰期变质作用(~1.8 Ga),具有相同的原岩属性,即晚太古代(2.7~2.8 Ga)的地壳物质.麻粒岩透镜体从核部到边部岩性的变化,可能受到晚三叠纪碰撞造山作用的不同程度改造.因此,威海超高压地体中出露的泥质麻粒岩透镜体,在构造亲属性上可能属于华北克拉通地壳物质,成因上可能与哥伦比亚超大陆的演化有关,在三叠纪大陆俯冲碰撞过程中卷入造山带.

关键词：泥质麻粒岩古元古代锆石构造属性苏鲁造山带地球化学地质年代学