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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

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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

接收函数和重力联合反演中国东北地区高精度莫霍面和波速比分布及地质意义

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中国科学：地球科学 2023年第7期53卷 1586-1599页

作者：郝奥伟张海江韩守诚许文良中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 安徽蒙城地球物理国家野外科学观测研究站蒙城233527 中国地质调查局西安矿产资源调查中心西安710100 吉林大学地球科学学院长春130061

本文通过接收函数和重力数据联合反演获取了中国东北地区高精度的莫霍面和平均地壳波速比模型,新的联合反演方法综合考虑了接收函数在纵向上和重力数据在横向上的优势,在某种程度上可以降低单一接收函数数据易受盆地沉积层、莫霍面倾斜... 详细信息

本文通过接收函数和重力数据联合反演获取了中国东北地区高精度的莫霍面和平均地壳波速比模型,新的联合反演方法综合考虑了接收函数在纵向上和重力数据在横向上的优势,在某种程度上可以降低单一接收函数数据易受盆地沉积层、莫霍面倾斜、介质不均匀分布等因素的干扰.在接收函数数据的预处理中,通过远震接收函数波形重建方法构建规则化的虚拟台站,提升整体的空间分辨率.在重力数据的滤波中,分别对莫霍面上方的浅部区域和岩石圈以下的深部背景场采用速度结构导向和向上延拓的滤波手段.新获得的莫霍面分布显示,海拉尔盆地、二连盆地、三江盆地、渤海湾盆地的莫霍面深度略浅于周围地区,而大兴安岭、小兴安岭、张广才岭的莫霍面略深.与前人结果相比,本研究得到的精细莫霍面模型与地形起伏和盆地边界有更好的对应关系,且在南北重力梯度线两侧的差异更明显.松辽盆地东部的莫霍面相对较浅,且存在高波速比异常,可能是由于松辽盆地区域的横向拉张引起的地幔热物质侵入地壳引起的.长白山火山地区下方地壳存在高波速比,意味着该处可能存在由于地幔热物质上涌引起的地壳部分熔融.

关键词：接收函数重力莫霍面波速比中国东北

大兴安岭南部钠闪石流纹岩的岩石成因:年代学和地球化学证据

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岩石学报 2013年第3期29卷 853-863页

作者：王建国和钟铧许文良吉林大学地地球科学学院长春130061

本文报道了在大兴安岭南部白音高老组新发现的钠闪石流纹岩的锆石U-Pb定年结果和岩石地球化学资料,以便揭示富碱钠闪石流纹岩的成因与区域构造演化。钠闪石流纹岩中锆石为自形-半自形的长柱状、短柱状,具有明显岩浆成因的震荡生长环带,... 详细信息

本文报道了在大兴安岭南部白音高老组新发现的钠闪石流纹岩的锆石U-Pb定年结果和岩石地球化学资料,以便揭示富碱钠闪石流纹岩的成因与区域构造演化。钠闪石流纹岩中锆石为自形-半自形的长柱状、短柱状,具有明显岩浆成因的震荡生长环带,结合其Th/U比值(1.2～1.9),暗示其为岩浆成因。锆石LA-ICP-MSU-Pb定年结果表明,其206Pb/238U年龄介于134～149Ma之间,其加权平均年龄为141Ma,表明钠闪石流纹岩形成于早白垩世早期。锆石εHf(t)=+9.07～+12.08,二阶段Hf模式年龄介于415～616Ma之间。岩石地球化学资料表明,钠闪石流纹岩以富硅、碱、铁质和贫钙、镁质为特征,在地球化学上,具有典型的A型流纹岩特征。该类岩石不仅具有高的稀土元素总量(REE=307×10-6～1395×10-6)、显著的Ce正异常(Ce/Ce*=6.52～18.6)和显著的Eu负异常(Eu/Eu*=0.007～0.009),而且表现出高场强元素(如Zr、Hf、Nb、Ta)的显著富集、大离子亲石元素(如Ba、Sr)的强烈亏损和很高的Ga/Al比值(104×Ga/Al=4.88～6.41)。上述资料表明,钠闪石流纹岩的原始岩浆应是古俯冲蚀变洋壳部分熔融的产物,并形成于蒙古-鄂霍茨克缝合带闭合后的岩石圈伸展构造环境。

关键词：锆石U-Pb年代学地球化学岩石成因钠闪石流纹岩大兴安岭南部

东北亚陆缘晚白垩世岩浆作用对古太平洋俯冲作用变化的制约及其气候效应

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矿物岩石地球化学通报 2023年第5期42卷 1114-1131,I0002页

作者：张思文王枫许文良唐杰熊帅杨德彬吉林大学地球科学学院长春130061 自然资源部东北亚矿产资源评价重点实验室长春130061

晚白垩世是古太平洋俯冲板块运动变化的关键时期。本文总结了东北亚陆缘晚白垩世火成岩的时空分布特征,结合火成岩地球化学数据,探讨该时期岩浆作用与古太平洋俯冲及气候变化之间的潜在联系。东北亚陆缘晚白垩世火成岩分布范围由陆内至... 详细信息

晚白垩世是古太平洋俯冲板块运动变化的关键时期。本文总结了东北亚陆缘晚白垩世火成岩的时空分布特征,结合火成岩地球化学数据,探讨该时期岩浆作用与古太平洋俯冲及气候变化之间的潜在联系。东北亚陆缘晚白垩世火成岩分布范围由陆内至陆缘明显收缩,指示古太平洋板块俯冲-后撤过程。火成岩展布方向发生小角度偏转,可能是俯冲板块在深部地幔流影响下发生变形以及不同位置后撤速率差异所致。该时期东北亚陆缘经历了地壳减薄和岩浆初始温度上升,暗示板块后撤诱发陆缘向地幔流,引起地壳减薄并形成具有较高初始温度的岩浆。晚白垩世东北亚陆缘地区经历了由升温到降温的过程,与岩浆作用变化相对应,暗示岩浆活动与区域古气候变化具有潜在协同性。

关键词：东北亚陆缘晚白垩世岩浆作用古太平洋板块俯冲作用变化气候效应

俯冲带壳-幔相互作用的高温高压实验：对地幔不均一性成因的启示

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地球科学 2019年第12期44卷 4112-4118页

作者：王春光许文良吉林大学地球科学学院

使用活塞-圆筒式高温高压装置进行一系列榴辉岩部分熔融熔体与橄榄岩反应实验,可以为深入了解俯冲带壳-幔相互作用的影响因素及地幔不均一性的成因提供重要信息.实验使用反应偶的方法,并在0.8~3.0 GPa和1200~1425℃条件下进行.实验结果... 详细信息

使用活塞-圆筒式高温高压装置进行一系列榴辉岩部分熔融熔体与橄榄岩反应实验,可以为深入了解俯冲带壳-幔相互作用的影响因素及地幔不均一性的成因提供重要信息.实验使用反应偶的方法,并在0.8~3.0 GPa和1200~1425℃条件下进行.实验结果表明,榴辉岩部分熔融熔体-橄榄岩反应的动力学和结果受控于熔体主量元素成分、熔体中的H2O、温度、压力和橄榄岩的物理状态等因素.大陆俯冲带地幔岩石中斜方辉石的富集是再循环陆壳熔体与上覆地幔反应的结果,地幔岩石中斜方辉石岩脉的形成与含水熔体交代有关,地幔岩石中的石榴辉石岩和石榴石岩可能形成于高压、低温条件下的熔体-橄榄岩反应.

关键词：俯冲带壳一幔相互作用地幔不均一性熔体一橄榄岩反应实验岩石学

鲁西中生代高镁辉石闪长岩中超镁铁质捕虏体成因:氧化态和铂族元素证据

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吉林大学学报（地球科学版） 2012年第5期42卷 1390-1403页

作者：王建谢志鹏许文良 Keiko Hattori 吉林大学地球科学学院长春130061 渥太华大学地球科学系

鲁西莱芜晚中生代高镁闪长岩中含丰富的超镁铁质捕虏体,主要为纯橄岩(>80%),少量方辉橄榄岩(<5%)和橄榄辉石岩(<15%)。测定了代表性捕虏体的亲铁、亲铜元素含量,根据其矿物化学成分计算了捕虏体的氧化-还原状态。方辉橄榄岩遭受了不同... 详细信息

鲁西莱芜晚中生代高镁闪长岩中含丰富的超镁铁质捕虏体,主要为纯橄岩(>80%),少量方辉橄榄岩(<5%)和橄榄辉石岩(<15%)。测定了代表性捕虏体的亲铁、亲铜元素含量,根据其矿物化学成分计算了捕虏体的氧化-还原状态。方辉橄榄岩遭受了不同程度富Si熔体的交代,全岩富含Cr、Co、Ni和IPGE,高IPGE/PPGE值,是地幔深度部分熔融的残留。纯橄岩由铬铁矿和高Mg橄榄石组成,全岩富含Cr、Co、Ni,贫IPGE,低IPGE/PPGE值,可能为一种镁铁质熔体的堆晶岩。纯橄岩中橄榄石成分表现出一定的变化范围,局部镁橄榄石(Fo)成分高达94,可能是堆晶中橄榄石与足够的铬铁矿反应的结果,原始熔体可能为玻镁安山质岩浆。方辉橄榄岩和纯橄岩都显示高fO2值,FMQ+1.4～+2.4,与研究区早古生代相对还原的陆下岩石圈地幔(fO2低于C-CO2缓冲反应)形成鲜明对比。数据表明,中生代扬子大陆和华北克拉通碰撞之前,特提斯大洋板块和扬子大陆边缘相继俯冲到华北克拉通东缘之下,导致当时岩石圈地幔的fO2陡升。

关键词：晚中生代俯冲带铂族元素和氧化态高镁辉石闪长岩纯橄岩陆下岩石圈地幔鲁西岩石学

兴凯地块伊曼群的形成时代与物源:碎屑锆石与岩浆锆石U-Pb年代学证据

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岩石学报 2020年第3期36卷 741-758页

作者：熊帅许文良王枫葛文春吉林大学地球科学学院长春130061 自然资源部东北亚矿产资源评价重点实验室长春130061

本文对出露在兴凯地块南部伊曼群的变沉积岩和侵入其中的火成岩进行了系统的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素研究,旨在查明伊曼群的形成时代与物源,并讨论侵入岩的成因和构造背景。伊曼群二云母片岩中锆石呈自形-半自形,显示典型的岩... 详细信息

本文对出露在兴凯地块南部伊曼群的变沉积岩和侵入其中的火成岩进行了系统的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素研究,旨在查明伊曼群的形成时代与物源,并讨论侵入岩的成因和构造背景。伊曼群二云母片岩中锆石呈自形-半自形,显示典型的岩浆生长环带,暗示其岩浆成因。定年结果表明:100个碎屑锆石分析点给出了555~1322Ma的年龄区间,主要峰值年龄为555Ma、612Ma、700Ma、739Ma、769Ma、839Ma、936Ma;其中约533Ma的锆石εHf(t)值介于-4.1^+3之间,二阶段模式年龄tDM2介于1305~1755Ma之间;700~839Ma的锆石εHf(t)值介于-3.7^+7.8之间,二阶段模式年龄tDM2介于1246~1907Ma之间。侵入伊曼群的白云母二长花岗岩的定年结果显示为443±3Ma,此年龄对应εHf(t)值介于-17.6^-4.2之间,二阶段模式年龄tDM2介于1688~2529Ma之间。结合二云母片岩中碎屑锆石的最小年龄以及穿切其中花岗岩的形成时代,可以判定伊曼群二云母片岩的形成时代介于443~555Ma之间,应为新元古代晚期至晚奥陶世之间。基于伊曼群中碎屑锆石的年龄众数及与区域岩浆事件的对比,伊曼群的沉积物源主要来自松嫩地块和佳木斯地块的新元古代火成岩。此外,白云母二长花岗岩显示出埃达克岩的地球化学属性,岩浆源于加厚下地壳的部分熔融,暗示晚奥陶世研究区可能发生了陆壳加厚事件。

关键词：兴凯地块伊曼群形成时代物源碎屑锆石岩浆锆石

小兴安岭中部早侏罗世花岗质岩石的年代学与地球化学及其构造意义

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岩石学报 2013年第2期29卷 354-368页

作者：徐美君许文良王枫高福红于介江吉林大学地球科学学院长春130061

本文对小兴安岭中部3个花岗岩和1个黑云母二长岩进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学和岩石地球化学研究,以便了解其形成时代、成因以及它们所揭示的区域构造背景。研究区4个代表性岩石中的锆石均呈自形——半自形,显示出典型的岩浆震荡生长... 详细信息

本文对小兴安岭中部3个花岗岩和1个黑云母二长岩进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学和岩石地球化学研究,以便了解其形成时代、成因以及它们所揭示的区域构造背景。研究区4个代表性岩石中的锆石均呈自形——半自形,显示出典型的岩浆震荡生长环带,暗示其为岩浆成因。测年结果表明研究区所讨论的花岗岩与黑云母二长岩均为早侏罗世(175～185Ma)岩浆事件的产物。这些花岗岩的SiO2含量为67.32%～75.61%,Al2O3含量为12.76%～16.71%,全碱(Na2O+K2O)值为8.07%～10.40%,Na2O/K2O值为0.94～1.67,属于高钾钙碱性系列。此外,该期花岗岩的A/CNK值均小于1.1,且A/NK均大于1,显示I型花岗岩的特点;且以富集大离子亲石元素(LILEs)和轻稀土元素(LREEs),亏损重稀土元素(HREEs)和高场强元素(HFSEs)为特征。锆石εHf(183～185Ma)=+6.3～+10.8,对应的二阶段模式年龄为754～1092Ma,显示它们的岩浆起源于新增生陆壳的部分熔融。该期花岗岩与区域上同时代的镁铁质——超镁铁质侵入岩组成典型的双峰式火山岩组合,揭示该区在早侏罗世处于一种伸展环境。结合区域早侏罗世火山岩的空间展布特征,小兴安岭中部早侏罗世花岗岩的形成应与古太平洋板块向欧亚大陆下俯冲作用和蒙古——鄂霍茨克洋向额尔古纳地块之下俯冲作用——即双向俯冲作用的弧后伸展环境相对应。

关键词：早侏罗世花岗质岩石地质年代学地球化学构造背景小兴安岭中部