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冲绳海槽弧后扩张证据及关键问题探讨

海洋地质与第四纪地质 2004年第3期24卷 67-76页

作者：吴自银王小波金翔龙李家彪高金耀国家海洋局海底科学重点实验室

在冲绳海槽区采用国内最新勘测的多波束数据构建高分辨率的DTM(DigitalTerrainModel),选择典型海区绘制了相应的三维海底形态图件,并在此图件基础上定量分析了冲绳海槽典型构造地貌形态:海底峡谷、海山、构造洼地和构造台地,统计分析表... 详细信息

在冲绳海槽区采用国内最新勘测的多波束数据构建高分辨率的DTM(DigitalTerrainModel),选择典型海区绘制了相应的三维海底形态图件,并在此图件基础上定量分析了冲绳海槽典型构造地貌形态:海底峡谷、海山、构造洼地和构造台地,统计分析表明冲绳海槽存在近似平行和近似垂直海槽轴向两种走向的构造地貌单元。对构造地貌的成因机制进行了推测,认为菲律宾板块和欧亚板块间的相互作用是产生与海槽走向垂直的构造形态和弧后扩张的动力源,而弧后扩张则产生了沿海槽走向分布的线性海山和雁行排列的构造洼地。在中部和南部海槽这两种作用力交织在一起,产生两类海底地貌形态共存的构造格局。对目前关于冲绳海槽构造研究的几个关键问题进行了探讨,阐述并支持了冲绳海槽弧后盆地扩张成因的观点;定量估算了冲绳海槽三幕构造运动的方向、扩张量和半速率;从动力学角度阐述了沟弧盆体系的形成演化过程;阐述了冲绳海槽三幕构造运动的演化过程和特征:中新世的拱顶、断陷,上新世—早更新世的被动拉张,晚更新世—全新世后的主动弧后扩张。三幕构造运动的方向、特征和动力机制明显不同,运动方向的多次改变导致海槽内多种走向构造地貌的存在。近代的海槽扩张有明显活跃和加速趋势。

关键词：构造地貌弧后扩张演化机制冲绳海槽勘测分辨率

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关于弧后扩张机制的新看法

世界地质 2002年第1期21卷 1-8页

作者：彭澎翟明国中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

为了探讨弧后扩张的内在机制 ,计算得出了一些弧后扩张背景下板舌参数及边缘海资料的特征 ,综合古地磁、地热、重力、地震等信息 ,认为弧后扩张可能与板舌舌端地质行为有关 ,具体形成机制可能是 :可能已经发生正断的板舌舌端发生熔融分... 详细信息

为了探讨弧后扩张的内在机制 ,计算得出了一些弧后扩张背景下板舌参数及边缘海资料的特征 ,综合古地磁、地热、重力、地震等信息 ,认为弧后扩张可能与板舌舌端地质行为有关 ,具体形成机制可能是 :可能已经发生正断的板舌舌端发生熔融分异 ,低密度部分上升膨胀 ,高密度部分下沉 ,在合适条件下形成物质对流环 ,导致弧后扩张。这种模式可以更好地解释弧后扩张的可能发生过程和演化旋回。

关键词：弧后扩张边缘海板舌内在机制弧后盆地

西藏中部中仓地区玄武岩锆石U-Pb年龄与岩石地球化学特征:对狮泉河-纳木错弧后洋盆演化的制约

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地质通报 2022年第10期41卷 1728-1739页

作者：吴浩林兆旭姜子崎王崇浩郑鑫仰睿有色金属矿产勘查与资源高效利用省部共建协同创新中心/桂林理工大学广西桂林541004 吉林大学地球科学学院吉林长春130061

狮泉河-纳木错混杂带的构造属性和演化时限一直存在较大的争议,其研究对认识青藏高原早期形成与演化具有重要的意义。对西藏中仓蛇绿混杂岩中发育的玄武岩端元进行了系统的岩石学、地质年代学和地球化学研究,以揭示其形成时代、岩石成... 详细信息

狮泉河-纳木错混杂带的构造属性和演化时限一直存在较大的争议,其研究对认识青藏高原早期形成与演化具有重要的意义。对西藏中仓蛇绿混杂岩中发育的玄武岩端元进行了系统的岩石学、地质年代学和地球化学研究,以揭示其形成时代、岩石成因及构造意义。中仓玄武岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄为115.7±2.0 Ma,与区域上辉长岩的形成时代一致。玄武岩整体具有相对平坦的球粒陨石标准化稀土元素配分曲线,与洋中脊玄武岩相似,且显示Th的富集和Nb、Ta的亏损。研究认为,中仓玄武岩起源于受俯冲沉积物改造的尖晶石橄榄岩地幔部分熔融,形成于弧后扩张脊环境。结合区域上同时期辉长岩的研究结果,认为狮泉河-纳木错混杂带是中生代弧后洋盆消亡的残迹,是班公湖-怒江洋南向俯冲,引发弧后拉张的产物。

关键词：西藏中部狮泉河-纳木错混杂带玄武岩早白垩世弧后扩张地质调查工程

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特提斯地球动力学

岩石学报 2020年第6期36卷 1627-1674页

作者：吴福元万博赵亮肖文交朱日祥中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

特提斯是地球显生宙期间位于北方劳亚大陆和南方冈瓦纳大陆之间的巨型海洋,它在新生代期间的闭合形成现今东西向展布的欧洲阿尔卑斯山、土耳其-伊朗高原、喜马拉雅山和青藏高原。根据演化历史,特提斯可划分为原特提斯、古特提斯和新特... 详细信息

特提斯是地球显生宙期间位于北方劳亚大陆和南方冈瓦纳大陆之间的巨型海洋,它在新生代期间的闭合形成现今东西向展布的欧洲阿尔卑斯山、土耳其-伊朗高原、喜马拉雅山和青藏高原。根据演化历史,特提斯可划分为原特提斯、古特提斯和新特提斯三个阶段,分别代表早古生代、晚古生代和中生代期间的大洋。大约在500Ma左右,冈瓦纳大陆北缘发生张裂,裂解的块体向北漂移,并使其与塔里木-华北之间的原特提斯洋在420~440Ma左右关闭,产生原特提斯造山作用,与北美-西欧地区Avalonia地体与劳伦大陆之间的阿巴拉契亚-加里东造山作用基本相当。原特提斯造山带之南、早古生代即已存在的龙木错-双湖-昌宁-孟连古特提斯洋在380Ma向北俯冲,使早期闭合的康西瓦-阿尼玛卿洋重新张开,并由于弧后扩张形成金沙江-哀牢山洋。330~360Ma左右,特提斯西部大洋由于南侧非洲板块和北侧欧洲板块的碰撞而关闭,形成欧洲华力西造山带。而特提斯东段的上述三条古特提斯洋在250Ma左右基本同时关闭,华北、华南、印支等块体聚合形成华夏大陆。该大陆与冈瓦纳大陆、劳亚大陆和华力西造山带一起围限形成封闭的古特提斯残留洋,并一直到晚三叠世-早侏罗世海水才全部退出。此后,南侧冈瓦纳大陆在三叠纪晚期重新裂解形成新特提斯洋,该洋盆在新生代初期由于印度和亚洲的碰撞而关闭。原、古、新特提斯三次造山作用基本代表了中国大陆显生宙期间的地质演化历史,并在此过程中形成了特色的特提斯域金属成矿作用。广布的被动陆缘和赤道附近的古地理位置,以及后期的造山作用同时也成就了特提斯域内巨量油气资源的形成;塑就的地貌与海陆分布格局,也对当时的古气候与古环境产生了重要影响。特别是,与原、古、新特提斯洋消亡相关的三次弧岩浆活动与显生宙地球历史上三次温室地球向冰室地球的转变,在时间上高度吻合。上述演化历史同时还表明,特提斯地质演化以南侧冈瓦纳大陆不断裂解、块体向北漂移并与劳亚大陆持续聚合为特征,其动力机制主要来自俯冲板片的拖拽力,而地幔柱是否对大陆的裂解与漂移有所贡献,则有待进一步评价。

关键词：特提斯单向裂解与汇聚板片拖拽弧后扩张地幔柱

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大洋岛弧的前世今生

岩石学报 2019年第1期35卷 1-15页

作者：吴福元王建刚刘传周刘通张畅纪伟强中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

根据板块构造理论,板块的边界是地质作用最为强烈的地区,因而它们是当今固体地球科学研究的重点。依据应力性质的不同,地球上板块的边界类型有扩张的洋中脊、汇聚的俯冲带和调节板块运动差异的转换断层三种。就汇聚型板块边界而言,它又... 详细信息

根据板块构造理论,板块的边界是地质作用最为强烈的地区,因而它们是当今固体地球科学研究的重点。依据应力性质的不同,地球上板块的边界类型有扩张的洋中脊、汇聚的俯冲带和调节板块运动差异的转换断层三种。就汇聚型板块边界而言,它又可进一步划分为洋-洋俯冲的大洋或洋内岛弧带(Intra-oceanic arc)、洋-陆俯冲的安第斯型活动大陆边缘带和陆-陆接触的大陆碰撞带三种。相对而言,大洋岛弧的研究程度最低。传统认为最典型的大洋岛弧——日本诸岛,已不再被认为是洋-洋俯冲的产物,因为已有研究显示它是从亚洲大陆裂解的碎块。根据目前的调查,现今的大洋岛弧主要集中在西太平洋地区,以太平洋与菲律宾板块间的Izu-Bonin-Mariana弧和太平洋-澳大利亚间的西南太平洋岛弧为代表。大洋岛弧研究的最重要问题是,洋洋之间如何产生了俯冲。目前多倾向于认为:大洋中的转换断层可使不同时代的大洋岩石圈相互接触,在这种情况下,较老的岩石圈由于冷却时间较长而密度相对较大,因而可下沉而俯冲到较年轻的岩石圈之下。这一模型也被誉为蛇绿岩形成的初始俯冲定律(Subduction Initial Rule,简称SIR)。但存在的问题是,目前全球还没发现有转换断层转变为俯冲带的实例。更何况,全球大洋中发育如此众多的转换断层,但为何只在西太平洋发育大洋岛弧?本文通过对资料的总结还发现,这些大洋岛弧基本都是从亚洲或者澳大利亚大陆东部边缘裂解的碎块,只是后期的弧后扩张作用使裂解的碎块发生强烈的改造,形成具有类似大洋岩石圈的特点。目前提出的洋-洋自发形成俯冲带的模型并没有理论基础,也没有实际地质事实的支持。但在加勒比海、斯科舍海和阿留申地区,大洋岛弧的出现与洋底高原诱发的俯冲带跃迁或俯冲极性反转有关。因此,板块构造理论中的洋洋初始俯冲模式需要进一步资料的验证。

关键词：大洋岛弧洋-洋俯冲洋-陆俯冲弧后扩张蛇绿岩

内蒙古西乌旗大石寨组火山岩年代学和地球化学特征及地质意义

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岩石学报 2018年第6期34卷 1775-1791页

作者：张晓飞周毅刘俊来李树才王必任滕超曹军张华川中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 中国地质调查局国土资源实物地质资料中心燕郊065201

中亚造山带南缘二叠纪火山岩的成因及形成环境一直存在争议。本文以内蒙古西乌旗罕乌拉地区发育的大石寨组火山岩为研究对象,对其开展了野外地质、岩石学、锆石U-Pb同位素年代学、地球化学研究。大石寨组火山岩为一套中酸性火山熔岩-碎... 详细信息

中亚造山带南缘二叠纪火山岩的成因及形成环境一直存在争议。本文以内蒙古西乌旗罕乌拉地区发育的大石寨组火山岩为研究对象,对其开展了野外地质、岩石学、锆石U-Pb同位素年代学、地球化学研究。大石寨组火山岩为一套中酸性火山熔岩-碎屑岩组合,岩性以流纹岩为主。锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年结果显示,2件流纹岩样品的^(206)Pb/^(238)U年龄加权平均值分别为276±0.81Ma(MSWD=1.3)和280±0.76Ma(MSWD=0.69),说明大石寨组流纹岩喷发于早二叠世,反映了早二叠世的构造岩浆作用事件。岩石地球化学研究表明,大石寨组火山岩为一套中酸性火山岩,以高硅、富碱为特征,Ti、Mg、Fe、Ca等元素含量较低;微量元素总体含量较高,具有一致的配分曲线,Rb、Th、U、K、LREE等大离子亲石元素相对于Nb、Ta、HREE等高场强元素明显富集;稀土元素总量偏高,具一致的右倾"海鸥式"配分型式。在微量元素原始地幔标准化蛛网图上显示明显的Ba、Sr、P、Eu和Ti的负异常。10000Ga/Al平均值3.6。地球化学特征显示该套火山岩具有岛弧火山岩的属性,类似A型花岗岩的地球化学特征,为高温低压下长英质地壳部分熔融的产物。结合地球化学特征及区域地质资料,大石寨组火山岩最可能形成于弧后扩张环境,是早二叠世古亚洲洋闭合前洋壳俯冲消减作用的产物。

关键词：中亚造山带西乌旗大石寨组早二叠世 A型弧后扩张

内蒙古北山地区阿民乌素蛇绿岩的年代学、地球化学特征及大地构造意义

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地质与勘探 2021年第1期57卷 122-135页

作者：孟庆涛张正平董洪凯徐翠河北省区域地质调查院河北廊坊065000

内蒙古北山地区阿民乌素蛇绿岩是芨芨台子-小黄山蛇绿岩带的重要组成部分,主要由变质辉长岩和极少强蛇纹石化橄榄岩组成。变质辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄453±12 Ma,形成于晚奥陶世。强蛇纹石化橄榄岩MgO(36.90%~37.44%)、Ni(1980×10... 详细信息

内蒙古北山地区阿民乌素蛇绿岩是芨芨台子-小黄山蛇绿岩带的重要组成部分,主要由变质辉长岩和极少强蛇纹石化橄榄岩组成。变质辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄453±12 Ma,形成于晚奥陶世。强蛇纹石化橄榄岩MgO(36.90%~37.44%)、Ni(1980×10^-6~2232×10^-6)、Cr(2312×10^-6~2506×10^-6)含量高,而Al2O3(0.59%~1.41%)、TiO 2(0.01%~0.02%)和∑REE(0.85×10^-6~3.25×10^-6)含量低,具亏损地幔岩特征;变质辉长岩MgO(7.22.20%~11.66%)相对含量高;Al2O3(15.61%~18.79%)、TiO 2(0.20%~0.29%)、P2O5(0.01%)、K2O+Na2O(1.36%~2.43%)含量低,且K2O弧后扩张环境,为早古生代白云山-洗肠井古亚洲洋向北俯冲,引起弧后扩张所致。

关键词：蛇绿岩地球化学弧后扩张阿民乌素北山地区内蒙古

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马里亚纳俯冲系统的构造特征

地学前缘 2017年第4期24卷 329-340页

作者：刘鑫李三忠赵淑娟郭玲莉王永明李玺瑶王鹏程孙文军曹现志戴黎明于胜尧张臻臧艺博孔祥超张勇郑祺亮海底科学与探测技术教育部重点实验室中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质功能实验室山东青岛266237

西太平洋马里亚纳俯冲带具有典型的"沟-弧-盆"体系,是由太平洋板块向西俯冲到菲律宾海板块之下形成的洋-洋俯冲带。前人研究成果为理解该区上覆板块地壳结构、弧前蛇纹岩化过程、岛弧及弧后岩浆作用、俯冲板块形态及其相关俯冲动力学过... 详细信息

西太平洋马里亚纳俯冲带具有典型的"沟-弧-盆"体系,是由太平洋板块向西俯冲到菲律宾海板块之下形成的洋-洋俯冲带。前人研究成果为理解该区上覆板块地壳结构、弧前蛇纹岩化过程、岛弧及弧后岩浆作用、俯冲板块形态及其相关俯冲动力学过程提供了良好的约束。本文对马里亚纳地区现有研究成果,特别是构造研究内容,进行了总结,发现马里亚纳俯冲带的三维精细构造特征并没有得到很好的厘定,导致马里亚纳弧后扩张的动力学机制存在较大争议。这主要是因为缺乏观测数据以及反演方法的局限性。为此,未来围绕马里亚纳俯冲带的构造特征研究,应首先开展长期系统的海底观测。

关键词：马里亚纳俯冲带构造特征弧后扩张地幔对流

内蒙古北山造山带发现额勒根蛇绿岩——红石山-百合山蛇绿岩带东延的证据

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地质通报 2020年第9期39卷 1389-1403页

作者：张正平辛后田程海峰张永梁国庆提振海朱炜苏朋涛杜金利王猛赵麒寓河北省区域地质调查院河北廊坊065000 中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 华北地质科技创新中心天津300170

通过15万黑红山幅区调工作,在内蒙古北山造山带的额勒根地区新发现并详细填绘出一套由玄武岩、斜长花岗岩、硅质岩和砂板岩构成的蛇绿构造混杂岩组合,该蛇绿混杂岩带呈NWW向带状展布,宽2.5~8 km,延伸约25 km。其中,玄武岩具富Na 2 O(3.0... 详细信息

通过15万黑红山幅区调工作,在内蒙古北山造山带的额勒根地区新发现并详细填绘出一套由玄武岩、斜长花岗岩、硅质岩和砂板岩构成的蛇绿构造混杂岩组合,该蛇绿混杂岩带呈NWW向带状展布,宽2.5~8 km,延伸约25 km。其中,玄武岩具富Na 2 O(3.02%~6.04%)、MgO(4.29%~5.46%)而贫K 2 O(0.03%~0.23%)、TiO 2(0.44%~0.59%),轻稀土元素球粒陨石标准化配分模式为平坦型;微量元素富集大离子亲石元素Ba、U,明显亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti,兼具洋中脊玄武岩和岛弧玄武岩特征。斜长花岗岩与蛇绿岩中的玄武岩具相似的岩石地球化学特征,形成于玄武质岩浆部分熔融,稀土元素配分模式显示弱负Eu异常的似平坦型曲线。在斜长花岗岩中获得LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为342±4.7 Ma,推测古洋壳形成于早石炭世。结合蛇绿岩两侧不同时代火山岩构造环境的分析,认为额勒根蛇绿混杂岩为古亚洲洋向南俯冲过程中弧后扩张形成的SSZ型蛇绿岩。晚中生代一系列北东向左行走滑断裂,使红石山-百合山蛇绿岩带向北错移至额勒根一带通过。该蛇绿岩带的发现,解决了区域上红石山-百合山蛇绿岩带的东延问题,为北山乃至中亚造山带古生代构造演化提供了重要信息。

关键词：北山造山带额勒根蛇绿岩斜长花岗岩弧后扩张红石山-百合山蛇绿岩带