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大陆碰撞和超高压变质的化学地球动力学：来自中国大陆科学钻探的结果

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岩石学报 2007年第12期23卷 3078-3094页

作者：郑永飞赵子福陈仁旭中国科学院壳幔物质与环境重点实验室中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

利用中国大陆科学钻探工程连续取样的优势,对主孔200～4000m超高压变质岩进行了系统的地球化学研究,结果对大陆俯冲带变质的化学地球动力学提供了新的制约。目前取得的主要成果如下:(1)建立了200～4000m深度的超高压矿物氧同位素变化剖... 详细信息

利用中国大陆科学钻探工程连续取样的优势,对主孔200～4000m超高压变质岩进行了系统的地球化学研究,结果对大陆俯冲带变质的化学地球动力学提供了新的制约。目前取得的主要成果如下:(1)建立了200～4000m深度的超高压矿物氧同位素变化剖面,发现^(18)O亏损深度达3300m。结合大别-苏鲁造山带地表露头岩石达30000km^2的^(18)O亏损,表明扬子陆块北缘曾发生三维空间巨量物质(～100000km^3)的^(18)O亏损;(2)钻孔超高压变质岩的原岩形成于新元古代中期(～780Ma),属于双重双峰式岩浆活动的产物;原岩既有中元古代晚期新生地壳,也有古元古代中期古老地壳。这种双重双峰式岩浆活动出现在弧-陆碰撞带基础上发育的裂谷构造带,是对Rodinia超大陆开始裂解的响应;(3)高压榴辉岩相重结晶作用发生在216±3Ma,高压榴辉岩相重结晶作用持续的时间为1.9～9.3Myr或更短;(4)不同岩性接触带的矿物O同位素、H同位素、全水含量以及羟基含量的研究表明,退变质流体在同位素组成上是内部缓冲的,且退变质流体主要来自于名义上无水矿物中结构羟基和分子水的出溶。定量计算表明,这些出溶的结构羟基和分子水能为角闪岩相退变质作用提供足够的流体来源;(5)在不同岩性接触带,稳定同位素、水含量及岩相学上出现同步变化,表明不同岩性接触带可能是流体活动最剧烈的地方。对于远离榴辉岩-片麻岩接触带的榴辉岩,退变质流体主要来自榴辉岩内部名义上无水矿物中结构羟基和分子水的出溶。对于靠近接触带的榴辉岩,则可能主要受来自比榴辉岩更富水的片麻岩中矿物的脱水作用。根据相邻样品之间的距离、岩相学和δ^(18)O值,可以确定出不同岩性和相同岩性之间氧同位素不均一性的尺度为20到50cm,对应于大陆碰撞过程中流体活动的最大尺度;(6)对两个连续岩芯段的主量和微量元素剖面研究表明,在大陆俯冲带变质过程中,大离子亲石元素(LILE)和轻稀土(LREE)具有较高的活动性,而高场强元素(HFSE)和重稀土(HREE)是不活动的。这些元素的活动可能是由折返过程中大陆地壳的部分熔融导致的,因此指示了超临界流体的出现。折返过程中大陆地壳的这种部分熔融作用导致了不同板片组分之间的质量迁移,但是这种有效的迁移只发生在很小的尺度范围内,在岩相学接触带和裂隙带的局部开放系统中。

关键词：大陆地壳超高压变质稳定同位素流体活动元素活动性地球动力学科学钻探

北祁连山东段银硐粱早古生代高镁埃达克岩:地球动力学及成矿意义

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岩石学报 2006年第11期22卷 2655-2664页

作者：王金荣吴春俊蔡郑红郭原生吴继承刘晓煌兰州大学资源环境学院兰州730000

银硐粱早古生代花岗闪长岩分布在北祁连造山带东段屈吴山地区,侵入于原阴沟群和前寒武纪变质岩系中。它与米家山、扁强沟、清凹山以及南华山花岗岩类共同构成长约220千米的构造—花岗岩带,沿 NW-NWW 向展布。地球化学研究结果表明,银硐... 详细信息

银硐粱早古生代花岗闪长岩分布在北祁连造山带东段屈吴山地区,侵入于原阴沟群和前寒武纪变质岩系中。它与米家山、扁强沟、清凹山以及南华山花岗岩类共同构成长约220千米的构造—花岗岩带,沿 NW-NWW 向展布。地球化学研究结果表明,银硐粱花岗闪长岩具有典型的高镁埃达克岩的地球化学特征,它们具有富 Na 贫 K,SiO_2>56%,Al_2O_3>15%,Na_2O>4.0%(4.51%～4.92%),K_2O(1.96～2.77%),Na_2O/K_2O=1.63～2.40,属钙碱性侵入岩;高 Sr(599～691×10^(-6)),低 Y(6.3～8.1×10^(-6)),Sr/Y>40(81～94),Y/Yb>10(Yb20(22～45)以及相对于典型的埃达克岩,具有更高的 Mg~#(58～64,平均59)和相容元素 Ni(31～38×10^(-6))和 Cr(35～43×10^(-6))含量;富集轻稀土元素(LREE),亏损重稀土元素(HREE),(La/Yb)_N>10(16～32),轻微负 Eu 异常(Eu/Eu*平均为0.94),∑REE(85～112)×10^(-6);微量元素蛛网图显示,岩石富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr),Nb-Ta 和 Ti 负异常,相对于 Ce 和 Nd,Sr 为正异常。由于银硐粱高镁埃达克岩是俯冲洋壳部分熔融的产物,因此,它的存在表明,老虎山弧后洋盆在早古生代早期发生了向北的俯冲作用。银硐粱 Cu-Au 成矿作用与高镁埃达克岩关系密切,表明在北祁连构造带东段寻找与埃达克岩有关的 Cu-Au 矿床是一个新的找矿思路。

关键词：银硐粱高镁埃达克岩地球动力学铜-金成矿作用早古生代北祁连

放射性元素集中于上地壳的原因及其地球动力学意义

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地球科学（中国地质大学学报） 2003年第1期28卷 17-20页

作者：池顺良鹤壁市地震局河南鹤壁458000

地热学和陨石学的研究都指出 ,地球上放射性热源浓度随深度指数衰减 .但为何会存在这样的分布特征仍是地球科学的疑谜 .通过地球排气现象的研究指出 ,正是类地行星及小行星演化中的排气作用 ,将放射性元素带到了类地行星及小行星的表面 ... 详细信息

地热学和陨石学的研究都指出 ,地球上放射性热源浓度随深度指数衰减 .但为何会存在这样的分布特征仍是地球科学的疑谜 .通过地球排气现象的研究指出 ,正是类地行星及小行星演化中的排气作用 ,将放射性元素带到了类地行星及小行星的表面 ;而且演化时间越长的类地行星 ,深部的放射性元素也越少 .目前流行的地球动力学理论是以地球内部的热为根本动力的学说 ,地球深部放射性热源数量的稀少对“热机动力机制”提出了质疑 .由于地球动力学依靠的能源只有地球内部的热和地球自转动能 2种 ,“地球自转动力机制”

关键词：上地壳放射性元素地球动力学地球排气作用热机动力机制地球自转动力机制

地球动力学中的简单尺度关系:压力在地幔对流和地幔柱形成中的作用

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科学通报 2004年第20期49卷 2025-2028页

作者： D.L.Anderson Seismological Laboratory California Institute of TechnologyPasadenaCA91125USA.

实验室数据可通过尺度关系(scalingrelations)外推来探讨地幔过程.在行星内部,体积压缩是一个重要参数,因此有必要探讨与体积压缩有关的各种物理量的尺度关系.本文应用简单的体积压缩尺度关系将实验数据和上地幔的物质状态外推来预测下... 详细信息

实验室数据可通过尺度关系(scalingrelations)外推来探讨地幔过程.在行星内部,体积压缩是一个重要参数,因此有必要探讨与体积压缩有关的各种物理量的尺度关系.本文应用简单的体积压缩尺度关系将实验数据和上地幔的物质状态外推来预测下地幔条件下的物质行为,这种预测在热力学上是可行的.所用尺度关系类似于半协调逼近法.俯冲板片和板块的空间尺度约几百公里,时间常数约一亿年,但依体积尺度关系推测,这些参数值在深部地幔要高出几个数量级.这些体积尺度关系意味着地幔深部的运动非常缓慢,并保留有远古特征.这些结果又意味着地球内部化学分层是不可逆的,也不支持地幔柱假说.

关键词：地幔柱地幔对流地球动力学上地幔俯冲行星尺度体积压缩化学学分

地球动力学连续介质物理在地质问题上的应用第1版

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1986年

作者：（美）D.L.特科特 G.舒伯特韩贝传詹贤鋆等译

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地球动力学进展

地球动力学进展

高精度超导重力观测与研究为国家精密测绘和全球地球动力学提供理论基础

1988年

作者：李致森高建国

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中国科学院院刊 2021年第2期36卷 216-223页

作者：孙和平周江存徐建桥陈晓东雷湘鄂崔小明牛晓伟中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室中国科学院大学中国科学院精密测量科学与技术创新研究院武汉大地测量国家野外科学观测研究站

1985年以来,武汉大地测量国家野外科学观测研究站积累了近35年的高精度重力观测数据;通过广泛的国际合作,建立了亚洲地区唯一的国际重力固体潮基准,建立了台站低频背景噪声模型;构建了全球重力固体潮实验模型和中国大陆精密潮汐改正模型... 详细信息

1985年以来,武汉大地测量国家野外科学观测研究站积累了近35年的高精度重力观测数据;通过广泛的国际合作,建立了亚洲地区唯一的国际重力固体潮基准,建立了台站低频背景噪声模型;构建了全球重力固体潮实验模型和中国大陆精密潮汐改正模型,改善了地表质量负荷重力效应的理论模拟;探测了液态地球的近周日共振、地球自由振荡和地球内核平动振荡等与地球动力学相关的信号,并应用于研究地球深内部物性参数;提出了耦合温度场的球形分层地球的形变理论等。相关研究成果可为国家精密测绘、全球大尺度地球动力学和空间技术提供新的理论指导和背景材料。

关键词：固体潮超导重力仪地球动力学物质迁移变形理论

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地球动力学原理 1

地球动力学原理

青藏高原中部岩石圈结构、变形及地球动力学模式的天然地震学研究

1986年

作者：（奥）夏德格（Scheidegger A.E.）王仁校译

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地球科学（中国地质大学学报） 1998年第3期23卷 242-247页

作者：吕庆田姜枚马开义管志宁地质矿产部矿床地质研究所中国地质大学物探系

根据中法合作项目（１９９２～１９９５）取得的新资料，对青藏高原岩石圈结构、变形及地球动力学模式进行了探讨，研究表明：青藏高原是由不同时期从冈瓦纳古陆分离出的微板块拼合而成的．从新生代开始印度板块与欧亚板块发生高角度陆... 详细信息

根据中法合作项目（１９９２～１９９５）取得的新资料，对青藏高原岩石圈结构、变形及地球动力学模式进行了探讨，研究表明：青藏高原是由不同时期从冈瓦纳古陆分离出的微板块拼合而成的．从新生代开始印度板块与欧亚板块发生高角度陆－陆俯冲，青藏高原内部发生以垂直应变为主的缩短变形，中新世以后增厚的岩石圈上地幔发生不均匀剥离，导致高原快速隆升，并使青藏高原以南北挤压为主的变形变为东西拉张为主的变形，部分地区出现火山活动．

关键词：岩石圈各向异性青藏高原地球动力学地震