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俯冲大洋板片是如何发生断离的?

地球科学 2022年第10期47卷 3798-3799页

作者：张宏飞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

自从俯冲大洋板片断离(Slab break-off)模型提出以来(von Blanckenburg and Davies,1995),该模型受到了国内外地学界的广泛关注,并认为是大洋板片俯冲与演化的重要地质过程.板片断离模型广泛地被用来解释如超高压和高压变质岩的折返、... 详细信息

自从俯冲大洋板片断离(Slab break-off)模型提出以来(von Blanckenburg and Davies,1995),该模型受到了国内外地学界的广泛关注,并认为是大洋板片俯冲与演化的重要地质过程.板片断离模型广泛地被用来解释如超高压和高压变质岩的折返、造山带的快速抬升、强烈的碰撞后岩浆作用、块体间会聚速率的变化等地质过程(Zhu et al.,2017)。

关键词：地质过程板片断离高压变质岩板片俯冲碰撞后岩浆作用广泛关注

地幔内板片俯冲运动模式及其大地构造意义——俯冲的屏障与穿越机制

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地质论评 2019年第2期65卷 453-463页

作者：李江海刘仲兰造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院中国北京100871 北京大学石油与天然气研究中心中国北京100871 德国海洋与环境研究中心(MARUM) 德国不来梅28334

地震层析成像揭示了地幔内存在俯冲板片的重要证据,它们涉及多种几何形态和运动方式,地幔过渡带为其下沉的重要屏障,俯冲板片在这里发生停滞、变形和岩石圈物质积累。板片在个别地区可以俯冲到地核—地幔边界,堆积形成板块墓地,造成D″... 详细信息

地震层析成像揭示了地幔内存在俯冲板片的重要证据,它们涉及多种几何形态和运动方式,地幔过渡带为其下沉的重要屏障,俯冲板片在这里发生停滞、变形和岩石圈物质积累。板片在个别地区可以俯冲到地核—地幔边界,堆积形成板块墓地,造成D″层物质组成和热学的不均一性。高温高压实验以及流变学计算模拟,对地幔组成及其物性提供了新的制约,板片俯冲地幔过程中,涉及矿物相变、黏度、密度、力学强度等因素的制约,地幔过渡带为俯冲重要屏障和相变界面。围绕板片俯冲的研究,提出地幔整体对流的新模式,板块墓地与超级地幔柱具有成因联系,成为全球地幔对流的重要环节,有待深入研究。板片俯冲是浅表板块构造与深部超级地幔柱的联系纽带和重要驱动力。

关键词：板片俯冲地幔过渡带板块墓地下地幔超级地幔柱地幔对流

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汇聚环境岩浆氧化态来源的进展与展望

岩石学报 2023年第9期39卷 2817-2831页

作者：辛雨薛胜超王信水王庆飞王路阳王晓曼张瑞麟赵晋花中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国地质大学地球科学学院武汉430074

汇聚板块边缘的俯冲带是壳幔相互作用最为强烈的区域,其重要特征是俯冲板片将地表物质带入地球内部并在上覆板块产生强烈的岩浆活动,同时孕育铜、钼、金和其他具有重要经济价值的金属矿床。现有研究显示,俯冲带弧岩浆的氧逸度总体高于... 详细信息

汇聚板块边缘的俯冲带是壳幔相互作用最为强烈的区域,其重要特征是俯冲板片将地表物质带入地球内部并在上覆板块产生强烈的岩浆活动,同时孕育铜、钼、金和其他具有重要经济价值的金属矿床。现有研究显示,俯冲带弧岩浆的氧逸度总体高于洋中脊玄武岩,但对于弧岩浆的高氧逸度的成因存在争议。目前有关弧岩浆高氧逸度的来源存在如下认识:(1)板片俯冲过程中释放的高氧化性流体对地幔楔持续氧化,该流体可能来源于蚀变基性洋壳、上覆沉积物和/或下伏的蛇纹岩化地幔;(2)地幔部分熔融形成的含水熔体与周围地幔反应过程中,还原组分(例如H_(2))的丢失促使氧化性弧岩浆的形成;(3)上升熔体在深部岩浆房演化过程中,富Fe^(2+)矿物相(石榴子石、角闪石等)的分离结晶和/或去气作用致使残余熔体氧逸度升高。本文系统梳理了弧岩浆高氧逸度成因的最新进展,从俯冲带不同来源流体(俯冲沉积物、基性洋壳、岩石圈地幔)的氧化性、地幔尺度内熔岩反应、地壳尺度内弧岩浆分离结晶和去气作用三方面进行系统总结,评述研究现状和争议存在的原因,并对未来研究进行了展望。

关键词：板片俯冲弧岩浆氧逸度俯冲流体水岩反应分离结晶

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

六合地区新元古代-新生代下地壳的成分与形成机制:来自麻粒岩包体的证据

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岩石学报 2017年第7期33卷 2143-2160页

作者：周晔侯增谦郑远川许博王瑞罗晨皓中国地质大学北京100083 中国地质科学院地质研究所北京100037 武警黄金第十支队昆明637350 麦考瑞大学联邦科学与工业研究组织

六合地区地处扬子克拉通的西缘,前人对该地区下地壳的成分与形成机制尚无系统认识。本文通过研究新生代幔源侵入岩中所携带的深源捕虏体为认识该地区下地壳的成分和形成机制提供了直接证据。该捕虏体为高级正变质岩(麻粒岩相),岩性分别... 详细信息

六合地区地处扬子克拉通的西缘,前人对该地区下地壳的成分与形成机制尚无系统认识。本文通过研究新生代幔源侵入岩中所携带的深源捕虏体为认识该地区下地壳的成分和形成机制提供了直接证据。该捕虏体为高级正变质岩(麻粒岩相),岩性分别为石榴石透辉岩、石榴石角闪透辉岩、石榴石角闪岩。三者全岩Si O2=43.85%~50.82%,MgO=6.83%~14.77%,Mg#=0.50~0.64,Cr=87.1×10^(-6)~616×10^(-6),Ni=19.7×10^(-6)~143×10^(-6),皆属于低镁石榴石堆晶岩。通过石榴石-单斜辉石Mg-Fe交换地质温度计计算得知石榴石角闪岩的形成温度721~774℃,形成深度为45~47km,石榴石角闪透辉岩和石榴石透辉岩的形成温度803~829℃,形成深度为48~51km,说明三者皆形成于下地壳。捕虏体锆石多为变质锆石,锆石U-Pb年龄分别为259±9Ma和773±23Ma。捕虏体的全岩Sm-Nd等时线年龄分别为251±4Ma和809±64Ma。259Ma的锆石εHf(t)=-5.69~10.3,773Ma的锆石εHf(t)=5.87~17.7。年代学数据和锆石Hf同位素数据表明六合地区下地壳受到新元古代和晚二叠世岩浆底侵作用,同时发生变质作用。新元古代捕虏体富集大离子亲石元素(LILE),如Rb、Ba、Sr。高度亏损高场强元素(HFSE),如Nb、Ta、Ti。εNd(t)=4.36~5.28。表明在新元古代时期,六合地区的地壳受到俯冲弧岩浆底侵,经过批式熔融计算得知底侵岩浆源自地幔石榴石-尖晶石橄榄岩10%~30%部分熔融。晚二叠世捕虏体富集大离子亲石元素(LILE),如Rb、Ba、Sr。轻度亏损高场强元素(HFSE),如Nb、Ta、Ti。εNd(t)=-5.68~2.33。表明在晚二叠世时期,六合地区的地壳受到地幔柱-岩石圈地幔相互作用产生的岩浆底侵,经过批式熔融计算得知底侵岩浆由地幔石榴石-尖晶石橄榄岩10%~20%部分熔融而成。综上所述,在新元古代板块俯冲和晚二叠世地幔柱的分别作用下,六合地区的地壳受到地幔物质的加入形成镁铁质的新生下地壳。

关键词：六合石榴石角闪岩石榴石透辉岩板片俯冲地幔柱

前寒武纪地球动力学(Ⅶ):早期大陆地壳的形成与演化

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地学前缘 2015年第6期22卷 97-108页

作者：刘树文王伟白翔郭荣荣郭博然胡方泱付敬浩王茂江造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871 地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地震局地质研究所北京100029 东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

冥古宙到太古宙大陆地壳主要由花岗质片麻岩区和绿岩带构造单元组成。大量的研究表明,以花岗质岩石出现为标志的大陆地壳最早的碎屑锆石记录为约4.4Ga,最早的英云闪长质-花岗闪长质片麻岩形成于约4.03Ga,最早的绿岩带层序形成于约3.8Ga... 详细信息

冥古宙到太古宙大陆地壳主要由花岗质片麻岩区和绿岩带构造单元组成。大量的研究表明,以花岗质岩石出现为标志的大陆地壳最早的碎屑锆石记录为约4.4Ga,最早的英云闪长质-花岗闪长质片麻岩形成于约4.03Ga,最早的绿岩带层序形成于约3.8Ga。冥古宙到始—古太古代时期的花岗质片麻岩区主要由英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质片麻岩组成(TTG片麻岩),中—新太古代,尤其是新太古代晚期TTG片麻岩仍然为花岗质片麻岩区的主要岩石组成,但是花岗质片麻岩的成分出现了明显的多样化趋势,最明显的标志就是出现了大量的花岗闪长岩-二长花岗岩-碱长花岗岩组合。绿岩带的组成较为复杂,早期科马提岩、拉斑玄武岩等铁镁质火山岩占主导地位,组合有BIF等沉积层序,尤其是科马提岩的出现标志着高温地幔岩浆作用占主导作用。而晚期绿岩带科马提岩占的比重已经明显较少,大量出现拉斑玄武质-钙碱性玄武质到英安质火山岩和副变质沉积层序,局部出现类玻安岩、埃达克岩的变质火山岩记录。地球动力学体制研究表明,冥古宙到古太古代以地幔柱构造体制占主导地位,从始太古代到古太古代(>3.0Ga)地幔柱活动和地幔对流使岩石圈不断加厚。在地幔对流沉降部位,由于地幔对流的拖曳使其铁镁质地壳逆冲堆垛并不断增厚,其深部发生麻粒岩相-榴辉岩相变质、部分熔融形成初始的大陆地壳花岗质岩石,并孕育了早期高温状态的板块热俯冲。中太古代晚期和新太古代初期形成了以榴辉岩为标志的类现代板片俯冲的构造体制,新太古代末期尽管地幔柱构造体制在局部仍起重要作用,但是类现代板片俯冲构造体制已经成为这一时期主导的动力学体制。

关键词：冥古宙—太古宙大陆地壳地幔柱板片俯冲动力学体制

全球中、新生代大地构造特征及其演化框架——《全球中、新生代大地构造图》编图研究进展

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地质论评 2019年第4期65卷 781-793页

作者：李江海刘持恒陶崇智造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国石化石油勘探开发研究院北京100083

全球中、新生代大地构造编图是全球构造理论研究的基础和切入点,本文介绍了该图编制思路与方法、数据来源和大地构造区划,并以地球圈层构造为主线,讨论了全球中生代以来水平构造和全球垂向圈层之间的衔接关系,认为大洋中脊和环太平洋边... 详细信息

全球中、新生代大地构造编图是全球构造理论研究的基础和切入点,本文介绍了该图编制思路与方法、数据来源和大地构造区划,并以地球圈层构造为主线,讨论了全球中生代以来水平构造和全球垂向圈层之间的衔接关系,认为大洋中脊和环太平洋边缘俯冲带通过印度洋、北冰洋、特提斯构造域以及南极洲板块发生构造衔接和转换。南极洲板块周缘被洋中脊环绕,并衔接了全球洋中脊在地球南部的离散运动。结合构造赤道理论,分析了全球不同构造背景下的构造单元之间的关系,认为构造赤道是中生代以来全球构造体制大规模调整的产物。在此基础上,从泛大陆裂解,洋陆关系的角度探讨了中、新生代的全球构造演化。

关键词：地震层析板片俯冲地幔对流大陆动力学大数据全球构造图构造演化

内蒙古大苏吉地区埃达克质花岗岩地球化学特征及其地质意义

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兰州大学学报（自然科学版） 2015年第5期51卷 591-599页

作者：王文佳何雨栗杨国林董俊玲刘军闫德飞孙柏年兰州大学地质科学与矿产资源学院兰州730000 中国科学院南京地质古生物研究所资源地层学与古地理学重点实验室南京210008

大苏吉花岗岩体位于内蒙古中部东西向白云鄂博-赤峰花岗岩带上,主量元素分析显示：富硅,铝碱质量分数偏高,相对富钠贫钾,贫钙、镁,岩浆分异演化程度高,属过铝质钙碱系列岩石.稀土和微量元素分析显示：稀土元素富集程度低,轻稀土相对富集... 详细信息

大苏吉花岗岩体位于内蒙古中部东西向白云鄂博-赤峰花岗岩带上,主量元素分析显示：富硅,铝碱质量分数偏高,相对富钠贫钾,贫钙、镁,岩浆分异演化程度高,属过铝质钙碱系列岩石.稀土和微量元素分析显示：稀土元素富集程度低,轻稀土相对富集,重稀土相对亏损,δ（Eu）=1.28~6.58,呈w（Eu）正异常.w（Sr）高,w（Y）、w（Yb）低,w（Sr）/w（Y）高,大离子亲石元素K、Th、Rb、Ba、Sr等富集,高场强元素Ta、Nb、Y、Yb等相对亏损,与典型的埃达克岩微量元素地球化学特征相似.综合分析表明,大苏吉地区埃达克质花岗岩可能是由俯冲的玄武质洋壳板片部分熔融形成的,埃达克质花岗岩的确定为探讨板块俯冲构造演化提供了新的证据,对深化该区成矿规律和找矿具有借鉴和指导意义.

关键词：埃达克质花岗岩地球化学特征板片俯冲大苏吉内蒙古

柴北缘早古生代岛弧火山岩中埃达克质英安岩的发现及其地质意义

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岩石矿物学杂志 2003年第3期22卷 229-236页

作者：史仁灯杨经绥吴才来中国地质科学院地质研究所大陆动力学实验室北京100037

在柴达木北缘吉绿素滩间山群火山岩中发现埃达克质 (adakitic)英安岩 ,其主要地球化学特征如下 :SiO26 3.7%～ 6 4.3%,Al2 O3 15 .0 7%～ 15 .2 7%,MgO 3.47%～ 3.72 %,K2 O/Na2 O 0 .14～ 0 .2 5 ,Y和Yb含量较低 ,Y为17.82× 10 -6～ 1... 详细信息

在柴达木北缘吉绿素滩间山群火山岩中发现埃达克质 (adakitic)英安岩 ,其主要地球化学特征如下 :SiO26 3.7%～ 6 4.3%,Al2 O3 15 .0 7%～ 15 .2 7%,MgO 3.47%～ 3.72 %,K2 O/Na2 O 0 .14～ 0 .2 5 ,Y和Yb含量较低 ,Y为17.82× 10 -6～ 18.10× 10 -6,平均 17.96× 10 -6,Yb为 1.47× 10 -6～ 1.5 5× 10 -6,Sr含量较高 ,为 5 2 7× 10 -6～ 5 37× 10 -6,亏损HREE ,具弱负Eu和Sr异常。除MgO高于正常的埃达克岩外 ,与世界上典型埃达克岩极为相似。据其地球化学研究结果并结合该区埃达克质英安岩 (5 14.2± 8.5Ma)和榴辉岩 (494.6± 6 .5Ma)的年龄数据 ,推测柴北缘板片在晚寒武世开始俯冲 ,俯冲板片在 75～ 85km深处开始部分熔融形成埃达克质岩浆 ,而熔融残留部分继续俯冲 ,在早奥陶世形成含石榴石残留相的榴辉岩。柴北缘埃达克质英安岩的发现进一步证实了早古生代柴北缘发生过洋陆俯冲作用。

关键词：埃达克质(adakitic) 英安岩榴辉岩板片俯冲早古生代柴北缘