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碰撞后岩浆作用与陆壳生长:以柴北缘超高压变质带为例

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地球科学 2023年第12期48卷 4481-4494页

作者：周辰傲宋述光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

碰撞后岩浆活动对于了解造山带垮塌和去根过程及陆壳生长具有重要意义.总结了柴北缘超高压变质带中形成于400~360 Ma的碰撞后花岗岩-辉长岩侵入体和镁铁质岩脉的年代学和地球化学特征.其中,花岗岩侵入体具有典型的I-型花岗岩特征,形成... 详细信息

碰撞后岩浆活动对于了解造山带垮塌和去根过程及陆壳生长具有重要意义.总结了柴北缘超高压变质带中形成于400~360 Ma的碰撞后花岗岩-辉长岩侵入体和镁铁质岩脉的年代学和地球化学特征.其中,花岗岩侵入体具有典型的I-型花岗岩特征,形成于壳幔相互作用的岩浆混合.来自地幔的镁铁质岩脉可以划分为两组:(1)392~375 Ma中基性岩脉;(2)约360Ma超基性岩脉.其地球化学特征表明,镁铁质岩脉的微量元素和同位素随形成时间的变新而逐渐亏损,地幔源区从岩石圈地幔变为软流圈地幔.这种源自地幔的镁铁质岩浆活动是碰撞后岩浆活动开始和造山带垮塌的关键指标.结合碰撞后岩浆作用的特征,提出了一个地球动力学模型来解释柴北缘约35百万年(Ma)的造山带垮塌去根过程,在395~375 Ma发生缓慢的岩石圈地幔侵蚀,360 Ma前岩石圈发生拆沉作用,岩石圈地幔垮塌,同时软流圈地幔上升.地幔岩浆的加入表明碰撞后阶段是大陆生长的重要时期.

关键词：大陆碰撞碰撞后岩浆作用造山带垮塌拆沉作用陆壳生长岩石学地球化学

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从全岩石圈视角研究陆壳生长

矿物岩石地球化学通报 2023年第6期42卷 1299-1299页

作者：夏群科(编译) 不详

大陆地壳是宜居地球的重要特征之一,在维持区域乃至全球气候环境方面有举足轻重的作用。尽管大陆地壳在地球漫长的演化历程中扮演着至关重要的角色,然而其生长机制仍存在着极大的争议。确立大陆地壳与克拉通岩石圈地幔根之间的相互关系... 详细信息

大陆地壳是宜居地球的重要特征之一,在维持区域乃至全球气候环境方面有举足轻重的作用。尽管大陆地壳在地球漫长的演化历程中扮演着至关重要的角色,然而其生长机制仍存在着极大的争议。确立大陆地壳与克拉通岩石圈地幔根之间的相互关系是确定大陆地壳生长的关键。

关键词：大陆地壳全球气候岩石圈陆壳生长演化历程生长机制相互关系地幔

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中条山北段元古宙岩浆活动与陆壳生长机制

地质论评 1997年第3期43卷 257-263页

作者：朱勤文叶德隆叶松中国地质大学

中条山北段元古宙未变质和变质的火成岩分属于3大阶段5期岩浆活动的产物。综合分析本区火成岩的岩石学、地球化学特征和沉积相与变质变形作用的关系后提出,中条山北段元古宙时期不是大陆裂谷,而是古大陆边缘活动带。中基性岩浆活动是该... 详细信息

中条山北段元古宙未变质和变质的火成岩分属于3大阶段5期岩浆活动的产物。综合分析本区火成岩的岩石学、地球化学特征和沉积相与变质变形作用的关系后提出,中条山北段元古宙时期不是大陆裂谷,而是古大陆边缘活动带。中基性岩浆活动是该区元古宙地壳演化的重要组成部分,幔源基性岩浆的底侵导致了陆壳的垂向增生,而两期火山活动则导致了陆壳的水平侧向增生。

关键词：岩浆活动构造环境陆壳生长中条山元古宙

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新疆北部后碰撞幔源岩浆活动与陆壳纵向生长

地质论评 1998年第4期44卷 396-404页

作者：韩宝福何国琦王式洸洪大卫北京大学地质学系 100871 中国地质科学院岩石圈研究中心北京100037

新疆北部后碰撞幔源岩浆活动强烈。Nd、Sr和Pb同位素资料表明,在330～250Ma的后碰撞期间,有大量的幔源花岗岩类和少量的镁铁—超镁铁杂岩在上地壳侵位。与加里东、海西和喜马拉雅等造山带起源于再循环陆壳的花岗岩类不同,新疆北部后碰... 详细信息

新疆北部后碰撞幔源岩浆活动强烈。Nd、Sr和Pb同位素资料表明,在330～250Ma的后碰撞期间,有大量的幔源花岗岩类和少量的镁铁—超镁铁杂岩在上地壳侵位。与加里东、海西和喜马拉雅等造山带起源于再循环陆壳的花岗岩类不同,新疆北部后碰撞岩浆岩一般表现出ε_(Nd)(t)值高、(^(87)Sr/^(86)Sr)值相对较低、Nd和Pb模式年龄年轻等特点。阿尔泰山和天山的一些后碰撞花岗岩类可能具有陆壳源区的特点或表现出地壳物质对幔源岩浆及其分异产物有不同程度的混染,东、西准噶尔花岗岩类很少甚至没有受到陆壳物质混染。新疆北部后碰撞花岗岩类和镁铁—超镁铁杂岩主要是幔源岩浆及其分异产物在上地壳侵位的结果。这些幔源花岗岩类代表了新生的初始地壳,其时代可代表地壳形成时代。在后碰撞阶段,新疆北部的陆壳以纵向生长为特征。

关键词：陆壳生长地幔花岗岩新疆岩浆活动碰撞幔源

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冈底斯陆壳属性与显生宙生长演化

大地构造与成矿学 2022年第6期46卷 1170-1184页

作者：马林王强唐功建李成中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

陆壳是孕育人类与高等陆地生命的摇篮,为人类文明的发展和延续提供了最重要的资源,是地球最重要的宜居要素之一。陆壳的形成时间与机制是地球科学研究长期关注的核心科学问题之一。其中,板片构造运动活跃的近10亿年,特别是显生宙以来,... 详细信息

陆壳是孕育人类与高等陆地生命的摇篮,为人类文明的发展和延续提供了最重要的资源,是地球最重要的宜居要素之一。陆壳的形成时间与机制是地球科学研究长期关注的核心科学问题之一。其中,板片构造运动活跃的近10亿年,特别是显生宙以来,陆壳的形成与演化可能不同于太古代时期。因此,板片构造体系主导下陆壳的形成、保存与演化是当代地壳生长研究的重要方向之一。位于青藏高原南部的冈底斯造山带历经了特提斯洋俯冲、印亚大陆碰撞和碰撞后演化等丰富的动力学过程,出露有晚古生代以来的大规模岩浆岩,记录了丰富的地壳生长信息,是开展不同构造环境下地壳生长差异性研究的天然实验室。我们近期的研究指示冈底斯造山带所处的南拉萨地块是具有前寒武纪结晶基底的微陆块,其陆壳主体形成于元古宙。显生宙以来南拉萨地块在特提斯洋演化和大陆碰撞等复杂地质演变过程中经历了强烈的地壳生长和置换再造。研究显示,晚古生代泥盆纪末期前南拉萨陆壳已有50%以上的新生地壳组分,指示存在重要的古生代地壳生长事件。此外,早侏罗世可能是南拉萨地块新生地壳物质增加最重要的时期之一,而大陆碰撞和后碰撞阶段陆壳净生长的评估仍需更多工作验证。

关键词：南部拉萨地块显生宙陆壳生长

洋内弧和陆缘弧体系中的大陆地壳生长:与太古宙体系的类比

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中国科学：地球科学 2022年第10期52卷 1966-2001页

作者： Timothy KUSKY 王璐中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室地球科学学院全球大地构造中心武汉430074 中国地质大学(武汉)教育部三峡地质灾害研究中心武汉430074

地球陆壳的生长和再循环贯穿汇聚板块边缘的增生造山过程.太古宙陆壳生长主要发生在洋内弧和陆缘弧体系.在弧系统中,大洋岩石圈俯冲到更深的地幔深处,并可与其上覆沉积层序一起被俯冲刮削下来形成增生楔.俯冲板片析出流体与上覆地幔楔... 详细信息

地球陆壳的生长和再循环贯穿汇聚板块边缘的增生造山过程.太古宙陆壳生长主要发生在洋内弧和陆缘弧体系.在弧系统中,大洋岩石圈俯冲到更深的地幔深处,并可与其上覆沉积层序一起被俯冲刮削下来形成增生楔.俯冲板片析出流体与上覆地幔楔发生化学反应,形成镁铁质-超镁铁质交代岩,由其部分熔融所产生的镁铁质熔体上升形成镁铁质弧岩浆.在洋内弧体系中,产生的弧岩浆主要为玄武质熔岩,中地壳发育中性成分的垂向深成岩体和更浅层的岩墙和岩床.在陆缘弧体系中,不同的成岩过程导致玄武岩浆同化和分馏、初生玄武质岩石的部分熔融/再造,以及由幔源和壳源熔体的混合,因此产生的熔体主要为钙碱性安山质;但中地壳仍主要由长英质成分的垂向深成岩体组成,形成类似于一些太古宙地体(如Pilbara和Zimbabwe克拉通局部区)中发育的三维穹盆构造.值得注意的是,太古宙大陆地壳主要由英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)组合深成岩体构成,与显生宙洋内弧和陆缘弧体系的中地壳成分结构相似,这表明地球早期陆壳可能主要由多个弧体系拼合而成.通过综述和对比地球上保留的相关地质记录,可以发现早太古代以来,地球岩浆作用的模式在岩石成因、岩石类型、岩浆和增生事件的持续时间,以及变形和岩浆作用的空间尺度等方面基本保持不变,表明自早太古代以来,以俯冲和弧岩浆作用为特征的板块构造已经在地球上启动.然而,早期地球主要由增生造山带和大洋弧控制,通过多次增生事件逐渐增厚,在3.5~3.2Ga形成早期陆缘弧和增生造山带.由于地幔温度较高,太古代岛弧体系中俯冲板片熔融和温暖变质作用可能更常见.这些早期弧在约3.2~3.0Ga进一步拼合形成大型出露水面的地壳,为岩石圈张裂、大陆碰撞等大规模地质过程及超大陆旋回的开始创造了条件.建议在将来的工作中将虚无假设这一思辨方法应用到板块构造解释残留地质记录上,进而根据行星地球在生热上的根本差异,检验板块构造样式和岩浆作用随时间的演变.

关键词：大洋弧大陆弧增生造山带太古宙陆壳生长

东天山黄山-镜儿泉地区二叠纪地质-成矿-热事件：幔源岩浆内侵及其地壳效应

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岩石学报 2007年第11期23卷 2869-2880页

作者：顾连兴张遵忠吴昌志唐俊华三金柱汪传胜张光辉内生金属矿床成矿作用研究国家重点实验室(南京大学)南京大学地球科学系新疆有色地质勘查局704地质队哈密839000

东天山黄山-镜儿泉地区位于康古尔弧后盆地闭合带东段,该盆地于石炭纪末因弧-陆碰撞而闭合。二叠纪时本区进入碰撞后伸展阶段,并形成了时代相近的、如下一组地质特征:1)20多个镁铁-超镁铁岩体(其中有一部分产有工业铜镍矿床);2)低压高... 详细信息

东天山黄山-镜儿泉地区位于康古尔弧后盆地闭合带东段,该盆地于石炭纪末因弧-陆碰撞而闭合。二叠纪时本区进入碰撞后伸展阶段,并形成了时代相近的、如下一组地质特征:1)20多个镁铁-超镁铁岩体(其中有一部分产有工业铜镍矿床);2)低压高温变质作用和混合岩化;3)形成深度较浅(8～12 km)的韧性剪切带;4)原地改造型片麻状花岗岩;5)块状过铝花岗岩;6)与过铝花岗岩有关的锂铍伟晶岩矿床。此外,黄山-镜儿泉位于一个被推测为巨大镁铁质岩体的区域布伽重力和航磁高值区的边部。该处在人工地震剖面上表现为一个波速为6.99 km/s的高速层,其厚约22 km。这些特征表明,该区在二叠纪时期是一个热穹窿,其面积约5000～8000 km^2,而该热穹窿乃由地壳内部的一个幔源岩浆内侵体所引起。正是这个内侵体在黄山-镜儿泉地区造成了地壳岩石的低压高温变质作用、混合岩化和部分熔融。在内侵体热量和流体的影响下,韧性剪切得以在壳内较浅层次发生。与内侵有关的变质-超变质作用所释放出的流体和熔体强烈改造韧性剪切和细粒化的地壳岩石,即形成了片麻状花岗岩。部分熔融所产生的过铝花岗岩形成了以锂、铍等稀有金属为特色的伟晶岩矿床。本区存在同时代的钙碱性-高钾钙碱性花岗岩,表明底侵与内侵曾在这里相伴发生。众多的镁铁-超镁铁岩是底侵和内侵岩浆在地壳浅部的显示。侵入岩的年龄数据似乎表明,本区直接来自幔源岩浆的镁铁-超镁铁岩就位最早,与底侵有关的钙碱性-高钾钙碱性花岗岩次之,而作为内侵产物的过铝花岗岩最晚。过铝花岗岩与镁铁-超镁铁岩之间的时差可能代表了从幔源岩浆结晶到由内侵产生的岩浆结晶之间的时差。康古尔断裂是一条超岩石圈断裂,在碰撞后伸展阶段为幔源岩浆提供了良好的上升通道,因此内侵很容易在此地此时发生。与底侵一样,内侵是壳幔相互作用和地壳垂向增生的重要方式,也是花岗岩浆生成的重要机制。区域重力和航磁异常、人工地震中部地壳高速层、时代相近的地表镁铁-超镁铁岩、低压高温变质岩、混合岩、浅层次韧性剪切带、原地改造成因片麻状花岗岩、异地过铝花岗岩和有关的稀有金属矿床,过铝花岗岩中的幔源岩石包体或幔源流体可以用作为内侵体的识辨标志。

关键词：陆壳生长底侵内侵壳幔反应天山新疆

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东天山咸水泉片麻状花岗岩特征、年龄及成因

岩石学报 2007年第8期23卷 1803-1820页

作者：唐俊华顾连兴张遵忠吴昌志三金柱汪传胜刘四海张光辉内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室(南京大学) 新疆维吾尔自治区有色金属地质勘查局704队哈密839000

野外地质关系及岩相学、地球化学、同位素和年代学研究表明,成水泉片麻状花岗岩是典型的原地改造型花岗岩,其原岩(即围岩)为糜棱岩化花岗闪长岩。本次锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年获得其原岩糜棱岩化花岗闪长岩^(206)Pb/^(238)U 加权平均... 详细信息

野外地质关系及岩相学、地球化学、同位素和年代学研究表明,成水泉片麻状花岗岩是典型的原地改造型花岗岩,其原岩(即围岩)为糜棱岩化花岗闪长岩。本次锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年获得其原岩糜棱岩化花岗闪长岩^(206)Pb/^(238)U 加权平均年龄为369.9±5.6Ma(MSWD=36),片麻状花岗岩锆石核部年龄为367.9±5.4Ma(MSWD=2.2),此年龄与其原岩年龄在误差范围内一致,为片麻状花岗岩原地改造成因提供了年代学证据。此外,还获得其锆石热液增生边不一致线下交点年龄254±10Ma(MSWD=1.4),该年龄代表了片麻状花岗岩的形成时间。片糜状花岗岩在地球化学上继承了许多原岩的特征,同时又受到了深源流体-熔体的显著影响。将原岩糜棱岩化花岗闪长岩改造成片麻状花岗岩的流体-熔体具有富硅富钾和正ε_(Nd)(t)值的特征,表明这种流体-熔体可能主要地来自幔源岩浆内侵体,以及在内侵岩浆热量作用下的初生地壳岩石的变质和熔融。原岩糜棱岩化花岗闪长岩及其派生的片麻状花岗岩ε_(Nd)(t)值分别为+3.87及+3.05～+6.09,表明糜棱岩化花岗闪长岩源自于年轻的陆壳,而片麻状花岗岩除继承了其原岩糜棱岩化花岗闪长岩的高ε_(Nd)(t)值这一特征外,还可能受到了深源流体-熔体中幔源组分的影响。咸水泉岩体的实例研究表明,原地改造型片麻状花岗岩不但可以形成于造山带的挤压-伸展转折阶段,还可以形成于碰撞后进一步伸展的时期,而经过强烈韧性剪切的岩石是转变为片麻状花岗岩的最有利原岩。东天山咸水泉、平顶山和天湖东等原地改造型片麻状花岗岩的形成均与内侵有关,因而片麻状花岗岩可被看作是内侵的重要产物。

关键词：片麻状花岗岩锆石LA-ICP-MS定年韧性剪切带内侵陆壳生长咸水泉东天山

东准噶尔盆地巴塔玛依内山组火山岩锆石U-Pb年代及Hf同位素研究

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科学通报 2010年第30期55卷 2931-2943页

作者：苏玉平郑建平 Griffin William L 汤华云 O'Reilly Suzanne Y 林向洋中国地质大学(武汉)地球科学学院武汉430074 GEMOC National Key Centre Macquarie University

对准噶尔盆地陆梁隆起东部三参1井所钻巴塔玛依内山组玄武岩,开展了详细锆石内部结构研究基础上的U-Pb年代学、微量元素和Hf同位素系统分析.结果显示,所有锆石都属岩浆成因,都有一致的稀土配分型式,都具明显的Ce正异常(δCe=5.06~134)... 详细信息

对准噶尔盆地陆梁隆起东部三参1井所钻巴塔玛依内山组玄武岩,开展了详细锆石内部结构研究基础上的U-Pb年代学、微量元素和Hf同位素系统分析.结果显示,所有锆石都属岩浆成因,都有一致的稀土配分型式,都具明显的Ce正异常(δCe=5.06~134)、Eu负异常(δEu=0.06~0.55)和重稀土元素富集特征.25颗锆石中,谐和年龄主要分成3组,分别是(300.4±1.3)Ma(n=11),(339.2±2.7)Ma(n=3)和(392.0±1.7)Ma(n=8);此外,还有3颗近谐和年龄锆石,它们的206Pb/238U年龄分别是(510±7),(488±6)和(453±6)Ma.最小的谐和年龄为(300.4±1.3)Ma,可以代表巴塔玛依内山组火山岩的形成时代(如晚阶段年龄).其他年龄如早泥盆世、奥陶纪等,与盆地周缘岛弧火山岩(富集Pb)和蛇绿岩的时代一致,而且这些年龄锆石都具有正的εHf(t)值(+3.6^+10.5),推测所研究火山岩穿越的盆地基底,可能与由早古生代-中古生代的残余洋壳和岛弧地体组成有关.晚石炭世锆石的εHf(t)值变化于+17.1^+4.2,显示该玄武岩主要来源于软流圈地幔或亏损岩石圈地幔熔融作用,熔体在上升-侵位过程中混染了少量较古老基底物质组分.由于这些玄武岩是后碰撞幔源岩浆直接加入到地壳的物质表现,推测东准噶尔地区晚石炭世已经有了大规模的陆壳垂向生长过程.

关键词：巴塔玛依内山组锆石U-Pb年龄 Hf同位素陆壳生长东准噶尔盆地