已阅读5页,还剩13页未读, 继续免费阅读
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
第 1 7 卷第 3 期地 球 物 理 学 进 展Voi . 17 No . 32002 年 9 月(514 524)PROGRESS IN GEOPHYSICSSept . 2002大陆岩石圈地幔形成与演化研究的新进展任向文吴福元(吉林大学地球科学学院,长春,130061)摘 要 研究大陆岩石圈地幔形成与演化的主要途径是利用岩石-地球化学探针研究幔源橄榄 岩的年龄、组成及其演化 . 目前多将岩石圈地幔划分为大洋型和克拉通型,并认识到,岩石圈地幔 的矿物相、成分、年龄在垂向上具有分层性;根据研究资料,目前已提出了以熔体抽取为岩石圈地 幔形成的主要方式,并通过交代、拆沉等过程使岩石圈地幔遭受改造 . 中国东部岩石圈地幔的成分 主体上是饱满的,与其上的太古代地壳并不协调,一些研究者提出了岩石圈拆沉和地幔置换两种 具有代表性的模型来解释岩石圈地幔成分的这种特点 . 人们对中国东部岩石圈地幔作了大量的研 究工作,然而,若要形成较为合理的解释,还需应用新技术(如,Re / Os 同位素技术)做进一步的工 作 .关键词 大陆岩石圈地幔;形成与演化;类型中图分类号 P541 文献标识码 A 文章编号 1004-290(3 2002)03-0514-11近年来,随着大陆动力学研究的深入进行,大陆岩石圈地幔的研究引起了人们的广泛关 注 . 伴随着新技术方法的应用和大量不同地区资料的积累,人们对大陆岩石圈地幔的形成和 演化取得了一系列新认识 . 本文初步总结目前在大陆岩石圈地幔形成与演化方面的新认识 .1 大陆岩石圈地幔研究的主要手段与对象由于技术的发展,现在人们可以利用多种手段来研究大陆岩石圈地幔的形成与演化 . 特 别是近年来发展起来的地震层析成像技术和岩石地球化学探针技术为研究大陆岩石圈地 幔的形成与演化提供了大量信息 . 如:Seber 等通过地球物理手段,研究了地中海 Aiboran 海 盆及其周围摩洛哥北部 Rif 造山带和西班牙南部 Betic 造山带,提出该地区现今正在发生拆 沉作用1,但由于地球物理场资料只能反映现今岩石圈地幔的状态,因而在古地幔的研究 中,不得不借用其它方法和手段 .目前常用的方法是岩石-地球化学探针技术 . 该方法的研究对象是构造侵位的地幔橄榄岩地体和幔源火山岩及其中的地幔岩捕虏体 . 橄榄岩地体中,有的是可以反映洋壳成分和结 构的蛇绿岩,有的却保留着陆壳与地幔的较为原始的过渡带的结构与成分特点2. 与后者类 似的橄榄岩地体是研究大陆岩石圈地幔及下地壳的对象,但是,由于其只产出于造山带,因 此,利用橄榄岩地体研究大陆岩石圈地幔在空间上受到很大的限制 . 然而,由于软流圈的绝 热性和岩石圈地幔的难熔性,一般认为,镁铁质、超镁铁质火山岩源于岩石圈之下软流圈与 岩石圈接触部位3. 在镁铁质、超镁铁质岩浆穿过岩石圈喷出地表的过程中,可能将携带不收稿日期 2001-07-02;修回日期 2001-12-30 .资金来源 国家自然科学基金项目(49872031).作者简介 任向文,男,1976 年生,黑龙江省伊春市人,现为吉林大学地球科学学院硕士研究生,主要从事岩石圈地幔 的研究 .3 期任向文,等:大陆岩石圈地幔形成与演化研究的新进展 5l5 同深度的地幔样品地幔岩捕虏体,这就为我们直接地研究不同时间、不同空间的岩石圈地 幔状态及演化提供了一个难得的机会 .研究地幔岩捕虏体,可以通过其地球化学特征、显微构造特点等获取地幔的信息 . 如近年来发展起来的激光原位(in Situ)元素成分分析和 Re / OS 同位素技术 . 其中,激光原位元素 成分分析可定量分析矿物中元素浓度的分布状态,进而详细讨论岩石所经历的演化史;Re / OS 同位素技术可以确定岩石圈地幔的形成时代 . 在地幔发生熔融过程中,OS 通常是高度相 容元素,而 Re 是中等不相容元素,因此,Re 易进入熔体中,而 OS 主要赋存在残留体中,据 此,通过一定的技术处理,可确定地幔中熔体抽取的时间,即岩石圈地幔的年龄3.2 不同类型岩石圈地幔的区分及成分特点2 . 1 Boyd 的分类方案Boyd 于 l989 年提出了大洋型岩石圈地幔与克拉通型岩石圈地幔的成分区分方案 . 以 KaapvaaI 克拉通低温橄榄岩为大陆型岩石圈地幔的代表,以深成橄榄岩、蛇绿岩、阿尔卑斯 型橄榄岩为大洋型岩石圈地幔的代表,Boyd 提出如图 l、图 2、表 l 的区分方案 . Boyd 认为,饱 满的橄榄岩经历熔体(成分与科马提岩相似)抽取后,形成的残留橄榄石和顽火辉石,具有比熔体和源岩都小的密度,因而上浮形成岩石圈地幔.4图 l 大洋型地幔与克拉通型 地幔 AI-ca 判别图Fig . l A pIot of ca and AI for oceanic and cratonic peridotiteSDS 和 DR 分别是 MORB 的源岩和残留体;PY 是模型上地幔岩;LM 是 LOSIMAG 组成;PN 是 PaIme 和 NickIe 的 数据;A 是深成橄榄岩的平均值;BM 是 Burro 山的方辉 橄榄岩;OM 是 Oman 方 辉 橄 榄 岩 的 平 均 值;PUB 是 Papua 超镁铁岩带的方辉橄榄岩 .图 2 大洋型地幔与克拉通型地幔Fo-Mg # 判别图(据5综合)Fig . 2 A pIot of Fo-Mg # of oceanic and cratonic mantIe-derived peridotiteS .克拉通型的地幔样品数据来自南非 kaapvaaI 克拉通低温石榴石橄榄岩,大 洋 型 地 幔 样 品 数 据 来 自 西 德、奥 地利、蒙古、亚利桑那州、内华达州、新墨西哥等地 .3 期任向文,等:大陆岩石圈地幔形成与演化研究的新进展 519 表 1 大洋型岩石圈地幔与克拉通型岩石圈地幔的区别Tab. 1 The distinction between oceanic and cratonic lithospheric mantle大洋型岩石圈地幔克拉通型岩石圈地幔岩石类型二辉橄榄岩为主方辉橄榄岩为主矿物富橄榄石富顽火辉石Mg #90 . 5 - 91 . 591 . 5 - 93 . 5Mg / Si较高较低Ca / AI较高较低Mg / Fe较低较高187Os / 188Os平衡温度高 1100C - 1200C低 1100C - 1200C密度较大较小产出位置大洋、太古代克拉通边缘太古代克拉通(据5综合)2 . 2Griffin 的分类方案Griffin 根据区域构造热事件的年代研究,总结了一百多位研究者的研究资料,将地壳划 分为三个类型:Archon、Proton、Tecton . Archon、Proton、Tecton 含义分别是 2 . 5 Ga 之前、2 . 5 1 . 0 Ga 之间和 1 . 0 Ga 之后经历了最后一次主要的构造热事件的地区 . 如果主要的构造热事件是 与岩石圈地幔的演化相联系的,则这三类地区之下的岩石圈地幔将各具特色 . 所以 Griffin 总 结了这三类地区的岩石圈地幔的常量元素特点,主要结果列于表 56。表 2 Archon、Proton、Tecton 的岩石圈地幔常量元素相关性一览表Tab. 2 Comparison of major elementscontent in Archon,Proton and Tecton SCLMArchon(wt% )Proton(wt% )Tecton(wt% )AI2O3% !1 . 5:MgO% = 48 . 3 - (3 AI2 O3 % )MgO% = 49 - 3 . (1 AI2O3 % )MgO% = 46 - 1 . (9 AI2 O3 % ),FeO% = 5 . 9 + 0 . (5 AI2 O3 % )FeO% = 7 . 4 + 0 . 2(1 AI2O3 % )FeO% = 8 Cr2O3 % = 0 . 12 + 0 . 1(6 AI2O3 % )Cr2O3 % = 0 . 375 + 0 . 0(2 AI2 O3 % )Cr2 O3 % = 0 . 4CaO% 2 . 5:CaO% = 0 . 5 + 0 . (7 AI2O3 % )MnO% = 0 . 07 + 0 . 01(7 FeO% - 4)与 Tecton 相同MnO = 0 . 13%TiO2 % = 0 . 0(4 AI2O3 % )与 Archon 相同与 Archon 相同Na2O% = 0 . 0(7 AI2 O3 % )与 Archon 相同与 Archon 相同这两种分类方案说明,大陆岩石圈地幔在不同地区或经历不同地质作用事件的地区具 有不同的性质,显示岩石圈地幔横向的不均一性和随时间变化显示出来的改造特征 .图 3 岩石圈地幔分类图(根据文献5)Fig . 3 A diagram of lithospheric classification(图中的线段分别代表不同类型岩石圈地幔的石榴石橄榄岩相的取值范围)3岩石圈地幔的垂向分层特征! . 岩石圈地幔的矿物相分层实 验 显 示,随 着 深 度 的 加 大, 岩石圈地幔可分为三层:斜长石橄 榄岩相、尖晶石橄榄岩相和石榴石 橄榄岩相(图 4),它们稳定存在的 深度分别为 0 公里到 30 40 km、 30 40 km 到 45 82 km 和 45 82 km 以 上 . 由 于 陆 壳 的 厚 度 一 般 约 为 40 公 里 . 处 在 斜 长 石 相 的 稳 定 区的岩石圈地幔厚度就非常有限, 这也是大陆上斜 长 石 橄 榄 岩 相 的 幔源橄榄岩捕虏体少见的原因 .! . #岩石圈地幔的年龄分层Pearson 按 照 岩 石 圈 地 幔 的 形 成方式,提出了四种岩石圈地幔的 年龄结构模型(图 5)7. 其中,第一种模型的岩石圈 地 幔 是 由 地 幔 柱或洋壳快速俯冲形成的,其年龄结图 4 橄榄岩的 P-T 图(据7改编,转引自 Wyllie,1971) Fig . 4 P-T diagram of peridotite .构垂向上是一致的;第四种模型的岩石圈地幔是由不同时间形成的岩石圈经碰撞拼合而成, 其年龄结构取决于先形成的岩石圈的年龄特点;而第二种、第三种模型的年龄结构是垂向分 层的,并且,随深度的加大,年龄值减小 . 例如,加拿大 Slave 的岩石圈地幔的年龄结构就显示 出垂向分层性9. 模型二、三的特点是与地壳接触的岩石圈地幔的年龄与上覆地壳是耦合 的,但随着深度的加大,其年龄变新,这一特点显示深部岩石圈地幔的新生特点 .! . !岩石圈地幔的成分分层图 5 岩石圈地幔年龄结构模型(引自文献7)Fig . 5 the age-structure modais of iithospheric mantieKopyiova 提 出,由 于 岩 石圈 地 幔 的 垂 向 增 生 和 交 代作用,使加拿大 Siave 的岩 石圈 地 幔 的 成 分 呈 现 分 层 的特点,向下其成分逐渐趋 向富 集8. 随 深 度 加 大,Ai 的含量增高,Mg # 降低,FeOT含量 升 高(图 6),岩 石 类 型由尖 晶 石 橄 榄 岩 经 低 温 橄 榄岩过渡到高温橄榄岩 .加拿 大 Siave 的 岩 石 圈地幔的这种成分特点说明, 有一 些 岩 石 圈 地 幔 在 垂 向 上其成分具有分层性,表现 出岩 石 圈 地 幔 形 成 与 演 化 过程的复杂性 .4岩 石 圈 地 幔 的 形 成 与改造! . 岩石圈地幔的形成图 6 加拿大 Siave 的地幔橄榄岩 FeOT、Ai2O3、Mg # 对深度的变异图(引自文献9)Fig . 6 the variation of FeOT,Ai2O3,Mg # vs . depth of mantie peridotites beneath Siave Craton,Canada左侧 BK 表 示 依 据 Brey-Kohier 地 质 温 压 计 计 算 得 到 的 深 度,FB-MG 表 示 依 据 Finnerty - Boyd 和 MacGregor 地质温压计计算得到的深度,灰色方框表示依据以上 两种温压计得到的软流圈的深度范围 . 右侧图中黑线表示 FeOT、Ai2O3、Mg # 的平 均值,灰色方框表示 FeOT、Ai2O3、Mg # 值的变化范围 .4 . 1 . 1太古代“岩浆海”上岩石圈地幔的形成通常认为,地球形成之初,具有较高的热状态 . 灾变模型指出,地球形成之初,通过陨石 撞击、地核快速形成和月球俘获,并使机械能由摩擦转化成热能,最终导致地球熔融;非灾变 模型指出,地核的逐渐形成、放射性生热元素(K,U,Th)的衰变和挥发分的存在使地球产生 熔融 . 这样,熔融的物质在地下形成“岩浆海”10. Nisbet 根据对太古代较发育的科马提岩研 究,提出了太古代岩石圈地幔的形成模式 . 科马提岩岩浆的密度在常压下低于橄榄石,但随 着压力的增大,科马提岩岩浆的密度显著加大,而橄榄石密度变化则不明显 . 当达到一定深 度时,二者的密度相等 . 随深度继续加大,科马提岩浆密度将超过 Fo 的密度 . 例如,含 MgO约 32% 的科马提岩浆在大约 120 km 处与 Fo = 93 的橄榄石的密度一样 . 在此深度之上,科马 提岩岩浆向上渗透,在此深度之下,橄榄石上浮,于是形成太古代的高度亏损的岩石圈地 幔10. 这样的岩石圈地幔相对于科马提岩岩浆海,具有较小的密度,因而能稳定存在 .图 7 太古代岩石圈地幔的生长模型图10Fig . 7 The formation mocai of Archaean iithospheric mantie104 . 1 . 2与板片俯冲有关的岩石圈地幔的增生 俯冲带中,洋壳俯冲,携带挥发分(H2O)进入地幔 . 挥发分可以降低地幔岩的液相线,使地幔发生部分熔融,熔体相对富铁,所以残留体相对贫铁,由于地幔岩的主要矿物相是橄榄石和辉石,铁是主量元素中除 Ni 以外,原子序数最高的元素,又因为在相同结构的矿物中, 铁的亏损必然使低密度矿物含量增加,进而使地幔岩的密度降低 . 所以,低密度的熔融残留 体将上浮,形成稳定的岩石圈地幔 .4 . 1 . 3拉张环境中的岩石圈地幔的形成在拉张构造环境中,地幔上涌 . 上涌的地幔由于压力的降低,发生减压熔融,然后,熔融 产生的岩浆运移至地表 . 如上文所述,经熔体抽取的地幔岩具有较小的密度,因而形成稳定 的岩石圈地幔 .4 . 1 . 4软流圈传导冷却形成的岩石圈地幔 上文提及、岩石圈地幔形成的三种方式都与熔体抽取密切相关 . 然而,随着地球热量的散失,软流圈也可以不经过熔体抽取,而由传导冷却直接增生到岩石圈底部 . 由于未经熔体 抽取,所以以这种方式形成的岩石圈地幔的成分是饱满的 . 但冷却会使岩石圈密度加大,因 此,以这种方式形成的岩石圈地幔在重力场中是不稳定的,所以,这种形成方式不会形成大 规模稳定的岩石圈地幔 .同时因熔体的交代作用可使先形成的贫瘠的岩石圈地幔转向饱满,故某些交代成因的岩石圈地幔在主量元素和微量元素上与由软流圈传导冷却形成的岩石圈地幔不易区分 .! . 岩石圈地幔的改造4 . 2 . 1地幔交代作用Baiiey 最早明确提出的地幔交代作用是指在不发生部分熔融的情况下,通过流体(富12H2O 或富 CO2)与地幔中的岩石或矿物相互作用而发生的物质的带入、带出现象. Hart 认3 期任向文,等:大陆岩石圈地幔形成与演化研究的新进展 525 为地幔交代作用是指外来新物质(包括熔体和流体)的加入造成地幔岩石成分富集变化的过 程,并将地幔交代作用分成两种方式:一种是富 H20 或富 C02 流体引起的地幔交代作用,化学成分富钾,常见于金伯利岩浆携带的地幔包体中,称金伯利岩型;另一种是与碧玄岩岩浆类似的熔浆引起的地幔交代作用,化学成分富铁钛,常见于碱性玄武岩携带的地幔包体中, 称碧玄岩型,此外,Hart 还根据幔源捕虏体的化学成分和岩相学特点将地幔交代作用分为 “显式交代”和“隐式交代”,两者都表现为主量元素、痕量元素和同位素的富集,不同的是, “显 式 交 代”有 含 挥 发 分 的 矿 物,如 角 闪 石 、金 云 母、磷 灰 石、碳 酸 盐 及 钛 铁 氧 化 物 的 出 现13. 目前大多数学者所谈的地幔交代作用,是指由于熔体或流体的介入,使地幔岩化学组 分发生富集,并最终导致地幔化学不均一的过程 .地幔交代作用可以改变地幔橄榄岩的主量元素14和微量元素的特点,使地幔岩的大离子亲石元素渐趋富集 . 另外,由于交代作用可以使岩石圈地幔富集 K、U 和 Th 这些放射性生 热元素,进而可以显着影响岩石圈的热流值15. 此外,通过对橄榄岩 Nd 同位素体系的研究, 可以识别古老的岩石圈地幔所遭受的近期的交代作用 .4 . 2 . 2岩石圈地幔的拆沉高山曾对拆沉作用做了较为全面的总结16:拆沉作用最初由 Bird 提出17,18,用以解释 喜马拉雅造山带的花岗岩岩浆作用、变质作用和伴随的隆升作用机制以及科罗拉多高原的 岩浆作用机制 . Houseman 等从连续介质角度研究了大陆碰撞机制,结果表明造山带地幔根 应迅速沉入下伏软流圈对流系统中,也即拆沉作用19. 按现有文献,拆沉作用应泛指由于重 力的不稳定性导致岩石圈、大陆下地壳或大洋地壳沉入软流圈或地幔的过程 . 例如,Lee 提 出,加利福尼亚州内华达山脉地区岩石圈地幔在中生代发生了拆沉20;England 等以及 Bird 认为,青藏高原的近期抬升和东西向伸展可用拆沉解释18,21;Kay 认为阿根廷 Puna 高原更 新世现代的弧后火山作用也是拆沉作用造成的22. 岩石圈地幔的拆沉使下伏软流圈地幔上涌,诱发其上部的岩石圈地幔和地壳发生一系列的地质作用 . 目前讨论的问题是,岩石圈拆沉发生的条件及程度 . 岩石圈加厚可导致岩石圈下部相变成高密度的榴辉岩,这样的岩石圈地幔在重力场中是不稳定的,因而发生拆沉作用 . 但对岩 石圈地幔是全部拆沉还是部分拆沉,目前尚有争议 .5中国东部岩石圈地幔的研究中国东部,大兴安岭太行山武陵山一线以东,陆壳厚度小于 40 km 的地区,被认为 是世界上岩石圈发生减薄的地区之一 . 郑建平发现的鹤壁残留的太古代岩石圈地幔,有力地 界定了岩石圈地幔减薄的西界23. 在中生代中晚期,该地区克拉通发生活化,发育了巨量的 火成岩和金属矿床 . 一系列的北北东向分布的盆地也在此时期开始发育 . 因此,研究该地区 的岩石圈地幔的演化对解释该地区中新生代一系列的地质现象具有重要的理论意义 . 人们 在研究中国东部岩石圈地幔的过程中,取得了很多的基本资料,提出了一些岩石圈地幔形成和演化的模型 . 对地幔演化的认识,人们在某些方面已达成了共识,例如:几乎所有研究者都 认为,第四纪期间,中国东部岩石圈地幔存在着底辟 / 上涌的现象2429;中国东部岩石圈地 幔的古地温具有大洋地温的特点3031,或高于大洋地温3233,且从第三纪到第四纪有冷 却的现象3435;中国东部岩石圈地幔的成分以二辉橄榄岩为主,是饱满型的30323537. 然而,还存在着一些分歧和有待解决的问题 . 如对中国东部岩石圈地幔的演化机制的问题存在诸多不同的看法 . 对底辟发生的时间,是中生代还是新生代,尚存疑问 .! . 中国东部岩石圈地幔的成分特点从中国东部新生代火山岩中的幔源捕虏体的成分特点可以认定,中国东部陆壳之下的 岩石圈地幔是大洋型的 . 例如,浙江宁海、福建明溪、闽清、龙海、雷州半岛的徐闻、海南的文 昌的幔源捕虏体以二辉橄榄岩为主,橄榄石和其中的单斜辉石的 Sr、Nd 同位素表明,捕虏体 所代表的地幔是大洋型的30;吉林汪清37、吉林双辽七星山32、辽宁宽甸地区31和吉林龙 岗金龙顶子34等地区的新生代的玄武岩中的幔源捕虏体也以二辉橄榄岩为主 .! . 岩石圈地幔减薄的假说岩石 圈 地 幔 的 减 薄 可 通 过 拉 张、地 幔 柱、拆沉等多种方式实现 . 中国东部岩石圈 的移离,存在以下两类不同观点 .5 . 2 . 1拆沉模型3839邓晋福38和吴福元39分别提出了岩石 圈地幔拆沉的模型,用以解释中国东部岩石圈的减薄 . 该模型指出,中国东部燕山期早期岩石圈加厚,加厚的岩石圈下部由于相变 成榴辉岩,导致重力的不稳定,从而发生岩图 8 岩石圈拆沉模型(据3839改编)Fig . 8 The modaI of Iithospheric deIamination石圈拆沉 . 但是吴福元的模型对燕山期的拆沉提出了明确的时间制约,并且提出了中国东部 燕山期岩石圈连同下地壳的拆沉及软流圈与地壳直接接触的观点 . 然而,支霞臣等通过对苏 皖地区的幔源橄榄岩捕虏体 Re-os 同位素的研究,指出该地区存在着早元古-中元古代岩石 圈地幔的残留,这一发现对“软流圈与地壳直接接触的观点”提出了挑战4041. 但是,笔者 的关于龙冈和双辽的 Re-os 同位素资料(未发表)却支持软流圈与地壳直接接触的观点 . 上 述分歧有可能反映了中国东部岩石圈地幔形成与演化的横向不均一性 .5 . 2 . 2置换模型42、“蘑菇云”模式43和热-机械侵蚀与化学侵蚀的耦合模型44 郑建平结合袁学成的地震波速资料45和岩石学、地球化学资料提出了置换模型 . 该模型强调新生地幔物质对古老岩石圈的侵蚀改造作用,经新老地幔的混合作用直至性质完全 不同的地幔置换作用,该作用是沿幔内薄弱带进行的 . 他认为太古代高度熔融残留的岩石圈 地幔,具有较低的密度,不能发生拆沉,所以不支持大规模的岩石圈拆沉模型;路凤香提出了 与郑建平相似的岩石圈移离的模式,即晚白垩晚期,软流圈呈蘑菇云状上涌;徐义刚模型的 主要内容是:软流圈抬升引起岩石圈的传导加热,同时伴随软流圈熔体渗透岩石圈底部的过 程 . 熔体的渗透使岩石圈底部的渗透率加大,从而产生了进一步的渗透 . 被渗透的岩石圈发 生软化而易被软流圈“同化”. 徐义刚也认为,太古代熔融残留成因的低密度岩石圈地幔不能 发生拆沉 .两类模型主要差别是:拆沉作用要求有加厚的岩石圈,并预言中 国东部在中生代 曾 有 过 造 山 作 用 过程和巨型造山带的产生;而置换 模型中软流圈的上涌是主导性的 .! . # 中国东部岩石圈地幔的研究对构造运动的意义稳定 的 克 拉 通 型 岩 石 圈 地 幔向活动的大洋型 岩 石 圈 地 幔 的 转 化,必将导致一系列的构造岩浆图 9 地幔置换模型(引自文献42)Fig . 9 The modaI of mantIe repIacement .事件,包括陆壳的抬升与坳陷、花岗岩的侵位、火山岩的喷发等 . 中国东部中生代地质演化的 深部动力学本质可能就是与此有关38.6结语可以看出,近几年在研究岩石圈地幔的形成与演化中取得了一系列的新的进展,其中, 最为突出的是岩石圈地幔的垂向分层和拆沉概念的提出 . 这些研究结果还显示,岩石圈地幔 或其中部分与上覆地壳的年龄并不一致,反映壳幔的解耦,这一发现将修正板快构造理论的 基本认识,为地壳的形成与演化提供新的研究思路 . 同时,中国东部(包括华北地台东部)显 生宙以来的岩石圈减薄现象,目前已引起国内外众多学者的关注46,47,特别是稳定的克拉 通也可发生岩石圈减薄,是目前还未认识清楚的重要科学问题 .参考文献1 Seber D,Barazangi M,Ibabrahim A,et ai . Geophysicai evidence for iithospheric deiamination beneath the Aiboran11 Nisbet E G,Waiker D. Komatiites and the structure of the Archean mantie J. Earth Pianet . Sci . Lett . ,1982,60:Sea and Rif - Betic Mountains785 790 .J. Nature,1996,379:105 113 .12 Baiiey D K. Voiatiie fiux,heat focusing and the generation2 Piccardo G B . Fossii crust-to-mantie transition,Vai Maien-of magma J. Geoi . J . Spec . ,1970,2:177 186 .co( Itaiuan Aips) J. J . Geophys . Res . ,1997,102, 13 Hart B . Metasomatic and enrichment phenomena in garnet(B9):20123 20132 .3 Menzies M A,Chazot G. Fiuid processes in diamond to spinei facies shaiiow mantie . J . Geodynamics,1995,20: 387 415 .4 Shirey S B,Waiker R J . The Re-0s isotopic system in cos-mochemistry and high-temperature geochemistry J. Earth Pianet . Sci . ,1998,26:423 500 .5 Boyd F R. Compositionai distinction between oceanic andperidotite facies mantie xenoiiths from the Matosoku kim- beriite pipe,Lesotho A. In:Menzies M A,Hawesworth C J eds . Mantie Metasomatism C . Academic Press, 1987,125 153 .14 Hanhoj K,Keieman P,Bernstein S,et ai . 0smium iso- topes in the Wiedemann Fjord mantie xenoiiths:a unigue record of cratonic mantie formation by meit depietion in theArchean . G3,2001,2,Paper number 2000GC00085 .cratonic iithosphere J. Earth Pianet . Sci . Lett . ,1989, 15 0Reiiiy S Y,Griffin W L . Apatite in the mantie:impii-96:15 26 .6 Griffin W L,0Reiiiy S Y,Ryan C G. The compositioncations for metasomatic processes and high heat production in Phanerozoic mantie J. Lithos,2000,53:217 232 .and origin of sub-continentai iithospheric mantie A. In: 16 高山,金振民 . 拆沉作用(Deiamination)及其壳幔Yingwei Fei,Constance M Bertka,and Bjorn 0. Mysen . Mantie petroiogy:fieid observation and high pressure experi- mentation: a tribute to Francis R ( Joe ) Boyd C . Geochem. Soc . Speciai pub . ,1999(6),13 45 .7 Ito K,Kennedy G C . An experimentai study of basait-garnet granuiite-eciogite transition J. Geophyis . Monagr . Am. Geophys . Union,1971,14,303 314 .演化动力学意义J. 地质科技情报,1997,1(6 1):1 9 .17 Bird P . Continentai deiamination and the Coiorado PiateauJ. J . Geophys . Res . ,1979,84:7561 7571 .18 Bird P . Initiation of intracontinentai subdution in the Hi- maiaya J. J . Geophys . Res . ,1978,83 :4975 4987 .19 Houseman G A,MacKenzie D P,Moinar P . Convective8 Pearson D G. The age of continentai roots 1999,48:171 194 .J. Lithos,instabiiity of a thickened boundary iayer and its reievance for the thermai evoiution of continentai convergent beits9 Kopyiova M G,Russeii J K. Chemicai stratification of cra-tonic iithosphere:Constraints from the Northern Siave Cra- ton,Canada J. Earth Pianet . Sci . Lett . ,2000,181:71 87 .10 Condie K C . Piate Tectonics & Crustai Evoiution M.Pergamon Press . 1982 .J. J . Geophys . Res . ,1981,86:6135 6155 .20 Lee C T,Yin O,Rudnick R L,et ai . 0smium isotopic evidence of Mesozoic removai of iithospheric mantie beneath the Sierra Nevada,Caiifornia J. Science . 2000,289: 1912 1916 .21 Engiand P,Houseman G. Extension during continentaiconvergence,with appiication to the Tibetan PiateauJ. J . Geophys . Res . ,1989,94:17561 17579 .22 Kay S M. Young mafic back arc voicanic rocks as indica- tors of continentai iithospheric deiamination beneath the Ar- gentine Puna piateau,centrai Andes J. J . Geophys .Res . ,1994,99:24323 24339 .23 Zheng Jianping,0Reiiiy S Y,Griffin W L,et ai . Reiict refractory mantie beneath the eastern North China biock: significance for iithosphere evoiution J. Litho,2001, 57:43 66 .24 从柏林,张儒瑗 . 浙江西垄霞石玄武岩及其超镁铁 质岩包体的成因岩石学研究J. 岩石学研究(第三 辑),1983,95 110 .25 张儒瑗,从柏林 . 安徽女山碧玄岩及其橄榄岩类包 体的成因岩石学和 大 地 构 造 意 义 J. 岩 石 学 研 究(第三辑),1983,111 127 .26 罗照华 . 吉林辉南大椅山玄武岩中超镁铁岩包体的 研究J. 地球科学,1984,(1):73 80 .27 Xu Yigang,Mercier C . The upper mantie beneath the con- tinentai rift of Tan-Lu,Eastern China:evidence for the in- tra-iithospheric shear zones J . Tectonophysics,1993, 25:337 360 .28 陈孝德,林传勇,张小鸥,等 . 山东省第四纪玄武岩 中幔源包体的变形特征及其上地幔流变学意义J. 岩石矿物学杂志,1997,1(6 2):144 153 .29 陈孝德,林传勇,张小鸥,等 . 山西大同第四纪火山 岩中幔源包体的变形特征及其上地幔流变学意义 . 地震地质J,1997,1(9 4):313 320 .30 范蔚茗,Menzies M A,尹汉辉,等 . 中国东部沿海深 部岩石圈的性质和深 部 作 用 过 程 初 探 J. 大 地 构 造与成矿,1993,1(7 1):23 30 .31 方同辉,马鸿文 . 辽宁宽甸地区上地幔岩石圈组成 及热 结 构 J. 地 质 论 评(增 刊 ),1999,45:450 457 .32 郑祥身,沉远超 . 吉林七星山碧玄岩及所含的超镁铁岩捕虏体J. 岩石学研究(第六辑),1985:59 72 .33 徐义刚,林传勇,史兰斌,等 . 中国东部上地幔地温线及其 地 质 意 义 J. 中 国 科 学( D 辑 ),1995,25(8):874 881 .34 Xu X,0Reiiiy S Y,et ai . A Xenoiith - derived geotherm and crust-mantie boundary at Oiiin, southeastern ChinaJ. Lithos,1996,38:41 62 .35 史兰斌,林传勇,韩秀伶,等 . 吉林龙岗火山群金龙 顶子火山喷发物中幔源包体的基本特征及其地质意 义J. 地质论评(增刊),1999,45:308 318 .36 肖曾岳,王艺芬,赵大升 . 尧山碧玄岩及其橄榄岩类包体的 成 因 岩 石 学 研 究 J. 岩 石 学 研 究,1985(第六辑):73 83 .37 鄂莫岚,路凤香,邓晋福 . 吉林汪清超镁铁岩包体 的岩石学特征及辉石岩成因问题的讨论J. 地球化 学,1982,18:39 56 .38 邓晋福,赵海玲,莫 宣 学,等 . 中 国 大 陆 根柱 构 造:大陆 动 力 学 的 钥 匙 M. 北 京:地 质 出 版 社, 1996 .39 吴福元,孙德有,张广良,等 . 论燕山运动的深部地球动力学本质J. 高校地质学报,2000,6(3):379 388 .40 支霞臣,彭子成,陈道公,等 . 苏皖地区大陆岩石圈 地幔的长时性地幔橄榄岩捕虏体的锇同位素模 式年龄J. 中国科学(D 辑),2001,3(1 6):464 470 .41 支霞臣,彭子成,陈道公,等 . 苏皖地区幔源橄榄岩捕虏体的锇同位素组成、模式年龄及其意义J. 岩 石学报,2001,1(7 1):11 18 .42 郑建平 . 中国东部地幔置换作用与中新生代岩石圈 减薄M. 北京:中国地质大学出版社,1999 .43 路凤香,郑建平,李伍平,等 . 中国东部显生宙地幔 演化的主 要 样 式:“ 蘑 菇 云 ”模 型 J. 地 学 前 缘, 2000,7(1):97 107 .44 徐义刚 . 岩石圈的热-机械侵蚀和化学侵蚀与岩石圈 减薄J. 矿物岩石地球化学通报,1999,18(1):1 5 .45 袁学诚 . 岩石圈地球物理格架图A,见:袁学诚主 编,中 国 地 球 物 理 图 集 C. 北 京:地 质 出 版 社, 1996 .46 Griffin W L,Zhang A D,0Reiiiy S Y,et ai . Phanero-zoic evoiution of the iithosphere beneath the Sino - Korean craton A. In:Fiower M,Chung S L,Lo C H and Lee T Y(eds . )Mantie dynamics and piate interactions in East Asia C. Am. Geophys . Union,Geodyn . Series,1998, 100:107 126 .47 Menzies M A,Xu Y G. Geodynamics of the North China Craton A. In:Fiower M,Chung S L,Lo C H and Lee T Y(eds . )Mantie dynamics and piate interactions in East Asia C. Am. Geophys Union,Geodyn . Series,1998, 100:155 165 .New Progress of the Formation and Evolution of Sub-continental Lithospheric MantleREN Xiang-wenWU Fu-yuan( College of Earth Sciences,Jilin Uniuersity,Changchun 130061,China)Abstract The main way for detecting the formation and evoIution of sub-continentaI Iithospheric mantIe(SCLM)is to research the age,composition and evoIution of mantIe-derived peridotite xenoIiths by petroIogicaI-geochemicaI probe . Up to now it is generaIIy accepted that the SCLM can be divided into two types:oceanic and cratonic Iithospheric mantIes . Furthermore,the SCLM exhibits verticaI stratification in mineraI phases,chemicaI compositions and ages . It is proposed that the SCLM was formed by the meIt extraction and couId be modified by metasomatism and deIamination afterward . The SCLM beneath Eastern China is generaIIy fertiIe,which is not consistent with the overIying Archaean c
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2025及未来5年中国素菜包市场调查、数据监测研究报告
- 城市公寓买卖合同范本
- 地产公司安全合同范本
- 土地用途变更合同范本
- 土地使用权合同协议书
- 售后技术服务合同范本
- 器具维保框架合同范本
- 商业地产居间合同范本
- 商铺门拆除协议书模板
- 固定收益投资合同范本
- 2024年秋季新人教版九年级上册化学全册教案
- 介入治疗常见并发症及护理
- 职高幼儿保育职业生涯规划书
- 人教版五年级数学上学期《第4章可能性》单元测试卷解析版
- 小学作文教学困境分析及对策研究
- 县中医院妇科重点专科建设汇报
- 全国主要水文站点及雨量观测分布和代码
- 浙江省稽阳联谊学校2023-2024学年高三上学期11月联考语文试题含答案
- 人教版地理八年级上册知识点总结
- 青钢竹叶剑的文化传承与发展
- 电测应力应变实验课件ppt
评论
0/150
提交评论