壳幔过渡层及其大陆动力学意义

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壳幔混合成因-概述说明以及解释

壳幔混合成因-概述说明以及解释

壳幔混合成因-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述壳幔混合成因是地球科学领域的一个重要研究课题。

它涉及到地球内部的壳层和地幔层之间的相互作用和交换过程。

壳幔混合成因的研究在地质学、地球化学和地球物理学等多个学科领域都有广泛的应用和意义。

地球是由不同层次组成的,其中最外层是地壳,下面是地幔。

地壳是我们生活的地方,它包含了岩石、土壤和水等。

地幔则是地球内部最大的层次,占据了地球半径的大部分。

由于地壳和地幔在性质和组成上存在差异,它们之间的相互作用会对地球的演化和动力学过程产生重要影响。

壳幔混合成因的现象主要发生在地壳板块俯冲带和拆沉带等地球构造活动的区域。

在这些区域中,地壳板块在俯冲或拆沉过程中与地幔发生相互作用,导致地壳物质与地幔物质的混合。

这种混合作用使得地壳物质中富含地幔物质的成分,同时也使得地幔物质中富含地壳物质的成分。

壳幔混合成因的研究有助于我们理解地球内部的物质循环和岩石循环过程。

它对地球内部的物质分异、地球表面的地质过程和构造演化等都具有重要意义。

通过分析和研究壳幔混合成因的过程,我们可以揭示地球内部的动力学机制和地球表层的构造变化。

这对于预测地震、地质灾害等自然灾害具有重大意义。

综上所述,壳幔混合成因是一个涉及地球内部物质交换和相互作用的重要研究领域。

通过深入研究壳幔混合成因的过程和机制,我们可以更好地理解地球的演化过程和构造变化,为地球科学的发展做出贡献。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以编写如下:文章结构部分旨在介绍整篇长文的组织架构,让读者对文章的脉络有一个清晰的认识。

本文分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。

首先,我们会对壳幔混合成因这一主题进行概述,简要介绍其背景和重要性。

接着,我们会详细说明文章的组织结构,包括各个部分的主要内容和章节的逻辑顺序。

最后,我们会明确文章的目的,即通过分析壳幔混合成因的要点,提供读者对这一问题更深入的理解。

壳幔作用的途经和判定这一作用的地球化学方法

壳幔作用的途经和判定这一作用的地球化学方法

壳幔作用的途经和判定这一作用的地球化学方法摘要壳幔相互作用是当代地球科学,特别是深部地质和大陆动力学研究的重要课题。

本文介绍了壳幔相互作用的途经:底侵作用和拆离作用;以及判定这一作用的地球化学方法和证据。

关键词壳幔作用底侵作用拆离作用地球化学地球是已知太阳系中唯一一个具有演化的(安山质或英云闪长质) 大陆地壳的行星, 而其它行星, 如月球的月壳由基本未经演化的玄武岩组成。

大陆地壳这种独具特色的组成是如何形成的? 现有研究已证实, 原始地壳是由地幔通过部分熔融产生的岩浆上侵和喷发而成。

因此,为了回答上述地球科学的基本理论问题, 人们必须了解以下壳—幔双向物质交换机制和质量迁移量〔1〕: ①地幔是如何通过部分熔融作用形成地壳的?②地壳物质又是如何通过再循环( recycling)过程返回地幔的?③地壳形成和演化机制在地质历史上是否发生过明显变化?由于软流圈是地幔岩浆的主要策源地, 因此,软流圈地幔和岩石圈地幔以及地壳三者之间的物质交换过程对于认识大陆动力学至关重要。

众所周知, 板块构造在解决大陆地质问题时遇到了许多困难。

例如,大陆地壳为何可保存长达数十亿年而不被消减掉? 大陆内部为何有岩浆作用?为何古老造山带通常是没有山根的? 含柯石英和金刚石的超高压变质带为何会大面积折返暴露地表? 近年来,底侵作用(underplating)和拆沉作用(delamination)受到地质、地球物理和地球化学家们共同重视的另一壳—幔交换过程,被用来解释软流圈、岩石圈地幔和地壳三者之间的物质交换以及随之而造成的山脉隆升、盆地形成过程和陆内大规模岩浆作用等现象。

1 壳幔作用的途经1.1 底侵作用(underplating)底侵作用是指来自深部的岩浆向上侵位、添加和囤积的过程, 它实际上包括两种情况:(1)来自上地幔部分熔融产生的基性岩浆侵入或添加到下地壳底部;(2) 下地壳(包括壳幔混合层) 岩石的部分熔融形成的岩浆向中上地壳的侵位和添加[2]。

大陆下地壳层流作用及其大陆动力学意义

大陆下地壳层流作用及其大陆动力学意义

大陆下地壳层流作用及其大陆动力学意义李德威 纪云龙(中国地质大学,武汉 430074) 摘 要 大量的地质和地球物理资料表明,年轻的大陆构造活动区的下地壳可能因热软化而出现透入性非地震式顺层韧性流动,这种下地壳层流作用驱动大陆上地壳发生地震式脆性断块运动,形成盆山格局,发生圈层耦合。

大陆下地壳低粘度物质顺层流动可能是在地幔岩浆底侵作用为下地壳提供热能和添加幔源物质的基础上,并在地幔上升派生的重力和剪切力作用下,造成大陆下地壳热软化物质从盆地下部的幔隆区顺层流向相邻造山带之下的幔拗区。

在下地壳层流过程中,地温场和速度场发生变化。

关键词 大陆下地壳 层流模式 大陆动力学 圈层耦合 韧性流动1 引言大量的地质和地球物理资料表明,大陆岩石圈不是板块构造学说假定的刚性体,内部存在明显的不均一性和分层流变性。

最引人注目的是,中、新生代构造活动区的大陆下地壳普遍发育低速层、低阻层和近水平的地震反射组构,是低强度、低粘度的壳内软流层,可能存在十分显著的顺层韧性流动。

尽管目前对大陆下地壳层流运动及其大陆动力学过程没有引起足够的重视,并缺乏必要的研究,但笔者认为这一构造过程对于重新认识造山带成因、沉积盆地形成机制、盆山耦合作用、地壳厚度变化、大陆构造性质、大地构造单元动定转换和叠加演化、大陆多震层成因、多圈层相互作用、壳内低速层和低阻层及反射下地壳的成因、高级变质岩的形成和剥露机制、壳源火成岩演化及成因等都具有极其重要的意义,是创立大陆动力学理论体系的核心内容和突破口(李德威,1993,1994,1995,1997)。

作者曾以大陆岩石圈解体、大陆造山带与沉积盆地熔合的新思路,分析了大陆下地壳透入性顺层韧性流动引起上地壳发生不均匀块断式脆性变形的过程(李德威,1993,1995)。

本文将在此基础上讨论大陆下地壳层流作用的依据、特征、过程和机制,并简要说明其大陆动力学意义。

2 大陆下地壳流动的证据211 地质方面地表出露的下地壳岩石很有限,主要是造山带核部剥露的麻粒岩块体和由基性火山岩带出的麻粒岩相包体,它们零星散布,在从地壳深层向浅层侵位过程中,原始变形组构发生位态变化,韧性变形形迹被脆性变形改造。

古地幔流体及其在大陆克拉通地幔演化中的意义——以华北地台为例

古地幔流体及其在大陆克拉通地幔演化中的意义——以华北地台为例

古地幔流体及其在大陆克拉通地幔演化中的意义——以华北
地台为例
郑建平
【期刊名称】《地学前缘》
【年(卷),期】1996(000)004
【摘要】古生代含浦虏体的金伯利岩和新生代含捕虏体的玄武岩同出于华北地台,提供了研究自古生代以来岩石圈演化的深源探针,古生代含金伯利岩的侵位表明古生代时曾存在冷厚的岩石圈,而新生代含捕虏体玄武岩的喷发,表明新生代时存在热薄的岩石圈,岩石圈减薄与“大洋化”是层圈物质交换作用在一定历史阶段中的反映。

地幔流体是地幔演化产物,反之又作用于地幔演化,富含地幔流体的幔内剪切带及交代矿物层作为幔内软薄弱带,存在热,流体,
【总页数】1页(P187)
【作者】郑建平
【作者单位】中国地质大学;中国地质大学
【正文语种】中文
【中图分类】P312
【相关文献】
1.不连续生长的金刚石与克拉通地块内部增生过程中的地幔流体作用 [J], 郑建平;余淳梅;路凤香;陈美华
2.古大洋岩石圈地幔流体组成——来自玉石沟地幔橄榄岩的证据 [J], 胡沛青;张铭
杰;孟广路;傅飘儿;李延鑫
3.华北地台深部地幔流体的组成——来自金刚石不纯净组分的报道 [J], 郑建平;路凤香
4.扬子克拉通东北缘岩石圈地幔的Re-Os同位素地球化学:大陆岩石圈地幔的形成和演化的制约 [J], 支霞臣;L.Reisberg;彭子成;余春江
5.地幔矿物学和莫霍面温度对地幔流体进入大陆下地壳过程的制约 [J], K.Bucher-Nurminen;徐启东
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第三章 地幔对流和地幔动力学汇总

第三章 地幔对流和地幔动力学汇总
固体的地幔是否可能对流这一根本性的问题一直 是地学家们最为关注的。因为科学家们从不希望把自 己的研究建立在一个毫无物理依据的虚幻之上。物理 学的法则告诉我们,重力场中热对流之所以能够存在, 必须具备以下三个条件: l )组成系统的物质必须“软”到“足以流动”的程 度, 2 )系统内的温度梯度必须至少略大于组成系统的物 质的绝热自压温度梯度, 3)有足够的能量以维持对流进行。 以下将就此三方面的问题作一简要地讨论。
1、地幔对流假说的科学依据及对流模型 • 第四,地球化学的资料使人们能看到的 直接来自深部物质的结构和成分。大量 数据表明这些物质可以来自地壳下部、 上地幔 670km间断面,甚至核幔边界。 显然是流动的地幔将这些物质带至地表。 总之,现代已有足够的证据证明地幔对 流的存在
2、地幔物质发生对流的物理背景
1、地幔对流假说的科学依据及对流模型
• 然而,30年代物理学家霍姆斯提出的地幔对流作 为一个地球物理学的概念和猜想却使得大陆漂移 学说渡过了它最为艰难的时期。从20年代的大陆 漂移到50年代的海底扩张、60年代的板块构造理 论,板块构造这个革命性的理论对于人类认识自 然的影响可以和16世纪哥白尼的太阳中心学说, 17世纪的牛顿万有引力理论,19世纪后期的生物 学进化理论和20世纪的量子力学和相对论相提并 论。
科学的发展和地球科学家们长期的努力,至少可 以从四个方面去证实地幔对流的存在。 • 第一,无论从地质时间尺度去估计,还是从现 在大地测量的数据,都证实了板块运动是一个客 观的存在。从古地磁极的轨迹;大洋中脊磁条带 异常;相对于热点的海山链的研究等资料确定可 以定量地描述在过去两亿年地质史中最新一次板 块构造运动的方向及速率( Minster and Jordan 1978;DeMets etal,1990)。所以板块运动本身 证明了地幔对流的存在,而且它是全球规模的。

壳幔作用的途经和判定这一作用的地球化学方法

壳幔作用的途经和判定这一作用的地球化学方法

壳幔作用的途经和判定这一作用的地球化学方法摘要壳幔相互作用是当代地球科学,特别是深部地质和大陆动力学研究的重要课题。

本文介绍了壳幔相互作用的途经:底侵作用和拆离作用;以及判定这一作用的地球化学方法和证据。

关键词壳幔作用底侵作用拆离作用地球化学地球是已知太阳系中唯一一个具有演化的(安山质或英云闪长质) 大陆地壳的行星, 而其它行星, 如月球的月壳由基本未经演化的玄武岩组成。

大陆地壳这种独具特色的组成是如何形成的? 现有研究已证实, 原始地壳是由地幔通过部分熔融产生的岩浆上侵和喷发而成。

因此,为了回答上述地球科学的基本理论问题, 人们必须了解以下壳—幔双向物质交换机制和质量迁移量〔1〕: ①地幔是如何通过部分熔融作用形成地壳的?②地壳物质又是如何通过再循环( recycling)过程返回地幔的?③地壳形成和演化机制在地质历史上是否发生过明显变化?由于软流圈是地幔岩浆的主要策源地, 因此,软流圈地幔和岩石圈地幔以及地壳三者之间的物质交换过程对于认识大陆动力学至关重要。

众所周知, 板块构造在解决大陆地质问题时遇到了许多困难。

例如,大陆地壳为何可保存长达数十亿年而不被消减掉? 大陆内部为何有岩浆作用?为何古老造山带通常是没有山根的? 含柯石英和金刚石的超高压变质带为何会大面积折返暴露地表? 近年来,底侵作用(underplating)和拆沉作用(delamination)受到地质、地球物理和地球化学家们共同重视的另一壳—幔交换过程,被用来解释软流圈、岩石圈地幔和地壳三者之间的物质交换以及随之而造成的山脉隆升、盆地形成过程和陆内大规模岩浆作用等现象。

1 壳幔作用的途经1.1 底侵作用(underplating)底侵作用是指来自深部的岩浆向上侵位、添加和囤积的过程, 它实际上包括两种情况:(1)来自上地幔部分熔融产生的基性岩浆侵入或添加到下地壳底部;(2) 下地壳(包括壳幔混合层) 岩石的部分熔融形成的岩浆向中上地壳的侵位和添加[2]。

再论壳幔相互作用的普遍性及其深部动力学意义-周新华

再论壳幔相互作用的普遍性及其深部动力学意义-周新华

case
crustal recycling
on

near—steady
state
continental growth Earth.Philos.
T…R
3 Zhou X H ume of
Soc..London.1981.A301
et
443~47 2

a】_Granulile xenoliths vs.Terrains in
Archean
CraIonj㈣study
of lower
crust
beneath North China
Vol—
V.M.Goldschmldt
Conference.J.Cord
Ahst..1996.1:697
4樊棋诚等汉诺坝玄武岩中高温噼粒岩捕虏体.科学通报・1996,41:235~238 5张国辉等汉诺坝麻粒岩捕虏体话石u—Pb分析韧步结果及讨论地球学报,1997,1 8(增刊):6~8
6 7 8 9
Lar…R
Hofmanna

LatesL
pulse of Earth:evidencefoI amid tectonics.J Geol
Cretaceous superplume 100(1)}24~49
Creology,1991,1 9;547~550
Maruyama S.Plume

Soc.Japan・1994t the menage from
W.Mantle
geochemistry
oceanic volcanism
Nature,199 7,365:219~229 Nature,1996・382:77 3~
SteinM.Gotdstein SL

壳幔相互作用及其区域成矿效应

壳幔相互作用及其区域成矿效应

哀牢山金矿带硫同位素组成直方图
于-6‰~+6‰。我们认为,哀牢山金矿带成矿过程中的硫主要来自地 幔,并有地壳组分参加,可能与区域复合造山过程中地壳再循环组分 加入成矿过程有关。
分 析 结 果 及 讨 论
铅同位素 本次测定了大坪金矿10件矿石铅同位素,同时收集了金矿 带38件矿石铅和30件岩石铅同位素测试结果,结果表明它们的 比值变化范围基本相同,除了金厂个别岩石铅为异常铅外(模 式年龄为负值),大部分属于正常铅。计算获得矿石铅μ值为 9.44~9.81,均值为9.56,岩石铅μ值为9.23~9.93,均值为 9.58,均位于一般正常铅演化曲线的μ值范围内(μ=9.5~9.6), 表明是壳源铅与幔源铅混合的结果;矿石铅ω值为37.24~ 40.16,岩石铅ω值为30.21~43.19,说明成矿带至少有两种 铅源。
立论依据及研究目的
哀牢山金矿带位于著名的西南三江复合造山带南段,是我国最重要的 金矿产资源基地之一。目前,带内已相续发现了老王寨、金厂、大坪、长 安、哈播等一批大型-特大型金矿床。一方面,深部构造活动对区域成岩成 矿作用具有深刻的影响(边千韬,1998;曹显光,2005;葛良胜,2008), 另一方面,壳幔相互作用对成矿元素超常富集制约作用明显( 邓军等, 2010);但是,壳幔相互作用对哀牢山金矿带成矿作用的影响还没有明确 的认识,有必要对其开展深入研究。 我们通过对区域地质地球物理场特征分析,选择老王寨、金厂、大坪等 典型金矿床为研究对象,通过系统同位素示踪学研究,以点带面探讨哀牢 山金矿带壳幔相互作用与金成矿作用的关系,希望能为哀牢山金矿带的金 矿床学研究拓宽思路。
分 Байду номын сангаас 结 果 及 讨 论
碳氧同位素 金伯利岩中的金刚石和碳酸盐岩中的碳酸盐是地幔碳 同位素测定的直接样品。大坪金矿碳酸盐δ13C值和δ18O 值分别在-6.2‰~-4.4‰和9‰~12.8‰之间,平均-5.18 ‰ 和 11.7‰ , 老 王 寨 金 矿 碳 酸 盐 δ13C 值 为 -9.5‰ ~ 0.34‰,δ18O值为13.2‰~18.5‰(何明友,1996;杨夕辉, 2003)。表明均略大于地幔碳氧同位素组成范围 (Nelson, 1988;Deines,1992 ),显示地幔来源特征。
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Ab t a t Ac o d n o t e s imo o ia b e v t n sr c : c r i g t h es lg c lo s r a i s,te e i s ll a e a ld a rnsto a e ih o h r su ua y al y rc e sa ta i n l y rwh c l i g n r l s a ne me ae s e d b t e wa es e d n tpia r s d ma ter c s e e a y ha n i tr dit p e e we n P- v pe si y c c u ta n l o k .Th sl y ri fe l l n i a e so n t c le s t e c s nl x n a e n t e Ea t tra ce c e d T i i n ta tr t ei i al d a h r tma t mii g ly r i h rh mae i s in e f l s h s s o e u e l i m wi a d f t h n e

t e ma k o i o p e e n t b l y Th a e y as e a p o u to t e s h r r so ai n t l h . h r f l h s h r isa ii . t t e l y r ma lo b r d c fa h no p e e ta f r to o i o s n m t
际上可能是幔源岩浆底侵作 用和地壳分异作用 的产 物 ,其密 度随压 力的逐 渐变化 是其 波速特 征的 主要 原 因 ,是 区域岩
石 圈重力不稳定 的标 志 ;也可能是软流圈物质岩石 圈化 的结果 ,是区域 岩石 圈逐 渐冷 却的象 征。这个 模型 可以更好 地 解释造 山带岩石 圈拆 沉作 用 、壳幔物质交换和岩浆活动 ,因而壳 幔过 渡层 的查 明具有重要 的大 陆动力 学意义。

me h im. I h s p p r n o h ratr a ie c oc sp o i e .I a t h e p y ia r n i o a e y ca s n n t i a e ,a t e e n t h ie i r v d d n f c .t e g o h s l t s i n l y rma l v c a t b r d c fma t — e i e g n e p ai g a d c s ldf r n it n h e ta s in . v e o i e a p o u to n l d r d ma ma u d r l t n r t i e e t i .T n i o a P wa e v l ct e v n u a f ao r t l y
i h sly ri a s d b r d a ai t n o t e i t r s u e T e eo e,t e P wa e ta sto a e s n t i a e s c u e y g a u v rai fi d nst wi p e s r h r f r h . v r n i n l y ri l o s y h i
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第2 l卷 第 2期 20 0 7年 6月




Vo No 2 L2l .
GE0S ENCE CI
Hale Waihona Puke Jn2 0 u .O 7壳幔 过 渡层 及 其 大 陆 动 力 学 意 义
罗照 华 ,辛 后 田 ,陈 必 河 ,柯 珊 ,黄 金 香
i ntne t lGe d na is n Co i n a o y m c
L h oh a UO Z a -u ,XI u t n,C N Ho -i a HE ih ,K h n,HUANG Jn xa g N B-e E Sa i- in
(tt e aoaoyo el i l rcs sadMie l e uc ,C iaU i rt f Gocecs eig 10 8 ) S eK yL brtr a fG o gc P oe e n o a s nr R s r a o e hn nv syo esi e,B in 0 0 3 s ei n j
10 8 0 03) ( 国地 质 大学 地 质 过 程 与 矿 产 资 源 国家 重 点 实 验 室 ,北 京 中
摘要 :根据地震测量结果 ,造 山带 常见一个 P波传 播速度 介于典 型地壳 和典 型地 幔之间 的圈层 ,称 为壳幔 过渡层 。这 个圈层在地球物质科学领 域常常被解释为壳幔 混合层 ,形 成机 制不 十分 明确 。提 供 了另一种 选择 ,认 为壳幔过 渡层 实
s h r .I i c s ,t e e i e c f h a e l sr g o a i o p e o l g p e e n t s a e h x s n e o e ly ri i e in l s h r c oi .Ou d lc u d b t re . h t t mp e l t h e n rmo e o l et x e
关键词 :大 陆动力学 ;壳 幔过渡层 ;拆沉作用 ;底侵作用 ;地壳分异
中 图分 类 号 :P 4 ;P 8. 5 1 581 文 献 标 识 码 :A 文章 编 号 :10 0 0—82 ( 07 0 0 2 —0 5 7 2 0 ) 2— 4 1 5
On t e Cr s - a t a sto y r a d Is I p ia i n h u tM n l Tr n iin La e n t m l t s e c o
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