华北克拉通古老岩石圈地幔的多次地_省略_来自金伯利岩中橄榄岩捕虏体的启示_路凤香
华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制中生代火成岩和深源捕虏体证据
华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制中生代火成岩和深源捕虏体证据一、本文概述《华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制：中生代火成岩和深源捕虏体证据》一文旨在深入探索华北克拉通东部中生代时期岩石圈减薄的具体过程与机制。
通过对该区域中生代火成岩和深源捕虏体的详细研究，文章期望揭示岩石圈减薄的地质历史、动力学背景以及可能的影响因素。
文章将首先概述华北克拉通东部的基本地质背景和中生代火成岩的时空分布特征，接着深入探讨岩石圈减薄的具体过程和可能机制，包括岩浆活动、构造运动、热体制变化等。
文章将总结中生代火成岩和深源捕虏体提供的证据，对华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制提出新的认识和解释。
这一研究不仅有助于深化对华北克拉通岩石圈演化的理解，也为全球范围内类似地质现象的研究提供借鉴和参考。
二、华北克拉通东部中生代火成岩研究华北克拉通东部中生代火成岩的研究，为我们理解岩石圈减薄的过程与机制提供了重要的证据。
这些火成岩广泛分布于研究区域，包括花岗岩、闪长岩、辉长岩等多种类型。
它们不仅在空间上呈现出一定的分布规律，而且在时间上也有明显的演化趋势。
在华北克拉通东部，中生代火成岩的岩石学特征表现为高钾、富硅、贫镁、铁等特征，这些特征暗示了岩浆源区可能位于地壳较深处。
火成岩中的微量元素和同位素组成也为我们提供了岩浆源区性质的线索。
例如，高场强元素（如Nb、Ta、Zr、Hf等）的富集和稀土元素的亏损，表明岩浆源区可能受到了地壳物质的混染。
同时，Sr-Nd 同位素组成的变化也反映了岩浆源区的复杂性。
在岩浆演化方面，华北克拉通东部的中生代火成岩显示出明显的岩浆分异和混合作用。
这些过程不仅影响了岩浆的成分和性质，也进一步影响了火成岩的岩石学特征。
岩浆的分异作用可能导致了岩浆中不同组分的分离和聚集，而岩浆的混合作用则可能使得不同源区的岩浆相互融合，形成新的岩浆类型。
中生代火成岩的时空分布规律也是我们理解岩石圈减薄过程的关键。
华北克拉通东部中生代两次巨变
华北克拉通东部中生代两次巨变克拉通能否长期稳定存在主要取决于岩石圈地幔。
周边板块俯冲及其触发的深部过程联合作用，造成华北岩石圈地幔由克拉通型转变为大洋型，从而导致克拉通破坏。
大陆主要由克拉通和造山带组成。
克拉通能够在漫长的地质历史时期稳定存在，因此是地球上最古老的大陆，保存有最完整的地质记录。
然而，由于遭受改造和破坏，克拉通会失去原有的稳定性。
例如，华北克拉通和北美怀俄明克拉通中生代以来都发生了破坏。
相比之下，华北克拉通的破坏现象更明显，破坏程度更高。
因此，华北克拉通业已成为固体地球科学研究的一大热点。
克拉通能否长期稳定存在，主要依赖于岩石圈地幔的特征和属性。
因此，克拉通演化的核心是深部岩石圈地幔的演化。
研究表明，华北克拉通破坏的根源在于岩石圈地幔组成和性质的根本性转变。
华北岩石圈地幔是如何转变的？时至今日，大家对这一问题的认识仍在存在分歧。
在国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目的资助下，中国科学院地质与地球物理研究所汤艳杰研究员等在《中国科学：地球科学》发表文章，以华北克拉通破坏前后岩石圈的特征为视角，基于不同时代幔源岩石及地幔捕虏体特征的综合对比，进一步探讨了华北岩石圈地幔的转变过程。
幔源岩浆所携带的地幔捕虏体是岩石圈地幔的直接样品，被称为研究岩石圈地幔的探针。
华北地区广泛分布着不同时代的幔源岩石和地幔捕虏体（图1），这为研究岩石圈地幔特征提供了宝贵的样品。
图1 华北克拉通地幔捕虏体分布图华北古生代金伯利岩中地幔橄榄岩捕虏体的形成年龄和化学组成与全球其他典型克拉通（如南非、北美和西伯利亚克拉通）相一致（图2）。
根据橄榄岩的化学组成估算，华北古生代具有厚达200km 的岩石圈，岩石圈地幔主要由难熔的橄榄岩（富Mg、贫Fe）构成。
这表明华北地块在古生代是一个典型的克拉通。
图2 华北古生代岩石圈地年龄、组成及其与典型克拉通的对比华北早白垩世岩石圈地幔总体具有富集的特征（图3），Sr-Nd同位素变化范围大，在空间上表现为高度不均一。
华北克拉通破坏过程中下地壳的改造_捕虏体证据
第32卷第5期2013年9月岩石矿物学杂志ACTA PETROLOGICA ET M INERALOGICAVol.32,No.5:567~576S ep.,2013华北克拉通破坏过程中下地壳的改造)))捕虏体证据英基丰,张宏福,汤艳杰(中国科学院地质与地球物理研究所,岩石圈演化国家重点实验室,北京100029)摘要:华北克拉通出露的前寒武纪麻粒岩地体和显生宙不同时期火山岩中的麻粒岩捕虏体是地质历史上不同时期下地壳的代表性样品,对它们的对比研究为华北克拉通下地壳的演化提供了重要制约。
本文在前人工作基础上,主要从地体麻粒岩和不同时代火山岩中捕虏体麻粒岩的锆石年代学和Hf同位素组成特征角度,指出在华北克拉通岩石圈破坏过程中,不仅岩石圈地幔发生了减薄和改造,岩石圈地幔之上的下地壳也发生了不同程度的减薄和改造,这种改造存在区域上的差异,包括改造的时间、改造的程度等。
下地壳的改造方式主要以幔源岩浆的底侵为主,古老地壳物质的重熔也是可能的一种方式。
关键词:华北克拉通;麻粒岩捕虏体;下地壳;改造中图分类号:P588.34+5文献标识码:A文章编号:1000-6524(2013)05-0567-10Phanerozoic modification of the lower crust beneath the North China Craton:constraints from granulite xenolithsYING J-i feng,ZHANG H ong-fu and TANG Yan-jie(I nstitute o f G eolog y and Geophysics,Chinese Academy of Sciences,Beijing100029,China)Abstract:Granulite terrains ex posed on the North China craton are the ex hum ed Precambrian lower crust, w hereas the granulite-facies xenoliths entrained in volcanic rocks are representatives of the Phanerozoic lower crust.The comparative studies of granulite terrains and granulite xenoliths provide important constraints on the evolution of the lower crust beneath the North China Craton.Based on data available on the granulite terrains and g ranulite x enoliths,this paper discusses the modification of the low er crust beneath the North China Craton during the Phanerozoic mainly from the perspectives of zircon U-Pb ages and their H f isotopic compositions.T he low er crust was also significantly modified in company w ith the destruction of the mantle lithosphere since the M esozoic,w ith the time and deg ree of modification vary ing from reg ion to reg ion.Magmatic underplating played the most important role in modify ing the pre-existent ancient crust,w hile the remelting of the ancient crust w as probably another w ay to modify the low er crust.Key words:North China Craton;granulite-facies x enoliths;low er crust;modification大陆约占地球总表面积的40%,从构造角度上看,大陆是由克拉通和造山带组成的,即克拉通通过不同时代的造山带焊接而形成大陆。
浅析岩石圈地幔的组成和演化
浅析岩石圈地幔的组成和演化
冯庆达
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2016(0)21
【摘要】大陆岩石圈地幔（SCLM）的组成与上覆地壳的构造年龄有关，代表了
一种大陆岩石圈地幔形成过程中的长期变化。
基于对一套捕掳体和捕掳晶体的研究，多数研究者认为贫石榴二辉橄榄岩具有高的斜方辉石岩或橄榄岩。
全球和区域的地震断层扫描表明，大多数克拉通捕掳体岩体来自低速的岩石圈块体，我们提出假设，绝大多数的太古宙大陆岩石地幔原始组成是高的贫纯橄岩/方辉橄榄岩，与挪威西
部的太古宙造山带地块相似。
这种位克拉通上部的地震和重力数据说明大量的岩石保存在克拉通核部，但是火山岩样品很差，我们认为这不是大陆岩石圈地幔形成进程中逐渐演化，而是太古宙和更年轻的构造体系之间的尖锐的分立。
大陆岩石圈地幔的两种类型在浮力和粘度之间的差异在陆壳的组成，保存和循环方面起到了重要作用。
【总页数】1页(P189-189)
【作者】冯庆达
【作者单位】山东科技大学，山东青岛 266510
【正文语种】中文
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华北克拉通破坏与岩石圈减薄
华北克拉通破坏与岩石圈减薄嵇少丞;王茜;许志琴【期刊名称】《地质学报》【年(卷),期】2008(082)002【摘要】古太古代(约4.0 Ga)时地球上可能只有一个超级大陆,它的岩石圈厚度高达400 km.在早元古代,这个超级大陆减薄、裂解成十几块,每块中心是太古宙岩石,边缘是元古宙岩石,且各块厚度不等(150～350km).从元古宙之后这些被称之为稳定克拉通的大陆岩石圈就一直漂游在地幔软流圈之上.中国华北地块就是这些克拉通之一,与众不同的是它在中生代时遭受了第二次破坏,岩石圈厚度从古生代时的180～200 km减少到现今的80～100 km.本文作者从流变学的视角出发,围绕华北克拉通破坏和岩石圈减薄这一核心问题,从岩石圈厚度的定义、应变弱化及其机理、岩石圈减薄的时空不均一性、岩石圈减薄的构造模型、郯庐深大断裂的作用以及地幔热转流的效应等6个方面分别阐明一些自己的观点,希望能与华北克拉通研究的同行们讨论.【总页数】20页(P174-193)【作者】嵇少丞;王茜;许志琴【作者单位】加拿大蒙特利尔综合工学院民用,地质与采矿工程系,蒙特利尔,H3C3A7;中国科学院广州地球化学研究所,广州,510640;加拿大蒙特利尔综合工学院民用、地质与采矿工程系,蒙特利尔,H3C 3A7;中国地质科学院地质研究所国土资源部大陆动力学重点实验室,北京,100037【正文语种】中文【中图分类】P5【相关文献】1.华北岩石圈减薄与克拉通破坏研究的主要学术争论 [J], 吴福元;徐义刚;高山;郑建平2.华北中-新生代大陆岩石圈转型的研究现状与方向——兼评"岩石圈减薄"和"克拉通破坏" [J], 周新华3.中生代华北克拉通岩石圈减薄的证据——以河北武安固镇杂岩体为例 [J], 霍延安;苏尚国;杨誉博;顾大鹏4.早白垩世华北克拉通东部岩石圈减薄过程和机制:来自河北西石门杂岩体的证据[J], 蒋俊毅; 苏尚国; 崔晓亮; 刘璐璐; 孟维一; 王菁姣5.岩石圈伸展的壳/幔拆离模型(Parallel Extension Tectonics):华北克拉通东部早白垩世岩石圈减薄与破坏机理 [J], 刘俊来;倪金龙;陈小宇;Craddock JP;郑媛媛;孙彦琪;季雷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
华北克拉通东南缘前寒武纪变质基底及深源包体的岩石地球化学和同位素年代学研究共3篇
华北克拉通东南缘前寒武纪变质基底及深源包体的岩石地球化学和同位素年代学研究共3篇华北克拉通东南缘前寒武纪变质基底及深源包体的岩石地球化学和同位素年代学研究1华北克拉通东南缘前寒武纪变质基底及深源包体的岩石地球化学和同位素年代学研究华北克拉通位于我国北部，是中国地质历史上非常重要的一个构造单元。
华北克拉通东南缘前寒武纪变质基底及深源包体的研究一直是地质学家关注的焦点，对于我们深入了解华北克拉通的构造演化和岩石成因具有重要的科学意义。
本文将介绍华北克拉通东南缘前寒武纪变质基底及深源包体的岩石地球化学和同位素年代学研究进展。
华北克拉通东南缘前寒武纪变质基底主要由片麻岩、榴辉岩、辉绿岩、变质岩等组成。
这些基底岩石的地球化学特征表明它们具有伸展造山的岩石成因，其岩石成因与华北地区的古大洋俯冲史密切相关。
研究表明，这些岩石的地球化学特征反映了古大洋俯冲作用下的部分熔融再结晶作用，以及基底物质来源于海底地壳和上部地幔的混合。
通过同位素年代学方法，对这些基底岩石的年代进行了精确测定，显示出它们形成于10亿-19亿年前之间，早于奥陶纪地层的沉积。
这表明了华北克拉通构造单元的形成受到了古大洋俯冲的影响。
华北克拉通东南缘深源包体主要由伟晶岩、橄榄岩、红山石、辉石岩等组成，并被认为是地幔物质深部的直接晶体化产物。
这些深源包体的地球化学和同位素特征表明它们是地幔直接参与和混染形成的。
其中，伟晶岩和橄榄岩的地球化学特征显示它们相当于深度超过80km的岩石，具有拆分俯冲的特征；而红山石和辉石岩则显示它们相当于较浅深度的岩石，形成于古生代晚期至中生代早期。
同位素年代学研究表明，这些深源包体形成晚于基底岩石，主要形成于9亿-13亿年前之间。
综上，华北克拉通东南缘前寒武纪变质基底及深源包体的研究表明，华北地区在古大洋俯冲的影响下，经历了一系列的伸展构造演化过程，并不断混染和形成了各种不同类型的岩石。
这些构造和岩石形成过程对华北克拉通的形成和演化产生了深远的影响，为我们深入了解中国大陆古地理环境和板块构造演化进程提供了重要的科学依据通过对华北克拉通东南缘前寒武纪变质基底及深源包体的研究，我们了解到古大洋俯冲对华北地区的影响以及华北克拉通构造单元的形成和演化过程。
橄榄岩-熔体相互作用过程中Re-Os体系的变化趋势:对华北新生代地幔橄榄岩Re-Os年龄含义的启示
橄榄岩-熔体相互作用过程中Re-Os体系的变化趋势：对华北新生代地幔橄榄岩Re-Os年龄含义的启示张宏福【摘要】橄榄岩的Re-Os同位素体系作为探讨岩石圈地幔形成年龄的重要手段已受到人们越来越多的重视.然而,Re-Os体系是否会受到橄榄岩的低温蚀变如蛇纹石化和地幔交代作用或橄榄岩-熔体相互作用的影响并不十分清楚.本文在总结国际上典型造山带橄榄岩剖面研究和地幔橄榄岩捕虏体研究的基础上,发现橄榄岩的Re-Os同位素体系基本不受蛇纹石化等低温蚀变作用的影响;但橄榄岩-熔体相互作用会造成橄榄岩的Re-Os体系的变化即Re或Os的带入.当熔体/岩石比例较小时(≤1),橄榄岩-熔体相互作用会造成橄榄岩的Re含量显著增加,而放射成因的Os同位素即187Os增量有限.但当熔体/岩石比例很大时(≥1),会造成187Os同位素显著增加.同时,橄榄岩的Re含量与中等程度不相容主、微量元素如Al、Tj、Yb的正相关关系可以通过橄榄岩的两阶段演化模式来解释,即早期的部分熔融残留和后期的橄榄岩-熔体相互作用共同影响的结果.橄榄岩的Re含量与Cr含量的正相关关系进一步说明了这一问题.上述结果对华北东部岩石圈地幔的演化过程有重要的启示作用.因为华北东部古生代时期的确存在太古宙岩石圈地幔,然而新生代时期地幔橄榄岩捕虏体普遍具有元古宙而非太古宙的事实证明橄榄岩-熔体的相互作用的确广泛存在,从而造成岩石圈地幔橄榄岩变年轻.因此,新生代地幔捕虏体的Re-Os同位素年龄并不是岩石圈地幔的形成年龄,而是混合作用的结果.汉诺坝地幔橄榄岩的Re 含量和Sr、Nd同位素组成符合橄榄岩-多元熔体相互作用的混合趋势,其橄榄岩的全岩Al2O3含量和橄榄石Fo的反相关性能够通过橄榄岩-熔体相互作用来解释.【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2008(024)011【总页数】11页(P2457-2467)【关键词】Re-Os体系;橄榄岩/熔体相互作用;Re或放射成因Os带入;Os同位素年龄;华北东部【作者】张宏福【作者单位】中国科学院地质与地球物理研究所,岩石圈演化国家重点实验室,北京,100029【正文语种】中文【中图分类】P588.125;P597.3众所周知,在绝大多数情况下,地幔橄榄岩捕虏体的主量元素和Os同位素组成比微量元素和Sr、Nd同位素组成更能准确地记录在岩石圈形成过程中地幔所经历过的大规模熔体抽取事件,因为微量元素和Sr、Nd同位素组成更容易受到后期地幔交代作用的影响或改造。
华北克拉通破坏的时间_范围与机制_朱日祥
中国科学: 地球科学 2011年 第41卷 第5期: 583 ~ 592 英文引用格式: Zhu R X, Chen L, Wu F Y, et al. Timing, scale and mechanism of the destruction of the North China Craton. Sci China Earth Sci, 2011, 54: 789–797,doi: 10.1007/s11430-011-4203-4《中国科学》杂志社SCIENCE CHINA PRESS进 展华北克拉通破坏的时间、范围与机制朱日祥①*, 陈凌①, 吴福元①, 刘俊来②① 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室, 北京100029; ② 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 * E-mail: rxzhu@收稿日期: 2011-03-09; 接受日期: 2011-03-20国家自然科学基金重大研究计划项目(批准号: 90814000, 90814002)资助摘要 华北是全球古老克拉通遭受破坏最明显和最典型的地区. 自国家自然科学基金委员会设立“华北克拉通破坏”研究计划以来, 通过不同学科间的有效交叉融合, 围绕该克拉通破坏的时间、范围和机制等重要科学问题, 进行了大量的工作, 并取得了诸多新认识. 太行山东西两侧地壳与岩石圈厚度空间变化以及地球化学属性的异同显示, 华北克拉通破坏主要集中在东部, 而西部主要表现为克拉通的改造. 克拉通化之后的沉积建造、岩浆活动和构造变形等特征表明, 克拉通破坏发生在中生代, 其峰期为125 Ma 左右. 通过对比发现, 岩石圈减薄在全球其他克拉通中也多有发生, 但大多并不伴随克拉通的破坏; 只有当受到大洋板块俯冲作用的强烈影响时, 克拉通破坏才有可能发生. 具体到华北地区, 在早白垩世全球地幔整体升温背景下, 太平洋板块的俯冲使华北克拉通东部地幔对流系统失稳, 导致了华北克拉通东部破坏; 岩石圈拆沉或热-化学/机械侵蚀是地幔对流失稳所产生的不同表现形式.关键词时间、范围和机制 克拉通破坏 华北克拉通是地球表层的重要组成单元, 占地球陆地面积的50%左右[1]. 它主要形成于前寒武纪(>5.4亿年), 特别是早前寒武纪(>18亿年). 典型的克拉通具有厚度约为200 km 的岩石圈, 而且密度和热流值较低、刚性较高, 所以克拉通具有免遭后期地质作用改造的能力[2], 表现在其形成后, 无明显的壳内韧性变形和岩浆活动, 其上覆沉积盖层呈近水平状产出; 现今也无明显地震活动, 从而成为地球上最稳定的地区. 正是由于这种稳定性, 克拉通保留了目前地球上最古老的物质(44亿年)和最完整的地质历史记录[3], 成为有地质学以来研究大陆形成与演化最重要的地区.华北克拉通自18亿年克拉通化之后至早中生代, 一直保持相对稳定, 并保存有巨厚的太古宙岩石圈根[4~6]. 但自中生代以来, 华北克拉通, 特别是其东部, 发生了大规模的构造变形和岩浆活动, 形成多种类型的盆地, 伴随产生了大量的金属矿产和油气资源[7]. 20世纪初, 翁文灏先生[8]根据我国东部晚中生代构造-岩浆(火山)活动情况, 提出了“燕山运动”的概念; 随后, 陈国达先生[9]提出了“地台活化”的观点. 20世纪90年代, 中外科学家根据对华北克拉通的研究, 提出了“岩石圈减薄”[10,11]或“去根”的概念[12]. 随着研究的深入, 人们逐步认识到华北克拉通东部不仅发生了100多公里岩石圈地幔的丢失[11,13], 而且岩朱日祥等: 华北克拉通破坏的时间、范围与机制584石圈地幔物理化学性质发生了根本性的改变[14~18]. 更为重要的是, 华北克拉通应该具有的稳定性遭到破坏, 如原本稳定的地壳发生了大规模韧性变形和岩浆-成矿活动. 我们将这种克拉通稳定性整体丧失的地质现象称之为克拉通破坏[19]或去克拉通化[20]. 很显然, “岩石圈减薄”只是华北克拉通演化的表象之一, 而“克拉通破坏”才是其演化的本质所在.稳定的大陆克拉通遭到破坏或改造还是人类认知中认识相当有限的一种地质现象, 对该现象的探索可望成为打开大陆地质之门的钥匙, 为认识大陆的形成演化及其效应、构筑更完善的地球形成与演化理论体系提供新的突破口. 国家自然科学基金委员会部署实施了“华北克拉通破坏”重大研究计划, 集中我国在地球科学、数理科学和信息科学等领域的优势研究力量, 突破传统学科界线的束缚, 进行了不同学科间的有效交叉融合, 围绕“华北克拉通破坏”这一核心科学问题, 在大陆形成演化等基础性和前瞻性研究领域取得了重要进展, 为我国的地球科学做出了突出贡献.1 华北克拉通破坏的时代华北克拉通在古元古代晚期形成后, 直到早中生代保持其基本稳定的特征, 沉积了巨厚的浅海相碎屑岩与碳酸岩. 尽管在此之前曾遭受了多期程度不同的改造作用, 但这些并没有彻底改变其克拉通整体稳定性的基本属性[21]. 比如, 在中元古代时期, 华北陆块内部和边缘发育大量狭长的裂陷槽, 形成巨厚的海相沉积组合, 其中尤以燕辽、白云鄂博-狼山、熊耳-吕梁裂陷槽最为典型. 这一时期, 华北还发育典型的非造山型岩浆活动, 如大洪峪组富钾火山岩、密云环斑花岗岩、大庙斜长岩和下马岭期基性岩墙群等[22,23]. 早古生代(~4.8亿年), 华北克拉通东部含金刚石金伯利岩(山东蒙阴和辽宁复县)的喷发及其捕获的地幔包体说明当时华北克拉通岩石圈的厚度约为200 km [4,5]. 几乎与金伯利岩岩浆喷发同时, 华北克拉通结束了早寒武世以来大面积发育的浅海相碳酸盐岩沉积, 开始了长达 1.5亿年的剥露历史, 并进而在早-中石炭世开始接受新的海陆交互相沉积, 至早三叠世结束. 晚古生代华北克拉通北部古亚洲洋的俯冲以及早中生代华南大陆与华北克拉通的碰撞拼合, 都对华北克拉通北南边缘甚至内部的演化产生了影响, 但这些事件对华北克拉通的改造只是局部的, 并不代表华北克拉通整体破坏的开始. 晚中生代古太平洋板块俯冲作用以及蒙古-鄂霍次海的闭合导致华北克拉通动力学体制发生重大转折, 即由早中生代的南北向收缩或挤压转变为与古太平洋板块俯冲相关的近东西向(NWW-SEE 向)的板内变形与伸展[21]; 正是这次重大动力学体制转折导致华北克拉通东部的破坏, 并在早白垩世(~125 Ma)达到峰 期[24].华北克拉通破坏的重要标志是岩石圈减薄、地幔性质转变以及壳内大规模韧性变形与岩浆活动, 特别是在早白垩世出现大量伸展构造(包括变质核杂岩、拆离断层和断陷盆地)以及与之相伴的岩浆活动和岩石圈地幔物性的改变. 变质核杂岩构造是地壳强烈伸展并使中下地壳物质直接剥露至地表的典型构造样式, 它在华北克拉通内多处存在, 从西北的呼和浩特变质核杂岩、到中部的京北云蒙山变质核杂岩、再到东部医巫闾山(瓦子峪)和辽南变质核杂岩以及南缘发育的小秦岭变质核杂岩等. 这些伸展构造的最大特点是其发育的近乎等时性(135~115 Ma)和运动方向的一致性(NWW-SEE 向)[25~27]. 与之相伴, 华北克拉通还发育了一系列规模和尺度各异的断陷盆地(如承德盆地、阜新盆地、胶莱盆地、合肥盆地等)或盆地群(如辽西盆地群、辽东半岛盆地群等); 这些盆地或盆地群的共性在于普遍受伸展正断层控制, 尽管控盆断裂延伸方向不同, 但其下盘或上盘的运动方向基本一致. 值得注意的是, 早白垩世的伸展构造不仅仅局限于华北克拉通, 在我国东北和华南, 甚至蒙古东部和俄罗斯贝加尔湖地区均发育具有相同特点的伸展构造. 早白垩世华北克拉通破坏峰期之后, 华北陆块东部已不再具有典型克拉通的属性, 表现形式之一是板内区域性旋转运动[28~30]; 变质核杂岩构造分析也揭示了华北克拉通东部区域性旋转运动与伸展构造存在时空耦合关系[25].2 华北克拉通破坏的空间分布华北克拉通破坏的空间分布, 是深入研究该破坏作用动力学过程和机制的重要依据, 而认识地壳和岩石圈结构性质是理解上述克拉通破坏空间分布的有效途径. 对华北克拉通破坏的早期认识主要来自对古生代金伯利岩和中新生代玄武岩及其地幔包中国科学: 地球科学 2011年 第41卷 第5期585体的岩石-地球化学研究, 由于地幔包体和岩浆岩空间分布的局限性, 对于缺乏岩石出露的沉积盆地和植被等覆盖区, 岩石学和地球化学方法在判断克拉通属性时往往会遇到困难. 近年来在华北地区开展的大规模宽频带流动地震台阵观测(图1)为从大区域获得华北克拉通破坏空间分布特征提供了科学依据.利用密集台阵资料获得的最新地震学成像结果显示[31~40], 华北克拉通现今地壳和岩石圈厚度存在明显的区域差异(图2). 克拉通东部普遍分布着薄的地壳(<35 km)和岩石圈(60~100 km), 其中地壳厚度横向变化不明显, 而岩石圈厚度则从东南边缘郯庐断裂带的60~70 km 向西北内部逐渐增加至90~100 km. 与东部相比, 华北克拉通中-西部地壳明显较厚, 一般在40～60 km 范围变化, 且大多与地形起伏成镜像关系; 中-西部岩石圈厚度显示出强烈的横向非均匀性, 即在稳定的鄂尔多斯盆地之下保留着约200 km 的“厚岩石圈”, 而在环鄂尔多斯的新生代银川-河套和汾渭裂陷区则为约80 km 厚的“薄岩石圈”, 且横向变化大(图2). 需要特别指出的是, 地壳和岩石圈厚度在克拉通东部与中部边界附近的显著变化, 与南北重力梯度带和地形的突然改变密切相关(图2).这些观测结果, 结合华北克拉通东部新生代相对饱满的岩石圈地幔特征和壳源岩浆岩的广泛分 布[5,13,14,24,41], 清楚地表明华北克拉通东部曾经历了岩石圈地幔的整体性破坏以及地壳的强烈改造和减薄作用(主要是下地壳). 因此, 现今华北克拉通岩石圈地幔具有新生岩石圈地幔的性质, 地壳则是前寒武纪与显生宙地壳的“混合型” (或称其为古老克拉通地壳的改造型).华北克拉通中-西部主体为“厚岩石圈”与局部 “薄岩石圈”的观测结果说明, 华北克拉通中-西部地区并没有被破坏, 即还保留着克拉通整体稳定的属性, 仅发生了局部岩石圈改造或减薄. 这一深部特征的浅表响应是中-西部地区较低的地表热流和构造稳定性, 以及局部的中生代-新生代岩浆活动. 综上所述, 我们将克拉通整体稳定属性未变、而其地壳或岩石圈地幔结构和/或性质只发生局部变化的现象定义为克拉通改造.3 华北克拉通破坏的深部动力学深部地幔是克拉通破坏的重要动力来源, 问题图1 华北克拉通流动地震台阵分布NCISP, 华北内部结构计划; DNCC, 华北克拉通破坏计划. 紫色三角表示观测尚未结束的流动地震台站朱日祥等: 华北克拉通破坏的时间、范围与机制586图2 华北克拉通岩石圈厚度等值线图据文献[37~40]改编. 等值线上的数字表示岩石圈厚度值, 鄂尔多斯北部的虚线为根据文献[40]推测的结果是我们如何去理解这一过程. 我们知道, 地球内部间断面的结构与性质是制约地球动力学的关键因素. 因此, 对华北克拉通破坏深部过程的研究需要从认识深部间断面的结构与性质入手. 通过分析研究密集流动地震台阵资料获得的华北克拉通地幔过渡带结构图像[42~45], 揭示了地幔过渡带的厚度在华北克拉通东部和中部边界附近发生显著变化, 与此相伴随的是地幔过渡带底部(~660 km 间断面)结构与物性的明显横向变化(图3(a)). 结合矿物物理实验研 究[47~49], 华北克拉通东部较厚的地幔过渡带(>250 km) 和中-西部偏薄的地幔过渡带(≤250 km)与区域地震层析成像显示的高速(低温)太平洋俯冲板块滞留在中国东部地幔过渡带、其前缘未超过太行山一线的图像[46](图3(b))相吻合, 并分别对应于华北克拉通东部的整体破坏和中-西部局部岩石圈改造或减薄(图2, 3(c)).华北克拉通东部和中-西部地幔过渡带厚度还有两方面的特征值得注意: 其一, 在岩石圈被整体破坏的东部和局部被改造或减薄的西部地区, 地幔过渡带厚度变化是不同的(图3(a), (c)); 比如, 在中-西部岩石圈被减薄到约80 km 的汾渭裂陷和银川-河套裂陷区, 地幔过渡带也比较薄, 厚度大多在245 km 以下, 尤其是岩石圈相对更薄的银川-河套裂陷之下, 地幔过渡带甚至不足240 km. 因此, 岩石圈被减薄的环鄂尔多斯裂陷区对应的是相对“薄的地幔过渡带”, 而岩石圈被整体破坏的华北克拉通东部对应的是相对“厚的地幔过渡带”. 其二, 克拉通东部岩石圈和地幔过渡带厚度的横向变化幅度大致相当(都为30~40 km), 而中-西部岩石圈厚薄差异非常显著 (>100 km, 图2), 但地幔过渡带厚度变化则相对平缓(<15 km, 图3(a), (c)). 这些差异特征进一步表明, 华北克拉通中-西部与东部经历的地幔动力学过程具有明显的差异, 正是这种差异造成克拉通东部整体被破坏, 而中-西部仅仅是岩石圈的局部改造或减薄.中国科学: 地球科学 2011年 第41卷 第5期587图3 华北克拉通地幔过渡带结构(a) 地幔过渡带厚度分布图[44]; 其中黄色圆圈代表地幔过渡带厚度和660 km 间断面结构都发生明显变化的位置; (b) 沿37°N 的E-W 向P 波速度扰动剖面[46]; (c) 沿A-A ′和B-B ′剖面地幔过渡带厚度与岩石圈厚度的横向变化对比4 华北克拉通破坏机制对于华北克拉通破坏机制, 一直存在很大争议. 我们重申, 垂向上的岩石圈减薄不等于破坏, 就像水平方向上的大陆裂解一样, 也不是破坏. 从动力学角度来看, 造成岩石圈强烈改造、减薄和破坏的原因不外乎两个, 即板块运动引起的板缘作用和深部地幔动力施加的板下作用. 这两者究竟哪种作用在华北克拉通破坏过程中扮演了更为重要的角色呢？对于这一问题, 需要从不断积累的观测和实验数据中寻求答案, 也需要我们从全球的角度来认识.目前, 全球主要的克拉通有南非、西伯利亚、北美、南美、东欧、澳大利亚和南极等. 通过分析已有资料, 我们发现除资料较少的南极克拉通情况不明 外, 上述克拉通中只有南非克拉通没有岩石圈明显减薄的证据. 岩石圈减薄最具代表性的例子是印度克拉通, 它的岩石圈厚度从11亿年前约200 km 变化到现在的不足100 km [50,51]. 因此, 我们说克拉通岩石圈减薄是较为常见的地质事件, 并非华北克拉通独有. 对全球克拉通资料更详尽的总结发现, 上述岩石圈减薄主要与地幔热柱活动有关. 如印度克拉通的减薄就与导致65 Ma 德干玄武岩喷发的Reunion 地幔柱有关[52]. 然而上述克拉通岩石圈尽管普遍发生了减薄, 但大多仍然保留其克拉通整体稳定的基本属性, 没有出现强烈的壳内韧性变形与岩浆活动等地质事件. 例如印度克拉通, 其65 Ma 喷发的德干玄武岩目前仍呈水平状产出, 现今也无明显的大地震活动. 也就是说, 克拉通岩石圈减薄并不一定伴随克拉朱日祥等: 华北克拉通破坏的时间、范围与机制588通破坏; 如果再考虑到南非、西伯利亚、北美、南美等克拉通下方曾有过超级地幔柱活动、而这些克拉通仍保持稳定未被破坏的事实[53,54], 我们认为, 地幔柱有可能使克拉通岩石圈减薄, 但不能使其破坏. 大陆岩石圈稳定性模拟研究[55,56]也表明, 典型克拉通岩石圈底部的热-机械侵蚀作用是较为有限的, 即使直接位于超级地幔柱之上并与其发生相互作用, 克拉通岩石圈地幔根也需要大约2亿年以上的时间才能被显著侵蚀减薄[57], 更不用说克拉通的破坏. 排除了地幔深部运动施加的板下作用, 我们可以推论, 克拉通破坏可能更多地与板缘作用有关, 这在北美克拉通表现最为明显. 研究发现, 由于太平洋板块的俯冲作用触发了地幔的非稳态流动, 致使该克拉通西缘岩石圈不仅减薄, 而且被破坏了[58~60];同样, 现有的各种观测资料表明, 中生代以来太平洋板块向东亚大陆的持续俯冲所引发的非稳态地幔流动对华北克拉通东部的整体性破坏起了重要作用[13,24,36,61]. 这一结论首先来自太平洋俯冲事件与华北克拉通破坏在时间和空间上的相关性. 从时间上来说, 华北东部大规模岩浆活动[24]、区域性构造伸 展[25,26,62]和大规模成矿[7,63]等均是反映岩石圈减薄和破坏的地质现象, 与太平洋板块生长速率显著增加和俯冲方向突然变化的时间相对应[63,64]. 从空间上来说, 南北重力梯度带和郯庐断裂带两条中国东部大型构造带的走向(图1), 也都显示出与太平洋板块俯冲的相关性. 新的地震学研究揭示, 华北克拉通东部的破坏与这些浅表地质特征和太平洋板块在地幔过渡带的滞留具有对应性(图2, 3). 这反映了太平洋板块俯冲过程对东部地区从地表到上地幔以及地幔过渡带的结构与物性都产生了强烈影响, 导致华北克拉通下方产生不稳定的地幔流动体系, 造成过渡带间断面形态的高度不均匀, 引起上地幔减压熔融或地幔物质沿着克拉通根向上流动和停滞在过渡带的俯冲板块部分沉入下地幔[45]. 另一方面, 上述不稳定的地幔流动体系及太平洋板块的俯冲还引起弧后拉张作用, 导致华北克拉通东部普遍发育NWW-SEE向伸展构造. 在这样的动力背景和非稳态地幔流动体系共同作用下, 早白垩世(130~120 Ma)华北克拉通东部岩浆活动达到高峰. 由此可见, 华北克拉通东部整体性的破坏与太平洋板块俯冲引起的地幔不均一流动密切相关. 太平洋板块俯冲之所以有别于华北克拉通所经历的其他板块俯冲事件(如晚古生代古亚洲洋向华北的俯冲、早中生代扬子向华北的俯冲等), 除了太平洋板块本身的特征和俯冲历史之外, 还与晚中生代全球构造背景有关. 在早白垩纪, 太平洋超级地幔柱的上升与特提斯洋关闭相关的地幔雪崩事件以及冈瓦纳大陆的裂解事件等使太平洋板块俯冲加速, 并引起其俯冲方向和速率的显著改变[24,63,65~68]. 大洋板块的快速俯冲与白垩纪全球地幔的整体明显升温[69], 增强了流体交代、熔融作用和岩浆活动, 触发了俯冲带及其邻近区域地幔流动非稳态的出现, 导致上覆岩石圈地幔弱化; 同时, 非稳态地幔流动进一步促使克拉通内力学薄弱带发生构造活化, 从而更有利于岩石圈的弱化和破坏(图4). 上述作用必然造成岩石圈底部热-机械-化学侵蚀效率的显著提高, 并进一步加速重力失稳和下地壳与岩石圈地幔拆沉等克拉通不同破坏方式的发生. 以上论证了太平洋板块俯冲导致的地幔非稳态流动是华北克拉通东部破坏的主因, 那么华北克拉通中-西部岩石圈局部改造或减薄的动力又来自何 处? 如前所述, 中-西部地区以>100 km 的小尺度岩石圈厚薄差异和<15 km 的地幔过渡带厚度平缓变化为特征. 如果仅考虑温度因素, 根据矿物物理实验结果, <15 km 的地幔过渡带厚度差异对应于不到100℃的温度异常[70]. 显然, 中-西部强烈的岩石圈厚度变化不可能完全由这一弱温度异常及其所对应的现今深部地幔过程来解释. 该地区岩石圈显著减薄的两个新生代裂陷区都对应于早先存在于克拉通的古元古代构造带[40,71]. 相对于太古代克拉通的核心部分, 这些古老构造带强度相对较弱, 更易于受到后期构造事件的影响. 因此, 华北克拉通中-西部岩石圈局部改造或减薄与其早期本身的不均一性有关. 其中强度较低的活动构造带在后期的热-构造事件过程中, 较易成为受热更强烈和应变更集中的区域[72,73], 从而其岩石圈较易受到改造、弱化和减薄. 这种作用也使活动构造带对邻近的克拉通核心地区起到构造缓冲和保护作用, 并进一步导致中-西部地区长期稳定的鄂尔多斯与环鄂尔多斯活动带之间岩石圈结构存在强烈的差异性[40,71]. 事实上, 与华北中-西部类似的克拉通岩石圈局部改造或减薄, 以及克拉通核心区与周边活动带壳幔结构的强烈差异, 在南非[74]、欧洲[75]、西伯利亚[76]、东非[77]、北美[78,79]等克拉通都被普遍观测到, 而活动构造带对邻近克拉通的缓中国科学: 地球科学 2011年 第41卷 第5期589图4 华北克拉通破坏与改造的地幔对流机制冲和保护作用也被地幔动力学数值模拟研究所证 实[80], 成为克拉通能够长期稳定的一个重要因素. 基于上述分析可知, 晚古生代古亚洲洋向华北的俯冲、早中生代扬子向华北的俯冲甚至印度板块向欧亚大陆的俯冲等地质事件都会引起华北克拉通中-西部构造薄弱带局部改造或岩石圈减薄, 但不会造成西部克拉通整体稳定属性的改变.5 结语新的研究结果表明, 华北克拉通破坏不是一个特殊的地质现象, 而是特定构造环境下大陆岩石圈演化的产物. 对华北克拉通破坏的研究意义, 不仅在于它的东部破坏程度明显超过世界上其他的克拉 通[19], 成为古老克拉通遭受破坏的最典型地区[81], 还在于它的中-西部岩石圈局部改造或减薄可能还反映了克拉通演化过程中另一个更为普遍的现象和规律. 所以说, 华北克拉通破坏所蕴含的丰富地质内涵使它成为探索大陆动力学的极佳场所. 因此, 继续加强对华北克拉通破坏的研究, 并将其置于全球构造背景下, 从区域差异性和共性角度进一步认识大陆的稳定与破坏以及大陆形成和演化规律, 是中国科学家能够为全球地球科学事业做出突出贡献的重要突破口.致谢两位审稿专家提出了宝贵的修改意见和建议, 谨表谢忱.参考文献1 Rudnick R L, Fountain D M. Nature and composition of the continental crust: A lower crustal perspective. Rev Geophys, 1995, 33: 267-3092 Pearson D G. The age of continental roots. Lithos, 1999, 48: 171–1943 Wilde S A, Valley J W, Peck W H, et al. Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4Gyr ago. Nature, 2001, 409: 175–1784 池际尚, 路凤香. 华北地台金伯利岩及古生代岩石圈地幔特征. 北京: 科学出版社, 1996. 2925 Xu Y G. Thermo-tectonic destruction of the Archean lithospheric keel beneath the Sino-Korean Craton in China: Evidence, timing andmechanism. Phys Chem Earth, 2001, 26: 747–7576 Gao S, Rudnick R L, Carlson R W, et al. Re-Os evidence for replacement of ancient mantle lithosphere beneath the North China Craton.Earth Planet Sci Lett, 2002, 198: 307–3227 Yang J H, Wu F Y, Wilde S A. A review of the geodynamic setting of large-scale Late Mesozoic gold mineralization in the North ChinaCraton: An association with lithospheric thinning. Ore Geol Rev, 2003, 23: 125–152。
华北克拉通中部带赞皇杂岩新太古代—古元古代地质演化
华北克拉通中部带赞皇杂岩新太古代—古元古代地质演化华北克拉通（NCC）是由一系列微陆块通过造山带聚合而成,但微陆块的划分数目,以及这些微陆块何时、如何聚合成统一的克拉通基底仍然存在很大的争议,目前存在好几种构造模式来解释,但仍未取得广泛的共识。
赞皇杂岩是出露于华北克拉通中部造山带（TNCO）中段的一个前寒武纪变质杂岩地体,主要位于太行山南部的东麓山区。
如同华北克拉通内的其他变质基底,赞皇地区主要出露有新太古代TTG片麻岩,钾质花岗岩类,以及不同时代的表壳岩（变质火山-沉积序列）。
赞皇杂岩的特殊构造位置,使之成为探究华北克拉通中部地区新太古代-古元古代的大地构造背景和地质演化的重要窗口。
本论文以赞皇地区出露的前寒武纪变质基底为研究对象,在详细野外地质工作的基础上,以地质年代学和岩石地球化学为主要研究手段,对赞皇地区出露的新太古代-古元古代各类花岗质岩石,以及表壳岩（变质火山-沉积序列）进行了详细研究,试图深入了解赞皇地区乃至TNCO的新太古代-古元古代重大地质事件及构造演化历史。
赞皇地区新太古代花岗质岩石分布广泛,种类多样,记录了地壳演化过程中关键转折时期的典型特征。
根据岩石类型和成因可分为四类,即TTG片麻岩、赞岐岩、壳源花岗岩和混合成因花岗岩。
根据形成时代和成因联系,又可进一步分为两个阶段。
三个期次的TTG片麻岩（2.70-2.51 Ga）形成于时间跨度大的早期阶段;而另外三类形成于很短的时间段（<sup>2</sup>.53-2.49 Ga）且相对较晚的晚期阶段。
TTG片麻岩可能形成于俯冲相关的洋壳部分熔融过程。
赞岐岩则是俯冲过程结束时,由已经遭受板片熔体/流体交代的含水地幔橄榄岩部分熔融而形成。
壳源类的花岗岩形成于已有地壳的再循环,即早期TTG和变质沉积岩不同比例的重融。
混合成因的花岗岩,如郝庄岩体（2511-2528 Ma）,则同时具有壳源花岗岩和幔源花岗岩（赞岐岩）的特征,被解释为是两类岩浆混合而成。
华北克拉通东部及苏鲁造山带的地壳生长：来自现代河流碎屑锆石的U Pb定年和Hf同位素证据
华北克拉通东部及苏鲁造山带的地壳生长：来自现代河流碎屑
锆石的U Pb定年和Hf同位素证据
华北克拉通东部及苏鲁造山带是中国中部地区的两个重要地质单元，其地质演化历史一直备受关注。
通过对现代河流沉积物中的碎屑锆石进行U-Pb定年和Hf同位素分析，可以揭示这
些地区地壳生长的历史。
华北克拉通东部地区，主要由花岗岩、二长岩和片麻岩组成。
研究表明，该地区的岩石形成时间为2.5-2.0亿年前，主要来
源于新元古代地壳的再作用和橄榄岩的部分熔融。
此后，该地区地壳发生了多次剥蚀和再沉积，形成了多次断裂和变形事件。
其中，1.8-1.6亿年前的变形事件是该地区的重要造山事件。
苏鲁造山带是中国中部地区的另一个重要地质单元，主要由变质岩和花岗岩组成。
研究表明，该地区的大部分岩石形成时间为2.1-1.1亿年前。
其中，早期的岩浆活动主要发生在2.1-1.7
亿年前，而晚期拼合事件则发生在1.6-1.1亿年前。
这些岩石
的成因类型多种多样，包括基性岩浆、少许地幔物质、大陆碎屑等。
综合上述研究结果，华北克拉通东部及苏鲁造山带的地壳生长历史可以概括为：在新元古代至古元古代形成基底岩石，在中晚元古代至早古生代发生再造和变质作用，在晚古生代至中生代发生了多次剥蚀再沉积和变质事件，在晚白垩世至新生代则发生了拼合事件。
这些研究结果不仅对于中国中部地区的地质演化有重要意义，还对于世界其他地区的地壳生长历史研究具有启示意义。
华北克拉通古老岩石圈地幔的多次地质事件：来自金伯利岩中橄榄岩捕虏体的..
华北克拉通古老岩石圈地幔的多次地质事件:来自金伯利岩中橄榄岩捕虏体的启示*路凤香L U Feng X iang中国地质大学地球科学学院,武汉430074Facul t y o f Ea rt h Scie n ce ,C hina Un iv ersit y o f Geos ciences ,Wuh an 430074,C hina 2010-03-24收稿,2010-06-08改回1Lu FX120101M u ltip l e -geo l ogica l even ts of an cien t lithos ph er ic m a ntle ben ea th N or th Ch ina cr a ton :A s infer red fr o mp er i dotite xenolith s i n k i m ber lite1Acta P etr ol og ica S i n ica,26(11):3177-3188Abstr ac t Two piece of serpenti nized garne t per i dotite m antle xenoliths w it h sheared -deforma ti on texture en trai ned i n ki m be rli te fro m M engyi n have been st udied i n t h is paper 1Three k i nds of pyroxenes represen ted three geolo gica l events of lithospheric m antl e are recognized 1F ro m ea rl y t o late they are :(1)euhedral d i opsite (P y)i nclus i ons in garne t ;(2)irregu l ar coarse gra i n enstatites (Py1);(3)orienta ted tabular enstatites w it h reacti on r i m (Py2)1Py have re l ative hig h Na 2O ,A l 2O 3,and l o w M g #(0191),C a O ,i m plyi ng tha t Py and the host m antle peridotite have not been undergo ne t he stro nger m e lti ng events dur i ng tha t ti m e 1It is possible that the Py was the crysta lli zed products fro m /m ag m a sea0i n initial stage ofm antl e ev oluti on 1Py2cutti ng across P y 1occur i n hand spec i m en andthi n secti on i nd i cati ng t hat Py1for m ed ea rl y then Py21Py1s have higher C r (669@10-6~9503@10-6),N i (1941@10-6~4750@10-6)conten ts and M g #rati o (0191~0194),ho wever t he C r (725@10-6~1926@10-6),N i (902@10-6~2989@10-6)and M g #ra ti o (0188~0190)i n Py2s are lo wer then that i n P y 1s sho w i ng the Py1w it h an origi n as a refractory resi due of partia lm elti ng 1In co n trast ,Py2s are t he reac ti on products of re fractory m antle peridotite -m elt wh ich derived fro m asthenosphere1The sheared /defor m a tion and m etaso ma ti zed events we re happened after or as sam e as t he reacti on event 1In ter m s of ma jor ele m ent ,the re fractory degrees of Py1s a re hig her t han that of P y 2s 1In th i s paper /reverse evol utio n0trend of m antle co mpo nen t is ca lled 1It m ay be possi b le tha t the pe ri dotite -m elt reac tion not only occur in M esozoi c -Cenozoic but a lso i n anc ient lit hospher ic m an tle even i n whole mantle evol utio n h i story 1Co mpared with pub lished data for ages re l ative to m antl e ,the ages of Py ,Py1s and P y 2s m ay have esti m ably>318Ga ,215Ga /114~113Ga ,and 019~017Ga respec tive l y 1The age of anot her carbonated peridotite xenolit h w it h sheared /defor m a tion texture sa m pled fro m Fuxian ki m be rli te m ay be as same as P y 21K ey word s M ag m a sea ;R efractory resi due of partia lm elti ng ;P eridotite -m elt reac ti on ;R everse ev oluti on 摘要本文提供的两件蒙阴岩区金伯利岩中的蛇纹石化石榴石橄榄岩捕虏体,整体发育剪切-变形结构,其中的辉石有三种类型,代表了三次地质事件,他们是:(1)石榴石中的自形单斜辉石包裹体P y ;(2)粗粒不规则形状的斜方辉石Py1;(3)具反应边及定向排列的斜方辉石P y 2。
华北克拉通破坏相关问题研究综述
华北克拉通破坏相关问题研究综述华北克拉通位于中国华北地区，是全球最大的克拉通之一，也是我国主要的古老地块之一。
华北克拉通范围广泛，涵盖河北、山西、山东、北京、天津等地。
由于其特殊的地质构造和地貌特征，华北克拉通经历了漫长的地质历史过程，其构造演化与内部结构异常复杂。
在漫长的地质历史中，华北克拉通也遭受了不同程度的破坏。
这些破坏主要表现为两个方面：自然破坏和人为破坏。
自然破坏方面，华北克拉通受到了多次构造活动和地质灾害的影响。
在华北克拉通的发展过程中，随着构造活动的进行，地壳发生了多次变动和抬升，导致了地震、地面沉降、崩塌等地质灾害的发生，对克拉通的地质构造和地貌造成了破坏。
华北克拉通还经历了多次冰川运动和气候变化，形成了包括断崖、峡谷、丘陵等复杂的地貌景观。
人类活动也给华北克拉通带来了破坏。
随着人口的增加和经济的发展，对克拉通的开发利用程度逐渐加大。
矿产资源开采、水资源利用、土地开发等人类活动对克拉通的地质结构和地貌造成了破坏。
大规模的采石、采矿活动使得地表塌陷，矿坑和矿山废弃物堆积导致了环境污染和土地破坏。
过度的水资源开发和水土保持不善，也导致了克拉通地区的水资源短缺和水土流失的问题。
为了解决华北克拉通破坏问题，近年来，研究者们进行了大量的科学研究和实践探索。
一方面，通过地质调查、地震监测和地形地貌研究，加深了对华北克拉通构造演化和地质灾害的认识，为预测和防范地质灾害提供了基础。
通过建立矿产资源合理开发、水资源合理利用和土地保护等政策和措施，加强对克拉通区域的环境保护和生态恢复，减少对克拉通的人为破坏。
华北克拉通破坏相关问题是一个复杂的综合性课题，涉及地质学、环境学、经济学等多个学科。
通过加强科学研究、加大环境保护力度和建立合理开发利用政策，可以有效减轻克拉通破坏问题，保护华北克拉通的地质构造和地貌景观，促进克拉通地区的可持续发展。
华北克拉通破坏相关问题研究综述
华北克拉通破坏相关问题研究综述华北克拉通是中国地质特征最显著的区域之一，也是中国大陆地壳最古老的部分之一。
自20世纪90年代以来，华北克拉通地区出现了许多不同程度的地质灾害，如地裂缝、地面沉降、地下水位下降等，这些地质灾害的发生给当地的生态环境和经济发展带来了巨大的影响。
对华北克拉通破坏相关问题进行深入研究至关重要。
一、华北克拉通的形成和地质特征华北克拉通是中国地质的一个重要组成部分，其形成于古元古代晚期，是一个很古老的地质构造单元。
华北克拉通地区地质特征明显，主要包括地壳稳定、岩石老化及地表地貌平坦等。
这些地质特征使得华北克拉通成为了中国重要的农业生产和经济发展区域。
二、华北克拉通破坏问题的成因华北克拉通破坏问题的成因是多方面的。
人类活动对地下水资源的过度开采导致了地下水位下降，进而引发了地面沉降等问题。
工业生产和城市化进程使得大量污染物排放，不仅造成了地表环境的污染，还加速了华北克拉通地区地壳的老化和破坏。
气候变化也对华北克拉通地区的破坏问题产生了影响。
全球气候的变暖加剧了华北地区的干旱程度，导致地表土壤的干涸和裂缝的形成，进而引发了地壳的破坏问题。
三、华北克拉通破坏问题的影响华北克拉通破坏问题的出现对当地的生态环境和经济发展带来了巨大的影响。
地下水位下降导致了滨海平原地区的海水倒灌，加剧了当地的土地盐碱化问题。
地面沉降使得城市道路、建筑物等设施出现裂缝，增加了市政基础设施的维护和修复成本。
地质灾害的发生也给当地的农业生产带来了严重的影响，造成了农作物减产、土地荒漠化等问题。
四、对华北克拉通破坏问题的防治针对华北克拉通破坏问题，应该积极采取措施进行防治。
应该加强对地下水资源的管理，严格控制地下水的开采量，并通过多种手段进行地下水补给，维持地下水位的平衡。
应该加强对环境污染的治理，减少大气污染物的排放，保护华北克拉通地区的环境。
还需要采取措施加强土地的保护和治理，减缓地面沉降的速度，保护华北克拉通地区的资源。
华北克拉通古老岩石圈地幔的多次地质事件:来自金伯利岩中橄榄岩捕虏体的启示
华北克拉通古老岩石圈地幔的多次地质事件：来自金伯利岩中橄榄岩捕虏体的启示路凤香【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2010(026)011【摘要】本文提供的两件蒙阴岩区金伯利岩中的蛇纹石化石榴石橄榄岩捕虏体,整体发育剪切-变形结构,其中的辉石有三种类型,代表了三次地质事件,他们是:(1)石榴石中的自形单斜辉石包裹体Py;(2)粗粒不规则形状的斜方辉石Py1;(3)具反应边及定向排列的斜方辉石Py2.Pyr具有高Na2O和Al2O3及低Mg#和CaO的特征,暗示所赋存的橄榄岩未遭受过明显的熔融作用.推测Py为早期阶段地幔"岩浆海"结晶时被石榴石包裹的矿物.在手标本及薄片中普遍见到Py2切过Py1,表明Py1形成早于Py2.Py1的Cr(669×10-6～9503×10-6),Ni(1941×10-6～4750×10-6)含量和Mg#(0.91～0.94)比值较高,而Py2中的Cr(725×10-6～1926×10-6),Ni(902×10-6～2989×10-6)和Mg#(0.88～0.90)值较低,说明Py1是早期经部分熔融的橄榄岩耐熔残余中的顽火辉石残留.相反,Py2可能是软流圈来源的熔体与耐熔橄榄岩反应的结果.剪切/变形以及交代事件则发生于上述反应之后或者与之同时.依据主元素特征,较早的Py1的耐熔程度反而高于Py2,本文称之为地幔组成的"逆向演化".看来,这种逆向成分演化不仅发生在中新生代,而且也发生于古老地幔,甚至是贯穿于整个地幔演化的历史时期.与已发表的有关地幔形成年龄的资料对比,Py、Py1和Py2的年龄估计分别是>3.8Ga,2.5Ga/1.4～1.3Ga和0.9～0.7Ga.另外1件碳酸盐化橄榄岩捕虏体,采自复县金伯利岩,具有明显的剪切-变形结构,最终形成时间可能与Py2接近.【总页数】12页(P3177-3188)【作者】路凤香【作者单位】中国地质大学地球科学学院,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】P588.125【相关文献】1.华北晚中生代中基性侵入岩中橄榄岩捕虏体是岩石圈地幔直接样品? [J], 张瑾;张宏福;英基丰;汤艳杰2.辉南新生代玄武岩中橄榄岩捕虏体矿物化学与华北岩石圈地幔演化 [J], 鲁江姑;郑建平3.华北克拉通的尖晶橄榄岩捕虏体中铁同位素变化：地幔交代推断 [J], 朱祥坤4.华北克拉通中部新生代岩石圈地幔的特征与长期演化:来自地幔橄榄岩捕虏体的岩石学和地球化学制约 [J], 汤艳杰;张宏福;英基丰;张瑾;柳小明5.华北岩石圈地幔的多次组成转化过程:橄榄岩与不同来源熔体间的相互作用——来自地幔橄榄岩捕虏体的岩石学和Li、Fe等同位素地球化学证据 [J], 张宏福;英基丰;汤艳杰;张瑾;赵新苗;杨岳衡;肖燕因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
河南鹤壁地区金伯利岩中地幔捕虏体内重砂矿物组合及其意义
河南鹤壁地区金伯利岩中地幔捕虏体内重砂矿物组合及其意义姜江;秦战营;闫鑫洁;刘思旭
【期刊名称】《内蒙古煤炭经济》
【年(卷),期】2022()11
【摘要】河南鹤壁位于太行山构造带上,是华北岩石圈地幔的重要地区。
鹤壁地区金伯利岩携带了大量地幔捕虏体,由于强烈的后期蚀变难以开展岩石学研究。
用人工重砂的方法,从金伯利岩携带的地幔捕虏体内分选出大量的地幔重砂矿物,包括橄榄石、斜方辉石、镁铝榴石、尖晶石、金云母和磷灰石等。
还发现了特殊的矿物对共生样品,包括辉石、镁铝榴石和磷灰石三相共生样品,镁铝榴石和尖晶石两相共生样品,辉石与磷灰石两相共生样品。
重砂矿物共生样品表明:鹤壁地区岩石圈地幔经历了明显的地幔交代作用,鹤壁地区地幔捕虏体来源深度主要在55~80km之间,处于尖晶石向镁铝榴石相变的过渡带深度。
【总页数】3页(P181-183)
【作者】姜江;秦战营;闫鑫洁;刘思旭
【作者单位】河南理工大学资源环境学院;河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】P542.5
【相关文献】
1.华北克拉通古老岩石圈地幔的多次地质事件:来自金伯利岩中橄榄岩捕虏体的启示
2.胶辽半岛金伯利岩中地幔捕虏体岩石学特征:古生代岩石圈地幔及其不均一性
3.辉南新生代玄武岩中橄榄岩捕虏体矿物化学与华北岩石圈地幔演化
4.河南省鹤壁地区地幔捕掳体中尖晶石的矿物化学特征及其地质意义
5.河南鹤壁地区蒋家顶金伯利岩露头点发现地幔大捕虏体
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华北克拉通西北部显生宙岩石圈地幔属性与演化特征:橄榄岩捕虏体证据
华北克拉通西北部显生宙岩石圈地幔属性与演化特征：橄榄岩捕虏体证据张慧婷;张宏福【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2022(38)12【摘要】众所周知,华北克拉通东部岩石圈地幔的组成和性质在显生宙发生了显著变化,但由于西部出露含有捕虏体的火山岩较少,这在一定程度上限制了人们对该区岩石圈地幔属性与演化特征的认识。
本文将华北克拉通西北部晚白垩世-新生代玄武岩中橄榄岩捕虏体的研究成果归纳总结,旨在进一步揭示该区岩石圈地幔的属性与演化特征。
研究表明,华北克拉通西北部岩石圈地幔主要由低Mg^(#)的二辉橄榄岩和少量高Mg^(#)的方辉橄榄岩组成。
高Mg^(#)橄榄岩代表该区受轻微再富集作用影响的古老岩石圈地幔残余,低Mg^(#)橄榄岩是软流圈来源熔体与高Mg^(#)橄榄岩反应的产物,代表地幔再富集作用对古老岩石圈地幔改造的结果。
该区岩石圈地幔经历了多期地幔交代作用的改造,早期交代事件与古亚洲洋俯冲有关,近期与软流圈来源的玄武质熔体有关。
这种广泛的地幔再富集作用对华北克拉通古老岩石圈地幔的转变做出了重要贡献。
【总页数】14页(P3785-3798)【作者】张慧婷;张宏福【作者单位】西安科技大学地质与环境学院;浙江大学地球科学学院;西北大学地质学系【正文语种】中文【中图分类】P542.5;P595【相关文献】1.华北克拉通古老岩石圈地幔的多次地质事件:来自金伯利岩中橄榄岩捕虏体的启示2.辉南新生代玄武岩中橄榄岩捕虏体矿物化学与华北岩石圈地幔演化3.华北克拉通中部新生代岩石圈地幔的特征与长期演化:来自地幔橄榄岩捕虏体的岩石学和地球化学制约4.华北岩石圈地幔的多次组成转化过程:橄榄岩与不同来源熔体间的相互作用——来自地幔橄榄岩捕虏体的岩石学和Li、Fe等同位素地球化学证据因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
华北克拉通破坏过程中下地壳的改造——捕虏体证据
华北克拉通破坏过程中下地壳的改造——捕虏体证据英基丰;张宏福;汤艳杰【期刊名称】《岩石矿物学杂志》【年(卷),期】2013(032)005【摘要】华北克拉通出露的前寒武纪麻粒岩地体和显生宙不同时期火山岩中的麻粒岩捕虏体是地质历史上不同时期下地壳的代表性样品,对它们的对比研究为华北克拉通下地壳的演化提供了重要制约.本文在前人工作基础上,主要从地体麻粒岩和不同时代火山岩中捕虏体麻粒岩的锆石年代学和Hf同位素组成特征角度,指出在华北克拉通岩石圈破坏过程中,不仅岩石圈地幔发生了减薄和改造,岩石圈地幔之上的下地壳也发生了不同程度的减薄和改造,这种改造存在区域上的差异,包括改造的时间、改造的程度等.下地壳的改造方式主要以幔源岩浆的底侵为主,古老地壳物质的重熔也是可能的一种方式.【总页数】10页(P567-576)【作者】英基丰;张宏福;汤艳杰【作者单位】中国科学院地质与地球物理研究所,岩石圈演化国家重点实验室,北京100029;中国科学院地质与地球物理研究所,岩石圈演化国家重点实验室,北京100029;中国科学院地质与地球物理研究所,岩石圈演化国家重点实验室,北京100029【正文语种】中文【中图分类】P588.34+5【相关文献】1.华北克拉通古老岩石圈地幔的多次地质事件:来自金伯利岩中橄榄岩捕虏体的启示 [J], 路凤香2.由深源捕虏体限定的华北克拉通下地壳特征 [J], 路凤香;侯青叶3.华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制:中生代火成岩和深源捕虏体证据 [J], 许文良;王清海;王冬艳;裴福萍;高山4.华北克拉通和华南地区下地壳麻粒岩捕虏体的研究进展及其地质意义 [J], 沈其韩;耿元生5.华北克拉通丰镇碳酸岩中榴辉岩捕虏体岩石学研究:现今板块体制古元古代开始启动证据 [J], 李韵秀;张立飞;许成;KYNICK(y) Jind(r)ich;FEI YingWei因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Geology：华北克拉通交代岩石圈地幔与中生代巨量金成矿
Geology：华北克拉通交代岩石圈地幔与中生代巨量金成矿黄金是国家战略资源之一，研究金矿床成矿机理对提升找矿潜力具有举足轻重的作用。
华北克拉通在早白垩世（140-120 Ma）短时间内发生了大规模的金成矿作用，使华北的金探明储量占全国50%以上，其中仅胶东金矿集区就已探明4000-5000吨黄金。
华北中生代巨量金矿的成因一直是国际研究的焦点，但是也是难点。
绝大多数国内外矿床学家认为，华北克拉通金矿不能由造山型金矿床成矿模型解释，因为华北克拉通的高级变质作用发生在前寒武纪，远远早于金成矿作用发生的中生代；而且早期的高级变质作用已使地壳极度亏损金和迁移金的流体，不利于后期的成矿(1)。
另外，华北克拉通金矿床成矿时代与华北克拉通破坏峰期（~120 Ma）一致(2-4)。
在综合华北克拉通破坏和金成矿的大量研究成果后，中国科学家将此归结为克拉通破坏型金矿床，认为华北克拉通岩石圈地幔经历了多期次俯冲交代，该交代富集地幔部分熔融产生的富含挥发分的幔源岩浆提供了金元素和迁移金所需的挥发分(4)。
最近几年国际同行也逐渐认识到，世界上其他地区也可能存在类似的情况，即克拉通岩石圈交代地幔对大规模的金成矿（省）起着关键的作用(5, 6)。
其中，华北克拉通可能是研究交代岩石圈地幔与巨量金矿床关系的最佳实例。
然而，强烈的交代地幔是否富含金，以及交代地幔对金成矿贡献的具体机制仍然不清楚。
针对该重要问题，中国地质大学（武汉）汪在聪教授团队及其合作者，建立了低本底高精度准确分析地质样品中金和铂族元素含量的方法，应用于华北克拉通不同演化阶段的地幔橄榄包体（N=28）以及中新生代玄武岩（N=47），系统理解华北岩石圈地幔金含量随时间的演变以及地幔部分熔融形成玄武岩过程中金的释放效率。
博士生程怀经过大量的摸索，通过王水熔样，阳离子树脂分馏提纯，结合高灵敏度电感耦合等离子质谱 (HR-ICP-MS, Element XR)，实现了对极低金含量地质样品的高精度测试，金全流程本底小于5 pg。
由深源捕虏体限定的华北克拉通下地壳特征
由深源捕虏体限定的华北克拉通下地壳特征路凤香;侯青叶【期刊名称】《地学前缘》【年(卷),期】2012(019)003【摘要】文中收集了新生代、中生代和古生代由喷出/浅成岩携带的下地壳麻粒岩捕虏体及其锆石年龄的资料。
结果显示,它们代表了不同时代、不同地区下地壳最下部的组成及年龄。
新生代汉诺坝、女山、莒南和青岛等地的玄武岩和其中捕虏体的资料,几乎可以涵盖华北相当一大部分下地壳底部的状态。
金伯利岩虽然只能提供500Ma以前的信息,但它们能够检验并确认古老地质事件发生时间的准确性。
内蒙古中生代闪长岩中出露的麻粒岩属于同源捕虏体,只能代表该岩浆活动波及地区下地壳的状态。
华北克拉通发育了多次以地幔物质添加为主的地质事件（地壳增生）,主要有：2.8～3.0Ga,2.5Ga,1.8Ga,140～90Ma及47～45Ma,其中以2.5Ga 和140～90Ma最为重要。
2.5Ga的地幔岩浆底侵事件在不少地区出现,推测与地幔柱活动有关。
中生代（140～90Ma）的底侵作用在克拉通分布相当广泛,包括华北北部,华北东部及东南部都有明显的记录。
女山和莒南地区出现了2.3Ga的年龄,是中生代的底侵岩浆与先存的古老基底发生混合与反应的产物。
1.9～2.0Ga以及1.8Ga可能与地壳的造山运动和与其伴随的短暂的热扰动造成的锆石再结晶有关。
在研究下地壳捕虏体时一个重要的问题是,要注意构造背景。
在一级构造单元的交界处,由于该处块体之间的相互作用复杂,需要注意判别捕虏体的块体归属,以便对华北克拉通不同部位的复杂演化历史获得更全面的认识。
%The data on lower crustal granulite xenoliths of the Cenozoic,the Mesozoic and the Paleozoic and their zircon ages were collected in this study.The results show thatthese xenoliths represent the compositions and formation ages of the bottom of lower crust in different domains and different times in NCC.The most useful information is from the Cenozoic basalts and their xenoliths such as from Hannuoba,Nushan,Junan and Qingdao.They may reflect almost the whole bottom of lower crust situations in NCC.Although the data from kimberlites provided the information only before 500Ma,they also can examine and confirm the accuracy of the results from the Cenozoic data.Granulites entrained by Mesozoic diorite in Inner Mongolia are cognate xenoliths,so they merely represent the bottom of lower crustof local area where these kinds of magmas distributed.The multi-stage geological events have occurred in NCC which were dominated by adding the juvenile mantle materials.The major events were happened in 2.8-3.0 Ga,2.5 Ga,1.8 Ga,140-90 Ma and 45-47 Ma and the very important two lower crust growths appeared in ca.2.5 Ga and 140-90 Ma.Basic magma underplating at ca.2.5 Ga was recorded in granulites of the Cenozoic and the Paleozoic from different places and it may relate to the ＂mantle plum＂activity.Magma underplating in 140-90 Ma is widespread in NCC including northern,eastern and southeastern parts.It is possible that the zircon agesof 2.3 Ga reported in granulite xenoliths from Nushan and Junan are the products of Mesozoic underplating magma mixed or/and interacted with the Archean lower crust.Data on the zircon ages of 1.9-2.0 Ga and 1.8 Ga attest it correlated to the tectonic movement at crust and the disturbanceof instantaneous thermal event led to recrystallization of zircon.Tectonic background,a very important problem,must be pay attention to when youstudy the deep-seat xenoliths,especially at the boundary of the first-order tectonic units because of the complicated interaction between adjacent blocks,so it is necessary to distinguish which block be each xenolith derived from.This is helpful to the understanding of the complicated evolution history in different domain of NCC.【总页数】11页(P177-187)【作者】路凤香;侯青叶【作者单位】中国地质大学武汉地球科学学院,湖北武汉430074;中国地质大学北京地球科学与资源学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P588.12;P597.3【相关文献】1.徐淮地区中生代深部地壳的物质组成及热状态--深源捕虏体证据 [J], 王清海;许文良;王冬艳;林景仟;高山2.华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制:中生代火成岩和深源捕虏体证据 [J], 许文良;王清海;王冬艳;裴福萍;高山3.华北克拉通破坏过程中下地壳的改造——捕虏体证据 [J], 英基丰;张宏福;汤艳杰4.华北克拉通和华南地区下地壳麻粒岩捕虏体的研究进展及其地质意义 [J], 沈其韩;耿元生5.华北克拉通中部新生代岩石圈地幔的特征与长期演化:来自地幔橄榄岩捕虏体的岩石学和地球化学制约 [J], 汤艳杰;张宏福;英基丰;张瑾;柳小明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
华北克拉通中生代伸展构造研究的几个问题及其在岩石圈减薄研究中的意义
华北克拉通中生代伸展构造研究的几个问题及其在岩石圈减薄研究中的意义王涛;郑亚东;张进江;王新社;曾令森;童英【期刊名称】《地质通报》【年(卷),期】2007(26)9【摘要】总结了华北克拉通及周边以变质核杂岩和穹隆为代表的伸展构造研究的进展和存在的问题,提出了值得进一步研究的几个重要问题及其在华北克拉通破坏和岩石圈减薄研究中的意义.以变质核杂岩和穹隆为窗口,开展推覆向伸展的转化机制、区域性伸展运动学特征、剪切应变类型、伸展构造发育的时间和过程的研究,有助于深入探讨增厚地壳向伸展减薄转化的起因和过程,确定减薄的区域运动学方式及时限,查明伸展构造变形对地壳及岩石圈减薄的贡献.这方面的研究将提升华北伸展构造研究的水平,有助于查明岩石圈减薄的地壳响应,为探讨华北克拉通破坏和减薄的时限、机制、模式及深部动力学问题提供直接的构造证据.【总页数】13页(P1154-1166)【作者】王涛;郑亚东;张进江;王新社;曾令森;童英【作者单位】中国地质科学院地质研究所,北京,100037;北京大学地球与空间科学学院,北京,100871;北京大学地球与空间科学学院,北京,100871;中国地质科学院地质研究所,北京,100037;中国地质科学院地质研究所,北京,100037;中国地质科学院地质研究所,北京,100037【正文语种】中文【中图分类】P542+.4【相关文献】1.华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制:中生代火成岩和深源捕虏体证据 [J], 许文良;王清海;王冬艳;裴福萍;高山2.华北克拉通重力梯度带两侧晚中生代火山岩地球化学特征对比研究及其对岩石圈减薄的时空制约 [J], 刘金菊;叶蕾;牛耀龄;郭鹏远;孙普;崔慧霞3.华北中-新生代大陆岩石圈转型的研究现状与方向——兼评"岩石圈减薄"和"克拉通破坏" [J], 周新华4.木吉村斑岩铜矿成矿作用:华北克拉通中生代岩石圈减薄的响应 [J], 高永丰;魏瑞华;侯增谦;马国玺;赵荣升;陈志宽;吴金乱;彭玉旋;高明5.中生代华北克拉通岩石圈减薄的证据——以河北武安固镇杂岩体为例 [J], 霍延安;苏尚国;杨誉博;顾大鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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华北克拉通古老岩石圈地幔的多次地质事件:来自金伯利岩中橄榄岩捕虏体的启示*路凤香L U Feng X iang中国地质大学地球科学学院,武汉430074Facult y o f Ea rt h S cie n ce,C hina Un iversit y of G eosciences,W uhan430074,C hina2010-03-24收稿,2010-06-08改回1Lu FX120101M u ltip l e-geo l ogica l even ts of an cien t lithos ph er ic mantle ben eath N orth Ch ina craton:A s inferred fro m p er i dotite xenolith s i n k i m berlite1A cta Petrol og ica S i n ica,26(11):3177-3188Abstrac t Two piece o f serpenti nized garne t per i do tite m antle x enoliths w it h sheared-deforma ti on tex ture en trai ned i n ki m be rli te fro m M engy i n have been st udied i n t h is paper1T hree k i nds o f pyroxenes represen ted three g eo log ica l events o f litho spheric m antl e are recognized1F rom ea rl y t o late they are:(1)euhedral d i opsite(P y)i nclus i ons in garne t;(2)irregu l ar coarse g ra i n enstatites(Py1);(3)o rienta ted tabular enstatites w it h reacti on r i m(Py2)1Py have re l ative high N a2O,A l2O3,and l ow M g#(0191),C a O,i m ply i ngtha t Py and the host m antle peridotite hav e not been undergone t he stronger m e lti ng events dur i ng tha t ti m e1It is possible that the Py w as the crysta lli zed products from/m ag m a sea0i n initial stage ofm antl e evo luti on1Py2cutti ng across P y1occur i n hand spec i m en and thi n secti on i nd i cati ng t hat Py1for m ed ea rl y then Py21Py1s have higher C r(669@10-6~9503@10-6),N i(1941@10-6~4750@ 10-6)conten ts and M g#rati o(0191~0194),however t he C r(725@10-6~1926@10-6),N i(902@10-6~2989@10-6)and M g#ra ti o(0188~0190)i n Py2s are lo w er then that i n P y1s sho w i ng the Py1w it h an orig i n as a refracto ry resi due o f partia lm elti ng1 In con trast,Py2s are t he reac ti on products o f re fractory m antle perido tite-m elt wh ich derived from asthenosphere1T he sheared/ defor m a tion and m etasoma ti zed events we re happened after o r as sam e as t he reacti on event1In ter m s o f ma jor ele m ent,the re fractory deg rees of Py1s a re higher t han that of P y2s1In th i s paper/reverse evo l ution0trend of m antle componen t is ca lled1It m ay be po ssi b le tha t the pe ri dotite-m elt reac tion not only occur in M esozo i c-Cenozo ic but a lso i n anc ient lit hospher ic m an tle even i n who le mantle evo l ution h i story1Compared w ith pub lished data fo r ages re l ative to m antl e,the ages o f Py,Py1s and P y2s m ay have esti m ably> 318G a,215G a/114~113G a,and019~017G a respec tive l y1T he ag e of ano t her carbonated perido tite xenolit h w it h sheared/ defor m a tion tex ture sa m pled from Fux ian ki m be rli te m ay be as same as P y21K ey word s M agm a sea;R efractory resi due o f partia lm elti ng;P eridotite-m elt reac ti on;R ev erse evo luti on摘要本文提供的两件蒙阴岩区金伯利岩中的蛇纹石化石榴石橄榄岩捕虏体,整体发育剪切-变形结构,其中的辉石有三种类型,代表了三次地质事件,他们是:(1)石榴石中的自形单斜辉石包裹体P y;(2)粗粒不规则形状的斜方辉石Py1;(3)具反应边及定向排列的斜方辉石P y2。
P y具有高N a2O和A l2O3,及低M g#和CaO的特征,暗示所赋存的橄榄岩未遭受过明显的熔融作用。
推测Py为早期阶段地幔/岩浆海0结晶时被石榴石包裹的矿物。
在手标本及薄片中普遍见到P y2切过Py1,表明Py1形成早于P y2。
P y1的Cr(669@10-6~9503@10-6),N i(1941@10-6~4750@10-6)含量和M g#(0191~0194)比值较高,而Py2中的C r(725@10-6~1926@10-6),N i(902@10-6~2989@10-6)和M g#(0188~0190)值较低,说明P y1是早期经部分熔融的橄榄岩耐熔残余中的顽火辉石残留。
相反,Py2可能是软流圈来源的熔体与耐熔橄榄岩反应的结果。
剪切/变形以及交代事件则发生于上述反应之后或者与之同时。
依据主元素特征,较早的Py1的耐熔程度反而高于Py2,本文称之为地幔组成的/逆向演化0。
看来,这种逆向成分演化不仅发生在中新生代,而且也发生于古老地幔,甚至是贯穿于整个地幔演化的历史时期。
与已发表的有关地幔形成年龄的资料对比,Py、Py1和Py2的年龄估计分别是>318G a,215G a/114~113G a和019~ 017G a。
另外1件碳酸盐化橄榄岩捕虏体,采自复县金伯利岩,具有明显的剪切-变形结构,最终形成时间可能与P y2接近。
关键词岩浆海;部分熔融的耐熔残余;橄榄岩-熔体反应;逆向演化中图法分类号P58811251000-0569/2010/026(11)-3177-88A cta P etro log ica Sinica岩石学报*本文受国家自然科学基金项目(90714008)资助.第一作者简介:路凤香,女,1935年生,教授,岩石学专业,E-m a i:l lufx131@163.co m1引言20世纪80年代后期,应用465M a侵位的含金刚石金伯利岩中的地幔捕虏体和捕虏晶(包括金刚石),在我国开展了对古老地幔的研究工作(路凤香等,1991;路凤香和郑建平, 1996),提出研究区的岩石圈在古生代时期还保留了厚度大(222~208k m)、地温低(40mWm-2)的特征;确定了蒙阴岩区的金刚石属于方辉橄榄岩型,暗示金刚石主要结晶于方辉橄榄岩的介质中;而复县岩区的金刚石主要结晶于二辉橄榄岩的介质;岩石圈地幔的岩石类型有纯橄岩、方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、石榴石辉石岩、金云母岩等,结构则以粒状变晶结构、残碎斑结构和火成结构为主;在岩石圈地幔80~120k m 的范围内存在交代矿物带等认识。
G r iffi n et al1(1998)根据大量金伯利岩人工重砂中石榴石的成分估算,复县地区古生代岩石圈地幔中二辉橄榄岩所占的比例多于方辉橄榄岩,也多于蒙阴岩区。
上述两岩区与南非K appvaa l相比,在岩石圈厚度、地温梯度、地幔交代特征等方面十分相似,其中蒙阴岩区的岩石类型及数量比例也可与之对比,但华北克拉通的岩石圈地幔遭受了更为强烈的蚀变,其程度随着金伯利岩岩管开采深度加大而加强。
上述成果的科学意义不仅仅在于揭示了华北古老地慢的组成及状态,还在于提供了一处研究岩石圈地幔演化的天然实验室。
在此之前国外同行在研究岩石圈地幔演化时,是采取/异地对比0的方法(M enzies,1990),即分别选取不同时代的典型地区:南部非洲K aapvaa l代表太古代克拉通地幔、美国Co l o rado高原代表元古代岩石圈地幔以及澳洲东部代表显生宙岩石圈地幔,来研究大陆地慢的演化。
而中国东部就在同一地区不仅可以提供出与K aapvaal相似的厚的古老岩石圈地幔的信息,又发育有与澳洲东部相似的显生宙热的和薄的岩石圈地幔,这样应用/同地对比0的方法就不难发现,中国东部的地幔岩石圈经历过巨型的岩石圈减薄过程(F an et al1,1992;M enzies et al1,1993;邓晋福等,1994)。