壳幔相互作用深部过程的(精)
羌塘地块壳幔结构及其相互作用模式
羌塘地块壳幔结构及其相互作用模式羌塘地块地处青藏高原北部，夹持于金沙江缝合带和班公湖－怒江缝合带之间，羌塘中央隆起将其分为南北两个盆地。
地球物理资料表明羌塘地块可能是印度板块与亚洲板块碰撞交锋的前缘，南北向挤压应力影响着地块内部的深部构造。
作为青藏高原岩石圈在特定地质条件下演化的产物，该区域内的幔源性质的钾质与超钾质火山的广泛分布，被认为是探索新生代以来青藏高原壳幔结构以及藏北高原陆陆碰撞及隆升机制的重要窗口。
作者首先回顾了前人对于羌塘地块以其邻区的地质、地球物理等研究结果，介绍了接收函数、H-κ叠加以及CCP叠加方法的基本原理。
利用布设在羌塘地块的54个宽频带台站记录的远震数据，采用接收函数方法，H-κ叠加方法以及CCP叠加方法获得了羌塘地块莫霍面深度及其泊松比分布特征；利用青藏高原布格重力异常数据通过均衡改正和二维密度结构拟合反演这两种技术，获得了羌塘地块岩区下的均衡重力异常特征以及二维密度结构特征。
结合区域地质、构造、地球化学和地球物理资料，探讨羌塘地块壳幔结构及其相互作用模式。
研究结果表明：（1）龙木错一双湖缝合带为具有缝合带性质的边界构造带，且其两侧有着不同的地壳结构特征。
南羌塘盆地下的莫霍平均深度约为63km，而北羌塘约为60km。
泊松比具有构造分区特征，南羌塘下方泊松比平均值为0.31，龙木错一双湖缝合带下方泊松比为0.265，而北羌塘的泊松比平均值为0.285。
（2）作为羌塘地块构造单元的南缘边界，班公湖－怒江缝合带下的莫霍存在一个南深北浅断距约10km的台阶；把羌塘盆地分为两部分的羌塘中央隆起带下存在一个3km的莫霍台阶。
认为其与青藏高原南北向挤压的动力学机制有关。
羌塘地块下的近水平莫霍面形态结构可能是受到印度大陆北向俯冲作用下的青藏高原隆升过程中莫霍再均衡所致或者与其构造演化有关。
（3）羌塘北部火山岩区下的地壳上地幔整体上处于密度亏损状态，认为其与印度板块持续北向俯冲使得亚洲岩石圈前缘发生断离有关。
壳-幔物质与深部过程
壳-幔物质与深部过程
邓晋福
【期刊名称】《地学前缘》
【年(卷),期】1998(5)3
【摘要】无
【总页数】9页(P67-75)
【作者】邓晋福
【作者单位】无
【正文语种】中文
【相关文献】
1.壳幔混合层的物质过程及其动力学意义 [J], 欧新功;金淑燕
2.青藏新生代钾质火山活动的时空迁移及向东部玄武岩省的过渡:壳幔深部物质流的暗示 [J], 莫宣学;赵志丹;邓晋福;喻学惠;罗照华;董国臣
3.壳—幔物质相互作用的两种形式及研究深部成矿问题的新途径 [J], 普.,ЮД;刘吉成
4.阐明壳幔物质架构和深部过程是解决重大资源战略问题的关键:评侯增谦和王涛论文《同位素填图与深部物质探测:揭示地壳三维架构与区域成矿规律》 [J], 莫宣学
5.岩浆作用、深部壳幔过程与资源—环境效应 [J], 邓晋福;罗照华;赵海玲;赵国春;李凯明
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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]。
福建平潭岛花岗质岩石成因:来自锆石U-Pb定年、O-Hf同位素及黑云母矿物化学的约束
１００００５６９／２０２０／０３６（０４）０９９５１４ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ 岩石学报
ｄｏｉ：１０１８６５４／１００００５６９／２０２００４０２
福建平潭岛花岗质岩石成因：来自锆石 ＵＰｂ定年、 ＯＨｆ同位素及黑云母矿物化学的约束
张博１，２ 郭锋１ 张晓兵１，２ ＺＨＡＮＧＢｏ１，２，ＧＵＯＦｅｎｇ１ ａｎｄＺＨＡＮＧＸｉａｏＢｉｎｇ１，２
１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，广州 ５１０６４０ ２中国科学院大学，北京 １０００４９ １ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｓｏｔｏｐｅＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ ２ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ ２０１９１０１４收稿，２０２００２１７改回
本文受国家杰出青年科学基金项目（４１５２５００６）和 ＮＳＦＣ广东省联合基金集成项目（Ｕ１７０１６４１）联合资助． 第一作者简介：张博，男，１９９１年生，博士生，地球化学专业，Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｂｏ＠ｇｉｇ．ａｃ．ｃｎ
再论壳幔相互作用的普遍性及其深部动力学意义-周新华
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造山带橄榄岩记录的大陆俯冲带多期壳幔相互作用
造山带橄榄岩记录的大陆俯冲带多期壳幔相互作用大陆俯冲带是地球岩石圈内形态最复杂的部分之一。
在大陆俯冲带中，大陆板块和洋板块发生重合作用，导致了强烈的岩石变形和多期壳幔相互作用。
其中，橄榄岩是大陆俯冲带中最典型和重要的一种岩石。
本篇文章将记录大陆俯冲带多期壳幔相互作用中的橄榄岩特征和演化过程。
在大陆俯冲带的壳幔相互作用中，橄榄岩通常是沉积物质与地幔物质混合的产物。
在初期的大陆俯冲带的演化过程中，沉积物质和地幔物质被压入了地球的内部，高压和高温环境下，产生了各种变质作用。
这些变质过程中，橄榄岩开始出现在俯冲带中。
这些橄榄岩主要富含铁、钾、钠等元素，具有高的硅含量和富铝性。
随着时间的推移，大陆俯冲带的壳幔相互作用不断加剧。
在大陆俯冲带中，会发生部分熔融和岩浆贯入。
这些过程进一步改变了橄榄岩的特征。
在熔融过程中，橄榄岩中的大部分铁、钾、钠等元素被消耗，导致橄榄岩变成了镁质橄榄岩。
与此同时，熔融过程中的岩浆会侵入岩石层中，进一步改变了橄榄岩的成分和结构。
在长期的壳幔相互作用中，大陆俯冲带中的橄榄岩逐渐形成了明显的大陆俯冲带特征。
例如，橄榄岩通常是岩石带中的主要成分，具有高岛性和难熔性，伴随着熔融物的贯入，并且可以发现斑状矿物、多钠角闪石和高辉石等特征。
这些特征表明橄榄岩在大陆俯冲带的多期壳幔相互作用过程中始终扮演着重要的角色。
总之，大陆俯冲带是地球上最活跃的岩石圈部分之一。
在大陆俯冲带中，橄榄岩是形成多期壳幔相互作用的重要产物。
通过多期壳幔相互作用的过程，橄榄岩的特征和结构发生了多次变化，形成了典型的大陆俯冲带橄榄岩记录，对于理解大陆俯冲带的演化和构造背景具有非常重要的意义。
造山带橄榄岩记录的大陆俯冲带多期壳幔相互作用
造山带橄榄岩记录的大陆俯冲带多期壳幔相互作用
随着地球漫长岁月的推移，许多大陆俯冲带在不同的时期都发生了壳幔相互作用，这种相互作用在一定程度上影响了地球的地质变化。
其中，造山带橄榄岩记录着大陆俯冲带多期壳幔相互作用的重要证据。
首先，我们要了解造山带橄榄岩的形成过程。
在大陆板块俯冲带，大量的海水被沉积到了地壳深处，这些海水随着高温和高压的作用，逐渐转化为含有丰富矿物的流体。
这些流体在地球深处不断运动，通过与岩石和矿物物质相互作用，逐渐转化为含有较高硅和镁的橄榄岩，从而形成了橄榄岩带。
随着时间的流逝，这些大陆俯冲带还会经历多期壳幔相互作用。
例如，在一些极端的环境下，地球深处的流体会迅速上升，卷入大陆板块的下降过程中，与地壳和地幔相互作用，促使造山带橄榄岩的形成速度大大加快。
这种现象在欧洲中部的阿尔卑斯山脉下方就有发生。
在不同的时期，大陆俯冲带中的流体会有所不同，例如，有些流体中含有较高的硫化物和铜等矿物物质，这些物质有助于形成含铜矿脉。
同时，流体中还常常含有大量的水，这是在形成造山带橄榄岩过程中不可或缺的因素。
在欧洲大陆中部阿尔卑斯山脉下方，存在一个广阔的造山带橄榄岩带，其长度达数百公里，其厚度达数十公里。
这条橄榄岩带记录了大陆板块多期壳幔相互作用的证据。
其中，正是这种相互作用在深处形成了橄榄岩，同时还在这些岩石之间形成了
矿物物质和金属元素的交流。
总之，通过对造山带橄榄岩的观察和研究，我们可以深入研究大陆俯冲带多期壳幔相互作用的过程，进一步探索我们地球的演化历史。
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。
大陆俯冲带交代作用：苏鲁造山带橄榄岩地球化学制约
石榴石也具有高的水含量,说明其也是地幔深度赋存水的重要矿 物相。计算的全岩水含量和H20/Ce比值分别为424-660ppm和63145。
辉石岩的水含量高于洋中脊玄武岩的地幔源区,相似或高于洋岛 玄武岩的地幔源区,接近于岛弧玄武岩岩浆源区的下限。辉石岩 的H20/Ce比值高于夏威夷石榴辉石岩和SWIR大洋辉石岩。
矿物组成和P-T计算指示,滕家纯橄岩随着俯冲从弧前深度到弧 下深度,从尖晶石橄榄岩转变为石榴橄榄岩。在橄榄岩从地幔楔 进入俯冲隧道并进一步俯冲过程中,在弧前深度受到第一阶段俯 冲大陆地壳衍生的富水流体交代作用,形成交代橄榄岩。
这些交代岩在俯冲隧道内进一步俯冲至弧下深度,并在4.0-4.4 GPa和773-838℃经历超高压变质作用。第二阶段交代作用发生 在初始折返阶段,从碳酸盐熔体中生长白云石质碳酸盐。
有鉴于此,造山带橄榄岩通过化学迁移(溶解元素)和物理迁移 (微小矿物颗粒)等机制记录了大陆俯冲带深部的壳幔相互作用。 对苏鲁造山带胡家林石榴单斜辉石岩进行了全岩主微量元素、 Sr-Nd同位素及矿物水含量、主微量元素和氧同位素联合分析。
结果不仅为造山带石榴辉石岩成因和石榴辉石岩水储存能力及 其在地球水循环中作用提供了制约,而且为大陆俯冲隧道壳幔相 互作用提供了重要制约。胡家林石榴单斜辉石岩由地幔楔橄榄 岩与三叠纪深俯冲大陆地壳部分熔融衍生的含水长英质熔体发 生交代反应而形成。
这些特征表明,交代富辉石地幔岩石与高水含量和变化H20/Ce比 值的地幔源区有关;这也支持一些板内玄武岩的源区可能为橄榄 岩和辉石岩的混合物。另一方面,地幔楔中高水含量辉石岩的存 在能够增强地幔楔的水储存能力,并减少水由俯冲向深部地幔的 迁移。
对苏鲁造山带滕家纯橄岩及其寄主片麻岩不同锆石区域进行了 矿相学(内部结构和外部形态)、U-Pb定年、微量元素和Hf-O同 位素联合分析。结果不仅揭示了造山带橄榄岩中锆石为地壳来 源流体交代成因,而且为大陆俯冲隧-(幔)-边结构。交代生长锆石 弱分带或无分带,U-Pb年龄为220±2至231±4Ma。
高级岩浆岩石学复习题-答案
一、岩浆岩的成因1．岩浆岩成因包括哪两个基本过程？什么是原生岩浆和演（进）化岩浆？什么是部分熔融？固体地幔与地壳发生部分熔融产生原生岩浆的基本缘由是什么？岩浆岩成因包括岩浆的起源与演化。
岩浆的起源：在合适的温压条件下地壳或上地幔发生部分熔融，产生原生岩浆的作用过程。
岩浆的演化：就是原生岩浆通过各种作用派生为多种多样进化岩浆及岩浆岩的过程。
其中主要发生了分异作用，岩浆混合作用和同化混染作用。
原生岩浆：是由地幔或地壳岩石经熔融或部分熔融作用形成的成分未发生变异的岩浆进化岩浆：经分异作用产生的派生岩浆又可成为进化岩浆导致固体地幔/地壳发生部分熔融的基本缘由（1）地温异样：由于软流圈上隆、地幔柱上升、或板块俯冲引起地温异样，超过源岩的固相线温度（即起始熔融温度）。
（2）挥发份的加入：由于挥发份的加入使源岩的固相线温度降低。
三种体系。
（3）压力变更：由于地幔对流、拆沉、去根作用或大断裂诱发的减压熔融；在某些状况下，增压也可以引起部分熔融，增压熔融。
2．限制原生岩浆类型与成分的主要因素有哪些？（1）源岩及源区的性质和组成；（2）起源温度与熔融程度；（3）起源压力与深度；（4）挥发份的类型及含量3．岩浆的三大源区指的是什么？这些不同源区分别能产生哪些岩浆？（1）地幔岩浆：各类玄武岩浆（碱性玄武岩浆、拉斑玄武岩浆），金伯利岩浆、碳酸岩浆。
（2）陆壳岩浆：花岗岩类岩浆（3）俯冲洋壳：埃达克岩浆、钙碱性或岛弧拉斑质岩石组合（玄武岩——玄武安山岩——安山岩——英安岩——流纹岩）4．说明相图中以下名词：固相线温度与固相线矿物，液相线温度与液相线矿物，熔融区间固相线温度：物体起先由固态变为液态的最低温度固相线矿物：是指与固相线的岩浆平衡共生的矿物液相线温度：物体部分熔融到最终一个矿物结束熔融时的温度液相线矿物：是指与液相线的岩浆平衡共生的矿物(从理论上讲,矿物的数量为无穷小)熔融区间：物体它的熔化温度是在一个范围进行的，即由起先熔化温度和熔化终了温度组成，这个区间叫做熔融区间。
“壳-幔”混合成因高Ba-Sr花岗质岩浆演化——以华北克拉通中部带老山和狐偃山岩体为例
３８７４
ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ 岩石学报 ２０１７，３３（１２）
北克拉通中部带早白垩世岩浆活动。系统的地球化学研究显示两岩体具有如下特征：（１）ＳｉＯ２ 含量中等（５７３％ ～６９８％）， 高 Ｋ２Ｏ（３０％ ～８２％）和 Ｎａ２Ｏ（４３％ ～６４％）含量，低 ＭｇＯ（０２％ ～１４％）、ＣａＯ、ＴｉＯ２ 和 Ｐ２Ｏ５ 含量；（２）富集大离子亲石 元素（Ｂａ、Ｓｒ、Ｋ）和 ＬＲＥＥｓ，亏损高场强元素（Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ）和 ＨＲＥＥｓ。全岩地球化学特征（如高 Ｂａ、Ｓｒ含量和 Ｋ／Ｒｂ比值，低 Ｒｂ、Ｙ含量）与高 ＢａＳｒ花岗岩相符；（３）根据主量元素，相容元素（Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ）和微量元素（Ｂａ、Ｓｒ）特征，研究样品可分为 ２ 组：组 １具有高 Ｂａ特征，Ｓｒ（８７Ｓｒ／８６Ｓｒ（ｔ）＝０７０４９～０７０５３）和 Ｎｄ（εＮｄ（ｔ）＝－１１５～－９７）同位素组成均一，经历了以黑云母 为主的分离结晶作用；组 ２具有低 Ｂａ特征，Ｓｒ（８７Ｓｒ／８６Ｓｒ（ｔ）＝０７０５１～０７０７０）和 Ｎｄ（εＮｄ（ｔ）＝－１８７～－１４８）同位素组成更 加富集且分散，经历了角闪石，斜长石及磷灰石、磁铁矿和榍石等矿物分离结晶。２组样品不同的源区组分和分离结晶组合会 显著改变岩浆中特征微量元素（Ｂａ、Ｓｒ、Ｒｂ）含量和比值（Ｓｒ／Ｙ、Ｎｂ／Ｔａ、Ｄｙ／Ｙｂ）。本文研究表明华北克拉通中部带岩石圈地幔 富集机制主要与元古代东、西陆块向中部带碰撞拼合时俯冲板块派生流体交代作用有关，该区中生代破坏机制为古太平洋板 块俯冲所引起的碰撞后伸展背景下富集岩石圈地幔减压熔融、底侵至下地壳并引起“壳幔”岩浆相互作用所形成的大规模深 部岩浆抽取。 关键词 高 ＢａＳｒ花岗岩；岩石圈地幔交代作用；“壳幔”岩浆混合；华北克拉通破坏 中图法分类号 Ｐ５８８１２１；Ｐ５９７３
第四章 化学地球动力学及深部过程地球化学示踪
图4 中国主要地体上地幔Nd-Sr-Pb(206、207、208)同位素 组成的五维拓扑空间投影图解
1.华南陆快；2.南半球和冈瓦纳；3.华北陆块；4.北太平洋（朱炳泉，1991） 。
图5 全球麻粒岩207Pb/204Pb－206Pb/204Pb图解
G-L:格陵兰…拉布多拉； Le：苏格兰路易斯； In：印度； A：澳大利亚； Si：西伯利亚； An：南极； SF： 南非； SA：南美；NC：华北；SC：华 南；SG-W：南戈壁乌拉山群；J：佳木斯麻山群（朱炳泉，1998）。
~0.5128
0.7026~ 0.7030
~0.707 0.7035 0.7045
21.0 ~ 22.0
16.5 ~17.5 18.5 ~ 19.5 18.3 17.35~17.5
~ 0.2893
0.2826~ 0.2827 0.2828 ~~ ~~
0.5123~ 0.5124 0.7045~ 0.7060 0.5130 0.512438
图6 中国大陆不同块体铅同位素206Pb/204Pb分布柱状统计图（
Zhu, 1995） (A) 新生代玄武岩；(B)中生代花岗岩长石. 1－华北；2－扬子；3－华南；4－东北 兴安岭地区；5－西藏。
4．关于地幔区域不均一性形成的争议与启示
争议：概括为两类：（1）地球地幔原始均一后来演化为不均一； （2）地球地幔原始不均一后来再发生演化。 *地球地幔原始均一后演化出不均一说：地球原始是均一的 ，后自身分异，尤其 是 层圈相互作用和再循环导致不均一。这是 迄今地球化学的统治思想。表现为对全球地幔采用统一的原始地 幔标准。如对于南半球地幔显示出的同位素组成特殊性，认为是 异常。对其形成，尽管存在着密集的俯冲碰撞使大量地壳物质带 入地幔成因说（Allegre & Turcotte, 1985）及幔核边界层物质上涌 形成说（Hart, 1988; Castillo,1988）之争，但均是从统一原始地幔 考虑问题的。 *地球地幔原始不均一加后来演化说: 根据天体化学揭示的 原始地球物质在空间上 的 不均一 性 ，而且全球地幔化学不均一性 的某些规律又非能由层圈再循环所 能 解释，因而提出了地球原始 非均一论，向均一论发起挑战（欧阳自远等，1994，1995）。
第三章地幔对流和地幔动力学分解
• 4）地幔柱的活动是连续的，但是在地质时间尺度上 它又具有一定的间歇性，这可以用以解释热点轨迹 分布的图象。
4、地幔对流的结构模型
目前对D”层的认识： l） D”层为一个厚度 100一300km的薄层，它
1、地幔对流假说的科学依据及对流模型
• 本世纪初，魏格纳的大陆漂移假说震撼了整个地 球科学，尽管魏格纳列举了大量的地质学、地理 学、气候学和古生物学的证据，论证了我们这个 行星的几个大陆在两亿年前曾经是一个古大陆， 后来被分裂、漂移，形成了现代的格局。但当时 大陆漂移学说却面临绝境，因为没有人能够解释 大陆为什么能漂移。与之相反，著名的地球物理 学家Jeffreys从理论上证明固体的硅铝层地壳和 硅镁层地幔之间存在的巨大摩擦力使大陆不可能 漂移。
3. 外部力驱动下的地慢物质流动
3.2俯冲板块的角度问题
• 这与观测结果显然不同，表明必定有别的力作用于 俯冲板块的上部或下部，托起下俯冲板块以保持俯 冲角度。作为一个模型可以用地幔物质流动来讨论 俯冲板块下插入“可流动”的地幔中产生的对流以 及它们作用在俯冲板块上的力及重力矩的平衡问题 （Fig.1）。以一定速度向下俯冲的板块可以延伸至 无穷远并将地幔分成两个部分，岛弧角部分和海洋 角部分。由此可以看出，无论是岛弧角方面作用于 下俯冲板块上表面的吸力，还是作用其下面的托力 都使其抗拒重力作用而保持一定的俯冲角度。
1、地幔对流假说的科学依据及对流模型
• 地幔作为地球结构中最大的部分，成为研究中一个 最重要环节。研究地幔对流在地幔中运行的模式， 探讨它对地壳、岩石圈构造、运动，和对地核物质 运动的影响，以及研究它们之间的相互作用已成为 当代固体地球科学研究的最优先研究的课题之一。
读书报告
内生金属矿床之透岩浆流体成矿作用《矿床学》实习课上，在老师的帮助下，我系统的学习了内生矿床的各种矿床，对它们的成矿模式有了初步的了解。
课后翻阅资料时偶然发现我们所实习的一大部分矿床都是小岩体矿床，例如：金川硫化物矿床岩体的面积只有1.34 km2, 却赋存了545& 104 t 镍储量( 镍1.06% ) 和350 & 104 t 铜储量.于是我开始了对其的关注。
资料表明，我国没有发现100 km2 以上的大型层状矿床。
赋存矿体的岩体面积一般都在几平方公里以下, 大多数小于1 km, 只有攀枝花这类岩体规模较大和少数铬铁矿岩体如罗布莎的面积达到70 km（中国的小岩体岩浆矿床，汤中立，2002）。
所以, 我国是以小岩体岩浆矿床为主。
我国及世界的成矿斑岩体积都很小,最小的只有0.101km2 ,一般多小于1km2 ,如此小的岩体却携带几十万甚至上百万吨的金属堆积,与其本身不成正比。
由此“小岩体成大矿”理论顺应而生。
小岩体的体积与成矿作用的规模之间存在着矛盾，这种矛盾也就导致了引入透岩浆流体假说的必要性。
由于大多数内生金属矿床都与小岩体有关，故以“小岩体，成大矿”为切入点，选择“小岩体成大矿”这一客观事实来阐述透岩浆流体成矿作用。
以东沟钼矿为例，如果流体中MoO3溶解度取最大值29ppm(Rempel et al.,2006)或含钼18.5ppm，含钼流体的密度取1.3 g/cm3,则形成65万吨的超大型钼矿需要流体体积约为27km3，是东沟斑岩体估算体积8.1 km3的3.34倍（透岩浆流体成矿作用导论，罗照华等，2009）。
如此巨量的流体显然不是被溶解或包含在熔浆中的，要求岩浆仅仅是一个通道而不是流体的来源，这就为引进透岩浆流体假说提供了有力的依据。
透岩浆流体是非岩浆体系析出的流体，它与岩浆体系是两个相互独立的地质体系，它们只是相互需要而走在一起（透岩浆流体成矿作用——理论分析与野外证据，罗照华等，2007）。
辽西中生代的壳幔过渡带的形成、破坏与改造
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壳幔物质与深部过程的研究壳幔物质与深部过程的研究崔海峰壳幔物质与深部过程是大陆动力学研究的关键科学问题之一。
壳幔物质的组成与性质、化学与物理学控制深部过程及其动力学。
壳幔内物质的密度差异驱动物质对流，温度差异驱动热对流，两者常常相互伴生。
密度的大小既依赖于温度，又与物质组成、挥发份含量密切相关。
对流或流动尚需一定的粘度条件。
因此，壳幔物质在化学和物理学上的不均一性是对流的驱动力，又是壳幔内多种作用过程留下的记录。
化学与物理学的某些参数之间还有复杂的相互依赖关系。
地球化学研究主要揭示化学不均一性；岩石学手段除了主要揭示化学不均一性，还可反演某些物理学不均一性；地球物理方法则主要揭示物理学的不均一性；流体的种类与含量既影响化学不均一性，又对物理学不均一性产生重要制约。
下面从岩石学、地球化学和地球物理以及对流体的研究几个方面来介绍有关壳幔物质相互作用与岩石圈演化方面的研究热点（大陆岩石圈地幔结构组成特征与演化、地幔不均一性及其成因机制、地幔柱理论及应用、深部地质流体、动态条件下熔融和物性实验、Re-Os体系在地幔研究中应用等）的现状与进展。
1. 深部过程的研究途径与方法1.1 研究深部过程的新技术研究深部作用过程的新技术包括以下几个方面：（1）岩石学、地球化学与地球物理学的结合：①火山喷发可比喻为深达壳幔的巨型超深钻：上地幔与下地壳深源捕虏体或捕虏晶为天然样品；火成岩记录了源区物质的组成与温压等物理学信息，壳幔混合型岩浆的侵入或喷发记录了壳幔相互作用的各种信息。
②前寒武纪变质岩系常常是抬升地表的深部陆壳剖面，变质岩PTt轨迹记录了岩石圈形成与构造隆升的历史信息。
③痕量元素与同位素地球化学示踪深部物质与深部过程。
④各种地球物理场获得深部结构与物理过程：地学大断面与多种地球物理成果的再开发，热结构与壳幔地震层析成像。
⑤岩石学、地球化学与地球物理学的结合关键与纽带是深部岩石高温高压相平衡实验、岩石物理性质实验与热力学研究。
地质学中的壳幔相互作用
地质学中的壳幔相互作用地质学是一门研究地球物质、地球构造和地球历史的学科，而壳幔相互作用就是在这门学科里重要的一个概念。
壳幔相互作用是指地球外核以下的地球圆球上，岩石圈和上地幔之间的相互作用。
这个过程不仅对地球的构造和演化有着重要的影响，也对我们研究地球上的振荡、岩浆和火山等现象提供了重要的依据。
一、壳幔相互作用的定义壳幔相互作用所涉及的岩石圈是地球表面由岩石组成的薄层，而上地幔则是岩石圈下方井底下方达到660千米厚度的岩石层。
壳幔相互作用是指岩石圈和上地幔之间的相互作用，在这个交界处存在着一系列的物理和化学变化。
这个过程对地球的构造和演化有着重要的影响。
二、壳幔相互作用的基本过程壳幔相互作用是一个复杂的过程，它包括地球的内部物质流动、岩石的变形以及物质的交换等多个方面。
然而，基本的过程包括岩石的上升和下沉、岩浆的运动等。
地球内部物质的流动是动力学驱动的，也就是说，内部地球物质的热量和动量会导致物质的运动。
岩石的上升和下沉也是由于物理和化学因素的影响，例如，温度、压力、成分等，这些因素的变化可以导致岩石的流动。
此外，岩浆的运动也是壳幔相互作用的一种形式，岩浆的运动是由于地球内部物质的热量和压力的影响而产生的。
三、壳幔相互作用对地球的影响壳幔相互作用是地球内部物质流动和交换的基本过程之一，它不仅塑造了地球的演化历史，也对地表的构造和变化发挥了重要的影响。
例如，岩石圈的扰动和碎裂是由于上地幔物质的向上运动所导致的。
此外，岩浆的运动也是壳幔相互作用的一种形式，它是由于地球内部物质的热量和压力的影响而产生的。
四、结论壳幔相互作用是地球内部物质流动和交换的基本过程之一，它对地球的演化历史和地表构造的变化都有重要的影响。
通过研究壳幔相互作用的基本过程，我们可以更好地理解地球的内部结构和演化历史，对地球上的各种地质现象也能够得出更加合理的解释。
尽管研究壳幔相互作用是一项复杂而艰巨的任务，但如果我们能够深入地了解壳幔相互作用的本质，我们就能够更好地应对地球内部的挑战。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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二、秦岭商丹古会聚带洋壳俯冲与壳幔再 循环论证
（一）研究基础：
1 会聚带共存着能代表古洋岩石圈残留的松树沟蛇绿 岩片（构造侵位时代为983 ±140 Ma)与形成于洋内岛 弧的丹凤群以玄武岩为主的火山岩系（984 ±36 Ma)， 它们的岩石可提供古洋岩石圈及岛弧岩浆的化学组成 信息，为研究设置本区域壳幔的具体约束； 2 古洋岩石圈特征：
图3 丹凤群基性火山岩 Ti/1000(×10-6) 对 Mg(%) 图解, 显示岩浆的演化趋 势
a: 岩浆A; b: 岩浆B; c: 混合 岩浆 C. 演化线 a 起点处的断 线圈代表早期结晶岩石的包 体; 演化线 b起点处的实线圈 代表具有接近 N-MORB 化学 成分的镁铁质岩石包体.
图4 丹凤群和二郎坪群基性火山岩Y/Tb-Y图解
图1 丹凤群玄武 岩εNd-Nb/Th、 εNd-La/Nb和 εNd-Ba/Nb图解 (据李曙光, 1994) 基础数据引自张 旗等(1995).
图2 丹凤群变玄武岩的Th/Yb-Ta/Yb图解（Pearce,1983) (引自张旗等，1995） DM: 亏损地幔；MORB：洋脊玄武岩（N型）；OIB：洋岛玄武岩； TH：拉斑玄武岩； CAB：钙碱性玄武岩；SHO：钾玄岩。空圈为 三十里铺玄武岩；黑圆点为郭家沟玄武岩；×：LREE亏损型玄武岩.
壳幔相互作用深部过程的 地球化学论证
以古洋壳和陆壳俯冲-再循环为例
张本仁 欧阳建平 张宏飞 赵志丹 凌文黎
一、引 言
壳幔相互作用是推动大陆发展的直接动力， 是整个地球动力学系统的重要组成部分。 壳幔物质再循环是壳幔相互作用的重要表现， 揭示壳幔物质再循环是探讨壳幔作用及其动 力学的必经途径。 已提出的壳幔再循环类型有： 1 板块会聚带与B型俯冲有关的壳幔再循环； 2 岩石圈的底侵和拆沉； 3 陆壳俯冲有关的超高压变质岩的形成和折返。
岩石圈地幔: Y/Tb = 36.5; 206Pb/204Pb = 18.248, 207Pb/204Pb = 15.699, 208Pb/204Pb = 38.441; εNd(t) = + 7.3. 古洋壳玄武岩平均： Y/Tb = 40 ±； 206Pb/204Pb = 18.462， 207Pb/204Pb = 15.579, 208Pb/204Pb = 38.293; ε (t) = +6.8. Nd
综合上述的示踪结果应能得出较为可信的结论。
（四）丹凤玄武岩及地幔源区的地球化学特征
丹凤玄武岩显示洋内岛弧玄武岩的地球化学特征，表现为源区中 基本无陆源碎屑沉积物的混入（图1），以及在Ti、Nb、Ta、Zr、 Hf、Th、La、Y等组成上类似洋内岛弧玄武岩（图2）。 丹凤玄武岩系岩石多种组分对DI(分异指数）和SI（固结指数） 的关系，尤其Ti对Mg含量的协变关系明显地反映出两种源区岩浆 的演化趋势(图3)。其中一种岩浆(A)显示相对低Ti的特征, 其演 化线(a)以此类岩石中的镁铁质岩石包体的成分为起点, 后者已 被证明属于该岩浆早期结晶岩石的碎片。另一种岩浆(B)具有相 对高Ti的特征,其演化线(b)以该类岩石中所含的镁铁质岩石包体 的成分为起点,后者根据成分与结构构造特征已被鉴别为可能属 于洋壳的组成岩石,但已受到岩浆熔蚀和改造的影响。 Y/Tb – Y图解判别表明（图4），丹凤玄武岩应具有Y/Tb值波动 于36.5和29的两个岩浆源区。 经样品数据关系核查：丹凤玄武岩具有高Ti-低Y/Tb比值与低Ti高Y/Tb比值两个岩浆源区。
(三）新的示踪标记Y/Tb比值
为克服上述困难，我们考虑应用深海沉积物独有的低 Y/Tb 比值 （平均15，Turekian & Wedepohl, 1961）作为代替10Be的标志。 Y 和 Tb 化学行为彼此相近，在地幔岩石部分熔融过程中Y/Tb 比值 不受熔融程度影响，因此玄武岩的Y/Tb比值可以代表地幔源区的 该比值（Bougault et al..1980）。 基 于 洋 壳 沉 积 物 与 洋 壳 玄 武 岩 比 较 ， 具 有 相 对 低 的 Y/Tb 和 εNd(t)、相对高的 87 Sr/86Sr 或εSr(t)，以及相对高的 206 Pb/204Pb、 207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值。因此，玄武岩地幔源区中若有深海 沉积物随俯冲洋壳的带入地幔源区，必然导致玄武岩Y/Tb比值和 εNd(t)的降低及Pb和Sr同位素比值的升高，并且随加入的沉积物 的数量增减，在玄武岩的 Y/Tb 和 εNd(t) 分别与 Pb 和 Sr 同位素比 值之间均应呈现负相关关系。
1. 丹凤群; 2. 二郎坪群.
（五）玄武岩地幔源区——（1） Y/Tb比值示踪
洋内岛弧产于洋壳之上，其上必然存在低Y/Tb比值的 深海沉积物。 低Ti-高Y/Tb的源区，由于Y/Tb比值波动于36.5左右， 十分接近于商丹古洋岩石圈地幔，推测应为俯冲板片 之上地幔楔。 高Ti-低Y/Tb的源区，由于Y/Tb比值波动于29左右，且 这部分样品的Y/Tb与Pb同位素比值之间存在规律的反 相关关系，推测岩浆来自加入了俯冲洋壳和深海沉积 物的地幔源区； 样号 10 4 2 1 3 Y/Tb 23.52 25.15 26.71 28.87 30.42 206Pb/204Pb 18.283 18.240 18.197 18.142 18.011
（二）研究现状有了一些研究成功的 实例，但古会聚带壳幔再循环研究尚很少见有报道。 一般论证的思路是：通过岛弧玄武岩地幔源区中有俯 冲洋壳物质，尤其洋壳上沉积物参与的揭示，来证明 洋壳俯冲和壳幔再循环的发生； 一般采用Pb、Sr、Nd同位素，尤其10Be同位素为指示 剂，其中宇宙成因短寿命10Be在近代岛弧玄武岩中的 高含量，成为海洋沉积物被带入玄武岩地幔源区的令 人信服的标记 。 然而，10Be同位素的半衰期仅为1.5 m.y.,不适用于古 俯冲作用的研究，这给此问题研究带来了难题。