收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

辽西中生代岩石圈地幔特征

许瑶  
【摘要】:太古代华北克拉通在显生宙经历了剧烈的减薄和破坏,是地球上研究大陆岩石圈地幔时空演化独一无二的天然实验室。在中-新生代构造-热事件影响下,华北东部岩石圈地幔已从古生代高度难熔的巨厚克拉通型岩石圈地幔转变为现今具有大洋岩石圈地幔特征(饱满的、热的和薄的)的岩石圈地幔。橄榄石、单斜辉石和斜方辉石是上地幔橄榄岩的主要组成矿物,它们对反演地球上地幔属性和时空演化具重要意义。本文因此以华北北缘辽西地区早白垩世义县组玄武岩中橄榄石和单斜辉石为研究对象,通过详细的矿物学、橄榄石主量元素和原位氧同位素以及单斜辉石主微量元素分析,在鉴定出这些橄榄石和单斜辉石为捕虏晶的基础上,利用它们探讨了晚中生代华北北缘岩石圈地幔的物质属性,并从橄榄石氧同位素组成的角度证明了橄榄岩-熔体反应在中生代华北岩石圈地幔转变过程中的重要作用。辽西地区早白垩世义县组玄武岩中发现有大量橄榄石捕虏晶,它们提供了华北北缘中生代岩石圈地幔组成特征的重要信息。这些橄榄石晶体均具环带结构,总体较大(600-1600?m),并呈半自形浑圆状,颗粒内也多发育裂纹和溶蚀结构。具有环带结构橄榄石晶体核部镁橄榄石指数Fo高且均一(88–91),落在华北新生代地幔橄榄岩中橄榄石的范围。这些橄榄石边部则具有低得多的Fo(74–82),与寄主玄武岩中的斑晶相似。橄榄石晶体上述的矿物学和地球化学特征揭示了这些具环带结构的橄榄石是解体于地幔橄榄岩的矿物捕虏晶,因此它们可以用来反演玄武岩喷发时华北北缘岩石圈地幔的组成和性质。这些橄榄石晶体的核部具有相比于正常地幔橄榄石较高的氧同位素组成(?~(18)O_(SMOW)=5.9–7.0‰),这说明早白垩世华北北缘的岩石圈地幔是饱满富集的,而且主要受到了低温热液蚀变俯冲洋壳来源熔体的交代作用。早白垩世华北北缘大量具有环带结构橄榄石捕虏晶的发现说明橄榄岩-熔/流体反应可能是中生代岩石圈地幔改造的重要机制。辽西义县组玄武岩包含两类具环带结构的单斜辉石晶体,大多数具正环带结构,少量为反环带。反环带单斜辉石晶体一般较大(0.8-1.6 mm),且内部多发育溶蚀结构。其核部的化学组成和华北古老下地壳麻粒岩中单斜辉石接近,表现为低Mg#值(65.5-79.7),而它们幔部的Mg#值则高得多(85.1-89.6)。反环带单斜辉石核部稀土元素标准化曲线比较平坦,而且具有非常明显的Eu和Sr负异常,这说明反环带单斜辉石核部曾与富Ca的斜长石平衡,因此核部可能是来自华北下地壳的单斜辉石捕虏晶。反环带单斜辉石晶体的幔部较核部十分富集Mg O和Cr_2O_3,而贫Fe O、Al_2O_3和Na_2O。它们的轻重稀土元素分馏明显,主微量元素组成表明反环带单斜辉石晶体的幔部是幔源岩浆与核部下地壳捕虏晶反应后再结晶的产物。正环带结构单斜辉石晶体通常较小(500?m),且颗粒内部大多发育溶蚀结构和裂纹。正环带单斜辉石晶体的核部具有高且均一的Mg#值(85.9-89.6),成分接近华北克拉通中生代橄榄辉石岩中单斜辉石,而它们的边部具有低得多的Mg#值(65.1-83.9)。这些单斜辉石晶体颗粒中的Mg O和Cr_2O_3从核至边呈逐渐下降趋势,而Fe O、Ti O_2、Al_2O_3和Ca O则相反地上升。正环带单斜辉石的核边均具有稀土元素含量较低和轻重稀土元素分馏明显的特征,核部稀土元素标准化曲线与中生代橄榄辉石岩的十分相似。因此我们认为正环带单斜辉石核部可能是橄榄辉石岩的解体产物,而边部则为核部被捕获后与寄主玄武质熔体相互作用的结果,也存在部分直接从寄主岩浆中结晶的自形边部。前人通过对华北克拉通东部晚中生代幔源火山岩岩石学和Sr–Nd同位素综合分析,认为华北克拉通古生代克拉通型岩石圈地幔在中生代主要受到壳源熔体交代作用演变成饱满富集的岩石圈地幔。华北中生代富集岩石圈地幔并没有存在很长时间,晚白垩世-新生代橄榄岩捕虏体和基性火山岩Sr–Nd同位素研究表明富集的中生代岩石圈地幔可能通过软流圈-岩石圈相互作用转变为亏损的岩石圈地幔。本次研究里义县组玄武岩中橄榄石原位O同位素分析进一步证明了早白垩世期间俯冲洋壳熔体对华北北缘岩石圈地幔显著的交代作用。大量具有环带结构的橄榄石和单斜辉石捕虏晶的发现,表明橄榄岩-熔体反应可能是华北克拉通中生代改造和破坏的重要机制。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 任向文,吴福元;大陆岩石圈地幔形成与演化研究的新进展[J];地球物理学进展;2002年03期
2 夏群科;郝艳涛;;大陆岩石圈地幔中水的分布和大陆稳定性[J];科学通报;2013年34期
3 郑建平;;中国东部大陆岩石圈地幔置换作用的内外原因[J];地质力学学报;2020年05期
4 吴福元;杨进辉;储著银;谢烈文;杨岳衡;李秋立;;大陆岩石圈地幔定年[J];地学前缘;2007年02期
5 雷天;李忠海;刘勉;;造山带下岩石圈地幔小尺度减薄的动力学成因[J];地球物理学报;2020年10期
6 刘传周;;华南显生宙时期岩石圈地幔的性质与形成时代[J];岩石矿物学杂志;2013年05期
7 赵海玲,Fred A.FREY,HANG Shichun,于俊吉,邓晋福,刘振文,李凯明,狄永军,赵国泉,刘清华;东南沿海地区古近纪大陆岩石圈地幔特征及成因[J];地学前缘;2003年03期
8 路凤香;;华北克拉通古老岩石圈地幔及其组成的“逆向演化”[J];中国地质;2010年04期
9 郑建平;戴宏坤;张卉;;中国东部岩石圈地幔的富化和置换过程[J];矿物岩石地球化学通报;2019年02期
10 陈生生;樊祺诚;赵勇伟;隋建立;杜星星;;内蒙古阿巴嘎地幔岩捕掳体与岩石圈地幔性质探讨[J];岩石学报;2012年04期
11 支霞臣,陈道公,周海涛,李彬贤,杨瑞瑛;扬子地块东段大陆岩石圈地幔的物质成分[J];大地构造与成矿学;1995年01期
12 茹艳娇;;大陆岩石圈地幔的组成与交代作用[J];地质与资源;2010年04期
13 汤艳杰;张宏福;;华北克拉通岩石圈地幔的锂同位素特征与熔体改造作用[J];矿物岩石地球化学通报;2019年02期
14 赵海玲,Fred. A. Frey,Hang Shichun,李凯明,狄永军,邓晋福,赵建华;东南沿海地区第四纪大陆岩石圈地幔的特征[J];现代地质;2002年04期
15 郑建平;路凤香;余淳梅;袁晓萍;张瑞生;;华北东部橄榄岩岩石化学特征及其岩石圈地幔演化意义[J];地球科学;2006年01期
16 林阿兵;郑建平;潘少逵;;微陆块属性及过程:我国东北地区岩石圈地幔性质差异之根本[J];岩石学报;2018年01期
17 冯庆达;;浅析岩石圈地幔的组成和演化[J];科技创新与应用;2016年21期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 于津海;S.Y.O’Reilly;张明;W.L.Griffin;徐夕生;;雷州半岛岩石圈地幔形成过程中的部分熔融和交代作用[A];中国矿物岩石地球化学学会第十届学术年会论文集[C];2005年
2 许欣然;汤艳杰;;岩石圈地幔的交代改造——来自华北克拉通东北部地区捕掳体的证据[A];2019年中国地球科学联合学术年会论文集(十四)——专题37:金属稳定同位素地球化学:分馏理论、分析方法和地质应用、专题38:变质作用过程的观察与模拟、专题39:地幔地球化学与镁铁质-超镁铁质岩石成因[C];2019年
3 汤艳杰;张宏福;英基丰;苏本勋;;橄榄岩-熔体反应对大陆岩石圈地幔的改造作用[A];中国矿物岩石地球化学学会第14届学术年会论文摘要专辑[C];2013年
4 朱萌;王蓉;范爱玲;;滇东南木厂岩石圈地幔的含水性[A];2016中国地球科学联合学术年会论文集(四)——专题7:特提斯洋动力学过程及资源效应、专题8:大陆构造动力学与大陆流变学、专题9:地球内部流体组分及其效应[C];2016年
5 田功成;刘金高;陈立辉;;中国东北诺敏河岩石圈地幔的年龄与组成及成因[A];2018年中国地球科学联合学术年会论文集(二十)——专题41:地幔地球化学与镁铁质-超镁铁质岩石成因、专题42:地震波传播与成像[C];2018年
6 邹东雅;张宏福;M.Santosh;唐欢;;岩石圈地幔被软流圈熔体多期交代:来自华北克拉通北缘围场地区橄榄岩包体的证据[A];2016中国地球科学联合学术年会论文集(七)——专题15:中央造山系构造演化、专题16:华南大陆构造、专题17:中亚造山带与成矿[C];2016年
7 张卉;郑建平;;赣南新生代煌斑岩中橄榄岩的含水性及西华夏岩石圈地幔演化[A];2016中国地球科学联合学术年会论文集(三十七)——专题72:地幔地球化学与镁铁质-超镁铁质岩石成因、专题73:钦杭结合带(含江南造山带)地质演化与成矿、专题74:显微构造、岩石流变与地壳变形[C];2016年
8 汤艳杰;张宏福;英基丰;张瑾;牛利峰;赵新苗;;太行山中段新生代玄武岩中高镁橄榄石捕虏晶:残留古老岩石圈地幔样品[A];2004年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2004年
9 潘少逵;郑建平;李玺瑶;;中亚造山带东部岩石圈地幔的性质和演化——来自大兴安岭中部橄榄岩捕虏体的制约[A];2015中国地球科学联合学术年会论文集(三)——专题7大陆岩石圈地幔属性与过程、专题8岩石圈结构与大陆动力学、专题9深部地幔物质成分与结构探测[C];2015年
10 潘少逵;郑建平;李玺瑶;;中亚造山带东部岩石圈地幔的性质和演化-来自大兴安岭中部橄榄岩捕虏体的制约[A];中国矿物岩石地球化学学会第15届学术年会论文摘要集(2)[C];2015年
11 陈凌;姜明明;杨进辉;危自根;刘传周;凌媛;;大陆岩石圈地幔的垂向不均匀性[A];2015中国地球科学联合学术年会论文集(三)——专题7大陆岩石圈地幔属性与过程、专题8岩石圈结构与大陆动力学、专题9深部地幔物质成分与结构探测[C];2015年
12 耿显雷;刘勇胜;王选策;Stephen F.Foley;胡兆初;周炼;高山;;华北克拉通晚中生代岩石圈地幔热化学状态:地幔过渡带挥发分再循环与岩石圈减薄[A];中国矿物岩石地球化学学会第17届学术年会论文摘要集[C];2019年
13 徐义贤;罗银河;W.L.Griffin;杨英杰;朱露培;S.O'Reilly;杨波;黄荣;;大别造山带岩石圈地幔的地球物理属性及其动力学意义[A];2015中国地球科学联合学术年会论文集(三)——专题7大陆岩石圈地幔属性与过程、专题8岩石圈结构与大陆动力学、专题9深部地幔物质成分与结构探测[C];2015年
14 孙晶;刘传周;吴福元;;熔体再富集作用对大陆岩石圈地幔的影响[A];中国科学院地质与地球物理研究所2012年度(第12届)学术论文汇编——岩石圈演化研究室[C];2013年
15 赖逸真;杨怀仁;;台湾澎湖群岛岩石圈地幔之熔融与交代换质作用[A];2006年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2006年
16 张丽芬;姚运生;李井冈;廖武林;王秋良;;湖北地区岩石圈地幔变形模式初探[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
17 陈立辉;韩宝福;;陆下岩石圈地幔生长过程:来自北准噶尔晚古生代高镁苏长岩的地球化学信息[A];2004年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2004年
18 王子桢;夏群科;刘佳;;华北早白垩世岩石圈地幔水含量的区域分布特征及其对克拉通破坏动力因素的制约[A];中国矿物岩石地球化学学会第17届学术年会论文摘要集[C];2019年
19 张拉;刘勇胜;;华北克拉通北缘东段岩石圈地幔的多阶段熔体改造——来自辉南新生代玄武岩地幔包体的地球化学证据[A];中国矿物岩石地球化学学会第17届学术年会论文摘要集[C];2019年
20 陈立辉;曾罡;蒋少涌;Albrecht W.Hofmann;徐夕生;潘明宝;;苏鲁超高压带下岩石圈地幔中的重循环大陆下地壳(英文)[A];中国矿物岩石地球化学学会第12届学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前14条
1 ;[D];;年
2 张卉;华南岩石圈地幔性质、含水性及其演化[D];中国地质大学;2018年
3 刘金霖;华北克拉通东北缘与东北造山带陆下岩石圈地幔性质对比研究[D];吉林大学;2014年
4 邹东雅;橄榄岩—熔体相互作用对岩石圈地幔的改造[D];西北大学;2017年
5 王子桢;华北克拉通早白垩世岩石圈地幔水含量分布及其对克拉通破坏的启示[D];中国科学技术大学;2020年
6 杜星星;汉诺坝熔体—岩石圈相互作用研究[D];中国地震局地质研究所;2012年
7 李佩;[D];中国科学技术大学;2015年
8 滕雪明;华北克拉通北缘中段龙王庙岩体和上庄岩体的岩石成因及构造指示[D];中国地质大学(北京);2017年
9 潘少逵;大兴安岭地区岩石圈地幔的性质及其形成演化过程[D];中国地质大学;2013年
10 庞崇进;华北克拉通东部白垩纪中基性火山岩的年代学和地球化学特征[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2015年
11 朱弟成;特提斯喜马拉雅带中段晚古生代以来的火山岩及其意义[D];中国地质科学院;2003年
12 李玺瑶;华南湘桂地区深部岩石圈特征及显生宙演化[D];中国地质大学;2015年
13 张彦龙;大兴安岭地区地幔橄榄岩捕虏体的同位素特征与岩石圈地幔时代[D];吉林大学;2011年
14 夏萍;滇东南马关地区新生代富钾火山岩和幔源包体的地球化学特征及其深部动力学意义[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前11条
1 许瑶;辽西中生代岩石圈地幔特征[D];西北大学;2020年
2 刘海泉;中国东部部分地区新生代岩石圈地幔的成因[D];合肥工业大学;2010年
3 陈曦;河北阳原新生代玄武岩中橄榄岩捕虏体矿物化学特征:华北内部山带岩石圈地幔演化意义[D];中国地质大学;2009年
4 姜盛洪;华北克拉通南缘嵩县早元古代火成岩年代学、岩石学、地球化学约束[D];中国地质大学(北京);2015年
5 陈畅;黑龙江穆棱地区新生代玄武岩中巨晶单斜辉石的矿物学研究[D];中国地质大学(北京);2014年
6 李海平;冀北尚义下白窑-怀安马市口基性岩墙的成因及其构造意义[D];成都理工大学;2019年
7 路思明;吉林省辽源晚中生代碱性玄武岩成因及岩石圈地幔性质[D];吉林大学;2012年
8 曹洋;郯庐断裂带山东段晚中生代火山岩地球化学特征及其地质意义[D];合肥工业大学;2009年
9 汤文婷;挪威北部Spitsbergen岩石圈地幔水含量及地幔交代作用的影响[D];南京大学;2020年
10 刘讲锋;华北克拉通西部岩石圈地幔的性质:河北阳原新生代玄武岩中幔源包体提供的信息[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
11 张志发;滇东南八寨岩石圈构造环境初探:玄武岩中橄榄岩包体的含水性制约[D];昆明理工大学;2016年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 许南茜 毛国樨;以勤奋和执着追求学术卓越[N];中国矿业报;2020年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978