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地球的层圈结构与穿越层圈构造 被引量：19
1
作者 许志琴 王勤 +1 位作者 孙卫东 李忠海 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期261-282,共22页
从1906年发现地核到20世纪60年代,地球物理学、地质学和矿物物理学的研究揭示了地球具有物理化学性质截然不同的层圈结构,并根据全球地震波速度和密度的变化建立了初始参考地球模型。1967年提出的板块构造理论假定刚性的岩石圈板块在塑... 从1906年发现地核到20世纪60年代,地球物理学、地质学和矿物物理学的研究揭示了地球具有物理化学性质截然不同的层圈结构,并根据全球地震波速度和密度的变化建立了初始参考地球模型。1967年提出的板块构造理论假定刚性的岩石圈板块在塑性的软流圈之上发生运动,在洋中脊不断形成的洋壳逐渐在海沟俯冲,由于板块是刚性的,变形将主要集中在板块边界。板块构造理论成功地解释了大洋岩石圈的形成和消亡、火山和地震活动带的分布以及全球构造格局,给地球科学带来了一场革命。但是,经典的板块构造理论尚未解决板块运动的起源和驱动力、大陆岩石圈的弥散性变形、大陆深俯冲等问题,因此大陆动力学成为对板块构造理论的重要补充。近年来的研究表明:在板块汇聚边界,大洋岩石圈可以俯冲至地幔过渡带、下地幔,乃至核幔边界;而大陆岩石圈可以俯冲至150~300 km深度,然后相对低密度的陆壳物质快速折返形成含柯石英和微粒金刚石的超高压变质带。地幔柱活动是是俯冲板块再循环的产物,不仅可以形成大火成岩省和洋岛玄武岩,还可以把俯冲到地幔过渡带的物质带回浅部,导致蛇绿岩中保留金刚石和深地幔矿物。因此,俯冲带和地幔柱不仅提供了穿越层圈的物质和能量交换的通道,也驱动了对地球宜居性至关重要的水循环和碳循环,是研究地球物质组成和动力学演化的重要窗口。 展开更多
关键词 板块构造 大陆动力学 俯冲带 地幔柱 层圈结构 壳-幔循环
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大别山榴辉岩的密度和波速及其对壳—幔循环的启示 被引量：10
2
作者 赵志丹 谢鸿森 +2 位作者 周文戈 朱茂旭 郭捷 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 2001年第1期6-10,共5页
测定了大别山地区榴辉岩和麻粒岩的密度和高温高压 (至 5 .0GPa和 130 0℃ )的纵波速度 (Vp)。超高压榴辉岩具有较高的密度和Vp 及较弱的各向异性。榴辉岩的压力系数为 0 .2 2～ 0 .33km/s·GPa ,超高压榴辉岩的温度系数为 - 3.41&#... 测定了大别山地区榴辉岩和麻粒岩的密度和高温高压 (至 5 .0GPa和 130 0℃ )的纵波速度 (Vp)。超高压榴辉岩具有较高的密度和Vp 及较弱的各向异性。榴辉岩的压力系数为 0 .2 2～ 0 .33km/s·GPa ,超高压榴辉岩的温度系数为 - 3.41× 10 -4 km/s·℃。榴辉岩的密度和波速的分析表明 ,地幔深部的超高压榴辉岩形成后可能包含了两个过程 ,即一部分榴辉岩通过拆沉作用进入深部地幔 ,另一部分快速折返至地壳内或地表 ,榴辉岩的形成过程代表了壳幔物质循环。现今的大别山深部可能只存在少量榴辉岩。 展开更多
关键词 大别山 榴辉岩 密度 纵波速度 各向异性 壳-幔循环
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大别山地区岩石高压弹性波速及其对岩石圈组成和壳-幔循环的限制 被引量：5
3
作者 赵志丹 谢鸿森 +2 位作者 周文戈 N.I.Christensen 张泽明 《自然科学进展（国家重点实验室通讯）》 北大核心 2001年第1期52-57,共6页
在室温和等静水压下测定了大别超高压变质带榴辉岩和麻粒岩至1 GPa压力下的P波和S波速度.研究表明,超高压榴辉岩具有高密度(3.3～3.6g·cm^(-3))、高波速和弱的各向异性(1.4％～2.6％),麻粒岩呈现了低的密度(2.8～3.1g·cm^(-3)... 在室温和等静水压下测定了大别超高压变质带榴辉岩和麻粒岩至1 GPa压力下的P波和S波速度.研究表明,超高压榴辉岩具有高密度(3.3～3.6g·cm^(-3))、高波速和弱的各向异性(1.4％～2.6％),麻粒岩呈现了低的密度(2.8～3.1g·cm^(-3))和波速、高的Poisson比(0.28～0.29),高压榴辉岩具有最强的各向异性(6.1％～8.4％).岩石波速同深地震测深剖面对比表明,大别造山带下地壳可能存在榴辉岩,但是数量应很少,而上地幔具有同超高压榴辉岩或者蛇纹石化/含水纯橄岩相似的地震波速度.推测地壳物质以榴辉岩的形式,通过拆沉作用进入地幔,少部分榴辉岩折返回地壳. 展开更多
关键词 大别山 榴辉岩 弹性波速 各向异性 POISSON比 麻粒岩 壳-幔循环 岩石圈组成
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榴辉岩的弹性波速评述 被引量：3
4
作者 赵志丹 周文戈 +1 位作者 谢鸿森 朱茂旭 《地学前缘》 EI CAS CSCD 2000年第1期259-270,共12页
文中评述了榴辉岩的密度和高温高压下的纵波速度、速度各向异性、泊松比以及榴辉岩声软化现象的成因 ,着重介绍了榴辉岩的密度和波速对探讨岩石圈物质组成、莫霍界面性质、超高压岩石对实现壳幔物质交换的重要意义。榴辉岩的密度为 3 2... 文中评述了榴辉岩的密度和高温高压下的纵波速度、速度各向异性、泊松比以及榴辉岩声软化现象的成因 ,着重介绍了榴辉岩的密度和波速对探讨岩石圈物质组成、莫霍界面性质、超高压岩石对实现壳幔物质交换的重要意义。榴辉岩的密度为 3 2～ 3 6 5g·cm-3 ,其中超高压榴辉岩具有更高的密度 (3 4～ 3 6 5g·cm-3 )。榴辉岩的纵波速度 (vp)在 1GPa时为 7 3～8 9km·s-1,其裂隙闭合压力可能高于 1GPa。榴辉岩的压力系数为 0 3～ 0 4km·s-1·GPa-1,温度系数为 - 3 4× 10 -4 km·s-1·℃ -1。它具有最弱的vP 各向异性 (<3% )。超高压榴辉岩的泊松比为 0 2 54～ 0 2 75。大别山榴辉岩的密度和波速研究表明 ,现今的大别山深部地壳可能依然存在榴辉岩 ,但数量应很少 ;大别山上地幔具有同超高压榴辉岩类似的弹性特征 ;拆沉作用是解释超高压榴辉岩折返机制的重要模式之一 ;榴辉岩的形成过程包含了壳幔物质循环作用 ,一部分榴辉岩已拆沉进入深部地幔 ,另一部分则快速折返至地壳内或通过其他构造作用进一步抬升、暴露地表。 展开更多
关键词 榴辉岩 弹性波速 密度 壳-幔循环 大别山
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关键金属元素的多圈层循环与富集机理:主要科学问题及未来研究方向 被引量：80
5
作者 蒋少涌 温汉捷 +3 位作者 许成 王焰 苏慧敏 孙卫东 《中国科学基金》 CSCD 北大核心 2019年第2期112-118,共7页
关键金属对新材料、新能源、信息技术、航空航天和尖端武器等新兴产业非常关键,具有十分重大的战略意义。加强关键金属矿产的形成机理、分布规律、找矿勘查和绿色利用等研究迫在眉捷。本文对关键金属矿产资源基础理论研究方面应该重视... 关键金属对新材料、新能源、信息技术、航空航天和尖端武器等新兴产业非常关键,具有十分重大的战略意义。加强关键金属矿产的形成机理、分布规律、找矿勘查和绿色利用等研究迫在眉捷。本文对关键金属矿产资源基础理论研究方面应该重视的主要科学问题进行了初步疏理,建议重点加强如下三个方面的深入研究:一是开展关键金属元素地球化学性质和行为的研究,二是开展重大地质事件和层圈物质循环过程与关键金属成矿关系的研究,三是开展关键金属元素超常富集条件的研究。针对稀有金属、稀散金属、稀土金属和其他稀贵金属(如铂族元素、铬和钴)的不同特性,本文分别对它们的未来研究方向提出了建议。 展开更多
关键词 关键金属元素 地球化学性质 壳幔循环 富集机理
原文传递
湘中锑矿深源流体的地幔柱成矿演化 被引量：23
6
作者 黎盛斯 《湖南地质》 1996年第3期137-142,共6页
深源流体在地幔柱热驱动下，历经长期壳幔循环，形成高浓度古水热成矿流体，为湘中锑的成矿蓄积丰沛的矿源。
关键词 深源流体 湘中地幔柱 壳幔循环 锑矿床 成矿演化
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北秦岭古聚会带壳幔再循环 被引量：15
7
作者 张本仁 欧阳建平 +1 位作者 韩吟文 匡少平 《地球科学（中国地质大学学报）》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第5期469-475,共7页
以同构造期代表古洋壳残片的蛇绿岩及产于古岛弧的玄武岩为基础，通过Ｎｄ，Ｐｂ同位素与微量元素示踪及岩浆源区分析，揭示出北秦岭元古宙上地幔以强亏损（εＮｄ（ｔ）＋６．３～＋７．３）和高的Ｙｂ／Ｈｆ，Ｎｂ／Ｌａ和Ｔｈ／Ｌａ... 以同构造期代表古洋壳残片的蛇绿岩及产于古岛弧的玄武岩为基础，通过Ｎｄ，Ｐｂ同位素与微量元素示踪及岩浆源区分析，揭示出北秦岭元古宙上地幔以强亏损（εＮｄ（ｔ）＋６．３～＋７．３）和高的Ｙｂ／Ｈｆ，Ｎｂ／Ｌａ和Ｔｈ／Ｌａ比值为特征，北秦岭地壳和上地幔明显具有Ｐｂ同位素比值高的特征．北秦岭丹凤群岛弧火山岩、二郎坪群弧后玄武岩以及松树沟蛇绿岩中变拉斑玄武岩εＮｄ（ｔ）、放射成因Ｐｂ同位素、Ｙ／Ｔｂ和Ｔｉ－ＭｇＯ研究表明，本区玄武岩存在两类性质不同的岩浆源．一类与亏损的北秦岭岩石圈上地幔源区有关；另一类与携带海洋沉积物的洋壳板块俯冲参与有关．由此。 展开更多
关键词 古聚会带 壳幔再循环 秦岭造山带 岛弧岩浆作用
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用非传统稳定同位素探索全球大洋玄武岩、深海橄榄岩成因和地球动力学的几个重要问题 被引量：4
8
作者 牛耀龄 龚红梅 +11 位作者 王晓红 肖媛媛 郭鹏远 邵凤丽 孙普 陈硕 段梦 孔娟娟 王国栋 薛琦琪 高雅洁 洪迪 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期111-127,共17页
2017年中国科学院海洋研究所"大洋岩石圈与地幔动力学实验室"建成。未来5年,该实验室在国家自然科学基金重点项目(编号:41630968)的资助下,用珍贵的太平洋、大西洋和印度洋洋中脊玄武岩(MORB)、辉长岩和深海橄榄岩(MORP)研究... 2017年中国科学院海洋研究所"大洋岩石圈与地幔动力学实验室"建成。未来5年,该实验室在国家自然科学基金重点项目(编号:41630968)的资助下,用珍贵的太平洋、大西洋和印度洋洋中脊玄武岩(MORB)、辉长岩和深海橄榄岩(MORP)研究地球化学和地幔动力学的几个基本科学问题:1用Ti-Zr-Hf稳定同位素验证"Nb-Ta和Zr-Hf元素对质量分异的假说";2从MORB演化过程和地幔熔融过程检验目前对铁同位素分馏的基本假说,即重Fe同位素与Fe3+有亲和性,且比轻Fe同位素和Fe2+更不相容;3提出并试图检验地幔高氧逸度是板块构造的结果,即含有大量Fe3+的蛇纹石化大洋岩石圈地幔橄榄岩俯冲到深部地幔所致;4对代表性的MORB样品和中国东部新生代碱性玄武岩样品进行铀同位素研究,检验Andersen等(2015)有关地球演化过程中壳幔循环导致的内、外动力地质过程的相互关系。 展开更多
关键词 大洋玄武岩 深海橄榄岩 壳幔循环 地幔动力学 非传统稳定同位素
原文传递
地壳增长与壳—幔再循环
9
作者 Kay R.W.Kay.S.M 曲燕 《世界地质》 CAS CSCD 1991年第1期70-71,共2页
在会聚边缘的地壳增长目前是由地壳从地幔中的萃取作用所支配的,这是一个只能间接观察到的过程。在现代的会聚边缘,常见于地壳最上部的玄武岩和安山岩(及相应的侵入岩)并非直接源于地幔(如它们不是地幔的初始成分)。例如,在阿留申岛弧,... 在会聚边缘的地壳增长目前是由地壳从地幔中的萃取作用所支配的,这是一个只能间接观察到的过程。在现代的会聚边缘,常见于地壳最上部的玄武岩和安山岩(及相应的侵入岩)并非直接源于地幔(如它们不是地幔的初始成分)。例如,在阿留申岛弧,橄榄拉斑玄武岩已被认作是初始岩浆,它与普通高铝玄武岩有关,而后者是由积聚在莫霍面深处的橄榄石和辉石的分离作用所形成的,并代表一个新生的上地幔,更常见的浅部富铝质火山岩及深成岩可以由高铝玄武岩的壳内组分分异、岛弧地壳低熔组分的同化、地壳熔融所形成,或者是诸过程结合的产物。 展开更多
关键词 地壳 增长 壳-幔再循环
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超高压变质作用与壳幔循环 被引量：1
10
作者 赵志丹 周文戈 谢鸿森 《地学前缘》 EI CAS CSCD 1998年第A08期126-126,共1页
榴辉岩相的高压超高压变质作用发生在俯冲或碰撞增厚的大陆地壳的底部或上地幔中（深度可达１２０ｋｍ），并导致岩石密度增大。超高压岩石同一些地球动力学问题关系十分密切，如榴辉岩可能是在拆沉作用中被拆沉的地壳物质，超高压变质... 榴辉岩相的高压超高压变质作用发生在俯冲或碰撞增厚的大陆地壳的底部或上地幔中（深度可达１２０ｋｍ），并导致岩石密度增大。超高压岩石同一些地球动力学问题关系十分密切，如榴辉岩可能是在拆沉作用中被拆沉的地壳物质，超高压变质作用可能是实现壳幔循环的一种途径等... 展开更多
关键词 变质岩 超高压变质作用 壳-幔循环
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