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The giant Jiaodong gold province: The key to a unified model for orogenic gold deposits? 被引量:36
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作者 David I.Groves M.Santosh 《Geoscience Frontiers》 SCIE CAS CSCD 2016年第3期409-417,共9页
Although the term orogenic gold deposit has been widely accepted for all gold-only lode-gold deposits,with the exception of Carlin-type deposits and rare intrusion-related gold systems,there has been continuing debate... Although the term orogenic gold deposit has been widely accepted for all gold-only lode-gold deposits,with the exception of Carlin-type deposits and rare intrusion-related gold systems,there has been continuing debate on their genesis.Early syngenetic models and hydrothermal models dominated by meteoric fluids are now clearly unacceptable.Magmatic-hydrothermal models fail to explain the genesis of orogenic gold deposits because of the lack of consistent spatially- associated granitic intrusions and inconsistent temporal relationships.The most plausible,and widely accepted,models involve metamorphic fluids,but the source of these fluids is hotly debated.Sources within deeper segments of the supracrustal successions hosting the deposits,the underlying continental crust,and subducted oceanic lithosphere and its overlying sediment wedge all have their proponents.The orogenic gold deposits of the giant Jiaodong gold province of China,in the delaminated North China Craton,contain ca.120 Ma gold deposits in Precambrian crust that was metamorphosed over 2000 million years prior to gold mineralization.The only realistic source of fluid and gold is a subducted oceanic slab with its overlying sulfide-rich sedimentary package,or the associated mantle wedge.This could be viewed as an exception to a general metamorphic model where orogenic gold has been derived during greenschist- to amphibolite-facies metamorphism of supracrustal rocks:basaltic rocks in the Precambrian and sedimentary rocks in the Phanerozoic.Alternatively,if a holistic view is taken,Jiaodong can be considered the key orogenic gold province for a unified model in which gold is derived from late-orogenic metamorphic devolatilization of stalled subduction slabs and oceanic sediments throughout Earth history.The latter model satisfies all geological,geochronological,isotopic and geochemical constraints but the precise mechanisms of auriferous fluid release,like many other subduction-related processes,are model-driven and remain uncertain. 展开更多
关键词 Jiaodong province Orogenic gold Metamorphic fluids subduction zones TECTONICS
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新疆哈图早二叠世富镁闪长岩的时代、地球化学特征和可能的成因机制 被引量:30
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作者 尹继元 袁超 +5 位作者 孙敏 龙晓平 邱华宁 王毓婧 任江波 关义立 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2171-2182,共12页
西准噶尔别鲁阿嘎希地区广泛发育富镁闪长质小岩体和岩墙。对岩墙全岩样品的Ar-Ar测年获得了292±3Ma的坪年龄,显示其主要形成于早二叠世。这些小岩体和岩墙均为钙碱性系列岩石,具有宽的SiO2(51.9%~62.6%)、高的MgO(Mg#>60)、Cr... 西准噶尔别鲁阿嘎希地区广泛发育富镁闪长质小岩体和岩墙。对岩墙全岩样品的Ar-Ar测年获得了292±3Ma的坪年龄,显示其主要形成于早二叠世。这些小岩体和岩墙均为钙碱性系列岩石,具有宽的SiO2(51.9%~62.6%)、高的MgO(Mg#>60)、Cr(45.8×10-6~539×10-6)、Ni(17.2×10-6~197×10-6)含量,富集大离子亲石元素(LILE)(如K、Rb、Ba、Th和U)、亏损高强场元素(如Nb、Ta、Ti),富集LREE,亏损HREE。这些特征类似于日本中新世Setouchi火山岩带中的赞岐岩。这些岩体/岩墙很可能是在俯冲过程中,经洋壳板片的脱水形成流体与地幔橄榄岩相互作用而成。这表明,西准噶尔别鲁阿嘎希地区早二叠世为岛弧环境。而富镁闪长岩的形成过程也有利于铜-金矿床的形成,显示该区有良好的成矿远景。 展开更多
关键词 富镁闪长岩 岩墙 俯冲带 铜-金矿化 西准噶尔
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地球的层圈结构与穿越层圈构造 被引量:19
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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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俯冲带波速结构的数值模拟 被引量:15
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作者 宁杰远 臧绍先 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期190-198,共9页
数值模拟结果显示 ,俯冲带在大部分深度都存在高速异常 ,并在 40 0km左右和550km左右的深度存在高速异常的极大值 ,这和地震层析成像得到的波速结构相一致 .说明虽然层析成像方法的分辨率较低 ,但它能给出俯冲板块上P波速度随深度变化... 数值模拟结果显示 ,俯冲带在大部分深度都存在高速异常 ,并在 40 0km左右和550km左右的深度存在高速异常的极大值 ,这和地震层析成像得到的波速结构相一致 .说明虽然层析成像方法的分辨率较低 ,但它能给出俯冲板块上P波速度随深度变化的基本特征 .俯冲带既有正的波速异常 ,也有负的波速异常 ,幅度约在 - 1 0 %— 9%之间 ,这在区域台网的资料中可以得到反映 .俯冲带在约 70 0km深度存在低速异常 ,亚稳态橄榄石的存在也使俯冲带出现沿俯冲方向的倾斜低速区 .地震层析成像结果没有类似的波速结构 ,可能是其分辨率较低所致 .要研究俯冲带的细结构 ,应基于高精度的区域台网的资料 . 展开更多
关键词 俯冲带 动力学 数值模拟 波速结构 地震层析成像 P波
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俯冲带地震诱发机制:研究进展综述 被引量:15
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作者 邵同宾 嵇少丞 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期245-268,共24页
俯冲带作为地球循环体系的关键部位,具有构造活跃、地震多发以及地质条件复杂等特征。基于震源位置,俯冲带地震既可划分为板间和板内地震,也可分为浅源、中源和深源地震。俯冲带内的浅源地震包括板间地震和浅源板内地震,而中源和深源地... 俯冲带作为地球循环体系的关键部位,具有构造活跃、地震多发以及地质条件复杂等特征。基于震源位置,俯冲带地震既可划分为板间和板内地震,也可分为浅源、中源和深源地震。俯冲带内的浅源地震包括板间地震和浅源板内地震,而中源和深源地震皆属于板内地震。在地球浅部,温度与压力低,浅源地震是由岩石发生脆性破裂或沿着先存断层发生不稳定摩擦滑移造成的。随着深度增加,温度和压力的增加使得流行于浅部的脆性和摩擦行为在无水条件下被强烈抑制,岩石从而表现为可抑制地震的韧性行为,使得中-深源地震的诱发机制有别于常规的脆性行为。随着研究的逐渐深入,人们了解到中源地震的诱发机制主要是脱水或与流体相关的致脆以及塑性剪切失稳,而深源地震的成因主要是相变致裂。然而,中-深源地震很可能是两种或两种以上机制共同作用的结果。例如,在中源深度既可能是流体相关的致脆导致脱水源区的脆性围岩产生地震,亦可能是脱水的蛇纹岩本身可能在流体孔隙压的作用下作粘滑滑移,而前者比后者更为重要。孕震带宽度大于"反裂隙模型"预测的亚稳态橄榄石冷核宽度的深源地震可能是由第一阶段的相变致裂和第二阶段的塑性剪切失稳诱发,而孕震带的实际宽度与预测宽度相当的深源地震则可能仅由相变致裂引起。只要过渡带内名义无水矿物中的结构水能释放出来,脱水致脆同样可能触发一些深源地震;而塑性剪切失稳不仅能在中-深源地震触发后的扩展阶段起着主导作用,而且还能单独触发一些中-深源地震,因此能够解释大多数反复发生的中-深源地震活动。 展开更多
关键词 俯冲带 浅源地震 中源地震 深源地震 粘滑 脱水致脆 塑性剪切失稳 相变致裂
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俯冲带部分熔融 被引量:12
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作者 张泽明 丁慧霞 +1 位作者 董昕 田作林 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2589-2615,共27页
俯冲带是地幔对流环的下沉翼,是地球内部的重要物理与化学系统。俯冲带具有比周围地幔更低的温度,因此,一般认为俯冲板片并不会发生部分熔融,而是脱水导致上覆地幔楔发生部分熔融。但是,也有研究认为,在水化的洋壳俯冲过程中可以发生部... 俯冲带是地幔对流环的下沉翼,是地球内部的重要物理与化学系统。俯冲带具有比周围地幔更低的温度,因此,一般认为俯冲板片并不会发生部分熔融,而是脱水导致上覆地幔楔发生部分熔融。但是,也有研究认为,在水化的洋壳俯冲过程中可以发生部分熔融。特别是在下列情况下,俯冲洋壳的部分熔融是俯冲带岩浆作用的重要方式。年轻的大洋岩石圈发生低角度缓慢俯冲时,洋壳物质可以发生饱和水或脱水熔融,基性岩部分熔融形成埃达克岩。太古代的俯冲带很可能具有与年轻大洋岩石圈俯冲带类似的热结构,俯冲的洋壳板片部分熔融可以形成英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩。平俯冲大洋高原中的基性岩可以发生部分熔融产生埃达克岩。扩张洋中脊俯冲可以导致板片窗边缘的洋壳部分熔融形成埃达克岩。与俯冲洋壳相比,俯冲的大陆地壳具有很低的水含量,较难发生部分熔融,但在超高压变质陆壳岩石的折返过程中可以经历广泛的脱水熔融。超高压变质岩在地幔深部熔融形成的熔体与地幔相互作用是碰撞造山带富钾岩浆岩的可能成因机制。碰撞造山带的加厚下地壳可经历长期的高温与高压变质和脱水熔融,形成S型花岗岩和埃达克质岩石。 展开更多
关键词 俯冲带 热结构 部分熔融 缓俯冲 脱水熔融 埃达克岩
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全球俯冲带大洋钻探进展与启示 被引量:12
7
作者 林间 徐敏 +1 位作者 周志远 王月 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1253-1266,共14页
俯冲带是地球最重要的板块边界之一,对研究地球内部的物质与化学成分循环、岛弧与陆壳的形成以及地震与海啸机制至关重要。大洋钻探对于研究俯冲带过程具有不可替代的作用。回顾了全球俯冲带过程的大洋钻探研究,简述近年来取得的重要进... 俯冲带是地球最重要的板块边界之一,对研究地球内部的物质与化学成分循环、岛弧与陆壳的形成以及地震与海啸机制至关重要。大洋钻探对于研究俯冲带过程具有不可替代的作用。回顾了全球俯冲带过程的大洋钻探研究,简述近年来取得的重要进展、科学目标以及对我国大洋钻探发展规划的启示。 展开更多
关键词 大洋钻探 俯冲带 孕震带
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蛇纹石化和俯冲带蛇纹岩变质脱水过程中流体活动性元素的行为 被引量:9
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作者 吴凯 袁洪林 +1 位作者 吕楠 张丽鹏 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期141-153,共13页
蛇纹石是大洋岩石圈和俯冲带内水和流体活动性元素最重要的载体之一。研究蛇纹石化和蛇纹岩变质脱水过程中流体活动性元素的行为是认识俯冲带元素地球化学循环的关键。蛇纹岩是指主要由蛇纹石类矿物构成的岩石,包括利蛇纹石、纤蛇纹石... 蛇纹石是大洋岩石圈和俯冲带内水和流体活动性元素最重要的载体之一。研究蛇纹石化和蛇纹岩变质脱水过程中流体活动性元素的行为是认识俯冲带元素地球化学循环的关键。蛇纹岩是指主要由蛇纹石类矿物构成的岩石,包括利蛇纹石、纤蛇纹石和叶蛇纹石。蛇纹石化过程中会造成流体活动性元素(B、Li、As、Sb、Pb、Cs、U、Sr和Ba等)的显著富集,并且由于原岩性质、流体成分和氧逸度等条件的不同,大洋岩石圈蛇纹岩和弧前蛇纹岩的特征也略有不同。例如,弧前蛇纹岩具有相对高的As、Sb、B和相对低的U,这反映了俯冲沉积物来源流体的贡献。在俯冲带蛇纹岩的变质脱水过程中,利蛇纹石向叶蛇纹石的转变伴随着矿物内超过50%F和Cl的释放,以及一些流体活动性元素(如B和Li)的迁出;此外,蛇纹石分解形成的变质橄榄石中的流体包裹体指示,蛇纹石脱水分解所产生的流体具有高于原始地幔几个数量级的Cl、Cs、Pb、As、Sb、Ba、Rb、B、Sr、Li和U含量。由于利蛇纹石中的Fe^3+含量较叶蛇纹石高,这种矿物相转变过程中也伴随着俯冲通道内的一系列氧化还原过程,从而影响流体性质和新形成的叶蛇纹石的成分。蛇纹岩与岛弧岩浆在流体活动性元素富集规律上的相似性说明蛇纹岩在俯冲带元素循环中扮演着重要的角色。此外,蛇纹石矿物相转变过程中F、Cl、B等元素的释放,可能对于斑岩型金矿、蛇绿岩中的金矿和某些蛇纹岩作为赋矿围岩的硼矿的形成起到重要的作用。 展开更多
关键词 俯冲带 流体活动性元素 元素分异 蛇纹岩 蛇纹石化
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绿帘石记录俯冲带变质流体活动 被引量:8
9
作者 唐盼 郭顺 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2045-2060,共16页
俯冲带是连接地球表生圈层和深部圈层的关键纽带,深刻影响着地球内部的运行方式和人类宜居环境。俯冲板片脱水释放的高压-超高压变质流体控制着俯冲带诸多重要地质过程,如地幔楔交代和部分熔融、岛弧岩浆活动、中/深源地震以及地球内部... 俯冲带是连接地球表生圈层和深部圈层的关键纽带,深刻影响着地球内部的运行方式和人类宜居环境。俯冲板片脱水释放的高压-超高压变质流体控制着俯冲带诸多重要地质过程,如地幔楔交代和部分熔融、岛弧岩浆活动、中/深源地震以及地球内部的元素迁移和分异等等。深入了解这些流体的源区、运移、成分和物理化学条件是理解这些流体性质和行为的前提和关键。绿帘石是俯冲带变质岩中一个常见的含水造岩矿物,具有较宽广的稳定温压范围(绿片岩相-榴辉岩相)、较高的微量元素含量和缓慢的体扩散行为(如Sr、Pb、Th、U、Cr、V和LREE),能够指示俯冲带(多期)变质流体活动和地球化学效应。本文总结了近年来俯冲带变质绿帘石研究的主要进展及其在揭示俯冲带流体活动方面的重要应用,包括探究俯冲带流体的起源、成分特征、运移方式、氧逸度条件、交代效应和多期次结晶行为。这些研究表明绿帘石是一个极好的变质流体活动记录器,能够为理解俯冲带流体活动和深部元素迁移提供关键信息。 展开更多
关键词 绿帘石 俯冲带 变质流体 微量元素 同位素
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洋中脊俯冲的动力学过程
10
作者 廖杰 卿佳容 +2 位作者 吴扬名 李伦 高锐 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期2534-2546,共13页
洋中脊和俯冲带是两个端元的地质构造单元,分别代表离散型和汇聚型的板块边界.但是,二者并不是相互独立的,而是存在强烈的相互作用,如洋中脊以不同形式参与俯冲.我们总结了洋中脊参与俯冲的几种主要形式,即构造环境转变后的洋中脊反转俯... 洋中脊和俯冲带是两个端元的地质构造单元,分别代表离散型和汇聚型的板块边界.但是,二者并不是相互独立的,而是存在强烈的相互作用,如洋中脊以不同形式参与俯冲.我们总结了洋中脊参与俯冲的几种主要形式,即构造环境转变后的洋中脊反转俯冲,汇聚作用下洋中脊与其他构造单元在俯冲启动上的竞争关系,以及洋中脊随俯冲板块输入俯冲带;并概述了与之相关的地球动力学数值模拟,这些研究对理解洋中脊参与俯冲的动力学过程给出了新的认识.(1)在构造汇聚作用下,洋中脊可以反转俯冲;洋中脊的热结构和弱流变强度为俯冲启动提供了重要条件.消亡洋中脊随着温度扩散、强度增加,俯冲难度增大.(2)洋中脊反转俯冲的自然实例相对较少,可能的原因是,与其他洋内及陆缘构造单元(如大洋拆离断层、裂谷型陆缘等)存在竞争关系.模拟揭示了洋中脊与洋内及陆缘构造单元的俯冲竞争关系,并定量阐述了重要物理参数的控制作用.(3)没有形成俯冲带的洋中脊,一个重要归宿是随俯冲板块一并输入到俯冲带.其中,近平行输入和垂直输入是两种端元模式,二者都会影响俯冲过程.洋中脊近平行输入到俯冲带的过程可以用二维模型近似模拟,模拟结果揭示了洋中脊的输入会导致俯冲板块在海沟附近和在板内断离两种形式.洋中脊垂直输入俯冲带可能会导致俯冲板块撕裂并形成板块窗,其动力学过程需要用三维模型系统检验.除了上述介绍的几种洋中脊俯冲过程,更多的洋中脊俯冲模式(如洋中脊倾斜输入俯冲带,洋中脊与转换断层竞争下的俯冲启动)仍需进一步探讨. 展开更多
关键词 洋中脊 俯冲带 洋中脊俯冲 动力学模拟
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俯冲带的流体地质作用 被引量:6
11
作者 于在平 《地学前缘》 EI CAS CSCD 1995年第2期175-182,共8页
俯冲带是地球上流体活动最活跃的地区之一,也是流体由表层进入深部岩石圈的主要通道。流体活动对岩石成分、成岩作用、构造变形、变质作用、部分熔融和岩浆-火山作用,以及海洋生物-化学环境都有重要的控制和影响。本文回顾和总结了... 俯冲带是地球上流体活动最活跃的地区之一,也是流体由表层进入深部岩石圈的主要通道。流体活动对岩石成分、成岩作用、构造变形、变质作用、部分熔融和岩浆-火山作用,以及海洋生物-化学环境都有重要的控制和影响。本文回顾和总结了俯冲带流体地质作用研究的现状和进展,对古俯冲带流体地质作用的若干问题进行了探讨。 展开更多
关键词 流体 俯冲带 增生楔 地质作用 变质岩
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基于DEW模型的地球深部流体组成与水岩相互作用计算方法综述
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作者 兰春元 张立飞 +3 位作者 陶仁彪 胡晗 张丽娟 王超 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期64-76,共13页
水岩相互作用会导致流体中元素的价态、赋存形式等发生改变,进而对元素的富集成矿、循环通量等产生影响。由于地球深部样品与实验数据有限,建立和使用地球深部流体模型可以有效地增加人们对深部流体及水岩相互作用的认知。Deep Earth Wa... 水岩相互作用会导致流体中元素的价态、赋存形式等发生改变,进而对元素的富集成矿、循环通量等产生影响。由于地球深部样品与实验数据有限,建立和使用地球深部流体模型可以有效地增加人们对深部流体及水岩相互作用的认知。Deep Earth Water(DEW)模型是一种描述地球深部流体热力学性质的数据库,其可以与矿物热力学数据库联用,实现对地球深部水岩相互作用过程的模拟研究。本文阐释了使用DEW模型描述深部流体的必要性,叙述了应用DEW模型进行深部流体物种和水岩相互作用计算的基本原理,介绍了一种基于DEW模型计算流体物种的软件——FluidsLab,列举了地球深部流体以及水岩相互作用的应用案例与研究现状,最后对DEW模型后续的应用与发展方向进行展望。 展开更多
关键词 水岩相互作用 俯冲带 地球深部流体 热力学 DEW模型
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深部碳循环的环境气候效应 被引量:5
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作者 宗克清 何德涛 +3 位作者 陈春飞 陈唯 虞凯章 刘勇胜 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1389-1398,共10页
地球表层温度主要由接收的太阳辐射能量及大气温室气体的保温能力共同控制。CO_(2)等温室气体通过对大气温度的调节影响着全球环境气候变化,工业革命以来全球CO_(2)排放量的增加被认为是全球变暖的重要原因,地质历史时期大气CO_(2)浓度... 地球表层温度主要由接收的太阳辐射能量及大气温室气体的保温能力共同控制。CO_(2)等温室气体通过对大气温度的调节影响着全球环境气候变化,工业革命以来全球CO_(2)排放量的增加被认为是全球变暖的重要原因,地质历史时期大气CO_(2)浓度的波动与温室和冰室气候的交替出现相对应。地球超过90%的碳赋存于深部,因此地球深部过程的些许波动便会影响到地表碳含量,进而深刻影响着地球的环境气候变化。以往的研究注重地表碳循环对环境气候的影响,对深部碳的贡献考虑不足。最近十余年全球开展了详细的深部碳循环研究,基于已经取得的重要成果,本文从大火成岩省、裂谷和俯冲带的视角对深部碳循环驱动的环境气候效应进行了系统回顾。认为未来的研究需要对地球深部碳循环通量和碳同位素组成进行更精确的定量,这是我们认识深部碳循环对地表环境气候影响的基础;除了碳元素本身我们还需要关注其他挥发性元素和有害金属元素的综合效应;俯冲带作为全球壳-幔相互作用和物质交换循环最重要的场所,应该是进行深部碳循环观察和环境气候效应研究的重点。 展开更多
关键词 深部碳循环 环境气候 大火成岩省 裂谷 俯冲带
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俯冲板片的脱碳机制及通量估算:问题与进展 被引量:5
14
作者 兰春元 陶仁彪 +1 位作者 张立飞 郭顺 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1523-1540,共18页
地球98%以上的碳赋存在地球深部地幔和地核中。地球深部储库(地幔和地核)中的碳以各类岩浆作用释放到地表,而地球表层系统(大气圈、水圈、生物圈)中的碳又可以伴随板块俯冲作用进入地球深部地幔。然而俯冲过程中不同的脱碳机制会将俯冲... 地球98%以上的碳赋存在地球深部地幔和地核中。地球深部储库(地幔和地核)中的碳以各类岩浆作用释放到地表,而地球表层系统(大气圈、水圈、生物圈)中的碳又可以伴随板块俯冲作用进入地球深部地幔。然而俯冲过程中不同的脱碳机制会将俯冲板片中部分乃至全部碳带出板片,而后经由岛弧岩浆作用、流体扩散作用等途径返回地表。因此,板片俯冲过程中的脱碳机制及其通量深刻地影响了地质时间尺度中地表系统的二氧化碳浓度,进而改变地球的宜居性。本文总结了目前主流观点认可的五种俯冲板片脱碳机制:变质反应脱碳、流体溶解脱碳、熔融脱碳、底辟脱碳和氧化还原脱碳。另一方面,目前对于俯冲板片各种脱碳机制对应的脱碳效率还有很大的争议,因此本文进一步梳理了板片俯冲过程中不同脱碳机制相关的通量估算的研究进展与存在的问题,建议将来综合多种方法对比研究俯冲带碳循环问题,以期在俯冲带深部碳循环过程和通量方面取得突破性进展。 展开更多
关键词 俯冲带 脱碳机制 脱碳通量 地质观察 热力学计算 高温高压实验
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不同构造环境下蛇纹岩化作用的对比——以西南天山和北祁连造山带为例
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作者 姚永祥 肖媛媛 +1 位作者 林晋炎 吴升莹 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2156-2172,共17页
蛇纹石含水量约为13%,是地球上重要的含水矿物,广泛分布于洋底、俯冲带、弧前等环境。同时,海水、俯冲带衍生流体中的活动性元素(B、Li、As、Sb、Pb、Cs、U、Sr、Ba)也可随蛇纹石化作用而富集在蛇纹石中。因此,蛇纹石可以作为流体和流... 蛇纹石含水量约为13%,是地球上重要的含水矿物,广泛分布于洋底、俯冲带、弧前等环境。同时,海水、俯冲带衍生流体中的活动性元素(B、Li、As、Sb、Pb、Cs、U、Sr、Ba)也可随蛇纹石化作用而富集在蛇纹石中。因此,蛇纹石可以作为流体和流体活动性元素的载体参与不同的地质过程。然而,不同的构造环境有不同的温度压力、水岩比值、流体性质、氧化还原条件。不同环境下的蛇纹石化作用,不仅会形成不同种类的蛇纹石(例如利蛇纹石,叶蛇纹石),也有可能会导致蛇纹石的元素富集特征不同,这就需要进一步研究流体活动性元素的地球化学行为和元素富集特征。基于对世界范围内不同环境蛇纹岩数据资料的整理分析,结合西南天山和祁连山两个典型造山带的蛇纹岩样品,我们发现深海蛇纹岩与俯冲带蛇纹岩,B、Ba、Cs表现出不同的富集特征:①深海蛇纹岩具有明显更高的B元素含量,可能反映了B在低温下更容易进入到蛇纹岩中;②俯冲带以及弧前环境下形成的蛇纹岩由于可能有沉积物的输入,Ba、Cs的含量相对较高。这一结论有助于以后通过蛇纹岩的元素地球化学特征反演其相对的构造环境。 展开更多
关键词 蛇纹岩 流体活动性元素 深海 俯冲带 弧前地幔楔
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金属稳定同位素示踪俯冲带挥发分循环 被引量:4
16
作者 刘盛遨 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1512-1522,共11页
俯冲带挥发分的循环不仅深刻影响着地球各圈层之间的相互作用,而且在成矿金属元素迁移-富集以及全球气候变化等重要地质和环境过程中扮演着重要的角色。近年来,金属稳定同位素示踪俯冲带挥发分循环受到了广泛关注,取得了众多进展,但大... 俯冲带挥发分的循环不仅深刻影响着地球各圈层之间的相互作用,而且在成矿金属元素迁移-富集以及全球气候变化等重要地质和环境过程中扮演着重要的角色。近年来,金属稳定同位素示踪俯冲带挥发分循环受到了广泛关注,取得了众多进展,但大多针对单个挥发性元素开展某个特定金属同位素的示踪研究。本文根据不同金属元素的地球化学性质差异及其与多种挥发分之间的结合形式,系统归纳了金属稳定同位素在示踪俯冲带不同挥发分循环方面的特点。整体上讲,镁和锌同位素体系示踪俯冲带碳循环最为有效;锂、镁、钾、钡、钼等金属同位素体系在示踪俯冲带水(流体)循环方面则具有各自的特点;锌同位素在示踪俯冲带硫循环方面有巨大潜力;铬同位素示踪俯冲带氯循环有独特优势;铁、铬、铜等变价金属同位素体系对挥发分的氧化还原状态较为敏感,有望示踪俯冲带氧循环。这些同位素体系对理解俯冲带挥发分循环提供了全新的视角,有望成为未来地球系统科学的重要研究方向。 展开更多
关键词 挥发分 物质循环 俯冲带 金属稳定同位素
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俯冲带中石墨质碳的研究进展 被引量:3
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作者 胡晗 张立飞 《岩石矿物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期764-777,共14页
自然界中,石墨质碳可以稳定存在于沉积岩、岩浆岩和变质岩中,由有机质或无机碳酸盐转变而来。随着对俯冲带碳循环研究的不断深入,通常作为副矿物产出在变质岩中的石墨质碳也引起了广泛的关注。相比于碳酸盐矿物和含碳流体,石墨质碳因其... 自然界中,石墨质碳可以稳定存在于沉积岩、岩浆岩和变质岩中,由有机质或无机碳酸盐转变而来。随着对俯冲带碳循环研究的不断深入,通常作为副矿物产出在变质岩中的石墨质碳也引起了广泛的关注。相比于碳酸盐矿物和含碳流体,石墨质碳因其低溶解性、低移动性常作为碳汇稳定存在于俯冲带中。然而,在一些特殊的地质条件下(例如流体出现的开放体系中),石墨质碳不再稳定,它会变得活跃并发生迁移。因此,石墨质碳也是俯冲带碳循环研究中的关键载体。本文在综述前人研究成果的基础上,总结了俯冲带中石墨质碳的性质、来源、形成和分解过程,并重点介绍了俯冲带中非生物成因石墨的形成机制、石墨质碳的稳定性以及石墨质碳的释放,全面探讨了石墨质碳在俯冲带碳循环中的重要意义。俯冲带中石墨质碳的成因机制主要有3种:生物有机质石墨化、饱和含碳流体沉淀、碳酸盐矿物的还原反应。俯冲带中石墨质碳可通过分解脱气和溶解的方式释放。俯冲作用和风化侵蚀是石墨质碳全球循环的两个主要过程,其中俯冲作用对石墨质碳的地球内部循环影响较大。 展开更多
关键词 石墨 俯冲带 非生物成因 变质岩 碳循环
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地震体波速度与各向异性层析成像研究进展 被引量:2
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作者 黄周传 《地球与行星物理论评》 2022年第6期656-679,共24页
地震层析成像被称为地球CT,是利用地震观测资料反演获得地球深部的结构.利用体波走时反演速度结构是最稳定、最重要的层析成像方法,成功地揭示了地球的深部结构,推动了地球科学的发展.近年来,随着地震数据的快速积累与计算机能力的大幅... 地震层析成像被称为地球CT,是利用地震观测资料反演获得地球深部的结构.利用体波走时反演速度结构是最稳定、最重要的层析成像方法,成功地揭示了地球的深部结构,推动了地球科学的发展.近年来,随着地震数据的快速积累与计算机能力的大幅度提升,地震体波成像的理论与应用均取得了显著的进步,在揭示地球内部的物质循环与动力学、大地震的孕震与发震构造等领域均发挥了重要的作用.本文总结了21世纪以来地震体波成像的新方法和取得的重要进展,特别详细描述了各向异性层析成像的原理和方法.结合东亚、东南亚地区的研究,本文总结了地震层析成像在揭示俯冲板片的形态、结构的应用,发现东亚地区俯冲太平洋板片大规模滞留在地幔转换带中,但在东南亚大量的俯冲印度—澳大利亚板片直接穿过转换带进入下地幔;地震波各向异性进一步约束了俯冲板片及其上覆地幔的变形特征,东亚地区存在强烈的大地幔楔对流,东南亚的上地幔对流相对复杂,并可能受到青藏高原演化的影响.在大地震构造区,地震层析成像揭示了明显的速度和结构异常,陆内大地震的震源附近常常发现低速异常,可能指示了流体对大地震的重要影响;在板块边界,发生在俯冲带逆冲断层面的板间大地震与高速异常的分布密切相关,各向异性反映了断层面的应力状态,可以用来研究逆冲断层面的地震构造.最后,本文探讨了地震体波层析成像存在的问题,展望了该方法如何在地球内部结构演化与动力学领域进一步发挥更大、更重要的作用. 展开更多
关键词 体波走时 层析成像 各向异性 构造变形 俯冲带 地震构造
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西太平洋边缘海地质构造特征 被引量:3
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作者 邱燕 高红芳 《海洋地质》 2017年第2期1-20,共20页
本文综合、集成了关于西太平洋边缘海的地质地球物理调查成果和若干次大洋深海钻探成果,以及中国、俄罗斯、日本等学者多年的研究成果,系统论述了西太平洋边缘的基本特征。首先较为详细地描述西太平洋边缘海盆的形成年代、磁异常条带... 本文综合、集成了关于西太平洋边缘海的地质地球物理调查成果和若干次大洋深海钻探成果,以及中国、俄罗斯、日本等学者多年的研究成果,系统论述了西太平洋边缘的基本特征。首先较为详细地描述西太平洋边缘海盆的形成年代、磁异常条带特征、热流与地壳结构、重力异常与火山地震活动,讨论了西太平洋俯冲带的分段性和蛇绿岩的发育,继而对发育在西太平洋北部边缘的海盆、尤其是与南海关系密切的日本海、菲律宾海、苏禄海和苏拉威西海的发育特征分别给予重点分析,最后论述了菲律宾板块的活动特征。 展开更多
关键词 西太平洋边缘 俯冲带 边缘海盆 板块活动
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全球主要俯冲带处板块运动与地震各向异性及应力场的相关性讨论 被引量:3
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作者 韩鹏 刘迁迁 +1 位作者 孙振添 魏东平 《地震》 CSCD 北大核心 2014年第4期1-11,共11页
在全球板块的很多地方,包括俯冲带、大洋中脊、甚至大陆板块的内部等,地震各向异性都与板块绝对运动图像存在一定的相关性,或者与板内应力场的优势取向一致。本文统计分析了全球9个包含主要俯冲带的板块边界内板块运动与地震各向异性及... 在全球板块的很多地方,包括俯冲带、大洋中脊、甚至大陆板块的内部等,地震各向异性都与板块绝对运动图像存在一定的相关性,或者与板内应力场的优势取向一致。本文统计分析了全球9个包含主要俯冲带的板块边界内板块运动与地震各向异性及应力场的相关性,结果表明,板块的绝对或相对运动控制着板块边界的地震各向异性和应力场特征,尤其是板块的相对运动,在板块边界带处的影响十分明显;从计算结果还可以看出,板块的相对运动方向与地震各向异性及应力场的相关性要好于板块绝对运动。在包含俯冲带的板块边界处,由于俯冲机理的复杂性和控制因素的多样性,使得俯冲带处两者的相关性较为复杂,不同深度来源的各向异性表现出不同特征,且应力状态受多种因素的控制。 展开更多
关键词 地震各向异性 板块运动 应力场 俯冲带
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