地壳伸展期的Ag-Pb-Zn矿脉、变质核杂岩和流体流动途径

科卡尼山脉的Ag-Pb-Zn脉型和交代型矿床形成于始新世地壳伸展期和瓦尔哈拉变质核杂岩揭顶期,位干穿壳的斯洛坎湖断层的上盘.矿脉矿物的δ~(34)S_(硫化物)、δ~(18)O_(石英)、δ~(18)O_(蔓铁矿)和方铅矿的Pb同位素比值显示了区域分带性,揭示了大规模古水热系统的流体流动轨迹.硫来源于周围围岩,而碳则来自深源,可能是上地幔,Pb则是来自于上地壳与下地壳及亏损的上地幔的Pb的混合物.区域性同位素的这种分带现象是受深部断裂带控制的,如斯洛坎湖断层.该断层将下地壳和地慢Pb以及地幔的CO_2运移到地壳上部,在那里与演化程度高的大气水混合并从围岩中淋滤出,硫从上地壳淋滤出Pb.这是第一个说明成矿作用与变质核杂岩揭顶具成因联系的Ag-Pb-Zn矿脉区.     

什么因素控制着大洋的体积?

地球上大洋的体积可能受地壳与地幔之间水交换作用的动力学机理所控制.快速扩张的大洋中脊沉没到压力接近海水临界压力的深处.这样就保证能产生最佳对流热传播,因此,也使得热液循环沿着中脊轴产生最大程度的弥散.洋壳直到1km或更深处仍然含水,因此,当它发生消减时,能将大量的水带到上地幔.这一过程中,水向内部吸收水气的速度可能至少足以平衡向外排气的速度.如果大洋象它在很久以前那样浅的话,对流热传播就会减弱,而热液弥散的深度以及地壳水合作用就会加大或加强.     

聚敛边缘的成矿演化

聚敛边缘岛弧的成矿型式与弧壳的厚度及其岩石演化有关,其本身受岛弧岩石平均硅氧含量和弧壳平均厚度之间的正相关关系影响。一般来说,较厚地壳区的锡、汞、锑和氟含量极高。虽然矿床的组成主要受深部地壳和地幔特征的控制,但许多矿床的实际形状和类型,却受控于上地壳特征,特别是碳酸盐和硅酸盐围岩的相对丰度。浅成热液贵金属矿床通常与陆地、硅质火山作用有关,一般形成于岛弧演化的较晚期。如果岛弧火山作用过早中止,那么这类矿床就不存在,或者如果增厚的或热的洋壳的俯冲作用造成岛弧上部剧烈隆起及随后发生侵蚀,那么这类矿床就会被剥蚀而消失。同样,交代石灰岩的筒状-层状铅-锌-银矿床往往只赋存于有大面积厚的石灰岩单元的地体中,它们通常形成于浅水陆架环境。对聚敛边缘有些重要类型的矿床仍是知之甚少。原始海洋火山弧中的酸性硫酸盐矿床伴随形成于岛弧演化早期阶段的双峰火山岩套出现。虽然碱性斑岩铜矿的形成似乎更远离海沟,形成于斜俯冲期或岛弧回返期,但是它与钙-碱性斑岩铜矿密切相关(通常在同一火山岛弧中)。块状氧化铁矿床和相关的贱、贵金属矿化与岛弧演化后期形成的硅质岩浆有很大关系。除构造和岩石特征外,成矿型式还可反映出全球挤压机理,最主要的是全球海水缺氧性和板块重组。全球海水缺氧形成了缺氧底部水补给下伏含水层的深水环境,它有利于沉积喷气矿化,并能引起地下成矿作用。板块重组在上地壳造成拉伸环境和因早期俯冲板块而变化的洋壳有利于部分熔融的条件下,可引起成矿作用。     

“果冻三明治”褶皱

平均高度5 000m、表面积超过500万(原文如此,应为50万——译者注)平方公里的西藏高原是世界上最大的高原地形。喜马拉雅山脉不断上升,清晰地表明其驱动力与地球表面板块的全球性运动有关。然而,尽管该高原闻名于世,但对其主要特点如高原地下结构、变形方式与变形程度以及对全球构造学的影响还不甚清楚。理解构造学变形本质的一个中心问题是地壳和地幔中强度的垂直分布。Jin等在本期第669页上运用重力资料揭示了西藏地壳大规模褶皱的证据,并暗示在强硬的上地壳和上地幔之间有一软弱的下地壳层。青藏高原是始于4 500万年前的印度与欧业大陆碰撞的产物,结果使地壳厚度增加了一倍。以前解释与碰撞变形有关的地壳厚度的说法有三类,其中每一类都对地壳和上地幔的变形如何分布作了具体的预言。     

大陆莫霍面是地壳与地幔的分界面?

高压捕虏体的研究表明,在绝大多数大陆区的下面,镁铁质岩石是下地壳的主要组成部分,在地幔的最上部也很丰富.根据捕虏体资料可以建立地热和地层剖面,为真实地解释地球物理资料提供岩性条件和物理参数.在高热流大陆区,据地震反射资料确定的莫霍面可能比地壳与地幔的分界面更深.克拉解剖面中"热"下地壳-上地幔剖面所记录到的地震资料的差异,可以仅用温度变化来解释,不必认为岩性有巨大差异.     

内华达大盆地中第三纪卡林型矿化与黄石公园古热点有关吗?

提出在43～34Ma 期间发生的岩浆作用、张性构造以及集中于内华达大盆地中的金矿化与黄石古热点的演化之间存在成因联系。该模式与新生代的区域构造相吻合,并提出了始新世一渐新世岩浆事件与卡林型金矿之间在空间上一致的一种可能解释。这些特点集中体现于大盆地的 Battle 山区,并与推测的40～30 Ma 以来黄石热点的位置恰好重合。黄石公园热点可能是一个起源于核幔边界的地幔柱,核幔边界被认为是一个异常富集金及与金矿伴生的中等亲铁元素的地区。由于60Ma 以来黄石公园热点逐渐被北美板块掩覆,在与近水平俯冲有关的岩浆作用宁静期,随着Farallon 板块的热点俯冲裂解,43～34Ma 期间产生了大规模的壳内熔融和变质去挥发分作用。同期进行的地壳扩张与热流在上地壳中的对流循环有利于构造和岩性对金矿的圈闭,而这正是典型卡林型金矿的特点。     

花岗岩侵位及其相关构造的述评

花岗质岩浆是在重力和水平构造活动的综合作用下侵位于上部地壳的。自然界侵入体具有与其上升和侵位的动力学历史密切相联的各种构造型式。为了系统解释所包含的侵位机制,就必须将自然界的构造型式与实验和数值模型进行对比。根据对自然界的、实验的、数值模型和理论方面的研究,我们得到了有关地壳内花岗质岩浆上升和最终定位问题的重要结论。本文将评述有关文献曾提到过的主要侵位机制,即穹窿作用、底辟作用、气球膨胀作用、岩浆顶蚀作用、破火山口陷落和岩脉扩展作用。岩脉扩展是岩浆从地壳深部和上地幔向上迁移的最有效的作用。根据现代岩脉扩展理论,在地壳深部也能发育使岩脉扩展和岩浆上升的张性断裂。在造山区,如果在岩浆侵位期间有区域变形作用同时活动,岩浆将通过狭窄的通道或容脉裂隙到达上部地壳,并呈不整合的上地壳深成岩体或气球膨胀深成体的形式聚积于最终的储存库内。     

加拿大不列颠哥伦比亚省内斑岩铜-钼矿床的成因及其构造模式

不列颠哥伦比亚省的矿床成因研究是根据1200多个矿床的资料进行的.这些资料包括所记录的金属与金属矿物、沉积岩与火山母岩的年龄和岩性以及任何有关的花岗岩类侵入体的性质.对这些资料的分析确定了斑岩矿床金属的双峰态来源.铜、钼源于原生花岗岩类熔融体,铜/钼比值则反映了此熔融体的成分.铅、锌、银、金产于斑岩侵入体周围的脉中,这些脉的金属含量受脉围岩的岩性控制.岩百学的制约意味着花岗岩类主要是深源地壳熔融成因.这样,我们就运用斑岩的分布与各不相金属比值来确定地壳深部构造图,因此就构成了构造模式.两个主要的火山-深成弧(海岸的:侏罗纪-早第三纪;Takla:三叠纪)产于两个俯冲带上.伴生底板的深熔作用产出了含铜斑岩.山间带的铜-钼斑岩是由混合火山岩、火山碎屑岩及碎屑沉积岩的深熔作用而产生的.这些岩石是在侏罗纪时期沉积于由两个岩浆弧圈闭的洋壳碎片上的.     

非表层热流——构造活动沉积盆地的一个实例

在现在的表层热流模型中,有重要地球动力学意义的热异常并不总是可以认识的。假象的出现是因为表层热流响应地幔热、地壳放射性、岩浆作用、地壳变形、埋藏和/或剥露以及流体运动,其中任何一种都可能抵销其它的热效应。沉积盆地特别适合于将热流分成不同的组分。以新西兰 Taranaki 盆地为例。与构造活动的东部正好相反,该盆地西部的变形相对较弱(从中新世以来)。虽然穿过 Taranaki 盆地的表层热流值大致一致,但下地壳—上地幔模拟的基底受两个或更多因素中的某个因素的影响而变化。低热产量地壳结合东部地壳加厚产生的热沉降效应能解释基底热流异常。如果没有详细的盆地分析和热模拟的帮助,构造热异常就会被忽视。     

地幔柱与大陆构造

地幔柱和板块构造是地球内部两种不同的对流模式,在很大程度上各自独立活动.虽然地幔柱在热传递上不是主要的,但它们在大陆地质中可能起着重要作用.一个新升起地幔柱有一个巨大的球状顶冠,可以引起地壳上隆和溢流玄武岩火山作用,并且可能造成区域变质作用或地壳熔融以及不同规模的地壳伸展.地幔柱顶冠拖着的狭窄尾部,会产生一个熟知的热点踪迹.地幔柱顶冠与尾部火山活动的综合作用也可能对大陆地壳产生重大影响.     

地幔矿物学和莫霍面温度对地幔流体进入大陆下地壳过程的制约

只要Moho面温度≥660℃,大陆下地壳就可以接受来自地幔的CO_2-H_2O流体。低于这个温度,则方辉橄榄质的大陆地幔中缺乏自由流体相。在正常大陆地区的上地幔中(例如中欧的海西期地盾)。自由流体相只能局部地出现在断层、逆冲构造和剪切带内。在这些构造带中,斜方辉石+橄榄石组合已被各种具有含水矿物(蛇纹石、滑石)和/或菱镁矿的矿物组合所取代。在方辉橄榄质地幔中流体存在的温度下限(660℃)与Moho面深度(压力)无关。当温度>670℃时,Moho面一般允许地幔流体通过。这时,地幔流体的成分明显受上地幔中斜方辉石+橄榄石组合控制。能够从地幔进入下地壳的流体中CO_2的最大含量取决于Moho面的温度和深度(压力)。一般来说,CO_2的最大含量随温度的升高而增大,随压力的增大而减小。在700℃、Moho面为30km(8×10~8Pa)的深度上,来自地幔的流体中CO_2的最大含量可达40mol％。但这样的CO_2含量还不足以使下地壳与来自地幔的流体相互作用而脱水形成低温麻粒岩。     

大陆的早期演化

有关大陆演化过程可以通过测定不同年龄的地壳岩石中钕同位素丰度来解决。对来自早期地幔火山岩的Nd 同位素值测量表明,产生低 Sm/Nd 比值大陆壳的地幔源具有高 Sm/Nd 值。通过研究由地幔熔融产生的火山岩,重建亏损地幔的早期状态。澳大利亚西部2.7Ga 岩区的玄武岩 Nb/U 比值与现代地幔岩石的 Nb/U 比值非常接近,这说明2.7Ga 前大陆地壳的数量与现今相同。     

大型和超大型矿床有矿物学判别标准吗?

自1995年以来,IGCP354项目“岩石圈中金属经济超富集作用”已经完成。该项目的目的是建立大型—超大型矿床数据库,以定义其形成、分布地质因素和岩石学-矿物学判别标准。该项研究使我们明确了大型—超大型矿床的特征:受控于深部幔根构造(地幔柱、热点、线性交叉点处的地幔岩浆作用等)及来自幔源和壳源的金属和流体的混合作用;矿床形成于漫长的多期地质作用过程,在地球动力系统     

碱性岩浆的成矿预测标志潜力

本文讨论了与钠质火成霞石正长岩有关的世界上最大的稀有金属矿床的地球化学成因模式.热力学计算表明,高碱度使得挥发组分不能分离出来进入气相.稀土矿床形成于岩浆阶段结晶分异过程,并伴有岩浆体系的对流作用.在结晶作用早期阶段碱性岩浆中成矿组分的饱和是形成堆积型岩浆矿床的必要条件.上述看法得到了显微包裹体资料的证实.     

形成中的大陆壳

大陆地壳总成分是安山质的,这样的成分不可能通过现代地壳生长的主导方式即会聚边缘和板内玄武岩浆作用而产生。由此表明,太古代存在另一种不同的大陆壳产生方式,而且下地壳的拆沉作用可能是一种重要的循环作用。     

铜-镍矿床的形成条件

目前,学者都确信:铜-镍矿床中的含矿物质主要来自地幔,并且确信:它们是由基性-超基性岩浆带进地壳的.因此,探讨铜-镍矿床的成因,必须分析含矿基性-超基性岩浆的演化模式,并且对这类岩浆的成因、注入条件和结晶作用进行研究.下面所叙述的成因结构是根据笔者所编制的《含矿岩浆建造特征、分类及含铜-镍硫化物岩浆矿床表》中所汇集的资料做出的,该表反映了含矿区的地质构造、成分、矿体建造     

元古代—白垩纪金伯利岩中的上地幔包体成分

上地幔岩石是基性、超基性和某些其它成分岩浆的来源。岩浆熔体熔出并从上地幔区迁移到地壳,这是地球演化的相当长时期内才得以实现的过程。无疑,熔体从上地幔岩石中熔出和分离出来,不可能不影响到剩余残体的成分:地幔物质被熔出、分离出去愈多,则在岩浆熔体形成带进行的演变愈深刻。因此,研究上地幔岩随时间演化的情况,对于解决许多岩理学问题是特别重要的。用地球物理方法研究地球的深层,能确定地幔区的现时状态,但不能推测它过去的演化     

世界大型钾盐矿床形成与地壳运动和板块构造活动有关

据《化工矿产地质》世界大型、超大型钾盐矿床的形成与地壳运行和板块构造活动有关。地壳运动和板块活动可营造大型坳陷、断陷盆地、地堑和裂谷 ,为钾盐成矿场所和物质来源提供条件。地壳运动之末期又造就了钾盐矿床形成有利的干旱气候和海退环境。世界大型钾盐矿床形成与地壳运动和板块构造活动有关@林耀庭     

欧洲下地壳的性质——深源包体岩石学和地球化学证据

欧洲碱性火山岩中下地壳包体的研究揭示出,下地壳存在多种岩石类型,从榴辉岩、含或不含石榴石的镁铁质麻粒岩、长英质麻粒岩到高级变沉积岩。包体岩套及推测的下地壳的化学成分与矿物学变化非常大。依据一个包体岩套中不同岩石类型的比例估计出下地壳的组成可以从基性(SiO_2<50ω_B％)到中性(SiO_2≈55ω_B％)。下地壳的年龄尚未确定,但地壳包体中的锆石却常常比地表出露的最老岩石要年轻。这预示着较多的镁铁质下地壳已通过侵入或垫托作用加积到先存地壳的底部了。这种加积作用可能发生在俯冲、裂陷或造山塌陷的过程中。放射性和稳定同位素证据表明确实存在镁铁质岩浆被先存地壳广泛混染的作用。地震波速度限制显示在,欧洲的某些地区,如德国,镁铁质麻粒岩被限制于地壳底部,但在其它地区(苏格兰西北部,匈牙利)则占据下地壳的大部分。在波罗的地盾(科拉)的北部,厚地壳在30～48km深度上含有变化于退变质和变质之间的榴辉岩。     

苏联《地球物理》杂志简介

该杂志由1979年成立的乌兰克科学院地球物理学部编辑,杂志的前身是1956年由С.И.Субботин乌克兰科学院地球物理研究所出版的《地球物理汇编》。杂志刊登的作品介绍了理论地球物理和实验地球物理研究的最新成果;有关地球不同物理场分布规律性的资料;说明了地壳和上地幔深部构造的地球物理综合研究、地球物理控制论、现代地球动力学及地震预报的问题;提供了在不同温压条件下研