岩浆弧火成岩构造组合与洋陆转换.pdf

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1、第2061卷5年53月地一质、论评GEOLOGICALREVIEWV。1．6N。·3May2015岩浆弧火成岩结构组合与洋陆转换邓晋福¨，冯艳芳，狄永军¨，刘翠¨，肖庆辉，苏尚国¨，赵国春¨，孟斐¨，马帅¨，姚图)1)中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，岩石圈构造、深部过程及探测技术教育部重点实验室，北京，100083；2)中国地质调查局发展研究中心，北京，100037内容提要：本文从岩浆弧的火成岩构造组合、主要地质特征和弧地壳成熟度几个方面，讨论洋陆转换作用及其过程。表征洋俯冲环境的火成岩构造组合主要有英云闪长岩一奥长花岗岩一花岗闪长岩(TFG)组合，高镁安山岩组合，镁安山岩组合

2、，Adakite组合(即高锶低钇中酸性岩)与富铌弧玄武岩组合等。基于火成岩结构组合的配置，讨论了4种可能的洋俯冲壳的壳幔结构：(1)热的年轻的俯冲洋壳与上覆冷的幔楔岩石圈；(2)冷的老的俯冲洋壳与冷的幔楔岩石圈；(3)冷的老的洋壳与热的幔楔软流圈；(4)热的年轻的俯冲洋壳与上覆幔楔软流圈。讨论了弧岩浆前锋作为结构标志以及空间组成极性的构造意义；讨论了弧火山作用的时间极性与弧成熟度及其地壳厚度之间的正相关关系，提出岩浆弧地壳双层结构的模型，下地壳主要为玄武质的基性麻粒岩和角闪岩，上地壳为长英质的TTG片麻岩，相当于大陆壳形成的第一阶段，即新生陆壳。岩浆弧及其洋一陆过渡性的弧地壳是洋俯冲作用形成

3、的洋陆转换带(或增生造山带)的最重要的记录。关键词：岩浆弧；岩浆前锋；组成极性；弧成熟度；弧地壳；新生陆壳按板块构造理论，现今地球上分布的最重要的的研究，包括高温高压熔融实验，提供最重要的研究最大一级的三个构造单元，洋、陆和洋陆过渡带，分框架。布着不同的火成岩类：①洋区，包括洋中脊和洋岩石学，特别是高温高压相平衡实验研究表明，岛，主要是玄武岩类，它是洋壳的主要组分；②大陆玄武岩是橄榄岩的低熔组分，安山岩是玄武岩的低地区，主要是花岗岩类，它是陆壳的主要组分；③现熔组分，花岗岩是安山岩的低熔组分。由此，结合上今处于洋陆过渡带的岛弧和活动大陆边缘弧地区，述火山岩全球分布的地质模型，可推测一个总体的

4、主要是安山岩和TTG(即tonalite-trondhjemite—框架，从地幔中生长出洋壳，从洋壳中生长出不成熟granodiorite，英云闪长岩一奥长花岗岩一花岗闪长的弧陆壳，最后从弧陆壳中长出成熟的陆壳。这样，岩)岩类，它是弧地壳的主要组分。相应地，这三个地壳的生长和形成主要通过岩浆作用来实现。火成岩分布区的壳幔构成有大的差异：①洋区没有众所周知，现今洋面积远远大于陆地面积。现陆壳，使人们相信，玄武岩类源于其下伏的地幔橄榄今洋(ocean)的面积约占全球面积的71％，陆岩；②大陆地区有巨厚的陆壳，人们便推测巨量花(1and)的面积仅占29％(Wyllie，1976)；地球化学研岗岩的

5、形成主要源于陆壳内部；③岛弧和活动大陆究表明，3．0Ga前大陆面积约占地球表面积的5％，边缘弧地区是洋壳和33'G岩洋岩石圈向大陆或／和3．0Ga到2．5Ga间大陆面积快速增长到地球表面积洋壳下面俯冲消减的地带，使人们相信，那里的安山的约16％，2．5Ga以来大陆表面积继续增长，直至岩和]YG岩类主要起源于洋壳及其上面的楔形地现今大陆表面积约占地球表面积的30％(杨文采和幔区。上述火成岩的全球分布及其可能的源区的相宋海斌，2014)。但是，现今地球上保存的洋壳很年互对应，可作为一个最宏观的地质模型，为岩浆起源轻，最老的洋壳约160Ma左右，或更精确的为注：本文为国家自然科学基金会和中国科学院

6、”板块构造与大陆动力学”学科发展战略项目”侵入岩大地构造重大关键地质问题研究”(编号：中地调研合同[2014]第169号)、”全国侵入岩成矿地质背景研究”(编号：中地调研合同[2012]第107号)、中国地质调查局项目”内蒙古东部一黑龙江西部燕山期火成岩特征及其成矿意义”(编号：12120114020901)、”内蒙古中东部一黑龙江中生代岩浆作用与金(银)铜(钼)矿成矿作用研究”(编号：1212011121075)的成果。收稿日期：2015-02-05；改回日期：2015．04-21。责任编辑：章雨旭。Doi：10．16509／j．georeview．2015．03．001作者简介：邓晋福，

7、男，1935年生。教授，博士生导师。主要从事岩浆岩及岩石大地构造等研究。Email：diyongjun@cugb．edu．an转474地质论评156．6Ma(马宗晋等，2003)，按2012年的地层年代与角闪岩相的边界(D—G)时必定会放出大量水上表，相当于晚侏罗世。老的洋壳(o‘p)则保留在大陆升进入幔楔和上面的地壳，诱发角闪石化交代作用，内，但数量很少。这表明，比156．6Ma老的洋壳已进一步俯冲达到与榴