部分熔融和底侵作用

Slab-mantle interactions
Dehydration in the rutile stability field
Partial melting outside the rutile stability field
Modified after Ringwood (1990)
Slab-mantle interactions
与花岗岩类侵入岩对应的火山岩 酸碱度 侵入岩 火山岩（熔岩）
中性 钙碱性 中性 钙碱性碱性
闪长岩 辉石闪长岩 石英闪长岩
正长岩 碱性正长岩 二长岩
（角闪）安山岩 辉石安山岩 石英安山岩
粗面岩 碱性粗面岩 粗安岩/角斑岩（海相）
花岗岩
酸性 钙碱性 花岗闪长岩 斜长花岗岩
流纹岩 黑曜岩（H2O小于2%） 珍珠岩（H2O=2-6%） 松脂岩（H2O大于6%） 英安岩/石英角斑岩（海相） 斜长流纹岩
1. 安山岩的成因
• • • • 安山岩成因复杂性的原因 安山岩成因研究中所要考虑的因素 安山岩成因的主要观点 岛弧钙碱性安山岩形成的模式
•安山岩成因复杂性的原因
• 一般认为安山岩是多成因的：
1）与玄武岩一样，安山岩也可以出现在不同的构造环境， 除俯冲带环境外，还产于大洋中脊和板内裂谷等非造 山环境； 2）安山岩的化学成分具较大的变化范围。如低MgO和高 MgO安山岩；AFM图上表现为拉斑系列和钙碱性系列； SiO2-K2O变异图上具有低钾、中钾、高钾类型。目前 一般将其与岛弧发展的不同阶段相联系. 3）安山岩的同位素组成也有较大的变化范围，表明安山 岩的源区物质来源有幔源、壳源或壳幔混合源之分。
岛弧火山岩的岩石化学特征
岛弧地区安山岩的REE 和Sr-Nd同位素特征—— 变化大，说明岩浆源区 和岩石成因的复杂性

壳幔作用的途经和判定这一作用的地球化学方法摘要壳幔相互作用是当代地球科学,特别是深部地质和大陆动力学研究的重要课题。

本文介绍了壳幔相互作用的途经：底侵作用和拆离作用；以及判定这一作用的地球化学方法和证据。

关键词壳幔作用底侵作用拆离作用地球化学地球是已知太阳系中唯一一个具有演化的(安山质或英云闪长质) 大陆地壳的行星, 而其它行星, 如月球的月壳由基本未经演化的玄武岩组成。

大陆地壳这种独具特色的组成是如何形成的? 现有研究已证实, 原始地壳是由地幔通过部分熔融产生的岩浆上侵和喷发而成。

因此,为了回答上述地球科学的基本理论问题, 人们必须了解以下壳—幔双向物质交换机制和质量迁移量〔1〕: ①地幔是如何通过部分熔融作用形成地壳的?②地壳物质又是如何通过再循环( recycling)过程返回地幔的?③地壳形成和演化机制在地质历史上是否发生过明显变化?由于软流圈是地幔岩浆的主要策源地, 因此,软流圈地幔和岩石圈地幔以及地壳三者之间的物质交换过程对于认识大陆动力学至关重要。

众所周知, 板块构造在解决大陆地质问题时遇到了许多困难。

例如,大陆地壳为何可保存长达数十亿年而不被消减掉? 大陆内部为何有岩浆作用?为何古老造山带通常是没有山根的? 含柯石英和金刚石的超高压变质带为何会大面积折返暴露地表? 近年来,底侵作用(underplating)和拆沉作用(delamination)受到地质、地球物理和地球化学家们共同重视的另一壳—幔交换过程,被用来解释软流圈、岩石圈地幔和地壳三者之间的物质交换以及随之而造成的山脉隆升、盆地形成过程和陆内大规模岩浆作用等现象。

1 壳幔作用的途经1.1 底侵作用(underplating)底侵作用是指来自深部的岩浆向上侵位、添加和囤积的过程, 它实际上包括两种情况:(1)来自上地幔部分熔融产生的基性岩浆侵入或添加到下地壳底部;(2) 下地壳(包括壳幔混合层) 岩石的部分熔融形成的岩浆向中上地壳的侵位和添加[2]。

第二节稀溶液与亨利定律
01
一、亨利定 律
02
二、亨利定 律的适用范
围
第二章微量元素 地球化学基本概 念及有关理论问 题
第三节能斯特定律和分配系 数
二、分配系 数的测定
一、分配系 数
三、影响分 配系数的因 素
第二章微量元素地球化 学基本概念及有关理论 问题
第四节岩浆形成和演化过程的微 量元素地球化学模型
一、部分熔融 模型
三、结晶作用 模型
五、围岩混染 和分离结晶联 合作用（afc） 的模型
01
03
05
02
二、分离熔融 模型
04 四、混合模型
06
六、能量限制 分离结晶混染 （ec afc）模 型
第二章微量元素 地球化学基本概 念及有关理论问 题
第四节岩浆形成和演化过程 的微量元素地球化学模型
七、与时间相关 的分离结晶混染
ow）
08
第五章地球形成演化过程中的微量 元素
第五章地球形成演化过程中的微量元素
第一节太阳系星云、 陨石与地球成分
第二节月球的形成与 演化
第三节玻璃陨石的成 因
第四节地壳与大气圈 地球化学与演化
第五节地幔化学组成 及地球化学演化的微
统计分析法
04
四、元素丰度 与矿产储量和
资源潜力
07
第四章微量元素与构造背景判别
第四章微量元素与构 造背景判别
第一节微量元素识别板块 构造背景的地球化学依据
第二节不同类型岩石的构 造背景判别
第三节一些特殊类型构造 背景的识别
第四节微量元素用于构造 背景判别的限制
第四章微量元素 与构造背景判别
第一节微量元素识别板块构造 背景的地球化学依据

２０２３／０３９（０３）：０８８６ ０９０６ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０３．１５曹亮，许国锋，刘磊等．２０２３．湘南宝山地区燕山期成矿花岗岩岩浆作用研究．岩石学报，３９（０３）：８８６－９０６，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００－０５６９／２０２３．０３．１５湘南宝山地区燕山期成矿花岗岩岩浆作用研究曹亮１，２　许国锋１，２　刘磊１，２ 邵拥军１，２ＣＡＯＬｉａｎｇ１，２，ＸＵＧｕｏＦｅｎｇ１，２，ＬＩＵＬｅｉ１，２ ａｎｄＳＨＡＯＹｏｎｇＪｕｎ１，２１ 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室，长沙　４１００８３２ 中南大学地球科学与信息物理学院，长沙　４１００８３１ ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌｓａｎｄＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３，Ｃｈｉｎａ２ ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＩｎｆｏ Ｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３，Ｃｈｉｎａ２０２１ ０６ １３收稿，２０２１ ０８ １８改回ＣａｏＬ，ＸｕＧＦ，ＬｉｕＬａｎｄＳｈａｏＹＪ ２０２３ ＳｔｕｄｙｏｎＹａｎｓｈａｎｉａｎｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃｇｒａｎｉｔｏｉｄｓｍａｇｍａｔｉｓｍｉｎＢａｏｓｈａｎｄｅｐｏｓｉｔ，ｓｏｕｔｈｅｒｎＨｕｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３９（３）：８８６－９０６，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０３．１５Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｉｔｓｐｅｔｒｏｇｅｎｅｓｉｓａｎｄｔｅｃｔｏｎｉｃｓｅｔｔｉｎｇ，ａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｔｕｄｙ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｚｉｒｃｏｎａｎｄａｐａｔｉｔｅＵ Ｐｂｄａｔｉｎｇ，ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄｚｉｒｃｏｎＨｆｉｓｏｔｏｐｅａｎａｌｙｓｅｓ，ｈａｓｂｅｅｎｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｅｐｏｒｐｈｙｒｙｉｎｔｈｅＢａｏｓｈａｎｄｅｐｏｓｉｔ，ｓｏｕｔｈｅｒｎＨｕｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｇｅｏｆｔｈｅｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｅｐｏｒｐｈｙｒｙｉｓｃａ １６０Ｍａ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔａｎｄｉｓｏｔｏｐｅｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｍｉｘｅｄｍｅｌｔｉｎｇｍｏｄｅｌｏｆａｊｕｖｅｎｉｌｅｃｒｕｓｔａｎｄａｎａｎｃｉｅｎｔｃｒｕｓｔｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ８９０±２０Ｍａｉｎｈｅｒｉｔｅｄｚｉｒｃｏｎｓａｒｅｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄｉｎｔｈｅｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｅｐｏｒｐｈｙｒｙ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈｅｉｎｖｏｌｖｅｍｅｎｔｏｆａＮｅｏ Ｐｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃｊｕｖｅｎｉｌｅｃｒｕｓｔｉｎｉｔｓｐａｒｅｎｔａｌｍａｇｍａｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ＴｈｅａｐａｔｉｔｅｍａｊｏｒａｎｄｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｅｐｏｒｐｈｙｒｙａｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｈｉｇｈｏｘｙｇｅｎｆｕｇａｃｉｔｙａｎｄＣｌｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｌａｒｇｅｃｈａｎｇｅｏｆＳｒ／Ｔｈｒａｔｉｏ，ｂｕｔｗｅａｋｃｈａｎｇｅｏｆＬａ／Ｓｍｒａｔｉｏ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｍａｇｍａｏｒｉｇｉｎｒｅｇｉｏｎｏｆｔｈｅｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｅｐｏｒｐｈｙｒｙｗａｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｔｈｅｆｌｕｉｄｍｅｔａｓｏｍａｔｉｓｍｄｕｅｔｏｔｈｅｓｕｂｄｕｃｔｅｄｓｌａｂｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ Ｄｕｒｉｎｇｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｆｌｕｉｄｗｉｔｈｅｎｒｉｃｈｅｄＣｌａｎｄＨ２Ｏｉｓｒｅｌｅａｓｅｄｆｒｏｍｔｈｅｓｌａｂ，ｗｈｉｃｈｔｒｉｇｇｅｒｅｄｍａｎｔｌｅｗｅｄｇｅｍｅｌｔｉｎｇａｎｄｅｘｔｒａｃｔｅｄｏｆｏｒｅ ｆｏｒｍｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｔｈｉｓｄｅｐｏｓｉｔ Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｔｈｉｎｎｉｎｇａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｔｒｉｇｇｅｒｅｄｂｙｔｈｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｏｆａｎａｎｃｉｅｎｔＰａｃｉｆｉｃｐｌａｔｅ，ｔｈｅＮｅｏｐｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃｊｕｖｅｎｉｌｅｃｒｕｓｔｐａｒｔｌｙｍｅｌｔｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｍａｎｔｌｅｍａｔｅｒｉａｌｕｐｗｅｌｌｉｎｇ Ｔｈｅｓｅｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍａｇｍａｓｉｎｔｒｕｄｅｄｉｎｔｏｔｈｅｏｌｄｃｒｕｓｔａｎｄｉｎｄｕｃｅｄｐａｒｔｉａｌｍｅｌｔｉｎｇ Ａｓｔｒｏｎｇｌｙｃｒｕｓｔ ｃｒｕｓｔｍｉｘｉｎｇｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈｆｏｒｍｅｄｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｉｃｍａｇｍａ，ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，Ｂａｏｓｈａｎｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｅｐｏｒｐｈｙｒｙｗａｓｆｏｒｍｅｄｉｎｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｌｔｈｉｎｎｉｎｇｔｅｃｔｏｎｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐａｌｅｏ ＰａｃｉｆｉｃｐｌａｔｅＫｅｙｗｏｒｄｓ ＢａｏｓｈａｎＤｅｐｏｓｉｔ；Ｇｒａｎｏｄｉｏｒｉｔｅｐｏｒｐｈｙｒｙ；Ｚｉｒｃｏｎ；Ａｐａｔｉｔｅ；Ｍａｇｍａｔｉｃｍｉｘｉｎｇ摘　要 本文对湘南宝山花岗闪长斑岩进行了系统的锆石和磷灰石Ｕ Ｐｂ定年、岩石地球化学以及锆石Ｈｆ同位素研究，并探讨了宝山花岗闪长斑岩的岩石成因和构造意义。