全球构造与地球动力学 岩石学与地球化学方法应用实例【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

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第1章 玄武岩浆起源和演化的一些基本概念1

1.1岩浆起源的概念1

1.1.1部分熔融与全部熔融1

1.1.2玄武质岩浆的幔源物质2

1.1.3部分熔融的发生——岩浆的形成3

1.1.4减压熔融和绝热梯度5

1.1.5等压和变压熔融反应6

1.2玄武岩浆的成因和构造环境8

1.2.1离散型板块边界岩浆的形成9

1.2.2汇聚板块边界岩浆的形成9

1.2.3转换断层岩浆的形成13

1.2.4板内火山活动13

1.3岩浆演化14

1.3.1液相线温度和液相演化趋势（LLDs）的概念14

1.3.2“湿”玄武质岩浆的液相线温度16

1.3.3含水和无水玄武岩浆不同的演化轨迹18

1.4中国东部中新生代火山活动起源的假说19

1.4.1地势、重力、地壳厚度和地幔地震层析图像的启示19

1.4.2导致中国东部岩石圈减薄的因素21

1.4.3中国东部中生代玄武岩浆火山活动25

1.4.4中国东部新生代玄武岩浆火山活动26

1.5小结29

第2章 俯冲带的成因和板块构造31

2.1历史回顾及新概念的诞生31

2.2导向新概念的观察32

2.3定性描述及定量计算37

2.3.1大洋高原模式37

2.3.2定量考虑38

2.4新概念与现有模型之比较41

2.5新概念的有效性及预测性42

2.5.1 Hawaii-Emperor海山链43 Ma前折曲的成因42

2.5.2蛇绿岩定位、玻安岩的产生以及前弧英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗岩（TTG）组合的成因43

2.5.3大陆增生机制43

2.5.4被动大陆边缘——未来俯冲带的轨迹45

2.6小结45

第3章 洋中脊动力学47

3.1研究现状47

3.2全球MORB数据库及新观点49

3.3分异影响校正53

3.3.1 Klein和Langmuir （1987）的方法和解释53

3.3.2 Klein和Langmuir （1987） Fe8校正存在的问题54

3.3.3校正分异影响到Mg#=0.7255

3.3.4化学组成-洋脊水深相关性：Fe8和Na8等同于未进行分异校正的原始数据55

3.3.5化学组成-洋脊水深相关性：分异校正数据的平均值56

3.3.6化学组成-洋脊水深之间相关性：主要讨论Fe72与Fe8和Na72与Na859

3.3.7小的Fe72变化可能没有压力意义61

3.4全球洋脊水深变化——基本限定62

3.4.1地幔潜在温度变化的意义62

3.4.2地幔组分变化的意义67

3.5几点思考74

3.5.1控制全球洋脊水深变化的因素74

3.5.2全球MORB组分变化控制的因素76

3.5.3控制初始熔融深度（P o）的因素77

3.5.4控制终止熔融深度（P f）的因素77

3.5.5浅脊的MORB熔体演化程度更高的缘由78

3.5.6我们提出深脊下是富石榴石橄榄岩而不是榴辉岩或石榴辉石岩78

3.5.7洋脊是浅源还是深源的79

3.6小结80

第4章 洋岛玄武岩的成因82

4.1岩石学和地球化学制约82

4.1.1俯冲洋壳的熔融不能产生高镁的OIB熔体82

4.1.2古洋壳在同位素上太亏损，不能产生OIB83

4.1.3俯冲带脱水后的循环洋壳很难成为OIB的源区87

4.1.4 OIB缺少俯冲带脱水的Sr-Nd-Hf同位素特征89

4.2矿物物理学制约92

4.2.1俯冲到下地幔的洋壳密度太大而不能返回上地幔92

4.2.2下地幔条件下玄武质熔体密度比周围固态地幔物质密度大得多93

4.3 OIB源区的成因93

4.3.1大洋玄武岩地幔源区的两端元组分（复合岩性）95

4.3.2两种端元都很古老，但是它们有不同的同位素演化历史95

4.3.3低熔融程度岩浆成因的富集组分96

4.3.4 LVZ和增生的大洋岩石圈界面低分熔熔体的交代作用96

4.3.5循环的被交代大洋岩石圈物质补给热点火山作用和OIB源区97

4.3.6地幔源区富集的两个时间尺度97

4.3.7对地幔地球化学结构的启示97

4.4小结98

第5章 洋岛玄武岩源区物质的性质，俯冲洋壳、岩石圈地幔的命运99

5.1简要回顾100

5.2俯冲洋壳（SOC）不是OIB的主要源区100

5.2.1 SOC太亏损，不可能是OIB源区组成101

5.2.2改进的“ROC”，模型有更多不足103

5.3俯冲的陆源沉积物不是OIB源区的主要组成105

5.4大陆岩石圈地幔可能是OIB的富集源区106

5.5大洋岩石圈地幔交代作用可以解释OIB源区的富集过程107

5.5.1地幔交代作用107

5.5.2地幔交代作用发生的场所108

5.5.3地幔交代作用机制109

5.5.4交代介质的性质110

5.6地幔动力学的一些新思路112

5.6.1对亏损MORB地幔性质及起源的新认识112

5.6.2俯冲大洋岩石圈的归宿113

5.7小结116

第6章 岩石圈厚度与全球洋岛玄武岩地球化学组成的成因关联118

6.1基本原理119

6.2盖层效应及其地球动力学意义119

6.2.1大洋岩石圈厚度（L）的影响——盖层效应124

6.2.2大洋岩石圈的厚度变化是全球（）IB地球化学特征最主要的控制因素125

6.2.3受限于岩石圈厚度的浅部熔融过程稀释OIB中的“石榴子石”痕迹126

6.2.4 OIB中Sr-Nd-Pb-Hf同位素特征显示盖层及源区的效应126

6.2.5 OIB的化学成分记录了熔融的最终深度（Pf），而不是初始熔融深度（P）127

6.2.6大洋岩石圈作为热边界层具有岩石学意义129

6.2.7 OIB的地球化学特征要求主动上涌和减压熔融130

6.3盖层对OIB矿物成分的影响131

6.3.1 Niu和O’Hara （2007）的解释132

6.3.2盖层效应在解释橄榄石成分中的作用134

6.4成熟大洋岩石圈的恒定厚度142

6.5小结143

第7章 洋脊“吸引力”、洋脊一“地幔柱”相互作用和浅部地幔对流145

7.1两个概念145

7.1.1地幔柱145

7.1.2洋脊148

7.2实例151

7.2.1近端和远端柱-脊相互作用151

7.2.2扩张速率决定地幔柱流动153

7.2.3实例和现象154

7.3小结159

第8章 地幔熔融和深海橄榄岩的成因162

8.1研究进展162

8.2数据和模型解释163

8.2.1深海橄榄岩全岩成分间的相关关系163

8.2.2定量方法166

8.2.3模型应用170

8.3结果讨论174

8.3.1深海橄榄岩的成因174

8.3.2与其他模型的对比176

8.3.3其他重要应用177

8.4小结184

第9章 深海橄榄岩的地球化学特征及成因185

9.1研究现状概要185

9.1.1存在主要问题185

9.1.2新的研究方法186

9.2样品187

9.3分析方法和数据187

9.4可行的模型框架188

9.5数据和解释189

9.5.1深海橄榄岩全岩主量元素189

9.5.2深海橄榄岩全岩微量元素特征194

9.6主要问题及讨论207

9.6.1再富集作用发生的地点207

9.6.2熔体再富集作用似乎没有影响残余单斜辉石208

9.6.3过量LREE、 HFSE和其他不相容元素的储存和分配208

9.6.4 Nb-Ta和Zr-Hf分异机制210

9.6.5洋脊下Nb-Ta 、 Zr-Hf分异的一种假说211

9.6.6单斜辉石是残余还是出溶产物213

9.6.7蛇纹石化和海底风化的地球化学效应213

9.6.8熔体一残余的互补性214

9.7地球化学动力学意义215

9.7.1 Eu异常215

9.7.2部分熔融和熔体-残余反应的直接标志217

9.7.3丢失的Nb储库217

9.7.4俯冲带蛇纹石化和海底风化的可能结果218

9.8小结219

第10章 洋壳与陆壳的成因关系、大陆地壳增生的场所和机制、亏损地幔的成因221

10.1原始MORB中过量的Eu和Sr221

10.1.1稀土元素和岩石成因221

10.1.2普遍观点：幔源熔体中不存在Eu异常222

10.1.3大陆地壳中显著的负Eu异常223

10.1.4原始MORB熔体都具有显著的正Eu异常223

10.1.5 MORB熔体中Eu和Sr异常的起源225

10.1.6 DMM具有过量的Eu和Sr227

10.2对两个主要固体地球问题的新认识227

10.2.1大陆地壳来源和壳幔分异227

10.2.2大洋上地幔的化学结构236

10.3小结243

第11章 元素分异和地质过程245

11.1理论245

11.2观察245

11.3讨论247

11.3.1 MORB和MORP中的Zr-Hf和Nb-Ta分异247

11.3.2海水中的Zr-Hf和Nb-Ta分异248

11.4小结250

关于地幔柱大辩论252

1.地幔柱假说：起源、有限性252

2.其他可能模型和警告253

3.地幔柱大辩论有关的定义和概念253

全地幔对流模型254

分层地幔对流255

4.结语256

主要参考文献257

附录Ⅰ 常用术语索引299