秦岭和华北岩石纵波速度及其对地壳低速层成因的启示 赵志丹（中国科学院地球化学研究所，贵阳 550002）高山 骆庭川 张本仁（中国地质大学地球化学研究所，武汉 430074）谢鸿森 郭捷 许祖鸣（中国科学院地球化学研究所，贵阳 550002）摘要 人们在世界上许多地区的中、下地壳发现了低速层，并从不同角度来解释它的成因。作者对采自秦岭和华北地区的138个样品进行了高温（达1500℃）和高压（达3GPa）条件下纵波速度的测定结果，探讨了岩石纵波速度的一般特征，并且发现了岩石纵波低速现象。通过对实验产物的矿物组成和结构等的综合研究表明，含水矿物（角闪石或黑云母）的脱水、相变和部分熔融导致岩石出现纵波低速现象。实验结果表明含水矿物脱水熔融可能是引起研究区或世界其他地区出现地壳低速层的重要机制。关键词 地壳低速 层岩石纵波速度 脱水和相变 部分熔融 秦岭造山带 华北克拉通1 引言本世纪50年代以来，以地球物理为主的地壳深部探测和对地球深部物质的实验研究使我们对岩石圈，特别是大陆岩石圈不断加深了解。其中地壳低速层就是深部地球物理的重要发现之一，它分布在世界的许多地区，如阿尔卑斯、北美、西藏、华北和秦岭造山带等地区，而且其中的许多地区是具有高热流的构造或地震活动带[2，12，13，14，。
地球物理剖面特征 QB-1剖面是近南北向横切东秦岭及相邻陆缘的综合地球物理剖面，由原地质矿产部物化探局、第二综合物探大队和成都地质学院于1995年协同完成（袁学诚等，1994；董颐珍，1997）。剖面测线东起河南伊川，经嵩县、栾川、西峡和淅川，止于湖北房县，全长约280km。研究方法综合了人工折射地震、大地电磁、航空磁测与重力测量。图3-1为QB-1剖面综合地球物理断面图。断面显示出以下基本特征（袁学诚等，1994；董颐珍，1997；张国伟等，2001）：（1）QB-1剖面所穿过的东秦岭地壳厚度相对较薄，没有地壳加厚现象，即无造山带山根。莫霍面呈叠瓦状分布，其深度由北向南从栾川-嵩县段的约34km增加到商丹断裂以南的约40km。（2）嵩县以北地壳波速向深部连续递增，但电性不均一，存在形态明显南倾的低阻带，被推断为华北陆块南缘与秦岭造山带的俯冲接触界线。本段内地壳可分为三层，其中上地壳厚度约14.3km（波速约5.89km/s），中地壳约8.9km（波速约5.92km/s），下地壳约7.6km（波速约6.60km/s）。图3-1 QB-1剖面综合地球物理断面图（据袁学诚等，1994）表3-1 秦岭造山带及邻区地壳各结构层的岩石组成（据张本仁等，2002，略做修改）（3）嵩县以南至栾川断裂附近，上地壳可分为。
岩石圈-软流圈边界(LAB)综合解释 岩石2113圈深部物质组成是个极富挑战性的前沿课题5261，它是岩4102石圈的基本参数和大陆动力学1653研究的基础，对此各国地球科学家们竞相探索。这一学科也称为地球深部物质科学，在地球科学领域中是一个非常特殊的分支，需要把与地球深部有关的多个学科，如矿物学、矿物物理学、高压矿物物理学、岩石学、岩石力学、地质学、地球化学、地球物理学等学科的学术思想、研究成果和探测方法结合起来进行研究。2.4.2.1 岩石圈深部物质组成研究方法通常直接获得深部物质组成有两种方法：一是岩石学方法，该方法主要来自三个方面(吴宗絮等，1994；邓晋福等，1996)：①出露于地表的深部陆壳岩石(主要是前寒武纪变质岩系)；②由岩浆或构造作用带到地表的深部岩石包体或块体；③各类火成岩(火山岩与侵入岩)中包含的岩浆源区的化学与物理学信息，结合地球物理测深资料与高温高压下岩石的地震波传播速度的实验成果。通过这一方法已成功建立了华北(吴宗絮等，1994)、青藏高原东部地区的壳-幔岩石学结构(邓晋福等，1996)。二是地球化学方法，通过对出露地表的深部陆壳岩石进行地球化学取样分析，结合地球物理测深资料与高温高压下岩石中地震波传播速度的实验成果，获得地球物质组成的化学结构。深部物质。
莫宣学的科研报告 1.莫宣学路凤香沈上越 朱勤文 侯增谦等，1990，三江地区重要火山岩系及其与有关金属矿产的关系.地质矿产部”七五”科技攻关项目二级课题研究报告，已通过地质矿产部科技司组织。
青藏高原岩石圈构造演化 由于上述古地磁资料的局限性等原因，青藏高原岩石圈演化也以蛇绿岩为主线作一简要探讨，从新元古代开始，在空间上高原的演化与其四周扬子地台、中朝地台以及松潘地块等相互联系，但也由于早期较确切古地磁数据的欠缺，这里讨论的仅涉及青藏高原中、西部岩石圈构造演化。截至目前较确切发生于新元古代—早古生代的蛇绿岩的报道是高原西北西昆仑库地蛇绿岩，此外高原东北缘祁连熬油沟蛇绿岩？也可能发生在晚前寒武纪。库地蛇绿岩上部由较厚玄武质岩石和块状玄武岩等组成，其中玄武岩同位素测年(丁道桂等，1996；邓万明，2000；方爱民等，1998)和硅质岩放射虫定年(周辉等，1998)均为新元古代—早古生代。这里值得一提的是近年我们采自该蛇绿岩中、上部的具堆积结构的石英辉长岩，采用先进SHRIMPII锆石测年为(510±4)Ma，(Xiao Xuchang et al.，2005)与上述蛇绿岩形成时限是一致的。以上蛇绿岩提供的信息，说明新元古代—早古生代青藏高原已出现洋、陆岩石圈板块格局，北面应是经塔里木运动已固结的塔里木岩石圈地块，南面是印度岩石圈板块。晚古生代—早中生代，高原北部可可西里-羌塘(北羌塘为主)地区，东昆仑山以南出现了布青山—玛积雪山—玛沁一带蛇绿岩或蛇绿混杂岩，。
