中国东部几个地区新生代玄武岩中单斜辉石—熔体平衡温压—兼论幔源包体的成因

以中国东部宽甸、汉诺坝和明溪含有幔源包体的新生代玄武岩中的单斜辉石斑（巨）晶为研究对象,采用最新的单斜辉石－熔体平衡温压计对单斜辉石斑（巨）晶－熔体进行了平衡温压计算。结果表明,碱性玄武岩中的单斜辉石斑晶结晶温度和压力高于共生的亚碱性玄武岩中的单斜辉石斑晶,单斜辉石巨晶的结晶温度和压力高于单斜辉石斑晶。这说明碱性玄武岩的形成深度大于亚碱性玄武岩,单斜辉石巨晶是更高压力下的结晶产物,单斜辉石斑晶在岩浆上升的不同深度均有晶出。回归分析表明,尽管携带幔源包体的玄武岩浆上升速度较快,但并不是绝热上升。单斜辉石斑（巨）晶的结晶温压条件与同一地点幔源包体平衡温压条件的对比表明,单斜辉石巨晶和碱性玄武岩中的部分单斜辉石斑（巨）晶的结晶温压大于幔源包体的平衡温压,表明了包体寄主岩浆的来源深度大于包体的深度。因此,幔源包体是寄主岩浆上升途中捕虏的上地幔碎块,而非寄主岩浆形成源区的残留体。     

汉诺坝玄武岩化学及其演化趋势

汉诺坝玄武岩于中新世喷出。除了碱性玄武岩以外,夏威夷岩广泛分布,还有苦橄玄武岩和马盖尔岩。有三个岩浆演化趋势:地壳岩浆房内橄榄石和单斜辉石斑晶组合的分离作用产生了从夏威夷岩到马盖尔岩的肯尼迪分异趋势;莫霍面附近的岩浆房内石榴石、普通辉石、歪长石和钛铁矿巨晶组合的分离作用导致了由原生夏威夷岩和碱性玄武岩经过进化的夏威夷岩和碱性玄武岩到拉斑玄武岩的跨式B型分异趋势;原生岩浆演化趋势。     

内蒙古集宁新生代玄武岩中橄榄岩包体和巨晶的发现及意义

内蒙古集宁新生代玄武岩产于华北克拉通北缘，属于广义的“汉诺坝玄武岩”。首次在三义堂附近的碱性玄武岩中发现了大量的橄榄岩包体、辉石和长石以及少量的含钛磁铁矿巨晶。包体主要是尖晶石二辉橄榄岩，造岩矿物为橄榄石＋斜方辉石＋单斜辉石＋尖晶石，辉石巨晶主要为透辉石和普通辉石，长石巨晶主要是歪长石和少量斜长石。1．5GPa条件下，尖晶石二辉橄榄岩样品所记录的平衡温度与汉诺坝相近，集中于950℃左右，大体上反映了华北克拉通北缘大陆岩石圈地幔尖晶石相部分的温度状态。单斜辉石巨晶的结晶温压大于幔源包体的平衡温压，表明巨晶的来源深度可能大于包体。包体的结构及矿物成分分析表明，这些包体是玄武质岩浆上升过程中偶然捕获岩石圈地幔的岩石碎块。二辉橄榄岩包体中橄榄石高Mg#值（89．5～91．7）和较高的NiO含量（0．29％～0．55％），暗示集宁玄武岩中的橄榄岩包体来自较高熔融程度的岩石圈地幔。     

幔源角闪石巨晶中硫化物熔融包裹体研究

硫化物熔融包裹体研究是认识硫化物矿床成矿元素来源和演化的重要手段,由于硫化物熔融包裹体的体积较小(粒径仅为10～20μm),其详细化学元素组分的难以获得一直是制约进一步研究的瓶颈。笔者在前人研究的基础上,借助于扫描电镜、电镜能谱和二次飞行时间离子探针(Tof-SIMS)对产于铜陵地区角闪石巨晶中的硫化物熔融包裹体进行了详细的研究,首次获得了一套精确的矿物化学资料和元素分布图。矿物学研究表明,角闪石巨晶在上地幔和下地壳均有结晶,温压区间分别为T:850～900℃(温度),P:0.70×109～0.82×109Pa(压力),对应深度D:23.10～27.06km;和T:900～950℃,P:1.09×109～1.17×109Pa,D:35.97～38.61km。元素分布图显示,硫化物熔融包裹体主要有两种元素组成体系:S-Fe-Mn-Ni-Rb-Sr-Ba和S-Fe-Cu-Sr,幔源硫化物体系中Mn、Ni、Rb、Ba等元素具有相似的性质特征可共溶,与Cu则表现出不混溶。在铜陵地区,上地幔的部分熔融形成了一套碱性玄武岩浆,后受岩浆底侵作用和壳幔相互作用影响,底侵进入下地壳深位岩浆房,发生结晶分异和同化混染作用,形成一套轻度演化的玄武岩浆,可能为辉长质。上地幔和下地壳的角闪石巨晶分别是由上地幔碱性玄武岩浆和下地壳轻度演化的玄武岩浆(辉长质)高压下结晶的产物。当上地幔碱性玄武岩浆上侵到下地壳深位岩浆房以后,发生结晶分异作用,又由于地壳硅镁层的混染作用,使得玄武岩浆中硫溶解度降低,促其熔离,从而释放大量的硫(S,以及Ni、Cu、Cr)。角闪石巨晶中的硫化物熔融包裹体正是在下地壳深位岩浆房中,由正在结晶的角闪石巨晶在结晶分异和轻度演化的玄武质岩浆中捕获的不混溶硫化物熔融液滴形成的。铜陵地区在中生代经历了一个长期的大规模的岩浆底侵作用和壳幔相互作用过程,由于下地壳硅镁层混染作用使得轻度演化的玄武岩浆释放大量硫,必然会在莫霍面附近形成大规模高浓度的硫富集区,这些组分在岩浆上侵作用、地壳减薄作用或者裂谷作用的影响下很容易再活化,进入区域岩浆-热液流体系统,最终参与形成区域大规模的硫化物矿床。     

玄武岩中普通辉石,石榴石巨晶的研究：Ⅰ.REE演化

辽宁宽甸、河北汉诺坝和福建明溪碱性玄武岩中的普通辉石和石榴石巨晶MgO、FeO、CaO含量的变化呈现了矿物的结晶分异趋势。从高温到低温晶出辉石的REE分馏程度不断增高,石榴石REE分馏程度不断降低,即两种巨晶中的LREE不断增加,而HREE逐渐减少,矿物的稀土模式曲线出现交叉现象。 用宽甸和汉诺坝任一层玄武岩作为液相与巨晶所计算的REE分配系数D_(矿物)~(REE)-玄武岩值,均与实验值相近,因而它不能旁证载体玄武岩就是巨晶的母岩浆。辉石晶出后残余岩浆比例Ⅰ值计算表明,母岩浆体可能是一个相对体积不太大的、主元素和REE成分不断变化的相对独立的地质体。     

Melt Inclusions of Sulfide in Mantle-Driven Amphibole Megacrysts

硫化物熔融包裹体研究是认识硫化物矿床成矿元素来源和演化的重要手段,由于硫化物熔融包裹体的体积较小(粒径仅为10～20 μm),其详细化学元素组分的难以获得一直是制约进一步研究的瓶颈.笔者在前人研究的基础上,借助于扫描电镜、电镜能谱和二次飞行时间离子探针(Tof-SIMS)对产于铜陵地区角闪石巨晶中的硫化物熔融包裹体进行了详细的研究,首次获得了一套精确的矿物化学资料和元素分布图.矿物学研究表明,角闪石巨晶在上地幔和下地壳均有结晶,温压区间分别为T:850～900℃(温度),P:0.70×109～0.82×109 Pa(压力),对应深度D:23.10～27.06 km;和T:900～950℃,P:1.09×109～1.17×109 Pa,D:35.97～38.61 km.元素分布图显示,硫化物熔融包裹体主要有两种元素组成体系:S-Fe-Mn-Ni-Rb-Sr-Ba和S-Fe-Cu-Sr,幔源硫化物体系中Mn、Ni、Rb、Ba等元素具有相似的性质特征可共溶,与Cu则表现出不混溶.在铜陵地区,上地幔的部分熔融形成了一套碱性玄武岩浆,后受岩浆底侵作用和壳幔相互作用影响,底侵进入下地壳深位岩浆房,发生结晶分异和同化混染作用,形成一套轻度演化的玄武岩浆,可能为辉长质.上地幔和下地壳的角闪石巨晶分别是由上地幔碱性玄武岩浆和下地壳轻度演化的玄武岩浆(辉长质)高压下结晶的产物.当上地幔碱性玄武岩浆上侵到下地壳深位岩浆房以后,发生结晶分异作用,又由于地壳硅镁层的混染作用,使得玄武岩浆中硫溶解度降低,促其熔离,从而释放大量的硫(S,以及Ni、Cu、Cr).角闪石巨晶中的硫化物熔融包裹体正是在下地壳深位岩浆房中,由正在结晶的角闪石巨晶在结晶分异和轻度演化的玄武质岩浆中捕获的不混溶硫化物熔融液滴形成的.铜陵地区在中生代经历了一个长期的大规模的岩浆底侵作用和壳幔相互作用过程,由于下地壳硅镁层混染作用使得轻度演化的玄武岩浆释放大量硫,必然会在莫霍面附近形成大规模高浓度的硫富集区,这些组分在岩浆上侵作用、地壳减薄作用或者裂谷作用的影响下很容易再活化,进入区域岩浆-热液流体系统,最终参与形成区域大规模的硫化物矿床.     

内蒙锡盟新生代玄武岩的岩石学研究

依照地层顺序和火山机构的完好程度,内蒙锡盟新生代玄武岩可粗略划分为三期。各期玄武岩又可分出若干层(次)。玄武岩由含量不等的橄榄石、单斜辉石和斜长石斑晶及基质组成。部分玄武岩含有二辉橄榄岩等深源包体。斑晶矿物均具有成分环带。矿物化学、岩石化学资料揭示出本区玄武岩从原生岩浆到进化岩浆的主要演化机制是以橄榄石为主的分离结晶作用,同时在部分进化岩浆中还存在岩浆混合作用。稀土元素资料还指出了一个形成本区原生岩浆以及派生岩浆的原生母岩浆的重要机制:上地幔渐进的部分熔融作用。     

中国东部新生代玄武岩中巨晶矿物的地球化学

本文对安徽女山、河北汉诺坝和广东普宁碱性玄武岩中的单斜辉石和角闪石巨晶进行了主要元素、稀土元素、微量元天和Ｓｒ＿Ｎｄ同位素的综合分析。数据显示产出于３个研究区的单斜辉石巨晶有３类：Ａｌ普通辉石、透辉石和Ｆｅ＿Ｎａ透辉石。普宁地区的角闪石巨晶乃世界上罕见的绿钙闪石巨晶。女山和普宁的单斜辉石和角闪石巨晶是碱性玄武岩浆在幔源高压下的结晶产物；汉诺坝的单斜辉石巨晶既可以是碱性玄武岩浆又可以是拉斑玄武岩浆的高压结晶体。所有巨晶相对于寄主岩者属于偶然捕掳晶。巨晶的形成符合“流动结晶模式”。它们与共存的橄榄岩色体无成因     

河北汉诺坝碱性玄武岩的源区和成因

我国华北北部新近纪喷发的汉诺坝玄武岩,岩层出露比较完整,普遍含有超镁铁岩包体和各种高压巨晶。大麻坪代黄沟剖面出露较好,主要岩性为玄武岩,从上到下可分为上三、二、一层和底层。岩相学观察显示这些玄武岩含有1%~5%的捕虏晶且斑晶数量很少。橄榄岩包体为尖晶石二辉橄榄岩,轻稀土略微亏损,轻重稀土无分馏,显示这是只经过少量部分熔融后的原始地幔包体。通过对代黄沟碱性玄武岩中橄榄石、辉石和斜长石等斑晶或捕虏晶的矿物学分析,得出它们的成分变化是玄武岩混合了分解的地幔橄榄岩快速上升造成的。玄武岩的主量元素与二辉橄榄岩相平衡的原生熔体相比,Mg#(52.0~62.7)以及CaO(7.3%~8.5%)、Ni((82~192)×10-6)和Cr((65~192)×10-6)含量都较低。玄武岩的稀土分配模式为轻稀土富集的右倾型,δEu=1.01~1.05,δCe=0.95~1.02,富集高场强元素Nb、Ta、Zr及大离子亲石元素Ba、Sr。玄武岩痕量元素Ba/Rb和Rb/Sr的比值显示源区可能遭受过流体的交代作用。同时,痕量元素显示这一系列玄武岩主要受到部分熔融的控制,大量的结晶分异并未发生,且源区残留石榴子石。分析认为玄武岩岩浆应该是原生岩浆,而不是演化岩浆,影响整个岩浆的形成的过程可能是部分熔融而不是分离结晶。基于目前已发表的实验岩石学结果和理论分析认为汉诺坝玄武岩与辉石岩类相平衡,源区主要矿物相为单斜辉石和石榴子石,可能存在少量的橄榄石。     

内蒙古集宁新生代玄武岩的地幔源区特征：元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学证据

内蒙古集宁玄武岩区位于华北克拉通北缘，东邻汉诺坝玄武岩区。由亚碱性的拉斑玄武岩及碱性的橄榄玄武岩、碧玄岩和碱玄岩组成。玄武岩的SiO2与TiO2含量分别为44．10～52．27wt．％和1．57～2．95wt．％，Mg^#（43—63）及Ni含量（27～210ppm）变化范围较大。集宁玄武岩的微量元素原始地幔标准化曲线及REE球粒陨石标准化曲线与OIB相似，Sr、Nd同位素比值显示了较汉诺坝玄武岩富集的特征。研究表明，虽然集宁玄武岩浆经历了一定程度的橄榄石、单斜辉石的分离结晶作用，但微量元素及Sr、Nd、Ph同位素特征排除了幔源岩浆在喷发到地表过程中受到地壳物质显著混染的可能性。^143Nd／^144 Nd ^87Sr／^86Sr vs．^206Ph／^204Pb的线性相关性表明，集宁玄武岩至少来自两个地幔端元组分：EMI和PREMA，且端元组分与汉诺坝玄武岩相似。尖晶石二辉橄榄岩的低程度部分熔融（2～5％）熔体与石榴石二辉橄榄岩更低程度部分熔融（〈2％）熔体的混合，可以解释集宁玄武岩稀土元素的变化特征。推测EMI位于岩石圈地幔之内且源区深度〈70km，PREMA则来自软流圈地幔。集宁碱性玄武岩与亚碱性玄武岩之间的地球化学差异，可能只是来自岩石圈地幔的EMI型熔体和来自软流圈地幔的PREMA型熔体在形成玄武岩浆时参与混合的比例不同，暗示该地区的岩石圈地幔与软流圈地幔之间经历了强烈的相互作用。集宁玄武岩与汉诺坝玄武岩相似的Sr、Nd、Pb同位素比值及相关性，说明它们具有相似的地幔源区，汉诺坝玄武岩的地球化学差异同样可以用EMI与PREMA组分对岩浆贡献程度的不同来解释。     

碱性玄武岩中巨晶辉石的出溶结构

人们在研究玄武岩浆的起源和演化时,对碱性玄武岩中的巨晶辉石产生了越来越大的兴趣。这些巨晶辉石具下列特点:个体大;常与来自上地幔的橄榄岩包体伴生;其氧化铝含量,特别是Al(?)的含量远高于寄主玄武岩中的辉石斑晶和橄榄岩包体中的单斜辉石;与寄主     

滇东南马关巨晶单斜辉石原位Sr同位素特征及其含水性

对滇东南马关火山爆砾岩筒以及玄武岩中的单斜辉石巨晶进行了主量元素、微量元素、原位Sr同位素以及含水性研究,结果显示,单斜辉石巨晶均为铝质普通辉石,Mg#与Al、Fe、Ti呈负相关,与Ca呈正相关;稀土元素总量不高,HREE及LREE亏损,而MREE相对富集,大离子亲石元素均出现明显亏损,高场强元素Nb、Zr出现亏损而Hf略富集,Nb、Ta与Zr、Hf分馏明显,Rb、Ba的变化范围较大。原位Sr同位素87Sr/86Sr值为0. 703 92～0. 705 06,巨晶单斜辉石来源于上地幔,形成于同一母岩浆,与寄主玄武岩同源,为源岩浆在高压下的结晶产物。运用显微红外-傅里叶变换红外光谱仪(Micro-FTIR)分析测试了单斜辉石巨晶的水含量,结果显示OH吸收峰位于3 700～2 800cm-1,含水量赋值范围为318×10-6～693×10-6,水含量稍富于女山及汉诺坝地区的单斜辉石巨晶,也高于马关地区幔源橄榄岩包体中的单斜辉石结构水含量,暗示该区上地幔岩石圈具高含水性,这同时证实了俯冲洋壳在研究区的活动。新近纪到达地幔过渡带的西太平洋洋壳俯冲发生转向东撤,此时新特提斯洋洋壳正在NE向俯冲,是马关地区深部地幔富水的主因,到达软流圈(或地幔过渡带)的新特提斯洋俯冲洋壳导致该区地幔熔融,岩浆随之而生。     

汉诺坝幔源单斜辉石巨晶中的结构水:红外光谱观察

本文利用傅立叶变换红外光谱技术对产自河北汉诺坝新生代玄武岩中的4个单斜辉石巨晶进行了微量结构水的观察．确定3SOOcm‘左右和3620cm－‘左右两组峰为结构OH吸收峰,其中3500cm(-1)‘左右是主要特征吸收峰。单斜辉石巨晶自源区被携带至地表的过程中未经历明显的红扩散丢失。结合文献中的资料可以认为,上地幔中水的分布可能是不均一的。     

南海扩张前序岩浆活动:解译华南三水盆地古近纪玄武质岩浆作用过程

华南三水盆地古近纪玄武岩（64～43 Ma）记录了南海扩张前大陆裂解过程中的岩浆-构造活动,但其岩浆演化过程及其动力学机制并不清楚。为此,作者对其开展了详细的岩石学和矿物学研究。三水盆地古近纪玄武岩具有OIB型的微量元素组成特征,由软流圈地幔源区部分熔融形成。该玄武岩中单斜辉石斑晶显示复杂的环带结构,包括正环带、反环带及韵律环带结构,指示了复杂的岩浆作用过程。正环带单斜辉石斑晶为核-边结构,其核部圆化或呈不规则形状,边部自形,指示了早期晶体与晚期演化岩浆混合后发生熔蚀-再生长过程。绝大部分反环带单斜辉石斑晶为核-幔-边结构,其核部相对低Mg,并被部分熔蚀呈不规则状或圆化,幔部相对高Mg,边部自形,反映了相对原始岩浆的补给作用。个别反环带单斜辉石为核-边结构,其核部Al₂O₃、TiO₂含量和Mg^#值明显偏低,为下地壳捕虏晶,表明岩浆从地幔源区上升汇聚到地壳岩浆房的过程中经历了轻微的地壳同化混染作用。韵律环带结构单斜辉石核部常为不规则状,幔部成分呈韵律状变化,边部自形,记录了岩浆对流及多次岩浆演化-补给...     

汉诺坝玄武岩的主要特征及其形成的T、P、fo_2条件

汉诺坝玄武岩主要为由拉斑玄武岩系列与碱性玄武岩系列岩石组成的高原玄武岩。喷发时代为晚第三纪,喷发类型为裂隙式。一、玄武岩、巨晶、包体的组成常见的玄武岩种属为石英拉斑玄武岩、橄榄拉斑玄武岩、碱性橄榄玄武岩及碧玄岩,以碱性玄武岩系列较为少见。在碱性玄武岩系列中,常见巨晶及包体。巨晶有镁铝榴石、普通     

河北汉诺坝新生代玄武岩中幔源包体和高压巨晶的氦同位素地球化学研究

对该地区新生代玄武岩中幔源包体和高压巨晶的氦同位素进行了初步研究。幔源包体中橄榄石的3 He 4 He值为 (0 .15～ 7.4)× 10 - 6,较MORB值明显偏低 ,甚至低于大气的值 ,说明该地区曾发生过强烈的地幔交代作用。高压巨晶辉石和石榴子石的氦同位素组成与此明显不同 ,其3 He 4 He值为 (5 .7～ 2 4.3)× 10 - 6。提出幔源包体和高压巨晶不是同源的 ,二者可能与寄主玄武岩均无必然成因联系。在汉诺坝地区一件石榴子石巨晶中还发现了异常高的3 He 4 He值。     

浙江嵊县—新昌新生代玄武岩及包体的研究

浙江新生代玄武岩主要岩石类型为橄榄拉斑玄武岩.矿物组合、岩石化学和REE特征表明为碱性玄武岩系列,是非原生岩浆的结晶产物(M=36-60,SI=15-37)。K-Ar同位素年龄4—10Ma.碱性橄榄玄武岩内赋存幔源包体和高压巨晶,其中尖晶石二辉橄榄岩包体熔融程度8％,形成温度975℃,压力15.7×10~8Pa。     

塔里木盆地南北缘新生代火山岩成因及其地质意义

塔里木盆地南北缘几个地方的新生代火山岩类具有贫硅富碱、特别是富钾的特点 ,均属于碱性火成岩系列。大部分样品SiO2 质量分数低于 5 3% ,全碱质量分数大于 3%。按照全碱 SiO2 的关系 ,它们可以划分为 3种类型 :钾质碧玄岩钾质粗面玄武岩钾质碱性橄榄玄武岩类、钾质橄榄安粗岩粗面岩类和钾质粗面玄武岩橄榄玄武粗安岩安粗岩类。岩石普遍含有橄榄石、单斜辉石、斜长石与黑云母等矿物斑晶 ,部分火山岩中见有辉石、金云母、角闪石高压巨晶 ,岩石地球化学特征与幔源捕虏体和高压巨晶的产出表明它们具有原生岩浆的性质。岩石地球化学参数的变异趋势暗示岩浆起源于深部流体强烈活动的地幔环境 ,而不是受控于分离结晶作用。岩浆活动受控于印度 -亚洲大陆碰撞构造体制派生的大型走滑体制 ,与大陆裂谷、地幔柱和陆内俯冲作用无关。     

河北汉诺坝玄武岩中深源包体和巨晶分布的动力学机理

汉诺坝碱性玄武岩是深源包体和巨晶的主要寄主岩,同时,也有不含包体的碱性玄武岩和含包体的拉斑玄武岩。本文基于理论计算,探讨了包体和巨晶分布的动力学机理。     

复杂的山东昌乐新生代玄武岩辉石岩捕虏体及其岩石圈演化意义

紧邻郯庐断裂带分布的山东昌乐新生代玄武岩含有丰富的辉石岩捕虏体。根据辉石岩的主、微量元素特征,可以将它们大致分为3类。Ⅰ类和Ⅱ类样品的岩石地球化学特征分别与河北汉诺坝-阳原新生代玄武岩中的Cr系列和Al系列辉石岩捕虏体相对应,都属壳-幔过渡带或岩石圈顶部地幔的分离结晶产物,其中Ⅱ类辉石岩还包含有陆壳物质组成,更可能是壳幔过渡带来源。Ⅲ类辉石岩在岩石地球化学特征上与汉诺坝的石榴石辉石岩相似,但不同的样品则分别表现出与洋岛玄武岩或正常洋中脊玄武岩相似的特征。丰富的昌乐玄武岩中辉石岩捕虏体所表现出来的复杂成因来源,与相对简单的上地幔特征相比,该区新生代时的顶部岩石圈地幔和壳-幔过渡带组成异常复杂,说明岩石圈减薄过程中自下而上的新生地幔物质对古老岩石圈的置换作用。