琼河坝矿集区北塔山组火山岩成因及构造环境分析

琼河坝矿集区北塔山组火山岩是东准噶尔北缘泥盆纪火山岩的重要组成部分。从玄武岩到安山岩,其Mg~#值为38.74~55.31,暗示母岩浆是经过分异演化的玄武质岩浆。在w(MgO)-w(TiO_2)图解中从玄武岩到安山岩的演化趋势与玄武岩熔体演化趋势线相同。在哈克图解中,从玄武岩到安山岩SiO_2含量与Al_2O_3,MnO,MgO,CaO,Na_2O等主量元素之间,呈较明显的负相关,暗示岩浆在演化过程中,可能发生了Mg,Fe矿物的分离结晶。安山岩ΣREE值为72.50×10~(-6)~98.05×10~(-6),LREE/HREE的值为1.64~4.74;玄武安山岩ΣREE值为68.69×10~(-6)~116.04×10~(-6),LREE/HREE的值为1.51~3.50;玄武岩ΣREE值为65.19×10~(-6)~154.53×10~(-6),LREE/HREE的值为1.59~2.70;总体上表现为稀土含量较低,轻、重稀土分馏不明显,且轻稀土元素较重稀土元素富集。通过对北塔山组火山岩主、微量元素的地球化学特征研究,认为北塔山组形成于火山弧环境,玄武质母岩浆为卡拉麦里洋洋壳向北俯冲到地幔岩石圈区域,在俯冲流体的作用下楔形地幔中的石榴子石橄榄岩-尖晶石橄榄岩发生部分熔融而形成。     

东北牡丹江地区古近纪高镁安山岩的发现及其岩石学特征

全球新生代高镁安山岩多分布于活动大陆边缘和岛弧环境，而板内高镁安山岩出露较少。近年来，在松辽盆地西侧的五岔沟地区和北侧的逊克、门鲁河地区以及俄罗斯远东地区相继发现了喷发于20.6～0.3 Ma（新近纪—第四纪）的板内高镁安山岩。这些板内高镁安山岩的发现对于探讨地幔中再循环地壳物质的属性和命运具有重要意义。文章报导了在松辽盆地东侧的牡丹江地区新发现的古近纪高镁安山岩（喷发于49.2～36.3 Ma）。这些火山岩SiO2含量为54.75～58.95 wt%,Mg#为45.18～51.72，属于高镁安山岩。牡丹江高镁安山岩属于亚碱性系列，岩性为玄武安山岩和安山岩，主量元素组成变化范围较小。基于岩相学观察和MELTS软件模拟计算，牡丹江高镁安山岩的矿物结晶顺序为：斜长石和斜方辉石斑晶较早结晶，之后斜方辉石、单斜辉石和钛铁氧化物等基质矿物结晶。MELTS软件模拟结果指示在岩浆演化过程中结晶出的矿物未脱离岩浆体系，岩石成分代表了相对原始的岩浆成分。文章利用斜方辉石—熔体测压法计算出牡丹江高镁安山岩的结晶压力为169～570 MPa，相当于5.6～18.8 km的深度。利用斜方辉石—熔体和熔体两种测...     

古亚洲洋晚石炭世俯冲作用:梅劳特乌拉蛇绿岩中扎嘎音高镁安山岩证据

内蒙古贺根山缝合带梅劳特乌拉SSZ(Supra Subduction Zone)型蛇绿岩中新发现扎嘎音晚石炭世高镁安山岩,岩性为玄武安山岩和安山岩。扎嘎音玄武安山岩—安山岩MgO(4.33%～9.82%)、Mg~#值(57～72)和SiO_2含量(55.34%～64.12%)较高;而TiO_2(0.30%～0.60%)、K_2O(0.06%～0.73%)、Al_2O_3(12.18%～17.32%)含量和FeO~T/MgO值(0.70～1.34)较低,Na_2O/K_2O值(2.23～40.88)较高。稀土元素总量较低(14.29×10~(-6)～60.20×10~(-6)),稀土配分曲线总体为略显右倾的平坦型,(La/Yb)_N为0.57～2.58,无明显Eu异常。岩石富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U和Sr等,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和P等,具有较低的Ti/V值。该玄武安山岩—安山岩具有高镁安山岩的地球化学特征,与日本西南Setouchi岛弧火山岩带的sanukite(有人音译为"赞岐岩")相类似,可能为俯冲洋壳+俯冲深积物的脱水流体与俯冲沉积物部分熔融形成的硅质熔体与上覆地幔楔橄榄岩平衡反应成因。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年表明,扎嘎音玄武安山岩的成岩年龄为315.0±2.3 Ma,反映了晚石炭世高镁安山岩浆作用事件。扎嘎音玄武安山岩—安山岩为晚石炭世形成于洋壳俯冲弧前环境的高镁安山岩组合,为古亚洲洋晚石炭世洋内俯冲作用提供了证据。结合贺根山缝合带的壳幔电性结构特征和晚古生代蛇绿岩—岛弧岩浆岩时空分布与演化关系,提出了扎嘎音高镁安山岩的古亚洲洋晚石炭世洋内俯冲模式。     

准噶尔盆地东北缘石炭系火山岩形成机制:对准噶尔洋盆闭合时限的新启示

准噶尔古大洋作为古亚洲洋北部的重要分支及阶段性演化产物,其洋盆的俯冲、闭合时限以及盆地基底属性一直存在分歧。本文选取准噶尔盆地东北缘(乌伦古地区)石炭系火山岩来说明其岩浆来源及成因机制,通过主微量元素、Sr-Nd同位素分析结果,进一步阐明准噶尔洋盆在晚古生代的闭合时限。本次研究包括玄武岩、玄武质安山岩和安山岩三类火山岩,岩体显示低TiO₂(0.60%~0.84%)、较高的全碱K₂O+Na₂O含量(1.18%~8.59%),玄武岩为岛弧拉斑系列,安山岩类的钙碱元素含量高,具有火山弧火山岩特征。中-低⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_(i)(0.703 250~0.704 559)、相对亏损的Nd同位素(+4.8~+6.8)以及t_DM2(483~625 Ma)值表明玄武岩、玄武质安山岩和安山岩同为亏损地幔熔融岩浆分异结晶的产物,安山岩为地幔熔融岩浆后期分离结晶形成;微量元素与同位素地球化学示踪暗示玄武岩、玄武质安山岩和安山岩含有洋壳俯冲过程的脱水流体交代上覆地幔楔的消减组分,安山岩在深部岩浆房经历了壳-幔混合作用,受地壳成分的混染程度更大。大离子亲石元素(LILE)Ba、Sr和轻稀土元素、不相容元素(Th、U、K)相对富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta相对亏损,以及Pb、Zr、Hf的富集,说明该区属于与俯冲消减带相关的构造背景;结合本套火山岩高Ba/La(30.14~208.86)值、低TiO₂(0.60%~0.84%)值,以及Ce/Nb比(8.71~12.05)、Th/Nb比(0.93~1.74)等,表明准噶尔洋盆于石炭纪沿着大陆板块下部持续俯冲,洋壳板片的俯冲脱水流体交代地幔楔后增生岛弧。该套中-基性火山岩建造佐证了准噶尔洋盆闭合时限为晚石炭世(ca. 305.5±4.4 Ma),结合区域地质资料分析,提出与俯冲带有关的岩浆通过岛弧拼贴增生到大陆地壳上,进一步为准噶尔盆地基底的岛弧拼贴成因提供了新依据。     

辽西黄半吉沟早白垩世义县组高镁安山岩的成因

利用橄榄石和熔体包裹体,结合全岩的方法对辽西地区早白垩世义县组黄半吉沟火山岩的成因进行了研究。黄半吉沟火山岩SiO_2=53.41%~53.74%,MgO=8.15%~8.23%,Mg#=~70(Mg#=mol Mg/(Mg+Fe2+)),为高镁安山岩;全岩在TAS图解上,落在玄武安山岩范围内,属于亚碱性系列;它们具有较高Ni(119×10-6~125×10-6)和高Cr(467×10-6~521×10-6),显示幔源岩浆特征;在微量元素组成上,黄半吉沟高镁安山岩Sr=920×10-6~930×10-6,Y=16.1×10-6~16.4×10-6,Sr/Y=57~58;在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,黄半吉沟高镁安山岩显示轻重稀土分异,明显的Nb-Ta-Ti和弱的Zr-Hf负异常,Ba、Sr和Pb正异常,这些特征与大陆下地壳非常相似。熔体包裹体MgO为6.5%~9.7%,SiO_2为51%~53%,不符合典型高镁安山岩的定义;在TAS图解上它们落在玄武粗安岩内,属于碱性系列;MgO与其它主量元素成分呈明显或者弱的负相关关系,说明它们的成分主要受控于橄榄石结晶分离过程。黄半吉沟高镁安山岩的橄榄石Fo值为75~91;CaO含量为0.10%~0.18%,NiO为0.05%~0.41%,Fe/Mn比值为60~80。黄半吉沟高镁安山岩的全岩和熔体包裹体成分存在显著差异,如熔体包裹体具有更高的Al2O3和更低的SiO_2。结合全岩微量元素特征,我们认为黄半吉沟高镁安山岩在地壳深度的岩浆演化过程中加入了来自下地壳的酸性熔体,是壳幔相互作用的结果。全岩较低Ni高Mg#,熔体包裹体低CaO并落在CATS-Olivine-Quartz相图的热障碍边界线富硅一侧,以及橄榄石低Ca和陡倾的Fo-Ni关系,指示黄半吉沟高镁安山岩的幔源岩浆是来自以斜方辉石为主辉石岩的源区。我们认为广泛发育于辽西地区的早白垩世义县组高镁安山岩可能经历了壳幔相互作用,因而不能作为拆沉作用导致岩石圈大规模减薄的重要证据。     

岛弧火山岩成因和地球化学特征

岛弧火山岩主要为俯冲带的俯冲板片脱水形成的富大离子亲石元素流体交代地幔楔,并使其发生部分熔融,产生岛弧岩浆作用而形成的,岩石组合通常为玄武岩—安山岩—英安岩—流纹岩及相应侵入岩组合。它以Al2O3、K2O高,低Ti O2,且K2ONa2O为特征,相对富集LILE,亏损HFSE,特别是Ti、Nb、Ta等。本文主要从岛弧岩浆作用的起因着手,分析流体和熔体对地幔楔的交代作用,以及岛弧岩浆作用过程,进而分析岛弧火山岩的地球化学特征。     

扬子陆块东南缘浙江金华地区青白口纪晚期岛弧岩浆活动——来自富铌辉长岩和高镁闪长岩锆石U-Pb年龄和地球化学证据

为探讨扬子陆块东南缘新元古代岩浆活动的性质,选择浙江金华罗店深成杂岩中的中基性岩石,开展了系统的岩石学、地球化学、同位素地球化学和年代学研究,发现该深成杂岩中存在富铌辉长岩和高镁闪长岩等典型的岛弧地区岩浆岩。富铌辉长岩相对富P_2O_5、Ti O_2和Nb,原始地幔标准化La/Nb1.3,类似于太古宙和古生代富铌玄武岩。采用LA-ICP-MS技术测得高镁闪长岩的锆石U-Pb年龄为848±10Ma,相对富Mg O、低Ti O_2,Mg~#62.5,富Cr而贫Sr、Y和重稀土元素,接近于日本Setouchi火山岩带的中新世高镁安山岩和阿留申西部的Piip型高镁安山岩。而且,二者均富集Rb、Ba、K、Pb等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,εNd(t)+2.92,相应的ISr介于0.70308~0.70474之间,推测二者成因均与俯冲板片部分熔融的熔体交代地幔楔橄榄岩再熔融有关。综合区域地质资料及前人研究成果认为,扬子陆块东南缘至848Ma左右仍存在明显的岛弧岩浆活动,这对认识华南前寒武纪的大地构造格局及其演化具有重要意义。     

鲁西邹平盆地中生代火山岩的演化:对地幔源区的约束

邹平盆地中生代火山岩可分为三个亚组：中、下亚组具有相似的岩石组合,岩性主要为玄武岩-粗面玄武岩-玄武质粗面安山岩-粗面安山岩;上亚组岩性主要为粗面安山岩。火山岩由早期基性向晚期中偏碱性方向演化,与正常岩浆房酸度增高的岩浆分异趋势相同。具有Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE）富集,Nb、Ta、Ti等高场强元素（HFSE）相对亏损,类似于岛弧火山岩的地球化学特征。Nb／La、Hf／Sm比值随MgO的降低而升高或基本不变,说明高场强元素亏损是岩浆的原始特征。各亚组火山岩相似的稀土配分模式和微量元素蛛网图,表明它们具有共同的岩浆源区和密切的成因联系,分离结晶起了关键性作用。La／Nb、La／Ta、Ba／Nb比值较高,说明成岩物质可能主要来自岩石圈地幔。拆沉的大陆中、下地壳部分熔融形成的熔体与古生代岩石圈地幔（亏损的地幔橄榄岩）的相互作用是岩石圈地幔富集的重要方式,随之该富集地幔在陆内岩石圈伸展和区域热异常的双重作用下发生减压部分熔融而形成具有岛弧特征的邹平盆地火山岩。     

华北克拉通中东部新太古代晚期变质火山岩及动力学体制

热状态和壳幔岩浆作用是理解早期地壳形成演化动力学机制的关键。华北克拉通是世界范围内为数不多的保存有大量新太古代晚期(约26~25亿年)变质火山岩记录的克拉通之一,对揭示全球新太古代晚期壳-幔动力学演化过程具有重要的指示意义。在我们研究组近期关于华北克拉通中东部中新太古代热状态和地壳厚度研究基础上,本文收集并整理了726个华北克拉通中东部(包括中部带)新太古代晚期变质火山岩样品的有效地球化学资料。按照现代通用岩石地球化学标准来分类,这些样品主要包括超铁镁质岩石(其中含苦橄岩、苦橄质玄武岩和科马提岩,~7%)、稀土未分异型玄武岩(~14%)、稀土分异型玄武岩(~27%)、玻安岩(~4%)、高镁安山岩(~12%)、低镁安山岩(~26%)和英安岩-流纹岩(~10%)。然而不同区块之间火山岩岩石组合及其量比存在较大差异,其中吉林南部和赞皇等地区以大量稀土分异型玄武岩、高镁和低镁安山岩为主,含有少量的长英质火山岩;胶东、登封和阜新等地区以稀土未分异和稀土分异型玄武岩占有绝对优势,存在少量安山岩和长英质火山岩;冀北、冀东北部、冀东南部(迁安-滦县)、五台-云中山、辽北、辽南和鲁西等地区岩石组合比较复杂,最突出的特点是出现不同比例的玻安岩,组合有稀土未分异和大量稀土分异型玄武岩、高镁和低镁安山岩,出现少量超铁镁质岩石和长英质火山岩。岩石成因研究揭示稀土未分异型和分异型玄武岩、高镁安山岩和玻安岩主要形成于俯冲板片流体、熔体和沉积物熔体交代地幔的部分熔融,而低镁安山岩、英安岩和其它长英质火山岩则大都经历了上述俯冲相关初始岩浆的结晶分异或地壳物质熔融和地壳混染等过程。新太古代晚期胶东地区表现为相对较薄的地壳厚度和较高的地热梯度(18℃/km),而冀东地区表现为厚的地壳厚度和低的地热梯度(最低8.7℃/km),满足现代俯冲地热梯度需求,其它区域的地温梯度介于热俯冲和现代冷俯冲之间。综合以上资料,我们认为新太古代晚期板块构造体制已经是最主要的壳-幔动力学体制,地幔柱构造体制和板块构造-地幔柱联合作用体制可能仍然在局部地区存在,但其作用范围和强度已经明显减小。因此,随着地幔温度的下降,中太古代到新太古代晚期地幔柱和板片俯冲的转化可能是相互关联、此消彼长的动力学过程,而不是一个突变过程。     

内蒙古锡林浩特早石炭世构造环境：来自变质基性火山岩的年代学和地球化学证据

内蒙古锡林浩特地区变质基性火山岩位于锡林浩特市东南部,大地构造上隶属于兴蒙造山带东段,其野外产出状态为锡林郭勒杂岩中的斜长角闪岩。应用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年方法,测得两组年龄为334.5±3.5 Ma和323.4±2.4 Ma,表明岩石的形成时代为早石炭世。地球化学特征显示研究区变质基性火山岩具有高Fe(TFeO=6.07%~10.55%)、高Mg(MgO=3.90%~11.29%)、高Al(Al_2O_3=12.68%~17.22%)、贫Ti(TiO_2=0.56%~1.69%)、富Na贫K(K_2O+Na_2O=2.12%~7.37%,K_2O/Na_2O=0.02~0.59)的特征,属于低钾—中钾低钛高镁铝钙碱性玄武岩或者安山岩,部分变质基性火山岩表现出高镁安山岩的特征。变质基性火山岩的稀土元素总量较低(∑REE=15.97×10~(-6)~176.0×10~(-6)),轻、重稀土分异不太显著(LREE/HREE=0.77~6.26),无明显Eu异常(δEu=0.48~1.13)。多数样品微量元素表现出强烈富集大离子亲石元素K、Rb等,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf。以上地球化学特征表明研究区变质基性火山岩的原岩可能为玄武岩或安山岩,形成于岛弧环境。岩石Sr-Nd同位素分析结果显示研究区变质基性岩的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i较低,为0.701828~0.704096,ε_(Nd)(t)为+2.83~+6.61,表明其直接来源于亏损的岩石圈地幔。综上所述,基本可以判定锡林浩特地区变质基性火山岩的原始岩浆应起源于受俯冲板片脱水交代的亏损地幔楔,是岛弧环境岩浆活动的产物。结合区域上前人的研究成果,认为该基性火山岩应该是在古亚洲洋洋壳向北俯冲,俯冲板片脱水形成的富集大离子亲石元素的流体进入上覆地幔楔,使地幔楔橄榄岩发生部分熔融而形成的,表明在早石炭世,古亚洲洋在研究区并没有关闭,而是正处于俯冲消减阶段。     

俄罗斯远东陆内高镁安山岩的发现及其地质意义

在俄罗斯远东分布大面积的新生代玄武质岩石,主要岩石类型包括玄武安山岩和玄武质粗面安山岩。该火山岩的SiO_2=55. 42%～57. 34%,Al_2O_3=14. 61%～15. 01%,MgO=4. 92%～5. 78%,Fe_2O_3=8. 58%～8. 89%,Mg#[=100 Mg/(Mg+Fe~(2+))]=53. 1～56. 3,CaO=5. 82%～6. 62%,(Na_2O+K_2O)=5. 15%～6. 45%,属亚碱性系列,并具有高镁安山岩的地球化学属性。结合前人的定年结果 (17. 1～20. 6 Ma)和所产出的构造位置,可以将其定义为新生代陆内高镁安山岩。岩相学与岩石化学揭示这些高镁安山岩没有经历明显的岩浆演化过程,化学组成接近原始岩浆。俄罗斯远东地区出露的新生代高镁安山岩,是新生代陆内岩浆作用的重要组成部分。     

滇东南建水火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、地球化学特征及地质意义

滇东南建水地区位于师宗-弥勒构造带的南段,区内出露一套玄武岩–安山岩–英安岩–流纹岩组合。研究这套火山岩的形成时间和形成环境对认识滇东南构造格局有着重要意义。本文首次对建水火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得两个样品的年龄分别为261.9±2.2 Ma(MSWD=0.80)、264.8±1.7 Ma(MSWD=1.12),属中二叠世晚期,代表建水火山岩的形成时间。建水玄武岩与安山岩具有低TiO_2含量(0.50%~0.88%)、高Mg~#(52.0~64.5)、弱富集LREE((La/Yb)_N=1.42~3.44)、富集LILE(Rb,Th,U,Pb)、轻微亏损HFSE(Nb,Ta,Ti)的特点,具典型岛弧玄武岩的特征;英安岩和流纹岩高ΣREE含量(139.5×10~(–6)~313.6×10~(–6))、富集LREE((La/Yb)N=4.16~9.78)和LILE(Rb,Ba,Th,U)、亏损HFSE(Nb,Ta)、强亏损Sr、Ti、Y等元素的特点与典型的岛弧流纹岩相似,但高钾(K_2O含量平均7.73%)、钙碱性(δ=0.93~2.94)、强过铝质(A/CNK=1.13~2.10)的特点使之区别于一般岛弧酸性火山岩,而具有一些上地壳部分熔融形成的S型花岗岩的特点。综合建水火山岩岩石组合、地球化学和区域地质背景,认为建水火山岩形成于活动大陆边缘的弧后盆地伸展环境,是地幔部分熔融形成的玄武质岩浆结晶分异与上地壳混染作用的共同结果,与滇桂交界处岛弧火山岩、两广交界处岛弧玄武岩等同为哀牢山洋向北俯冲的产物。     

滇东南建水地区高镁火山岩包体的成因和构造背景

在滇东南建水地区发现产于峨眉山玄武岩中的高镁火山岩包体,这对于地幔柱的形成演化具有重要研究意义.对这些包体进行了锆石U-Pb年代学、地球化学和岩矿分析.高镁火山岩包体具斑状结构,致密块状构造,斑晶主要为贵橄榄石和透辉石.13颗锆石U-Pb LA-ICP-MS加权平均年龄为259±2Ma(MSWD=1.9),显示与寄主岩石同期形成.包体岩石具有高镁(Mg~#=68～75)、低硅(SiO_2=45.11%～45.93%)特征,轻稀土元素(LREE)、高场强元素(HFSE)富集而重稀土元素(HREE)亏损,属于亚碱性、拉斑玄武岩系列,具有板内玄武岩(IPB)特征.火山岩包体的原始岩浆起源于石榴子石二辉橄榄岩低程度部分熔融的产物,岩浆演化过程中发生了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用,在侵位上升过程中未受明显的地壳混染作用.该高镁火山岩的存在,显示地幔柱除了垂直上升运动外,在地球深部不同的边界还有多次侧向扩展移动,表明滇东南晚二叠世存在峨眉山地幔柱的一个分支-地幔枝活动.     

小兴安岭逊克地区第四纪高镁安山岩的岩石学、K-Ar年代学及火山地质特征

黑龙江省小兴安岭北段逊克地区出露大面积的第四纪火山岩,分布面积约3000km~2。岩性主要为玄武安山岩和玄武质粗面安山岩,还有少量的粗面安山岩和安山岩。逊克火山岩的Si O2含量为54.3%~57.4%,MgO含量变化为3.82%~5.80%,镁指数(Mg#=100×Mg/(Mg+Fe~(2+))变化于49.6~57.8之间,属于高镁安山岩。逊克高镁安山岩火山口的位置分布在火山岩区的南面,根据火山岩区南高北低的地势,推测北边的火山岩是由南侧的岩浆向北流动形成的。岩浆流动形成了具有特征性的火山地貌,如沿河谷形成数公里长的石垄以及大面积的翻花熔岩形成的石海景观。火山岩的K-Ar测年结果表明,逊克高镁安山岩可以划分为早更新世(1.12~1.00Ma)和中更新世(0.68~0.25Ma)两期。在第四纪熔岩和河湖相沉积之间还夹有薄层火山灰,推测在岩浆溢流形成大面积熔岩之前有小规模岩浆爆发活动。     

三江造山带兰坪盆地西缘火山岩U-Pb年代学与地质意义

兰坪盆地西缘火山岩由安山岩、安山质火山角砾岩、杏仁状玄武岩、安山质凝灰岩组成,安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为(241.0±3.7)Ma,表明了安山岩的形成时代为中三叠世。安山岩、玄武岩具有一致的稀土元素配分模式,均表现为右倾型,具有弱的负铕异(0.77~1.09),铈异常不明显(0.91~0.99),表明火山岩源于相同的岩浆源区。火山岩为钙碱性玄武岩系列,富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U)、亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti、P),高Al_2O_3、低TiO_2,显示出类似于岛弧火山岩的特征。研究区火山岩来源于交代岩石圈地幔源区低等程度的部分熔融,原始岩浆经历了以斜方辉石为主的分离结晶作用,并在上升过程中经历了地壳物质的混染作用。火山岩总体上显示板内玄武岩的特征并处于伸展环境,具有俯冲带的地球化学信息,可能与三江造山带古特提斯主洋盆向东俯冲过程中发生的板片断离有关。     

新疆笔架山早二叠世火山岩带岩石成因:来自岩石学、地球化学及同位素年代学的制约

选取塔里木东北部的笔架山二叠纪火山岩带为研究对象,通过年代学、岩石学和地球化学等研究,论证火山岩的亲缘关系以及火山岩与侵入岩的关系,探讨岩浆演化过程与源区性质。笔架山一带二叠纪火山岩分布于笔架山镁铁质-超镁铁质岩带北侧。火山岩的岩石类型主要有玄武岩、玄武质安山岩、安山岩、英安岩和流纹岩。流纹岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(285.0±2.9)Ma,属二叠纪乌拉尔世。该火山岩多属拉斑玄武岩系列。玄武岩、玄武质安山岩、安山岩的岩石学及地球化学特征表明,它们都是由拉斑玄武质岩浆通过分离结晶作用演化而成,玄武岩岩浆在上升过程中经历了一定程度的同化混染作用。玄武岩的w(TiO2)(2.35%~3.81%)、w(TFeO)(10.59%~13.87%)、w(P2O5)(0.35%~0.50%)高,属于高钛玄武岩系列,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,Nd-Sr同位素组成具有OIB亲和性,地球化学特征显示出玄武岩的岩浆源区属尖晶石稳定域。笔架山二叠纪侵入岩和火山岩的时空关系、岩石地球化学特征和岩浆演化程度的研究表明:二者是同源岩浆分异的产物,岩浆进入现存岩浆房后,大量的堆晶相形成了镁铁-超镁铁质侵入岩,而演化的岩浆沿岩浆房顶部或旁侧的断层带溢出而形成基性-中性火山岩;酸性火山岩是由幔源岩浆的热量引起地壳重熔形成的。     

萨吾尔山松树沟地层形成时代及火山岩地球化学研究

西准噶尔松树沟地区地层主要由碎屑沉积岩和火山岩组成,以玄武岩、安山岩和火山碎屑岩为主,其中玄武岩属于钙碱性系列,安山岩属于拉斑系列。对岩石中锆石开展LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,安山岩锆石年龄表明其形成于(317.1±6.4)Ma,粗砂岩56颗锆石中仅有1颗锆石年龄((389±9)Ma)属于中泥盆世,其余主要集中在319~359 Ma,最小年龄(319±6)Ma。因此,该套地层并非形成于中泥盆世,很可能形成于晚石炭世早期。地球化学研究表明,玄武岩和安山岩具有相似的稀土配分曲线,轻稀土富集的右倾REE分配模式,富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr等,亏损高场强元素Nb、Ta、Th、Zr、Hf等,呈现出Ta、Nb、Ti负异常,认为该火山岩形成于岛弧环境,岩浆来源于俯冲板片脱水产生的流体不均一交代的地幔楔。该套岛弧火山岩的形成时代限定了斋桑洋盆的关闭时限(晚于317.1 Ma)。     

长江中下游中生代安山质火山岩记录的新元古代大洋板片-地幔相互作用

大陆弧安山岩的形成是大洋板片向大陆边缘之下俯冲的结果,但是在具体形成机制上存在很大争议.针对这个问题,对长江中下游地区中生代安山质火山岩及其伴生的玄武质和英安质火山岩进行了系统的岩石地球化学研究,结果对大陆弧安山质火成岩的成因提出了新的机制.分析表明,这些岩石形成于早白垩世,它们不仅表现出典型的岛弧型微量元素分布特征,而且具有高度富集的Sr-Nd-Hf同位素和高的放射成因Pb以及高的氧同位素组成.通过全岩和矿物地球化学成分变化检查发现,地壳混染和岩浆混合作用对其成分的富集特征贡献有限,而其岩浆源区含有丰富的俯冲地壳衍生物质才是其成分富集的根本原因.虽然这些火山岩的喷发年龄为中生代,但是其岩浆源区形成于新元古代早期的华夏洋壳俯冲对扬子克拉通边缘之下地幔楔的交代作用.大陆弧安山岩地幔源区中含有大量俯冲洋壳沉积物部分熔融产生的含水熔体,显著区别于大洋弧玄武岩的地幔源区,其中只含有少量俯冲洋壳来源的富水溶液和含水熔体.正是这些含水熔体交代上覆地幔楔橄榄岩,形成了不同程度富集的超镁铁质-镁铁质地幔源区.在早白垩纪时期,古太平洋俯冲过程的远弧后拉张导致中国东部岩石圈发生部分熔融,其中超镁铁质地幔源区熔融形成玄武质火山岩,镁铁质地幔源区则熔融形成安山质火山岩.因此,大陆弧安山岩成因与大洋弧玄武岩一样,可分为源区形成和源区熔融两个阶段,其中第一阶段对应于俯冲带壳幔相互作用.      

新疆新源县城南石炭纪火山岩岩石学和元素地球化学研究

新疆新源县南部那拉提山北坡出露的石炭纪火山岩主要由玄武岩、玄武质粗面安山岩、粗面安山岩、安山岩、流纹岩和火山碎屑岩组成。该火山岩中玄武岩属于钙碱性系列，安山质岩石和流纹岩属于高钾钙碱性系列，其中轻稀土轻微富集而重稀土相对亏损，玄武岩富集大离子亲石元素、U、Th和Pb，亏损高场强元素。研究表明，该火山岩岩浆可能是由俯冲板片脱水产生的流体交代地幔楔后，地幔楔发生部分熔融的结果。微量元素模拟计算表明，该玄武岩岩浆可以由石榴石二辉橄榄岩经3％～6％的部分熔融得到；安山质岩浆可由玄武岩岩浆经15％-28％的分离结晶形成。     

高镁安山岩及其地球动力学意义

高镁安山岩是当前国际地质研究的一个热点之一。本文重点介绍了高镁安山岩的分类、成因、成矿和地球动力学意义。高镁安山岩主要包括高镁埃达克岩、巴哈岩、赞岐岩和玻安岩等四类。高镁安山岩的成分复杂,可以包含地幔源区组分,以及俯冲大洋板片(玄武质洋壳或洋壳沉积物)或俯冲陆壳沉积物熔体或流体组分,有时也可能包含拆沉下地壳熔体组分。高镁安山岩可以通过地幔橄榄岩的直接熔融形成,也可通过熔体与地幔的相互作用形成。高镁安山岩的形成环境特殊：除青藏高原中部的一些新生代高镁安山岩外,几乎所有其它新生代的高镁安山岩都形成在会聚板块边界,且大都与年轻的、热的洋壳或洋脊的俯冲有关。高镁安山岩对揭示大陆地壳的形成以及金属矿化方面都有非常重要的意义。最后,对当前高镁安山岩的研究中存在的问题进行了探讨。