地幔深熔作用的地位

已发表的实验相平衡资料提出,造山安山岩的四个岩石成因模式都能再造安山岩的相应主要元素总成分。这些模式是:(1)含水橄榄岩的部分熔融;(2)角闪岩的部分熔融;(3)角闪石从拉斑玄武质熔体中的分离结晶作用;(4)铁的氧化物和橄榄石从拉斑玄武质熔融体中的分离结晶作用。橄榄石从拉斑玄武岩中分离结晶以及石英榴辉岩的部分熔融的岩石成因模式,已根据相平衡予以否认,而且还说明后两个模式与造山安山岩的痕量元素模型是矛盾的。四个被采纳的模式用新近在高压和低压条件下获得的痕量元素分配的资料做了评价。在高温高压下,S在硅酸熔体中的溶解度以及实验资料均与岛弧区安山岩源岩的交代蚀变有关。假如原始部分熔融源岩是拉斑质玄武岩成分的下降板块或者是覆于下降板块之上的未蚀变的橄榄岩,那么,在这些模式中,没有一个模式与造山安山岩的所有地球化学资料和地球物理资料相吻合。     

三江地区义敦岛弧安山岩成因

义敦岛弧是一个发育于张性薄陆壳基底上的三叠纪岛弧,以发育岛弧裂谷和成对的火山弧为特征。弧火山岩主要为钙碱性火山岩系,以安山岩为主,其岩石组合为玄武岩—安山岩—英安岩。岩相学、地球化学、相平衡及定量模型计算均证实,分离结晶作用是产生钙碱性火山岩系的主导作用,安山岩是钙碱性玄武岩浆在不同压力条件下发生多阶段分离结晶的产物。岩浆演化具有相对封闭系统特征。玄武岩浆在较大压力条件下发生Ol+Cpx+Pl±Mt±Ap结晶(F=0.46)后,派生岩浆发生Hb+Cpx+Pl+Mt结晶分离(F=0.25),产生安山岩浆。该岩浆可能在较低压力下再次发生结晶分异,从而派生出英安岩。角闪石在相对较高的压力条件下的大量结晶是安山岩形成的主要原因。     

铜陵地区中酸性侵入岩及其包体的成因和矿物温压计的应用

铜陵地区中酸性侵入岩可划分为橄榄安粗岩系列和高钾钙碱性系列。前者岩石组合为辉石二长闪长岩+二长岩+石英二长岩,后者为辉长闪长岩+石英二长闪长岩+花岗闪长岩。两个系列岩石的组成矿物种类相似,但在不同岩石中的含量不同,主要造岩矿物为斜长石、辉石、角闪石、黑云母、钾长石、石英。橄榄安粗岩系列岩石中含有大量的深源包体,包括辉石堆积岩包体、角闪石堆积岩包体和角闪石辉长质堆积岩包体,主要矿物为辉石、角闪石,其次为尖晶石、斜长石、磷灰石、金云母;高钾钙碱性系列岩石中含大量的微粒闪长质包体、镁铁质石英二长闪长质包体和富云母包体,主要矿物为斜长石、角闪石、黑云母。在考虑温压计使用条件的前提下,选择合适的温压计计算了两个系列侵入岩及包体形成的温压条件。结果表明,橄榄安粗岩系列侵入岩侵位深度(4～6km)略小于高钾钙碱性系列侵入岩(6～7km),各种堆积包体形成于45～65km的深位岩浆房,微粒闪长质包体形成于12～15km的浅位岩浆房,镁铁质石英二长闪长质包体是早期侵入岩的边缘相,而富云母包体可能为地壳部分熔融的残余相。     

太古宙、元古宙玄武岩与安山岩的地球化学变化:鉴别与意义

为准确识别太古宙与元古宙之间在岩石成分上的变化,必须对比相似岩性组合的岩石,以限制构造环境的影响。大多数绿岩组合(以火山岩为主的海相上壳岩)中的玄武岩和安山岩,具有与现代弧体系中对应部分类似的俯冲带的地球化学组分。有岛弧地球化学亲合性的玄武岩在太古宙绿岩中占支配地位,而有钙碱性亲合性的玄武岩在元古宙绿岩中最丰富。前寒武纪各年代中,具有 MORB 或大洋板块内地球化学特征的玄武岩稀少。与晚太古代绿岩玄武岩(2500-3500 Ma)相比,现存的早太古代绿岩玄武岩(≥3500Ma)反映较少亏损的地幔源。与所有太古宙地幔源相比,元古宙绿岩玄武岩是源于相对富集的地幔源,这一特征可能是因为随着晚太古代大陆迅速的生长,大陆沉积物进入地幔中产生再循环作用而造成的.前寒武纪安山岩在地球化学方面相似于现代岛弧安山岩,唯太古宙安山岩亏损 HREE 及 Y。此与太古宙安山岩形成于下降的镁铁质地壳的部分熔融(有角闪石/石榴石留在残余物中)是一致的,而元古宙(和更年青的)安山岩是由玄武岩的分离结晶所产生的。     

埃达克质岩的构造背景与岩石组合

本文介绍了埃达克质岩形成的构造背景与岩石组合。埃达克质岩可以形成于不同的构造背景并与不同类型的岩石同时出现：1）火山弧环境中常出现埃达克质岩一高镁安山岩-富Nb玄武质岩组合,它的形成可能与板片熔融以及熔体一地幔橄榄岩的相互作用有关;2）大陆活动碰撞造山带环境（如羌塘）中埃达克质岩常与同期钾质或橄榄玄粗质岩共生,这可能与俯冲陆壳熔融和俯冲陆壳熔体交代的地幔橄榄岩熔融有关;3）造山带伸展垮塌环境（如大别山）中埃达克质岩会伴随有镁铁质一超镁铁质岩浆出露,增厚下地壳产生埃达克质岩浆后的榴辉岩质残留体拆沉进入地幔,与地幔橄榄岩的混合可能形成后期镁铁质一超镁铁质岩浆的源区;4）大陆板内伸展环境中埃达克质岩常与同期橄榄玄粗质的岩石共生,增厚、拆沉下地壳,以及富集地幔的熔融或岩浆混合在岩石的成因中发挥了重要作用。     

阿拉斯加型岩体的基本特征、成岩过程及成矿作用

阿拉斯加型岩体是一类具有独特的岩性环带状结构的镁铁-超镁铁质侵入体,常呈链状分布于汇聚板块边缘。其形成时代跨度较大,从元古代到新生代均有分布,以中生代最为发育。大部分阿拉斯加型岩体规模较小,出露面积约12～14 km~2或更小,平面上呈近似同心环状结构,垂直剖面上呈管道状。岩体中心为纯橄岩,向外依次包括异剥橄榄岩、橄榄单斜辉石岩、单斜辉石岩、角闪单斜辉石岩、角闪石岩和辉长岩。造岩矿物为橄榄石、单斜辉石、角闪石等,副矿物为铬铁矿、磁铁矿、钛铁矿等,超镁铁质岩石中少或无斜方辉石,斜长石仅出现在边缘的辉长质岩石中。磁铁矿在单斜辉石岩和角闪石岩中为常见矿物,含量最高达15%～20%。阿拉斯加型岩体的主量元素成分揭示所有岩石均为与拉斑玄武质岩浆分异有关的亚碱性堆晶岩。微量元素成分上显示平坦的稀土元素配分型式和较低的微量元素含量,且富集大离子亲石元素,亏损高场强元素。矿物化学特征上,橄榄石富镁且Fo值变化较大;单斜辉石主要为富Ca的透辉石,其成分变化具有弧堆晶趋势;角闪石主要是镁角闪石和韭角闪石;铬铁矿富集Fe-Al,贫Cr。这些特征揭示,该类岩体成因明显不同于层状岩体和阿尔卑斯型岩体。综合岩石学、矿物学和地球化学分析表明,阿拉斯加型岩体形成于与板块俯冲作用有关的岛弧或者活动大陆边缘背景下,其母岩浆为受到熔/流体交代的地幔楔部分熔融产生的含水玄武质岩浆。各岩相为未受明显地壳混染的同源母岩浆在地壳深度结晶分异的产物。阿拉斯加型岩体的岩浆体系具有含水且高氧逸度的特征,其通常为铂族元素和铬铁矿矿床的重要载体,无或少铜镍矿化。     

岛弧安山岩质火山作用及其地质意义

批判地分析了岛弧安山岩形成的主要观点，并以查瓦里茨基和埃贝科火山（千岛群岛）的两个岩石系列为例，指出了结晶分析异在成岩过程中的决定性能，这已为造岩组分和稀土元素物质平衡的定量计算所证实。在这些模拟的基础上得出两个主要结论：（１）岛弧范围内地幔率武岩物质的分异导致了大量安山岩熔浆的形成；（２）在岛弧系列中发生了地慢物质的有效“分裂”增添了地壳上层的硅铝组分，并增厚了岛弧底下基性岩层的超镁铁－镁铁质堆     

高钾钙碱性I型花岗岩类的成因

许多Ｉ型花岗质类岩浆由较老的变质火成岩部分熔融产生。这些熔体的成分普遍是钙碱性和准铝质的。这样的花岗质—英云闪长质熔体，田其下地壳源区的热的极值所引起。常见的地壳岩石部分熔融的实验资料表明，高钾的Ｉ型花岗质类岩浆只能由地壳中含水的钙碱性到高钾钙碱性、镁铁质到中性的变质岩石部分熔融而产生。因为各种变玄武质岩石的Ｋ＿２Ｏ含呈低，所以把它们作为源岩是不合适的．所提出的由地侵衍生的玄武质岩浆和壳源熔体相混合的各种模式也是不妥当的。另外Ｉ型钙碱性岩浆作用也未必总是与俯冲消减过程有关。     

大别山北部斜长角闪岩类的地球化学特征及形成构造背影

大别山北部变质镁铁－超镁铁质岩带中斜长角闪岩类的常量,微量稀土元素地球化学特征均表明,它们可划分为二类：Ⅰ类为洋岛型拉斑玄武岩;Ⅱ类为岛弧型玄武岩且其中大多数属钙碱性玄武质安山岩和少数属拉斑玄武岩。     

黑龙江五星铜镍、铂钯矿床镁铁质杂岩的元素地球化学特征与岩石成因

五星超镁铁质- 镁铁质杂岩的元素地球化学特征研究表明, 其原始岩浆为低钛、高镁的拉斑玄武岩浆, 由以CO2 为主的流体交代亏损地幔所形成的弱亏损地幔部分熔融产生, 其残余矿物相主要为石榴石、尖晶石和金红石。岩浆形成与演化经历了3 个阶段: ① 上升的软流圈与岩石圈地幔接触, 热流体作用导致岩石圈地幔发生高度部分熔融, 形成初始硫饱和的次碱性玄武岩; ②初始岩浆上侵, 在下地壳形成岩浆房, 岩浆结晶作用形成以似层状橄榄石、紫苏辉石、普通辉石和磁铁矿等为主的堆晶岩, 在地壳物质的参与下形成残余辉长质岩浆; ③ 岩浆房破裂, 残余岩浆和含有熔体( < 30% ) 的堆晶岩相先后上侵形成五星原始镁铁质杂岩。就铜镍和铂钯矿化而言, 铜镍硫化物形成于岩浆房分离结晶晚期的熔离作用, 而铂钯矿化则主要在成岩期后流体作用阶段形成。     

金的自然富集作用

引言构成地壳的原生岩是火成的,并以玄武岩,安山岩-流纹岩套及其相当的深成岩石为主。人们逐渐认为,玄武岩来自上升对流块体所在地的非均质地幔,而安山岩-花岗岩套包含在具有程度不同的地壳混染作用的下降块体中。对玄武岩、安山岩及超镁铁质岩来说,金的正常背景浓度在2ppb 范围内(表1)。     

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.      

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...     

怀俄明东南部早元古火山弧序列

怀俄明东南马德雷山脉早元古界绿山组由双峰镁铁质和长英质火山岩组成。主要由角砾岩、块集岩、熔岩流和火山碎屑岩组成的岩层代表陆上和海底喷发作用的产物,部分是在河成环境和近滨海相环境中再沉积的。火山岩明显地显示出钙碱性特征,并且有与大陆边缘弧或演化洋弧系共有的许多地球化学特征。玄武岩低的镁数和镍含量要求30—40％橄榄石分离结晶,还有大多数不相容元素的高含量,高的(La/Sm)_N比值,以及低Zr/Nb之比需要一个不亏损或富集的地幔源。地球化学资料与长英质火山岩及共生的扎营河(Encampment River)花岗岩的成因相一致,上述火山岩与花岗岩是在相似于现代弧系的构造位置中由钙碱性玄武岩浅部分离结晶作用而形成。安山岩的近乎缺失可能反映分离结晶过程中地壳岩浆房安山质岩浆的滞留。     

新疆西准噶尔达尔布特蛇绿岩套柳树沟镁铁质杂岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及地球化学特征

对新疆西准噶尔达尔布特蛇绿岩套柳树沟镁铁质杂岩中橄榄辉长岩、蛇纹石化橄榄辉长岩、辉长岩和蚀变辉长岩地球化学分析表明:辉长岩和蚀变辉长岩具有钙碱性和拉斑玄武岩的双重特征,橄榄辉长岩和蛇纹石化橄榄辉长岩属镁铁质堆积岩,为蛇绿岩组成单元;稀土总量较高,具微弱正Eu异常,稀土元素配分模式为略左倾平坦型,与SSZ型镁铁质堆晶岩稀土配分模式相同;微量元素蛛网图上,富集大离子亲石元素Cs、K、Th、U,相对亏损高场强元素Nb、Ta,可能代表俯冲板片的流体交代上覆地幔楔使地幔岩石发生部分熔融。地球化学构造环境判别柳树沟镁铁质岩石岩浆源区为亏损型地幔向富集型地幔过渡的适度富集型地幔,其形成的最佳模型是在成熟岛弧基础上裂谷化形成的一个不成熟的类似边缘海性质弧后盆地,不具成熟大洋或盆地那样的洋壳-上地幔结构,在盆地扩张初期岩浆具岛弧特征,随着盆地被进一步打开,镁铁质岩石具N-MORB特征。对辉长岩采用SHRIMP锆石U-Pb同位素年龄测试,获得特柳树沟镁铁质岩石的结晶时间为314.9±1.7 Ma。     

莫霍面,下地壳与岩浆作用

美国地质学会近期在意大利北部阿尔卑斯山区召开的关于地壳分异作用的Ｐｅｎｒｏｓｅ会议,以Ｉｖｒｅａ带大陆地壳剖面为样板,讨论了与大陆生长和演化有关的主要过程。文中结合会议情况,评述了岩浆作用与大陆生长、莫霍面演化和地壳动力学的关系。大陆壳特有的成分和大的花岗岩基的形成,要求下地壳有大体积的基性超镁铁质岩存在。这样的基性超镁铁质岩,既可能代表囤积在下地壳的幔源岩浆,也可能是幔源岩浆分异的堆积岩,或是在壳内分异作用过程中产生出花岗质熔体后的残余体。在伸展构造区,幔源岩浆的底侵作用强烈地影响了大陆壳的结构、组成和热状态,而在陆陆碰撞带,由于地壳加厚,下地壳的基性超镁铁质岩石会转变为“榴辉岩”,促进地壳沉没作用和下地壳拆沉作用。由于地壳岩石的榴辉岩相变质作用,地球物理莫霍面与壳幔边界可能并不对应。莫霍面和地壳对岩浆的密度过滤作用,又控制了大陆壳中岩浆的侵位和演化。     

煌斑岩的分类、特征及成因

作为最早被识别出的碱性岩石之一,煌斑岩因富含金和金刚石等矿产资源以及对理解深部地球动力学过程的重要作用而受到广泛重视,但是目前对于煌斑岩的成因还存在不同的认识。本文基于近年来对煌斑岩的研究成果,对它们的分类、特征以及岩石成因进行综述。根据国际地科联(IUGS)的分类标准,煌斑岩可以分为超镁铁质煌斑岩、钙碱性煌斑岩和碱性煌斑岩。研究发现,超镁铁质煌斑岩往往是伸展环境下岩浆作用的产物,与金伯利岩和碳酸岩有密切的成因关系;钙碱性煌斑岩通常发育在汇聚或被动大陆边缘环境,其岩石成因可能有多种机制(如基性岩浆的分异、岩浆混合以及交代富集地幔的部分熔融);碱性煌斑岩出露在离散型大陆边缘和板内构造环境,通常和碱性玄武质岩浆作用密切相关。不管岩石的形成环境和过程如何,超镁铁质煌斑岩、钙碱性煌斑岩和碱性煌斑岩被普遍认为是来自于经历了交代富集作用的地幔源区。最后,文章指出了煌斑岩研究过程中存在的一些科学问题,如富集的地幔源区存在的矿物相(金云母和角闪石)对产生钠质还是钾质岩浆的影响,控制岩浆在结晶过程中影响含水矿物斑晶形成的因素以及部分煌斑岩中碳酸岩球粒和钠长石的形成原因等。     

镁铁质变质火山岩的地球化学——捷克斯洛伐克Zlaté Hory泥盆纪块状硫化物矿床的成因

ZlateHory块状硫化物矿床区域内的镁铁质变质火山岩被解释为是经受了绿片岩相变质作用的聚合板块边缘的玄武岩和玄武质安山岩。根据主要元素和微量之素组份,这些变质基性岩显示为岛弧拉斑玄武质到低钾、钙—碱性组成。所研究近50％的镁铁质变质火山岩样品,在球粒陨石标准化的稀土元素模式中具显著的Ce负异常。Ce衰减绿片岩是岛弧拉斑玄武质组份的变质基性岩热液蚀变表现,蚀变伴有硫化物矿化作用。这从Ce衰减岩石中,Ba和S共同富集与Ce/Ce值和CO_2高含量的相互关系得到指示。Ce异常可能由成矿蚀变、海水衍生的溶解作用引起。Ce衰减绿片岩的产生,支持了兹拉特霍尔区域内矿床的火山成因说。     

滇西腾冲地区龙川江河谷上新世火山岩SHRIMP 锆石U-Pb年龄及其地球化学特征

报道了应用SHRIMP技术测定云南腾冲地区龙川江河谷附近上新世粗面安山岩和粗面岩的年龄结果。该区粗面安山岩与粗面岩的喷发时代接近,形成时代为2.81Ma±0.11Ma,属上新世。该区火山岩具高钾钙碱性的特点,富集大离子亲石元素、稀土元素和高场强元素（如Zr、Th、Hf）的特征明显不同于典型的岛弧钙碱性火山岩,而与遭受地壳混染的软流圈源大陆玄武岩相类似,是在板内拉张环境下地幔岩浆混染了大量下地壳物质的产物。     

"罗田穹隆"中的下地壳俯冲成因榴辉岩及其地质意义

在“罗田穹隆”中发现了下地壳俯冲成因榴辉岩．榴辉岩呈透镜状或板状产于含石榴子石条带状片麻岩中．新鲜的榴辉岩主要由石榴子石、绿辉石、金红石等组成．含少量退变质的角闪石、斜长石、紫苏辉石、透辉石、(钛)磁铁矿和石英等．研究区榴辉岩以保留早期麻粒岩相变质矿物残留体以及经受晚期麻粒岩相和角闪岩相退变为特征．指示它们由扬子镁铁质下地壳麻粒岩相岩石俯冲到深部发生变质并形成榴辉岩．然后折返至下地壳发生麻粒岩相退变，由于麻粒岩相退变质阶段仅以后成合晶形式出现．因而它们可能在下地壳停留时间不长．就又进一步被构造抬升至中上地壳而发生角闪岩相退变．大别山造山带乃至扬子板块北缘现今缺乏厚层镁铁质下地壳．它们也很少出露地表．推测这些俯冲的镁铁质下地壳可能已拆离再循环进人地幔．从而为“罗田穹隆”的形成和演化以及大别山高压-超高压岩石的形成与折返机制等研究提供了关键性的岩石学证据。