我国东部新生代玄武岩岩石化学的一些探讨

新生代是地球上玄武质岩浆的主要活动期。在我国东部,新生代玄武岩分布也极广泛,由北往南自大兴安岭、松辽盆地经华北、苏闽浙至台湾、海南岛以及近海大陆架均有不同程度的出露。时间上从老第三纪至史期均有玄武岩喷发活动。     

山东蓬莱等地第四纪玄武岩的热发光年龄

山东蓬莱、栖霞、沂水、临朐等地分布大片新生代玄武岩。过去主要根据其下伏松散沉积层的时代,与临朐中新统山旺组对比,划分为中新世下玄武岩和上新世上玄武岩。     

雷州半岛南部火山活动及其构造背景

雷州半岛南部的火山活动可划分为燕山期和喜马拉雅期,燕山期裂纹式喷发的活动为主,喜马拉雅期以中心式喷发活动为主,多期次间歇性的岩浆喷发,形成一个以拉斑玄武岩系列为主,碱性橄榄玄武岩系列为次的双系列玄武岩区,火山活动主要受雷琼裂谷的控制,新生代幕式构造运动使火山活动表现为多期次的基性岩浆喷发,阐述了本区火山活动特点和玄武岩常量元素,稀土元素特征,该区玄武岩来源于上地幔,可能形成活动大陆边缘至大陆板内裂     

福建龙海—漳浦沿海地区火山岩激光~(40)Ar/~(39)Ar年龄

福建东南沿海龙海—漳浦地区是新生代佛昙群玄武岩的分布区之一。对该区域火山岩而言,前人的研究主要集中在岩石地球化学特征、形成演化方面,对年代学研究较少,玄武岩喷发期次划分仍以20世纪80、90年代测定的K-Ar结果为依据,或通过下覆地层孢粉组合时代推断而来。为了更精确地测定该地区火山作用的时代及进一步确定其喷发期次,选取龙海—漳浦地区4个玄武岩样品,利用激光~(40)Ar/~(39)Ar测年方法进行精细定年。样品年龄为10.1～14.8Ma,明确了龙海-漳浦新生代玄武岩在中新世中晚期存在一次喷发期次。     

与新生代玄武岩有关的非金属矿床成因类型及成因机理探讨

中国东部广泛出露的新生代玄武岩与大陆热点或大陆裂谷构造环境有关.与新生代玄武岩有关的非金属矿床包括了玄武质火山喷发有关的玄武岩、浮石和火山灰,玄武岩携带的包体矿物刚玉、贵橄榄石等形成的宝石,火山期后热液充填有关的玛瑙、紫水晶和贵蛋白石,玄武岩喷发沉积或后期风化改造的膨润土、凹凸棒石和铝土矿,以及与玄武岩共生、与沉积有关的硅藻土和石膏、煤和油页岩等.研究表明,这些非金属矿床与玄武岩的共生并非偶然,而是具有成因上的联系.它们具有相同的构造环境,玄武岩的喷发和沉积为这一成矿系列提供了成矿物质来源和成矿环境.由于成矿作用的叠加和成矿微环境条件的转化,形成了成矿系列内多种非金属矿床的共生.     

山东蓬莱玄武岩地质与地球化学特征对鲁东地块地幔演化的指示意义

受断裂带的影响,蓬莱玄武岩集中在蓬莱北部,呈 NE 向至 NNE 向分布。火山活动分为四个阶段: 前寒武纪时近 EW 向基底构造的形成、中生代 NE--NNE 向断裂构造的发育、中生代末期地幔柱强烈上涌和新生代火山活动的末期等 4 个构造阶段。玄武岩喷发主要集中于新生代,以气孔玄武岩、苦橄玢岩和辉橄岩为主。常量元素分析显示,蓬莱玄武岩与世界玄武岩平均成分有差异,表现为低 Al2O3、CaO 和 MnO,高 K2O、MgO 和 Na2O; 与中国玄武岩平均成分相比,Al2O3、K2O 和 Na2O 低, CaO、P2O5和 MgO 高。微量元素分析显示蓬莱玄武岩具有大陆玄武岩典型的右倾稀土元素配分模式,具有中度负铕异常。鲁东地块经历两期地幔交代过程,分别为寒武纪时期和中生代末至新生代时期。     

吉林省长白山地区新生代火山岩的特点及其成因

长白山地区新生代火山岩是一套玄武岩、粗面岩和钠闪碱流岩的双峰式火山岩组合。玄武岩类分别属于碱性玄武岩系列和拉斑玄武岩系列。奶头山期玄武岩是幔源原生岩浆直接喷发于地表的产物,其他各期玄武岩是幔源原生岩浆经历了一定程度分异作用的产物。粗面岩和钠闪碱流岩与玄武岩有成因联系,可能是玄武岩浆通过分离结晶作用而形成的。本区新生代火山岩是大陆裂谷构造环境下的产物,是在地幔增温和底辞上升过程中形成的。     

南京地区新生代玄武岩的期次、层序及时代

在研究晚第三纪地层层序的基础上,结合玄武岩的古地磁及K-Ar稀释法年龄测试,把南京附近新生代玄武岩划分为三期五次,即早第三纪石金山玄武岩,晚第三纪六合组玄武岩、黄岗组玄武岩、方山组玄武岩,早更新世桂枝山玄武岩。其中六合组玄武岩在距今大约14Ma前喷发,古地磁属反极性;黄岗组玄武岩在距今大约10—12Ma前喷发,古地磁属正极性;方山组玄武岩的磁性特征与吉尔伯特反向极性世大致相当,喷出年龄大约在6—3.5Ma之间。     

福建省新生代玄武岩成因:Sr、Nd、Pb、Hf同位素地球化学约束

作为研究洋壳俯冲和壳幔相互作用理想对象的新生代玄武岩在福建省从沿海至内陆均有分布，根据地理位置这些新生代玄武岩可分成闽西、闽中与闽东沿海三个区域。本文对这些玄武岩进行了系统的全岩主、微量元素以及Sr、Nd、Pb、Hf同位素研究。结果表明，这些新生代玄武岩主要为碱性玄武岩、碧玄岩和粗面玄武岩，结合前人研究资料，可见这些玄武岩自闽东向闽西具有年龄逐渐变小、碱性逐渐增加的趋势。Sr、Nd、Pb、Hf同位素揭示这些玄武岩具有亏损地幔(DMM)与EMⅡ型富集地幔组分混合的特征。闽东沿海玄武岩相较于闽西、闽中玄武岩具有更高的Sr、Pb含量，更低的¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd值和¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf值，更趋近于EMⅡ特征。从西至东富集组分EMⅡ的逐渐增多暗示陆源沉积物与俯冲效应有关，这些陆源沉积物极可能是由俯冲洋壳带入软流圈地幔的。整个新生代玄武岩的Zr、Hf、Ti负异常与Pb同位素组成特征指示俯冲沉积物中可能含有碳酸盐组分。闽中柳城地区玄武岩的喷发年龄与闽东沿海地区玄武岩的喷发年龄较为接近；闽中柳城地区玄武岩Sr、...     

大兴安岭诺敏河火山喷发时代的初步研究

我国东北地区晚新生代火山群分布广泛,诺敏火山群是其中的一个。它位于大兴安岭东坡,东距五大连池火山群约160km。前人对该区火山的地貌特征进行过定性描述,划分了火山锥及其喷发的玄武岩流,但整体上研究工作较少,尤其对火山的喷发时代了解不多。以往的研究认为这套玄武岩属于上更新统大黑山组,而K／Ar测年显示一部分玄武岩的年龄为46-42kaB.P.,属于中更新世;马鞍山火山锥喷出的熔岩地貌特征与五大连池老黑山期的非常相似,可能属于全新世,但其K-Ar年龄为18．7kaB．P.。此外,对诺敏火山的时代所进行的区域对比均缺乏充分可信的测年数据的支持。这些事实显示对该火山群喷发时代的认识远未达到统一。本文用热释光方法测得诺敏河2级阶地及玄武岩烘烤层的年龄,初步约束了玄武岩的喷发时代。     

中国东部新生代玄武岩记录古太平洋俯冲带壳幔相互作用

大陆玄武岩通常具有与洋岛玄武岩相似的地球化学成分,其中含有显著的壳源组分.对于洋岛玄武岩来说,虽然其中的壳源组分归咎于深俯冲大洋板片的再循环,但是对板片俯冲过程中的壳幔相互作用缺乏研究.对于大陆玄武岩来说,由于其形成与特定大洋板片在大陆边缘之下的俯冲有关,可以用来确定古大洋板片俯冲的地壳物质再循环.本文总结了我们对中国东部新生代玄武岩所进行的一系列地球化学研究,结果记录了古太平洋板片俯冲析出流体对地幔楔的化学交代作用.这些大陆玄武岩普遍具有与洋岛玄武岩类似的地球化学成分,在微量元素组成上表现为富集LILE和LREE、亏损HREE,但是不亏损HFSE的分布特点,在放射成因同位素组成上表现为亏损至弱富集的Sr-Nd同位素组成.在排除地壳混染效应之后,这些玄武岩的地球化学特征可以由其地幔源区中壳源组分的性质来解释.俯冲大洋地壳部分熔融产生的熔体提供了地幔源区中的壳源组分,其中包括洋壳镁铁质火成岩、海底沉积物和大陆下地壳三种组分.华北和华南新生代大陆玄武岩在Pb同位素组成上存在显著差异,反映它们地幔源区中的壳源组分有所区别.中国东部新生代玄武岩的地幔源区是古太平洋板片于中生代俯冲至亚欧大陆东部之下时,在>200 km的俯冲带深度发生壳幔相互作用的产物.在新生代期间,随着俯冲太平洋板片的回卷引起的中国东部大陆岩石圈拉张和软流圈地幔上涌,那些交代成因的地幔源区发生部分熔融,形成了现今所见的新生代玄武岩.      

下辽河大陆裂谷与岩浆活动

下辽河裂谷是我国东部规模巨大的郯庐断裂带的一部分。五十年代以来,地质和地球物理工作者对郯庐断裂带进行过大量的专题和综合性研究^[1-5],取得了可喜的进展。尽管如此,目前对其形成时代、延伸规模、力学机制及活动方式等重要问题,尚存在分歧意见。已有资料表明,发育在华北断块区内的一段,应是郯庐断裂带的主体部分,已确信无疑。该段东界的主干断裂,可能形成于太古代末期(其它三条主干断裂形成时代可能稍晚,但至少在中生代即已存在),构成胶辽断块与冀鲁断块的边界。长期以来,它控制着两侧断块基底的形成和古生界盖层的发育,以及构造格架的布局。     

云南马关新生代钾玄质玄武岩的岩石学与地球化学特征及构造环境

云南马关地区广泛出露了一套富含大量幔源包体和捕掳晶的新生代玄武岩.对该地区的新生代玄武岩进行了岩石学和地球化学方面的研究, 为该地区自新生代印度-欧亚大陆碰撞以来发生的岩浆活动及壳幔物质交换等问题提供重要的信息和岩浆岩约束.研究表明: 该区玄武岩具有富碱且富钾的特征, 其中全碱含量w(K₂O+Na₂O)变化在2.94%~8.23%之间、K₂O/Na₂O在0.44~6.72之间, 21个样品平均的K₂O/Na₂O比值为1.26.采用火山岩类型系列与划分方法, 确定本区多数岩石属于钾玄岩类的玄武岩或碧玄岩.岩石具有富集LREE和LILE的特征, 经球粒陨石/原始地幔标准化后的稀土元素配分形式和微量元素蜘蛛图均具有与OIB相似的特征.岩石中含有大量深源岩石包体, 斑晶含量少且结晶程度低, 相容元素Ni含量较高等特点, 符合原生岩浆的基本特征; 唯有Mg#(0.49~0.72)偏低, 可能与源区本身的性质或者源区发生的壳幔混合作用等因素有关.根据钾质岩石构造环境判别标准, 显示岩石形成于板内环境, 其成因与印度-欧亚大陆的碰撞诱发的软流圈物质向高原东南方向侧向挤出有关.      

华北东部橄榄岩与岩石圈减薄中的地幔伸展和侵蚀置换作用

对比分析了华北不同时代捕虏体橄榄岩及其南部超高压地质体橄榄岩的矿物化学。具古老难熔岩石圈地幔特征的橄榄岩是古生代金伯利岩捕虏体和早中生代苏鲁变质带地质体的主要岩石类型。具这一性质的橄榄岩也构成了河南鹤壁上新世玄武岩捕虏体的主体部分,并可以在辽宁阜新晚中生代玄武岩中被发现。具饱满岩石圈地幔性质的橄榄岩则是阜新晚中生代火山岩、特别是郯庐断裂带(山旺)及其附近地区(栖霞)中新世玄武岩捕虏体的主要类型。从华北东部已有的捕虏体橄榄岩及地质体橄榄岩所表现出的新生饱满与古老难熔地幔的时、空分布特点,即有些地区捕虏体橄榄岩表现出不同性质地幔共存现象(如阜新、鹤壁)或橄榄石Mg#呈渐变关系看:克拉通岩石圈地幔因扬子板块俯冲所引起的早期(如早中生代)地幔伸展、和晚中生代—渐新世因太平洋俯冲所引起的热扰动的软流圈物质上涌对古老地幔产生强烈的侵蚀作用(引起岩石圈的巨大减薄);中新世以来的软流圈热沉降作用出现新生岩石圈地幔并表现为岩石圈的小幅增厚,从而实现地幔置换过程和华北东部岩石圈的整体减薄过程。岩石圈幔内薄弱带及岩石圈深断裂(如郯庐断裂带)起了软流圈物质侵蚀古老岩石圈地幔的通道作用并导引着深部物质运移和不规则减薄作用等。个别地区(如阜新)强烈的软流圈上涌于晚中生代就已经开始,显示地幔置换作用的强烈不均一性。     

阿尔泰东部新生代火山岩的地球化学特点及构造环境

新疆三大山系均有新生代火山岩,其中南部西昆仑、阿尔金山及天山托云等地的新生代火山岩比较发育,在新疆东北部地区的阿尔泰哈拉乔拉一带也发育新生代的陆内喷发火山岩。这套火山岩虽然面积不是很大,但具有大陆溢流玄武岩的特点。在地球化学上也具有典型热点成因洋岛玄武岩或其它地幔柱成因玄武岩的特点,如TiO2含量高大于2%、轻稀土元素和不相容元素显著富集等。表明新疆北部特别是阿尔泰造山带东部演化到新生代以后,有向裂陷拉张方向演化的趋势,标志着一个新的大地构造演化阶段的到来。     

中国边缘海域及其邻区的岩石层结构与构造分析

利用中国边缘海域近年的地震层析成像结果,根据速度异常和各向异性分析东海、黄海和南海北部的岩石层结构和构造,讨论中朝块体和扬子块体在黄海内部的拼合边界(黄海东部断裂带)、东海陆架盆地上地幔异常与岩石层形成演化、南海北部地壳底部高速层的成因及地幔活动等问题。分析表明,黄海东部与朝鲜半岛之间存在一个深部构造界限(大致对应于黄海东部断裂带),分界两侧Pn波速度各向异性存在明显差异,反映不同构造应力和断裂剪切运动作用下的岩石层地幔变形特征。东海陆架下方的低速异常揭示了张裂盆地形成时期的地幔活动痕迹,表明中、新生代期间发生过地幔上涌并造成岩石层减薄,菲律宾海板块向西俯冲引发的地幔活动对东海陆架岩石层的形成、演化产生明显的影响。南海北部岩石层厚度较大并且温度相对偏低,地幔异常仅限于局部地区,估计南海北部大陆边缘的地壳底部高速层形成于张裂发生之前,或者是地壳形成时期壳幔分异时的产物。南海中央海盆的扩张不仅导致地壳拉张,软流层物质上涌,而且也造成岩石层地幔减薄甚至缺失。     

Tectonic Environments of Cenozoic Volcanic Rocks in China and Characteristics of the Source Regions in the Mantle

Extensive volcanism is one of the important features of Cenozoic geology in China.Based on temporal-spatial distribution,the volcanism was associated with three major different geological settings:1)the continental rift basalts in Northeast and North China;2)the tension-fault basalts on the continental margins of Southeast China; and 3) the collision-zone high-K volcanics in the Qinghai-Xizang Plateau and its vicinities.The characteristics of “depletion in the south and enrichment in the north“of the China continental mantle are strongly supported by isotopic evidence.The Cenozoic continental cal characters,into the following geochemical provinces:1)the depleted mantle in South China;2)the primary mantle in Northeast and NorthChina; 3)the hybrid and transi-tional mantle in the region of Shandong ,Anhui,Jiangsu and northern Zhejiang;4)the depleted mantle around the Bohai Bay and the Lower Liaohe River;5)the K-metasomatic enriched mantle in the northern part of Northeast China;and 6)the re-cycled enriched mantle in the ancient subduction zone in the Qinghai-Xizang Plateau and its surround-ings.These geochemical characteristics on a regional scale must be a reflection of the nature of lithosphere evolution.     

Deep roots of seismotectonics in the Far East: The Sakhalin zone

It is shown that the deep structure of the lithosphere played a decisive role in the recent deformations and seismicity in the Far East. The regional variations in the composition of the mantle xenoliths and Neogene-Quaternary basalts provided grounds for mapping the NE-extending wedge-shaped block of the Fe-rich mantle at the base of Sikhote Alin. Its boundaries continue the Yilan-Yiton and Fushun-Mishan strike-slip faults of the Tan-Lu zone, along which this mantle block was displaced along the continental margin in the Jurassic-Cretaceous. The localization of strong (M ≥ 5.0) earthquake epicenters in the Amur region shows that such a mantle structure determines the key features of the regional deformations and seismotectonics. Under the dominant western compression due to the Amur Plate’s motion, the mantle wedge is extruded in the northeastern direction to provide an additional stress at the Okhotsk Plate boundary. This process resulted in the formation of the Sakhalin high-seismicity zone at the front of the mantle block. In its characteristics, the zone is similar to the convergence area between the Indian and Eurasian plates. In both cases, the main deformation and seismicity features were caused by the horizontal pressure of the tectonic block, the frontal part of which is marked by regularly alternating compression and extension zones. In Sakhalin, strong earthquakes with M ≥ 6.0 are confined to the seismic suture 50 km wide with concentrated compression. This structure is discordant relative to the main faults of the island, being parallel to the front of the mantle wedge. The two migration cycles established for the Sakhalin earthquakes with M ≥ 6.0 correspond to periods of 1907–1971 and 1995–2007. During both cycles, the first shocks occurred in the north and subsequently migrated in the southeastern direction simultaneously decreasing in the depths of the earthquake foci. The systematic migration implies that asymmetrical compression is responsible for both the extrusion of the mantle wedge and its southeastward clockwise rotation. The latter plays the decisive role in the initiation of strong earthquakes on Sakhalin.     

High-Field-Strength Elements in Mafic Volcanics from North China Craton: Implications for Archean-Proterozoic Boundary and Source Composition

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｌａｒｇｅｃｈａｎｇｅｉｎｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｍａｎｔｌｅａｔｔｈｅＡｒｃｈｅａｎ－Ｐｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ（Ａｒ－Ｐｔｂｏｕｎｄａｒｙ）ｏｆ２．５Ｇａｗａｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｂｙｍａ...