玄武岩类岩石大地构造环境的Th、Nb、Zr判别

本文通过研究Th、Nb、Zr的地球化学性质和判别机理，根据世界上典型大地构造环境区玄武岩类的Th、Nb、Zr数据，研究了Th、Nb、Zr判别玄武岩大地构造环境的地球化学机理，发现大同构造环境区玄武岩系的Th、Nb、Zr特征具有显著差异，其比值特征能将玄武岩形成的大地构造位置很好地划分出来，提出了判别玄武岩大地构造环境的Nb/Zr-Th/Zr双对数判别图，试图能较好地区分出大洋板块发散边缘，板块汇聚边缘，大洋板内，大陆板内及地幔热柱形成的玄武岩，得出了玄武岩大地构造环境判别的标志，指出了用Th、Nb、Zr判别玄武岩大地构造环境的方法。     

西藏仲巴县特提斯喜马拉雅早白垩世日朗组玄武岩地球化学特征及其构造意义

特提斯喜马拉雅地层中广泛分布早白垩世火山碎屑岩,但对这套火山碎屑岩的源区缺乏有力的约束。在特提斯喜马拉雅中西段仲巴地区白垩系日朗组地层中发现一套玄武岩夹层,该玄武岩为碱性玄武岩,表现为LREE富集的分布型式,与典型的OIB和区域上的板内玄武岩类似。玄武岩Nb含量介于下地壳与上地壳之间,Th含量略低于下地壳,具有较高的Th/Nb比值和较低的Ce/Pb,指示岩浆在演化过程中遭受了一定程度的地壳混染,与雅鲁藏布蛇绿岩混杂岩带中的海山明显不同。构造环境判别图解显示玄武岩形成于大陆板内裂谷环境,结合日朗组地层沉积环境的分析,该玄武岩可能为日朗组火山碎屑岩提供物源。     

准噶尔盆地陆东—五彩湾地区石炭系中、基性火山岩地球化学及其形成环境

准噶尔盆地是发育在前寒武纪结晶基底与古生代褶皱基底双重基底之上的中、新生代沉积盆地。盆地东北缘陆东—五彩湾地区发育大量的石炭系中、基性火山岩,主要由玄武岩、熔结玄武岩、气孔-杏仁玄武岩与辉绿岩组成。其中、基性火山岩具有低钾高钛、高∑REE的特征,球粒陨石标准化的REE配分曲线表现轻稀土富集,轻、重稀土分异的谱线特征,微量元素具有大离子亲石元素富集,Ta、Nb亏损的现象,可能与板内拉张环境下地壳混染或地幔源区有富Ta、Nb的残留体有关,微量元素环境判别图解中大部分样品点落入板内玄武岩区域,少量漂向岛弧火山岩区,表现出主体为板内构造环境;高场强元素Th/Nb、Nb/Zr比值进一步表现出火山岩具有板内火山岩的特征。综合区域地质特征及前人的研究结果,认为准噶尔盆地陆东—五彩湾地区中、基性火山岩应属造山期后伸展背景下的火山作用产物,但岩浆源区可能受到古洋壳板片俯冲作用的影响。     

板块汇聚边缘玄武岩大地构造环境的Th、Nb、Zr判别

根据Th、Nb、Zr的地球化学性质和判别机理，利用世界上典型大地构造环境区玄武岩类的Th、Nb、Zr数据，研究了Th、Nb、Zr判别玄武岩大地构造环境的地球化学机理，发现不同构造环境区玄武岩系的Th、Nb、Zr特征具有显著差异，其比值特征能将玄武岩形成的大地构造位置很好地划分出来。提出了板块汇聚边缘玄武岩大地构造环境的Nb/Zr Th/Zr判别图，该图不但能较好地区分出板块汇聚边缘中的洋—洋俯冲带、洋—陆俯冲带及陆—陆碰撞带，同时还能反映出岛弧区大地构造环境演化的趋势。     

西昆仑阿卡孜达坂绿片岩：受大陆地壳混染的板内玄武岩

形成于震旦-早寒武纪的西昆仑阿卡孜达坂变质火山岩是一套绿片岩相的中基性岩石,其构造性质对于西昆仑的构造演化历史具有重要的制约意义。这些变质火山岩具低到中的SiO2(42.3%-64.7%),MgO(2.69%-7.54%),宽的TiO2(0.94%-3.05%)和Fe2O3T(7.64%-18.47%)含量,显示出玄武质或安山质的母岩特征。这些岩石富含高场强元素(Nb,Ta,Zr,Hf)和稀土(∑REE=-407μg/g),并具有相对高的Ti/Y(183-673),Th/Yb(0.5-3.9)以及较低的Hf/Ta(1.6-8.6)比值。它们相对富集轻稀土(La/Yb=5.4-20),除了两个具有Nb正异常的样品外多数样品具有不同程度的负Nb异常(Nb/Nb*=-0.2)并呈现介于板内和消减带有关岩浆之间的过渡特征。这些变质火山岩所具有的消减带特征排除了其来自大洋中脊,洋岛,板内海山和大洋台地玄武岩的可能性,而岩石所具有的板内特征以及两个具Nb正异常的样品表明这些变质火山岩并非形成于破坏性的板块边缘环境(如岛弧或活动大陆边缘)。它们相对高的Gd/Yb比值(1.4-2.9)明显不同于典型的岛弧拉斑玄武岩,同时其较高的Zr/Y(3.1-12),Ta/Yb(0.27-0.73)和较低的Zr/Nb(多数小于12)显示出强烈的大陆板内特征。这些特征表明阿卡孜达坂变质火山岩的原岩是受陆壳物质混染的板内玄武岩,很可能形成于一个陆内裂谷环境。阿卡孜达坂变质火山岩与东昆仑和北祁连所发育的同时代的板内火山岩一起,可能反映了塔里木克拉通从冈瓦纳大陆的裂解事件。在上述研究的基础上,结合已有资料对震旦纪至早古生代期间的西昆仑构造演化历史进行了讨论。     

扬子陆块西缘中元古代菜子园蛇绿混杂岩的厘定及其地质意义

对扬子陆块西缘会理关河—通安地区菜子园蛇绿混杂岩进行了厘定。菜子园蛇绿混杂岩主要以强烈剪切变形的基质和洋板构造岩块混杂堆积为特征。基质主要有变质粉砂岩、板岩、硅质板岩、片岩、千枚岩等。洋板构造岩块由蛇纹岩、辉长岩、玄武岩、硅质岩、大理岩等组成,部分地区玄武岩保留枕状构造,各岩块之间为构造接触关系。菜子园蛇绿混杂岩中桃树湾辉长岩和玄武岩具有轻稀土元素亏损、类似N-MORB(正常洋中脊玄武岩)的稀土元素配分模式,相对于N-MORB富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta高场强元素,极低的Nb/U(9.74)、Nb/Th(3.02)和V/Ti(0.1)平均值,具典型MORB-like玄武岩(前弧玄武岩-FAB)地球化学特征,认为可能形成于洋内弧环境。桃树湾辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年表明,辉长岩的年龄为1375±7Ma(MSWD=1.2,n=21),可能代表菜子园-通安洋洋壳初始俯冲的时间。菜子园蛇绿混杂岩的厘定,对重新认识通安群(通安组)的属性,研究扬子陆块西缘古—中元古代地层系统、地质演化、岩浆作用、构造定位,重新划分扬子陆块基底大地构造单元,以及探索全球Columbia超大陆裂解到Rodinia超大陆汇聚的演化过程等都具有重要意义。     

西藏冈底斯带东段石炭纪构造环境讨论

冈底斯带东段石炭纪构造环境存有争议。本文通过岩石地球化学分析,发现石炭纪诺错组和来姑组火山岩具有碱性系列向拉斑系列过渡的特征,具有双峰火山岩特点;石炭纪玄武岩样品的平均化学成分与大陆拉斑玄武岩的平均值较为接近;微量元素除Ti、Yb、Y之外,其他元素都富集,其中Rb、Th、Ce富集程度相对较高;稀土元素特征表现为轻稀土富集,铕、铈异常不明显。显示出石炭纪玄武岩的地球化学特征均与大陆拉斑玄武岩相似。构造环境判别图解显示,石炭纪玄武岩样品主要落入板内环境的大陆拉张带(或初始裂谷)玄武岩区。因而认为冈底斯东段在石炭纪属于陆内裂谷或被动陆缘裂谷环境。     

华北克拉通对Rodinia超大陆裂解的响应——来自贺兰山北段小松山地区辉长岩地球化学、年代学及Hf同位素的新证据

华北克拉通西缘贺兰山北段小松山地区辉长岩锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和锆石Hf同位素的研究结果表明,辉长岩的侵位结晶年龄为835.5±5.3Ma,即形成于新元古代早期,属于板内拉斑玄武岩系列岩石,总体上略富集轻稀土元素、大离子亲石元素Rb、Ba、La,略亏损高场强元素Th、Nb、Zr、Hf等;具有较高的εHf(t)值(5.83~7.87),其单阶段模式年龄tDM1为1075~1155Ma,两阶段模式年龄tDM2为1176~1289Ma。综合研究发现,辉长岩的原始岩浆起源于中元古代富集型地幔,形成于华北陆块西缘的板内伸展环境,说明华北陆块响应了Rodinia超大陆裂解,也是Rodinia超大陆的一部分。     

湘东北地区晚燕山期细碧质玄武岩的发现及地质意义

湘东北地区发育一套晚燕山期(距今85~95Ma)的细碧质玄武岩。该岩石具碱性-拉斑质玄武岩亲和性,矿物成份以钠长石为主,呈斑状和交织结构,气孔—杏仁构造发育。富钠低钾,轻稀土元素富集而重稀土元素亏损,大离子亲石元素(LILE)可变地亏损或富集,高场强元素(HFSE)Th、U、Ti和Hf相对富集而Y、Yb、Zr、P及Nb和Ta表现适度的亏损。Nd同位素成份(ε_Nd(t)=-1.29~0.66)则暗示该岩石并不起源于软流圈地幔。结合中生代华南地区特别是江南造山带大地构造演化,该细碧质玄武岩应产于板内构造环境,起源于一个不太富集的陆下岩石圈地幔低度熔融,可能与晚三叠世扬子地块与华北地块的碰撞导致华南大陆内部因古缝合线或古深断裂活化而诱发的陆内造山事件有关。湘东北晚燕山期细碧质玄武岩是华南燕山期陆内造山运动的后造山阶段于距今90Ma左右开始的岩石圈沿长沙—平江断裂伸展裂陷的产物。郯庐断裂可能向南延伸至湖南境内。     

新疆阿尔金山喀腊大湾地区玄武岩的地球化学特征及地质意义

对新疆阿尔金山东段喀腊大湾地区玄武岩进行了系统的岩石地球化学分析, 结果表明, 喀腊大湾地区的玄武岩具有低的Mg#值(Mg#=Mg/(Mg+Fe)×100)。稀土元素的含量变化范围较大, 轻重稀土分异不明显, 具有轻微的轻稀土富集, 弱的Eu负异常。微量元素Ni、Co、Cr与MgO呈正相关, 微量元素多元素标准化图解中, 普遍具有Nb、Ta的负异常, 部分样品具有Ti的负异常。在Th/Yb-Ta/Yb和Th/Hf-Ta/Hf构造环境判别图解中, 分别落入活动大陆边缘环境和大陆拉张(或初始裂谷)环境, 结合本区双峰式火山岩中玄武岩的地球化学特征, 以及与北阿尔金蛇绿混杂岩带其它地区玄武岩的对比, 认为喀腊大湾地区的玄武岩可能形成于紧邻北阿尔金地区古洋盆的活动大陆边缘环境。     

哀牢山—金沙江构造带白马寨铜镍硫化物矿床Ⅰ号含矿岩体铂族元素地球化学特征及其构造意义

白马寨I号岩体是哀牢山—金沙江构造带白马寨Cu-Ni矿区内最大的一个含矿基性—超基性岩体,从中心向边缘依次由含矿橄榄岩、矿化辉石岩和辉长岩3个相带组成环状体。从中心相到边缘相,岩石中SiO2、TiO2、Al2O3、CaO、Na2O和K2O含量逐渐增加,TFe、MgO含量降低;稀土元素中w(∑REE)、w(LREE)/w(HREE)逐渐增加,δEu由负异常到正异常演变;微量元素具有大离子亲石元素和高场强元素逐渐增加、强亲岩浆元素逐渐降低的演变特征。铂族元素配分模式为Pt-Pd型,w(Pt)/w(Pd)比值为0.32~0.68,介于富硫化物拉斑玄武岩(0.38)和原始上地幔(1.36)之间,以及稀土元素配分模式、微量元素蛛网图和铂族元素配分模式中不同岩石配分曲线的相似性揭示3个相带不同岩石之间的高度一致性,展示基性—超基性岩形成于玄武质岩浆演化、熔离及岩浆一次性侵入、分异成岩成矿的特征。矿区内地层层序稳定,岩体与沉积岩之间的侵入接触关系及w(Zr)-w(Y)-w(Nb)图解说明白马寨岩体形成于陆内环境。岩体的低Ti含量、Th强烈正异常和含矿橄榄岩负Eu异常,以及w(Th)/w(Ta)比值、w(Th)/w(Nb)比值和w(Pd)/w(Pt)比值及Ir族元素配分曲线明显不同于峨眉山玄武岩和典型的地幔柱玄武岩,而与大陆裂谷玄武岩非常相近,说明白马寨I号岩体形成于大陆裂谷环境。     

Trace element characteristics of graywackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basins

The graywackes of Paleozoic turbidite sequences of eastern Australia show a large variation in their trace element characteristics, which reflect distinct provenance types and tectonic settings for various suites. The tectonic settings recognised are oceanic island arc, continental island arc, active continental margin, and passive margins. Immobile trace elements, e.g. La, Ce, Nd, Th, Zr, Nb, Y, Sc and Co are very useful in tectonic setting discrimination. In general, there is a systematic increase in light rare earth elements (La, Ce, Nd), Th, Nb and the Ba/Sr, Rb/Sr, La/Y and Ni/Co ratios and a decrease in V, Sc and the Ba/Rb, K/Th and K/U ratios in graywackes from oceanic island arc to continental island arc to active continental margin to passive margin settings. On the basis of graywacke geochemistry, the optimum discrimination of the tectonic settings of sedimentary basins is achieved by La-Th, La-Th-Sc, Ti/Zr-La/Sc, La/Y-Sc/Cr, Th-Sc-Zr/10 and Th-Co-Zr/10 plots. The analysed oceanic island arc graywackes are characterised by extremely low abundances of La, Th, U, Zr, Nb; low Th/U and high La/Sc, La/Th, Ti/Zr, Zr/Th ratios. The studied graywackes of the continental island arc type setting are characterised by increased abundances of La, Th, U, Zr and Nb, and can be identified by the La-Th-Sc and La/Sc versus Ti/Zr plots. Active continental margin and passive margin graywackes are discriminated by the Th-Sc-Zr/10 and Th-Co-Zr/10 plots and associated parameters (e.g. Th/Zr, Th/Sc). The most important characteristic of the analysed passive margin type graywackes is the increased abundance of Zr, high Zr/Th and lower Ba, Rb, Sr and Ti/Zr ratio compared to the active continental margin graywackes.     

Basalt geochemistry as a diagnostic indicator of tectonic setting

Basalt geochemistry can be used as a diagnostic indicator for determining the tectonic setting of origin, because specific plate tectonic settings often impart distinctive geochemical characteristics. For example: (1) mid-ocean ridge basalts (MORB) and oceanic island basalts (OIB) have clearly distinguishable trace element and Sr-Nd isotope geochemical characteristics; (2) arc related basalts, including IOAB (intra-oceanic arc basalts), IAB (island arc basalts) and CAB (continental arc basalts), exhibit following distinguishing features: all are characterized by low Nb/La ratios (<0.85) and negative Nb, Ta and Ti anomalies; most exhibit low Nb concentrations (<8 ppm), high positive ɛ_Nd values and low enrichment of incompatible elements except the continental arc shoshonitic basalts that possess high concentrations of incompatible trace elements and lower to negative ɛ_Nd values; (3) although contamination by continental crust or lithosphere can impart subduction-like signature (e.g., low Nb, low Ta and low Ti) and lead to misidentification of contaminated continental intraplate basalts as arc related, there are still some essential differences between continental intraplate basalts and arc related ones; such as: uncontaminated continental intraplate basalts have high Nb concentrations, Nb/La > 1, “hump-shaped” OIB-like trace element patterns and moderate positive ɛ_Nd values that distinguish them from the arc related ones; whereas, the contaminated continental intraplate basalts are characterized by pronounced negative Nb, Ta and Ti anomalies, but their concentrations of incompatible trace elements are conspicuously higher than those of subduction-zone basalts that also distinguishes them from the arc related ones; (4) an important difference between back-arc basin basalts (BABB) and the MORB is that the former exhibit both MORB-like and arc-like geochemical characteristics; (5) most oceanic plateau basalts (OPB) show diagnostic geochemical characteristics of enriched MORB (E-MORB) to transitional MORB (T-MORB); only the Kerguelen Plateau is an exception; the early (pre 90 Ma) volcanism of the Kerguelen Plateau is associated with the Early Cretaceous break-up of Gondwana and displays features of continental flood basaltic volcanism; with time, the tectonic setting of the Kerguelen plume-derived volcanism changed from a rifted continental margin setting (133–118 Ma) through a young, widening ocean (118–40 Ma), finally to an oceanic intraplate setting (~40 Ma to the present).Tectonic discrimination diagrams should not be used in isolation, but can still be useful as part of holistic geochemical characterization. For example: (1) MORB and OIB are distinguishable from each other in the 3Tb-Th-2Ta diagram; (2) the arc related basalts, including IOAB, IAB and CAB, constantly plot in the arc-related basalts fields in the Th/Yb-Ta/Yb diagram; (3) the 3Tb-Th-2Ta diagram can be utilized to fully illustrate both MORB-like and arc-like characteristics of BABB; (4) some discriminant diagrams (such as Zr/Y-Zr, Th/Yb-Ta/Yb, 3Tb-Th-2Ta and Hf/3-Th-Nb/16 diagrams) can be used to distinguish continental intra plate basalts from arc related ones; (5) although there are not any discrimination diagrams published that delineate an OPB field, some trace element diagrams can still reveal diagnostic characteristics of the OPB.     

大兴安岭北部伊列克得组玄武岩的地球化学特征

大兴安岭北部伊列克得组玄岩类具有富碱（Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ〉６．３７％）、高Ｋ２Ｏ（２．６２％～３．１１％）,高Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏ比值（０．７～０．８）和Ｔｈ／Ｔａ、Ｃｅ／Ｎｂ、Ｔａ／Ｎｂ比值,以及强烈富集大离子亲石元素（ＬＩＬＥ）和轻稀土元素（ＬＲＥＥ）的特征,属于钾玄质系列,低Ｓｒ／Ｎｄ比值（１３～１７．５）的特征类似于洋岛玄武岩,但其Ｔａ／Ｈｆ,Ｔｈ／Ｔａ比值特征及与Ａ型花岗岩共生等特征表明,钾玄     

中上扬子北缘二叠纪碎屑岩组分和地球化学特征

对中上扬子北缘二叠纪碎屑岩成分和地球化学特征进行了分析.结果表明,本次研究的碎屑岩物源主要来自上部大陆壳,沉积旋回不高,大部分样品来自基性岩和长英质火山源区.主元素受到风化作用和沉积后作用的影响,对区分构造环境意义不大;几种非迁移性微量元素,如Cr、Co、Th、Sc、La和Zr,较主元素有区分构造环境意义.本次研究的碎...     

全球新生代安山岩构造环境有关问题探讨

20世纪70～80年代,以Pearce为代表的一批科学家先后提出了玄武岩和花岗岩的构造环境判别图,将构造环境与岩石地球化学特征有机地结合起来,为岩浆岩大地构造环境研究开辟了新途径。但学术界对全球广布的安山岩构造环境及相关地球化学特征问题的讨论则相对不足。本文利用GEOROC 和PetDB 两个数据库对全球新生代安山岩进行数据挖掘,讨论了它们的地球化学特征及形成环境。初步将全球新生代安山岩归属为12个形成构造环境,其中67.71%产出于岛弧、陆缘弧等汇聚板块边缘环境,其余安山岩则形成于大陆板内、大陆溢流、洋岛、大陆裂谷、洋中脊等构造环境。研究表明,常用的玄武岩微量元素判别图以及LILE/HFSE 玄武岩判别图均在一定程度上可用于安山岩成因及环境判别, 暗示安山岩地球化学成分也可用于构造环境的判定。采用大数据思维,探索洋岛安山岩（OIA）和岛弧安山岩（IAA）中地球化学元素的关联关系,从获得的近20 000 个OIA-IAA 判别图中选出lg（Cs/Ta）-lg（Cu/Ta）、lg（CaO/Nb）-lg（Cs/Zr）和lg（Cu/Ta）-lg（Co/Nb）等6个图解,能有效限定它们的构造环境,为安山岩成因及形成环境研究提供了新的思路。这些初步成果说明科学大数据的研究方法可成为岩浆岩构造环境及地球化学研究中的重要有效手段。     

大兴安岭北端塔木兰沟组玄武质岩石的地球化学特征及构造背景

大兴安岭北部晚侏罗世塔木兰沟组玄武质岩石具有富碱（K2O＋Na2O〉5．45％），高K2O（2．15%-3．75％）、K2O／Na2O（0．48-1．12）和高的Th／Ta、Ce／Nb、Ta／Nb比值，以及强烈富集大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LKEE）的特征，属于钾玄质系列。现有资料分析表明，该钾玄质岩石形成于大陆板内环境。元素地球化学特征揭示，形成钾玄质岩石的原生岩浆经过强烈的结晶分异作用，并混染了前中生代的基底物质。     

塔河地区海西晚期火山岩地球化学特征及地质意义

通过岩心观察,塔河地区海西晚期先后发育基性火山岩和中酸性火山岩两大类。两类火山岩具有不同地球化学组成:基性火山岩K2O+Na2O=3.49%~4.25%,K2O/Na2O=0.18~0.381,为钠质系列玄武岩,富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th和高场强元素Nb、Ta、Ti、Zr、P,δEu≈1,无明显亏损;中酸性火山岩表现为高场强元素Nb、Ta、Sr、P、Ti亏损,大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th较为富集,稀土元素δEu=0.43~0.661,铕具明显负异常特征,K2O+Na2O=6.86%~8.82%,K2O/Na2O=1.25~1.591,为钾玄或高钾钙碱性系列英安岩。强不相容元素Th/Ta、Nb/U比值说明,玄武岩与英安岩成因没有明显亲缘性,玄武岩来源于地幔,英安岩来源于地壳。结合邻区火成岩对比分析,塔河地区发育的玄武岩、英安岩分别与塔中地区玄武岩和南天山分区花岗岩具有相同的地球化学特征,构造判别图解表明,玄武岩形成于板内主裂陷期,英安岩、花岗岩形成于板块边缘岛弧构造环境,作为特殊古构造位置,塔河地区先后发育的玄武岩、英安岩为板内主裂陷盆地边缘和弧火山边缘相互耦合的产物。