辽宁宽甸黄椅山碱性玄武岩岩浆起源问题的讨论

本文是我们所进行的《中国东部新生代碱性玄武岩及其中上地幔包体形成条件研究》这一科研课题中有关宽甸地区最终成果的一个部分,主要涉及碱性玄武岩岩浆起源问题.其他问题另文叙述.本区玄武岩为碧玄岩—碱性橄榄玄武岩—橄榄拉班玄武岩系列,自底至顶广泛而普遍地分布有二辉橄榄岩、方辉橄榄岩等上地幔包体,经研究,它们代表了玄武岩源区的上地幔岩石.碱性玄武岩浆的形成主要受上地幔橄榄岩部分熔融程度和熔融深度的制约,下面分四方面阐述这一问题.     

玄武岩深源岩石包体及金伯利岩中的尖晶石

我国东部新生代玄武岩中深源岩石包体内的尖晶石类矿物属铬尖晶石和铁尖晶石，金伯利岩及其地幔岩包体和金刚石中的尖晶石类矿物主要为铝铬铁矿。玄武岩中橄榄岩类包体内的尖晶石比其辉石岩类包体中的尖晶石含Ｃｒ高，含Ａｌ低，这与Ｃｒ为相容元素、Ａｌ为不相容元素、玄武岩中橄榄岩类包体是上地幔部分熔融出玄武岩浆后的残留物及其上地幔岩石的捕虏体、而辉石岩类是玄武岩浆结晶的产物有关。玄武岩中深源岩石包体中的尖晶石明显地比金伯利岩中的粗晶、地幔岩石包体及金刚石中的尖晶石含Ｃｒ低，含Ａｌ高，其主要原因是前者比后者形成的压力低     

地幔超镁铁质包体的研究现状和展望

对于地幔超镁铁质包体的研究,本世纪六十年代以前,仅限于描述岩石学和单纯的矿物化学的讨论。现在,经历了上地幔计划,已进入到与板块构造假说直接联系的区域岩石学和地球化学阶段。但目前,由于人们尚不能直接观察上地幔物质,超镁铁质包体及其载体玄武岩,无疑是研究上地幔最直观、最有效的对象了。这对地幔的部分熔融、岩浆起源、深部构造等重大地质问题的研究有着十分重要的意义。     

高温实验研究火成岩成因的意义

通过对球粒陨石晚壳的分层及玻璃质的研究,探讨了类地行星的层圈构造划分及地球早期玄武岩与月岩形成的机理。论述了高温实验结果对火山岩、侵入岩、陨石及含水暗色矿物等有关成因研究的意义。根据酸性火山岩干熔与湿熔实验中矿物熔融顺序的不同,分析了花岗闻风而动 浆侵入酸度演经及浅色麻粒岩的 ,讨论了岩石熔点与酸度、结构的关系。根据玄武岩加花岗岩的熔融实验结果,排队了玄武岩浆同化花岗岩形成 白榴玄武岩的可能,并提出了高铝玄武岩浆与碱性苦橄岩浆分离结晶形成拉斑玄武系列岩石及出现跨越趋势的可能。通过不同酸度、不同温度熔体粘度的计算．阐述了同一温度下熔浆酸度愈大粘度增大率愈大的特点及其与火山相、喷发及火山类型的关系。通过轻度钠化、变质、风化的玄武岩熔融结晶实验与新鲜玄武岩的对比,指出具原岩显微结构的岩石．其化学成分仍可作为火山岩分类命名、系列划分的依据。通过玄武岩熔融结晶实验,研究了熔浆过冷度、成桉密度、晶体生长速度与矿物结晶程度的关系,并指出了白榴苦橄岩熔体在降温过程中,晶出矿物的共生组合、演化顺序及其意义。根据含水暗色矿物的升温研究,阐明了它们氧化、脱水与热光性的变化过程及其暗化、分解、熔融的变化阶段,阐述了它们在地质温度计、划分岩浆岩相等方面的作用,并由玄武岩的熔融结晶实验结果,研究了富钙单斜辉石在压力效应、淬火效应中Ti 与Al2含量的不同,还指出可能有“等温效应 的存在。     

西秦岭温泉花岗岩岩石化学特征及岩浆混合信息

西秦岭温泉岩体是壳幔混浆的产物。寄主岩石以贫CaO富FeOtot为特征 ,ANKC值大于 1 1 ,NK A值均小于 0 9,属铝过饱和钙碱性系列岩石 ,系上地壳碎屑岩类熔融而成。基性端元暗色微细粒镁铁质包体及基性岩墙 ,高Na2 O及K2 O ,而贫FeOtot。两类岩浆混合形成的混浆花岗岩 ,岩石地球化学介于两个端元并有显著的过渡特征和依从关系反映了重要的岩浆混合信息     

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。     

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.     

苏皖毗邻地区玄武质岩石中的超镁铁岩包体及其成因探讨

在苏皖两省接壤地带,新生代碱性玄武质岩石广泛分布,其中富含超镁铁质岩(主要为尖晶石二辉橄榄岩)包体。尖晶石二辉橄榄岩包体的低熔组分随Mg/(Mg+∑Fe)值降低而增加,矿物组成和矿物化学成分较稳定,过渡金属和REF分配型式近于原始地幔值,表明它们部分熔融程度低,估算均来自上地幔的56-100km深度,一般为低度部分熔融熔出玄武岩浆后的地幔橄榄岩的残留相。     

海南岛蓬莱地区超镁铁岩包体及其寄主玄武岩的研究

蓬莱地区寄主玄武岩为晚第三纪火山喷发的产物,主要岩石为碧玄岩,碱性橄榄玄武岩和橄榄玄武岩,其中含有超镁铁岩包体。寄主玄武岩属碱性系列,是地幔橄榄岩低度部分熔融的产物。超镁铁岩包体具有局部熔融的迹象和弱亏损型地幔岩的特征,推测为上地幔橄榄岩低度部分熔融后的难熔残余。     

我国六合、张家口碱性玄武岩内橄榄岩包体中的高密度二氧化碳流体包裹体

碱性玄武岩,特别是时代较新的第三纪、第四纪碱性玄武岩中,常常含有以尖晶石二辉橄榄岩为主的超镁铁岩包体。这类超镁铁岩包体一般被认为是来自上地幔的岩石碎块。因此,对它们进行深入的研究,对于探讨下地壳-上地幔中的地质作用过程、上地幔的局部     

中国东部若干玄武岩矿物中包裹体研究

地壳深部及上地幔物质研究，日益为广大研究者所重视。玄武岩的物质来源系与地壳深部及上地幔的物质密切相关。我国东部广泛分布着新生代玄武岩，它是环太平洋新生代玄武岩带的重要组成部分。本文主要利用矿物中包裹体探讨不同产地玄武岩形成的物理化学条件。     

有关上地幔二辉橄榄岩问题的讨论

(一)上地幔中为啥是二辉橄榄岩? 前人资料中指出:二辉橄榄岩代表了上地幔超镁铁质岩石的总成分。笔者认为言之有理,因为二辉橄榄岩在超镁铁质岩石中属于中间类型,它既有多量的辉石(5—90％或25—70％),又有多量的橄榄石(95—10％或75—30％),而且辉石中既有斜方辉石又有单斜辉石。它的形成环境为高温、高压、极低的应变速率。而且主要为比较均匀的静压环境。它的形成历史漫长,先为岩浆熔融体,后来逐渐变为固态或塑性体。这样的岩石在超镁铁岩的初期分异最差,矿物的分布也比较均匀,就其矿物的含量比例而言,相当于二辉橄榄岩类型,所以上地幔中超镁铁质岩石的总成分可以由二辉橄榄岩作为它的代表。     

上地幔流体的性质和作用——从女山幔源二辉橄榄岩捕虏体获得的证据

玄武岩浆从地幔深处挟带上来的超镁铁质捕虏体含有地幔流体的直接证据,它们对于阐明地幔深部地质作用(部分熔融作用、地幔交代作用)的机制十分重要。女山幔源二辉橄榄岩的研究结果表明,初始的地幔流体除富含CO_2外,尚含有H_2O和少量CO、CH_4、SO_2、C1、F。地幔中的初始流体(挥发组分)在源部是溶解于地幔橄揽岩的高压固体矿物相中,它们在地幔上隆减压时出溶,形成细小的最早期流体包裹体。这些自由流体相在一定部应聚集,使得地幔固相线(和液相线)下降,引起上地幔发生减压部分熔融。初始的部分熔融主要发生于矿物边界,以单斜辉石最易遭受,形成矿物边缘的海绵状部分熔融带。当地幔剪切流动时,初始的部分熔融体珠滴联合成大的珠滴,并开始渗透,在变形橄榄岩中相连成脉状网络,晚期含C0_2岩浆包裹体及填隙玻璃即为其代表。由于剪裂作用,熔体(和流体)压裂开上覆橄榄岩,产生岩墙状通道,并在上地幔的某些低压区聚集成岩浆库。流体和熔体均为地幔交代作用的介质。在流体参与下,上地幔低度部分熔融产生的熔体将高度富集不相容元素。这些熔体和流体与亏损地幔间的相互作用,可以带来不相容元素重大的局部富集。当流体(和熔体)中H_2O浓度低时,仅发生隐交代作用;当H_2O浓度较高时,部分熔融程度也较高,相应有含水相(如角闪石等)成核,出现矿物交代作用。     

吉林辉南大椅山碱性玄武岩及其成因

大椅山是龙岗火山群的西部成员之一,本文试图以大椅山玄武岩研究为例,说明整个龙岗火山群的岩浆起源。主要结论有:①大椅山玄武岩为幔源原生岩浆;②玄武岩中的超镁铁岩包体是地幔岩熔出玄武岩浆后的残留矿物组合;③玄武岩浆起源于70—90公里左右的地幔深处,T=1337—1408℃,P=20.6—26.3kb;④龙岗火山群的各种特点是上地幔源区含水和构造裂隙发育的综合结果。     

福建新生代玄岩的特征,起源及其成因探讨

福建沿海与内陆地区新生代玄武岩特征明显不同，为不同火山活动的产物。通过研究认为：新生代玄武岩浆上地幔源岩部分熔融的产物，接近原始玄武岩浆；该时期，福建省境内上地幔在垂直方向上存在着化学成分的不均匀一性，玄武岩在形成过程中遭受不同程度的地幔交代作用，历而导屋致其源区的不同富集特征。     

内蒙古阿巴嘎旗地区新生代玄武岩基本特征及成因

内蒙古阿巴嘎旗及其以北地区新生代玄武岩是更新世中心式火山活动产生的大陆溢流玄武岩,该区玄武岩以高碱、富钛、贫铝为特征,属于钠质碱性玄武岩系列.源区是软流圈上地幔,玄武岩是部分熔融和分离结晶两种作用的结果.地幔橄榄岩部分熔融产生玄武质岩浆,部分原始地幔岩浆未经变异沿构造通道直接喷出地表形成碧玄岩、碱性橄榄玄武岩;部分原始地幔岩浆在上升过程中因停顿,原始地幔岩浆发生橄榄石分离结晶作用,部分橄榄石从岩浆中析出,最终岩浆喷出地表形成橄榄拉斑玄武岩.研究该区新生代玄武岩基本特征,探讨岩浆起源和岩石产生的构造环境对认识该区岩石圈地幔和软流圈性质具有重要意义.     

南极罗斯岛地区玄武岩中包裹体研究

南极罗斯岛玄武岩中分布着三种熔融包裹体(结晶质熔融包裹体、流体-熔融包裹体和玻璃质熔融包裹体)和CO_2流体包裹体。流体-熔融包裹体是一种新类型,它代表了从岩浆分异出热液的过程。本次研究中还发现了玄武岩浆的不混溶性,从而形成了富含K、Na和富含Fe、Mg的两种不同成分的岩浆。玄武岩中熔融包裹体的均一温度在1190—1350℃,其形成压力大于7.2—7.5 kbar。发现许多包裹体爆裂并有次生熔融包裹体形成,这证明玄武岩可能来自下地壳或上地幔。在这么深的地方形成的玄武岩浆分异出来的流体相主要是CO_2,而不是地壳中常见的H_2O,这对于了解上地幔、下地壳环境下可能存在的流体相方面有重要意义。     

山东蓝宝石原生矿床成因探讨

山东昌乐地区广泛分布晚第三纪碱性玄武岩。该时代的玄武岩浆喷出活动在构造上受到大陆裂谷型沂沐断裂带的控制。玄武岩浆活动是喷溢型而不是喷发型。富含蓝宝石的寄主玄武岩比不含蓝宝石的玄武岩含Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＯ２高,而含ＳｉＯ２低,其成分投影点落入（Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ）－ＳｉＯ２图中的碱性玄武岩区。含蓝宝石的玄武岩中含有大量的二辉橄榄岩,该种岩石是上地幔部分熔融出玄武岩熔体后的上地幔残留物。二辉橄榄岩中的矿物都处于平衡状态。用地质温度和压力计估算的二辉橄榄岩中的矿物平衡温度和压力分别为１１００℃和１．５ＧＰａ。蓝宝石是碱性玄武岩浆早期结晶的产物,而且与单斜辉石、长石、石榴石和锆石巨晶共生。     

介绍一个产生玄武岩的模型

地幔柱存在的一个主要证据是大规模高熔玄武岩省的出现,而且多认为玄武岩的来源依赖于地幔柱从下地幔输送。Michele Lustrino研究了造山时下地壳和岩石圈地幔的拆沉和拆离作用,提出了产生玄武岩的一个新模型。该模型认为即使地幔柱不存在,拆沉到地幔的下地壳物质再循环同样可以解释小规模的板内(大洋岛弧和大陆内部)火山岩和大洋、大陆溢流玄武岩及洋中脊玄武岩的生成及其常见的几种地球化学特征。在陆-陆碰撞过程中,下地壳中的变质反应生成石榴石,导致岩石的密度增大,致使过厚岩石圈底部(下地壳和岩石圈地幔)和上地壳分离并沉入上地幔。下地壳发生部分熔融形成富SiO2的熔体,和上涌的软流圈地幔(充填在下沉的岩石圈地幔和下地壳的空间)发生变质交代反应,导致具有强烈的地壳特点的富含斜方辉石层的形成。这个变质交代地幔体可以在拆沉后保持不变长达几个百万年。这种源的部分熔体可以保有下地壳的明显特征,产生类似富集地幔1型玄武岩浆作用。因此,该模型是提供了玄武岩浆来源的一个新选择。     

鲁西中生代辉长-闪长岩中辉石岩捕虏体的岩石成因

鲁西中生代辉长-闪长岩中包含有变晶结构和堆积结构两种类型辉石岩类捕虏体,它们的矿物化学和岩石地球化学特征可同中国东部新生代玄武岩中的辉石岩类包体相对比.它们代表了上地幔两次岩浆底侵事件的产物.辉石岩类捕虏体母岩浆来自于含有陆壳物质的软流圈及其上部岩石圈地幔的部分熔融.辉石岩类捕虏体是由该母岩浆高压分离结晶堆积的产物.辉石岩的母岩浆在上地幔的运移是引起鲁西中生代岩石圈地幔富硅质交代作用的主要因素.