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。     

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。     

玄武岩在研究岩石圈深部过程及构造背景中的应用

玄武岩在反演地幔物质成分、分析构造环境和岩石圈的深部动力学研究中具有重要意义。系统地综述了玄武岩的成因和岩浆源区性质、利用玄武岩判别地幔类型、玄武质岩浆的演化与大陆动力学关系，以及判别构造环境等方面研究的现状。阐述了研究中存在的问题，提出了今后的研究和发展方向，认为玄武岩研究应在大陆动力学研究中扮演重要角色。     

火山作用对板块构造环境的判别方法

在系统收集相关资料的基础上,将火山作用对板块构造环境的判别方法进行综述。不同的火山岩出现于板块构造的不同单元,判别方法主要依靠岩石的常量元素、稀土元素、微量元素进行图解判别。对碱性系列、钙碱性系列的岩石,只需使用各种构造环境的判别图解。对拉斑系列的岩石,需要进一步对岛弧拉斑玄武岩(OIB)、洋中脊玄武岩(MORB)、洋岛玄武岩(IAT)、板内玄武岩(WPB)的环境判别。中酸性火山岩多见于岛弧和伸展盆地,判别图解较少。     

湘南中新生代玄武岩岩石学特征

根据３０多个玄武岩体的详细的实际资料，将研究区内中新生代玄武岩划分为５种类型，分属２个岩浆系列，判别出３种原生岩浆。橄榄拉斑玄武岩、白榴碧玄岩和碧玄岩为原生岩浆；碱性橄榄玄武岩和石英拉斑玄武岩为进化岩浆。玄武岩的矿物学和地球化学特征表现出大陆板内玄武岩之属性，是大陆岩石圈小范围热扰动的产物     

基于全球橄榄石数据的玄武岩构造环境智能判别方法及其验证

一直以来,探索玄武岩地球化学特征与大地构造环境之间的联系是地球化学领域的一个重要研究方向。橄榄石是岩浆最早期结晶的矿物之一,其在玄武质岩浆形成和演化过程中记录了诸多信息。鉴于此,学者们尝试利用橄榄石的元素组成判别大洋中脊玄武岩(MORB)、洋岛玄武岩(OIB)和岛弧玄武岩(IAB)三种构造环境。常用的玄武岩构造环境判别图解难以满足精度要求,于是引入机器学习算法作为判别手段来解决上述问题。机器学习判别方法的分类效果在很大程度上取决于参数选取的合理性。为此,本文提出一种耦合灰狼优化算法(GWO)和支持向量机(SVM)的智能判别方法。该方法利用GWO寻求SVM算法最优参数组合,以形成橄榄石组成元素和玄武岩构造环境之间的最佳映射关系,从而实现对MORB、OIB和IAB三种构造环境的准确判别。此外,根据公开发表的玄武岩样品的地球化学数据,结合混淆矩阵及其衍生评价指标,通过仿真实验、随机子抽样验证和k折交叉验证等方式评估了所提方法的判别性能。评估结果表明, GWO-SVM耦合判别方法在利用橄榄石成分判别玄武岩构造环境方面具有较好的分类效果,其判别准确率可达85%以上。由此可见,相较于传统判别图解方法,基于多算法融合的机器学习判别方法能够更加有效地提升构造环境判别效果。     

玄武岩类形成的大地构造环境的Th／Hf—Ta／Hf图解判别

Th,Ta,Hf是一组耐熔强亲岩浆元素，由于地球化学性质的相似性，其相互之间的比值关系能将深部作用的地球化学过程较好地恢复出来，玄武岩类，是原始玄武岩浆形成的岩石的Ta/Hf及Th/Hf比值，能较好地反映其源区的Th,Ta,Hf之间的分异特征，在一般情况下，这一特征与某种确定的大地构造环境有密切关系和确定的因果联系，可用来判别玄武岩类形成的大地构造环境及其源区Th,Ta,Hf分异特征，本文根据典型大地构造环境玄武岩类的Th,Ta,Hf数据，提出了玄武岩类形成的大地构造环境判别的Th/Hf-Ta/Hf双对数图及判别方法。     

如何正确使用玄武岩判别图

为了正确使用玄武岩判别图,在投图之前要对样品加以筛选并对数据作出估计。还要将样品适当分组,投图时应遵循一定的程序。文中讨论了可能出现的几种判别结果及可能的解释方案,指出了判别图的局限性,认为玄武岩判别图所标定的各种构造环境的分区,实际上代表的是各种不同的岩浆类型。作者认为,投在洋中脊玄武岩区域的玄武岩绝大多数并非来自大洋中脊环境。     

微量元素La,Nb,Zr在判别大地构造环境方面的应用

La，Nb，Zr是一组耐熔强亲岩浆元素。其相互之间的比值关系恢复深部作用的地球化学过程。玄武岩类特别是原始玄武岩浆形成的岩石的La／Zr及Nb／Zr比值，能较好地反映其源区的La，Nb。Zr之间的分异特征，在一般情况下这一特征与某种确定的大地构造环境有密切关系，可用来判别玄武岩类形成的大地构造环境及其源区分异特征。本文根据世界上典型大地构造环境区玄武岩类的La，Nb，Zr数据。划分玄武岩形成的大地构造位置，提出了La／Zr-Nb／Zr双对数图及判别方法。     

大陆板内构造环境的微量元素判别

通过对国内外大陆板内构造环境玄武岩的研究,提出了大陆板内不同构造环境玄武岩的微量元素判别方法及判别标志,即大陆板内玄武岩的Th/Nb>0.11,Nb/Zr>0.04,其中,大陆裂谷区玄武岩的Th/Nb=0.11~0.27,大陆拉张带玄武岩的Th/Nb>0.27(一般0.27~0.67),陆-陆碰撞带玄武岩的Th/Nb>0.67。     

新疆三塘湖盆地二叠纪火山岩岩石地球化学及其构造环境分析

对新疆东北部地区二叠纪构造动力学背景的研究，前人已经做过很多工作，但争议较大。本文通过对位于新疆东北部边缘的三塘湖盆地二叠纪火山岩常量、微量元素的分析测试及讨论，为恢复二叠纪盆地性质与古构造环境提供岩石地球化学约束。研究区内火山岩主要岩石类型为玄武岩、安山玄武岩、辉绿岩、安山岩以及少量英安岩和流纹岩。显示亚碱性系列特征。玄武岩常量元素总体显示高Ti的特征，轻、重稀土元素分馏明显，含量比值（LREE／HREE）在3．8和8．35之间变化，不同岩石类型均具有LREE富集的特征，玄武岩和玄武安山岩Eu异常不明显（8Eu=0．92～1．13）：微量元素LILE富集，Nb、Ta相对于La强烈亏损，具有较明显“TNT”负异常，不相容元素丰度并不很高，判别图解投入板内玄武岩及火山弧玄武岩区域，总体上既显示板内的构造环境，又携带俯冲带地球化学信息，与“滞后弧火山岩”特征类似，但是缺少CFB端元。综合区域地质特征及前人的研究结果，新疆北部地区晚石炭世至二叠纪处于造山后期伸展裂陷的构造背景。     

玄武岩构造环境判别图评估——全体数据研究的启示

玄武岩作为一种大洋和大陆广泛分布的基性岩,其成因理论主要是在对大火成岩省研究的基础上奠定的,其构造环境判别的理论则主要是在板块构造理论的基础上创建的。本文利用GEOROC和Pet DB数据库对全球大洋中脊玄武岩(MORB)、洋岛玄武岩(OIB)和岛弧玄武岩(IAB)进行了数据挖掘研究,发现早先的判别图判别效率不尽相同。部分判别图判别效率偏低的原因可能是早先的研究大多是以典型案例的研究为基础展开的,没有考虑到大数据给出的结果,说明典型和抽样的代表性可能不足。通过对判别图解的研究和比较,并对部分判别图进行了改进,发现许多图解可以把IAB与MORB、OIB分开,但MORB和OIB之间仍然有一些重叠不易区分,并借此推测MORB与OIB源区具有一定的相似性。所以,利用大数据研究可以使玄武岩构造环境判别的研究上升到一个新的层面。     

大陆板内玄武岩数据挖掘:成分多样性及在判别图中的表现

通常认为,大陆溢流玄武岩(CFB)、裂谷玄武岩(CRB)、板内玄武岩(WPB)均产于板内构造环境,其地球化学特征与OIB类似,源于富集的下地幔,与地幔柱的活动有关。本文利用GEOROC数据库对全球CFB、CRB和WPB数据进行挖掘,发现上述三类玄武岩判别图投图几乎落入了全部的构造环境域,有些甚至主要落入MORB和IAB区,而不是落入WPB区。结果表明原先的玄武岩判别图的判别功能值得商榷,尤其对大陆玄武岩来说,许多判别图都存在问题。全体CFB、CRB和WPB的地球化学成分变化巨大,暗示其源区具有强烈的不均一性:部分CFB、CRB和WPB来自富集的地幔柱,仍然具有经典的OIB的特征;部分来自MORB的源区,与MORB的再循环作用有关;部分来自岛弧岩石圈之下的亏损地幔源区,以强烈亏损Nb-Ta为特征,类似岛弧玄武岩的地球化学特征。许多地区的大陆玄武岩可分为低钛和高钛两类,低钛玄武岩大多是亏损或强烈亏损的,而高钛玄武岩通常是富集型的。本文的研究表明,富集型大陆玄武岩可能来自富集的下地幔,而亏损的和强烈亏损的玄武岩可能来自具有MORB或岛弧特征的软流圈地幔。进一步指出,源区性质可能是大陆玄武岩多样性的主控因素,其次为部分熔融程度、熔融深度、结晶分离、陆壳混染以及AFC过程。     

MORB数据挖掘:玄武岩判别图反思

板块构造学说推动了玄武岩理论的完善和进步,从20世纪70年代兴起的玄武岩构造环境判别方法成为学术界关注的热点,虽然现在逐渐降温了,但在国内仍然倍受青睐。大洋中脊玄武岩(MORB)是拥有数据最多、数据质量最好、研究得最详细的玄武岩类,是构建玄武岩理论的基石。本文利用Pet DB数据库资料(http://www.earthchem.org/petdb/search),对全球MORB数据进行了初步的挖掘,发现早先的玄武岩构造环境判别方法的理论、思路需要进一步的完善。早先研究认为,N-MORB是强烈亏损的。但本文研究却显示,MORB成分具有较宽的变化范围,包含了从MORB到OIB及IAB的组分,即部分MORB并不是亏损的,而是相对富集的。因此,玄武岩构造环境判别理论及方法有待进一步的完善。     

滇东北会泽地区玄武岩岩石类型及地球化学特征

滇东北会泽地区广泛分布玄武岩,主要岩石类型为溢流相致密状、杏仁状、斑状玄武岩,通过对滇东北会泽地区二叠系峨眉山玄武岩岩相岩石类型调查及地球化学特征分析研究,根据地球化学特征进行玄武岩系列划分,岩石成因分析,构造环境判别。     

青藏高原杂多地区晚二叠世—早三叠世陆相火山岩的地球化学特征

在北羌塘盆地东部杂多县特龙赛等地首次厘定出晚二叠世—早三叠世火山岩。该火山岩形成于陆相环境，由４个爆发－溢流相火山韵律组成一个完整的火山旋回。这些火山岩主要由强蚀变杏仁状橄榄玄武岩、岩屑晶屑凝灰岩、杏仁状安山岩等组成，ＴｉＯ２含量（１．３３％～１．７６％）与峨眉山低Ｔｉ玄武岩相当，ＭｇＯ含量较低（２．２３％～７．５２％，平均为５．０２％），富集轻稀土元素（ＬＲＥＥ／ＨＲＥＥ＝４．１６～１３．４４，平均为６．５），无明显的Ｅｕ异常（δＥｕ＝０．８５～１．０２，平均０．９６），Ｎｂ、Ｔａ轻度负异常，地球化学特征与大陆拉斑玄武岩相似。各种微量元素判别图解显示这些火山岩形成于大陆拉张带或陆内裂谷区。结合区域研究成果，晚古生代时整个羌塘地区很可能处于一种伸展背景。     

滇东北会泽地区玄武岩岩石类型及地球化学特征

滇东北会泽地区广泛分布玄武岩,主要岩石类型为溢流相致密状、杏仁状、斑状玄武岩,通过对滇东北会泽地区二叠系峨眉山玄武岩岩相岩石类型调查及地球化学特征分析研究,根据地球化学特征进行玄武岩系列划分,岩石成因分析,构造环境判别。     

全球岛弧玄武岩数据挖掘——在玄武岩判别图上的表现及初步解释

MORB(洋中脊玄武岩)、OIB(洋岛玄武岩)和IAB(岛弧玄武岩)是学术界最关心的3种玄武岩类型,其中尤以与板块消减作用有关的岛弧岩浆活动备受关注。岛弧可分为洋内岛弧和大陆边缘岛弧(活动陆缘弧)2类。对IAB进行讨论,重点探讨IAB的识别。IAT(岛弧拉斑玄武岩)和IAB是前弧、岛弧和后弧岩浆作用的产物,其中,后弧组分更具多样性,它不同于弧后玄武岩,前者属于弧的范围,而后者形成的动力学过程与俯冲系统有关,但其是独立的构造单元,尽管其岩浆作用可能仍受到俯冲流体的影响。前人对IAB进行了大量研究,提出了多种构造环境判别图解,并得到广泛应用。尝试应用全球玄武岩数据来验证上述判别图的可信度,研究发现,可信度高的判别图不多,且大多与Th、Ta(Nb)和Ti元素有关的,如Hf-Th-Ta(Nb)、TiZr-Sr和Th/Yb-Ta/Yb图,其余判别图的判别效果可信度低且具多解性,建议谨慎使用。IAB与MORB和OIB的区别主要体现在Nb-Ta亏损的特征上,是否受到俯冲流体的影响是区分IAB与MORB和OIB最重要的标志。     

西藏纳木错西岸蛇绿岩的地球化学特征及其形成环境

西藏纳木错西岸蛇绿岩主要由变质橄榄岩、辉长辉绿岩及玄武岩等组成。变质橄榄岩以富Mg、贫Ti、贫REE元素为特征。辉绿岩和玄武岩的主量元素、微量元素特征显示其含有洋脊拉斑玄武岩和岛弧拉斑玄武岩的双重成分,其中高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf等亏损．大离子亲石元素Rb、Sr、Ba等相对富集,具岛弧玄武岩的特点;在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图上为LREE亏损的平坦型,无负Eu异常,与洋中脊玄武岩的特征类似。通过与典型地区作对比并应用构造环境判别图解,推测该区蛇绿岩形成于弧后盆地的构造环境。     

岩浆岩微量元素丰度关系规律及成因意义

作者选择了夏威夷瓦胡岛碱性玄武岩系和智利安底斯山脉南段的拉斑玄武岩系，对元素进行全面考虑，即按元素的地球化学类型以一定的方式组合，重新研究二岩系数据，发现Ｐ型和Ｆ型岩系微量元素丰度关系具有明显的差异特征，由此总结出Ｐ型和Ｆ型微量元素丰度关系曲线斜率规律；反过来，利用由斜率规律建立的“斜率判别岩成因法”，判别岩系是Ｐ型还是Ｆ型成因。