羌塘岩带碰撞后超钾质火山岩地球化学特征及成因探讨

羌塘超钾质火山岩为板块碰撞后的产物,地球化学特征表明,其同时具有板内火山岩和俯冲带岛弧火山岩的双重地球化学特性。化学组成上富含轻稀土和大离子亲石元素而亏损Cr、Ni等相容元素。在成因上受分离结晶作用和源区混合作用共同制约。源区为受古俯冲上地壳物质和下地幔上升流体交代混合的EMII型富集地幔端元,可能富含角闪石和金云母等矿物。     

俯冲循环组分对大洋地幔不均一性的定量约束

大洋地幔内部存在广泛的不均一性,其成因可有多种模式,其中俯冲循环作用对地幔组成的变化具有重要影响. 为明确各循环组分对亏损地幔的改造作用及其在富集源区中的相对贡献,系统总结了不同循环组分（远洋沉积物、俯冲洋壳、陆壳）的平均微量元素特征,计算了各循环组分在俯冲过程中经历的化学变化. 基于改造后的循环组分,开展与亏损地幔源区的混合和熔融模拟. 结果表明,HIMU型玄武岩可以由纯俯冲洋壳（≤10%）与亏损地幔（≥90%）混合形成的源区,经较低程度熔融（0.5%~1.5%）形成;而EMI型玄武岩可以由俯冲洋壳（≤10%）、俯冲剥蚀的下陆壳物质（≤3%）、亏损地幔（≥90%）混合形成的源区,经较低程度熔融（1%~2%）形成;EMII型玄武岩可以由俯冲洋壳（≤10%）、GLOSS-II（全球俯冲沉积物）或上陆壳物质（≤0.8%）与亏损地幔（≥90%）混合形成的源区,经较低程度熔融（1%~1.5%）形成.      

东昆仑夏日哈木闪长玢岩成因及动力学背景:年代学、地球化学及Hf同位素约束

夏日哈木矿区I号含矿杂岩体出露有多条中基性岩脉,对其中的含矿闪长玢岩脉进行了锆石LA-ICP-MS定年,结果表明岩脉的侵位时间为441.1±2.5 Ma。岩石地球化学分析表明该闪长玢岩具有富钠(K_2O/Na_2O=0.49～0.60)、准铝质(A/CNK=0.87～0.95,平均0.913)、LILE富集、HFSE相对亏损以及Nb,Ta和Ti负异常的特征。~(176) Hf ~(/177) Hf为0.282 360～0.282 709,εHf (t)为-4.49～6.97,多集中在0～4之间,揭示其具有幔源组份的特征,一阶段Hf模式年龄变化于781～1 234 Ma之间,平均0.98 Ga,表明源区物质可能经历过Grenville期构造-岩浆事件。岩石地球化学和同位素特征表明该闪长玢岩岩浆源区为俯冲洋壳环境形成的壳-幔混合岩浆,地壳物质可能参与了部分熔融。地球动力学背景分析结合区域近同期构造岩浆事件表明,晚奥陶世至早志留世早期东昆仑中西段仍在发生洋壳俯冲作用,东昆仑地区俯冲结束、碰撞造山开始的时限为早志留世到中志留世。     

西准噶尔石炭纪洋中脊俯冲岩浆活动:以玛里雅蛇绿岩为例

玛里雅蛇绿岩位于新疆准噶尔西缘达拉布特断裂东侧的弧前增生楔内,形成于石炭纪,出露岩石类型齐全,其中硅质岩与火山岩相间出露,多表现为非构造接触。地球化学特征表明,它们大致可以分为四个系列:(1)A系列为岛弧英安岩,Th强烈富集,可能有洋壳沉积物参与,高场强元素Nb亏损,与洋壳的俯冲有关;(2)M系列与典型洋中脊玄武岩的稀土元素配分模式一致,不过Ba强烈富集,可能受到俯冲流体的影响;(3)E系列位于地幔序列N-MORB和E-MORB之间,表明它可能是地幔岩浆的混合产物,未受到地幔岩浆源区之外物质的影响;(4)O系列与典型的洋岛玄武岩基本一致,只是Ta、La和Th含量略偏低,但都处于地幔序列范围内,可能与其他岩浆源有轻微的混合。这种岩浆特征与智利洋中脊俯冲环境下所产生的岩浆特征一致;由于西准噶尔晚古生代仍然发生俯冲消减,因此推测玛里雅蛇绿岩可能形成于洋中脊俯冲环境。     

藏北阿翁错复式岩体及其暗色微粒包体年龄、地球化学与地球动力学意义

对班公湖-怒江缝合带西段阿翁错复式岩体及其暗色微粒包体开展了岩石学、全岩地球化学及同位素年龄研究。结果表明,阿翁错复式岩体中出露大量闪长质暗色微粒包体,包体具典型的火成结构,发育针状磷灰石。寄主岩与包体均为准铝质、高钾钙碱性-钾玄岩系列过渡岩石,主要氧化物含量在Harker图解上具有良好的线性关系,稀土元素配分曲线和微量元素原始地幔标准化蛛网图具有高度的一致性,表明二者具有强烈的地球化学亲源关系,且经历了相似的岩浆演化过程;主量、微量元素同分母协变图中包体和寄主岩表现为良好的线性关系,表明二者之间的演化与岩浆混合作用关系密切;包体的原始岩浆可能来源于受俯冲带流体交代的地幔楔,寄主岩为幔源岩浆与熔融下地壳岩浆混合的产物,以熔融下地壳岩浆为主。寄主岩和暗色微粒包体的成岩年龄分别为109.1±1.0Ma和107.4±0.7Ma,显示岩浆混合作用发生在早白垩世。结合班公湖-怒江缝合带的演化及构造判别,认为阿翁错复式岩体形成于班公湖-怒江特提斯洋软碰撞阶段,为受俯冲带流体交代的地幔楔上升与其诱发的下地壳花岗质岩浆混合作用的产物。     

冈底斯地区林子宗群火山岩岩石地球化学特征及地球动力学意义

错卧莫-惩香错火山-沉积盆地位于西藏冈底斯陆块中部南缘。盆地内火山-沉积地层称古新世-渐新世林子宗群，岩石地球化学数据分析表明：这套火山岩系属钙碱性系列，轻稀土富集，不同程度表现出负Eu、负Ce、负Nb异常。微量元素K、Rb、Th、Ce富集，Sr、Ba，尤其是Nb、P、Ti亏损。初步认为这套火山-沉积岩系形成于俯冲造弧的构造背景中，是来自于俯冲带的地幔源区基性分异岩浆与陆壳重熔的酸性岩浆在不同的时间段内，按不同的比例混合形成的。同时，俯冲板块上深海沉积物与基性岩浆混合作用也是不容忽视的因素。在综合分析基础上，笔者认为印度板块与欧亚板块的碰撞启动时间在45Ma以后。     

辽宁宽甸东北沟钼矿床辉钼矿Re-Os年龄及其地质意义

为研究辽宁宽甸地区近年来新发现的东北沟钼矿的成矿时代及其物质来源,对东北沟钼矿床中的5件辉钼矿样品进行了Re-Os同位素地球化学测试和定年。结果表明,辉钼矿的模式年龄为127.1~132.6 Ma,等时线年龄为(128.1±5.1)Ma,与赋矿围岩二长花岗岩的成岩时代(129.4 Ma)一致,由此认为二者均为燕山期构造-岩浆-成矿作用的产物;辉钼矿Re含量为(5.10~23.38)×10~(-6),与内生钼矿床辉钼矿Re含量对比介于壳源-壳幔混合源之间,初步判定东北沟钼矿成矿物质来源介于壳源与壳幔混合源之间,有可能以壳幔混合源为主。结合区域构造演化,认为东北沟钼矿可能是古太平洋板块向欧亚大陆俯冲构造背景下岩浆活动的产物。     

新疆阿合奇地区志留系砂岩地球化学特征及大地构造背景*

塔里木板块西北缘沉积地层的研究,对于恢复南天山洋的演化过程有重要意义。文中利用岩石地球化学的手段,对新疆阿合奇地区志留系砂岩进行物源和构造背景分析。研究表明,阿合奇地区志留系砂岩样品的SiO₂含量范围变化较大,为61.97%~93.91%,平均含量为76.76%;稀土元素球粒陨石标准化配分型式为右倾型,(La/Yb)_N值较高,δEu值较低,Ce异常不明显。中-顶志留统塔塔埃尔塔格组砂岩的成熟度高于下志留统柯坪塔格组。地球化学物源分析图解和大地构造背景判别表明: 研究区沉积物源区逐渐由活动型向稳定型转换,下志留统部分沉积物来自于火成岩物源区,具有主动大陆边缘和大陆岛弧性质;中-顶志留统沉积物全部来自于成熟大陆的石英岩沉积物源区。结合广泛分布的奥陶系-志留系平行不整合,认为晚奥陶世研究区为活动大陆边缘,南天山洋盆向南俯冲到塔里木板块之下;早志留世,向南俯冲结束,研究区大地构造背景开始由活动大陆边缘向稳定的被动大陆边缘转换,来自活动型物源区的沉积物逐渐减少,稳定型物源区的碎屑物质逐渐增多;中-末志留世,研究区构造背景完全转变为被动大陆边缘,碎屑物质全部来自于稳定型物源区。上述成果表明,南天山洋的演化过程中确实存在双向俯冲。     

西藏拉萨地块西段狮泉河地区晚侏罗世花岗岩年代学、地球化学与岩石成因

目前关于拉萨地块西段狮泉河地区中生代岩浆岩的报道相对较少,限制了对该地区中生代岩浆作用的认识.对狮泉河地区石英闪长岩和闪长质包体的锆石U-Pb年龄、岩石学特征与元素地球化学进行了研究.结果显示,寄主石英闪长岩的年龄为161.1±1.7 Ma,闪长质包体的年龄为159.8±1.6 Ma和157.0±1.3 Ma,两者为同期形成.寄主石英闪长岩为I型准铝质中钾-高钾钙碱性系列岩石,具有富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的特征.闪长质包体为准铝质中钾-高钾钙碱性系列岩石.岩石学、地球化学特征研究表明,该套岩石可能与中侏罗世班公湖-怒江特提斯洋南向俯冲有关,班公湖-怒江特提斯洋南向俯冲引起幔源物质发生熔融,上涌的幔源岩浆与拉萨地块古老基底重熔形成的酸性岩浆混合,形成了含闪长质包体的晚侏罗世岩体.      

兴蒙造山带东段大陆弧后A型花岗岩特征与成因

提要：兴蒙造山带贺根山－黑河一线产出有大量晚古生代Ａ型花岗岩,其成因及形成环境一直存在争议。贺根山-黑河A型花岗岩带形成于晚石炭世-二叠纪（325～260Ma）,二叠纪进入岩浆作用高峰期。该花岗岩带主要表现为准铝质-弱过铝质（A/CNK=0.89～1.13）高钾钙碱性系列;高度富集LREE,Eu负异常明显;微量元素表现为富集Th、Pb和La元素,亏损Ba、Sr、Ce、P和Ti元素。研究表明晚石炭世—二叠纪古亚洲洋正处于向西伯利亚板块俯冲阶段,贺根山-黑河Ａ型花岗岩带应该形成于该俯冲带的弧后伸展环境。俯冲导致的软流圈上涌形成弧后的伸展环境,同时为大规模高温岩浆形成提供了热源,以及部分物源,这种壳－幔混合岩浆在深部结晶分异后沿弧后伸展断裂体系快速侵位是该花岗岩带形成的原因。     

滇西勐养花岗岩体暗色包体的地球化学特征及成因

勐养侵入岩体主要由黑云母二长花岗岩(128 Ma)、花岗闪长岩(113 Ma)和辉长质(123 Ma)、闪长质包体(120Ma)组成。暗色包体主要分布在花岗闪长岩中,包体岩性主要为辉长岩包体和闪长岩包体。包体具有岩浆结构,部分包体具有塑性流变特征,有些包体具有淬冷边和反向脉,包体中可见针状磷灰石,表现出岩浆混合的岩相学特征。岩石地球化学特征研究表明,寄主岩石与暗色包体同为准铝质-过铝质、钙碱性-高钾钙碱性系列岩石。寄主岩石与暗色包体的的稀土配分曲线模式和微量元素原始地幔标准化蛛网图形态基本一致,为岩浆混合作用的结果。所有样品均富集大离子亲石元素(如Rb、Th、U和Nd)、亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ce和Zr)。勐养早白垩世侵入岩形成于岩浆弧环境。暗色包体具有低的Si O2含量(Si O2为48.02%和59.8%)和高的Mg#值(Mg#=48.1~68.5),表明暗色包体的原生岩浆应是板块俯冲带流体交代地幔橄榄岩的部分熔融的产物,并受后期岩浆混合作用的改造。暗色包体锆石的εHf(t)为3.6~6.2,Nb/Ta值为12.1~15.4,显示岩浆源区具有亏损地幔特征。黑云二长花岗岩的Mg#=33.5,Nb/Ta值为10.9,表明岩浆主要来源于古老的地壳物质的部分熔融。花岗闪长岩锆石的Mg#=44,Nb/Ta值为12.5,岩浆主要来源于地幔和地壳,为黑云二长花岗岩与幔源岩浆混合作用的产物。腾冲地块早白垩世勐养侵入岩体及其暗色包体的的成因,是左贡—保山板块洋壳向南西俯冲在波密—腾冲地块之下,使区域地壳不断加厚并导致区域重力均衡隆升,深部地壳物质在加热后抬升减压过程中发生部分熔融,形成大量的花岗岩浆。由于俯冲洋壳板块在俯冲、碰撞过程中诱导的幔源岩浆与重熔物质发生岩浆混合作用,形成花岗闪长岩和暗色包体。     

浙闽沿海早白垩世玄武岩锶、钕、铅同位素特征——古老富集型地幔的证据

浙闽沿海大面积出露的中生代酸性火山岩区有少量早白垩世玄武岩分布,它们具典型钾富集和铌等元素亏损特征,其同位素组成表现为较高ISr(0.7055-0.7106)、低的εNd(1.2--10.6,大多介于-3.2--10.6之间)及富放射性成因铅(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.355-18.726,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.455-15.799,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.530-39.319).这些特征表明玄武岩源区为一富集型的陆下岩石圈地幔,由古老的俯冲地壳物质再循环进入并交代地幔而形成。没有证据表明本区早白垩世基性和酸性岩浆之间发生过大规模的化学混合,但不排除同位素之间的交换以及局部的化学和机械混合。壳-幔混合与地壳混染仅在少数玄武岩的形成过程中起着较重要的作用。     

东准噶尔晚古生代依旧存在俯冲消减作用——来自石炭纪火山岩岩石学、地球化学及年代学证据

东准噶尔地区石炭纪巴塔玛依内山组火山岩分布广泛,规模巨大。对其岩石学、元素地球化学及同位素地球化学研究表明:1)该套火山岩岩石类型复杂,具玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩组合特征,属高钾钙碱性火山岩系,并富集大离子亲石元素(Sr、K、Rb、Ba、Th)和轻稀土元素,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)和重稀土元素,87Sr/86Sr和143Nd/144Nd初始值分别为0.70385~0.71312,0.152378~0.512998,εNd(t)多介于3.0~6.2之间,显示了与俯冲消减作用相关的不成熟弧后盆地火山岩地球化学特征。2)火山岩物质来源以亏损地幔源为主,并混有少量主体由古生代残余洋壳、岛弧体系组成的年轻下地壳物质。其中,基性熔岩以亏损地幔源为主,并在岩浆源区与少量新生地壳物质发生了近乎完全的壳-幔岩浆混合和Sm-Nd同位素体系均一化,其形成很可能与俯冲沉积物和(或)俯冲洋壳变质脱水产生的流体引起上覆地幔楔物质的部分熔融有关;而酸性熔岩与基性熔岩存在明显的不同,酸性熔岩是少量幔源岩浆经强烈结晶分异和经历较多壳源物质混染的结果。3)玄武岩全岩Sm-Nd等时线年龄为319.7±5.9 Ma,与区域地质构造背景和已有化石证据基本一致,代表了火山岩的形成时代。综合研究表明,东准噶尔地区320 Ma左右依旧存在古亚洲洋的俯冲消减作用,准噶尔古洋盆最终闭合时间应介于320~311 Ma之间。在此过程中,火山岩浆作用强烈,蕴含成矿物质丰富,东准噶尔地区找矿前景值得期待。     

青海都兰县阿斯哈石英闪长岩岩石地球化学、锆石U-Pb年龄与Hf同位素特征

都兰县阿斯哈石英闪长岩体呈岩基状产出。闪长岩全岩样品具有低SiO_2(56.82%～61.15%)、富碱(Na_2O+K_2O为5.31%～6.02%)、低TFeO(6.09%～6.65%)和低TiO_2(1.02%～1.25%)含量特征,属高钾钙碱性系列岩石。岩石中Cr(24.6×10~(-6)～47.6×10~(-6))和Ni(12.8×10~(-6)～17.6×10~(-6))含量不高,K、Ba、Rb、Th、U等大离子亲石元素富集,而Nb、Ta、P、Ti等高场强元素亏损,具有岛弧或活动大陆边缘弧岩浆的特征。用LA-ICP-MS测得锆石~(206)Pb/~(238)U年龄为232.6±1.4Ma,表明岩体为中三叠世形成。锆石具有明显偏低的εHf(t)值(-3.71～-0.84,平均为-2.31,t=232.6Ma)和偏老的t2DM年龄(1.32～1.50Ga,平均为1.41Ga),表明岩浆来源于古老地壳物质的熔融,很可能为研究区中元古代俯冲地壳物质。阿斯哈石英闪长岩的源区具有壳-幔混合特征,是幔源基性岩浆与古老壳源花岗质岩浆混合作用的产物,岩石形成于中三叠世晚期俯冲向碰撞转换的动力学背景下,代表东昆仑晚古生代—早中生代造山过程的岩浆记录。     

云南白马寨镍矿区煌斑岩地球化学Ⅱ.地幔源区特征

在总结云南白马寨镍矿区煌斑岩成因信息的基础上，利用岩石学混合计算方法对其地幔源区成分进行了模拟，进而讨论矿区这类岩石的成因。地球化学和模拟计算均表明，白马寨镍矿区煌斑岩来源于交代富集地幔，板块俯冲(印度板块向欧亚板块俯冲)过程中富含ALK、LREE及不相容元素的海底沉积物被带入地幔脱水形成的流体是引起本区地幔交代作用的主要因素。     

滇西"三江"地区高镁钾质火山岩地球化学特征及其地质意义

本文报导了位于金沙江-哀牢山断裂带中段6个暗色超基性-基性火山岩的岩石学特征与稀土微量及Sr-Nd-Pb同位素地球化学数据,并对其成因和起源条件等进行了讨论。研究表明这6个暗色超基性-基性火山岩属于钾质碱性-钙碱性系列,依SiO₂含量包括超基性、基性(或中基性)岩类。岩石的Mg^#值较高(54.53~79.81),属于高镁火山岩。所有岩石样品具有富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素的特征。Sr-Nd-Pb同位素显示,源区具有具有较明显的Dupal异常和EMⅡ型富集地幔端元的特征。火山岩的岩石学与地球化学一致表明,本区多数暗色基性火山岩具有原生岩浆性质,其成因与富集地幔的部分熔融有关。源区显著的EMII富集地幔端元可能是扬子古陆和古特提斯洋的双向俯冲及俯冲的下地壳物质和古特提斯洋壳沉积物的再循环的物质记录。这套岩石形成于印度-欧亚大陆碰撞后的剪切和拉张构造环境,软流层地幔的上涌与俯冲的古特提斯洋壳沉积物和扬子古陆壳物质的混合,是诱发源区发生部分熔融的主要原因。金沙江-哀牢山断裂带强烈的剪切和拉张,使这些岩浆直接快速喷发至地表,因此形成具有原生岩浆性质的火山岩。     

胶东郭家岭花岗闪长岩U--Pb年代学、地球化学特征及地质意义

郭家岭花岗闪长岩岩石地球化学特征表明其SiO2含量较高,为71.3%~73.28%,K2O=2.14%~4.29%,属于高钾钙碱性--钙碱性I型花岗岩。锆石LA--ICP--MS U--Pb年龄显示郭家岭花岗岩体成岩年龄为127.9±1.3 Ma,属早白垩世。岩石的Rb/Sr和Nb/Ta比值,以及暗色闪长质包体研究表明郭家岭花岗闪长岩为壳幔混合源,岩浆源区为具有幔源特征的新生镁铁质下地壳。结合区域地质分析认为郭家岭花岗闪长岩的形成与太平洋板块俯冲引起的大陆弧伸展作用最密切。     

全球幔源岩Pb-Sr-Nd同位素体系

根据各种同位素数据库得到的3万多个晚古生代以来的幔源岩(包括洋中脊玄武岩、洋岛玄武岩、岛弧火山岩、大陆与大洋溢流玄武岩以及大陆板内玄武岩)Pb-Sr-Nd同位素资料和图解分析,对各类火山岩的源区以及地幔的垂向与横向不均一性问题作了进一步讨论。笔者认为不存在具有公共性质的EM1、EM2和HIMU地幔端员,它们的源区可能来自上、下地幔过渡带,只在局部地区出现,独一无二。PREMA(FOZO)则是洋岛玄武岩和溢流玄武岩公共端员。DUAPAL异常现象不只是在洋中脊玄武岩中出现,在洋岛玄武岩、岛弧火山岩和大洋溢流玄武岩中也存在同步的地球化学分区现象。溢流玄武岩的同位素体系特征表明它们的源区涉及再循环地幔的壳幔混合、岩石圈减压熔融、上—下地幔过渡带和似原始-略亏损的下地幔。Pb同位素体系为鉴别俯冲带的存在提供了更严格的证据,这种鉴别表明,安第斯弧火山作用不是洋陆俯冲带产生的。     

东昆中构造混杂岩带清泉沟弧前玄武岩地质、地球化学特征及构造环境

东昆中构造混杂岩带东段清泉沟玄武岩岩石源区及构造环境研究具有重要意义.通过对清泉沟玄武岩进行详细的地质、地球化学和构造环境研究,结果表明,该套玄武岩属于亚碱性拉斑玄武岩系列,球粒陨石标准化稀土元素配分图呈现轻稀土元素弱亏损-弱富集的特征,与正常大洋中脊玄武岩（NMORB）和西太平洋IBM弧前玄武岩（FAB）配分特征相似.岩石成因研究表明其源区具亏损地幔特征,且地幔熔融程度比NMORB源区熔融程度较高.构造环境研究表明该套玄武岩形成于大洋初始俯冲阶段的弧前环境.综合区域地质资料,认为东昆中古洋盆至少于中寒武世（510 Ma）之前开始向北俯冲,在俯冲初期形成了清泉沟弧前玄武岩,构成了俯冲带初始弧壳或不成熟洋内岛弧.      

南阿尔金地区早古生代中酸性侵入岩的岩石成因及其对构造演化的指示意义

南阿尔金造山带位于塔里木盆地和柴达木盆地之间,是中国西北地区重要的俯冲-碰撞杂岩带,其早古生代构造演化过程是近年来的研究热点之一,然而,洋壳俯冲的时限一直存在争议。本文对茫崖石英二长岩开展岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和锆石Lu-Hf同位素地球化学研究,探讨其岩石成因及成岩时的构造环境。样品显示高碱、富钾、低钛、贫铁及Nd-Ta-Ti异常等与钾玄岩相似的地球化学特征,成岩年龄为511～495 Ma, ε_Hf(t)主要为-3.51～-0.08,少量介于0.04～1.69之间。我们认为俯冲洋壳到达角闪岩相边界时释放大量水并上升进入地幔楔,导致地幔楔橄榄岩发生角闪石化交代作用,由于地幔楔沿俯冲带向下拖曳而温度升高,角闪石化橄榄岩熔融形成的熔体在上升过程诱发上地壳物质部分熔融,壳源岩浆混合少量幔源岩浆形成了石英二长岩,该期花岗岩是对造山带从大洋岛弧环境向活动大陆边缘过渡的岩石学响应。因此,南阿尔金洋壳可能在约517 Ma前已经开始俯冲。