塔里木早二叠世大火成岩省

塔里木早二叠世大火成岩省是继峨眉山大火成岩省之后在中国境内确认的又一个大火成岩省,是当前研究的热点和前沿问题.论文系统总结了塔里木大火成岩省近20年研究取得的成果,指出了下一步重点研究领域.塔里木大火成岩省火山岩的残余分布面积大于25万平方公里,最大残余厚度达780 m,大规模玄武岩的喷出发生在290～288 Ma期间,属于快速喷发的大火成岩省岩浆事件.塔里木大火成岩省中最为发育的玄武岩和辉绿岩岩墙的微量元素特征与OIB的特征相似,且以高钛型为主体;但在同位素特征上明显的可以分为两类,柯坪地区玄武岩具有负的εNd值,重稀土值相对较高,来自富集型地幔;塔北玄武岩和辉绿岩具有正的εNd值和相对低的重稀土值,来自亏损型地幔.早二叠世大规模地壳抬升、苦橄岩与大规模岩墙群发育和瓦基里塔格大型钒钛磁铁矿矿床都支持塔里木大火成岩省与地幔柱活动有关.塔里木大火成岩省与中亚地区广泛发育的二叠纪基性和超基性岩浆作用存在着时空联系,它们是代表了一次具有重要地球动力学意义的构造岩浆事件.论文指出了塔里木大火成岩省的深部地质过程、成矿作用、与地幔柱关系、与盆地环境变化和生命演化的关系及其大火成岩省的地球动力学意义等方面研究将是下一阶段的重点研究领域.     

地幔柱与岩石圈相互作用过程中熔融问题的数值模拟

地幔柱是最可能形成大火成岩省的原因之一,同时地幔柱与岩石圈的相互作用也极大的影响着岩石圈的构造演化.本文主要集中研究地幔柱与岩石圈相互作用过程中熔融相关的问题.利用开源程序Ellipsis3D,基于质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程和岩石流变本构关系,以及不同的熔融损耗关系,通过有限元数值方法模拟得到地幔柱与岩石圈相互作用过程中熔融程度的动态变化.数值模拟结果显示,地幔柱与岩石圈相互作用的熔融相关过程分为三个阶段：地幔柱的初融阶段,地幔柱自身熔融占主导,减压熔融为主因;地幔柱与岩石圈的纵向作用阶段,岩石圈地幔开始熔融,地幔柱以减压熔融为主,岩石圈地幔以升温熔融为主;地幔柱的横向展平阶段,随着地幔柱的扩展岩石圈地幔熔融范围增加,以升温熔融为主,地幔柱自身熔融程度减小.最后基于数值模拟结果及现场资料对峨嵋山大火成岩省地幔柱的发展演化以及峨眉山大火成岩省的形成进行了讨论.     

南秦岭中～晚元古代火山岩性质与前寒武纪大陆裂解

南秦岭扬子克拉通北缘,中～晚元古代陨西群、耀岭河群、西乡群及碧口群火山岩系具有大陆裂谷火山岩或大陆溢流玄武岩特征,是大陆板内拉张构造环境下形成的,火山岩富集不相容元素及高ε_(Nd)和低～中等~(87)Sr/~(86)Sr值等特点,表明其来源于软流圈地幔柱.在较强烈的岩石圈拉张作用下,地幔柱上隆并快速减压熔融形成岩浆.这种拉张作用在晚元古代发展为大陆裂解并形成洋盆.中～晚元古代火山作用是南秦岭前寒武纪大陆裂解的先兆.     

地幔柱作用与岩石圈改造:以塔里木克拉通为例

克拉通是稳定的大陆块体,形成于太古代,具有巨厚的岩石圈地幔根,其厚度多大于200 km.地幔热柱作用早期会显著减薄岩石圈地幔、降低岩石圈强度,现有地震和地幔捕虏体数据资料显示,克拉通经历过地幔柱作用后仍有超过150 km厚的稳定岩石圈地幔根,其岩石圈地幔根的主要物质成分是亏损的橄榄岩,岩石圈的强度仍旧保持高强度.这一现象具有全球效应,如北美Slave克拉通和非洲南部Kaapvaal克拉通均经历了这一过程.本文系统地归纳总结了地幔柱作用前后岩石圈典型特征,并结合相应阶段的构造响应发现：稳定的克拉通在地幔柱的作用下岩石圈会发生强烈的改造,伴随地表岩浆活动和克拉通岩石圈的减薄和弱化;而后亏损的地幔柱熔融残余物会重新加厚和增强岩石圈地幔.岩浆岩记录的地球化学资料显示,塔里木岩石圈在二叠纪时期经历了严重的改造过程;而岩石圈深部结构的地震、地热和大地电磁资料显示,现今塔里木岩石圈厚度约为150 km.塔里木岩石圈在新生代印度—欧亚大陆碰撞背景下仍旧表现出刚性的特征,塔里木岩石圈的增厚与增强是塔里木早二叠世地幔柱作用的结果.文章最后讨论了塔里木岩石圈减薄到再增厚的过程,并提出初步的模式．     

早二叠世塔里木陆块的经度：来自大火成岩省的制约

经度的确定是板块重建的难点. 塔里木盆地下二叠统大规模溢流玄武岩已被确定为大火成岩省, 提供了一次根据大火成岩省来定量确定塔里木陆块早二叠世经度的机遇. 核幔边界约2800 km深处地震波低速带与全球300 Ma以来喷发的大火成岩省之间的关系已得到建立: 恢复喷发位置后, 大火成岩省全部分布在核幔边界低速带的边缘之上, 其中大部分在非洲LLSVP和太平洋LLSVP边缘, 个别在规模较小的LSVPs边缘. 在使用塔里木陆块早二叠世古地磁数据来限定其纬度的基础上, 本文利用上述理论方法, 并联系前人的地质结论, 发现塔里木大火成岩省约290 Ma喷发时的位置最可能为20°N, 60°E. 本文提出, 塔里木大火成岩省与西伯利亚大火成岩省相似, 其喷发时并不在两大LLSVPs的边缘带上, 而最可能与非洲LLSVP东侧附近一个单独的、范围较小的LSVP(20°N, 60°E)相关联, 暗示重建之前的假设"塔里木大火成岩省源自核幔边界"是合理的. 如果塔里木、峨眉山和西伯利亚大火成岩省都源自核幔边界, 上述(20°N, 60°E)位置的获得说明三者都不是同一幔源.     

克拉玛依乌尔禾沥青脉Pb-Sr-Nd同位素地球化学

新疆克拉玛依乌尔禾沥青脉产出于达尔布特断裂东南侧.沥青的Ph.Sr,Nd同位素组成表明:(1)~(206)Pb/~(204)Pb=18.110～18.675,~(207)Pb/~(204)Pb=15.391～15.768,具有明显壳幔混合特征,Pb平均模式年龄为116Ma;(2)~(87)Sr/~(86)Sr=0.706 426～0.714 761,Rb-Sr等时线年龄为293 Ma,Sr同位素初始值为0.705 70±9;(3)~(143)Nd/~(144)Nd=0.512 587～0.513 389,Nd含量从0.02到6.7×10~(-6),低Nd含量的样品(<0.3×10~(-6))具有近MORB的亏损地幔值( 6～ 16),而较高Nd含量的样品近于原始地幔值(-0.8～ 0.8);Rb-Sr等时线记录了石油形成的时间,可能表明了与深部壳幔相互作用的成因关系;(4)_(ε_(Nd))(t)～ε_(Sr)(t)关系、~(143)Nd/~(144)Nd-~(206)Pb/~(204)Pb关系均反映了三元混合趋势.     

新疆三塘湖地区中二叠世条湖组基性-超基性岩的地球化学特征及其大地构造背景

新疆东北部三塘湖地区是中亚造山带的重要组成部分,其二叠纪岩浆活动的动力学机制颇有争议.该区中二叠世条湖组出露一套厚层火山岩,以玄武岩为主,并有少量苦橄质岩、安山岩等.苦橄质岩具橄榄石的堆晶结构,其Mg#值高达0.68~0.77;玄武岩具有斑状和粗玄结构,其Mg#值相对较低(0.41~0.54),显示出演化的特征.条湖组基性-超基性岩具轻稀土略富集的右倾稀土配分模式,虽然在微量元素蛛网图上表现出Nb和Ti的负异常,但是总体具有较高的Ti O2含量,而且Nb,Zr含量以及Nb/Y,Zr/Yb比值远高于弧火山岩,较低的Sr同位素初始比值和高正?Nd(t)和?Hf(t)值表明未受古老大陆地壳物质的混染,该区条湖组基性-超基性岩很可能是遭受俯冲流体交代,萃取而相对难熔的亏损岩石圈地幔部分熔融形成的.另外,苦橄质岩中橄榄石的堆晶高达38%,显示亏损岩石圈地幔部分熔融程度高,而条湖组下伏地层芦草沟组显示有深部地幔过碱性岩浆活动,表明三塘湖地区发生了大范围的高热地幔物质底垫作用,该过程可能与地幔柱作用有关.     

早古生代古亚洲洋俯冲作用: 来自内蒙古大石寨玄武岩的年代学与地球化学证据

SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示, 分布于内蒙古大石寨镇周边的玄武岩喷发时间为(439±3) Ma, 而不是前人认为的二叠纪. 该套玄武岩显示出岛弧型微量元素地球化学特征 (Nb-Ta亏损而富集LILE和LREE)以及低放射成因Sr和高放射成因Nd和Hf同位素组成. 在岩石成因类型上包括两组: 第一组玄武岩相对高TiO2, MgO和相容元素而低Sr, Th和类似大洋中脊玄武岩(MORB)和现代俯冲带玄武岩的Sr-Nd-Hf同位素组成 (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(i)= 0.7028~0.7032,ε_Nd(t) =+9.8~+11.2,ε_Hf(t) = +16.1~+18.4); 第二组玄武岩则低TiO₂, MgO和相容元素而高Sr和Th, 略低的放射成因Nd和Hf而高Sr同位素比值 (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(i)= 0.7037~0.7038,ε_Nd(t) =+5.7~+7.3,ε_Hf(t)=+12.6~+13.0). 在岩石成因上, 大石寨玄武岩为古亚洲洋俯冲板片交代地幔楔的熔融产物, 第一组玄武岩很可能来源于俯冲流体改造且同位素组成极为亏损的大洋岩石圈地幔源区, 而第二组玄武岩的熔融源区则明显有俯冲沉积物的贡献. 大石寨玄武岩成因提供了早古生代古亚洲洋俯冲作用的直接证据, 其高放射成因Nd和Hf反映早古生代是区域地壳增生的重要时期, 大石寨玄武岩本身为地壳增生的组分之一. 结合本次研究和前人的年代学和地球化学研究结果, 建议将前人命名的大石寨组进行解体, 并重新厘定不同时代喷发火山岩的时空分布范围.     

华北中生代镁铁质岩浆作用与克拉通减薄和破坏

华北克拉通在中生代发生了岩石圈减薄,古老的大陆岩石圈地幔在减薄后被年轻的新生岩石圈地幔所取代.与此同时,华北克拉通发生了破坏,以大规模早白垩世岩浆作用为标志.尽管对这个现象有了共识,但是对华北克拉通岩石圈破坏的机制仍然存在争议.文章以华北中生代镁铁质岩浆作用为视角,试图对上述争议提出解决办法.华北中生代镁铁质岩浆作用以早白垩世的~121Ma为分界点,在此之前的镁铁质岩浆岩兼具岛弧玄武岩微量元素组成和明显富集Sr-Nd同位素组成的特点,而在此之后才开始出现兼具洋岛玄武岩微量元素组成和亏损至弱富集Sr-Nd同位素组成的镁铁质岩浆岩.这个差异表明,华北克拉通岩石圈地幔的地球化学性质在~121Ma发生了根本性转变.尽管华北克拉通在晚三叠世也出现过镁铁质岩浆作用,但是其成因是深俯冲华南陆块折返的结果,而古太平洋板块俯冲在那时尚未启动.古太平洋板块自侏罗纪开始向欧亚大陆东部之下俯冲,俯冲板片与上覆岩石圈地幔楔之间处于耦合状态,是俯冲板片脱水导致华北克拉通地幔的弱化阶段.古老岛弧型镁铁质岩浆岩的地幔源区可能既有侏罗纪时期俯冲古太平洋板片衍生流体与华北克拉通岩石圈地幔之间反应的产物,也有三叠纪时期俯冲华南陆壳衍生熔体与华北克拉通岩石圈地幔之间反应的产物.对于新生洋岛型镁铁质岩浆岩的地幔源区来说,则可能是俯冲古太平洋板片衍生熔体与华北岩石圈之下软流圈地幔之间反应的产物.从~144Ma开始,俯冲的古太平洋板片发生回卷,克拉通岩石圈底部受到侧向充填的软流圈地幔加热,导致弱化的克拉通岩石圈地幔发生减薄.在130~120Ma期间,减薄后的大陆岩石圈发生大规模破坏,不仅地幔楔下部超镁铁质交代岩发生部分熔融形成具有古老岛弧型地球化学信息的镁铁质岩浆岩,而且这些地区的下地壳岩石也受到加热发生大规模长英质岩浆作用.与此同时,回卷板片地壳岩石受到侧向充填的软流圈地幔加热,产生长英质熔体交代上覆软流圈地幔橄榄岩,这样在~121Ma开始部分熔融形成具有新生洋岛型地球化学信息的镁铁质岩浆岩,标志着华北克拉通岩石圈地幔已经被新生岩石圈地幔所取代.古太平洋板片在中生代时期向中国东部大陆之下的俯冲并不像现今地震层析成像所观察到的那样直接俯冲至地幔过渡带,而是像纳斯卡板块向美洲大陆之下俯冲那样为低角度俯冲.这种低角度俯冲不仅物理上可以直接侵蚀岩石圈地幔,而且化学上可以交代岩石圈地幔.因此,古太平洋板片与大陆岩石圈地幔之间的相互作用才是导致华北克拉通岩石圈地幔减薄和破坏的一级地球动力学机制.     

东亚大地幔楔与中国东部新生代板内玄武岩成因

西太平洋板块俯冲、东亚大地幔楔及其在东亚大陆边缘演化中的作用逐渐被学术界重视.文章对东亚大地幔楔的物质组成、化学不均一性以及中国东部新生代板内玄武岩的成因进行综述,并尝试提出大地幔楔体系中板内岩浆的成因机制.主要认识包括:(1)中国东部新生代玄武岩大致可以解释为高硅和低硅端员熔体的混合物.东北、华北和华南玄武岩共享一个低硅熔体端员,它具有高全碱、和型微量元素特征,其~(206)Pb/~(204)Pb较典型HIMU玄武岩偏低,Nd-Hf同位素具有(年轻的)太平洋洋壳特征,源区为含碳酸盐的榴辉岩+橄榄岩地幔.高硅玄武岩端员具有低全碱、和其Pb-Nd-Hf同位素落入印度洋型地幔范围,源区为石榴石辉石岩.高硅玄武岩同位素组成表现出地区差异:华北具有EM1型富集组分特征,华南具有EM2型富集组分特点,而东北兼有EM1和EM2两种富集组分.(2)中国东部新生代玄武岩源区含有洋壳、水、沉积碳酸盐和岩石圈地幔组分,说明东亚大地幔楔含有大量再循环物质.根据其主要出现在大兴安岭-太行山重力梯度带以东地区,并结合滞留板块的空间分布和地幔导电率特征,推测这些再循环组分主要来源于滞留在地幔过渡带的太平洋板片,而EM1或EM2组分来自浅部的岩石圈地幔.(3)根据石榴石辉石岩和碳酸盐化榴辉岩/橄榄岩的固相线,限定高硅玄武岩和低硅玄武岩的初始起源深度分别为100km和~300km.东亚大地幔楔具有垂向不均一的结构:上部含有EM1或EM2地幔组分,显示为印度洋地幔型同位素特征,下部含有太平洋板块物质组分;自下而上H_2O和CO_2含量逐渐降低.(4)在地幔过渡带中滞留板片的脱碳和脱水作用及相关的熔融和交代作用是大地幔楔体系中板内岩浆成因的主要驱动力.     

大洋中脊和地幔柱之间的长期相互作用

正板块构造运动通常被认为是由俯冲带板块的拉力和洋中脊处的推力驱动的,也不时被来自下地幔热物质的上涌流所推动~([1-2])。在这个模式中,洋中脊的形态和位置与下地幔动力学机制无关,例如与提供了巨量岩浆物质,即大火成岩省的深源地幔柱无关~([2])。相比地幔柱和洋中脊,本文利用全球板块模型~([3])重建了大火成岩省最初的位置。我们发现大火成岩省常常形成于特殊的区域,即洋中脊和     

中国东部大陆岩石圈地幔及幔源岩浆岩水含量和氢同位素组成

中国东部华北陆块和华南陆块的地幔包体单矿物和全岩水含量变化很大,总体低于全球其他克拉通和非克拉通岩石圈地幔包体单矿物和全岩水含量.然而,具有新生岩石圈地幔来源的莒南橄榄岩包体单矿物和全岩水含量总体高于其他中国东部岩石圈地幔包体,指示中国东部新生岩石圈地幔的初始水含量并不低.地幔包体中单矿物水含量与Mg~#之间无明显相关关系,其中的辉石缺乏水扩散环带,因此地幔包体的低水含量与包体随玄武岩岩浆上升过程的水扩散丢失无关.大陆岩石圈地幔底部受到热软流圈地幔烘烤有可能会造成水的扩散丢失,但是熔体提取也可能是引起低水含量的原因之一.通过斑晶水含量计算得到的中国东部中生代和新生代玄武岩初始熔体水含量均高于正常洋中脊玄武岩.中生代玄武岩初始熔体水含量与岛弧玄武岩类似,而新生代玄武岩初始熔体水含量则与洋岛玄武岩和弧后盆地玄武岩类似(部分地区与岛弧玄武岩类似).这些结果表明,大陆玄武岩地幔源区相对富水,指示其地幔源区曾经受到深俯冲地壳脱水所形成的富水流体/含水熔体的交代,使其水含量升高.中国东部新生代幔源巨晶、包体矿物和玄武岩斑晶的氢同位素组成变化也很大,反映中国东部新生代岩石圈地幔氢同位素组成高度不均一.新生代岩石圈地幔具有高于亏损地幔的水含量和偏离亏损地幔值的氢同位素组成,反映其受到过俯冲太平洋板片部分熔融所产生熔体的交代.俯冲大洋板片脱水熔融产生的富水流体和含水熔体对大陆岩石圈地幔底部的交代导致其水含量增加,引起底部岩石黏滞度降低,进而导致岩石强度的降低,使其容易被构造侵蚀乃至拆沉.因此,大洋俯冲隧道中的壳幔相互作用是克拉通岩石圈减薄的重要诱因.     

哀牢山-金沙江富碱侵入岩年代学和Nd,Sr同位素特征

对富碱侵入岩和共生的碱性火山岩、煌斑岩和酸性斑岩测定了29个同位素地质年龄,范围为41～27Ma,属于第三纪.其中富碱侵入岩~(143)Nd/~(144)Nd值为0.512415～0.512544~(87)Sr/~(86)Sr值为0.7054～0,7068,表明物质来源于富集地幔源区.     

湘东北钠质煌斑岩地幔源区特征及成岩构造环境

在湘东北中生代陆内拉张带中发现了一组特殊的钠质煌斑岩. 在常量元素、微量元素和Sr, Nd同位素等与常见钾质煌斑岩具有明显差异. 岩石以富Na₂O高TiO₂和Nb, Ta, Nd, LREE弱富集及不出现负铕异常为特征. 微量元素和Sr, Nd同位素组成具有洋岛玄武岩(OIB) 地幔源区性质, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值平均为0.705332, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd初始比值平均为0.512650, ε _Nd(t)为+3.5~+3.9, 构成特殊的钠质煌斑岩地幔源区, 其形成主要是来自软流圈含挥发分的流体/熔体交代岩石圈底部原始地幔. 测得钠质煌斑岩Rb-Sr等时线年龄为136.61 Ma, 代表湘东北燕山晚期由挤压到拉张的构造转换时期. 钠质煌斑岩形成于大陆内部软流圈地幔上涌的地幔热点式构造环境. 软流圈地幔上涌是导致钠质煌斑岩形成和制约湘东北燕山晚期陆内拉张的主要地球动力学因素.     

地幔地球化学:洋岛玄武岩制约

对地幔的地球化学研究为理解地球的形成和演化、其内部结构以及地幔动力学提供了重要制约.全地球的成分是通过由地幔岩石与球粒陨石对比所得到,并由此引出了球粒陨石质地球模型.这个模型认为地球难熔元素比例与球粒陨石相同,但挥发份相对亏损.洋岛玄武岩可能是源于地幔柱深部成因,进而成为研究深部地球的独特途径.洋岛玄武岩同位素组成变化可用有限几个地幔端元(例如,DMM、EM1、EM2和HIMU)来描述,由此用来解译重要的地幔过程.地壳物质通过俯冲和拆沉进入深部地幔,对地幔不均一的形成起到了重要作用.然而,这些地壳物质如何由部分熔融所提取,例如洋岛玄武岩成因中贫橄榄石岩石的作用,仍是热点争论话题.高~3He/~4He地幔的位置和成因仍有争议,存在从下地幔未演化(或弱演化)的原始物质到浅部成因的高程度演化物质的看法,后者包括古老熔融残留、弧下镁铁质堆晶和再循环含水矿物.可能存在的核幔相互作用被假定为洋岛玄武岩中诸如放射成因~(186)Os以及Fe和Ni的富集之类地球化学特征形成的原因.诸如~(142)Nd、~(182)W和Xe同位素之类的短寿命核素的微小但重要的变化在古老和现代岩石中均有报道,这暗示地幔必须在地球形成后100Myr内即发生分异,而且地幔并未被对流所有效均一化.     

河北平泉骆驼峰碱性玄武质角砾岩筒的岩石学特征与岩浆起源

本文讨论了骆驼峰火山岩筒内不同源区的碱性系列玄武岩与石英拉斑玄武岩的特征。认为碱性橄榄玄武岩-碧玄岩是由石榴石二辉橄榄岩地幔(5—8%)熔融产生;橄榄霞石岩是碱性橄榄玄武岩-碧玄岩在岩石圈地幔内分异产生;石英拉斑玄武岩是岩石圈地幔的熔浆。尖晶石二辉橄榄岩是碱性玄武岩浆上升过程中捕获的地幔碎片     

川西新元古代基性岩墙群的SHRIMP锆石U-Pb年龄、元素和Nd-Hf同位素地球化学: 岩石成因与构造意义

扬子块体西缘新元古代岩浆活动非常强烈, 其成因对研究Rodinia超大陆的演化有重要意义. 目前对这些岩浆岩的成因和形成的构造背景存在地幔柱和岛弧两种截然不同的观点. 本文对川西康滇裂谷中康定-泸定-石棉地区广泛分布的基性岩墙群, 进行了SHRIMP锆石U-Pb年龄、元素和Nd-Hf同位素研究, 结果表明这些基性岩墙群形成于780 ~ 760 Ma, 与康定花岗质杂岩在时-空上密切共生. 岩浆起源于亏损的软流圈地幔, 虽然在上升侵位过程中受到年轻岛弧地壳物质不同程度的混染, 但元素和Nd-Hf同位素仍表现出板内玄武岩的特征, 很可能是高温地幔柱部分熔融的产物. 本文的研究结果支持华南位于澳大利亚和Laurentia大陆之间的Rodinia超大陆重建模式.     

板缘向板内环境的过渡—辽河盆地古近纪玄武岩地球化学

产于辽河盆地东部凹陷的古近纪火山岩以碱性橄榄玄武岩和橄榄玄武岩为主. 岩石地球化学分析表明, 玄武岩总体富集高场强元素(HFSE), 相对亏损大离子亲石元素(LILE), 具有较明显的洋岛玄武岩(OIB)特征. 玄武岩具明显的Ba, Sr和Zr正异常, 较高的Ce/Pb, U/Pb和Zr/Hf值显示有洋壳物质的加入. 玄武岩同时具亏损的Sr, Nd, Pb同位素组成, 显示有EMI型富集地幔和亏损地幔(DMM)的加入. 结合华北东部中、新生代以来的构造环境及岩石圈演化特征, 作者认为, 本区玄武岩来源于板内软流圈地幔的上涌, 同时有来自俯冲的大洋岩石圈成分的加入, 并进一步推测华北板块东部从晚中生代板缘环境到晚新生代板内环境的转折发生于古近纪, 与太平洋板块俯冲角度的变陡有关.     

大别山碰撞后镁铁-超镁铁岩的U-Pb同位素地球化学: 壳-幔相互作用及LOMU端元

对大别山祝家铺辉石岩-辉长岩的U, Pb同位素研究表明, 大别山碰撞后镁铁-超镁铁岩的低U, 高Pb含量及低U/Pb的特征, 可能是亏损软流圈地幔(DMM)或岩石圈地幔与下地壳之间相互作用的结果, 而与地幔热柱(plume)及深俯冲陆壳无关. 发现祝家铺辉石岩-辉长岩的高²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb样品具有LOMU端元的特点, Pb, Sr和Nd同位素联合示踪显示祝家铺辉石岩-辉长岩的源区有古老富集岩石圈地幔(LOMU)、下地壳物质以及亏损软流圈地幔三端元混合的特征. 形成大别山碰撞后镁铁-超镁铁岩初始岩浆的壳幔相互作用过程可能为: 碰撞后增厚的岩石圈发生拆离, 引发亏损软流圈上涌, 使得上涌的软流圈及尚未拆离的古老富集岩石圈地幔发生部分熔融. 它们析出的熔体垫托在壳幔边界层, 并与下地壳相互作用, 从而使得这种熔体具有富集岩石圈地幔和下地壳的地球化学特征.     

地幔柱、大火成岩省及大陆裂解-兼论中国东部中、新生代地幔柱问题

根据前人对地幔流体力学数值模拟、全球地震层析成像和火成岩方面的研究成果，详细叙述了地幔柱的基本特征，即:地幔柱具有巨大的球状顶冠和细窄尾管的形态，具备高温、低粘的物理性质，来自2 900 km处核/幔边界附近的D层. 大火成岩省（LIP）是地幔柱到达地表最好的表现形式. 基于地幔柱、大火成岩省的基本特征，以及地幔柱和大陆解体的时空关系，通过对中国东部中、新生代火成岩的岩石学、地球化学和时空分布特征， 以及这些火成岩产生的构造背景等方面的研究，认为中国东南地区中生代火成岩与典型的地幔柱有关的LIP的基本特征并不符合，不能把东南地区中生代火成岩作为典型的与地幔柱活动相关的大火成岩省的实例来看待；东北地区新生代火成岩不具备热点、地幔柱活动的典型特征，新生代火山活动与地幔柱活动可能没有直接关系.