长白山天池火山粗面玄武岩的喷发历史与演化

本文新提出的年代学和岩石化学结果，进一步从天池火山与区域火山活动的关系，论述了天池火山造盾、造锥历史和岩浆结晶分异转型的时间约束，早更新世早期（2Ma前）开始粗面玄武岩的造盾，早更新世晚期（约1Ma）粗面玄武岩向粗安岩、粗面岩演化，中更新世是粗面岩造锥的主阶段，到了晚更新世（约0．1Ma）粗面岩向碱流岩演化。在中-晚更新世来自地壳岩浆房的粗面岩、碱流岩造锥过程中，来自地幔的粗面玄武岩浆喷发活动始终没有间断过。由于来自地幔粗面玄武质岩浆持续向地壳岩浆房补给，所以天池火山是一座长寿命的火山。岩浆的结晶分异作用和混合作用是天池火山岩浆演化的两个最重要过程，前者形成天池火山双峰式火山岩分布特征，后者成为天池火山喷发的触发机制。天池火山在晚更新世-全新世碱流质岩浆主喷发期兼有少量玄武质粗安岩、粗安岩或粗面质岩浆的交替喷出，揭示了天池火山的地壳岩浆房熔体的分层结构特点，由于来自地幔粗面玄武质岩浆注入地壳岩浆房，导致不同层位岩浆的扰动和混合作用，触发天池火山的喷发。     

长白山火山活动历史、岩浆演化与喷发机制探讨

广义的长白山火山在我国境内包括著名的天池火山、望天鹅火山、图们江火山和龙岗火山,是我国最大的第四纪火山岩分布区。图们江火山和望天鹅火山活动都始于上新世,喷发活动分别介于上新世—中更新世（5.5~0.19 Ma）和上新世—早更新世（4.77 ~2.12 Ma）。天池火山和龙岗火山属于第四纪火山,喷发活动从早更新世（~2 Ma）持续到全新世。图们江火山岩为溢流式喷发的拉斑玄武岩,望天鹅火山、天池火山和龙岗火山母岩浆都是钾质粗面玄武岩,但经历了不同的演化过程。天池火山和望天鹅火山都经历了钾质粗面玄武岩造盾、粗面岩造锥和晚期碱性酸性岩浆（碱流岩和碱性流纹岩）的喷发;龙岗火山来自地幔的钾质粗面玄武岩浆则未经演化和混染直接喷出地表。图们江火山岩以溢流式喷发的拉斑玄武岩为主,少量玄武质粗安岩等。天池火山造盾之后,地壳岩浆房和地幔岩浆房具互动式喷发特点,来自地幔的钾质粗面玄武岩浆一方面在天池火山锥体内外形成诸多小火山渣锥,另一方面持续补给地壳岩浆房发生岩浆分离结晶作用和混合作用,分别导致双峰式火山岩分布特征和触发千年大喷发。火山岩微量元素和Sr-Nd-Pb同位素示踪揭示,长白山东（图们江火山、望天鹅火山和天池火山）、西（龙岗火山）两区显示地幔非均一性,东区岩浆源区具有软流圈地幔与富集岩石圈地幔混合特征,西区岩浆源区具有相对亏损的较原始地幔特征。西太平洋板块俯冲—东北亚大陆弧后引张是长白山火山活动的动力学机制。     

海南岛石炭纪双峰式火山岩及其板块构造背景

海南岛西部的石炭纪火山岩为一套大洋拉斑玄武岩-流纹斑岩的双峰式火山岩。玄武岩中的不相容元素和稀土元素的丰度和比值,以及稀土分配模式与大陆裂谷的拉斑玄武岩的地球化学特征一致,说明海南岛晚古生代裂谷作用的存在。玄武质岩浆来源于地幔深部,演化程度较低,受下地壳物质混染。流纹质岩浆不是玄武岩浆结晶分异产物,而是受裂谷区高热流影响,由陆壳部分熔融形成。     

长白山天池火山双岩浆房的互动式喷发

天池火山的发展经历了钾质粗面玄武岩造盾、粗面岩-碱流岩造锥和全新世碱流质岩浆的爆破喷发.钾质粗面玄武岩在天池火山锥体外围呈"裙状"分布,不整合覆盖在中生代花岗岩风化壳或砾石层之上,其时代介于2.0～1.2 Ma的早更新世.造盾结束之后,约1 Ma后钾质粗面玄武岩在地壳岩浆房经历了岩浆结晶分异作用.     

长白山天池火山的岩石矿物学特征——对结晶分异过程和岩浆混合作用的启示

本文对天池火山玄武岩盾,粗面质-碱流质层状锥体以及顶部的粗面质-碱流质碎屑岩类及熔岩的岩石矿物成分做了系统分析,发现在玄武岩类中的主要矿物组合为斜长石、富钙辉石以及富镁橄榄石,而粗面岩-碱流岩类的主要矿物组合为碱性长石、富铁的辉石及橄榄石,并开始出现石英、独居石以及大量的铁钛氧化物,符合结晶分异的演化趋势。同时在玄武岩类及粗面-碱流岩类中均存在不平衡矿物,再结合矿物环带的成分变化、矿物的熔蚀现象及不同特征的岩石条带等,认为天池火山在黑石沟玄武岩、第一、三造锥阶段粗面岩以及千年大喷发的浮岩中均存在岩浆混合作用。根据岩石学及年代学等特征,认为不同时期的玄武质岩浆来自同一地幔源区,经不同程度的结晶分异作用形成,前造锥阶段及造锥阶段的岩石由不同阶段的玄武岩演化而来,全新世的碱流岩类则由造锥阶段粗面岩类演化而来。     

新疆阿舍勒铜矿英安-玄武-安山质火山岩的地球化学特征与构造背景

新疆阿舍勒铜矿床中泥盆统阿舍勒组的英安-安山-玄武质火山岩组合属亚碱性拉斑玄武系列,为铝过饱和、低钾、富镁系列的火山岩,相对富集MgO和轻稀土元素,亏损Ti、Nb、P和Ta,具有弱铕负异常(δEu值为0.84～0.94)和Th/Ta高比值(5.53～12.58)等特点。英安-安山-玄武质火山岩微量元素含量及比值特征、大离子半径及稀土元素配分模式、微量元素构造环境判别图的投点结果,显示它们具有同源区特点,均起源于富集地幔,属于玄武岩浆经岩浆结晶分异作用的产物,它们形成的大陆动力学背景为成熟岛弧环境。     

新疆笔架山早二叠世火山岩带岩石成因:来自岩石学、地球化学及同位素年代学的制约

选取塔里木东北部的笔架山二叠纪火山岩带为研究对象,通过年代学、岩石学和地球化学等研究,论证火山岩的亲缘关系以及火山岩与侵入岩的关系,探讨岩浆演化过程与源区性质。笔架山一带二叠纪火山岩分布于笔架山镁铁质-超镁铁质岩带北侧。火山岩的岩石类型主要有玄武岩、玄武质安山岩、安山岩、英安岩和流纹岩。流纹岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(285.0±2.9)Ma,属二叠纪乌拉尔世。该火山岩多属拉斑玄武岩系列。玄武岩、玄武质安山岩、安山岩的岩石学及地球化学特征表明,它们都是由拉斑玄武质岩浆通过分离结晶作用演化而成,玄武岩岩浆在上升过程中经历了一定程度的同化混染作用。玄武岩的w(TiO2)(2.35%~3.81%)、w(TFeO)(10.59%~13.87%)、w(P2O5)(0.35%~0.50%)高,属于高钛玄武岩系列,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,Nd-Sr同位素组成具有OIB亲和性,地球化学特征显示出玄武岩的岩浆源区属尖晶石稳定域。笔架山二叠纪侵入岩和火山岩的时空关系、岩石地球化学特征和岩浆演化程度的研究表明:二者是同源岩浆分异的产物,岩浆进入现存岩浆房后,大量的堆晶相形成了镁铁-超镁铁质侵入岩,而演化的岩浆沿岩浆房顶部或旁侧的断层带溢出而形成基性-中性火山岩;酸性火山岩是由幔源岩浆的热量引起地壳重熔形成的。     

新疆甜水海地块种羊场石炭纪火山岩年代学和地球化学:岩石成因和地质意义

甜水海地块西段的种羊场地区发育一套互层状产出的玄武岩-玄武安山岩-流纹岩,本文对其进行了岩石学、同位素年代学和地球化学研究。结果表明,流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得三组年龄:343.5±4.1Ma表明火山岩的形成时代为早石炭纪,2439±26Ma和1988±36Ma说明甜水海地块存在前寒武纪结晶基底。其中玄武质岩石岩性从拉斑系列、钙碱性系列向碱性系列过渡,呈现出E-MORB(OIB)、大陆板内拉张和岛弧的混合特征,与典型弧后盆地Okinawa玄武岩有一定的差异,表明其可能是异常陆缘弧后盆地拉张裂解的产物。玄武质岩石和流纹岩的主量元素、稀土元素和微量元素比值对的差异表明它们不是同源岩浆演化的产物,玄武质岩石的源区为类似E-MORB(OIB)的岩石圈地幔,且发生了部分熔融,原始岩浆上升过程中经历了矿物分离结晶和地壳混染作用。流纹岩属于高硅高碱的钙碱性火山岩,是上地壳部分熔融的产物。种羊场早石炭纪火山岩可能代表了古特提洋西端早期扩张的记录,为西昆仑-喀喇昆仑地区晚古生代多岛洋格局提供了新的证据。     

长白山天池火山双岩浆房岩浆作用与互动式喷发

广义的长白山火山在我国境内包括天池火山、望天鹅火山、图们江火山和龙岗火山,是我国最大的第四纪火山岩分布区。长白山各个火山区的火山活动具有此起彼伏的穿时性特征,天池火山之下地壳和地幔两个岩浆房具有上下呼应、互动式喷发之特点。一方面来自地幔的钾质粗面玄武岩浆直接喷出地表,在天池火山锥体内外形成诸多小火山渣锥;另一方面钾质粗面玄武岩浆持续补给地壳岩浆房,发生岩浆分离结晶作用和混合作用,形成双峰式火山岩特征并触发千年大喷发。西太平洋板块俯冲-东北亚大陆弧后引张是长白山天池火山喷发的动力学机制。     

大兴安岭南段三叠纪基性火山岩时代与构造环境

应用火山岩锆石U-Pb LA-ICPMAS法和基质Ar-Ar法定年,表明大兴安岭南段存在三叠纪玄武质岩石,其年龄为214～250Ma。主量和微量元素地球化学反映三叠纪火山岩为亚碱性和低K拉斑玄武岩系列,部分岩石具岛弧火山岩地球化学性质,但主要呈造山后伸展环境下的岩浆活动特征。Sr-Nd-Pb同位素组成说明三叠纪基性火山岩岩浆源区主要为岩石圈地幔,但局部地区有软流圈物质加入;岩浆演化过程受部分熔融和分离结晶作用控制,并有少量地壳物质的混染。综合研究表明三叠纪大兴安岭南段处于中亚造山带后造山伸展阶段,基性岩浆形成于软流圈上涌诱发岩石圈地幔的部分熔融,拉斑玄武岩和辉绿玢岩脉即为伸张条件下基性岩浆活动的产物。结合区域构造演化,本文推测西拉木伦河-长春-延吉缝合带可能具有西段造山和造山后伸张作用稍早于东段的特征。     

长白山天池老虎洞期火山活动地质特征及成因意义

长白山天池火山老虎洞期火山活动发生在更新世晚期白头山组碱性粗面岩喷发之后,火山活动的产物主要为玄武岩质火山碎屑岩和少量玄武岩质或粗面岩质熔岩;老虎洞组火山岩的稀土元素地球化学特征介于早期玄武岩和气象站组碱流岩两者之间,将二者有机地联系在一起,使整个天池火山岩的演化趋势更加清晰。老虎洞组火山岩的存在充分证明了天池火山的粗面岩类与该区早期的大量玄武岩具有成因联系。长白山天池火山活动的成因并非简单地用西太平洋板块的俯冲作用所能解释的。     

峨眉山大火成岩省晚期酸性火山岩的岩石地球化学特征

峨眉山大火成岩省出露有少量酸性火山岩,它们与基性火山岩共生,表现出双峰式的特征,为研究峨眉山地幔柱晚期岩浆活动提供了重要的窗口。本文通过对双峰式火山岩主、微量元素和斑晶电子探针分析研究表明,基性火山岩属于碱性玄武岩,酸性火山岩主要由粗面岩组成;相对玄武岩,粗面岩中MgO、Fe2O3、P2O5、TiO2、CaO含量明显降低;粗面岩与玄武岩具有相互平行的REE配分模式,但粗面岩出现明显的Eu负异常,以及Sr、Ti等元素的强烈亏损;粗面岩与玄武岩具有同源的特征,通过稀土元素模拟计算表明粗面岩可以由玄武质岩浆经过80%分离结晶作用(辉石、斜长石和Fe-Ti氧化物)而形成。在峨眉山大火成岩省晚期出现双峰式火山岩,可能与地幔柱活动晚期岩浆供给少,在地壳岩浆房中停留时间长,岩浆发生强烈分离结晶作用有关。     

冈底斯东段古新世朱拉岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学特征

朱拉岩体位于冈底斯带东部,主要由黑云母二长花岗岩组成,其中发育闪长质包体,二者呈渐变过渡关系。3件寄主岩石LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄加权平均值分别为64.6Ma±0.8Ma、64.3Ma±0.8Ma和63.9Ma±0.5Ma,含776Ma的继承岩浆锆石。1件闪长质包体样品年龄加权平均值为66.1Ma±0.3Ma。闪长质包体低Si,中Mg（Mg﹟平均41.1）,属铝质高钾钙碱性系列,Nb/Ta值为22,Sr/Y值为3.69,稀土元素分馏较低,LREE/HREE平均值为1.92,Eu强烈亏损,富集大离子亲石元素（Rb、K、U、Th）,亏损高场强元素（Nb、Ta、Sr、Ti）,暗示岩浆成分主要为幔源。寄主岩石富Si、K,贫P,属铝质—偏铝质钙碱性—高钾钙碱性系列,Nb/Ta值15.9,富集大离子亲石元素（Rb、K、Th）,亏损高场强元素（Nb、Ta、Ba、P、Ti）,具有活动陆缘钙碱性岩系的微量元素分布特征。寄主岩石与闪长质包体具有密切的成生联系,闪长岩形成于富集俯冲带组分的地幔熔体,在上升过程中混染了一定量的壳源物质结晶分异产物,寄主岩石则为底侵作用产生的大量壳源熔体与少量幔源熔体混合并发生一定程度分离结晶后的产物。结合前人的研究成果,认为古新世朱拉岩体与雅鲁藏布江大洋的向北消减有关。     

吉林东部敦(化)—密(山)断裂带内碱性粗面岩同位素年代学、岩石化学及地质意义

吉林敦化—密山断裂带北段琵河口—黄泥河镇之间新发现有多处的霓辉粗面岩,岩石以普遍富含碱性矿物霓辉石为特点,均呈整合接触覆盖于船底山期碱性玄武岩之上,具高位喷发、低位充填特点,全岩K--Ar年龄测定结果 (25. 64±0. 53 Ma、27. 36±0. 45 Ma、28. 45±0. 56 Ma、28. 55±0. 43Ma、28. 63±0. 45 Ma、28. 65±0. 61 Ma)属渐新世。地球化学数据显示,霓辉粗面岩SiO_2质量分数均值为59. 05%,富碱、高钾,亏损大离子亲石元素(Sr、Ba、V、Cr),富集高场强元素(Nb、Ta、Hf、Zr)和轻稀土元素(LREE),∑REE含量很高,具有右倾型稀土分配型式,显示明显Eu负异常。研究表明,霓辉粗面岩是由碱性玄武质岩浆经强烈分离结晶作用形成的,揭示该区渐新世处于一种强烈的拉张环境,幔源岩浆经历了由碱性玄武岩-碱性粗面岩的演化过程。     

大兴安岭南段晚中生代双峰式火山作用

大兴安岭南段晚中生代克头鄂博组山岩表现出双峰式特征，主要由玄武质安山岩、英安岩和流纹岩组成。基性火山岩属于代钾拉斑系列，轻微富集LREE，Eu异常不明显（Eu/Eu=0.99-1.04)和HREE无明显分馏的特征（Dy/YbcN=1.030-1.089);富集大离子亲石元素（LILE）而亏损高场强元素（HFSE），尤其是强烈亏损Nb,Ta。英安岩和流纹岩为钙碱性系列，在REE配分模式上为LREE富集型，其中英安岩为Eu弱负异常（Eu/Eu=0.81-1.01)，流纹岩的Eu负异常明显（Eu^*/Eu=0.65-0.76)；在微量元素蛛网图上，英安岩类似于基性火山岩，流纹岩除了具LILE富集和HFSE亏损特征外，还显示出Sr,P,Ti等元素的强烈亏损，可能与岩浆演化过程中斜长石、磷灰石的分离结晶作用相关。晚中生代双峰式火山岩分离结晶的结果。流纹岩表现出较高的La/Sm比值和很高的K／P、K／Ti比值，其成因可能与地壳混染作用或与大陆中、下地壳重熔作用有关。结合区域晚中生代盆岭构造格局特征、大兴安岭南段晚中生代双峰式火山岩形成于造山后阶段，是岩石圈快速伸展体制下导致受早期流体交代的岩石圈地幔发生减压部分熔融作用的产物。     

岩浆熔体中的挥发性组分及其岩石学意义

文章论述了挥发性组分在岩浆熔体中的溶解行为及其在岩浆熔体中溶解的限制条件，在此基础上讨论了挥发性组分对岩浆演化及岩石学成因方面的意义：溶解在岩浆中的水可明显地改变矿物从岩浆中结晶出的顺序，改变岩浆熔体的演化轨迹。含水玄武岩浆在其早期结晶出铁的氧化物并与Ｓｉ和富碱质组分分异从而使其成为Ｆｅ亏损的钙－碱性系列的岩浆，而无水玄武岩浆演化的早期不能结晶出磁铁矿，因而演化成富Ｆｅ且具中等Ｓｉ含量的拉斑玄武岩系列。溶解于岩浆中Ｈ２Ｏ的离解将产生高ｆＯ２环境，从而导致Ｆｅ的氧化物在岩浆演化早期沉淀。     

广西平南玄武岩的地球化学特征

平南碱性玄武岩产于 NE向的区域性断裂中 ,岩石类型有两类 ,一为碧玄岩 ,全岩 K- Ar年龄为 50 .8Ma,含各类包体 ,有以下特征 :1)含地幔岩包体 ,2 ) [Mg]=0 .78,3)在 Fe O/mol- Mgo/mol图解上液相线橄榄石的成分位于 Fo90～ Fo94之间 ,与橄榄岩包体中的橄榄石成分完全一致。4 ) Ni=0 .0 4 ( % ) <0 .0 5( % ) ,5)其熔浆密度为 2 .62 g/cm3,粘度为 2 .52 Pa· s,携带 4 cm直径包体上升的速度为 37.7cm/s,上升的速度较快 ,具原生碧玄岩浆的特点 ,岩浆液相线的温度为12 86℃ ,起源压力为 1.8GPa,玄武岩富集轻稀土可能与地幔性质有关。一为粗面玄武岩 ,不含包体 ,全岩 K- Ar年龄为 4 9.9Ma,岩浆液相线的温度为 1162℃ ,是进化岩浆。玄武岩的 Nd、Sr同位素显示为亏损地幔源区。它们都是大陆拉张环境下的产物 ,与中国东部新生代玄武岩的形成背景一致。     

湘东南汝城盆地火山岩的元素地球化学及源区性质讨论

湘东南汝城盆地火山岩系由辉绿岩、玄武岩和玄武质火山碎屑岩组成 ,属于低钾拉斑玄武岩系。玄武岩全岩K Ar年龄为 ( 12 8 4± 4 2 )Ma ,辉绿岩全岩K Ar年龄为 ( 112 1±3 2 )Ma。元素地球化学分析表明火山岩系具有同一岩浆源区 ,其形成以部分熔融方式为主。岩石微量元素出现大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U的富集和高场强元素Ta、Nb、Ti的亏损。强不相容元素含量的比值表明岩浆源区明显偏离原始地幔组分 ,具有富集型地幔的特征。岩浆源区主要受到地壳物质混染以及来自消减残留板片析出流体的交代改造作用。     

沂水青龙峪超镁铁质岩石和基性麻粒岩的锆石SHRIMP U-Pb定年

本文主要对沂水青龙峪出露的超镁铁质岩石和基性麻粒岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年研究。超镁铁质岩石以捕掳体形式存在于沂水杂岩中,不发育鬣刺结构,氧化物组成具有超镁铁质科马提岩的高MgO、富CaO、低SiO2、TiO2、K2O和Na2O含量特征;矿物组合以单斜辉石+橄榄石±斜方辉石+铬铁矿为主;变质矿物以角闪石+蛇纹石化为特征;该岩石以稀土元素总含量(∑REE)低、LREE/HREE=3.35～4.40及Ce和Eu负异常为特征。微量元素组成以Ba、Nb、Zr负异常和Nd、Sm正异常为特征。根据锆石SHRIMP U-Pb定年法对该超镁铁质岩石中捕获的早期岩浆结晶锆石和新生的变质锆石进行的研究,年龄值分别为2657～2702Ma和2551～2585Ma,表明该超镁铁质岩石形成年龄为2585～2657Ma。基性麻粒岩的氧化物组成特征表明其属高Mg的洋岛拉斑玄武岩,麻粒岩相——高角闪岩相变质作用与新太古代的深熔和岩浆侵入作用有关,矿物组合以紫苏辉石+单斜辉石±角闪石+斜长石±石榴子石为特征;晚期蚀变作用与辉长岩墙、辉绿岩脉及石英闪长岩买的侵入有关,矿物组合以滑石化+绢云母化+绿泥石化为特征;稀土元素组成以轻重稀土元素无分异和无Eu异常为特征;微量元素组成以Nb、Zr、P、Ti负异常和Sr、K正异常为特征;锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明麻粒岩相——角闪岩相变质作用年龄为2498.4±7.6Ma,导致麻粒岩相——角闪岩相变质的深熔和岩浆结晶年龄为2551±24Ma,晚期蚀变作用的年龄分别为2231～2235Ma和1850±19Ma。