浙江拔茅破火山岩浆作用：开放体系多机制复合演化

拔茅火山杂岩的成分变化范围广泛，包括玄武质，玄武粗安质，粗面安山质，粗面英安质，流纹英安质到流纹质和高硅流纹质岩石都有，它们不是由单一母岩浆演化而来，也不是由单一岩浆房喷发形成的，而是来自多种类型的岩浆房，并经历过复杂的演化过程，为开放体系多机制复合演化，其中早期双峰式基性端元是由上地幔部分熔融形成的，而酸性端无则是地壳物质边熔融边喷发（分离熔融）的结果，作为火山杂岩主体的粗面英安质岩石，其岩浆是在高位主岩浆房内由玄武质岩浆与流纹英安质岩浆混合形成的，发生混合的流纹英安质与玄武质岩浆的比例为57：43，而粗面安山质岩浆则是溶部岩浆房内由玄武质岩浆分离结晶形成的，晚期侵出－侵入的流纹英安质岩穹和高硅流纹斑岩株则分别代表高位次级岩浆房的成分及其硅质帽。     

弧地壳深部岩浆结晶分异过程:来自中祁连西段哈马尔达坂杂岩体的年代学、地球化学和热力学模拟研究SCIEI北大核心CSCD

俯冲带弧岩浆分异是大陆地壳形成的主要过程,对研究大陆地壳的演化与生长机制具有重要意义。本文通过对中祁连弧地体西段盐池湾地区的哈马尔达坂杂岩体进行野外地质、地球化学、年代学和热力学模拟研究,来讨论弧岩浆分异过程。哈马尔达坂杂岩体主要存在两类岩石类型:镁铁质-超镁铁质堆晶岩(包括辉石角闪石岩、角闪辉长岩和角闪石岩)和闪长岩类(包括闪长岩、石英闪长岩)。锆石U-Pb定年结果显示辉石角闪石岩的形成时代为473±1Ma,与相邻高钾岛弧玄武岩的形成时代一致。哈马尔达坂杂岩体与高钾岛弧玄武岩具有相似的全岩Sr-Nd-Hf同位素组成,(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)比值在0.7035~0.7053之间,ε_(Nd)(t)=+3.9~+5.1,ε_(Hf)(t)=+10.8~+13.1,表明它们来自同一岩浆源区。结合野外地质关系与岩石地球化学特征,推测该侵入杂岩体的原始熔体为相邻的高钾玄武质弧岩浆。岩石学和地球化学特征表明:闪长岩类是来源于受沉积物熔体交代的俯冲带地幔楔部分熔融形成的原始玄武质岩浆在中下地壳发生(以角闪石为主)结晶分异的产物;镁铁质-超镁铁质岩石具有堆晶结构,地球化学特征呈现富铁贫硅的特征,具有较高的MgO含量(6.19%~14.29%,Mg^(#)=52.3~74.6),代表原始玄武质岩浆分离结晶形成的堆晶体。热力学模拟计算与实验岩石学资料对比,进一步说明该杂岩体中的闪长岩是玄武质岩浆在中压(约0.7GPa)和氧逸度为NNO+1的条件下、发生50%~67%分离结晶的产物。闪长岩类与镁铁质-超镁铁质堆晶岩具有相似的矿物结晶顺序与全岩同位素组成,指示它们具有发生分离结晶作用的互补成分特征,分别代表了玄武质岩浆分离结晶后的衍生熔体和堆晶岩。因此,本文研究表明角闪石分异是弧岩浆分异的主要机制,它导致富SiO_(2)熔体的形成,推动岩浆成分向富硅的方向演变,从而产生新生的安山质地壳。     

北京西山沿河城东岭台组火山岩成因及其地质意义

北京西山沿河城东岭台组火山岩由底部(第1岩性段)玄武粗安岩、下部(第2岩性段)酸性火山碎屑岩和上部(第3、4岩性段)粗面岩、流纹岩组成。根据地球化学特征,东岭台组下部第1岩性段玄武粗安岩属于碱性系列,具有Coombs成分变异趋势,上部的中、酸性岩属于高钾钙碱性;东岭台组火山岩整体具有从碱质富集的基性岩向硅饱和的中酸性岩变化的跨越式成分变异趋势。东岭台组中—基性岩是富集Ba、Sr、LREE和K的幔源原始玄武质岩浆在中等压力条件下分离结晶的产物,岩石在成岩过程中受到了下地壳物质的混染。东岭台组上部第3、4岩性段的粗面岩或英安岩依据地球化学特征分为3大类——富铝钾质粗面岩、富铝钠质粗面岩或英安岩与贫铝粗面岩或英安岩。富铝钾质粗面岩是玄武质岩浆与中地壳岩石发生熔融反应的产物;富铝钠质粗面岩或英安岩是内侵的基性岩含水熔融的产物;贫铝粗面岩或英安岩有可能由中—基性岩分异而来,成岩过程中受到围岩混染。东岭台组下部第2岩性段的酸性火山岩形成于下地壳低钾岩石在高氧逸度条件下的低程度部分熔融。东岭台组上部第3、4岩性段的酸性火山岩中的低硅端元是基性岩浆与中地壳岩石发生熔融反应的产物;高硅端元由低硅酸性火山岩分离结晶演化而来。燕山早白垩世早、中期大规模高钾钙碱性岩浆活动很可能是幔源岩浆与陆壳发生熔融反应的产物。东岭台组火山岩是早白垩世中期地壳被内侵玄武质岩浆加热,进而导致地温梯度增高的直观表征;地壳深部温度升高和部分熔融直接促使地壳发生侧向韧性流动,致使早白垩世时期的燕山地区由山地演变为高原。     

新疆克拉玛依百口泉蛇绿混杂岩中辉长岩岩石学和地球化学研究

克拉玛依蛇绿混杂岩带百口泉剖面由尖晶石蛇纹岩、辉长岩、玄武岩和硅质岩组成。岩相学研究表明,百口泉辉长岩分为堆晶岩(具堆晶结构)和辉长岩(具辉长结构)两类,且均经历了低-中级变质改造。微量元素地球化学显示其岩浆起源于亏损地幔,强烈的Sr异常和Eu异常表明强烈的斜长石堆晶过程。根据其稀土配分模式推测其源区为尖晶石相的地幔橄榄岩。结合野外地质关系和地球化学特征,白碱滩尖晶石二辉橄榄岩能够代表其源区成分,利用微量元素模拟其岩浆演化过程显示:尖晶石二辉橄榄岩发生2.5%部分熔融所形成的熔体,通过10%～20%分离结晶可以形成堆晶辉长岩,经过80%～90%分离结晶则可以形成具辉长结构的辉长岩。因此,蛇绿混杂岩中零星分布的堆晶岩和辉长岩团块是同源岩浆演化的产物。对分离结晶过程中Nb元素地球化学行为的研究表明,岩浆的结晶分异能够导致辉长岩明显亏损Nb。     

安徽庐枞盆地枞阳地区玄武质火山岩地球化学特征及其地质意义

庐枞盆地是长江中下游成矿带重要的矿集区之一,枞阳地区玄武质火山岩位于庐枞盆地中部。通过对枞阳地区玄武质火山岩进行岩石地球化学特征研究,探讨其源区性质及玄武质岩浆的演化过程。该区玄武质火山岩贫硅、富碱、低钛、低Mg^#值,属于钾玄质系列岩石; 稀土元素总量较高,具有LREE富集的右倾型稀土元素配分模式,有较弱的负Eu异常; 岩石富集Rb、K、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,Nb、Ta负异常。在岩石圈拉张作用下,枞阳地区富集岩石圈地幔发生部分熔融,形成的玄武质原始岩浆经历了地壳混染和分离结晶作用,沿区域深大断裂上侵,快速上升至地表,形成玄武质火山岩。     

埃达克岩成因研究进展概述

埃达克岩提出之初是指那些源于俯冲带环境下,玄武质洋壳部分熔融形成的火山岩或者侵入岩.随后的研究发现,埃达克岩不仅仅只形成于岛弧环境,而具有多种成因模型：俯冲洋壳熔融、增厚下地壳熔融、拆沉下地壳熔融、玄武质岩浆的地壳混染和低压分离结晶（AFC）、高压分离结晶、岩浆混合作用以及地幔橄榄岩的直接熔融都可以形成与埃达克岩地球化学特征相同的岩石.这些研究成果丰富了我们对岛弧及下地壳岩浆活动的认识.     

吉林抚松新屯子地区新生代玄武岩地球化学特征及构造背景分析

新屯子地区新生代玄武岩是中新世裂隙式火山活动产生的大陆溢流玄武岩,属于拉斑玄武岩系列,源区是软流圈上地幔。玄武岩是部分熔融和分离结晶过程联合作用的结果先由地幔橄榄岩部分熔融产生玄武质岩浆。但岩浆在上升到大陆地壳内一定深度的岩浆房时,发生部分橄榄石的分离结晶,作用在部分熔融作用之后发生橄榄石分离结晶作用,可能是大陆溢流玄武岩的一种普遍现象。     

大洋下地壳堆晶岩组成及其对蛇绿岩研究的启示

大洋下地壳是大洋岩石圈和蛇绿岩的重要组成部分,在洋中脊及俯冲带演化以及蛇绿岩成因研究中具有重要的意义。本文总结了不同构造环境形成的大洋下地壳堆晶岩的岩石组合、地球化学组成,以建立起适用于蛇绿岩中堆晶岩的构造环境判别标志。洋中脊和俯冲相关环境堆晶岩在Pearce图解上均区别于对应的熔岩成分,表明蛇绿岩中的堆晶岩无法应用Pearce图解进行构造环境判别。不同构造环境产出的堆晶岩在岩石组合、结晶顺序和地球化学上存在明显差异：(1)绝大多数洋中脊堆晶岩和弧后盆地堆晶岩较为类似,反映其来源于洋中脊玄武岩型母岩浆低压、贫水体系的分离结晶;(2)中大西洋脊DSDP 334的洋中脊堆晶岩较为类似弧前堆晶岩,是海水蚀变难熔橄榄岩重熔或混染的产物;(3)弧前堆晶岩的岩石学、地球化学特征与亏损的富水、富硅的玻安质熔体的低压分离结晶过程相吻合;(4)洋岛堆晶岩的特征与相对贫水、成分富集的洋岛玄武岩高压分离结晶的特征相吻合。最后,本文总结了应用堆晶岩进行蛇绿岩构造环境判别的一系列岩石学、地球化学指标,并结合日喀则蛇绿岩中的堆晶岩体和辉长岩脉的实例论述堆晶岩在蛇绿岩研究中的应用。     

云南白马寨铜镍硫化物矿床形成过程的定量模拟

岩浆的分离结晶作用和地壳同化混染作用是造成硫饱和的重要因素。本文以金平-Song Da地区二叠纪低钛苦橄岩为原生岩浆,使用MELTS程序模拟了岩浆在分离结晶和围岩同化混染作用的控制下达到硫饱和,发生硫化物熔体的熔离。模拟结果表明,低钛苦橄质岩浆从源区上升到浅部岩浆房的过程中发生了约10%的橄榄石的分离结晶,形成高镁的玄武质岩浆。高镁玄武质岩浆在浅部岩浆房内同化混染>18%的围岩,并经历约27%硅酸盐矿物的分离结晶后达到硫饱和。熔离的硫化物熔体在岩浆通道内聚集形成了白马寨铜镍硫化物矿。经历硫化物熔体熔离后的残余岩浆喷出地表形成了金平地区亏损Ni和Cu并具有强烈地壳混染特征的低钛玄武岩。     

安徽月山矿田硅、氦、氖同位素地球化学研究

对安徽月山矿田硅、氦、氖同位素组成研究表明 ,月山岩体是玄武质岩浆结晶分异和同化混染的产物 ,矿床的硅来自岩浆熔 流分离作用形成的岩浆热液 ,成矿流体中的氦来自地壳和地幔两个端员。成矿过程中发生了富含放射性成因氦的演化大气降水与岩浆热液的混合。     

安徽铜陵地区幔源镁铁质团块研究及其地质意义

幔源岩石包体研究,是认识上地幔岩石圈物质组成、幔源岩浆演化及壳幔动力学过程的重要手段。铜陵地区小铜官山石英二长闪长岩中发育有微粒闪长质包体,并且这些微粒闪长质包体中不均匀地分布着镁铁质团块,三者的形成过程可视为铜陵地区岩浆演化的缩影,为了解本区深部岩浆作用过程提供了有力的证据。在前人研究的基础上,笔者借助电子探针、扫描电镜、电镜能谱和二次飞行时间离子探针(Tof-SIMS)对产于铜陵地区微粒闪长质包体中的镁铁质团块进行了详细的研究,首次获得了一套精确的矿物化学资料和元素分布图,总结了镁铁质团块的特征,并讨论了本区的深部岩浆作用过程。矿物学研究表明,镁铁质团块中的角闪石和辉石均已发生了不同程度的透闪石化和阳起石化蚀变,蚀变过程中,从镁钙闪石到镁角闪石,再到透闪石,随着Si的增加,角闪石呈现出Mg的富集和Ti、Al贫化的特点。团块中的富Cr磁铁矿、Ti磁铁矿和少量的铝直闪石指示了其具有深源性。Tof-SIMS元素分布图显示,透闪石主要由Al、Si、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Cu和Sr元素组成,透辉石主要由Si、Mg、Ca、Cu和Rb组成。在铜陵地区,上地幔部分熔融形成一套玄武岩浆,受岩浆底侵作用影响,玄武岩浆上侵,进入下地壳深位岩浆房,与下地壳硅镁层发生同化混染作用,形成一套轻度演化的中基性(辉长质)玄武岩浆,镁铁质团块就是这类中基性玄武岩浆直接结晶形成的。后受构造作用影响,这类中基性玄武岩浆上侵到中地壳岩浆房(12~16 km),与中地壳的变质岩系发生同化混染和结晶分异作用形成一套中性闪长质岩浆,微粒闪长质包体就是这套闪长质岩浆发生结晶分异作用而形成的。镁铁质团块和微粒闪长质包体清楚地解释了铜陵地区深部岩浆作用过程,并有力地证明了铜陵地区中地壳的闪长质岩浆来源于下地壳的壳幔混源岩浆。     

Fractional crystallization and magma mixing in the Tigalak layered intrusion,the Nain anorthosite complex,Labrador

The Tigalak intrusion is a dominantly dioritic layered body, about 80 km² in area, which ranges in composition from norite to granodiorite. Local areas of the layered rocks display upward fractionation from norite to ferrodiorite. Periodic reversals of mineral composition trends record the emplacement of less fractionated dioritic magma. Heterogeneous mixtures of dioritic and granodioritic rocks occur widely in mappable lenses and layers that alternate up section and along the strike with more uniformly layered rocks. In these mixtures, chilled dioritic pillows occur abundantly in a hybrid cumulate matrix of granodiorite to diorite composition. Cross-cutting granodioritic dikes grade upward into stratigraphically-bound lensoid masses of the hybrid cumulates. It appears that the hybrid rocks formed as a result of the emplacement of the granodioritic magma through lower cumulates into the dioritic magma chamber and that the dioritic pillows represent chilled bodies of Ferich dioritic magma that commingled with cooler granodioritic magma and settled to the floor of the Tigalak magma chamber. The restricted distribution of these mixtures of hybrid cumulates and chilled pillows indicates that mixing between granodioritic and dioritic liquids was limited in time and lateral extent. Periodic injections of granodioritic liquids may have collected as a separate layer below the roof of the magma chamber and above dioritic magma.     

花岗质岩浆起源和多次岩浆混合的标志：包体：—以北京周口店岩体为例

北京周口店岩株,主要由两次侵入的石英二长闪长岩和花岗闪长岩组成,其中包体广泛分布。在岩体南缘的关坻变质岩中,零星出露了一种块状的闪长质岩石。关坻闪长岩与主岩体同期侵入的岩浆结晶产物,角闪石质包体的形成是二长辉长岩浆结晶—再平衡的结果,富云包体系花岗闪长岩浆源区的耐熔残余。通过二长辉长岩与花岗闪长岩两种岩浆简单混合可形成细粒石英二长质包体,由二长辉长岩、关坻闪长岩和花岗闪长岩3种岩浆混合形成了微粒闪长质包体。主岩体的成分变异,也与岩浆混合有关。     

新疆克拉玛依岩体的岩浆混合作用成因：岩石地球化学证据

新疆西准噶尔地区克拉玛依花岗质岩体中发育大量闪长质微粒包体,并形成有岩浆混合成因的岩浆混合岩——石英闪长岩。包体成分主要为闪长质,显微镜下具有岩浆岩结构,岩浆混合特征十分明显,如:针状磷灰石,角闪石包裹辉石残晶,长石斑晶的溶蚀环带等特征。岩体中寄主岩石、岩浆混合岩、闪长质微粒包体、闪长玢岩脉分别代表岩浆混合演化过程中两端元岩浆按不同比例混合的产物。在岩石地球化学方面,包体与寄主岩石的主要氧化物之间具有良好的线性关系,寄主岩石和包体的稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图形态相似;各种地球化学元素参数特征显示,寄主岩石与包体在岩石形成过程中发生过成分交换及均一化。特征元素比值及同位素等特征表明,闪长质包体的端元岩浆可能为幔源基性岩浆,寄主岩石的端元岩浆可能是以壳源为主的酸性岩浆。岩石地球化学特征进一步佐证了该区岩浆混合作用的存在,同时也暗示岩浆混合作用可能是新疆北部后碰撞过程中重要的岩浆活动形式。     

中祁连西段石板墩堆晶岩的地球化学特征及构造意义

石板墩堆晶岩位于中祁连地块西段党河断裂带北侧,主要由橄榄岩、蛇纹石化橄辉岩和辉长岩组成,具有多旋回、多韵律层的产出特征。辉长岩LA ICP MS锆石U Pb年龄为(4865 ± 33) Ma。岩石地球化学结果显示,蛇纹石化橄辉岩和辉长岩配分型式十分相似,具有富集大离子亲石元素、亏损高场强元素、LREE相对富集、HREE平坦型分布以及正Eu异常(Eu/Eu*=097~304)的特点。研究结果表明,蛇纹石化橄辉岩、辉长岩为同源岩浆作用的产物,源区为被俯冲流体交代过的软流圈地幔,形成于火山弧环境,是在岩浆作用过程中不断发生堆晶作用,并在堆晶之后再次泵入混合大量新的玄武岩浆反复进行所形成。结合区域大地构造背景,认为中祁连西段是早古生代早期在残留的微陆块基础上形成的一个火山弧增生杂岩地体。     

四川米易县安宁村含矿层状侵入体的岩石学特征及成因探讨

安宁村含钒钛磁铁矿层侵入体侵位于下元古界变质岩中,厚约500m,岩体层状构造发育,分异程度较高,可分为四个岩相带和若干次级的韵律层。其初始岩浆为富铁钛,贫硅的弱碱性玄武岩浆,源于上地幔。岩浆中的律性成核与重力分异作用的结果,形成层状岩系。成岩温度1250－900℃,氧逸度foz=10^-6.38,平均成岩压力9．55kbar。较高的成岩压力控制了岩浆演化的主要途径和主要矿物组合;而偏高的氧逸度则是较早期大量Ti-Fe氧化物堆积形成岩浆结晶分异型富矿层的主要因素。     

东准噶尔卡拉麦里黄羊山花岗岩岩石成因探讨

黄羊山花岗岩体是卡拉麦里造山带典型的后碰撞花岗岩体, 发育大量闪长质微细粒包体。黄羊山花岗岩具有高硅(72.21%~77.36%)、低铝(9.00%~12.93%)、贫钙镁(CaO: 0.20%~1.21%; MgO: 0.03%~0.44%)、富碱(Na2O+K2O: 7.43%~9.02%)以及高分异(SI=0.28~3.47, DI=76.45~95.99)的特征。强烈富集LILE和HFSE (Zr+ Nb+Ce+Y=260.01 μg/g~797.83 μg/g), Ga含量高(10000×Ga/Al=3.95~5.69), 属于A型花岗岩类。岩石学和岩相学(包体细粒淬冷边, 反向脉, 复合包体以及寄主岩石和包体中斜长石斑晶在形态、成分、光性上的一致性等)、岩石地球化学(Y/Nb=2.77~6.82, La/Nb=0.91~4.33, Ba/Nb=0.13~37.86等)、Sr和Nd同位素(ISr多数在0.7031~0.7041, εNd(t)在5.2~7.1之间)以及LA-ICP-MS锆石U-Pb测年(寄主岩石为311±12 Ma, 包体为300±6 Ma)综合研究显示, 黄羊山花岗岩是壳-幔源岩浆混合成因。从晚石炭世到二叠世, 东准噶尔地区进入后碰撞构造演化阶段, 在后碰撞构造阶段, 早期的俯冲板片断离, 软流圈减压熔融, 玄武质岩浆底侵至下地壳底部, 底侵基性岩浆带来的巨大热量, 导致地壳物质熔融, 形成大规模的花岗质岩浆, 两种岩浆发生了不同程度的混合, 其中闪长质微细粒包体就是基性的幔源岩浆和酸性的壳源岩浆不同程度混合的产物。     

Igneous Petrogenesis of the Yakuno Ophiolite (Japan) in the context of the diversity of ophiolites

An ophiolite complex includes three major members: basaltic volcanics, mafic-ultramafic cumulates, and residual peridotite. From the aspect of igneous petrology, three distinct types are recognized among the associations of the three members: (Liguria type) alkalic basalt, plagioclase-type cumulates, and lherzolite; (Yakuno type) high-alumina tholeiite, clinopyroxene-type cumulates, and clinopyroxene-bearing harzburgite; (Papua type) low-alumina tholeiite, orthopyroxene-type cumulates, and clinopyroxene-free harzburgite. In the light of recent experimental studies, the three types represent cogenetic, complementary products of low (<15%), moderate, and high (>30%) degrees of partial melting in the lherzolitic source mantle, respectively. The cumulates of the Yakuno ophiolite show structural and chemical continuity to the underlying residual peridotite, and were recrystallized at high pressures (5–10 kb). They originated in a deep, soft-floored magma chamber directly overlying the partially melted residual harzburgite, from which the magma was extracted. The three members of the Yakuno ophiolite were cogenetically formed through a magmatic event induced by a moderate degree of partial melting in the mantle.     

黑龙江省张广才岭南部早侏罗世花岗岩暗色微粒包体成因研究

黑龙江省张广才岭南部早侏罗世花岗岩具有明显的岩浆混合特征。岩体中暗色微粒包体发育,主要为细粒闪长质岩浆包体,包体形态多样,与寄主岩呈截然、过渡关系。包体的矿物组合明显不平衡,如矿物具有定向排列的特点,斜长石发育自形环带并存在新、老两个世代,发育针状磷灰石。由电子探针对斜长石、角闪石和黑云母等矿物分析结果可知,寄主花岗岩和包体中各主要矿物含量基本一致。岩石地球化学特征研究显示,包体与寄主花岗岩关系密切,两者在稀土元素和微量元素方面也表现为明显的地球化学亲缘关系。这表明张广才岭南部早侏罗世花岗质岩石具有壳幔混合成因特征,暗色微粒包体是由较基性的地幔岩浆进入寄主岩浆中淬火结晶而成,花岗质岩浆的源区主要为新生的地壳物质。     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987112001053

Massif anorthosites form when basaltic magma differentiates in crustal magma chambers to form low-density plagioclase and a residual liquid whose density was greater than that of enclosing crustal rocks. The plagioclase and minor pyroxene crystallized in-situ on the floor of the magma chamber to produce the anorthosite complex, and the residual liquid migrated downwards, eventually to solidify as dense Fe-rich cumulates some of which were removed to the mantle. These movements were facilitated by high temperatures in Proterozoic continental crust, thus explaining the restriction of large anorthosite massifs to this period in Earth history.