滇西腾冲新生代火山岩岩石地球化学特征

腾冲新生代火山岩位于印度板块和欧亚板块碰撞带附近,但是喷发时大洋已经闭合,属于大陆板内火山岩。对其进行地球化学研究,可以用来划分构造属性和推测岩浆来源。采用XRF和ICP-MS对典型岩石样品进行了较系统的岩石地球化学研究,结果表明,岩石类型有玄武质粗面安山岩、粗面安山岩和玄武安山岩,属高钾钙碱性系列;岩石化学显示高K2O、CaO和低TiO2,Mg#较高,平均约为46;稀土元素分布呈右倾,显示明显的Eu负异常;相对于原始地幔富集大离子亲石元素和高场强元素,并具有明显的Th正异常;地球化学组成总体上与岛弧岩浆岩相似,推测其成因与印度板块向欧亚板块俯冲引发的岩浆活动有关。特征元素比值显示岩浆可能来源于与俯冲作用相关的EMⅠ型地幔。     

南极欺骗岛粗安岩的岩石学和地球化学特征

本文报道了我国第三次南极考察采集的粗安岩的岩石学和地球化学特征,利用仪器中子活化、电子探针等方法分析了欺骗岛粗安岩的元素含量。南极欺骗岛粗安岩呈斑状结构,斑晶为中性斜长石和透辉石,基质为斜长石、透长石和玻璃质组成;化学成分特征属富钾粗安岩,稀土元素含量较高,轻重稀土分馏不显著,(La/Yb)_N≈1.3,负销异常明显;相容元素亏损,不相容元素相对富集。     

西沙群岛浮岩的岩石地球化学特征及成因

对采自西沙群岛东岛的2件浮岩样品进行了岩石学和地球化学初步研究,结果表明,研究区样品全岩化学组成落入粗面岩区域,稀土配分曲线明显呈右倾,具Eu负异常,富集不相容元素,微量元素标准化曲线特征与中下地壳相似。斜长石及辉石斑晶矿物具有中心熔蚀结构,橄榄石呈熔蚀状。认为研究区浮岩是由西沙地块中地壳减压熔融产生粗面质岩浆后经历短暂的岩浆房冷凝时期,由于板块继续拉张形成东岛西侧的狭窄海槽,而引起岩浆通道突发性张裂,导致压力的突然释放,岩浆沿拉张裂谷急速上升,在浅水中猛烈喷出而形成。     

闽北大嵛山岛火山岩岩石地球化学及成因研究

闽北近岸岛屿(大嵛山岛、浮鹰岛及东台山岛)晚中生代火山岩以凝灰岩、流纹岩类为主,偶见中基性安山岩类。大嵛山岛西北部火山岩定年结果为(100.2±1.7) Ma,可对应闽东上火山岩系石帽山群黄坑组,西部及东部火山岩定年结果为(116.7±1.5) Ma和(111.4±2.0) Ma,可对应闽东下火山岩系小溪组。主量元素结果显示该岛屿以酸性(SiO_2含量65%)火山岩为主,钾含量较高,主要为高钾钙碱性-钾玄岩。稀土元素配分图表现为轻稀土富集的右倾型特征,微量元素蛛网图表现出富集Rb、K、Pb等大离子亲石元素(LILE),亏损Ta、Nb、Ti等高场强元素(HFS),Eu负异常,具有明显的壳源特征。两阶段Nd模式年龄(T_(2DM))为1 401～1 327 Ma,表明岩浆可能主要来源于中元古界陆壳物质。Pb同位素特征显示与富集地幔EMⅡ存在亲缘关系,表明研究区火山岩岩浆可能主要来源于与俯冲作用有关的大陆地壳物质。小溪组和黄坑组火山岩Sr同位素初始比值(~(87)Sr/~(86)Sr)i分别为0.710 13～0.711 10和0.722 82,~(143)Nd/~(144)Nd值分别为0.512 208～0.512 214和0.512 267,ξNd(t)值分别为-6.1～-6.0和-5.2,表明两组火山岩岩浆来源存在差异,可能存在不同程度的幔源物质混合作用。结合区域构造背景认为,研究区晚中生代火山岩的形成与太平洋板块俯冲作用密切相关,具有板内及火山弧特征。     

长江口外海域表层沉积物稀土元素的含量分布与物质来源分析

对长江口外海域187个表层沉积物样品稀土元素的电感耦合等离子体质谱法分析,研究了稀土总量分布特征及与Fe2 O3 TiO2、Cr、Co等元素含量和沉积物粒径的相关性,对长江口外海域沉积物物质来源进行了探讨.结果表明,长江口外海域沉积物稀土元素总量(CREE)平均含量为186.5 μg/g,最大值为307.2 μg/g,最小值为126.7μg/g,标准差系数为0.15,反映不同站位CREE差异较小;稀土富集与重矿物有密切关系;稀土元素的球粒陨石配分模式均呈现Eu负异常,模式具负斜率,表明表层沉积物物质主要来源于大陆地壳.相关分析表明,CREE与CFe203、CTiO2、CCr和CCo有较为明显的正相关关系,其中CREE与CTiO2的线性相关较好(r=0.90).从稀土元素地球化学特征的区域变化来看,长江口外海域中北部沉积物主要来源于黄河物质;西部沉积物主要来源于长江及浙江沿岸物质输入,局部有黄河物质存在;中部区域沉积物主要与长江及黄河物质东南、西南方向扩散有关;南部区域主要为长江物质输入.     

浙中印支晚期伸展事件:NNE向带状分布A型碱性花岗岩的证据

出露于浙江省江绍对接带内印支晚期花岗岩呈NNE向产出,锆石U-Pb年代学研究表明其形成于230~220Ma。地球化学分析显示该系列岩石富K_2O和Al_2O_3,低Na_2O和MgO,为准铝质-过铝质的钾质-钾玄质花岗岩。岩体氧化物与SiO_2呈明显的负相关,反映浙江省印支期侵入岩的原始岩浆可能的同源性。岩体富集Th、La、Ce等大离子亲石元素及轻稀土元素,亏损Ba、Sr、P、Ti等高场强元素,轻重稀土分馏明显,(La/Yb)_N=12.87~140.02,δEu=0.1~0.7,具高的10~4×Ga/Al值及Zr、Nb、Ce、Y含量,为板内A型花岗岩的特征。岩石有较高的I_(Sr)值(0.7069~0.7203)和较低的εNd(t)值(-14.9~-4.1),其二阶段Nd同位素模式年龄为1.33~2.21Ga。地球化学特征指示浙江印支期花岗岩是伸展环境下,具有壳幔作用和地壳物质的部分熔融而形成。结合该区发现的同期基性岩墙群,说明浙江境内在230Ma构造环境转换已经完成,板内沿古碰撞带拉张伸展和陆内裂谷作用,超基性-基性-碱性岩浆的底侵形成壳幔作用及部分熔融地壳物质。     

南极乔治岛某些火山岩的岩石学和地球化学特征

本文报道了南极乔治岛中国长城站玄武岩和欺骗岛粗安岩的岩石学和地球化学特征。利用中子活化分析测定了岩石中的稀土元素、微量元素和过渡族金属含量;利用电子探针、扫描电镜等手段观测了它们的造岩矿物特征和物质组成,最后推测南极乔治岛具有大陆地壳结构向大洋地壳结构过渡的特征。     

庙岛群岛西部海域表层沉积物常量和稀土元素的分布特征及其物源指示意义

通过对庙岛群岛西部海域表层沉积物常量、稀土元素的系统研究,探讨了表层沉积物元素地球化学特征、控制因素及其物质来源。结果表明,庙岛群岛西部海域表层沉积物常量元素以SiO₂和A1₂O₃为主,SiO₂含量随着沉积物粒径变粗逐渐增大,Al₂O₃含量随着沉积物粒径变细逐渐增大。稀土元素(Rare Earth Element,REE)呈现轻稀土元素(Light Rare Earth Element,LREE)富集、重稀土元素(Heavy Rare Earth Element,HREE)平坦以及中等程度的Eu负异常等特征,轻重稀土分异明显,稀土元素球粒陨石配分曲线与黄河沉积物类似。通过因子分析和相关性分析发现研究区沉积物的元素含量主要取决于陆源碎屑,海洋生物沉积和化学作用对沉积物元素含量有一定的影响,元素含量基本服从粒度控制规律。物源判别结果显示,庙岛群岛西部海域沉积物主要来源于黄河物质和辽河物质,并且从南到北辽河物质的混合比例逐渐升高,黄河物质的混合比例逐渐降低。     

西太平洋弧后盆地的热液系统及其岩浆环境研究

研究海底热液系统及其岩浆环境,可为了解西太平洋流固界面跨圈层物质与热交换过程,揭示板块俯冲过程的岩浆活动和资源环境效应提供研究支撑。为此,研究了冲绳海槽热液活动的岩浆环境、马努斯海盆的热液柱以及弧后盆地和洋中脊背景下的硫化物与玄武岩的同位素组成,对冲绳海槽热液区附近玄武岩、安山岩、粗安岩、英安岩、流纹岩及其基性岩浆包体进行了岩相学、矿物学以及主量元素、微量元素和同位素组成分析,对马努斯海盆PACMANUS和Desmos热液区的热液柱及海水进行了测量,在海底热液区岩浆混合过程及时间尺度、透视冲绳海槽深部岩浆房及岩浆演化过程和岩浆对热液系统物质贡献研究方面获新进展,揭示了俯冲蛇纹岩对琉球构造带南部岩浆活动的影响,论证了熔体包裹体对弧后盆地岩浆演化的指示,获得了冲绳海槽玄武质岩浆来源新证据,揭示了弧后盆地与洋中脊硫化物和玄武岩中铁、铜、锌的来源及其同位素在硫化物形成和岩浆活动过程中的分馏情况,明确了热液柱的物理、化学空间结构与物质组成特征,以及热液柱的扩散受深度和底流流速的影响,且热液柱扩散过程中溶解铁浓度异常比溶解锰的维持时间更长。未来,发展非传统稳定同位素和挥发份测试技术,进一步了解西太平洋板块俯冲环境下热液活动与岩浆作用的关系,将有助于海底热液系统及其成矿过程研究获得新进展。     

冲绳海槽黑色与白色浮岩特征及其对岩浆演化的指示

为了认识黑色与白色浮岩的岩石特征及成因,使用人工重砂、元素地球化学等分析技术,研究冲绳海槽两类浮岩中元素及矿物组成特征。研究显示,冲绳海槽黑色和白色浮岩具有相似全岩化学组成,都落入流纹岩区,稀土配分曲线明显呈右倾,具负Eu异常,富集不相容元素,岩石物理性质差别是导致其颜色差异的主要因素。两类浮岩岩石学特征的不同主要体现在:(1)白色浮岩锆石和辉石都具有两种类型,黑色浮岩仅具有其中一种;(2)黑色浮岩中发育钛铁矿、钛磁铁矿与基质构成的珠状构造,且基质玻璃中密集分布磁铁矿雏晶,而白色浮岩不具备上述岩石学特征。综合分析海槽两类浮岩岩石学特征所蕴含的岩浆演化信息,推测两类浮岩具有相同的玄武质岩浆源区,富挥发组分的玄武质母岩浆上升进入地壳,形成初级岩浆房,房内结晶分异后残留的酸性岩浆,沿海槽构造薄弱带向上运移,岩浆运移过程中有少部分进入分支断裂系统形成次级岩浆房,期间初级岩浆房接受多次基性岩浆注入;初级和次级岩浆房中的酸性岩浆分别独立喷出海底,前者形成白色浮岩,后者形成黑色浮岩。此外,演化过程中岩浆性质逐渐由氧化性向还原性转变。     

西沙群岛东岛浮岩矿物地球化学特征及成因探讨

本文对采自西沙群岛东岛的2件浮岩样品进行了岩石学和矿物地球化学研究,研究表明,东岛浮岩样品属于中性火山岩,SiO_2含量在60%左右,化学组成相当于粗面岩,斑状结构,斑晶主要为斜长石、单斜辉石和少量橄榄石,基质为玻璃质。斜长石及辉石斑晶矿物具有中心熔蚀结构,斜长石形成温度为1030℃-1080℃;单斜辉石属均为普通辉石,斑晶Al_2O_3含量较低;橄榄石属于透铁橄榄石,橄榄石斑晶Fo值为55.40-60.53,从核部到边部各化学成分略有降低,且具有轻微的化学成分环带。从核部到边部Fo值略有降低。东岛浮岩岩浆是西沙地块受到拉张作用,中地壳物质减压熔融形成粗面质岩浆,并经历短暂的岩浆房冷凝时期,拉张减薄作用形成裂谷后,由于压力突然释放,粗面质岩浆沿裂谷快速上升在水下喷发形成浮岩。     

冲绳海槽及邻区火山作用与形成演化

冲绳海槽是新月形的弧后扩张盆地，强烈的构造活动和广泛的火山作用是海槽重要的特征。本文作者主要借助对海槽火山岩的常量元素、微量元素、Sr-Nd 同位素和年龄数据分析，结合火山的时空分布及相关构造地质条件，揭示了海槽火山作用的演化过程及其与本地区构造活动的关系，以便更好地了解海槽和沟-弧-盆体系的形成演化历史。作者通过研究得出:①海槽的火山岩石地球化学特征表明岩石属钙碱性系列，主要包括玄武岩、玄武质安山岩和流纹岩，岩石组成具双峰结构。②在海槽的不同区段内，火山作用具有一定的差异。海槽不同区段内火山带岩浆源区深度的差异，是造成海槽不同区段火山活动性质变化的原因，而岩浆源深度受俯冲带形态和地壳厚度控制。海槽北、中段火山岩以流纹岩和安山岩为主，流纹岩分布在海槽盆地内，形成时代较新( <1Ma)，安山岩大部分分布在岛弧火山带中，形成时代是中、晚中新世。海槽南段火山岩由玄武岩和玄武质安山岩组成，从老到新分布在琉球火山弧(大约13Ma)、台北火山带(3Ma～现代)和南段中央凹陷(晚第四纪)中。③琉球火山弧形成于中、晚中新世(17～6Ma)。但大约12Ma发生的吕宋弧与欧亚板块的碰撞作用改变了本地区的动力条件，而宫古断裂对此次改变起了阻断作用，使海槽南段的张裂要晚于北、中段。另外，中新世琉球岛弧南段的形成确定了海槽南段的弧后盆地性质。 冲绳海槽是年轻的弧后盆地，其岩浆、构造活动发育。对海槽岩浆作用的研究可上溯至20世纪50年代，但由于海水及恶劣气候等条件的制约，几十年来对海槽研究程度仍很有限，且在不同区段有很大差异。特别是对区内岩浆作用的研究，极大地受到样品采集偶然性的限制。作者收集前人资料综合对比海槽不同区段内火山活动的异同，了解海槽火山活动研究中的成就与问题， 为进一步开展此项研究打下基础。     

富Co铁锰结壳铂族元素与铼-锇同位素组成及其意义

用ICP－MS测定了太平洋富Co铁锰结壳铂族元素和铼－锇同位素组成。富Co铁锰结壳不仅异常富集铂族元素，而且铂族元素及其它亲铁元素的配发与陨石特征非常相似。铁锰结壳的铼－锇同位素组成明显有别于大陆地壳岩石，和K－T界线沉积物相似，接近陨石值。世界大洋范围内的富Co铁锰结壳均产于远离海底构造热液活动区，几乎不可能受到地幔源热液作用的直接影响。因此，富Co铁锰结壳中的铂族元素可能部分来源于地外物质。     

黄骅坳陷孔南地区孔二段时期元素地球化学特征及其意义

黄骅坳陷孔南地区孔二段采集碳质泥岩样品5块,用X-荧光和ICP-MS测定全岩常量、微量和稀土元素。用锶钡法(Sr/Ba)、硼镓法(B/Ga)、硼元素法(B)及碳氧同位素法对古盐度进行恢复,进而分析孔二段沉积时期的古气候环境和湖盆的封闭性,结果显示孔南地区孔二段时期为气候潮湿,降水丰富,半咸水-淡水的内陆封闭湖盆沉积。根据La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10判别图解和稀土元素特征显示,研究区构造背景为活动大陆边缘的坳陷盆地。本区泥岩低稀土元素(∑REE=135.14~190.6)、富轻稀土(LREE/HREE=9.44~10.96)、Eu负异常(δEu=0.54~0.71),暗示源区以花岗岩为主,也有沉积岩。     

冲绳海槽碱性玄武岩浆的起源及演化

利用电子探针对冲绳海槽133站位玄武岩的斑晶矿物、基质以及斑晶矿物中关晶石包体和岩浆包裹体作了化学主成分分析,结果表明,该站位玄武岩属橄榄玄武岩,岩石中斑晶矿物由培长石、普通辉石、贵橄榄石和磁铁矿组成,尚见有少量外来的脉石英碎块,基质成分由拉长石微晶和玻璃组成。培长石和贵橄榄石中含有玻璃质岩浆包裹体和铬镁尖晶石或铬镁铁尖晶石包体。尖晶石的化学成分证明它是地幔部分熔融成因的。岩浆包裹体代表了一种原生的碱性橄榄玄武岩浆,其化学成分相当于橄榄辉长岩。该站位的玄武岩浆起源于上地幔尖晶二辉橄榄岩的部分熔融,并沿着“碱性橄榄玄武岩浆-粗面玄武岩浆-玄武质粗面岩浆-粗面岩浆”方向演化,每一阶段的岩浆在上升过程中都不同程度地受到地壳物质的同化和混染作用。     

90 kaBP以来阿拉伯海中部海域沉积物来源及沉积过程

通过对阿拉伯海中部AS06-13岩芯的地球化学特征、黏土矿物组成特征分析,结合有孔虫壳体AMS¹⁴C年龄和氧同位素数据建立的年代框架,探讨了阿拉伯海中部海域沉积物的来源及沉积过程。结果显示：AS06-13岩芯涵盖了阿拉伯海90 kaBP以来的沉积序列,平均沉积速率为2.34 cm/ka;稀土元素含量为64～194μg/g,平均值为114μg/g,δEu(平均值为0.71)负异常显著;黏土矿物主要由伊利石(平均含量为56%)、坡缕石(平均含量为18%)、绿泥石(平均含量为15%)、高岭石(平均含量为8%)和蒙脱石(平均含量为2%)组成。球粒陨石标准化的稀土元素配分曲线表现为轻稀土元素富集,重稀土元素亏损的右倾模式,表明研究区沉积物以陆源碎屑为主,通过δEu UCC-(La/Yb)UCC判别图进一步将90 kaBP以来阿拉伯海中部海域沉积物来源变化划分为3个阶段：S1阶段(90～73 kaBP)研究区主要接受印度河入海物质和阿拉伯半岛风尘物质的输入;S2阶段(73～11 kaBP)仍然以印度河和阿拉伯半岛风尘的物质输入为主,但逐渐受到印度半岛的片麻岩区物质的影响;S3...     

青岛田横岛北岸海滩沉积物稀土元素特征及物源判别

稀土元素是一组化学和物理性质极为相似的元素,作为特殊的元素在地球化学的研究中具有重要意义。田横岛稀土元素具有富集轻稀土的特征,分配模式总体接近黄河沉积物稀土元素的分配模式,Eu相对于黄河正异常,是由于本区富集斜长石引起的,Ce负异常,可能与环境变化有关,Gd负异常,可能受到人类活动的影响。通过判别函数(DI)和物源指数(PI)的进一步综合讨论,黄河对该区的物质来源具有重要的贡献。     

冲绳海槽南部流纹岩中角闪石的化学特征及其对岩石成因的指示

为了揭示冲绳海槽西南端流纹岩成因,利用电子探针和LA-ICP-MS对该流纹岩中角闪石进行了主量和微量元素测定。所有角闪石主量元素成分变化范围小,晶体化学特征主要表现为:Ca_B>1.60,Ca_A=0,（Na+K）_A<0.33,Na_B介于0.23~0.39之间,均为钙质镁闪石。微量元素以富集Sc、V、Cr、Co、Ni和REE,亏损Rb、Sr、Ba、Zr、Th、U和Pb为特征,这些元素的富集与亏损与复杂的类质同象作用有关。由角闪石温压计得出其结晶时的温度范围为775~839℃,压力为0.12 GPa,大致相当于4 km的深度。角闪石的成因矿物学研究显示该流纹岩中角闪石为壳-幔混合成因,进一步表明冲绳海槽南部流纹岩由幔源玄武质岩浆与壳源长英质岩浆混合形成的中基性岩浆在浅层岩浆房中结晶分异而形成,且壳幔混合源很可能是冲绳海槽西南端火山岩岩浆的主要来源。     

西太平洋典型弧后盆地的地质构造、岩浆作用与热液活动

本文研究了西太平洋典型弧后盆地冲绳海槽和马努斯海盆的区域地质背景、岩浆岩、喷口流体、热液柱、沉积物及多金属硫化物。结果表明,冲绳海槽在构造和地球物理特征上南北分异,从北向南地壳厚度减薄,南部重力异常变化大,发育条带状磁异常,中部则具有最高的热流值。马努斯海盆的重力异常变化较小,磁力异常呈东西向展布,海底扩张中心附近出现磁异常条带。马努斯海盆已出现洋壳,冲绳海槽的地壳属于过渡性地壳,在中南部的地堑中可能已出现洋壳。冲绳海槽与马努斯海盆玄武岩的岩浆是由源区地幔部分熔融产生的原始岩浆与板块俯冲组分混合构成。中酸性岩与基性岩具有相同的岩浆物质来源,是玄武质岩浆结晶分异的产物。与马努斯海盆火山岩相比,冲绳海槽火山岩存在不同程度的地壳混染。冲绳海槽的喷口流体为富含金属元素(Mn、Fe、Zn、Pb)的酸性高温(高达320°C)流体,其热液柱中的Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)离子浓度明显高于正常海水。马努斯海盆的热液柱呈现出CH_4、Mn、Al、δ~3He正异常及pH负异常的特征。与马努斯海盆PACMANUS热液区的喷口流体(220~276°C、pH=2.5~3.5)相比,DESMOS热液区的喷口流体温度(88~120°C或120°C以上)相对较低,酸性更强(pH≤2.1),二者较低的δ~(34)S_(H_2S)和δD值表明,岩浆演化过程中有酸性挥发分进入岩浆流体。冲绳海槽与马努斯海盆含金属沉积物的分布及其元素含量特征具有差异,相应地,两个弧后盆地含金属沉积物中的微生物群落也不同。冲绳海槽和马努斯海盆热液区均具富Zn型、Ba-Pb-Zn型、Si-硫化物型和Si-硫化物-硫酸盐型热液产物。与冲绳海槽的多金属硫化物相比,马努斯海盆中多金属硫化物的Pb和Au含量较低。     

青岛胶州湾口海底隧道火成岩岩石地球化学及成因

胶州湾是位于新华夏隆起带次级构造单元胶南隆起区和胶莱凹陷的交接部的断陷盆地,团岛——薛家岛海底隧道开挖段有大量火成岩出露。本文对采集于海底隧道的8件岩石样品进行了岩石学和地球化学研究,按岩性将其分为偏基性岩类和偏酸性岩类两类。其中除样品F4-5(辉绿岩)外,偏基性岩类均落入岛弧型钙碱性玄武岩区域内;而偏酸性样品均落入火山弧花岗岩区域,显示其原岩起源于同一种火山弧的环境。稀土元素标准化曲线表明,其岩石轻重稀土元素分馏比较明显,其LREE/HREE也显示样品的分异作用较强。岩石样品的地球化学特征研究证明,研究区域的玄武质岩体为遭受地壳混染的岛弧型性玄武岩,应为在燕山晚期花岗质脉岩沿着青山群中构造薄弱带侵入,与地壳物质发生混染作用形成的。