全球溢流玄武岩同位素体系

全球大陆与大洋溢流玄武岩在地球化学上表现为从岛弧至板内构造环境。在同位素体系上表现为复杂的端元组分混合，不是亏损软流圈上地幔与岩石圈的相互作用（Anderson模式）完全能解释的。以往揭示的地幔“端元”(EM1、EM2、HIMU等）实际上只与溢流玄武岩才有密切的联系，而与一般的OIB没有关系。如果溢流玄武岩与地幔柱相联系，在同位素体系上必须要有大量原始-略亏损下地幔岩浆组分加人（Morgan模式）的证据。然而全球极大部分溢流玄武岩省并不能提供这一方面的证据，而东区峨眉山玄武岩恰恰提供了这一方面的重要证据。 (1)溢流玄武岩中许多拉斑质岩石相似于岛弧玄武岩，具有Nb-Ta负异常，同位素体系上表现出亏损上地幔与俯冲沉积物的混合，具有强的Nd-Sr同位素二元混合特征；如Columbia [εNd (t)变化在+7~-17.7], Pamna [εNd (t)变化在+3.4~-9.8], Karoo[εNd (t）变化在+8~-11]、Siberia [εNd (t）变化在+4~-10］和西区峨眉山玄武岩[εNd (t）变化在+6.8~-4.81。大陆溢流玄武岩常产于大陆边缘环境，并有时代上相近的早期MORB-IAB火山作用相伴随，如峨眉山溢流玄武岩的周边存在早二叠的MORB-IAB火山岩。 (2)与地幔柱头加热引起的岩石圈减压熔融有关的岩浆作用，其同位素体系虽具有壳幔混合特征，但不具有明显的二元混合关系，同时常具有多端元混合和明显的下地壳组分加入，存在Nd-Sr同位素相关落在下地壳范围的数据；具有低206Pb/204Pb(< 17)、低87Sr/86Sr(< 0.7045)的麻粒岩相下地壳特征的玄武岩；εNd (t)值与岩石的Mg＃呈反相关。如Deccan、North Atlantic、Columbia、Siberia、Parana、Keweenaw和峨眉山玄武岩省等。 (3)地球物理资料表明上、下地幔之间存在刚性层，由存留的榴辉岩相俯冲板片和来原始下地幔的分异产物构成。EMl、EM2与HIMU的同位素信息与过渡带有着密切的联系。规模最大的Ontong Java、Manihiki与Kerguelen等大洋溢流玄武岩省和东区峨眉山玄武岩省具有这一方面的典型特征。过渡带成分的加人对由MORB-OIB产生的DUPAL异常分区（太平洋省与印度洋-特提斯省）将产生扰动，如Ontong Java-Manihik分布的中西太平洋地区。 (4)由于俯冲蚀变洋壳对Sr同位素体系扰动很大，而Pb同位素的原始地幔值不很明确，因此Nd同位素体系具有重要指示意义。极大部分的溢流玄武岩省的地慢端元均表现为εNd (t)近于+8的强亏损地幔，因此应是来自上地幔软流圈的岩浆。以原始-略亏损地幔为端元的溢流玄武岩省只有Parana、Keweenaw和东区峨眉山玄武岩。特别是东区峨眉山玄武岩省在102°E至107°E约20×104 km2范围内，从苦橄岩、高镁玄武岩到钒钦层状岩体，从拉斑至安山质的低钦与高钦玄武岩系列（Mg＃变化在82~32）的大量数据表明具有十分稳定的原始-略亏损地幔εNd (t)值（0~+3), Pb同位素组成吻合于NHRL。苦橄岩与高镁玄武岩则具有平坦的REE和HFSE蜘网图。因此东区峨眉山玄武岩岩浆具有大量原始-略亏损下地幔组分的加入，为地幔柱的存在提供了重要证据。     

碳酸岩Sr、Nd、Pb 同位素地球化学研究评述

碳酸岩是出露相对较少的幔源岩石，其中Sr与Nd是研究地幔物质组成的主要对象之一。本文统计了世界上主要碳酸岩的锶、钕、铅同位素组成特征；研究显示，碳酸岩源区主要是洋岛玄武岩高U／Pb的HIMU端员和富集端员(EM1或EM2)的混合作用；此外大部分碳酸岩的锶、钕同位素落在大洋玄武岩范围内；这些均表明其成因与地慢柱有密切联系。碳酸岩及与之共生的硅酸岩的同源或独立源区模式部很难充分解释两者同位素组成特征，逭反映碳酸岩的演化模式涉及更复杂的过程。可能是俯冲作用使碳酸岩源区经历不同时间和程度的富集、亏损过程导致地幔源区成分不均一。     

ε_（Nd）－La／Nb、Ba／Nb、Nb／Th图对地幔不均一性研究的意义──岛弧火山岩分类及EMII端元的分解

本文提出一组εＮｄ－Ｌａ／Ｎｂ、εＮｄ－Ｂａ／Ｎｂ和εＮｄ－Ｎｂ／Ｔｈ图。在这些图中岛弧火山岩呈三角形分布，从而将其源区的三个主要端元（ＭＯＲＢ型亏损地幔、俯冲洋壳析出流体、陆源沉积物）同时显示在一张图上。据此，岛弧火山岩可根据其源区特征划分成两类：二端元型（无陆源沉积物）和三端元型。此外，ＥＭＩＩ型幔源岩石在这些图中也被分成两类：与岛弧火山岩类似的，具有高Ｌａ／Ｎｂ、Ｂａ／Ｎｂ和低Ｎｂ／Ｔｈ的大陆溢流玄武岩和某些橄榄岩包体；具有低Ｌａ／Ｎｂ、Ｂａ／Ｎｂ和高Ｎｂ／Ｔｈ的萨莫德型海岛玄武岩。它们对应的ＥＭＩＩ富集地幔端元也可分为两种：ＥＭＩＩＭ，由俯冲洋壳析出流体交代楔型地幔而成；ＥＭＩＩＳＲ，与陆源沉积物再循环进入对流上地幔有关。     

大洋橄榄岩岩石学和地球化学研究的前沿信息

大洋橄榄岩和洋中脊玄武岩是地幔熔融和熔体萃取过程中的互补产物 ,地幔熔融和熔体萃取过程形成洋壳 ,因此大洋橄榄岩和洋中脊玄武岩的研究可提供这一过程的独立信息。通过大洋橄榄岩和洋中脊玄武岩的岩石学与地球化学研究 ,特别是痕量元素在熔融和熔体演化过程中地球化学行为的研究 ,对定量描述洋中脊下地幔熔融动力学和认识化学地球动力学模式是十分重要的。目前 ,大洋橄榄岩的研究 ,已成为岩石学研究的前沿领域之一。     

中国东部新生代玄武岩记录古太平洋俯冲带壳幔相互作用

大陆玄武岩通常具有与洋岛玄武岩相似的地球化学成分,其中含有显著的壳源组分.对于洋岛玄武岩来说,虽然其中的壳源组分归咎于深俯冲大洋板片的再循环,但是对板片俯冲过程中的壳幔相互作用缺乏研究.对于大陆玄武岩来说,由于其形成与特定大洋板片在大陆边缘之下的俯冲有关,可以用来确定古大洋板片俯冲的地壳物质再循环.本文总结了我们对中国东部新生代玄武岩所进行的一系列地球化学研究,结果记录了古太平洋板片俯冲析出流体对地幔楔的化学交代作用.这些大陆玄武岩普遍具有与洋岛玄武岩类似的地球化学成分,在微量元素组成上表现为富集LILE和LREE、亏损HREE,但是不亏损HFSE的分布特点,在放射成因同位素组成上表现为亏损至弱富集的Sr-Nd同位素组成.在排除地壳混染效应之后,这些玄武岩的地球化学特征可以由其地幔源区中壳源组分的性质来解释.俯冲大洋地壳部分熔融产生的熔体提供了地幔源区中的壳源组分,其中包括洋壳镁铁质火成岩、海底沉积物和大陆下地壳三种组分.华北和华南新生代大陆玄武岩在Pb同位素组成上存在显著差异,反映它们地幔源区中的壳源组分有所区别.中国东部新生代玄武岩的地幔源区是古太平洋板片于中生代俯冲至亚欧大陆东部之下时,在>200 km的俯冲带深度发生壳幔相互作用的产物.在新生代期间,随着俯冲太平洋板片的回卷引起的中国东部大陆岩石圈拉张和软流圈地幔上涌,那些交代成因的地幔源区发生部分熔融,形成了现今所见的新生代玄武岩.      

长江中下游中生代安山质火山岩记录的新元古代大洋板片-地幔相互作用

大陆弧安山岩的形成是大洋板片向大陆边缘之下俯冲的结果,但是在具体形成机制上存在很大争议.针对这个问题,对长江中下游地区中生代安山质火山岩及其伴生的玄武质和英安质火山岩进行了系统的岩石地球化学研究,结果对大陆弧安山质火成岩的成因提出了新的机制.分析表明,这些岩石形成于早白垩世,它们不仅表现出典型的岛弧型微量元素分布特征,而且具有高度富集的Sr-Nd-Hf同位素和高的放射成因Pb以及高的氧同位素组成.通过全岩和矿物地球化学成分变化检查发现,地壳混染和岩浆混合作用对其成分的富集特征贡献有限,而其岩浆源区含有丰富的俯冲地壳衍生物质才是其成分富集的根本原因.虽然这些火山岩的喷发年龄为中生代,但是其岩浆源区形成于新元古代早期的华夏洋壳俯冲对扬子克拉通边缘之下地幔楔的交代作用.大陆弧安山岩地幔源区中含有大量俯冲洋壳沉积物部分熔融产生的含水熔体,显著区别于大洋弧玄武岩的地幔源区,其中只含有少量俯冲洋壳来源的富水溶液和含水熔体.正是这些含水熔体交代上覆地幔楔橄榄岩,形成了不同程度富集的超镁铁质-镁铁质地幔源区.在早白垩纪时期,古太平洋俯冲过程的远弧后拉张导致中国东部岩石圈发生部分熔融,其中超镁铁质地幔源区熔融形成玄武质火山岩,镁铁质地幔源区则熔融形成安山质火山岩.因此,大陆弧安山岩成因与大洋弧玄武岩一样,可分为源区形成和源区熔融两个阶段,其中第一阶段对应于俯冲带壳幔相互作用.      

地球核幔相互作用的W同位素研究进展

地球核幔相互作用的研究难点在于无法获得实际样品。洋岛玄武岩和溢流玄武岩被认为是地幔柱减压熔融的产物,携带了核幔边界的物质信息,可作为研究地球核幔相互作用的样品。¹⁸²Hf-¹⁸²W同位素体系的特殊化学性质,使W同位素成为研究核幔相互作用的重要工具。本文介绍了W同位素示踪的基本原理,并回顾了核幔相互作用的W同位素研究进展。目前已发表的数据表明,全球洋岛玄武岩具有W元素丰度富集(67×10^-9～855×10^-9)、¹⁸²W同位素亏损(μ¹⁸²W=-0.1～-16.1)的特征,由此推断洋岛玄武岩可能来源于核幔平衡源区。Baffin Bay和Ontong Java Plateau溢流玄武岩则具有¹⁸²W富集(μ¹⁸²W=23.4)的特征,可能来源于早期地幔源区。洋岛玄武岩和溢流玄武岩的μ¹⁸²W差异可能是由地幔柱头尾异质性引起。此外,引起μ¹⁸²W异常的其他原因可能有：原始地幔...     

Lu-Hf同位素体系对若干基础地质问题的新制约(之二)--大洋地幔端元

报道了Ｌｕ－Ｈｆ同位素体系在地幔端元的地球化学研究中的部分最新应用成果。大量的大洋玄武岩Ｌｕ－Ｈｆ同位素研究表明：具亏损地幔端元（ＤＭＭ）来源的洋中脊玄武岩岩浆部分熔融的初熔区位于石留石稳定场深度,即深度为８０￣９０ｋｍ的石榴石二辉橄榄岩地幔,而不是原来所认为的尖晶石二辉橄榄岩区（深度小于６０ｋｍ）;以高放射成因Ｐｂ为特征的主Ｕ地幔端元（ＨＩＭＵ）应代表了下地幔物质在某一特定时期发生分异作用的结果     

内蒙古温都尔庙和巴彦敖包-交其尔蛇绿岩的元素与同位素地球化学：对古亚洲洋东部地幔域特征的限制

内蒙古中部发育的三条蛇绿岩带是华北板块和西伯利亚板块之间的缝合带。本文系统研究了其中的温都尔庙和巴彦敖包-交其尔两个蛇绿岩带中变质玄武岩的元素和 Sr、Nd、Pb 同位素地球化学。苏右旗温都尔庙碱性玄武岩为轻稀土富集型;岩石具有板内和大陆裂谷区玄武岩的特征,可能代表了600Ma 左右,温都尔庙地区开始发育的新洋盆。采自苏左旗的巴彦敖包-交其尔玄武岩分为两类,一类呈现轻稀土富集型,呈洋岛玄武岩特征;另一类具有明显的 Nb、Ta 负异常,显示大洋岛弧玄武岩特征,洋岛玄武岩的存在表明古亚洲洋曾经发育洋盆,大洋岛弧玄武岩的存在表明古亚洲洋内部有大洋岩石圈之间的俯冲。将本文的古亚洲洋洋岛玄武岩与中国西南地区的特提斯洋岛玄武岩进行系统的元素和同位素地球化学特征对比表明,古亚洲洋的洋岛玄武岩显示高 U/Pb(HU)和北大西洋和太平洋省的特征,而特提斯洋岛玄武岩属于印度洋省。这些说明古亚洲洋地幔域与特提斯地幔域是两个独立的构造域,它们代表了长期演化的两个不同的地幔地球化学域。     

南海及周缘地区地幔组成和动力学的岩石地球化学制约

南海及其周边(包括雷州半岛、海南岛、印支半岛)广泛分布新生代以来形成的板内玄武岩(弥散火成岩省),本文搜集了该区已发表的新生代玄武岩的地球化学数据并据此进行了总结分析。结果显示,该区板内火山岩主要分为拉斑玄武岩和碱性玄武岩两个系列,其微量元素组成为典型的洋岛玄武岩(OIB)特征。Sr-Nd-Pb-Hf同位素结果指示其源区为亏损地幔端元(DMM)与富集端元(EM2)二端元混合。总体上,相对橄榄岩源区形成的熔体而言,这些玄武岩具有低的CaO、较高的Fe/Mn、Zn/Mn及Zn/Fe值;同时,南海海盆玄武岩、海南岛和印支半岛玄武岩中的橄榄石斑晶相对典型地幔橄榄岩部分熔融形成的玄武岩橄榄石斑晶具有低的Ca和Mn含量,以及高的Ni含量和Fe/Mn值,显示其源区辉石岩组分含量较高。南海停止扩张后出现碳酸盐化火山岩并在地球化学上表现为向碱性玄武岩连续转化,同时海南岛和印支半岛的新生代玄武岩整体具有低于亏损橄榄岩地幔的Mg同位素组成,这些都表明南海及周缘地区的地幔源区中有俯冲板块带入的沉积碳酸盐混入。综上认为,该弥散火成岩省在地幔源区组成上均体现有"俯冲-再循环"组分的加入,该再循环地幔组分可能与该地区长期俯冲滞留板块的重熔有关。     

Continental flood basalts of the Huashan Group,northern margin of the Yangtze block – implications for the breakup of Rodinia

It is generally accepted that Neoproterozoic extension and dispersal of the supercontinent Rodinia was associated with mantle plume or superplume activities. However, plume-generated contemporaneous continental flood basalts (CFBs) have rarely been identified. In this study, we present geochronological and geochemical evidence for the basalts from the Liufangzui Formation of the Huashan Group in the Dahongshan region of east-central China. A representative sample yields a SHRIMP U–Pb zircon age of 824 ± 9 Ma, interpreted as the crystallization age of the rocks. Geochemically, these basalts belong to the subalkaline tholeiite series and display slight enrichments in light rare earth elements (LREE) and varying degrees of deficiency of high field strength elements (HFSE) such as Nb, Ta, and Ti. This pattern is very similar to that of CFBs from the Bikou Group and Tiechuanshan Formation in the northwestern Yangtze block in China and Siberia in Russia. The basaltic magmas underwent partially-fractional crystallization during ascent, but were not intensely influenced by crustal contamination. The characteristic element ratios and negative Hf isotopic analyses (?_Hf(t) = ?6.6–2.6) in zircons indicate that the parental magmas of the basalts might have been derived from an enriched lithospheric mantle rather than from the depleted mantle such as normal mid-ocean ridge basalts (N-MORBs). The geochemical signatures and regional geological characteristics show that these basalts were formed along intraplate continental rifts rather than in island arcs or ocean basins. Considering the coeval basic volcanic rocks in South China, we propose that these Huashan Group basalts represent the remnants of plume-generated CFBs and have close spatiotemporal ties with a coeval basic igneous province in Australia. Our results support the Neoproterozoic location of the South China block adjacent to southeastern Australia in the reconstruction model of the supercontinent Rodinia.     

大陆的起源

太阳系固体星球都有类似的核-幔-壳结构,但唯独人类居住的地球具有长英质组成的大陆壳。太古宙大陆克拉通主要由英云闪长岩(Tonalite)-奥长花岗岩(Trondhjemite)-花岗闪长岩(Granodiorite)为主的TTG深成侵入体变质而成的正片麻岩和由基性-超基性酸性火山岩及少量沉积岩变质的表壳岩(绿岩)组成。已有的资料显示这些太古宙大陆岩石组合起源于大洋壳的部分熔融。大洋壳分为大洋盆地、洋中脊、岛弧和洋底高原(大洋岛)。前两者地壳的平均厚度只有5~10km,不可能成为形成太古宙TTG深成侵入体的场所。因此,长英质大陆或起源于板块构造体制下的岛弧,或起源于地幔柱体制下的洋底高原。板块构造体制下的岛弧模式能够很好地解释太古宙克拉通TTG深成岩的成因,即俯冲大洋板片部分熔融所形成的埃达克岩相当于太古宙高压(高Al2O2)型TTG,而俯冲板片脱水导致地幔楔部分熔融形成的玄武质地壳再次熔融所形成的钙碱性花岗质岩石相当于太古宙低压(低Al2O2)型TTG。然而,板块构造体制下的岛弧模式不能令人满意地解释太古宙绿岩带火山岩组合中缺少大量的安山岩、科马提岩~1600℃高温形成环境、克拉通规模近于同时侵位的TTG岩套、大规模卵形构造样式、代表性的逆时针P-T轨迹变质作用演化等诸多特征。相反,地幔柱洋底高原模式能够合理地解释太古宙绿岩双峰式火山岩组合的成因,即基性的拉斑玄武岩和超基性的科马提岩分别来自地幔柱头部部分熔融和尾柱熔浆,而酸性的英安岩、流纹质英安岩和流纹岩是地幔柱热异常导致的洋底高原底部的部分熔融物。按照地幔柱洋底高原模式,太古宙TTG岩浆是由洋底高原底部玄武质地壳的部分熔融而成,这样能够合理地解释为什么太古宙TTG能够在短时间内巨量产出并在形成时间上没有任何系统变化。地幔柱洋底高原模式还能合理地解释太古宙克拉通穹隆构造(dome-and-keel structure)样式、近等压冷却型(IBC)逆时针P-T轨迹,缺少蓝片岩和双变质带的等典型岛弧俯冲带的标志的特征。本文在对大陆起源的岛弧模式和地幔柱洋底高原模式综合评述的基础上,提出一个大陆起源于洋底高原的两阶段模式。     

Geochemistry of late Paleozoic mafic igneous rocks from the Kuerti area,Xinjiang, northwest China: implications for backarc mantle evolution

The composition of Kuerti mafic rocks in the Altay Mountains in northwest China ranges from highly geochemically depleted, with very low La, Ta and Nb and high ε_Nd(t) values, to slightly enriched, arc lava-like composition. They display flat to light rare earth element (REE)-depleted patterns and have variable depletions in high field-strength elements (HFSE). These mafic rocks were most probably derived from a variably depleted mantle source containing a subduction component beneath an ancient intra-oceanic backarc basin. Together with the slightly older arc volcanic rocks in the Altay region, the Kuerti mafic rocks display generally positive correlations of their key elemental ratios (e.g., Th/Nb, La/Yb and Th/Yb). These indicate that the more mid-ocean ridge basalt (MORB) component was contained in these magmas, the less arc component was present in their mantle source. Therefore, we propose a two-stage melting evolution model to interpret the compositional evolution of the Kuerti mafic rocks and associated arc volcanic rocks. First, arc basaltic melts were extracted from the hydrated arc mantle wedge beneath Kuerti, leaving behind a mantle source that is variably depleted in incompatible trace elements. Then, mafic rocks were erupted during seafloor spreading in the Kuerti backarc basin from the upwelling asthenospheric mantle. The variably depleted mantle source produced mafic rocks with composition ranging from arc lava-like to more geochemically depleted than MORB. The recognition of Kuerti mafic rocks as backarc basin basalts (BABB) is consistent with the proposed tectonic model that an active backarc basin–island arc system along the paleo-Asian ocean margin was formed in the Altay region during Devonian–Early Carboniferous. New data further indicate that the final orogenic event in the Altay Mountains, i.e. the collision of the north and south continental plates in the region, most probably took place in Late Carboniferous and Permian.     

腾冲马鞍山、打鹰山、黑空山火山岩浆来源与演化

本文对马鞍山、打鹰山、黑空山火山岩主微量和Sr、Nd、Pd同位素地球化学研究认为,腾冲火山岩浆源区具有MORB与富集地幔混合之特征,推测为新特提斯俯冲洋壳重新熔融,导致腾冲地区的高钾钙碱性岩浆的火山活动,解释了腾冲在新生代大陆板内构造环境背景下出现岛弧或活动大陆边缘火山岩地球化学特征的现象。马鞍山、打鹰山和黑空山火山高钾钙碱性岩浆经历了岩浆房阶段辉石、钛铁矿的结晶分离作用和岩浆上升过程中斜长石的结晶分离作用,导致岩浆成分从中基性向中酸性演化,火山岩从玄武质粗安岩→粗安岩→粗面质英安岩演化。     

Intra-oceanic island arc origin for Iratsu eclogites of the Sanbagawa belt,central Shikoku,southwest Japan

New geochemical and Sr–Nd isotopic data for the Iratsu eclogite and surrounding metamorphic rocks of the Sanbagawa belt, Japan, show that, while the protoliths of the metamorphic rocks formed in a variety of tectonic settings, the Iratsu body represents a deeply subducted and accreted island arc. The igneous protoliths of eclogites and garnet amphibolites were probably generated from a mantle source that had components of both a depleted mantle modified by slab-released fluid (as seen in a negative Nb anomaly) and an enriched mantle, similar to that of ocean island basalts (OIB). Fractional crystallization modeling indicates that the protoliths of some garnet clinopyroxenites from the Iratsu body are cumulates from a basaltic magma that crystallized under high O₂ and H₂O fugacities in the middle to lower crust. The source characteristics and crystallization conditions suggest that the protoliths of the Iratsu rocks formed in an oceanic island arc. Quartz eclogites from the marginal zone of the Iratsu body have geochemical signatures similar to turbidites from the Izu–Bonin island arc (as seen in a negative Nb anomaly and a concave REE pattern). The protoliths might be volcaniclastic turbidites that formed in a setting proximal to the oceanic island arc. Geochemical and isotopic signatures of the surrounding mafic schists are similar to normal (N-) and enriched (E-) mid-ocean-ridge basalt (MORB), and distinct from the rocks from the Iratsu body. The protoliths of the mafic schists likely formed in a plume-influenced mid-ocean ridge or back-arc basin. Pelitic schists from the surrounding rocks and pelitic gneisses from the marginal zone of the Iratsu body have evolved, continental geochemical signatures (as seen in a negative ε_Nd(t) value (~?5)), consistent with their origin as continent-derived trench-fill turbidites.     

北祁连山早古生代洋脊—洋岛和弧后盆地火山作用

北祁连山系内,分布着一套类型十分齐全的新元古代－早古生代海相火山岩系。它包括有大陆裂谷火山岩、洋脊－洋岛火山岩、岛弧火山岩、弧后盆地火山岩和陆缘被动裂谷火山岩。本文重点介绍北祁连山早古生代洋脊－洋岛火山岩和弧后盆地火山岩的岩石地球化学特点,并从地幔动力学角度探讨它们的岩石成因。这无疑对于深入了解地质历史古老增生板块边缘的火山作用有重要意义。     

Geochemical and isotopic characteristics and evolution of the Jurassic volcanic arc between Arica (18°30′S) and Tocopilla (22°S), North Chilean Coastal Cordillera

The present-day North Chilean Coastal Cordillera between 18°30′S and 22°S records an important part of the magmatic evolution of the Central Andes during the Jurassic. Calc-alkaline to subordinate tholeiitic members from four rock groups with biostratigraphically constrained age display incompatible element pattern characteristic of convergent plate-margin volcanism, whereas alkaline basalts of one group occurring in the Precordillera show OIB-type trace element signatures. The correlation of biostratigraphic ages, regional distribution, and composition of the volcanic rocks provides a basis for the discussion on geochemical evolution and isotope ratios.Major and trace element distributions of the volcanic rocks indicate their derivation from mantle-derived melts. LILE and LREE enrichments in calc-alkaline basaltic andesites to dacites and some of the tholeiites hint at the involvement of hydrous fluids during melting and mobile element transport processes. A part of the Early Bajocian to ?Lower Jurassic and Oxfordian andesites and dacites are adakite-like rocks with a substantial participation of slab melt and are characterized by high Sr/Y ratios and low HREE contents. The Middle Jurassic tholeiitic and calc-alkaline basalts and basaltic andesites have been transported and partly stored within a system of deep-seated feeder fissures and crustal strike-slip faults before eruption.The isotopic composition of Sr (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i=0.7032-0.7056) and Nd (εNd_i=2.2-7.1) of the Jurassic volcanic rocks mostly fall in the range characteristic for mantle melts although some crustal components may have been involved. A few samples show slightly more radiogenic Sr isotopic composition, which is probably due to interaction with ancient sea-water. The Pb isotopic composition of the arc rocks is uncoupled from the isotopic composition of Sr and Nd and is dominated by the crustal component. Since the Cretaceous and Modern arc volcanic rocks show Pb isotopic compositions that can be largely explained by in situ Pb isotope growth of Jurassic arc volcanic rocks, we argue that the various Andean arc systems between 18°30′S and 22°S formed on the same type of basement.Most of the investigated samples have high Ba, Zr, and Th concentrations compared to island arc mafic volcanic rocks. About 20% of the Jurassic arc volcanics comprise of dacitic to rhyolitic rocks. These characteristics combined with the Pb isotopic composition that shows the influence of a Palaeozoic (or partly older) basement point to a continental margin setting for the North Chilean Jurassic arc. The distribution of the magmatic rocks throughout time, their textures, and the character of intercalated sedimentary rocks reflect westward movement of the magma sources and of the arc/back-arc boundary relative to the current coast line during the Early Bajocian on a broad front between 19°30′ and 21°S.     

华北克拉通东部显生宙地幔演化

华北克拉通东部显生宙以来的地幔可以划分为3种类型:克拉通型地幔,大陆活动带型地幔和大陆裂谷型地幔。1 700 Ma—古生代末,地幔属于克拉通型:ε(Nd,t)值高于-5,为弱富集型;层圈相互作用以幔源的熔体和/或流体与古老的岩石圈地幔的作用为主,但规模较小,范围局部。100 Ma以前的中生代地幔属于“大陆活动带型”:ε(Nd,t)值低,在-5以下,为富集型;地幔中含有地壳的组分,层圈相互作用以下地壳与弱化的岩石圈地幔之间的作用为主;发生的时间为190~100 Ma,高峰期在130 Ma左右;发生的部位邻近莫霍面,导源的岩浆多为钙碱性系列,部位浅,活动范围广泛。100 Ma至新生代,地幔属于“大陆裂谷型”:为亏损型的软流圈地幔,ε(Nd,t)值高,几乎均为正值。层圈相互作用转变为软流圈岩石圈地幔之间的作用,转变的时间具有约40 Ma的过渡时期,前锋开始于100~109 Ma,导源的岩浆大致沿NWW和NEE向的大型断裂带分布。进一步证实了软流圈地幔上隆的不均匀性和主动性。     

冲绳海槽火山岩岩石系列的厘定及构造环境意义

冲绳海槽是一个处于弧后扩张作用早期的年轻的弧后盆地,是研究弧后扩张作用早期盆地演化和壳幔过程的天然实验室.随着调查研究工作的逐步展开和深入,也发现了一些新的、重要的、亟待解决的科学问题,而火山岩岩石系列归属的厘定又是其他研究工作的基础.在系统收集和整理迄今已有冲绳海槽火山岩资料的基础上,结合近期分析测试数据, 对冲绳海槽火山岩的岩石系列归属进行了重新厘定,探讨了火山岩的构造环境指示意义和浮岩与玄武岩之间的成因联系.研究结果表明:冲绳海槽火山岩分布具有以基性玄武岩和酸性(流纹)英安岩为主的双峰式特征,中性火山岩稀少,基性的玄武岩属于亚碱性系列的橄榄拉斑玄武岩,酸性浮岩可归属为亚碱性岩系的流纹英安岩或流纹岩;在构造环境判别上,冲绳海槽玄武岩表现出大洋中脊和岛弧构造环境的特点,既有别于大洋中脊扩张中心,也有别于成熟型弧后盆地,呈现出弧后早期扩张阶段盆地独特的构造环境特征;广泛分布于冲绳海槽的酸性浮岩表现出一定的岛弧环境的特点;酸性浮岩与玄武岩具有同源性,酸性岩是基性的玄武质岩浆经不同程度结晶分异和同化混染作用的产物.      

高温高压微束衍射实验进展及其地学应用

同步辐射X射线微束衍射技术与静态高压装置(包括金刚石压砧设备和大腔体压力机设备)结合运用是研究高温高压下物质晶体结构、相变等的有效方法。金刚石压砧高温高压实验技术的发展体现在:在产生极端高温高压的同时,获得准确的实验温度压力值,采用充装气体传压介质等方法减小压力梯度,采用激光双面加温技术和改进激光光路以减小样品径向和轴向的温度梯度。大腔体压力机高温高压实验技术的发展主要表现在产生更高的实验压力,以及测试过程中使样品在一定幅度摆动以消除晶体生长和择优取向对衍射数据的影响。同步辐射X射线微束衍射技术的发展主要表现在更高亮度和更宽能量范围的同步辐射光源的使用、X射线聚焦技术的发展,以及角色散X射线衍射测试技术的进步。介绍了近年来高温高压微束衍射实验在地球科学领域所取得的一些最新进展,包括硅酸盐超钙钛矿的实验发现,铁的高温高压相变及熔融曲线、SiO2 超斯石英相变、橄榄石尖晶石相—超尖晶石相转变压力的精确测定等研究结果;认为硅酸盐超钙钛矿的进一步深入研究,水对地球深部矿物岩石力学性质及熔融行为的影响,高温高压下物质的化学反应性和地球深部元素的地球化学行为等,是今后高温高压实验研究的重要方向。