玄武岩在研究岩石圈深部过程及构造背景中的应用

玄武岩在反演地幔物质成分、分析构造环境和岩石圈的深部动力学研究中具有重要意义。系统地综述了玄武岩的成因和岩浆源区性质、利用玄武岩判别地幔类型、玄武质岩浆的演化与大陆动力学关系，以及判别构造环境等方面研究的现状。阐述了研究中存在的问题，提出了今后的研究和发展方向，认为玄武岩研究应在大陆动力学研究中扮演重要角色。     

东昆中构造混杂岩带清泉沟弧前玄武岩地质、地球化学特征及构造环境

东昆中构造混杂岩带东段清泉沟玄武岩岩石源区及构造环境研究具有重要意义.通过对清泉沟玄武岩进行详细的地质、地球化学和构造环境研究,结果表明,该套玄武岩属于亚碱性拉斑玄武岩系列,球粒陨石标准化稀土元素配分图呈现轻稀土元素弱亏损-弱富集的特征,与正常大洋中脊玄武岩（NMORB）和西太平洋IBM弧前玄武岩（FAB）配分特征相似.岩石成因研究表明其源区具亏损地幔特征,且地幔熔融程度比NMORB源区熔融程度较高.构造环境研究表明该套玄武岩形成于大洋初始俯冲阶段的弧前环境.综合区域地质资料,认为东昆中古洋盆至少于中寒武世（510 Ma）之前开始向北俯冲,在俯冲初期形成了清泉沟弧前玄武岩,构成了俯冲带初始弧壳或不成熟洋内岛弧.      

冲绳海槽中部和南部玄武岩的区域性差异及其成因研究

本文从岩石学和岩石化学角度出发 ,对冲绳海槽中部和南部玄武岩样品进行了对比研究。结果表明中部和南部玄武岩均系亚碱性玄武岩 ,其中前者兼具钙碱性系列和拉斑玄武岩系列两种性质 ,后者则主要属拉斑玄武岩系列。根据岩石化学特征命名 ,中部样品主体为石英拉斑玄武岩 ,南部样品则为橄榄拉斑玄武岩。两区海槽玄武岩岩浆均由下伏地幔岩部分熔融而成 ,但源区地幔性质不均一 ,岩浆演化程度各异。中部样品源区地幔性质为过渡型 ,结晶分异程度较高 ;南部样品源于近亏损或富集型的地幔 ,结晶分异程度较弱 ;另外两区玄武岩样品均受到了不同程度的陆壳物质混染。中、南部海槽玄武岩在岩石学、岩石化学方面的差异与源区地幔性质不均一和岩浆演化程度各异有直接关系。海槽玄武岩构造环境属于过渡洋中脊玄武岩 (张性 )与岛弧玄武岩 (压性 )之间 ,代表的仍是海槽早期的岩浆活动。     

化学地球动力学研究进展

化学地球动力学是地球化学与地球动力学之间的交叉学科,是20世纪末期地幔地球化学研究的热点和前沿。随着人们对板片-地幔相互作用机制及其地球化学效应的认识,化学地球动力学研究已经从地幔不均一性本身拓展到具体俯冲板片对地幔成分的影响。这个拓展为我们认识地球内部的运作机制、俯冲带壳幔相互作用和地幔不均一性的尺度等重要科学问题做出了重大贡献。本文系统回顾了大洋玄武岩成因与地壳物质再循环、大洋玄武岩源区的岩石学性质、板块俯冲与大洋玄武岩成因、大陆镁铁质超镁铁质岩成因和板片-地幔相互作用以及花岗岩成因与大陆动力学等方面的突出进展,对化学地球动力学领域存在的重要科学问题和今后的研究方向也提出了建议。     

西藏冈底斯带石炭纪陆缘裂陷作用：火山岩和地层学证据

冈底斯作为重要的中、新生代岛弧岩浆岩带,历来是青藏高原最热门的地质研究领域,但是对晚古生代火山岩的性质及其形成的构造背景仍缺乏研究。本文在区域地质调查资料的基础上,对冈底斯带石炭纪火山-沉积岩系进行了系统的地层学和岩石地球化学研究,测量了重点剖面,对火山岩进行了常量、微量元素和Sr、Nd、Pb同位素地球化学测试。研究表明,石炭系与下伏泥盆系或前寒武系之间普遍存在不整合或岩性、沉积相的突变面,代表重要的构造转换面。石炭纪的沉积环境大致有两次滨海-深海或深水斜坡-滨海沉积演化旋回,深海-深水斜坡沉积或冰海相含砾板岩与两次火山活动伴生。石炭纪火山岩主要为安山玄武岩和英安岩、流纹岩类,略具双峰式火山岩特点。安山玄武岩类的成分与典型MORB和岛弧玄武岩相比,具有MgO含量低,TiO2、Al2O3、P2O5含量高等特点,稀土和微量元素为LREE和LILE富集型分配模式,与大陆拉斑玄武岩相似。石炭纪酸性火山岩的稀土和微量元素地球化学特征与陆内流纹岩相似。岩石地球化学示踪和地层学研究表明,冈底斯带石炭纪为伸展背景下的冈瓦纳陆缘裂陷环境。火山岩的源区地幔具有典型的Dupal异常,发生过复杂的混合作用,涉及到原始地幔、富集地幔EMII和地壳成分等,说明发生过冈瓦纳古陆壳俯冲、再循环进入古老地幔等过程。玄武岩类成分的某些特殊性,可能与源区混合作用有关。     

新生代火山岩的同位素地球化学揭示了位于美国西部地幔的不均匀性

美国西部新生代火山岩的同位素地球化学揭示了地幔源区显著的不均匀性。盆地及火山岩山脉已导出与洋中脊和夏威夷群岛玄武岩相类似的岩浆源。在塞拉后里昂区喷出的岩浆是形成干显著富化并含石榴石非均质地幔。在蛇河平原和黄石公园的双峰式流纹岩——玄武岩地区,还保留有地幔源区原始同位素特征的橄榄石拉斑玄武岩。     

东天山自然铜矿化带玄武岩的起源、演化及成岩构造背景

新疆东天山地区与玄武岩有关的自然铜矿化带位于东天山觉罗塔格构造带内,自西向东有十里坡、黑龙峰、长城山、东尖峰等主要矿(化)点,自然铜矿化主要发育在玄武岩、杏仁状玄武岩及凝灰岩夹层中。本文基于玄武岩的地球化学特征,研究东天山自然铜矿化带玄武岩是否与地幔柱有关、岩浆源区性质、岩浆演化、成岩构造背景等问题。研究显示,东天山自然铜矿化带玄武岩与地幔柱岩浆活动无直接关系,整个天山地区是否存在石炭-二叠纪地幔柱岩浆活动也需要进一步的研究; 玄武岩起源于亏损岩石圈地幔,是演化岩浆的产物; 演化的玄武质岩浆形成后,在岩浆房中或上升至地表的过程中没有发生明显的分离结晶作用,也没有受到明显的地壳物质混染; 与玄武岩对应的地幔橄榄岩平衡原生岩浆演化的高镁岩浆的产物,可能为东天山地区与铜镍硫化物成矿有关的基性-超基性岩,指示这些铜镍硫化物矿床可能与地幔柱岩浆活动也没有关系; 玄武岩形成于新疆北部后碰撞构造阶段的伸展期,是在拉张应力体制下,由于软流圈上涌导致岩石圈地幔部分熔融而形成。     

四川木里地区二叠纪苦橄岩和玄武岩成因及源区性质

前人对峨眉山玄武岩的研究已经取得大量的研究成果,但对于一些关键科学问题如岩浆源区组成、源区温压条件等还存在分歧,或有待进一步探讨。本文报道了四川木里地区二叠纪苦橄岩和相关玄武岩的岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素特征,并进一步探讨了苦橄岩和相关玄武岩的岩浆源区性质、岩浆形成条件。研究表明:四川木里地区二叠纪火成岩主要岩石类型为苦橄岩、高钛玄武岩和低钛玄武岩;苦橄质岩浆来源于地幔柱头部中心的高温区域(地幔柱轴部),岩浆主要起源于石榴石稳定域;高钛和低钛玄武质岩浆来源于地幔柱尾部,高钛玄武质岩浆主要起源于石榴石稳定域,而低钛玄武质岩浆起源于石榴石稳定域和尖晶石稳定域的过渡带;苦橄质和玄武质岩浆在上升过程中都不同程度混染了大陆岩石圈地幔物质,其中低钛玄武质岩浆可能有少量地壳物质的混染。     

内蒙古阿巴嘎旗地区新生代玄武岩基本特征及成因

内蒙古阿巴嘎旗及其以北地区新生代玄武岩是更新世中心式火山活动产生的大陆溢流玄武岩,该区玄武岩以高碱、富钛、贫铝为特征,属于钠质碱性玄武岩系列.源区是软流圈上地幔,玄武岩是部分熔融和分离结晶两种作用的结果.地幔橄榄岩部分熔融产生玄武质岩浆,部分原始地幔岩浆未经变异沿构造通道直接喷出地表形成碧玄岩、碱性橄榄玄武岩;部分原始地幔岩浆在上升过程中因停顿,原始地幔岩浆发生橄榄石分离结晶作用,部分橄榄石从岩浆中析出,最终岩浆喷出地表形成橄榄拉斑玄武岩.研究该区新生代玄武岩基本特征,探讨岩浆起源和岩石产生的构造环境对认识该区岩石圈地幔和软流圈性质具有重要意义.     

峨眉地幔柱-岩石圈的相互作用:来自低钛和高钛玄武岩的Sr-Nd和O同位素证据

蛾眉山玄武岩总体具有较高的^87Sr／^86Sr比值和较低的εNd(t)值，并具有富集地幔源区的特点。而低钛玄武岩(LT)与高钛玄武岩(HT)间又表现出一定的差异性，即早期低钛玄武岩(LTl)的^87Sr/^86Sr比值最高(0．7063—0．7078)，而其εNd(t)最低(—6．74-—0．34)：晚期高钛玄武岩(HT)具有最低的^87Sr/^86Sr比值(0．7049—0．7064)和最高的εNd(t)值(—0．71—1．5)。蛾眉山低钛玄武岩中单斜辉石的氧同位素变化范围为6．2‰-7．86‰，高于洋岛拉斑玄武岩的平均值5．4‰。研究样品较地幔岩石偏高的δ^18O值说明在其形成和演化过程中有壳源物质的参与。结合前人的研究成果和对元素地球化学的研究认为，壳源物质可能主要来自于新元古代富集的扬子西缘次大陆岩石圈地幔。地幔柱—岩石圈的相互作用过程中表现在时间和空间的系统变化，即早期西岩区形成含大量壳源组分的低钛玄武岩，晚期为壳源组分相对较少的高钛玄武岩。空间上低钛玄武岩仅分布在西岩区，而中、东岩区皆为高钛玄武岩。壳源组分随着时间演化逐渐减少，在空间上由西而东也逐渐减少。表明蛾眉山火成岩省形成早(主)期地幔柱头卷入并熔融了较多交代富集的次大陆岩石圈物质，晚期则有较少的壳源物质参与。建立了蛾眉地幔柱与大陆岩石圈作用的工作模型。     

湘南汝城盆地火山岩岩石地球化学及其成因意义

汝城盆地基性火山岩系由辉绿岩、玄武岩和玄武质火山碎屑岩组成，属于低钾拉斑玄武岩系。基性火山岩系具有同一岩浆源区。岩石微量元素出现弱的LILE富集和Ta，Nb，Ti的亏损。强不相容元素比值反映岩浆源区明显偏离原始地幔组分，具有富集型异常地幔岩浆源区特征。岩浆源区同时受到地壳物质混染和来自先前消减残留板片流体或熔体交代的双重改造作用。在陆内拉张构造条件下富集型异常地幔岩浆源区的部分熔融是制约汝城盆地基性火山岩形成的主要因素。     

同位素地球化学在峨眉山大火成岩省研究中的应用现状与进展

系统总结分析了峨眉山大火成岩省的同位素地球化学研究成果。总结前人研究资料中大量峨眉山大火成岩省（ELIP）中玄武岩和侵入体的同位素年龄数据,并结合生物地层学特征,确认我国西南峨眉山大火成岩省中的各个岩石单元的形成时代为251~263 Ma,其中基性-超基性侵入岩体形成于约259 Ma,而作为峨眉山大火成岩省主体的峨眉山玄武岩系形成于251~253 Ma。Sr-Nd、Re-Os、Lu-Hf及O同位素地球化学数据表明峨眉山大火成岩省的源区为地幔柱或者大陆岩石圈地幔(SCLM),其中峨眉山玄武岩与富含Fe-Ti氧化物基性侵入体的Sr-Nd同位素特征相似,具有与OIB相似的同位素性质;而含Cu-Ni硫化物的基性-超基性岩体的同位素特征接近地壳物质,可能与地壳混染作用有关。     

皖东上第三系玄武岩的非均一、富集型地幔源区─—锶钕同位素证据

本文对皖东郯庐断裂带东侧嘉山—来安地区广泛发育的上第三系玄武岩进行了研究。在以往工作的基础上对该区作了系统的同位素和微量元素地球化学研究；对皖东玄武岩的成因及其地幔源区性质加以探讨。为论证该区存在非均一的富集型地幔提供了地球化学证据。     

云南省丽江-宾川地区二叠纪玄武岩地球化学特征及其构造背景研究

在峨眉山大火成岩省中,宾川-丽江地区的溢流玄武岩厚度最大,发育较为完整.该区岩石ω(SiO2)(36.72%～51.44%),微量元素中不相客元素如大离子亲石元素K,Rb,Cs,Ba,Th富集;高场强元素Ta,Nd,Hf,Zr以及LREE含量低.它们的岩石地球化学性质呈现递变性,富集轻稀土和大离子亲石元素,具有与洋岛玄武岩相似的地球化学特征,为板内拉张玄武岩.通过对其进行岩石学和地球化学研究,系统分析该区玄武岩岩石地球化学及其岩浆活动特征.认为研究区玄武岩可划分为3个系列:高镁(ωMgO=12.3%～14.3%)、低镁(ωMgO=2.48%～7.53%)和过渡系列(ωMgO=10.4%～11.3%)火山岩.高镁系列玄武岩岩石接近原始岩浆的组成,岩浆源区可能为下地慢,形成深度大,源区地幔部分熔融比例小;低镁系列玄武岩受到较强的地壳混柒作用的影响,显示出富集岩石圈地幔或地壳物质的参与,形成深度浅,熔融比例较大,可能有地壳物质混染;过渡系列介于前两者之间.根据玄武岩大地构造环境判别图解,确定玄武岩形成于大陆拉张环境,与地幔柱活动有关.     

川西康定—丹巴地区新元古代基性岩墙成因及源区性质

提要：扬子地块西缘新元古代岩浆岩分布广泛,目前对其成因和构造背景的认识还存在很大争议。本文报道了川西康滇裂谷北段康定—丹巴地区新元古代基性岩墙的岩石学、元素地球化学和Sm-Nd同位素特征,探讨其岩石成因、岩浆源区性质和岩浆熔融深度。结果表明岩石样品属拉斑系列,形成于板内裂谷环境,岩浆在上升侵位过程中受到了初生岛弧地壳物质不同程度的混染。岩浆起源于亏损地幔源区,是尖晶石地幔橄榄岩部分熔融的产物,很可能与导致Rodinia超级大陆裂解的新元古代地幔柱事件有关。     

西秦岭-松潘构造结古洋地幔地球化学特征及构造归属探讨

西秦岭-松潘构造结是中国大陆中重要的构造转换域,为探讨不同陆块及古洋幔的构造归属提供了非常有利的条件。该构造结早古生代蛇绿岩单元内变质玄武岩的地球化学特征表明:其源区不具有高场强元素(HFSE)相对于大离子亲石元素(LILE)亏损的特征;稀土元素(REE)及其它不活泼元素特征表明蛇绿岩形成于与岛弧无关的环境。变质玄武岩的 Sr 同位素组成受到海水热液蚀变或后期变质作用的影响而有所改变。Nd-Pb 同位素组成特征表明其地幔源区具有典型的印度洋MORB 型同位素组成特征(传统意义上的"Dupal"异常),从而说明其地幔源区属于原特提斯构造域。西秦岭-松潘构造结古洋幔构造归属的研究不仅为研究该构造结内各微陆块构造归属提供重要的约束,也为研究有关陆块间造山带的性质、发展与演化提供了动力学背景。     

西昆仑奥依塔格石炭-二叠纪岩浆岩:弧后盆地的产物?

目前对西昆仑石炭-二叠纪火山岩分带性、形成环境、深部地幔源区特征还缺乏较好的约束。在区域地质填图、综合研究的基础上,将西昆仑石炭-二叠纪岩浆岩空间上分为南带、北带。本文展示了北带岩浆岩集中出露的奥依塔格地区玄武岩、辉绿岩、辉长岩的地球化学和Sr、Nd、Pb同位素以及与辉长岩共生的斜长花岗岩的锆石LA-ICP-MS测年数据,以约束该区基性岩形成的时代、构造环境和地幔源区特征,同时与库地玄武岩、阿羌基性火山岩进行了比较。目前的数据表明:(1)斜长花岗岩单颗粒锆石LA-ICP-MS测年得到313.6±1.6Ma、291.6±1.7Ma两组年龄,后者代表斜长花岗岩和辉长岩的侵位时代,前者可能代表玄武岩的年龄。(2)球粒陨石标准化稀土元素配分模式图中,玄武岩显示轻稀土略富集的向右缓倾模式,辉绿岩、辉长岩均为轻稀土略亏损的近平坦型;原始地幔标准化微量元素值均表现为大离子亲石元素相对富集,Nb、Ta谷明显,高场强元素中后半部分呈平坦型模式。(3)地球化学指标显示奥依塔格一带基性岩未受到或很少受到地壳物质混染,样品的Nd、Pb组成可以用来代表地幔源区的成分特点,Nd-Pb、Pb-Pb图解显示其代表的地幔源区具有"Dupal"异常,并于金沙江蛇绿岩中玄武岩代表的地幔源区有较高的一致性。(4)综合岩石地球化学、沉积组合认为奥依塔格基性岩形成于弧后盆地构造环境,区域对比,指出它与库地一些克沟组玄武岩、于田县阿羌组火山岩同为康西瓦-麻扎混杂岩带代表的洋盆向北俯冲,引发弧后盆地扩展的结果。     

福建新生代碱性超基性火山岩地球化学特征及构造意义

为了解福建新生代地幔性质和大地构造背景,对柳城玻基辉橄岩进行系统的年代学和元素地球化学研究。岩石为碱性超基性岩,形成于12.6Ma,富Mg、Fe和贫碱性质,以富集LILE、HFSE、Nb与Ta正异常为特征,强烈富集LREE,相对亏损HREE,(La/Yb)N＝35.1~36.2,δEu＝0.98~1.00,微量元素特征与洋岛玄武岩(OIB)类似。微量元素地球化学特征表明,该岩石是地幔橄榄岩低度部分熔融的产物,成岩过程没有地壳混染;源区地幔具有HIMU性质,由软流圈地幔、脱水洋壳与残留岩石圈地幔混合组成,表现出富集的特征;柳城玻基辉橄岩形成于大陆裂谷环境。与新生代玄武岩进行对比研究表明,中国东南部地幔组成存在多个地幔端元成分。     

广西涠洲岛晚新生代玄武岩地幔源区及岩浆成因

涠洲岛作为我国最年轻的第四纪火山岩岛,其火山活动表现出多期、多旋回和多喷发中心的特征,但其地幔源区特征和岩浆成因依然存在争议。本文对涠洲岛玄武岩开展了详细的矿物学和全岩主、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素研究,以揭示其地幔源区特征和岩浆成因。涠洲岛玄武岩主要为碱性玄武岩,在岩浆上升过程,几乎未受到地壳物质的混染,经历了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用。轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)亏损,轻、重稀土强烈分馏((La/Yb)N=14.42～28.64),Nb、Ta明显正异常,显示出与洋岛玄武岩(OIB)相似的微量元素和Sr-Nd-Pb同位素特征。Sr-Nd-Pb同位素比值变化较均一,且呈现出亏损地幔端元(DM)与富集地幔端元(EM2)的二元混合趋势。其中,EM2端元可能源于海南地幔柱。Sr/Sr*(1.21～2.36)和Eu/Eu*(1.01～1.11)正异常,指示源区存在再循环辉长岩洋壳组分。结合已有的地震层析成像结果和岩石地球化学数据,得出南海及周缘地区的晚新生代玄武岩的形成受控于海南地幔柱。伴随着海南地幔柱的上升,再循环的辉长岩洋壳经部分熔融与地幔橄榄岩反应生成石榴石辉石岩(贫硅辉石岩),石榴石辉石岩和未反应的地幔橄榄岩混合部分熔融形成涠洲岛玄武岩。     

塔源地区变辉长岩岩石化学地球化学特征及成因

塔源地区变辉长岩岩石化学主要表现为碱性玄武岩系列特征,但Al₂O₃含量多大于16%,又表现为钙碱性高铝玄武岩的特征.不活动元素投图,样品进入大洋岛碱性玄武岩区.稀土元素及微量元素地球化学型式均表现为富集型,与作为现代E型富集地幔的代表——亚速尔台地的玄武岩特征相似,但Nb、Ta的亏损又类似岛弧火山岩的特征.综合分析塔源地区地质与构造特征,认为塔源变质辉长岩形成于边缘海环境,其源区为E₁型富集地幔.