滇西洋拉矿区火山岩构造—岩浆类型

羊拉矿区的火山岩形成于石炭纪金沙江裂谷洋盆中段,其构造－岩浆类型有３：早石炭世羊拉岩组的富集型洋中脊拉斑玄武岩;晚石炭世里农岩组的洋岛钙碱性安山岩和洋岛碱性率武岩。各种构造－岩浆类型的形成均与地幔热性相关。     

西准噶尔石炭纪洋中脊俯冲岩浆活动:以玛里雅蛇绿岩为例

玛里雅蛇绿岩位于新疆准噶尔西缘达拉布特断裂东侧的弧前增生楔内,形成于石炭纪,出露岩石类型齐全,其中硅质岩与火山岩相间出露,多表现为非构造接触。地球化学特征表明,它们大致可以分为四个系列:(1)A系列为岛弧英安岩,Th强烈富集,可能有洋壳沉积物参与,高场强元素Nb亏损,与洋壳的俯冲有关;(2)M系列与典型洋中脊玄武岩的稀土元素配分模式一致,不过Ba强烈富集,可能受到俯冲流体的影响;(3)E系列位于地幔序列N-MORB和E-MORB之间,表明它可能是地幔岩浆的混合产物,未受到地幔岩浆源区之外物质的影响;(4)O系列与典型的洋岛玄武岩基本一致,只是Ta、La和Th含量略偏低,但都处于地幔序列范围内,可能与其他岩浆源有轻微的混合。这种岩浆特征与智利洋中脊俯冲环境下所产生的岩浆特征一致;由于西准噶尔晚古生代仍然发生俯冲消减,因此推测玛里雅蛇绿岩可能形成于洋中脊俯冲环境。     

琼西抱板群变质基性火山岩的地球化学特征及其大地构造意义

海南岛抱板群变质基性火山岩的岩石学、地球化学、Sr、Nd、Pb同位素及其形成的大地构造环境的综合研究表明 ,抱板群变质基性火山岩具有洋中脊型拉斑玄武岩和岛弧型拉斑玄武岩的双重特征 ,起源于亏损地幔 ,是古俯冲消减带上部岩石圈地幔楔、自消减带卷入地幔楔地壳物质及俯冲洋壳析出的流体构成的三元混合物部分熔融结果 ,产生于扩张弧后 (或弧间 )盆地环境。地球动力学分析表明 ,古中元古代时 ,海南岛西部可能经历了一次由“开”向“合”转变的构造演化史。     

全球幔源岩Pb-Sr-Nd同位素体系

根据各种同位素数据库得到的3万多个晚古生代以来的幔源岩(包括洋中脊玄武岩、洋岛玄武岩、岛弧火山岩、大陆与大洋溢流玄武岩以及大陆板内玄武岩)Pb-Sr-Nd同位素资料和图解分析,对各类火山岩的源区以及地幔的垂向与横向不均一性问题作了进一步讨论。笔者认为不存在具有公共性质的EM1、EM2和HIMU地幔端员,它们的源区可能来自上、下地幔过渡带,只在局部地区出现,独一无二。PREMA(FOZO)则是洋岛玄武岩和溢流玄武岩公共端员。DUAPAL异常现象不只是在洋中脊玄武岩中出现,在洋岛玄武岩、岛弧火山岩和大洋溢流玄武岩中也存在同步的地球化学分区现象。溢流玄武岩的同位素体系特征表明它们的源区涉及再循环地幔的壳幔混合、岩石圈减压熔融、上—下地幔过渡带和似原始-略亏损的下地幔。Pb同位素体系为鉴别俯冲带的存在提供了更严格的证据,这种鉴别表明,安第斯弧火山作用不是洋陆俯冲带产生的。     

洋岛和洋底高原玄武岩数据挖掘：地球化学特征及其与MORB的对比

本文集合了GEOROC和PetDB两个数据库的资料,对全球洋岛玄武岩(Ocean Island Basalt,OIB)和洋底高原玄武岩(Ocean Plateau Basalt,OPB)数据进行分析研究。OIB和OPB是板内岩浆活动的产物,其形成一般与地幔柱(热点)有关。OPB通常指示地幔柱的头部,温度相对较低;OIB代表地幔柱的尾部,温度较高。我们对OIB的数据研究表明,OIB中的不相容元素并非像先前认为的那么富集,在构造判别图中,OIB和洋中脊玄武岩(Mid Ocean Ridge Basalt,MORB)有很大一部分是重叠的,揭示OIB源区既有强烈富集不相容元素的,也有明显亏损的,甚至还有强烈亏损类似岛弧玄武岩(Island Arc Basalt,IAB)的。OPB是指发育在海洋和大陆边缘的来自地幔的巨量玄武岩,虽然与OIB同属于板内环境,但OPB的地球化学性质更接近富集型洋中脊玄武岩(Enrich Mid Ocean Ridge Basalt,E-MORB),可能具有OIB和MORB之间过渡的特征。研究表明,OIB和OPB的源区除了来自下地幔以外(地幔柱),部分可能来自上地幔,有些还可能与板块消减带物质的再循环作用有关。因此,OIB和OPB的成因不可能只用地幔柱一种模式予以解释,还应当考虑板块活动中其他因素(洋壳再循环、古老陆壳再循环、消减带物质以及水的加入,部分熔融程度、岩浆混合作用、不同地幔端元混合等)的影响。     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段东波蛇绿岩的构造背景特征

西藏东波蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段,由地幔橄榄岩、辉石岩和辉长岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩。岩体的边界出露玄武岩和硅质岩等。地幔橄榄岩中有少量辉石岩和辉长岩的脉岩,宽约1 m,走向北西,与岩体的构造线方向基本一致。各岩相岩石地球化学研究结果表明,东波蛇绿岩的岩相存在较大的差异,玄武岩具有与洋岛玄武岩(OIB)相似的地球化学特征,而地幔橄榄岩中辉石岩、辉长岩脉与洋中脊玄武岩(MORB)相似,形成于洋中脊环境,并受后期俯冲流体作用的改造。东波岩体中二辉橄榄岩具有与深海地幔橄榄岩较一致的轻稀土亏损特征,而方辉橄榄岩和纯橄岩的地球化学特征显示出岩体形成于MOR环境,后受到SSZ环境的改造。东波蛇绿岩的岩石地球化学特征显示其洋中脊叠加洋岛的构造背景。     

西昆仑库地蛇绿岩地质、地球化学及其成因研究

西昆仑库地蛇绿混杂岩由方辉橄榄岩和纯橄榄岩等地幔变质橄榄岩、豆荚状铬铁矿、堆晶橄榄岩、堆晶辉石岩和辉长岩、辉绿岩墙、块状和枕状玄武岩等组成。强亏损方辉橄榄岩为主的地幔岩组合,二辉石的低Al含量和铬尖晶石的高Cr^#,以及岩石的富Mg、Ni和贫Al、Ca特征一致表明地幔橄榄岩类是经较高程度部分熔融后的地幔残余,与消减带之上蛇绿岩中的同类岩石相近。岩石富Rb、Ba、U、Th、LREE,说明地幔残余岩石受到了来自消减带的洋壳重熔组分的混染。堆晶岩以辉石岩和辉长岩为主,可能属PPG系列,指示岩浆是在消减带环境和含水条件下熔融的。辉长岩为低Ti蛇绿岩型,代表洋内弧后盆地早期环境或弧前环境。辉绿岩和玄武岩为洋中脊拉斑玄武岩和岛弧拉斑玄武岩的过渡类型;玄武岩和辉绿岩相比富Ba、Th、LREE,贫Ta,指示玄武岩较辉绿岩更多地受到来自消减带洋壳重熔组分的影响。库地蛇绿岩形成时的古构造环境是消减带之上的弧间或弧后盆地。     

藏东碧土地区古特提斯主洋盆中的亚速尔型洋岛玄武岩

采自藏东碧土蛇绿混杂岩带的据水、学巴和登巴东3条剖面的火山岩样品,主体是碱性玄武岩.常量元素的判别图解表明其构造背景是洋岛.微量元素含量显示出大洋板内玄武岩的特点.稀土元素配分型式表现为一组近于平行的右倾曲线,(Ce/Yb)N值约为6,稀土总量随岩浆分异程度的增高而增加.洋岛总体发育的时间为石炭纪(古特提斯洋盆的全盛期),属亚速尔型洋岛.其中,学巴剖面代表了洋岛形成的初期阶段,其下部有大洋拉斑玄武岩的夹层,稀土配分曲线和微量元素蛛网曲线均落入OIB与E-MORB之间;登巴东剖面则代表了洋岛火山岩发育的晚期阶段,项部有酸性熔岩的夹层,火山岩之上连续沉积有灰岩和砂岩.对这3个亚速尔型洋岛的厘定,结合以前报道的夏威夷型洋岛(瓦浦火山岩),充分说明藏东的古特提斯主洋盆曾是一个开阔的多岛洋,与滇西南昌宁-孟连多岛洋的构造面貌相同.     

全球海山玄武岩数据挖掘研究

海山是一个地貌术语,通常分为出露于海平面以上和淹没于以下的两类。海山具有复杂的成因,可产于各种不同的构造环境,其出露的岩性主要有：洋岛玄武岩（OIB）、大洋中脊玄武岩（MORB）、弧后盆地玄武岩（BABB）、岛弧玄武岩（IAB）和大陆边缘玄武岩（CMB）等。本文的研究表明,CMB 和OIB 的地球化学性质大体相似,但是,二者的成因可能既有相似性,也存在某些差异性。OIB 产于板块内部,属于板内岩浆活动的产物,通常认为与“热点”或“地幔柱”有关;而CMB 则可能是古大陆岩石圈与年轻洋壳发生浅部再循环的结果。所以,除“热点”理论外,古大陆岩石圈和年轻洋壳的浅部再循环在海山和洋岛火山形成过程中也扮演了重要的角色。来自IAB 的样品明显亏损Nb、Ta和富集K、Pb、Cs、Rb等大离子亲石元素,表明IAB 的形成与俯冲作用有关。研究表明,全球可能存在3 种类型的热点：第一类是原生的热点,来自深部地幔;第二类是次生的热点,可能形成在地幔柱的浅部,来自超级地幔柱的上部;第三类来自上地幔,可能是大洋岩石圈伸展的产物。因此,海山的成因不可能用地幔柱一种模式予以解释,还应当考虑板块活动中其他各种因素（洋壳再循环、古老陆壳再循环、消减带物质以及水的加入,部分熔融程度、岩浆混合作用、不同地幔端元混合等）的影响。     

识别洋陆转换的岩石学思路——洋内弧与初始俯冲的识别

阐述了洋陆转化形成的洋内弧与初始弧的岩石组合序列及其地球化学特征,提出岩浆弧是由洋陆转化以及底侵的壳幔转化共同作用形成的认识,前弧环境是洋陆转化形成初生大陆的场所,由特征的类似洋中脊的洋内弧前弧玄武岩类构成。大陆的形成过程如下:从地幔中生长出洋壳,从洋壳中的洋陆转化生长出不成熟的弧陆壳,最后从弧陆壳底侵的壳幔转化中长出成熟的陆壳。这样,地壳的生长和形成主要通过岩浆增生作用来实现。     

新疆西天山巴音沟与蛇绿岩伴生的洋岛玄武岩——主微量元素证据

对巴音沟蛇绿混杂岩内发育的两套玄武岩进行了主、微量元素研究,结果表明,其中一套TiO2的含量较低,在0.81%~1.00%之间,REE含量低,LREE相对于HREE具轻微亏损,稀土元素配分图和微量元素的原始地幔标准化图上呈平坦分布型式,Nb、Ta略亏损,为大洋中脊玄武岩。结合其他微量元素特征,初步认为该玄武岩源于大洋形成的初期,源区是还没有经历大规模岩浆提取阶段的洋中脊玄武岩。另一套玄武岩则具有典型的洋岛玄武岩特征,具有较高的TiO2含量(1.89%~3.14%),富碱质,同时富集LREE和HFSE元素,高Nb、Ta含量,在微量元素原始地幔标准化图上显示明显的Nb、Ta正异常,微量地球化学元素具有EMⅡ型OIB特征。     

复杂的山东昌乐新生代玄武岩辉石岩捕虏体及其岩石圈演化意义

紧邻郯庐断裂带分布的山东昌乐新生代玄武岩含有丰富的辉石岩捕虏体。根据辉石岩的主、微量元素特征,可以将它们大致分为3类。Ⅰ类和Ⅱ类样品的岩石地球化学特征分别与河北汉诺坝-阳原新生代玄武岩中的Cr系列和Al系列辉石岩捕虏体相对应,都属壳-幔过渡带或岩石圈顶部地幔的分离结晶产物,其中Ⅱ类辉石岩还包含有陆壳物质组成,更可能是壳幔过渡带来源。Ⅲ类辉石岩在岩石地球化学特征上与汉诺坝的石榴石辉石岩相似,但不同的样品则分别表现出与洋岛玄武岩或正常洋中脊玄武岩相似的特征。丰富的昌乐玄武岩中辉石岩捕虏体所表现出来的复杂成因来源,与相对简单的上地幔特征相比,该区新生代时的顶部岩石圈地幔和壳-幔过渡带组成异常复杂,说明岩石圈减薄过程中自下而上的新生地幔物质对古老岩石圈的置换作用。     

鄂北大洪山地区～817Ma洋岛玄武岩的发现及意义

最新地质调查发现鄂北大洪山地区存在晋宁期的俯冲增生杂岩,其主体以一套弧前碎屑岩(复理石)为基质,夹大量白云岩、砾岩、硅泥质岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩等岩块,岩块与基质、岩块与岩块之间以断层接触。杂岩中大量的镁铁质岩岩块可能形成于洋中脊、洋内弧、洋岛等不同类型与洋盆演化相关的构造环境,首次报道绿林地区杂岩中一套呈岩块产出的洋岛碱性玄武岩。地球化学方面,绿林地区玄武岩具低K_2O、高TiO_2、Nb/Y=0.88~1.06、轻稀土元素强烈富集、重稀土元素明显亏损等特点,整体与夏威夷洋岛碱性玄武岩的地球化学特征基本一致。绿林玄武岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,17个测点加权平均年龄为(817.1±7.2)Ma(MSWD=3.3),代表绿林玄武岩的形成年龄。因此绿林玄武岩可能代表晋宁期的洋岛碱性玄武岩残块,成岩岩浆来源于富集地幔。绿林洋岛碱性玄武岩与大洪山地区其他洋岛玄武岩类岩石组合可能同是洋盆消减过程中的洋壳物质残余,不同类型洋岛玄武岩的出现是洋盆演化阶段性、复杂性的体现,这些岩石建造的厘定为大洪山存在晋宁期缝合带的观点提供了强有力的证据。     

新疆西部巴楚地区晋宁期的洋岛火山岩

塔里木盆地中部有一条近东西向的重磁高异常带,火成岩露头仅见于西部的巴楚地区。采集25件晋宁期火山岩样品进行研究,地球化学特征表明岩石形成的大地构造背景为洋岛,且可清楚地区分出洋岛碱性玄武岩(亚速尔型洋岛)和洋岛拉斑玄武岩(夏威夷型洋岛),两者反映了洋盆发育的不同阶段。一件晋宁期超基性岩样品显示出岛弧岩浆岩的性质,与塔里木中部地区的闪长岩和花岗闪长岩应同为晋宁期岛弧的记录。它们可能指示一条横贯塔里木盆地中部的晋宁期古缝合线,原称的塔里木板块(克拉通)是由两个原先分隔的地块在晋宁运动时碰撞拼合而形成的,并成为罗迪尼亚超大陆的一部分。该古缝合线在震旦纪-中生代构造活动性较强,尤其是二叠纪-三叠纪的构造-岩浆事件规模较大。据此讨论了晋宁期构造-岩浆活动在认识基底形成、区域演化和油气勘探中的意义。     

新疆东准噶尔阿尔曼太蛇绿岩中玄武岩地球化学特征及其地质意义

阿尔曼太蛇绿岩带位于新疆东准噶尔地区,蛇绿岩中变质橄榄岩、堆晶岩、基性火山岩较发育,层序组合虽受构造破坏,但从总体来看仍是一套组合比较完整的蛇绿岩,岩石变形变质强烈,普遍发生绿泥石化、绿帘石化。蛇绿岩中基性熔岩可分为3种类型,即洋岛玄武岩(OIB)、洋中脊玄武岩(MORB)和岛弧玄武岩(IAT)。其中洋岛玄武岩不属于蛇绿岩成分,是后期卷入蛇绿岩带随其他组分一同构造就位而成;基性熔岩主量和微量元素特征揭示岩浆源于亏损的地幔源区,且存在消减组分加入的交代作用,表明其成因与俯冲作用有关。结合岩石地球化学特征和构造环境判别图解,基性熔岩显示出IAT和MORB兼具并呈现过渡的特点,推断该蛇绿岩的形成与岛弧相关,其形成可能介于洋脊到海沟之间的偏海沟区域。     

大兴安岭北部佳疙瘩组洋岛型玄武岩的发现及地质意义

大兴安岭北部奇乾一带的新元古界佳疙瘩组上部由灰黑色致密枕状玄武岩、含气孔-杏仁状构造的枕状玄武岩夹灰黑色粉砂质板岩、绿泥片岩和灰色薄层大理岩化灰岩组成。枕状玄武岩由斜长石、辉石、绿泥石等组成。地球化学特征表明,岩石为富钠碱性玄武岩,稀土元素总量较高∑REE为107.71×10~(-6)~127×10~(-6),轻稀土富集LREE/HREE为5.15~5.56,(La/Yb)_N为4.44~5.18,δEu=0.86~1.08,稀土元素配分曲线为右倾型。微量元素与MORB相比,富集Ti,Sr、K、Rb、Ba等不相容元素,Y、Yb含量略低于MORB,Y、Yb相对亏损。构造环境判别显示该枕状熔岩形成于大洋板内洋岛环境,佳疙瘩组洋岛玄武岩的发现标志着此时已经有成熟的大洋壳形成;综合玄武岩的地质地球化学特征,认为其源区来自软流圈地幔或与地幔柱组分有关。     

东昆仑南缘布青山构造混杂带哥日卓托洋岛玄武岩地球化学特征及构造意义

东昆仑南缘布青山地区哥日卓托一带出露一套洋岛玄武岩,主要由枕状玄武岩与杏仁状玄武岩组成,空间上与厚层-块状碳酸盐岩及薄层状硅泥岩相伴产出。详细的地质、地球化学特征研究表明,哥日卓托玄武岩SiO2质量分数为44.51%~48.43%,MgO为4.67%~6.99%,Na2O为1.74%~3.72%,TiO2为1.29%~1.85%,与拉斑玄武岩平均值相似。主量元素特征表明其主体属于亚碱性系列拉斑玄武岩,与冰岛拉斑玄武岩或夏威夷群岛喷发早期的拉斑玄武岩特征相类似。哥日卓托玄武岩∑REE为(68.71~133.50)×10-6,LREE/HREE为3.55~5.17,(La/Yb)N为3.07~5.32,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线图呈现轻稀土元素富集右倾型。原始地幔标准化微量元素蛛网图表现出向上大隆起的富集形态。玄武岩微量元素判别表明其形成于洋岛构造环境。岩石成因研究表明陆壳物质对其混染的可能性较小,岩石成分主要受熔融源区控制,并估算其为由地幔源区1%~3%的尖晶石二辉橄榄岩部分熔融的产物。结合前人资料认为该套洋岛玄武岩形成于早石炭世,进一步证明布青山古特提斯洋石炭纪时很可能是一个北缘发育复杂被动大陆边缘而布青山地区发育深水洋盆、洋岛/海山遍布的有限洋盆系统。     

碧口洋岛型火山岩的厘定及其构造意义

通过对碧口铜钱坝南—托河乡南区段变玄武岩的地球化学分析,结果表明该套岩石由碱性和亚碱性的拉斑系列玄武岩组成,岩石的Nb、Ta、Ce含量,Ba/Ce、Ti/Y、Zr/Y值显示了洋岛玄武岩的地球化学特征。N-MORB标准化蛛网图和球粒陨石标准化图解表明,本区洋岛拉斑玄武岩和洋岛碱性玄武岩具有共同的岩浆源区。玄武岩的2Nb-Zr/4-Y、TiO_2-10MnO-10P_2O_5、Ti/Y-Ba/Zr与Ti/Y-Ba/Nb判别图解均表明,本区火山岩产生于大洋板内的构造环境,从而为该地区新元古代出现过洋盆提供了重要证据。     

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。     

北祁连缝合带油葫芦沟玄武岩地球化学特征

对油葫芦沟蛇绿岩中玄武岩进行了地球化学研究, 以探讨其形成环境。油葫芦沟蛇绿岩中玄武岩的主量和微量元素具有低钾富钠的特征, 属低钾(拉斑)系列。玄武岩的球粒陨石标准化稀土元素分配模式图表现为近平坦型, 轻重稀土富集不明显, 属于亏损地幔(N型)。大离子亲石元素(LILE)Rb、K和Sr出现负异常, 高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Hf、Zr无负异常, 表现出大洋中脊幔源岩浆作用的特征。构造环境判别图显示, 油葫芦沟玄武岩属于典型的亏损型大洋中脊玄武岩(MORB)。研究结果表明油葫芦沟蛇绿岩中玄武岩为北祁连洋洋壳的组成部分, 北祁连洋在晚元古代—晚寒武世为典型的大洋中脊环境。