花岗岩类与大陆地壳生长初探——以中国典型造山带花岗岩类岩石的形成为例

本文主要基于东昆仑造山带、秦岭造山带、兴蒙造山带、阿尔泰造山带、燕山造山带以及华南过铝花岗岩带等花岗岩类形成的研究成果,讨论中国大陆内几个造山带的花岗岩类形成与大陆地壳生长方式和过程,我们的初步认识是:软流圈(对流地幔)的热和物质向大陆的输入(input)是大陆地壳生长和再改造的根本.大陆地壳的形成演化和再改造(reworking)主要通过岩浆作用完成,岩浆的形成、运移和定位是大陆地壳生长的基本过程.幔源玄武质岩浆底侵(underplating)于大陆地壳底部和内侵(intraplating)于地壳内部,是软流圈注入大陆的基本形式.造山带镁铁质下地壳的拆沉作用是致使陆壳总组成为中性火成岩(安山岩和闪长岩,或粗面安山岩和二长岩质的)的主要原因.收缩挤压构造作用使陆壳加厚达≥50 km,是诱发镁铁质下地壳拆沉作用的必需条件.火成岩构造组合及其时间序列是识别大陆地壳从软流圈地幔中分出,直至最终形成的过程的关键记录.     

地幔及地幔喷流柱构造

实验模拟自然地幔是层圈状的。地幔在地球演化中起着关键作用。地球地壳是地幔超镁铁质和镁铁质岩浆固化形成的。安山质大陆地壳是由于地幔派生岩浆供热使镁铁质地壳增生，后期再造形成的．在幔一核边界由地幔熔体派生的喷流柱是从较深地倒传导热的主要媒介，地幔喷流柱在大陆和大洋都可以发生。“幔柱构造”认为一直俯冲到核慢界面的冷板片所构成的巨岩块是形成地幔对流的控制因素。关键词：地幔地幔喷流柱幔柱构造了解地慢成分和地慢对流之间的关系，了解大陆及海洋地壳相互作用，是现代岩石学和地球化学的主要任务之一。现在人们所认识的…     

青藏高原巨厚地壳：生长、加厚与演化

大陆地壳约占地表面积的40%, 其成因与生长, 是一个关乎人类生存和资源供给的基础地学问题。人们普遍认为, 大洋俯冲通过岛弧拼贴和幔源岩浆底侵形成造山带新生陆壳，大陆碰撞过程只对现存地壳进行再造，不产生新生地壳。青藏高原经历古/新特提斯大洋俯冲和印 亚大陆强烈碰撞, 拥有全球最厚的陆壳(65~80km), 是研究大陆地壳的形成、生长、加厚、演化与保存的天然实验室。我们研究表明, 古/新特提斯大洋的相继俯冲消减, 产生多期次的幔源镁铁质弧岩浆(270~66Ma), 在弧地壳下部底侵和上部侵位, 导致地壳侧向加积和垂向生长并加厚约10km。在同(软)碰撞期(65~41Ma), 印度大陆岩石圈俯冲导致俯冲前缘的洋壳板片回转和断离, 诱发软流圈地幔熔融及其幔源岩浆上升侵位, 在冈底斯碰撞带形成新生地壳, 并导致地壳加厚6~9km。在晚(硬)碰撞期(40~26Ma), 冈底斯碰撞造山带内不同地壳块体(地体)间发生逆冲叠覆, 导致中深层次地壳缩短加厚10~20km; 在碰撞带的后陆区, 印度大陆岩石圈地幔俯冲诱发软流圈沿地幔通道上涌, 侵蚀和吞噬地幔岩石圈, 并诱发其部分熔融, 向地壳注入大量幔源镁铁质岩浆, 形成新生地壳, 维持高原生长。在后碰撞期(<25Ma), 碰撞带和后陆区均发生地壳伸展与有限减薄, 伴有新生地幔组分少量注入和高原陆表强烈剥蚀。粗略估计：形成并保存于大陆碰撞造山带的新生地壳量占整个陆壳的28%, 大洋俯冲与大陆碰撞分别为青藏高原贡献了75%和25%的新生地壳。我们提出, 青藏高原巨厚地壳的形成发育, 实际上是幔源岩浆向地壳注入添加与中下地壳缩短加厚连续或交互作用的结果。伴随大洋俯冲与大陆碰撞, 巨厚地壳物质组成发生以新生地壳形成和古老地壳再造为特征的动态演变。镁铁质新生下地壳的大规模重熔与长英质岩浆大量侵位可能是巨厚地壳长英质化的主要机制。     

莫霍面,下地壳与岩浆作用

美国地质学会近期在意大利北部阿尔卑斯山区召开的关于地壳分异作用的Ｐｅｎｒｏｓｅ会议,以Ｉｖｒｅａ带大陆地壳剖面为样板,讨论了与大陆生长和演化有关的主要过程。文中结合会议情况,评述了岩浆作用与大陆生长、莫霍面演化和地壳动力学的关系。大陆壳特有的成分和大的花岗岩基的形成,要求下地壳有大体积的基性超镁铁质岩存在。这样的基性超镁铁质岩,既可能代表囤积在下地壳的幔源岩浆,也可能是幔源岩浆分异的堆积岩,或是在壳内分异作用过程中产生出花岗质熔体后的残余体。在伸展构造区,幔源岩浆的底侵作用强烈地影响了大陆壳的结构、组成和热状态,而在陆陆碰撞带,由于地壳加厚,下地壳的基性超镁铁质岩石会转变为“榴辉岩”,促进地壳沉没作用和下地壳拆沉作用。由于地壳岩石的榴辉岩相变质作用,地球物理莫霍面与壳幔边界可能并不对应。莫霍面和地壳对岩浆的密度过滤作用,又控制了大陆壳中岩浆的侵位和演化。     

碰撞后岩浆作用与陆壳生长：以柴北缘超高压变质带为例

碰撞后岩浆活动对于了解造山带垮塌和去根过程及陆壳生长具有重要意义.总结了柴北缘超高压变质带中形成于400～360 Ma的碰撞后花岗岩-辉长岩侵入体和镁铁质岩脉的年代学和地球化学特征.其中，花岗岩侵入体具有典型的I-型花岗岩特征，形成于壳幔相互作用的岩浆混合.来自地幔的镁铁质岩脉可以划分为两组：（1）392～375 Ma中基性岩脉；（2）约360Ma超基性岩脉.其地球化学特征表明，镁铁质岩脉的微量元素和同位素随形成时间的变新而逐渐亏损，地幔源区从岩石圈地幔变为软流圈地幔.这种源自地幔的镁铁质岩浆活动是碰撞后岩浆活动开始和造山带垮塌的关键指标.结合碰撞后岩浆作用的特征，提出了一个地球动力学模型来解释柴北缘约35百万年（Ma）的造山带垮塌去根过程，在395～375 Ma发生缓慢的岩石圈地幔侵蚀，360 Ma前岩石圈发生拆沉作用，岩石圈地幔垮塌，同时软流圈地幔上升.地幔岩浆的加入表明碰撞后阶段是大陆生长的重要时期.     

辽东-胶东半岛三叠纪镁铁质岩浆岩:记录从洋壳俯冲到大陆碰撞的构造转换

大陆碰撞造山带中出露的镁铁质岩浆岩,特别是形成于洋陆转换和大陆碰撞关键时期的镁铁质岩浆岩,对理解从大洋俯冲到大陆碰撞化学地球动力学过程的转变,以及发展板块构造理论具有重要意义.本文通过对苏鲁造山带和华北东南缘(胶东和辽东地区)三叠纪镁铁质岩浆岩同位素年代学和地球化学的系统总结,概括出从大洋俯冲到大陆碰撞过程中古洋壳和大陆地壳物质再循环的岩石地球化学记录.早-中三叠世洋岛型镁铁质岩浆岩属于同碰撞岩浆岩,具有洋岛型微量元素特征和弱富集的放射成因同位素组成,记录了先前俯冲古特提斯洋壳来源的熔体与上覆地幔楔橄榄岩的相互作用;晚三叠世岛弧型镁铁质岩浆岩属于同折返岩浆岩,具有弧型微量元素特征和相对富集的放射成因同位素组成,记录了随后俯冲的华南陆壳来源的熔体与上覆华北岩石圈地幔之间的相互作用.因此,辽东-胶东半岛三叠纪镁铁质岩浆岩记录了大陆俯冲带不同类型的壳幔相互作用及其形成的化学动力学过程.     

渤海湾盆地晚中生代以来伸展模式及动力学机制

通过分析盆地区大陆伸展模型参数、火成岩地球化学特征时空演化、岩石圈分层伸展几何学和运动学、应力场-变形场的匹配和演化,文章对渤海湾盆地晚中生代以来伸展断陷的动力学过程进行了系统讨论。晚中生代,盆地北、西部以变质核杂岩模式伸展,南、东部以宽裂陷模式伸展;在岩石圈伸展过程中,地壳变形方式为简单剪切,岩石圈地幔变形方式为纯剪切;盆地处于洋壳俯冲背景下弧后伸展区,盆地及西、北部隆起区岩石圈地幔为EM1型,而南、东部隆起区受扬子板块俯冲改造成类似EM2型;盆地变形的力源为板块相对运动产生的引张力,以及郯庐断裂的走滑作用。新生代,渤海湾盆地以窄裂陷模式伸展,地壳和岩石圈地幔变形方式均为纯剪,但岩石圈地幔伸展强度大于地壳;盆地处于大陆内裂谷环境,软流圈地幔上涌并改造岩石圈地幔,且盆地裂陷的力源以软流圈地幔上涌产生的引张力为主。     

大陆板片-地幔相互作用:来自大别造山带碰撞后安山质火山岩的地球化学证据

俯冲到地幔深度的地壳物质不可避免地在板片-地幔界面与地幔楔发生相互作用,由此形成的超镁铁质交代岩就是造山带镁铁质火成岩的地幔源区.因此,造山带镁铁质火成岩为研究俯冲地壳物质再循环和壳-幔相互作用提供了重要研究对象.为了揭示俯冲陆壳物质再循环的机制和过程,对大别造山带碰撞后安山质火山岩开展了元素和同位素地球化学研究.这些安山质火山岩的SIMS锆石U-Pb年龄为124±3~130±2 Ma,表明其形成于早白垩世.此外,残留锆石的U-Pb年龄为中新元古代和三叠纪,分别对应于大别-苏鲁造山带超高压变火成岩的原岩年龄和变质年龄.它们具有岛弧型微量元素特征、富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,以及变化的且大多不同于正常地幔的锆石δ18O值.这些元素和同位素特征指示,这些安山质火山岩是交代富集的造山带岩石圈地幔部分熔融的产物.在三叠纪华南陆块俯冲于华北陆块之下的过程中,俯冲华南陆壳来源的长英质熔体交代了上覆华北岩石圈地幔楔橄榄岩,大陆俯冲隧道内的熔体-橄榄岩反应产生了富沃、富集的镁铁质地幔交代岩.这种地幔交代岩在早白垩世发生部分熔融,就形成了所观察到的安山质火山岩.因此,碰撞造山带镁铁质岩浆岩的地幔源区是通过大陆俯冲隧道内板片-地幔相互作用形成的,而加入地幔楔中长英质熔体的比例决定了这些镁铁质岩浆岩的岩石化学和地球化学成分.      

罗迪尼亚超大陆聚合在华南陆块北缘的镁铁质岩浆岩记录

超大陆的聚合必然伴随着从大洋俯冲、弧陆碰撞到陆陆碰撞等一系列板块汇聚和造山过程,这些不同阶段的俯冲和汇聚过程会产生不同特征的岩浆岩记录.华南陆块是新元古代罗迪尼亚超大陆的重要组成部分,在这个超大陆聚合过程中有格林维尔期洋壳俯冲及其伴随的壳幔相互作用.总结了华南陆块北缘记录的罗迪尼亚超大陆聚合不同阶段发生的岩浆活动,比较了其产物的地球化学特征,探讨了它们对应的构造环境.华南陆块北缘900~950 Ma的岩浆活动产物以镁铁质岩浆岩为主,伴随有少量斜长花岗岩,为洋壳俯冲作用的产物.当洋壳俯冲到大陆边缘之下形成安第斯型俯冲带,古老陆源沉积物也被携带进入俯冲带,由此部分熔融产生的含水熔体交代上覆地幔楔形成极度富集的造山带岩石圈地幔,其在新元古代中期发生部分熔融形成具有极负锆石ε_Hf（t）值的镁铁质岩浆岩.因此,在罗迪尼亚超大陆聚合过程中地幔楔被交代形成镁铁质-超镁铁质交代岩,其中一部分在俯冲阶段就发生部分熔融形成大洋弧或大陆弧镁铁质岩浆岩,另一部分在俯冲之后由于大陆裂断引起造山带岩石圈拉张使其与上覆地壳一起部分熔融形成双峰式岩浆岩.      

滇西金沙江-红河构造带鲁甸始新世煌斑岩成因及动力学背景

前人对金沙江-红河构造带上的煌斑岩研究工作主要集中在南段哀牢山地区.对构造带中段鲁甸地区新发现的煌斑岩脉进行了锆石U-Pb年代学和全岩地球化学研究.结果表明,煌斑岩形成时代为始新世末期,与滇西新生代富碱斑岩高峰期一致.鲁甸煌斑岩具有高钾、富碱、高Mg#,富集大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE）,亏损高场强元素（HFSE,尤其是Ta-Nb-Ti）的特征.其岩浆源区为受俯冲流体和熔体交代的岩石圈地幔,源区组分为含金云母的尖晶石相方辉橄榄岩.结合同期的镁铁质火山岩和富碱斑岩研究成果,滇西区域的岩石圈地幔富集过程可能为元古宙时期与罗迪尼亚超大陆聚合相关的俯冲作用.始新世时期,在印度和亚洲大陆碰撞过程中,金沙江-红河构造带的富集岩石圈地幔发生拆沉或对流减薄,软流圈物质上涌,引发富集的岩石圈地幔部分熔融,形成本期煌斑岩岩浆作用.      

华南新元古代地壳生长和再造:皖南花岗闪长岩地球化学、锆石U-Pb定年和Hf-O同位素证据

大陆岩石圈地幔及其上覆地壳部分熔融可能是壳幔物质转换的主要途径,地幔超级上涌事件与地壳幕式生长之间可能存在时间和空间上的对应关系.     

拆沉作用(delamination)及其壳—幔演化动力学意义

拆沉作用导致下地壳和岩石圈地幔下沉，相应软流圈上涌至壳—幔边界，使下地壳、岩石圈地幔和软流圈三者发生物质交换，引起岩浆作用、山脉隆升、伸展、垮塌，形成坳陷盆地，并最终使大陆地壳向长英质方向演化，产生与其它行星不同的、独一无二的中性安山质或英云闪长质成分。拆沉作用是对经典板块构造理论的重要补充与完善     

下地壳基性麻粒岩流变强度实验研究

镁铁质基性麻粒岩被认为可能是大陆下地壳的主要组成岩石[1,2],涉及当前地球动力学研究中地壳变形和高原隆升,壳幔边界的力学耦合与拆离,底侵和拆沉作用等一系列地球动力学问题阳[3,4],具有重要的地球动力学意义.大陆下地壳的流变学性质是我们深入认识这些地球深部过程的关键点之一.     

赣北晚中生代岭上超镁铁岩的岩石成因：年代学与地球化学制约

华南内陆在晚中生代发生了广泛的岩石圈伸展减薄事件,赣北新余地区的岭上超镁铁岩体形成于(120.8±1.4)Ma的早白垩世晚期,其作为钦杭结合带东段早白垩世幔源岩浆活动的记录,是研究华南中部晚中生代地幔属性及地球深部动力学过程的良好对象。在系统分析岭上超镁铁质岩的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素和元素地球化学特征的基础上,探讨了该超镁铁质岩的源区特征及其所反映的大地构造背景。数据表明,岭上超镁铁岩在形成过程中未遭受明显的地壳混染,其MgO含量集中且与Ti O2、Al2O3、Ni、Th等元素之间不存在明显的线性关系,反映该岩体未发生显著的结晶分异作用。但Mg#的变化范围和La-Sm分异程度反映堆晶作用和部分熔融可能对岩浆演化有所影响。稀土和微量元素(如Nb、Ta、Zr、Hf等)特征类似于板内玄武岩(OIB),低SiO2、高Ti、高Fe/Mn比值和Ni等特征均显示与软流圈地幔关系密切。但锆石εHf(t)(6.83～11.41)未达到亏损地幔的程度、Nb/Ta比值接近于岩石圈地幔值,且在相关元素图解中具尖晶石橄榄岩地幔源区低程度部分熔融的特征。反映岭上超镁铁岩可能是晚中生代陆内伸展背景下,上涌的软流圈物质与富集岩石圈地幔相互作用并发生部分熔融,深部超镁铁质岩浆沿构造薄弱带快速侵位的产物。     

湘赣地区中生代镁铁质岩浆作用与岩石圈伸展

综合分析了华南内部中生代 (178～ 80Ma)镁铁质岩石的年代学和元素同位素地球化学特征。研究表明区内主要发育 4期镁铁质岩浆活动 :2 2 0Ma± ,175Ma± ,12 0～ 15 0Ma ,80～ 90Ma ,其中 2 2 0Ma仅在道县发育辉长岩包体。地球化学上区内 175Ma左右的宁远太阳山和赣中项家碱性玄武岩和 80～ 90Ma的镁铁质岩石主要表现为Hawaii OIB玄武岩的元素同位素地球化学特征 ,而175Ma的其他镁铁质岩石表现为岩石圈地幔属性。 12 0～ 15 0Ma的镁铁质岩石则介于岩石圈地幔端员与软流圈地幔端员之间。时、空上表现为以郴州—临武断裂为界 ,西侧自 170Ma左右的EMI型为主向 80～ 90Ma的OIB型为主迁移演化 ,而东侧则自老而新自EMII型 (175Ma)为主演变为以OIB型 (80～ 90Ma)为主。上述资料暗示区内至少存在 4期强烈的岩石圈减薄作用 ,软流圈物质上涌和岩石圈伸展减薄是华南中生代岩浆作用形成的主要机制。但 2 2 0Ma左右的伸展减薄范围局限 ,而较大规模的岩石圈伸展减薄和软流圈上涌始于 178Ma ,其形成可能与华南印支造山作用的后造山 (或后碰撞 )拉张裂解地球动力学背景有关。同时也暗示郴州—临武断裂可能是界定中生代EMI型扬子岩石圈和EMII型华夏岩石圈地幔的重要边界。     

记载了早中生代壳幔演化的赤峰-凌源地质走廊

本文从内蒙赤峰至辽西凌源南北近200km的地质走廊中,选择早中生代(237～206 Ma)形成不同深度、不同产状的8种火成岩作为研究对象,探讨早中生代华北克拉通北缘的地质演化.这8种岩石包括:火山岩、岩墙群和闪长岩、碱性花岗岩、碱性杂岩、镁铁质麻粒岩、堆晶岩及其捕获的地幔岩包体.研究表明,在底侵作用的背景下,华北早中生代发生了强烈的壳幔相互作用和岩石圈地幔富集过程,伴随早中生代大陆地壳的增生和深部结构的调整,地表相应出现快速的差异抬升和剥蚀.     

扬子板块西缘新元古代典型中酸性岩浆事件及其深部动力学机制:研究进展与展望

华南板块发育有巨量新元古代岩浆岩，因而是研究罗迪尼亚（Rodinia）超大陆演化期间华南板块地幔属性、地壳演化和壳幔相互作用最理想的场所。虽然在扬子西缘新元古代镁铁质和酸性岩浆作用方面已有大量的研究，但是在系统研究中酸性花岗岩类所代表的不同深部动力学意义的方面还较为薄弱。文章基于团队近期对于扬子板块西缘新元古代典型花岗岩类的研究成果，系统揭示不同深度层次的岩浆作用。最新研究支持扬子西缘新元古代受控于俯冲构造背景，除发生俯冲流体和板片熔体交代地幔作用外，最新识别的ca.850~835 Ma高Mg#闪长岩指示俯冲沉积物熔体也参与了地幔交代作用。Ca.840~835 Ma过铝质花岗岩的发现说明扬子西缘新元古代时期不仅存在新生镁铁质下地壳的熔融，也发生了俯冲背景下成熟大陆地壳物质的重熔。Ca.780 Ma Ⅰ型花岗闪长岩-花岗岩组合揭示了俯冲阶段后期板片回撤断离后软流圈地幔瞬时上涌引发的不同地壳层次的岩浆响应。从ca.800 Ma的增厚下地壳来源的埃达克质花岗岩到ca.750 Ma的酸性地壳来源的A型花岗岩的出现，表明扬子西缘新元古代时期经历了俯冲有关的地壳增厚到俯冲后期弧后扩张背景下的区域性地壳减薄。      

印度-亚洲大陆碰撞过程中新特提斯洋岩石圈的命运

印度-亚洲大陆碰撞之后的新特提斯洋板片的断离过程及其产生的岩浆作用一直是青藏高原南部地质研究中受到广泛关注但存在极大争议的问题.分析了青藏高原南部拉萨地块上新特提斯洋板片断离存在的问题，总结了目前用于限制板片断离过程的岩石学方法.对拉萨地块南部典型地区早新生代镁铁质岩石开展了详细的地质年代学、主微量元素和Sr-Nd-Hf同位素地球化学分析，厘定了~57 Ma和~50 Ma与新特提斯洋板片断离过程密切相关的两套岩石.~57 Ma的镁铁质岩石显示出高的Zr/Y和Ti/Y比值，不同于拉萨地块南部广泛分布的岛弧岩浆地球化学特征，表明它们形成于板内伸展背景下，很可能代表了新特提斯板片断离的开始.~50 Ma的镁铁质岩石为富闪深成岩，反映了印度-亚洲大陆碰撞后南拉萨地块岩石圈中的富水环境，暗示大洋板片断离后仍然持续释放流体至上覆岩石圈地幔中.结合拉萨地块上已有的镁铁质岩石的年代学和地球化学数据，重建了新特提斯洋在印度-亚洲大陆碰撞之后从初始撕裂至板片完全断离的全过程，即新特提斯板片在~57 Ma开始发生初始撕裂，随后以高角度俯冲并与印度大陆岩石圈脱离，导致中拉萨和南拉萨地块同时出现广泛的镁铁质岩浆作用，在~50 Ma大洋板片完全断离.拉萨地块内部岩石圈地幔地球化学组成存在极大的不均一性，中拉萨地块和南拉萨地块东部的局部地区存在古老的岩石圈物质组成，而南拉萨地块中部主要为亏损的岩石圈.拉萨地块内局部古老富集岩石圈可能受到新特提斯洋板片断离后深部地幔物质上涌的影响转变为新生的亏损岩石圈，这一过程很可能促进了拉萨地块的中酸性岩浆大爆发作用和大陆地壳生长.      

黑龙江五星铜镍、铂钯矿床镁铁质杂岩的元素地球化学特征与岩石成因

五星超镁铁质- 镁铁质杂岩的元素地球化学特征研究表明, 其原始岩浆为低钛、高镁的拉斑玄武岩浆, 由以CO2 为主的流体交代亏损地幔所形成的弱亏损地幔部分熔融产生, 其残余矿物相主要为石榴石、尖晶石和金红石。岩浆形成与演化经历了3 个阶段: ① 上升的软流圈与岩石圈地幔接触, 热流体作用导致岩石圈地幔发生高度部分熔融, 形成初始硫饱和的次碱性玄武岩; ②初始岩浆上侵, 在下地壳形成岩浆房, 岩浆结晶作用形成以似层状橄榄石、紫苏辉石、普通辉石和磁铁矿等为主的堆晶岩, 在地壳物质的参与下形成残余辉长质岩浆; ③ 岩浆房破裂, 残余岩浆和含有熔体( < 30% ) 的堆晶岩相先后上侵形成五星原始镁铁质杂岩。就铜镍和铂钯矿化而言, 铜镍硫化物形成于岩浆房分离结晶晚期的熔离作用, 而铂钯矿化则主要在成岩期后流体作用阶段形成。     

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。