胶莱盆地晚白垩世不同地幔源区的两种基性岩浆——诸城玄武岩和胶州玄武岩的对比

采用全岩K-Ar法获得山东省胶莱盆地诸城玄武岩的形成年龄为76M，胶州玄武岩的形成年龄为72Ma，代表了发生在晚白垩世的地幔岩浆事件，但两地岩浆产物具有不同的地球化学性质。诸城玄武岩主要为粗面玄武岩，富集轻稀土元素（LREE），微量元素组成类似于洋岛玄武岩（OIB），（^87Sr/^86Sr）t=0．7060-0．7080，εNd（t）=-3．0--5．1，介于洋岛玄武岩和中生代富集的岩石圈地幔之间，表明软流圈来源的岩浆中混入了富集岩石圈地幔来源的岩浆，是软流圈地幔与岩石圈地幔相互作用的结果。胶州玄武岩主要为碱性玄武岩，比诸城玄武岩更富集轻稀土元素，微量元素组成类似于诸城玄武岩，但Nb、Ta、Ti等高场强元素不显示亏损，Sr-Nd同位素组成也存在明显差别，（^87Sr/^86Sr）t=0、70350-0．70355，εNd（t）=5．4-5．8，与山东省新生代火山岩的地球化学特征类似，类似于洋岛玄武岩（OIB），表明岩浆起源于亏损的软流圈地幔。研究显示出晚白垩世以来胶莱盆地软流圈地幔不均匀上涌和逐渐成为玄武岩浆主要源区的趋势。     

太行山地区中、新生代玄武质岩浆的源区特征与时空演化

本文总结了太行山地区中生代辉长岩和新生代玄武岩的元素和同位素组成，其组成显示它们的地幔源区存在着明显的差别。新生代玄武岩以碱性玄武岩为主，含有少量橄榄拉斑玄武岩，它们来自软流圈的部分熔融，并伴有少量古老岩石圈地幔组分的加入。相比之下，中生代辉长岩具有明显不同的地球化学特征：SiO2含量高，LREE和LILE（Ba，Th，U）富集以及HFSE（Nb，Ta，Zr和Ti）亏损，Sr-Nd同位素富集（大多数^87Sr／^86Sri〉0．705，^143Nd／^144Nd；〈0．512）、Pb同位素亏损（^206Ph／^204Pbi〈17．5，^207Ph／^204Pbi〈15．5，^208Pb／^204Pbi〈38．0）。这些特征表明中生代辉长岩来源于经过富硅熔体强烈改造的古老岩石圈地幔，这种富集改造过程很可能与华北克拉通内部元古代的俯冲／碰撞事件有关。古老且同位素富集的岩石圈地幔残存至新生代，并被新生代玄武岩携带的地幔橄榄岩捕虏体所记录。     

华北克拉通中、新生代典型火山岩的岩石成因：Hf同位素新证据

本文首次报道了华北克拉通中、新生代典型火山岩（碱性玄武岩、拉斑玄武岩和高镁安山岩）的高精度Hf同位素数据。结果表明，这些中、新生代火山岩具有完全不同的Hf同位素组成，即具有很宽的εHf（t）（-18．4～9．6）变化范围，并和Nd同住素有很好的正相关性。其中新生代昌乐-临朐地区和晚白垩世碱锅（～105Ma）地区的碱性玄武岩具有高Hf同位素（εHf（t）=6．8～9．6）和高Nd同位素组成（εd（t）=0．4～4．9），表明其来源于亏损的软流圈，代表未分异无混染的原始岩浆组成；早白垩世方城（125Ma）碱性玄武岩和拉斑玄武岩具有极低的Hf同位素（εNd（t）=-15．6～-18．4）和低Nd同住素组成（εNd（t）=-12．8--4．4），代表了富集的大陆岩石圈地幔的Hf同位素组成；乌拉哈达（142Ma）地区的高镁安山岩具有较低的Hf同位素（εHf（t）=-2．1～-2．6）和低的Nd同位素组成，代表古老难熔的岩石圈地幔橄榄岩与俯冲的地壳物质相互作用的结果。玄武岩中较大的Hf同位素组成范围（εHf（t）／εNd（t）〉1）说明Hf同位素比Nd同位素具有更好的源区示踪结果。     

大兴安岭北段中—新生代玄武岩成分变异:对地幔热演化过程意义

近年来,东北地区地幔热演化过程的相关研究相对较少,而揭示东北地区地幔热演化过程的有效手段就是研究东北地区玄武岩的成分变异特征.系统总结并对比了大兴安岭北段早白垩世玄武质岩石和新生代玄武质岩石的化学成分变异,以便揭示研究区中生代晚期-新生代的地幔热演化过程.大兴安岭北段早白垩世玄武岩在化学上属于拉斑玄武岩系列,以亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素为特征,它们的La/Nb和La/Ta比值分别介于1.8~5.6和30~87,暗示岩浆起源于岩石圈地幔;它们的初始87Sr/86Sr值、ε_Nd（t）和ε_Hf（t）值分别介于0.704 5~0.706 9、-1.52~+3.60和+1.74~+7.77,表明岩浆源区属于弱亏损-弱富集的岩石圈地幔;早白垩世玄武质岩石的Sr-Nd-Pb同位素成分指示岩浆源区是由DM和EMⅡ型地幔端元混合而成,并经历了俯冲流体的交代.表明大兴安岭北段早白垩世玄武质岩浆源区为受早期俯冲流体交代的岩石圈地幔.新生代超钾质和钾质玄武岩具有Nb-Ta的弱负异常,87Sr/86Sr值为0.704 7~0.705 7、ε_Nd（t）值为-6.3~-0.8,而地幔捕掳体具有Sr-Nd同位素亏损特征;钠质玄武岩具有Nb-Ta的正异常,较超钾质和钾质玄武岩具有低的87Sr/86Sr（0.703 5~0.704 2）以及高的ε_Nd（t）值（+3.4~+6.6）,类似MORB的同位素组成,这些特征说明大兴安岭北段新生代玄武质岩石起源于软流圈地幔.综上所述,大兴安岭北段早白垩世和新生代玄武质岩石成分的差异不仅指示其岩浆源区从岩石圈地幔转变为软流圈地幔,更为重要的是它揭示了研究区地幔的热演化过程——从早白垩世高的地温梯度到新生代低的地温梯度的转变.这一过程也是岩石圈从中生代晚期到新生代逐渐增厚的过程.结合区域构造演化,可以得出大兴安岭北段早白垩世的玄武质岩浆作用与岩石圈伸展、减薄形成的裂陷作用相关,而新生代玄武质岩浆作用则与陆内裂谷作用相关.      

内蒙古集宁新生代玄武岩的地幔源区特征：元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学证据

内蒙古集宁玄武岩区位于华北克拉通北缘，东邻汉诺坝玄武岩区。由亚碱性的拉斑玄武岩及碱性的橄榄玄武岩、碧玄岩和碱玄岩组成。玄武岩的SiO2与TiO2含量分别为44．10～52．27wt．％和1．57～2．95wt．％，Mg^#（43—63）及Ni含量（27～210ppm）变化范围较大。集宁玄武岩的微量元素原始地幔标准化曲线及REE球粒陨石标准化曲线与OIB相似，Sr、Nd同位素比值显示了较汉诺坝玄武岩富集的特征。研究表明，虽然集宁玄武岩浆经历了一定程度的橄榄石、单斜辉石的分离结晶作用，但微量元素及Sr、Nd、Ph同位素特征排除了幔源岩浆在喷发到地表过程中受到地壳物质显著混染的可能性。^143Nd／^144 Nd ^87Sr／^86Sr vs．^206Ph／^204Pb的线性相关性表明，集宁玄武岩至少来自两个地幔端元组分：EMI和PREMA，且端元组分与汉诺坝玄武岩相似。尖晶石二辉橄榄岩的低程度部分熔融（2～5％）熔体与石榴石二辉橄榄岩更低程度部分熔融（〈2％）熔体的混合，可以解释集宁玄武岩稀土元素的变化特征。推测EMI位于岩石圈地幔之内且源区深度〈70km，PREMA则来自软流圈地幔。集宁碱性玄武岩与亚碱性玄武岩之间的地球化学差异，可能只是来自岩石圈地幔的EMI型熔体和来自软流圈地幔的PREMA型熔体在形成玄武岩浆时参与混合的比例不同，暗示该地区的岩石圈地幔与软流圈地幔之间经历了强烈的相互作用。集宁玄武岩与汉诺坝玄武岩相似的Sr、Nd、Pb同位素比值及相关性，说明它们具有相似的地幔源区，汉诺坝玄武岩的地球化学差异同样可以用EMI与PREMA组分对岩浆贡献程度的不同来解释。     

中国东部金伯利岩捕虏体 Sr-Nd 同位素特征研究

本文报道了中国东部古生代侵位金伯利岩中捕虏体的 Sr-Nd 同位素组成，并同中生代火山岩和新生代玄武岩进行了对比。金伯利岩中捕虏体→金伯利岩→中生代火山岩→新生代玄武岩存在自EM2端元向DMM端元逐渐过渡的同位素演变趋势。占老岩石圈地幔存在多发事件。     

长白山新生代玄武岩中橄榄岩包体所揭示的岩石圈地幔特征

长白山地区位于华北克拉通东北部,广泛出露富含地幔橄榄岩包体的新生代玄武岩,为研究岩石圈地幔的性质和演化提供了优越条件。本文对长白山地区天池和龙岗新生代火山岩群中尖晶石相橄榄岩包体进行了岩石学、全岩主微量元素、矿物主量元素、单斜辉石微量元素和Sr-Nd-Hf同位素分析。研究结果表明,尖晶石相橄榄岩包体由二辉橄榄岩和少量的方辉橄榄岩组成,Mg#值为87.4～91.2,表现出新生饱满的特征,平衡温度为900～1100℃。橄榄石的Mg#值(%Fo)为85.6～91.3。单斜辉石包括四种类型:(1)轻稀土元素严重亏损型;(2)轻稀土元素亏损型;(3)向右微倾型和(4)"勺型"。单斜辉石表现出Sr同位素(87Sr/86Sr=0.702749～0.707276)整体亏损,部分样品富集的特征,单斜辉石的Nd-Hf同位素呈现出亏损特征(143Nd/144Nd=0.512886～0.51333、εHf=+17.7～+49.8)。长白山地区二辉和方辉橄榄岩分别经历了小于10%和略大于10%的部分熔融作用,并受到富水硅酸盐熔体的地幔交代作用。太平洋板块向西俯冲作用使得软流圈上涌并携带大量壳源物质进入地幔深部,与岩石圈地幔发生橄榄岩-熔体反应,形成了长白山地区不均一的岩石圈地幔,以新增生饱满地幔为主,夹有少量古老难熔岩石圈地幔碎片。     

华北中、新生代岩石圈地幔的交代作用：含金云母地幔岩提供的证据

本文对华北克拉通三个不同地区(河北汉诺坝、内蒙古集宁三义堂、河南鹤壁)新发现的含金云母尖晶石二辉橄榄岩和尖晶石橄榄单斜辉石岩捕虏体进行了详细的矿物组成、单斜辉石的微量元素和 Sr-Nd 同位素研究。通过与相同地区不含金云母尖晶石二辉橄榄岩捕虏体的系统对比发现通常含金云母的地幔橄榄岩比不含金云母的地幔橄榄岩岩富 Al_2O_3、CaO、NaO、K_2O、TiO_2,但相对贫镁;其单斜辉石的 LREE 更为富集,但 Sr、Nd 同位素组成则相对亏损。这说明地幔交代作用不仅能够造成地幔橄榄岩的玄武质组分和稀土元素的富集,而且亦能够造成全岩和橄榄石 Mg~#的降低和同位素组成的相对亏损。捕虏体的 Rb-Sr 等时线年龄暗示地幔交代作用发生在中、新生代;其交代熔体来源于软流圈。同时说明华北新生代岩石圈地慢普遍存在的主、微量元素和同位素组成类似于"大洋型"岩石圈地幔的特征很可能是岩石圈地幔橄榄岩与软流圈来源的熔体的大规模反应的结果,而非真正意义上的新增生的岩石圈地幔。     

雷琼地区晚新生代玄武岩地球化学：EM2成分来源及大陆岩石圈地幔的贡献

对雷琼地区21个晚新生代玄武岩样品的主量、微量元素和Sr、Nd、Pb同位素分别用湿化学法、ICP-MS和MC-ICPMS进行了测定.这些玄武岩主要为石英拉斑玄武岩,其次为橄榄拉斑玄武岩和碱性玄武岩.大多数样品的微量元素和同位素成分与洋岛玄武岩(OIBs)相似,而且随着SiO_2不饱和度增加,不相容元素含量也增加.除R4-1可能受到地壳混染外,其他样品相对均一的Nd同位素(ε_(Nd)=2.5-6.0)以及变化明显但范围有限的Sr同位素(0.703106～0.704481),可能继承了地幔源区的特征.~(87)Sr/~(86)Sr与~(206)Pb/~(204)Pb的正相关和~(143)Nd/~(144)Nd与~(206)Pb/~(204)Pb的负相关特征暗示DM(软流圈地幔)与EM2(岩石圈地幔)的混合.地幔捕虏体的同位素特征暗示EM2成分不可能存在于尖晶石橄榄岩地幔,而La/Yb和Sm/Yb系统表明岩浆由石榴石橄榄岩部分熔融产生,这意味着EM2成分可能存在于石榴石橄榄岩地幔.雷琼地区玄武岩的地球化学变化可以用软流圈地幔为主的熔体加入不同比例石榴石橄榄岩地幔不同程度熔融产生的熔体来解释:碱性玄武岩和橄榄拉斑玄武岩是软流圈熔体与石榴石橄榄岩地幔较低程度(7%～9%)熔融体混合,而石英拉斑玄武岩是软流圈熔体与石榴石橄榄岩地幔较高程度(10%～20%)熔融体的混合.     

郯庐断裂带晚中生代富碱侵入岩Nd、Sr、Pb同位素特征及源区性质探讨

郯庐断裂带是中国东部一条巨大的深大断裂带,它纵切华北克拉通、扬子克拉通、兴蒙-吉黑造山带和大别-苏鲁造山带四个大地构造单元,特别是在该断裂带出露许多晚中生代富碱侵入岩体,构成一条长达近2000km的富碱侵入岩带.本文是在前人研究基础上首次从大尺度对整个郯庐断裂带富碱侵入岩的Nd、Sr、Pb同位素做了比较系统深入的研究,发现四个大地构造单元的富碱侵入岩具有明显不同的Nd、Sr、Pb同位素特征,暗示四大构造单元富碱侵入岩的源区性质差别较大:兴蒙-吉黑造山带晚中生代富碱侵入岩源于和亏损地幔有成因联系的年青地壳(εNd(t)为ft.,平均值 2.25);华北克拉通、扬子克拉通和大别-苏鲁造山带三大构造单元晚中生代富碱侵入岩都主要源于EMI型富集地幔(εNd(t)均为负值).但是这三大构造单元岩石圈地幔富集程度差别较大.大别-苏鲁造山带岩石圈地幔相对富集程度最高(εNd(t)平均值为-17.06);华北克拉通次之(εNd(t)平均值为-10.03);扬子克拉通岩石圈地幔富集程度最低(εNd(t)平均值为-6.41).本文认为大别.苏鲁造山带岩石圈地幔相对最富集的原因可能是在早中生代扬子克拉通陆壳向华北克拉通深俯冲之后的折返过程中,因压力释放有利于熔/流体的形成、析出和向上交代并改造华北岩石圈地幔使之成为富集地幔.