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.      

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.      

大别山碰撞后火山岩的锆石U-Pb年龄和氧同位素组成

利用阴极发光技术 (CL)观察了大别山碰撞后玄武岩和安山岩的锆石内部结构 ,并通过离子探针技术 (SIMS)测定了其U Pb年龄和氧同位素组成。玄武岩中锆石都是直接从玄武质岩浆中结晶的岩浆锆石 ,其年龄为 130± 2Ma(1σ) ;安山岩中有两种锆石 ,绝大多数是直接从安山质岩浆中结晶出来的岩浆锆石 ,年龄为 133± 3Ma(1σ) ,少数是残留的原岩锆石 ,其年龄有两组 :76 8～80 5Ma和 182 7～ 1873Ma。玄武岩和安山岩的岩浆锆石年龄表明 ,大别山碰撞后火山岩的主体应形成于 130Ma左右 ,属早白垩世。结合文献资料来看 ,大别山碰撞后火山岩和侵入岩无论是化学组成、微量元素配分、Sr Nd同位素比值还是年龄 ,都是基本一致的 ,说明火山岩和侵入岩的源区以及成因可能是相同的。玄武岩和安山岩的岩浆结晶年龄一致 ,暗示着它们之间的可能的成因联系。玄武岩锆石相对于正常地幔亏损18O(δ18O =(4 .1± 0 .6 )‰ ) ,说明其岩浆源区可能含有一定数量的俯冲板块断离后进入该区地幔的大别山榴辉岩原岩组分。安山岩中残留的原岩锆石既有扬子板块的年龄信息 ,又有华北板块的年龄信息 ,这表明华北和扬子的深部界线可能就在北淮阳     

俯冲带岩浆弧安山岩的成因研究进展

安山岩是俯冲带岩浆弧中重要的岩石类型,其成因至今仍是国际地质学界研究的热点之一.根据安山岩分布的地质背景,岩浆弧安山岩可以简单划分为陆弧安山岩和洋弧安山岩,二者在化学成分和空间分布等方面存在明显差异.自20世纪20年代末以来,大量的研究成果丰富了人们对岩浆弧安山岩成因的认识,逐渐将其归纳为玄武质岩浆输入和安山质岩浆输入2种模型.玄武质岩浆输入模型认为形成岩浆弧安山岩的初始岩浆成分为玄武质,强调分离结晶、同化混染和岩浆混合等壳内过程;而安山质岩浆输入模型认为地幔源区可以直接形成安山质熔体,强调俯冲板片来源的流体/熔体—地幔橄榄岩的交代反应和沉积物底辟等壳下过程.虽然岩浆弧安山岩的成因研究取得了一定的进展,但每一个模型都有亟待完善之处.地幔交代岩的实验岩石学研究、安山岩与大陆地壳形成与演化间的关系、理论计算和模拟的应用等都是未来需要研究的领域.     

板块俯冲起始与大陆地壳演化

组成大陆地壳的物质主要来自两个地质过程:地幔柱活动和板块俯冲。目前大多数研究认为板块俯冲起始于30多亿年前。在板块俯冲起始之前,基性的初始地壳物质受热重熔是大陆地壳生长的主要方式,其中,地幔柱活动是关键。地幔柱不仅向地壳输送玄武质岩浆,同时导致已有玄武质岩石和沉积岩通过部分熔融向中酸性岩石转化。当原始岩石圈强度足够大时,地幔柱会导致岩石圈倾斜、破裂,产生下滑力,诱发板块俯冲。板块俯冲引发岩浆活动,产生大量的岩浆岩,如岛弧安山岩、弧后盆玄武岩等。这些岩浆岩通过喷发、侵位,再经由块体拼贴、增生等过程加入到大陆地壳,是大陆地壳生长的主要途径。同时,板内岩浆活动乃至地幔柱活动等也与板块俯冲有直接或者间接的联系。俯冲再循环物质促进地幔柱发育,也为大陆地壳的生长提供物源和热能。与此同时,大陆地壳不断风化剥蚀,其中一部分沉积物随俯冲板块再循环到地幔,而板块俯冲过程也通过俯冲剥蚀等过程,将仰冲盘岩石圈物质刮削带入地幔。这些是大陆地壳消减的主要途径。目前大陆地壳增生和消减基本处于动态平衡。     

新疆新源县城南石炭纪火山岩岩石学和元素地球化学研究

新疆新源县南部那拉提山北坡出露的石炭纪火山岩主要由玄武岩、玄武质粗面安山岩、粗面安山岩、安山岩、流纹岩和火山碎屑岩组成。该火山岩中玄武岩属于钙碱性系列，安山质岩石和流纹岩属于高钾钙碱性系列，其中轻稀土轻微富集而重稀土相对亏损，玄武岩富集大离子亲石元素、U、Th和Pb，亏损高场强元素。研究表明，该火山岩岩浆可能是由俯冲板片脱水产生的流体交代地幔楔后，地幔楔发生部分熔融的结果。微量元素模拟计算表明，该玄武岩岩浆可以由石榴石二辉橄榄岩经3％～6％的部分熔融得到；安山质岩浆可由玄武岩岩浆经15％-28％的分离结晶形成。     

吉林延边和龙地区泉水村组火山岩锆石U—Pb定年、地球化学特征及其地质意义

通过对延边地区泉水村组火山岩的岩相学、年代学以及地球化学研究来约束该地区的构造演化。泉水村组火山岩分为两段,上段为流纹岩、流纹质凝灰岩、流纹质角砾岩,下段为安山岩、安山质角砾岩。整体为两个喷发旋回,呈爆发相-喷溢相的持续。锆石U—Pb测年表明流纹质凝灰岩形成年龄为(115. 5±5. 3) Ma,为早白垩世晚期,其地球化学特征表明原始岩浆来源于地壳的部分熔融;安山岩地球化学特征显示其岩浆源区是地幔楔由于遭受俯冲流体交代作用从而发生部分熔融,同时有较多地壳物质的混染,表现出活动大陆边缘构造背景下岩浆岩的特征。结合其他证据推断古太平洋板块至少在早中侏罗世就已经向吉黑东部开始俯冲,晚侏罗世—早白垩世早期俯冲作用消减,早白垩世晚期又发生强烈俯冲。     

埃达克质岩的构造背景与岩石组合

本文介绍了埃达克质岩形成的构造背景与岩石组合。埃达克质岩可以形成于不同的构造背景并与不同类型的岩石同时出现：1）火山弧环境中常出现埃达克质岩一高镁安山岩-富Nb玄武质岩组合,它的形成可能与板片熔融以及熔体一地幔橄榄岩的相互作用有关;2）大陆活动碰撞造山带环境（如羌塘）中埃达克质岩常与同期钾质或橄榄玄粗质岩共生,这可能与俯冲陆壳熔融和俯冲陆壳熔体交代的地幔橄榄岩熔融有关;3）造山带伸展垮塌环境（如大别山）中埃达克质岩会伴随有镁铁质一超镁铁质岩浆出露,增厚下地壳产生埃达克质岩浆后的榴辉岩质残留体拆沉进入地幔,与地幔橄榄岩的混合可能形成后期镁铁质一超镁铁质岩浆的源区;4）大陆板内伸展环境中埃达克质岩常与同期橄榄玄粗质的岩石共生,增厚、拆沉下地壳,以及富集地幔的熔融或岩浆混合在岩石的成因中发挥了重要作用。     

班公湖—怒江缝合带西段昂龙岗日地区沙木罗组火山岩的岩石大地构造学研究

班公湖—怒江缝合带作为青藏高原的主缝合带之一,其研究对班公湖—怒江特提斯洋的演化和造山带的研究具有重要意义。本文首次对该缝合带西段昂龙岗日地区沙木罗组火山岩进行系统的野外地质调查,并结合全岩地球化学分析,探讨火山岩的成因、构造环境及地球动力学背景。沙木罗组火山岩从底部至顶部共划分出3个火山喷发亚旋回,岩性为安山岩和安山质火山碎屑岩。地球化学分析表明3个亚旋回的火山岩均为钙碱性系列,LREE和不相容元素相对富集,而相对亏损HREE和Nb、P、Ti等高场强元素,具岛弧火山岩的地球化学特征。第一喷发亚旋回火山岩具典型的高镁安山岩特征,暗示是大洋板块俯冲作用的产物,从第一喷发亚旋回至第三喷发亚旋回构造环境由大洋岛弧过渡为大陆边缘弧,火山岩形成于大洋地壳向大陆地壳之下俯冲的背景,且洋壳初始俯冲的时间不晚于晚侏罗世末。岩浆起源于受俯冲板片流体交代的亏损地幔—弱富集地幔,来自俯冲板片的流体上升,引起上覆地幔楔物质发生部分熔融,形成幔源岩浆,在密度差的作用下幔源岩浆向上运移,底侵下地壳,引发下地壳物质发生部分熔融,并与之发生混合作用,形成了研究区火山岩的母岩浆,在岩浆源区或岩浆上升过程中遭受了地壳物质的混染作用,且岩浆演化以部分熔融作用为主,结合区域大地构造背景认为沙木罗组火山岩的形成与班公湖—怒江特提斯洋盆向北向羌塘地块之下俯冲关系密切,沙木罗组角度不整合覆盖在木嘎岗日岩群之上不能作为班公湖—怒江特提斯洋盘闭合的证据。     

准噶尔盆地东北缘石炭系火山岩形成机制:对准噶尔洋盆闭合时限的新启示

准噶尔古大洋作为古亚洲洋北部的重要分支及阶段性演化产物,其洋盆的俯冲、闭合时限以及盆地基底属性一直存在分歧。本文选取准噶尔盆地东北缘(乌伦古地区)石炭系火山岩来说明其岩浆来源及成因机制,通过主微量元素、Sr-Nd同位素分析结果,进一步阐明准噶尔洋盆在晚古生代的闭合时限。本次研究包括玄武岩、玄武质安山岩和安山岩三类火山岩,岩体显示低TiO₂(0.60%~0.84%)、较高的全碱K₂O+Na₂O含量(1.18%~8.59%),玄武岩为岛弧拉斑系列,安山岩类的钙碱元素含量高,具有火山弧火山岩特征。中-低⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_(i)(0.703 250~0.704 559)、相对亏损的Nd同位素(+4.8~+6.8)以及t_DM2(483~625 Ma)值表明玄武岩、玄武质安山岩和安山岩同为亏损地幔熔融岩浆分异结晶的产物,安山岩为地幔熔融岩浆后期分离结晶形成;微量元素与同位素地球化学示踪暗示玄武岩、玄武质安山岩和安山岩含有洋壳俯冲过程的脱水流体交代上覆地幔楔的消减组分,安山岩在深部岩浆房经历了壳-幔混合作用,受地壳成分的混染程度更大。大离子亲石元素(LILE)Ba、Sr和轻稀土元素、不相容元素(Th、U、K)相对富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta相对亏损,以及Pb、Zr、Hf的富集,说明该区属于与俯冲消减带相关的构造背景;结合本套火山岩高Ba/La(30.14~208.86)值、低TiO₂(0.60%~0.84%)值,以及Ce/Nb比(8.71~12.05)、Th/Nb比(0.93~1.74)等,表明准噶尔洋盆于石炭纪沿着大陆板块下部持续俯冲,洋壳板片的俯冲脱水流体交代地幔楔后增生岛弧。该套中-基性火山岩建造佐证了准噶尔洋盆闭合时限为晚石炭世(ca. 305.5±4.4 Ma),结合区域地质资料分析,提出与俯冲带有关的岩浆通过岛弧拼贴增生到大陆地壳上,进一步为准噶尔盆地基底的岛弧拼贴成因提供了新依据。     

西天山阿吾拉勒石炭纪火山岩年代学和地球化学研究

西天山阿吾拉勒裂谷带内广泛发育石炭纪火山岩, 主要由玄武岩、粗面玄武岩、玄武质粗安岩、玄武质安山岩、粗面岩和流纹岩组成。以中基性岩为主, 多为钙碱性系列。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示, 区内流纹岩形成于(316.1±2.2) Ma, 为早石炭世晚期。微量和稀土元素特征表明, 本区的火山岩具有俯冲带大陆边缘岛弧火山岩的典型特征, 应形成于早石炭世晚期的准噶尔洋向伊犁板块俯冲的大陆边缘弧环境。可能是由受俯冲流(熔)体交代的地幔楔尖晶石二辉橄榄岩发生1%~5%的部分熔融, 并在上升过程中经历了不同程度的结晶分离和同化混染作用而形成的。     

新疆南天山开都河火山岩地球化学特征、锆石 LA-ICP-MS年代学及其意义

位于塔里木-卡拉库姆板块与伊犁-哈萨克斯坦板块之间的南天山造山带是最具代表性的造山带之一,其中发育一条不完整的蛇绿岩带——南天山南缘库勒湖-科克铁克达坂蛇绿岩带,暗示古缝合线的存在。该蛇绿岩带北面的开都河水电站泥盆纪地层中发育一套中酸性火山岩(包括熔结凝灰岩、含晶屑酸性玻璃质熔岩和安山岩等),属于碱性-钙碱性系列,A/CNK值在0.82~1.31之间;该套岩石整体REE含量较高,轻重稀土元素分异显著,轻稀土元素相对富集,重稀土元素亏损,并具强烈的Eu负异常。对熔结凝灰岩中岩浆锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,获得其结晶年龄为393.1±3.4 Ma,与中泥盆统(D2)萨阿尔明组一致。岩石地球化学研究表明,安山岩可能来自于玄武岩分离结晶;熔结凝灰岩、含晶屑酸性玻璃质熔岩来自于上地壳部分熔融。推测其形成机制是:库勒洋盆在中泥盆世向北俯冲消减过程中释放出流体,导致地幔楔发生部分熔融并形成玄武质岩浆,部分玄武质岩浆结晶分异形成安山岩,随着俯冲持续和地壳不断加厚,玄武质岩浆对上部地壳加热使得其发生部分熔融形成酸性母岩浆,并最终喷发至地表形成熔结凝灰岩和含晶屑酸性玻璃质熔岩。     

赣南橄榄安粗质火山岩的年代学与地球化学

中国东南部燕山早期EW向火山岩带东段的赣南会昌地区,分布有一套橄榄安粗岩系列火山岩,主要岩性为粗面玄武岩、玄武质粗面安山岩、粗面安山岩和粗面岩等。本文选择会昌代表性火山岩进行了LA—ICPMS锆石U—Pb年代学、LA—MC—ICPMS锆石Hf同位素和地球化学研究。结果表明,会昌火山岩形成于一181Ma,为早侏罗世晚期岩浆活动的产物。会昌火山岩中岩浆结晶锆石具正的且变化范围较大的εHf（t）值,为2．1—11．6。并含有少量来自富城花岗岩体的捕获锆石,年龄为213～225Ma,εHf（t）值为-8．5。在地球化学组成上,会昌火山岩富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损Nb、Ta等高场强元素。会昌橄榄安粗岩系火山岩岩浆由软流圈来源的熔体与富集岩石圈地幔熔融产生的熔体在源区混合产生,在成岩过程中受到了少量地壳物质的同化混染作用。会昌火山岩形成于古太平洋板块对中国东南大陆俯冲作用的板内岩浆活动期。它们与分布于赣南地区的早．中侏罗世的其它幔源岩浆活动产物类似,均是板内伸展构造背景下软流圈地幔-岩石圈地幔-地壳三者之间不同程度相互作用的表征。     

大陆俯冲隧道壳幔相互作用:来自苏鲁造山带橄榄岩的锆石学证据

大陆碰撞造山带石榴橄榄岩作为超高压变质地体的重要组成部分之一,记录了大陆俯冲带之上地幔楔的组成和演化、壳-幔相互作用、流体-岩石相互作用及俯冲带化学地球动力学等重要信息。我们在锆石岩相学研究的基础上,对苏鲁造山带腾家橄榄岩及其寄主片麻岩不同锆石区域进行了U-Pb定年、微量元素和Hf-O同位素联合原位分析。滕家橄榄岩呈块状产于超高压花岗质片麻岩中,主要矿物组成为橄榄石+斜方辉石+尖晶石+铬铁矿+角闪石+蛇纹石±绿泥石±白云石±锆石。锆石具有明显的核-(幔)-边结构。残留岩浆锆石具有振荡环带或模糊的振荡环带,主要为新元古代U-Pb年龄,同时含有少量中、古元古代的U-Pb年龄。它们具有高的Th/U比值(0.1)和陡峭的MREE-HREE配分,包含石英、磷灰石和斜长石包裹体。残留岩浆锆石的U-Pb年龄、微量元素和Hf-O同位素组成与大别-苏鲁造山带超高压变质岩的原岩锆石相似。因此,这些残留岩浆锆石可能是被来自深俯冲大陆地壳脱水产生的交代流体物理搬运到橄榄岩之中。相反,交代生长锆石具有弱分带或无分带,U-Pb年龄为(220±2)~(231±4)Ma,略低于大别—苏鲁造山带超高压变质作用时间。它们具有相对低的Th/U比值(0.1)、HREE含量、陡的MREE-HREE配分、负的Eu异常和低的δ18O值(-11.3%~0.9‰),包含石英和磷灰石包裹体。因此,这些锆石在深俯冲大陆地壳折返初期从交代流体中新生长。不论残留岩浆锆石还是交代生长锆石,其微量元素和Hf-O同位素组成都与寄主片麻岩明显不同,可见,交代流体不是直接来自寄主片麻岩,而是深俯冲大陆地壳的脱水流体。交代流体亦造成显性交代,形成角闪石、蛇纹石和绿泥石等交代成因矿物。总之,滕家橄榄岩经历了来自深俯冲大陆地壳在折返初期变质脱水形成的富水流体的交代作用。在大陆俯冲隧道的板块-地幔界面,这些地壳来源的流体不仅携带Zr和Si等化学组分,而且把深俯冲地壳来源的微小锆石颗粒迁移进入橄榄岩。因此,造山带橄榄岩通过化学迁移(溶解元素)和物理迁移(微小矿物颗粒)等机制记录了大陆俯冲带的壳幔相互作用。流体-橄榄岩反应是大陆俯冲带壳幔相互作用的基本机制。     

扬子西缘洋岛型与岛弧型火山岩岩石成因与构造意义:从板内裂谷到洋-陆俯冲

扬子西缘晚中元古代—早新元古代岩浆岩对扬子陆块构造演化以及Rodinia超大陆的汇聚和裂解至关重要。本文获得扬子西缘会理群天宝山组玄武质凝灰岩和盐边群渔门组角闪安山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为(1 035±15) Ma和(884±9) Ma。天宝山组玄武质凝灰岩属于碱性玄武岩系列,富集大离子亲石元素和高场强元素,具有正的ε_Nd(t)值(4.6),表现出与洋岛玄武岩相似的地球化学特征。天宝山组火山岩来自以石榴子石和尖晶石为稳定区的地幔橄榄岩1%~5%的部分熔融。渔门组角闪安山岩属于钙碱性岛弧玄武岩系列,以富集大离子亲石元素和轻稀土,亏损高场强元素为特征,具有明显的Nb、Ta、Ti负异常,ε_Nd(t)值为1.1~2.8。渔门组火山岩来自以石榴子石和尖晶石为稳定区的地幔橄榄岩5%~15%的部分熔融。构造背景判别图解指示天宝山组玄武质凝灰岩形成于被动大陆边缘板内裂谷盆地,而渔门组角闪安山岩形成于活动大陆边缘岛弧环境。根据本文获得的年代学及地球化学数据,笔者认为扬子西缘与大陆裂谷相关的天宝山组火山岩和与板块俯冲有关的渔门组火山岩,记录了新元古代早期构造动力学背景由板内裂谷转为洋-陆俯冲的变化。     

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.      

俯冲带岩浆作用与大陆地壳生长

大陆地壳的起源、生长和改造一直都是国际地学界广泛关注的热点问题,目前仍存在一定的争议,特别体现在陆壳增生的方式和速率上.为了探讨大陆地壳的生长方式,简要综述了俯冲带及其岩浆作用和大陆地壳生长的研究成果.俯冲带可划分为洋洋俯冲带、洋陆俯冲带和陆陆俯冲带,其岩浆作用以产出弧岩浆岩为主要特征,被广泛接受为大陆地壳生长的主要方式.目前主要有两种陆壳生长的假说:玄武岩模式和安山岩模式.玄武岩模式主要通过拆沉和底垫过程来实现新生地壳向大陆地壳的演化;安山岩模式则强调陆壳直接形成于产出安山质岩浆的俯冲带岩浆弧环境.俯冲带和碰撞带等板块汇聚边界是显生宙大陆地壳生长和改造的主要位置,俯冲带岩浆作用对陆壳生长发挥着重要的作用.      

藏北羌塘中部日湾茶卡地区晚三叠世安山岩与闪长质包体岩石成因及地质意义

龙木错-双湖-澜沧江缝合带将羌塘板块划分为南、北2个次级板块,在缝合带两侧大规模发育晚三叠世岩浆作用,并伴随大量的高压超高压变质岩。在缝合带以南的日湾茶卡地区识别出一套安山岩,其中发育大量的暗色闪长质捕虏体,锆石U-Pb测年结果在安山岩中获得了364.7±1.9Ma和223.9±1.3Ma两组年龄信息,锆石原位Hf同位素测试结果εHf(t)分别为+7.22~+8.69和-5.94~-4.14。结合羌塘中部已有的研究成果,认为闪长质捕虏体形成于晚泥盆世洋壳俯冲背景,是地幔楔部分熔融底侵至地壳的产物;而安山岩形成于晚三叠世碰撞后伸展背景,是深部板片断离机制下深俯冲陆壳边缘一侧熔体混染晚泥盆世新生地壳的产物。安山岩中闪长质捕虏体的发现支持了俯冲带作为大陆生长的重要场所的观点。     

造山带橄榄岩记录的大陆俯冲带多期壳幔相互作用

俯冲带是地壳与地幔之间物质交换的主要场所.前人对大洋俯冲带壳幔相互作用进行了大量研究,但是对俯冲带壳幔相互作用的物理化学过程和机理仍缺乏明确认识.在大陆俯冲带出露有造山带橄榄岩,它们来自俯冲板片之上的地幔楔,是解决这个问题的理想样品.通过对大别-苏鲁和柴北缘造山带橄榄岩进行系统的岩石学和地球化学研究,发现地幔楔橄榄岩由于俯冲地壳的交代作用而含有新生锆石和残留锆石,它们能为地壳交代作用时间、交代介质来源、性质和组成提供制约.地幔楔橄榄岩在大陆碰撞过程的不同阶段受到了俯冲大陆地壳衍生的多期不同性质流体的交代作用.地幔楔橄榄岩还受到了陆壳俯冲之前古俯冲洋壳衍生流体的交代作用.深俯冲陆壳衍生熔体与橄榄岩反应形成的石榴辉石岩具有高的水含量,能提供高水含量的地幔源区.      

三江造山带兰坪盆地西缘火山岩U-Pb年代学与地质意义

兰坪盆地西缘火山岩由安山岩、安山质火山角砾岩、杏仁状玄武岩、安山质凝灰岩组成,安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为(241.0±3.7)Ma,表明了安山岩的形成时代为中三叠世。安山岩、玄武岩具有一致的稀土元素配分模式,均表现为右倾型,具有弱的负铕异(0.77~1.09),铈异常不明显(0.91~0.99),表明火山岩源于相同的岩浆源区。火山岩为钙碱性玄武岩系列,富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U)、亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti、P),高Al_2O_3、低TiO_2,显示出类似于岛弧火山岩的特征。研究区火山岩来源于交代岩石圈地幔源区低等程度的部分熔融,原始岩浆经历了以斜方辉石为主的分离结晶作用,并在上升过程中经历了地壳物质的混染作用。火山岩总体上显示板内玄武岩的特征并处于伸展环境,具有俯冲带的地球化学信息,可能与三江造山带古特提斯主洋盆向东俯冲过程中发生的板片断离有关。