西藏高原西北缘钾质火山岩地球化学特征及其地质涵义

西藏高原西北缘钾质火山岩属橄榄玄粗岩(shoshonite)系列。其K-Ar同位素年龄变化于0.28~7.79Ma,属中新世末—更新世;其K2O/Na2O几乎均>1,Mg#值有较宽的范围(从0.51~0.64),且具有较低的Cr,Ni含量(均≤326×10-6)。它们代表着经历了不同程度分异演化的岩浆结晶产物。研究区钾质火山岩(shoshon-ites)以高度富集LREE和LILE(K,Rb,Sr,Ba,Th)以及高度亏损HREE和HFSE(Nb,Ta,Zr,Hf,Ti)等元素为特征。(La/Yb)n高达29.82~84.94。钾质火山岩对球粒陨石标准化的REE配分型式均为向右陡倾的LREE富集型。对原始地幔标准化的痕量元素蛛网图均具有明显的Nb,Ta,Ti负异常。钾质火山岩具有较高的87Sr/86Sr(0.707755~0.710426)和较低的143Nd/144Nd(0.51196~0.512439)比值。上述特征表明这些火山岩来源于富集的地幔源区。钾质火山岩较高的Ba/Nb比值(40.84~97.28)、较高的Th/Ta及Ce/Yb比值(131~366)、和较低的Nb/Y比值(0.9~3.3),结合Th/Yb-Ta/Yb及(Th×100)/Zr-(Nb×100)/Zr判别图,提示了它们也形成于活动大陆边缘,但与其伴生的钙碱性火山岩为早期与俯冲作用有关的火山岩,而钾质火山岩则为晚期岩石圈拆沉作用的产物。     

关于赣东北上墅组火山岩的再认识及其地质意义

本论文对与我国南方板溪群相当的赣东北上墅组火 山岩进行了地 质学、岩石学、地球化学和定年研究。提出该火山岩应划分为形成时代不同、岩石特征各异 的两大类型：其一为红色陆相中、新元古代钙碱性中—高钾火山岩和碱性钾玄岩;其二为绿 色海相早、中古生代拉斑玄武质低—中钾火山岩。笔者认为,赣东北地区原定的板溪群(古 陆)应当解体,其中的红色陆相火山岩系为所谓的江南古陆的一部分,可与我国东南的板溪 群相当;绿色的海相火山岩系则不属于板溪群,应从江南古陆中分解出来。     

滇西南澜沧江带三叠纪火山岩大地构造环境

滇西南澜沧江带三叠纪火山岩的岩石组合、微量元素和矿物学特征表现出钾玄岩系列火山岩之主要特征。据火山岩的地质、岩石学和地球化学特征,将其确定为陆内弧火山岩。中三叠统忙怀组富K_2O、富Al_2O_3流纹质火山岩属碰撞型弧火山岩,上三叠统小定西组高钾玄武岩—钾玄岩—安粗岩火山岩组合和芒汇河组钾质粗面玄武岩—高钾流纹岩的“双峰”式火山岩组合属滞后型弧火山岩。     

滇西南云县三叠纪火山岩组合及系列的厘定及其构造意义

本文重新厘定了云县三叠纪火山岩的组合和系列,识别了4个层位中的酸性熔结凝灰岩,重新划分了火山喷发旋回和韵律。中三叠统忙怀组(T_2m)为富硅富铝高钾流纹质火山岩组合,该旋回由5个喷发韵律层组成;上三叠统小定西组(T_3x)为高钾玄武岩-钾玄岩-安粗岩及火山碎屑岩组合,该旋回由6个喷发韵律层组成。芒汇河组(T_3mh)为钾质粗面玄武岩-高钾流纹质火山岩组合,该旋回由6个喷发韵律层组成。T_2m火山岩属碰撞型弧火山岩,T_3x和T_3mh火山岩属钾玄岩系列火山岩,具有滞后型弧火山岩之属性。     

青藏高原新生代两类钾质-超钾质岩浆的源区性质及成因机制

青藏高原自印度大陆与欧亚大陆碰撞以来,先后形成了羌塘-囊谦-滇西(42～30Ma)和冈底斯(27～12Ma)两条钾质-超钾质火山岩带(迟效国等,1996).两条岩带内均发育有钾质-超钾质火山岩和含白榴石过碱性钾质-超钾质火山岩.按Foley等(1987)的超钾质岩石分类方案,它们分别属于Ⅰ型和Ⅲ型超钾质岩类.     

青藏高原西部赛利普中新世火山岩源区:地球化学及Sr-Nd同位素制约

青藏高原拉萨地块西部赛利普地区新生代火山岩依据主量元素可划分为超钾质、钾质和钙碱性系列,主要的岩石类型为粗面安山岩、粗面岩,一个超钾质岩石的40Ar-39Ar年龄为17.58Ma,指示出火山活动为中新世.超钾质、钾质和钙碱性火山岩都显示出富集LREE及LILE(Th、U)、亏损HFSE(Nb、Ta、Ti)的特征.超钾质火山岩具有较高的K2O(6.31%～8.55%)、MgO(6.75%～8.96%)、Cr(270.7×10-6～460.4×10-6)、Ni(142.3×10-6～233.9×10-6)含量,较高的(87Sr/86Sr)i(0.71883～0.72732)和较低的εNd(-14.78～-15.37),指示可能起源于一个前期亏损并经后期俯冲作用改造的富钾的方辉橄榄岩富集地幔源区.钾质火山岩具有比超钾质火山岩低的K2O、MgO、Cr、Ni含量以及高的Ba、Sr含量,初始87Sr/86Sr为0.71553～0.71628,初始143Nd/144Nd为0.51197～0.51198,在空间上与超钾质火山岩共生,可能是前者母岩浆的演化产物.钙碱性火山岩具有较高的Sr(881.7×10-6～1309.2×10-6)、Sr/Y比值(50～108)和较低的Y(12.05×10-6～18.02×10-6),明显亏损重稀土Yb(0.93×10-6～1.30×10-6),类似于典型的埃达克质岩成分特征但相对高钾,并具有相对低的(87Sr/86Sr);(0.70928～0.71374)以及高的εNd(-7.90～-10.91),指示起源于富钾增厚下地壳物质的部分熔融.区域上拉萨地块超钾质岩、钾质岩与N-S向地堑系在空间上共存、时间上相吻合,由此本文认为拉萨地块中新世钾质.超钾质岩和南北向地堑系的形成可能与中新世早期北向俯冲的印度大陆岩石圈断离有关.     

青藏高原新生代两类超钾质岩石的成因——实验岩石学和地球化学约束

青藏高原分布有羌塘—囊谦—滇西和冈底斯两条新生代钾质-超钾质火山岩带。羌塘—囊谦—滇西超钾质岩浆活动的峰值时间为40～30Ma,主体岩石具有Ⅰ型超钾质岩的高MgO和低CaO、Al2O3含量特征;30～24Ma期间羌塘中、西部出现Ⅲ型钾质-超钾质岩浆活动,主体岩石以贫SiO2、高CaO、Al2O3和低MgO/CaO为特征。冈底斯新生代超钾质火山岩也显示I型超钾质岩的高MgO和低CaO、Al2O3含量特征,其形成时间为25～12Ma。综合超钾质岩石的实验资料,可知区内I型超钾质岩的源区以富硅、富钾流(熔)体交代形成的金云母方辉橄榄岩为主;Ⅲ型钾质-超钾质岩浆源区则以斜辉橄榄岩地幔为主。囊谦—滇西Ⅰ型超钾质岩带空间上严格受红河走滑构造带所控制,40～28Ma出现I型超钾质岩浆活动,16Ma转变为OIB型钾质火山岩。岩浆源区从岩石圈地幔向软流圈演变,暗示大型走滑断裂引起的岩石圈地幔减薄和软流圈上涌是导致交代岩石圈地幔金云母分解熔融产生区内I型超钾质岩浆的主控因素。羌塘中部35～34Ma有软流圈来源为主的钠质碱性玄武岩岩浆的喷发,30～24Ma转变为以岩石圈地幔为主要来源的Ⅲ型钾质-超钾质岩浆活动,岩浆源区从软流圈向岩石圈迁移,指示软流圈上涌伴随的富CO2流(熔)体活动是导致古交代岩石圈地幔升温熔融产生Ⅲ型钾质-超钾质岩浆的主控因素,软流圈上涌可能是俯冲板片断离或岩石圈地幔拆沉作用的结果。     

羌塘错尼地区新生代火山岩研究

同位素年代学、岩石学、矿物化学和岩石地球化学特征研究表明,羌塘错尼地区火山岩可以划分为3套岩石组合：①高钾钙碱性火山岩(44Ma～38Ma);②钾玄岩质火山岩;③强碱性火山岩(34Ma～19Ma)。3套火山岩均是大陆碰撞造山后期岩浆作用的产物,始新世以来,随着该区由碰撞、挤压作用发展到出现走滑,应力环境由挤压转变为张性,导致依次喷发高钾钙碱性火山岩、钾玄岩质火山岩和强碱性火山岩。强碱性火山岩的地球化学特征暗示了岩浆源区受到过地幔流体的强烈交代作用。     

西藏羌塘戈木错渐新世钾质火山岩的地球化学特征及其构造意义

羌塘戈木错出露一套30Ma的钾质火山岩,岩石类型包括橄榄碱玄岩、橄榄粗面玄武岩、霓辉粗面岩和含白榴石响岩。火山岩的SiO2含量变化于46%~60%之间,Al2O3含量在13%~21%之间,Mg#介于0.14和0.63之间,K2O/Na2O>1。岩石强烈富集轻稀土元素（LREE）,亏损相容元素（Cr、Ni）和高场强元素（Nb、Ta、Ti）,全岩εHf(t)值变化于-1.28~-6.20之间。研究表明,戈木错火山岩母岩浆起源于软流圈流体交代的古俯冲地幔楔的低程度熔融,同源岩浆经历了AFC作用。戈木错火山岩和区域上的鱼鳞山、火车头山钾质—超钾质火山岩共同组成了羌塘渐新世钾质—超钾质火山岩带。综合南羌塘新生代火山岩岩浆性质的演化,认为岩浆的产生可能与35Ma左右羌塘陆内俯冲板片断离导致的软流圈上涌-岩石圈减薄作用有关。     

宁芜盆地娘娘山组钾质火山岩的岩相学和矿物学特征及其地质意义

宁芜盆地娘娘山组钾质火山岩为盆地内中生代最晚期火山喷发形成的火山岩,其矿物成分中钾长石主要为透长石;辉石均为透辉石;黑云母为镁质黑云母,黑云母结晶温度为650℃～750℃,氧逸度(logfo2)约为-12～-10。这些矿物的化学特征与庐枞钾质火山岩中矿物的化学特征非常接近,综合其全岩地球化学、同位素年龄数据,表明娘娘山组钾质火山岩形成于造山后的构造环境。对黑云母的成分分析表明其岩浆来源较深,应为幔源岩浆分异演化的产物,并推测与地壳发生了较弱的同化混染作用,同时娘娘山组钾质火山岩的岩相学和矿物化学特征揭示了其岩浆演化的过程。     

藏北羌塘戈木错北部新生代钾质火山岩40Ar/39Ar定年

1∶25万玛依岗日幅区域地质调查期间,在藏北戈木错北部发现了一套新生代钾质火山岩。对保存较好的3处火山岩的样品进行40Ar/39Ar年代学研究,获得了30.6Ma±0.4Ma、30.0Ma±0.2Ma和29.8Ma±0.3Ma三个坪年龄,代表该地区火山岩的喷溢时代。戈木错北部火山岩的地球化学特征与钾质火山岩的类似,它与鱼鳞山、走构由茶错、多格错仁等地区的新生代火山岩共同构成了羌塘地区钾质—超钾质火山岩带,它们的形成与印度大陆同亚洲大陆的碰撞和青藏高原的隆升密不可分。     

西藏罗布莎群中火山岩夹层LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄及其意义

针对泽当西郊贡巴日北坡剖面罗布莎群砾岩下部厚约15m的火山岩夹层进行锆石定年,测试结果表明,该火山岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄为18.7±0.2Ma,罗布莎群下伏花岗岩LA-ICP-MS锆石 U-Pb年龄为29.9±0.4Ma。据此认为,罗布莎群砾岩初始沉积时代约为20Ma前。火山岩的出现表明,中新世布尔迪加尔期罗布莎群发育一期火山活动,结合前人研究认为,沿雅鲁藏布江结合带的狭长范围内自西向东发育一期火山活动,代表雅鲁藏布江缝合带的一次活化,其时空分布特征与冈底斯带中新世钾质—超钾质火山活动具有显著的相似性。     

藏北新生代火山岩系列的地球化学及成因

自始新世 (4 5Ma)印度板块和欧亚板块碰撞以来 ,藏北新生代火山活动相当频繁 ,在空间上自南向北随时间早晚依次形成了羌塘、可可西里和喀喇昆仑—玉门 3个火山岩带 ,依岩石组合和地球化学特征可划分为 5个火山岩系列 :①钠质碱性玄武岩系列 ;②白榴石碧玄岩 -响岩系列 ;③高钾钙碱性系列 ;④可可西里钾玄岩系列 ;⑤喀喇昆仑—玉门钾玄岩系列。通过对各系列火山岩成因的研究 ,可以作为了解新生代以来青藏高原岩石圈物质组成、壳幔结构以及高原隆升机制的重要窗口     

青藏高原西南部查孜地区中新世钾质火山岩地球化学及其成因

通常认为青藏高原的钾质-超钾质火山岩的形成多与地幔有着紧密的联系,然而最近对青藏高原的一些钾质-超钾质火山岩的研究显示一些钾质火山岩也可以起源于下地壳.青藏高原西南部查孜地区中新世火山岩是形成于13～11 Ma左右的一套钾质-超钾质岩石,根据岩石化学组成将其分为中基性火山岩组、中性火山岩组和流纹质火山岩.其中中基性火山岩组可能源于一个富含金云母的富集地幔源区;中性火山岩组可能是富钾的镁铁质下地壳部分熔融的产物;流纹质火山岩可能是拉萨地块在中新世时期的伸展构造运动而导致中上地壳因减压而发生部分熔融的产物.结合查孜地区及其邻近火山岩的年龄、化学组成以及岩浆组合,初步认为查孜地区火山岩可能与高原在中新世发生伸展活动而产生的南北向地堑系统有关.     

拉萨地块麻江地区具有“超钾质”成分的钾质火山岩的识别及成因

一般认为青藏高原拉萨地块后碰撞钾质-超钾质岩浆活动由西向东逐渐喷发,然而本文在拉萨地块中部麻江地区识别出一套钾质火山岩,利用单矿物金云母的40Ar-39Ar方法确定其形成于21.3Ma.这套火山岩具有高镁(＞3％)和高钾( K2O/Na2O ＞2)等的超钾质火山岩成分特征,但其高的MgO含量是因岩石中含有后期蚀变矿物白...     

西藏措勤地区发现第三纪富钾岩浆岩

西藏措勤地区发现了第三纪富钾火山岩及正长岩,其同位素年龄分别为15.8～15.9Ma和27.15Ma。火山岩主要岩石类型为粗安岩,少量粗面岩、玄武粗安岩、白榴石玄武粗安岩;正长岩主要岩性为中—中粗粒或似斑状霓辉正长岩。岩石学、岩石化学初步研究表明其属于钾玄质-超钾质火山岩和碱性正长岩。这一发现填补了冈底斯北部新生代富钾质岩浆活动的空白,为进一步研究青藏高原形成和演化提供了重要资料。     

拉萨地块西段中新世赛利普超钾质火山岩富集地幔源区和岩石成因:Li同位素制约

作为一种“非传统稳定同位素”,锂同位素地球化学研究已经成为近年来国际上研究的热点之一.文章成功应用锂同位素对青藏高原西南部赛利普超钾质火山岩进行了示范研究.研究表明,赛利普超钾质火出岩的w(Li)为11.2×10-6～22.9× 10-6,同位素组成δ7Li为1.2‰～+3.5‰,平均值为0 2‰,与平均上地壳的相当.超钾质火山岩的锂同位素组成与岩浆结晶分异程度参数之间不存在任何相关性,这表明在超钾质火山岩结晶分异过程中没有发生明显的锂同位素分馏,锂同位素组成特征反映了其形成时的源区特征.超钾质火山岩的锂同位素组成变化范围达4.7‰,并且与pb-Sr-Nd同位素和岩浆结晶分异参数之间亦无任何相关性,表明锂同位素异常可能反映了不均匀源区岩石特征.通过计算模拟以及与前人的类似研究成果进行对比,笔者认为俯冲印度地壳而不是特提斯洋壳(包括沉积物)的流体/熔体参与了超钾质火山岩的源区富集,并在此基础上提出了超钾质火山岩成因模式.     

沂沭断裂带中南段钾质火山岩的元素地球化学与Sr-Nd-Hf同位素组成及其对岩石成因的制约

本文以沂沭断裂带中南段莒南-大店一带的钾质火山岩为对象,系统研究了它们的岩石学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成特征,据此探讨了源区地幔富集机制及岩石成因。莒南钾质火山岩主要为一套安粗质火山-潜火山岩组合,大店多发育粗面质火山岩,二者的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄基本一致,均约为118Ma。在化学组成上,这套火山岩均偏碱性,里特曼指数(σ)介于4.10~5.07,且富钾(K_2O=4.21%~5.77%),在SiO_2-K_2O和K_2O-Na_2O关系图上,均投影在钾玄岩系区。安粗质和粗面质火山岩均富大离子亲石元素(Cs,Rb,Th,U,Pb)和轻稀土元素,贫高场强元素(Nb,Ta,P,Ti),但粗面质火山岩具较显著的Ba、Eu负异常,且轻重稀土比值较低。二类火山岩均具有富集且较均一的Sr-Nd同位素组成(I_(Sr)=0.7086~0.7091,ε_(Nd)(t)=-16.9~-18.2),锆石ε_(Hf)(t)值均为显著的负值(安粗质岩:-22.3~-24.3,粗面岩:-19.7~-23.6)。元素和同位素组成的综合分析表明,区内钾质火山岩的源区地幔极可能遭受了因扬子板块深俯冲和华北克拉通岩石圈拆沉等多次富集事件的影响。至早白垩世,随着郯庐断裂引张的加剧,诱发了软流圈地幔上涌,同时在断裂减压作用的影响下,促使了这一经叠次改造的富集地幔的部分熔融,由此产生的岩浆经进一步分异演化,导致了区内钾质火山岩的形成。     

山东汤头盆地钾质及钠质火山岩的年代学与地球化学:对华北克拉通岩石圈减薄的启示

山东汤头盆地位于沂沭断裂带南段,盆地内广泛发育以粗安质岩石为主体的晚中生代火山岩,这套岩石主要可归为碱性系列,按化学组成可进一步区分为钾质和钠质二种类型。钾质火山岩的主要岩性为黑云母粗安质火山碎屑岩和潜火山岩,钠质火山岩主要为辉石粗安质潜火山岩,其中钾质火山岩是盆地内火山岩的主体。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年获得钾质和钠质火山岩的成岩年龄分别为124.0±1.3Ma和106.4±4.0Ma,表明钠质火山岩较钾质火山岩形成晚。在化学组成上,钾质火山岩较钠质火山岩全碱含量更高,二者的K2O+Na2O含量分别为11.02%～11.37%和8.75%～8.93%。它们均富轻稀土和大离子亲石元素,但钾质火山岩较钠质火山岩稀土总量更高,且更富轻稀土,二者的∑REE值分别为360.1×10-6～417.0×10-6和232.3×10-6～291.0×10-6,(La/Yb)N比值分别为62.02～64.66和40.32～40.52。钾质火山岩的Cs、Rb、Ba、Th、U、Pb等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素均较钠质火山岩富集,但Sr、Ti的含量偏低。钾质与钠质火山岩均具有富集的Sr-Nd同位素组成特征,但钠质火山岩的ISr值偏低、而εNd(t)值偏高,二者的ISr和εNd(t)值分别为0.7107～0.7119和-15.48～-16.96,以及0.7098和-10.03。元素和Sr-Nd同位素组成的系统分析表明浅部地壳混染对火山岩地球化学特征未产生显著影响,二类火山岩地球化学特征的变异应主要受控于岩浆源区组成的不同,而不是岩浆演化过程的差异所致。二元混合模拟指示二类火山岩均最可能起源因华北克拉通下地壳拆沉而形成的富集地幔的熔融,但钠质火山岩源区含有较高比例的亏损软流圈地幔组分。根据对火山岩地质与地球化学特征的综合分析,表明郯庐断裂持续的引张促使岩石圈减薄,并诱发深部软流圈熔体上涌,这一上涌的软流圈熔体随后又与原先富集的岩石圈地幔混合,从而导致晚期的钠质火山岩源区中含有较高的亏损软流圈地幔组分。火山岩成分由钾质向钠质演化,是软流圈地幔上涌并置换原有岩石圈地幔,最终导致华北克拉通减薄的直接响应。     

西藏罗布莎群中火山岩夹层LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其意义

针对泽当西郊贡巴日北坡剖面罗布莎群砾岩下部厚约15m的火山岩夹层进行锆石定年,测试结果表明,该火山岩LAICP-MS锆石U-Pb年龄为18.7±0.2Ma,罗布莎群下伏花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为29.9±0.4Ma。据此认为,罗布莎群砾岩初始沉积时代约为20Ma前。火山岩的出现表明,中新世布尔迪加尔期罗布莎群发育一期火山活动,结合前人研究认为,沿雅鲁藏布江结合带的狭长范围内自西向东发育一期火山活动,代表雅鲁藏布江缝合带的一次活化,其时空分布特征与冈底斯带中新世钾质—超钾质火山活动具有显著的相似性。