攀西裂谷构造─岩浆活动及其成因探讨

本文主要讨论弯窿一火山型攀西裂谷的成因，岩浆深成作用与火山作用过程;弩窿梅 造的发生、发展的演化历史，岩浆分异趋势及双峰式岩浆演化系列及其成因。 攀西裂谷曾经历了岩石圈弯窿一除壳弯窿一次火山弯窿三个发展演化阶段。碱性岩浆作用与 地壳隆开、地慢去气、热流汇聚作用有着密切的成因联系，成弯作用最盛，岩浆碱度最高。随着 陆壳破裂、开放、挥发分散逸，岩浆性质从强碱质一弱碱质一碱酸性转化。 弯窿构造的发展演化阶段有机地控制了岩浆源和二次岩浆房的深度和岩浆演化特点，随着弯 窿构造的发展演化，岩浆活动由深成慢源→中浅成慢源加嵌轻微混染→超浅成壳慢混合源逐渐 演化，因而可以认为:弯窿一火山型裂谷发育的各个阶段，存在有低位→中位→高位的二次岩浆 房. 攀西裂谷属不发育的夭折裂谷，以演化时间长为特点，有利于岩浆深源(二次岩浆房内)结 晶分异、液体不混容性分离作用和陆壳的同化混染作用等得以彻底进行，最终形成“双峰式”岩 浆组合。     

攀西裂谷火山岩系某些成因特点的地球化学证据

攀西裂谷复合分异的火山岩系及双峰式火山岩套,具有壳幔混染成因特点。火山岩的平衡矿物共生组合类型受二次岩浆房的埋藏深度控制,而TiO_2、LREE及大离子亲石元素的富集受低压条件下的液体不相容性分离作用和陆壳的同化混染作用控制。     

辽吉古裂谷中的双峰式火山岩及岩浆演化

辽吉古裂谷中发育双峰式火山岩，这些火山岩以酸性火山岩为主，间夹基性火山岩。它们都属碱性火山岩系列，与都城秋穗在碱性岩成因类型的讨论中划分出的三种成因类型对比，明显类似于跨越型，并与我国康滇古裂谷带碱性火山岩相近。初步认为形成辽吉古裂谷中双峰式火山的岩浆可能是上地幔派生岩浆在上升侵位过程中，受陆壳物质混染而成的壳幔混合岩浆。     

探讨火山岩浆活动与构造环境,幔源性质关系的新方法

在一定构造环境下,地幔非均质性、地幔交代、地壳混染和其他有关非岩浆分异作用会使玄武质岩浆化学成分发生变化,而且这些影响往往不是单一出现的。另外,构造环境不是一承不变,而是连续演化的,玄武岩成分也是逐渐过渡的。因此,探讨火山岩浆活动与构造环境、幔源性质的有效方法是认真研究一定地质背景下,与特定构造岩浆演化模式有关的玄武岩地球化学特征的时空演化特征。在进行这项研究工作中,比值网状图是反映具有重要地质意义的不相容元素比值变化的简单而有效的工具,可用以探讨地幔非均质性、地幔交代、地壳混染和其他有关非岩浆分异作用,进而阐明火山岩浆活动与构造环境演化、幔源性质的关系。     

试论柴北缘岩浆系列及其大地构造演化

柴达木盆地北缘是重要的构造-岩浆活化带和内生矿产成矿带，现今大地构造性质属地穹列。地槽演化阶段加里东期幔源岩浆活动，地台演化阶段华力西期壳幔混染Ⅰ型岩浆侵入，以及地洼演化阶段印支期非造山A型花岗岩构成了该区构造-岩浆活动的三个成因系列。     

五大连池、天池和腾冲火山岩Sr、Nd同位素地球化学特征与岩浆演化

在的年来对长白山天池火山、五大连池火山和腾冲火山三个火山区火山岩岩石学的主、微量元素研究的基础上，新做出18个火山岩Sr-Nd同位素数据，进一步讨论地幔源区特征与岩浆成因演化。五大连池富钾火山岩浆源区由原始地幔与EMI两个地幔端员混合而成，岩浆直接来自地幔，未受地壳物质明显混染和分离结晶作用影响；天池火山各阶段火山岩一致的似原始地幔特征，可能指示存在巨大的壳内岩浆房和持续的幔源岩浆的补给；腾冲火山岩的高钾钙碱性岩浆源区为由陆内壳－幔相互作用导致的原始地幔与EMⅡ两个地幔端员不同程度混合而成。     

辽吉古裂谷中的双峰式火山岩及岩浆演化

辽吉古裂谷中发育双峰式火山岩。这些火山岩以酸性火山岩为主，间夹基性火山岩。它们都属碱性火山岩系列，与都城秋穗在碱性岩成因类型的讨论中划分出的三种成因类型对比，明显类似于跨越型，并与我国康滇古裂谷带碱性大山岩相近，初步认为形成辽吉古裂谷中双峰式火山岩的岩浆可能是上地慢派生岩浆在上升侵位过程中，受陆壳物质混染而成的壳慢混合岩浆。     

北祁连西段古元古代大陆裂谷火山岩性质的确定

北祁连西段古元古代火山岩是大陆裂谷火山作用的产物,具典型的“双峰式”特征。岩石地球化学研究表明,斜长角闪岩和石英阳起石岩派生于上地幔,属大陆拉斑玄武岩—安山岩,而石英黑云母岩则来源于地壳。其源岩浆在上升过程中受到了陆壳成分的混染,有较多的陆壳成分的卷入,它们的形成是地幔热柱和陆壳共同作用的结果。     

新疆北部后碰撞幔源岩浆活动与陆壳纵向生长

新疆北部后碰撞幔源岩浆活动强烈。Nd、Sr和Pb同位素资料表明,在330～250Ma的后碰撞期间,有大量的幔源花岗岩类和少量的镁铁—超镁铁杂岩在上地壳侵位。与加里东、海西和喜马拉雅等造山带起源于再循环陆壳的花岗岩类不同,新疆北部后碰撞岩浆岩一般表现出ε_(Nd)(t)值高、(~(87)Sr/~(86)Sr)值相对较低、Nd和Pb模式年龄年轻等特点。阿尔泰山和天山的一些后碰撞花岗岩类可能具有陆壳源区的特点或表现出地壳物质对幔源岩浆及其分异产物有不同程度的混染,东、西准噶尔花岗岩类很少甚至没有受到陆壳物质混染。新疆北部后碰撞花岗岩类和镁铁—超镁铁杂岩主要是幔源岩浆及其分异产物在上地壳侵位的结果。这些幔源花岗岩类代表了新生的初始地壳,其时代可代表地壳形成时代。在后碰撞阶段,新疆北部的陆壳以纵向生长为特征。     

海南岛石炭纪双峰式火山岩及其板块构造背景

海南岛西部的石炭纪火山岩为一套大洋拉斑玄武岩-流纹斑岩的双峰式火山岩。玄武岩中的不相容元素和稀土元素的丰度和比值,以及稀土分配模式与大陆裂谷的拉斑玄武岩的地球化学特征一致,说明海南岛晚古生代裂谷作用的存在。玄武质岩浆来源于地幔深部,演化程度较低,受下地壳物质混染。流纹质岩浆不是玄武岩浆结晶分异产物,而是受裂谷区高热流影响,由陆壳部分熔融形成。     

新疆阿吾拉勒陆相火山岩型铜矿成矿研究

阿吾拉勒陆相火山岩型铜矿分为火山热液型、次火山热液型和中低温热液充填脉型，认为岩浆和成矿物质来源于深部地壳或上地幔，成矿与华力西晚期火山一次火山作用密切相关，铜矿是在同一构造环境下同一岩浆源分异演化不同阶段的产物。矿床成因属中低温火山一次火山热液成因。     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷南一段物源-沉积体系与构造背景

海拉尔盆地乌南凹陷南一段时期断裂和火山作用强烈, 导致岩石碎屑组成具有多样性。碎屑成分有火山碎屑、变质岩碎屑和其他剥蚀碎屑。碎屑多样性使本区岩性及其分区具有鲜明的特色。岩性丰度、矿物组合、阴极发光及其重矿物组合研究显示, 区内存在4个单岩性区和2个混合区。单岩性区是变质岩碎屑岩区、火山碎屑沉积岩区、熔结火山碎屑岩区和火山碎屑岩区。根据岩石中各碎屑组成的体积分数可将混合区分为正常沉积碎屑占优势的混合区和火山碎屑占优势的混合区。各单岩性区与构造单元相符合, 变质岩碎屑岩区对应乌西断阶带, 火山碎屑沉积岩区和熔结火山碎屑岩区对应巴彦塔拉构造带, 火山碎屑岩区为乌东弧形构造带的一部分。地球化学数据显示本区源岩岩浆属于壳源花岗质岩浆, 同时受到明显的幔源岩浆影响, 重稀土较富集。乌西断阶带具有高的稀土总量和不明显的Eu负异常, 变质源岩岩浆壳幔混染程度高;巴彦塔拉构造带具有低的稀土总量和明显的Eu负异常, 源岩岩浆壳幔混染程度中等;乌东弧形构造带具有高的稀土总量和明显的Eu负异常, 源岩岩浆壳幔混染程度低。Dickinson图解显示, 乌东弧形构造带源区没有深切割, 而巴彦塔拉构造带源区经过了深切割。德尔布干断裂的正滑移导致嵯岗构造片麻岩发育和嵯岗隆起相对隆升, 为乌西断阶带提供变质碎屑沉积物, 形成扇三角洲沉积体系;同时断裂又为幔源岩浆的上升提供了通道。巴彦塔拉断裂的伸展走滑使得幔源岩浆上升发生壳幔混染并发生火山喷发, 在巴彦塔拉构造带发育熔结火山碎屑岩-火山碎屑沉积岩, 塑造了火山碎屑扇三角洲沉积体系。巴彦山隆起区壳幔混染程度低, 但幔源岩浆的底垫作用导致壳源岩浆的强结晶分异作用、火山活动和地表隆升, 在乌东弧形构造带发育火山碎屑岩, 塑造了火山碎屑三角洲沉积体系。     

扬子地台西缘内带大型铜矿床的“叠加裂谷─多源─热水”成矿作用

扬子地台西缘的绝大多数大型铜矿床集中在西缘内带，成矿构造环境属川滇叠加裂谷系，它经历了复杂的地质构造演化，产生了“四层楼式”裂谷型铜矿床序列；成矿物质铜以深源为主（上地幔或下地壳），次为浅源（上地壳）和陆源；从元古宙到显生宙，铜矿床由地幔型向幔壳型→壳幔型→壳源型演化；成矿流体包含火山次火山热液、喷流热液、循环热（卤）水和变质－构造热液等多种热水。     

扬子地台西缘内带大型铜矿床的“叠加裂谷—多源—热水”成矿作用

扬子地台西缘的绝大多数大型铜矿床集中在西缘内带，成矿构造环境属川滇叠加裂谷系，它经历了复杂的地质构造演化，产生了“四层楼式”裂谷型铜矿床序列；成矿物质铜以深源为主（上地幔或下地壳），次为浅源（上地壳）和陆源；从元古宙到显生宙，铜矿床由地幔型向幔壳型→壳幔型→壳源型演化；成矿流体包含火山次火山热液、喷流热液、循环热（卤）水和变质－构造热液等多种热水。     

青藏东缘昌都-思茅构造带中新生代陆内裂谷作用

中三叠世末,三江联合地体形成,昌都—思茅构造带进入陆内演化阶段,堑垒相间的古地貌、具双峰式火山岩的火山-沉积组合、显双峰特点以及普具伸展因子的岩浆作用等显示,其在晚三叠世至新生代发生了广泛的陆内裂谷作用。裂谷岩浆活动主要为两侧火山地堑发育的双峰式火山活动,同期的岩浆侵入活动也呈双峰态势。岩浆喷发活动具有东强西弱的特点,其中东部江达—云岭—绿春地堑带,因局部出现洋壳而具有陆间裂谷性质;岩浆侵入活动自印支晚期向燕山期具有规模减小、范围增大的特点,到燕山期、喜马拉雅期,中央地带也发生岩浆侵入活动,形成中央热隆带。岩浆侵入活动具有明显继承性,由于昌都—思茅地体两侧于晚海西期至中三叠世发育陆源岩浆弧,岩浆岩在岩石化学上或多或少显弧岩浆特点。陆内裂谷作用在中生代经历了火山-地堑、陆内岩石圈挠曲凹陷演化阶段。裂谷作用持续到了新生代。     

南岭中生代陆壳重熔型花岗岩类成岩成矿的有关问题

南岭是中国重要的钨锡多金属成矿带。岩浆活动及成矿作用具有多阶段性的特点，成岩成矿作用具有统一的地质背景及构造应力场。陆壳重熔型花岗岩类不同成岩阶段具有极为一致的稀土元素分布模式，暗示它们的定位和冷却都是在深部同源岩浆分异事件中形成的；岩石和矿石稀土球粒陨石标准化曲线有着相似的变化特征，反映成矿与岩浆活动有着密切的成因联系，物质来源上具有一致性；矿石硫化物和岩石长石Pb同位素组成相近，显示成岩成矿物质有明显的亲缘关系。结合多数情况下矿脉切穿已固结岩体的地质事实，推测燕山中期陆壳重熔型花岗岩类成岩成矿物质主体来自深部同一岩浆源区，为同源岩浆分异演化不同阶段的产物；燕山晚期花岗质火山-侵入杂岩与相关锡铀矿化空间上密切伴生，物质来源也具同源性。典型复式岩体同源岩浆不同阶段侵位及相匹配的成矿作用时差一般小于10．0Ma，集中在0～8．0Ma。结合华南中生代岩石圈多次伸展活动的区域背景及矿床（田）地质特征，推测南岭地区的多阶段成岩成矿作用是脉动式构造演化的产物，成岩成矿物质来自深部同一岩浆房的不同演化阶段。     

大陆解体与被动陆缘的演化

火山型被动陆缘是大陆解体过程中形成的一类陆缘类型,其演化过程与活动陆缘一样复杂多变。随着近年来对大陆解体过程与被动陆缘演化的深入研究,对其沉积过程、岩浆活动以及变质作用研究都有了很大的进展。陆壳减薄解体的过程有许多不同的模式,不对称的简单剪切模式可能是火山型被动陆缘的成因,其机制是软流圈隆起的最大位置从剖面上看与地壳减薄最大位置不在一条垂线上,造成软流圈上升的岩浆在解体的大陆一侧形成火山型被动陆缘。被动陆缘的沉积建造由两套沉积物组成,一套是大陆解体的裂谷阶段所形成的陆相沉积物和双模式火山岩组合,另一套是稳定陆缘的复理石组合;岩浆作用中基性岩类反应了物质直接源于上地幔的主要特点,并有部分受到地壳混染的特征;变质作用中高温低压环境主要发生在裂谷作用阶段,其特点反映了大陆解体过程中随着时间的增温和减压过程,而拆离伸展阶段则被脆性变形所代替。     

岩浆演化对成矿作用的控制——以西藏冈底斯北缘铅锌矿带为例

与岩浆-热液或热液矿床有关的岩浆,大都经历了不同程度的演化(如结晶分异、同化混染等),其岩石学和地球化学特征只是岩浆演化终态的反映,针对这些岩浆岩本身的研究有时很难刻画出其详细的演化过程及该过程中关键成矿元素的地球化学行为。已有研究显示,同时代同区域大面积分布的火成岩可能记录着含矿岩浆演化早期或演化不同阶段的岩石学和地球化学信息,为解决上述难题提供了可能。基于此,本文以发育于大陆碰撞初期(即主碰撞)的西藏冈底斯北缘铅锌矿带为例,通过对主碰撞阶段冈底斯带大量火成岩地球化学数据的统计学研究,初步展示了岩浆演化过程及其对成矿的控制作用。研究结果表明,除了自身体系的分离结晶,陆壳混染作用是大陆碰撞早期岩浆由基性向中酸性演化的另一关键控制因素,主碰撞岩浆中普遍不具有高的含水量和氧逸度,但演化到中后期,岩浆的氧逸度会逐渐升高;富S和H2O的幔源岩浆底侵,诱发具有较高Zn含量的陆壳物质熔融,产生的岩浆再经历高度的演化(以达到Pb的富集),最终浅成就位形成岩浆-热液成矿系统。这是形成冈底斯北缘铅锌矿带的成矿动力学机制。     

幔源岩浆氧化还原状态及对岩浆矿床成矿的制约

岩浆的氧化还原状态是控制许多基本地质过程的关键热动力学参数之一。估算玄武质岩浆和源区岩石氧化还原状态的常用方法主要包括多价元素的价态、多价元素的分配系数、共存矿物对的化学平衡和全岩化学比值。岩石学实验的深入和分析技术手段的快速发展使精确估算岩浆氧逸度成为可能。这有力地促进了对地幔源区成分、岩浆的部分熔融程度和熔融方式与分异演化历史,以及岩浆矿床的成因机制及成矿过程的研究。幔源岩浆的氧化还原状态复杂多变,不仅与构造背景有关,还与地幔深度(压力)、交代作用和部分熔融有着密切联系。而在岩浆到达浅部地壳后,结晶分异、岩浆去气和同化混染等过程也能不同程度地改变岩浆的氧逸度。因此,即使来自同一构造背景的幔源岩浆也呈现出明显的氧逸度不均一性。氧逸度的高低对源区部分熔融过程中金属元素的地球化学行为、岩浆的分异演化趋势、Fe-Ti-V氧化物饱和时间的早晚和S在岩浆中的溶解度具有明显的控制作用。因此,岩浆的氧逸度对钒钛磁铁矿矿床和汇聚板块边缘的岩浆硫化物矿床的成矿过程具有显著的影响。     

大陆解体与被动陆缘的演化

火山型被动陆缘是大陆解体过程中形成的一类陆缘类型,其演化过程与活动陆缘一样复杂多变。随着近年来对大陆解体过程与被动陆缘演化的深入研究,对其沉积过程、岩浆活动以及变质作用研究都有了很大的进展。陆壳减薄解体的过程有许多不同的模式,不对称的简单剪切模式可能是火山型被动陆缘的成因,其机制是软流圈隆起的最大位置从剖面上看与地壳减薄最大位置不在一条垂线上,造成软流圈上升的岩浆在解体的大陆一侧形成火山型被动陆缘。被动陆缘的沉积建造由两套沉积物组成,一套是大陆解体的裂谷阶段所形成的陆相沉积物和双模式火山岩组合,另一套是稳定陆缘的复理石组合;岩浆作用中基性岩类反应了物质直接源于上地幔的主要特点,并有部分受到地壳混染的特征;变质作用中高温低压环境主要发生在裂谷作用阶段,其特点反映了大陆解体过程中随着时间的增温和减压过程,而拆离伸展阶段则被脆性变形所代替。