太古宙富铁苦橄岩与太古宙早期深部地幔不均一性

富铁苦橄岩是一类特殊的高镁地幔来源岩浆岩,具有高的FeOT含量(>14%)和MgO含量(>12%),并富集不相容元素和具有轻重稀土强烈分异的稀土元素配分模式。富铁苦橄岩通常与科马提岩产出于绿岩带中,或产出于大火成岩省中,因此富铁苦橄岩的形成与地幔柱活动有着密切的联系,与其他高镁地幔来源岩浆岩(科马提岩、苦橄岩)一道成为了探究地球深部地幔的最佳材料。根据太古宙科马提岩成分随时间的演化,以往的研究认为地球深部地幔中出现富集组分的时间约为2.7Ga。而最近在华北克拉通冀东地区发现的古太古代(3.45Ga)富铁苦橄岩表明地球深部地幔中铁和不相容元素的局部富集可能在3.45Ga前后便已出现。对太古宙富铁苦橄岩的进一步研究有助于我们理解地球早期各圈层相互作用的模式。     

科马提岩与苦橄岩的区别及对若干晚古生代“科马提岩”的质疑

以往学术界更多的关注科马提岩和苦橄岩的相似性,忽略其差异。通过全数据模式,采集数据库内全球的太古宙科马提岩、后太古宙低/高钛苦橄岩数据,对比三者之间的差异发现,科马提岩更富MgO、Cr、Ni、Cs、Pb、Co和Zn,其次为低钛苦橄岩(除Co和Zn),其余主量、微量元素的含量由高至低依次为高钛苦橄岩、低钛苦橄岩、科马提岩。依据元素间的差异(如Cr/Ga、MgO/Ga、MnO/Zr、Cr/Zr等),采用密度分布函数(Density Distribution)在Matlab软件中绘制出可有效区分3类岩石的等密度判别图,并用该图对若干晚古生代"科马提岩"的岩性重新厘定。结合岩相学和地球化学特征研究表明,晚古生代"科马提岩"中,印度东部为高钛苦橄岩,越南为化学成分与科马提岩类似的低钛苦橄岩,印度拉达克地区为低钛苦橄岩。     

地幔柱构造、大火成岩省及其地质效应

地幔柱是源于核幔边界或上下地幔边界的热异常物质 ,其隐含的巨大能量导致地幔的大规模熔融和大火成岩省的形成。不同时代的科马提岩和苦橄岩的地球化学性质表明地幔柱源区经历了由太古宙时的亏损源区向现代OIB型源区演化的历程 ,可能与壳幔再循环强度的不断增加有关。地幔柱活动和大火成岩事件与大陆裂解 ,全球气候变迁 ,生物灭绝事件 ,磁极倒转和一些大型矿产资源的形成均有密切的联系。文中还介绍了中国开展地幔柱和大火成岩省研究的概况。     

大陆的起源

太阳系固体星球都有类似的核-幔-壳结构,但唯独人类居住的地球具有长英质组成的大陆壳。太古宙大陆克拉通主要由英云闪长岩(Tonalite)-奥长花岗岩(Trondhjemite)-花岗闪长岩(Granodiorite)为主的TTG深成侵入体变质而成的正片麻岩和由基性-超基性酸性火山岩及少量沉积岩变质的表壳岩(绿岩)组成。已有的资料显示这些太古宙大陆岩石组合起源于大洋壳的部分熔融。大洋壳分为大洋盆地、洋中脊、岛弧和洋底高原(大洋岛)。前两者地壳的平均厚度只有5~10km,不可能成为形成太古宙TTG深成侵入体的场所。因此,长英质大陆或起源于板块构造体制下的岛弧,或起源于地幔柱体制下的洋底高原。板块构造体制下的岛弧模式能够很好地解释太古宙克拉通TTG深成岩的成因,即俯冲大洋板片部分熔融所形成的埃达克岩相当于太古宙高压(高Al2O2)型TTG,而俯冲板片脱水导致地幔楔部分熔融形成的玄武质地壳再次熔融所形成的钙碱性花岗质岩石相当于太古宙低压(低Al2O2)型TTG。然而,板块构造体制下的岛弧模式不能令人满意地解释太古宙绿岩带火山岩组合中缺少大量的安山岩、科马提岩~1600℃高温形成环境、克拉通规模近于同时侵位的TTG岩套、大规模卵形构造样式、代表性的逆时针P-T轨迹变质作用演化等诸多特征。相反,地幔柱洋底高原模式能够合理地解释太古宙绿岩双峰式火山岩组合的成因,即基性的拉斑玄武岩和超基性的科马提岩分别来自地幔柱头部部分熔融和尾柱熔浆,而酸性的英安岩、流纹质英安岩和流纹岩是地幔柱热异常导致的洋底高原底部的部分熔融物。按照地幔柱洋底高原模式,太古宙TTG岩浆是由洋底高原底部玄武质地壳的部分熔融而成,这样能够合理地解释为什么太古宙TTG能够在短时间内巨量产出并在形成时间上没有任何系统变化。地幔柱洋底高原模式还能合理地解释太古宙克拉通穹隆构造(dome-and-keel structure)样式、近等压冷却型(IBC)逆时针P-T轨迹,缺少蓝片岩和双变质带的等典型岛弧俯冲带的标志的特征。本文在对大陆起源的岛弧模式和地幔柱洋底高原模式综合评述的基础上,提出一个大陆起源于洋底高原的两阶段模式。     

太古宙绿岩带岩石学和地球化学：实例与探讨

绿岩带是太古宙大陆地壳重要的构造单元。 按照岩石组合特征, 绿岩带可划分为 3 个类型：1） 巴伯顿型, 主要由基性-超基性火山岩组成, 含少量酸性火山岩及沉积岩, 中性火山岩很不发育;2） 苏必利尔型, 主要由中性火山岩和中-基性火山岩组成, 含沉积岩; 3） 达尔瓦尔型, 以广泛发育的沉积岩为特征。 其中, 巴伯顿型绿岩带在世界范围内分布较广, 且组成较为复杂, 表现出一系列独特的岩石学和地球化学特征：1） 基性-超基性火山岩在绿岩带层序中占主导地位;2） 发育具有异常高的地幔潜能温度的科马提岩类;3） 存在太古宙亏损型和富集型玄武岩等。 华北克拉通清原地区的表壳岩虽然经历高级变质作用, 但仍 具有清晰的层序, 与巴伯顿型绿岩带岩石组合特征类似, 因此我们倾向于将其厘定为清原绿岩带。 清原绿岩带主体形成于 2.5 Ga, 与广泛分布的新太古代花岗质片麻岩形成时代一致, 并不存在大规模的中太古代地质体。 清原绿岩带的岩石学和地球化学研究表明新太古代晚期原始地幔柱模型可以较为合理的解释清原地区及华北克拉通东部陆块其它新太古代基底岩石的成因, 但太古宙原始地幔柱与显生宙地幔柱在某些方面有所不同。     

云南丽江苦橄岩Re-Os同位素地球化学初步研究

报导了云南丽江地区大具和仕满剖面12个苦橄岩和6个玄武岩的Re，Os含量和Os同位素组成。苦橄岩和玄武岩具有明显不同的Re-Os体系的特征。苦橄岩具有高的Os元素丰度［(1.5~3)×10-9］和低的Re元素丰度（<0.05×10-9）；共生的玄武岩具有低的Os元素丰度（<0.5×10-9）和相对高的Re元素丰度（<0.8×10-9）；苦橄岩具有低放射成因的 187Os/188Os 比值（0.123 3~0.126 6），而玄武岩具有高放射成因的187Os/188Os比值（0.133 8~0.157 7）。苦橄岩的Re-Os同位素特征与越南西北部二叠—三叠纪科马提岩具有低放射成因Os同位素特征相似，而玄武岩的Re-Os同位素特征与峨眉山大火成岩省（LIP）其他地区玄武岩的高放射成因的Os同位素特征相似。苦橄岩的Re-Os同位素特征表明，形成峨眉山LIP的地幔柱可能来自对流上地幔而不是深部的核-幔界面。换言之，峨眉山LIP的形成受控于岩石圈地幔过程而不是地幔柱过程。     

科马提岩成因研究述评

科马提岩仅限于超镁铁质熔融体(Mgo>30wt%)所生成的火山岩.它具有高温、高密度和低粘度的特征.以及独特的地球化学性质.结合高压熔融实验成果,评述了有关科马提岩成因的干地幔熔融模式、湿地幔熔融模式、温超镁铁质板块俯冲模式和热地幔柱熔融模式,并认为热地幔柱熔融模式较好地解释了科马提岩的成因.     

二滩玄武岩的水含量：峨眉山大火成岩省地幔源区水含量的区域性分布特征

近期对科马提岩以及许多大火成岩省中的苦橄岩进行的水含量分析以及地幔潜能温度的研究表明,无论是太古宙还是显生宙的大火成岩省的形成都和含水的地幔柱有关。晚二叠纪的峨眉山大火成岩省（ELIP）位于扬子克拉通西缘,目前主流观点认为其是由地幔柱形成的。前人根据大量的岩石地球化学工作将ELIP分为西区、中区和东区;证明了位于西区的大理、宾川的苦橄岩和玄武岩地幔源区的水含量高于2500×10^-6。然而对于其他区域玄武岩源区的含水性还不清楚。文章以位于中区的二滩剖面底部高钛型玄武岩为研究对象,采用单斜辉石斑晶反演的方法研究恢复了其原始岩浆的水含量。结果表明,单斜辉石斑晶水含量范围为76×10^-6 ~424×10^-6, 对应的平衡熔体水含量为3.01 wt%。在考虑分离结晶影响后,恢复的原始岩浆水含量达到2.71±0.95 wt%。该水含量略低于大理苦橄岩水含量,与宾川苦橄岩相当。而计算的地幔源区水含量最低估计为1357×10^-6,该值低于大理、宾川苦橄岩的源区水含量,但仍显著高于正常洋中脊玄武岩和洋岛玄武岩源区。ELIP中不同区域的苦橄岩和玄武岩都存在高水含量,这表明在ELIP的形成和演化过程中水都扮演了很重要的角色。     

Re-Os同位素对峨眉山大火成岩省成因制约的探讨

峨眉山大火成岩省（ELIP）主要由玄武岩、玄武质火山碎屑岩及少量的苦橄岩（包括越南的科马提岩）、长英质岩石以及层状岩体和岩墙组成,其物质来源直接关系到其成因是否与地幔柱活动有关。Re-Os同位素体系是地核、地幔和地壳物质的最佳示踪剂。前人对ELIP内的Re-Os同位素研究表明,低Ti玄武岩的Os含量为0．006&#215;10^-9-0．40010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1371～1．403,并提出其与地幔柱活动有关;而高Ti玄武岩的Os含量为0．00410^-9～0．56010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1271～5．19,认为起源于大陆岩石圈地幔或地幔柱上升过程中受到大量岩石圈地幔“混染”（xu JF et al．,2007）;科马提岩的0s含量为1．2410^-9～7．0010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1251～0．1261,苦橄岩的Os含量为0．3210^-9～2．32910^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1233～0．1266,指示苦橄岩和科马提岩均来自亏损地幔源区（Hanski et al．,2004;陈雷等,2007）。本文利用Os含量最低、^187Os／^188Os最高的高Ti玄武岩作为地壳端员,用铁质陨石、原始上地幔（PUM）和亏损地幔（DMM）作为地核和各种地幔端员,分别做二元混合计算,结果显示绝大多数玄武岩和所有苦橄岩及科马提岩均落在地壳和DMM混合曲线附近,并且邻区特提斯洋地幔岩与DMM具有相近的Os含量和^187Os／^188Os组成,据此推测峨眉山火成岩的形成与特提斯洋的活动有关,主要受控于地壳和亏损地幔的相互作用。     

太古宙TTG 能否与埃达克岩对比？——全球数据给出的结果

文中收集了全球太古宙TTG 和后太古宙埃达克岩的数据,研究对比表明,太古宙TTG 不同于埃达克岩,早先学术界认为太古宙TTG 相当于现代的埃达克岩,是一个错误的见解,是一个伪命题。TTG 术语最早出现时并没有类似于埃达克岩的见解,后来发现了埃达克岩才引出二者类似的认识。为什么会出现这种见解？推测有两种可能：1）早先的研究均来自抽样的研究,即从典型到一般的推理方法。但是,抽样研究可能没有代表性。2）TTG平均值的误导,TTG 的Sr的平均值的确＞400×10^-6,相当于埃达克岩,但是,通过分析TTG 全球数据表明,TTG 中的Sr含量变化很大,与埃达克岩没有关系。TTG 主要出现在太古宙,后太古宙很少;TTG 是太古宙岩石地壳的主体;而埃达克岩主要出现在后太古宙,是火山岩中很少的类型。这表明,TTG 和埃达克岩分别处于不同的构造体制。太古宙异常的热,可能还没有板块构造。太古宙的岩浆岩（包括TTG）即使与后太古宙某些岩浆岩具有类似的地球化学特征,可能也不能照搬现代板块构造的解释。     

抽拉构造—岩石圈板块重要的运动方式

抽拉构造是继地槽回返、板块俯冲、碰撞造山以后的第三种造山模式，是合理表现大陆构造变形、造山、造盆的新理论，文中简略介绍了抽拉构造的基本特征。     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987111001095

During the Late Mesozoic Middle Jurassic-Late Cretaceous,basin and range tectonics and associated magmatism representative of an extensional tectonic setting was widespread in southeastern China as a r...     

关于大陆构造研究的一些思考与讨论

指出板块构造理论在解释大陆构造中的不足之处,从而在进一步深化板块构造理论发展的同时,构建大陆构造理论体系;通过长期大陆构造研究实践并利用国内外大陆造山带的6个例子提出有关大陆的基本问题,诸如早期大陆起源、超大陆方式演化的大陆演化机制以及大洋和大陆岩石圈的本质不同和构造旋回;说明大陆是由板块构造(包括可能的板块构造远程效应)和大陆自身机制分别形成的组分的拼合体.主张大陆有自身的机制操控它的起源、保存和演化.在排除了来自板块边缘以及板块远程效应的作用力的前提下,出现在陆内环境的造山作用可由大陆本身尤其可能由陆内中小块体之间的相互作用引发.需要强化大陆构造研究,在深化板块构造理论的同时,探索和创建大陆构造理论体系.     

华南中生代花岗岩型、火山岩型、外接触带型铀矿找矿思路(Ⅱ)

笔者认为,对华南中生代富大铀矿成矿背景的研究要强调壳幔交换的深部作用,强调构造体制变革对成矿的制约,以及两条火山岩带和一个岩浆活动区的成矿地位.构造研究中要引进伸展构造理论,研究盆岭构造、热隆构造及与变质核杂岩构造配套的常见构造型式,研究盆岭耦合特点.成矿模式要考虑岩浆定位部位深浅及形成构造环境差异、地化环境差异,要探索大型、超大型铀矿形成的岩浆定位部位与层圈构造、地壳韧脆性构造转换面、地球化学转换面的耦合条件.     

Pyroclastic rocks: another manifestation of ultramafic volcanism on Gorgona Island,Colombia

Tertiary ultramafic volcanism on Gorgona Island, Colombia, is manifested not only by komatiite flows, but also by a more voluminous sequence of tuff breccias, which is cut by comagmatic picrite dikes. The ultramafic pyroclastic rocks are chaotic to stratified mixtures of angular to subrounded glassy picritic blocks and a fine grained volcaniclastic matrix that consists primarily of plastically-deformed, glassy globules. The entire deposit is interpreted to have formed by an explosive submarine eruption of phenocryst-laden picritic magma. MgO contents of tuff breccias and picrite dikes range from 21 to 27 wt%. Relative to nearby komatiite flows, these rocks are MgO-rich, and FeO-, TiO₂- and Ni-poor. HREE concentrations are very low (N<0.2), indicating derivation from a more highly depleted mantle source region. Nd isotopic data suggest a cogenetic relationship between the picritic magma that formed the tuff breccia and associated dikes and that which produced the komatiite flows. Nevertheless Pb isotopic data as well as whole rock geochemistry preclude such a connection, either due to olivine fractionation/accumulation or to different degrees of partial melting. These ultramafic rock types crystallized from magmas which most likely were extracted from distinct mantle source regions.     

渭河断陷盆地地热资源赋存特征与热储分析

渭河盆地地处多个构造体系的交汇部位,呈现多条断裂带。这些断裂带控制着渭河盆地的基底构造以及地热资源的展布。在充分收集区域地质、水文地质、物化探及地热资料基础上,通过对断裂构造特征的研究,分析了渭河盆地地热资源的形成背景、赋存条件、分布规律及特征,为进一步研究、勘探及开发地热资源提供了依据。      

桐柏山L构造岩的构造特征与形成环境探讨

桐柏山太白顶、殷店和天河口一带,发育有大量的L构造岩,拉伸线理极其发育,面理较弱,线理产状向南东东倾伏,倾伏角为1°～20°。桐柏山L构造岩具有以下主要特征：在三维空间上,L构造岩强烈发育杆状构造,这种“杆”状构造是由大量沿X轴方向定向排列连在一起的椭球体矿物构成的,其变形机制主要为石英的颗粒边界迁移和长石的位错蠕变,形成的平均压力为0.59GPa,平均温度为550 ℃～600 ℃,形成于中-高温-中压环境,变质相为高绿片岩相到低角闪岩相,形成深度大致在15～20 km,属于中地壳的产物。L构造岩在桐柏山的发现可能反映了桐柏山造山带中桐柏杂岩岩块相对两侧榴辉岩岩片具有近东西向挤出构造的特征。     

浅谈大陆构造-板块构造的回顾与反思

60年代提出的板块构造理论拓宽了人们的思路,给地球科学带来了活力。但是随着对大陆区域地质调查的深入,发现大陆板块与大洋板块差异很大,用刚性板块运动学理论不能解释大陆内部复杂的构造形变和板内地震活动。J. Dewey(1986)和P. Molnar(1988)相继提出大陆构造及其研究方法。我国青藏高原是一个典型而独特的大陆构造单元,是最强烈的板内形变带和地震活动区,同时是亚洲大气环流的启博器。青藏高原很可能成为新的地球科学理论的诞生地。     

全球新生代苦橄岩时空分布特征及意义

苦橄岩是一种高温下形成的超镁铁质熔岩,形成温度一般高出地幔部分熔融而成的玄武岩300~400℃,可以为判断热点提供依据。该文以GEOROC和PetDB两个地质数据库为基础,通过对其中新生代苦橄岩年龄及构造环境数据的统计分析,以期查明新生代苦橄岩的时空分布特征和厘定出可能的高温热点分布情况。研究表明,新生代有苦橄岩产出的火山活动自中新世开始变得活跃,在更新世和全新世达到顶峰。同时,苦橄岩产出环境多样且具有演变特征,中新世前以CFB和洋岛环境为主,中新世后转为岛弧和洋岛环境为主,更新世和全新世则主要为洋岛环境,总体上来看新生代苦橄岩主要产于大洋环境,并以洋岛环境为主。另外,根据苦橄岩的出露特征可得出现代高温热点可能分布在夏威夷群岛、科隆群岛(厄瓜多尔)、冰岛、加那利群岛、欧洲造山带德国境内的埃费尔山地区、红海洋脊、东非裂谷处、法属留尼汪岛、中国东南沿海广东省境内以及堪察加岛弧10个地区。     

初论幔柱构造成矿体系

从板块构造与板块边界矿床、超大陆旋回与大陆边界矿床、地幔热点与大陆内部矿床的角度 ,阐述了幔柱构造成矿体系的基本思想、分类、成矿特征及旋回性 ,提出了热幔柱和冷幔柱两个成矿体系和地幔热柱 -热点、地幔热柱 -大陆裂谷、地幔热柱 -大洋扩张、冷幔柱 -前寒武纪硅铝壳造山、冷幔柱 -显生宙硅铝壳 /洋壳造山等五个成矿系统 ,并初步划分了矿床成矿系列 ,例举了某些典型矿床。