阿尔金红柳沟蛇绿混杂岩中MORB与OIB组合的地球化学证据

阿尔金红柳沟地区早古生代蛇绿混杂带中含有地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、细碧化玄武岩、硅质岩、复理石等岩石组合。笔者研究证实，该地区蛇绿岩中变基性岩具有过渡型洋中脊玄武岩（T－MORB）的特征，并发现蛇绿岩在混杂带中与洋岛玄武岩（OIB）共生。在球粒陨石标准化的稀土元素配分图上，T－MORB型变基性岩配分型式为平坦型；OIB中TiO2含量高，近3％，富集高场强元素Nb、Ta等，稀土元素配分型式为轻稀土富集型。MORB和OIB组合的出现说明早古生代时，该地区存在过洋盆。这一组合可与北祁连进行对比。     

中国南方新生代地幔柱活动的地球化学证据

中国南海海盆、海南岛、雷琼和龙海—明溪地区新生代玄武岩的总体相当于洋岛玄武岩（OIB）,富集高场强元素（HFSE）,尤其是富集Nb、Ta、U、Ti。南海海盆新生代玄武岩是玻利尼西亚型（Polynesian）、夏威夷型（Hawaii）和MORB型共存,可能是在扩张洋脊上面形成的OIB,下地幔成因的超地幔柱上升致使上地幔物质加入,海南岛和雷琼地区玄武岩具有与南海海盆玄武岩大致相似的成因。大陆板内同时代的龙海—明溪地区玄武岩具特别高的Nb/Zr和Nb/Y值,均表现为地幔柱成因的玻利尼西亚型玄武岩,其形成既可能有古老俯冲洋壳熔融后榴辉岩质残余下沉至下地幔成因,也可能有包括下地壳在内的岩石圈物质的贡献。     

西准噶尔克拉玛依OIB型枕状玄武岩地球化学及其地质意义研究

克拉玛依西山的枕状玄武岩与浊积岩-凝灰岩共生,厚度大于400米的枕状玄武岩层被火山角砾岩-安山岩-硅质岩-凝灰岩覆盖,岩枕之间充填着硅质泥岩。锆石 SHRIMP 定年结果表明,枕状玄武岩可能在早寒武世形成(>517Ma,这套地层曾经一直被认为属于石炭系)。枕状玄武岩的稀土元素含量(117.4×10~(-6)～153.6×10~(-6))和配分模式与洋岛玄武岩(OIB)基本一致。枕状玄武岩中大离子亲石元素(Cs、Rb、Ba、K、Pb 和 Sr)的含量变化较大(明显偏离 OIB),高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf、Ti 和 P)相对 OIB 和原始地幔没有表现出明显异常[e.g.,(Nb/Ta)_(PM)=0.92～0.98,(Zr/Hf)_(PM)=1.08～1.18]。西准噶尔地区存在这套 OIB 型海相火山-沉积建造说明古亚洲洋在西准噶尔地区于寒武纪就已经存在。这套海相玄武岩岩枕中存在大量古元古代—新太古代(1883～2536Ma)岩浆锆石的事实说明,早古生代洋岛玄武岩岩浆源区存在古老大陆地壳物质。     

利用地幔中Nb和Ta的含量制约地球初始岩浆洋的成分

球粒陨石常用来代表未分异的原始地球的组成成分。但是,Nb、Ta作为难熔亲石元素,在各硅酸盐地球储库中(地壳、洋中脊玄武岩、亏损的洋中脊玄武岩地幔等)的Nb/Ta值却显著低于球粒陨石的Nb/Ta值(<19.9)。这可能指示在下地幔深部有未被发现的高Nb/Ta源区,或者Nb在核、幔分异时进入地核。目前学界对"Nb悖论"成因仍存在很大争议。     

东昆仑南缘布青山地区哈尔郭勒玄武岩地球化学特征及其地质意义

哈尔郭勒玄武岩位于东昆仑南缘布青山地区。详细的地球化学研究表明哈尔郭勒玄武岩可以分为碱性玄武岩和亚碱性玄武岩,其中碱性玄武岩的∑LREE=63.8×10-6~175.36×10-6,∑HREE=14.46×10-6~28.56×10-6,∑LREE/∑HREE=4.41~6.14,(La/Yb)N=4.14~6.71,(Ce/Yb)N=3.31~5.12,δEu=1.03~1.17,具有与洋岛玄武岩(OIB)相似的稀土配分模式;亚碱性玄武岩的∑LREE=11.07×10-6~29.95×10-6,∑HREE=12.56×10-6~25.41×10-6,∑LREE/∑HREE=0.88~1.54,(La/Yb)N=0.29~0.74,(Ce/Yb)N=0.37~0.77,δEu=1.02~1.22,具有正常洋中脊玄武岩(N-MORB)的稀土元素地球化学特征。这表明哈尔郭勒玄武岩是OIB与N-MORB的共生组合。布青山地区哈尔郭勒玄武岩中的OIB形成于洋脊附近的海山或洋岛环境,岩浆源区可能为EMⅡ型富集地幔;N-MORB形成于洋脊环境,起源于亏损地幔。哈尔郭勒玄武岩为布青山地区晚古生代存在洋盆提供了更充分的证据。     

新疆西天山巴音沟与蛇绿岩伴生的洋岛玄武岩——主微量元素证据

对巴音沟蛇绿混杂岩内发育的两套玄武岩进行了主、微量元素研究,结果表明,其中一套TiO2的含量较低,在0.81%~1.00%之间,REE含量低,LREE相对于HREE具轻微亏损,稀土元素配分图和微量元素的原始地幔标准化图上呈平坦分布型式,Nb、Ta略亏损,为大洋中脊玄武岩。结合其他微量元素特征,初步认为该玄武岩源于大洋形成的初期,源区是还没有经历大规模岩浆提取阶段的洋中脊玄武岩。另一套玄武岩则具有典型的洋岛玄武岩特征,具有较高的TiO2含量(1.89%~3.14%),富碱质,同时富集LREE和HFSE元素,高Nb、Ta含量,在微量元素原始地幔标准化图上显示明显的Nb、Ta正异常,微量地球化学元素具有EMⅡ型OIB特征。     

西藏东巧地区玄武岩地球化学特征及构造环境分析

东巧蛇绿岩出露于班公湖-怒江缝合带中段,是蛇绿岩组合单元出露较完整的地区。微量(稀土)元素分析结果表明,蛇绿岩中的玄武岩具有轻稀土元素(LREE)显著富集的右倾稀土元素配分模式。(La/Yb)N=7.05~12.02,Th、Nb、Ta、Zr和Hf略具有正异常的微量元素组成特征,属于典型的洋岛玄武岩(OIB),与洋中脊玄武岩(MORB)和板块汇聚环境下的岛弧玄武岩(IAB)存在明显差异。通过对其构造环境的判别,并结合蛇绿岩与相邻地质体的关系分析,认为东巧蛇绿岩中的玄武岩形成于大洋板内岩石圈上隆减压的洋岛环境,代表班公湖-怒江洋盆形成和发展阶段洋岛环境的大洋岩石圈残片。     

大兴安岭嘎仙蛇绿混杂岩中超镁铁质岩地球化学、年代学特征及其地质意义

嘎仙蛇绿混杂岩位于新林-嘎仙-吉峰蛇绿混杂岩带中段。岩石主要由镁铁-超镁铁质岩石组成,呈构造岩块的形式与变质细碎屑岩基质混杂产出。对超镁铁质岩系统的岩石学、地球化学和年代学研究结果表明,超镁铁质岩石SiO_2含量平均值为44.87%,Mg~#平均值为87.06,锆石U-Pb同位素年龄为649.6±4.2 Ma,时代为新元古代。稀土元素配分曲线总体呈平坦型,具有富集型洋脊玄武岩(E-MORB)向洋岛玄武岩(OIB)过渡的趋势。样品亏损Nb、Ta、Ti元素,相对富集Th、U、Zr、Hf元素,具有岛弧岩浆岩的特征。在Nb/Yb-Th/Yb构造环境判别图解中,样品点落入E-MORB和OIB交汇部位。通过与区域构造带岩石组合和地球化学特征对比,认为嘎仙超镁铁岩岩浆源区可能为受俯冲流体交代的富集地幔,属俯冲型(SSZ)蛇绿岩,其就位机制与持续洋内俯冲有关。     

川西丹巴地区新元古代变质玄武岩成因及构造意义

对扬子地块西缘康滇裂谷北段的丹巴变质玄武岩进行了系统的岩石学、元素-Nd同位素地球化学研究,结果表明该岩石为碱性玄武岩,样品相对富MgO、富TiO2,Mg#值介于0.51～0.59之间.稀土总量较高,轻重稀土分馏较明显,Th、Nb、Ta、Zr、Hf和LREE等不相容元素富集,Y和HREE明显亏损,地球化学特征与洋岛玄武岩(OIB)类似.岩浆形成于板内裂谷环境,起源于类似OIB的地幔源区,并在上升过程中受到了大陆岩石圈地幔(SCLM)物质不同程度的混染,同时还可能有少量下地壳物质的混染.样品在岩石化学上表现出地幔柱岩浆作用的痕迹,很可能与导致Rodinia超级大陆裂解的新元古代地幔柱事件有关.     

阿尔金环形山榴辉岩岩石地球化学及地质意义

调查研究发现,阿尔金南缘环形山榴辉岩呈透镜体状产于新元古代石榴石二长花岗片麻岩中,岩石经退变质作用,白眼圈构造发育,石榴石变少,石英及金红石等矿物较少,未见峰期矿物组合。绿辉石被次透辉石及角闪石替代,岩石为榴辉岩、榴闪岩及斜长角闪岩。主量及微量元素地球化学分析显示:主量元素Al2O3、TiO2、MgO、P2O5及稀土Nb/Ta、Zr/Hf、Zr/Nb、La/Nb、Y/Nb特征比值与洋脊玄武岩一致;稀土标准化模式图、微量元素原始地幔标准化图及MORB标准化图指示岩石具洋脊玄武岩特征,原岩可能为地幔岩经15%~30%的部分熔融形成。结合榴辉岩围岩年龄、变质作用等分析认为,该榴辉岩为似洋脊玄武岩的基性岩浆侵入花岗岩后,于500 Ma左右发生大陆俯冲折返形成。     

特提斯喜马拉雅北带中段遮拉组OIB型玄武岩地球化学及岩石成因

遮拉组OIB型玄武岩分布于特提斯喜马拉雅北带中段,围岩为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩。地球化学特征表明,岩石具有较明显的低K_2O、中MgO和高TiO_2、P_2O_5、TFeO特征,(La/Yb)_N值为3.79～12.50,δEu=0.92～1.12,其稀土配分曲线呈略右倾的轻稀土富集模式,在原始地幔标准化蛛网图上,富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素及Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等高场强元素,为大陆边缘裂谷背景的具有OIB型地球化学特征的碱性玄武岩。遮拉组OIB型玄武岩与含石榴石、尖晶石二辉橄榄岩部分熔融(Gt> Sp)有关,显示出岩石圈地幔物质的印记。玄武岩中捕获锆石年龄可能说明其源区存在古老的大陆碎块。岩石成因模式可以解释为正在孕育的地幔柱诱导的上涌软流圈物质与岩石圈地幔物质混合后在拉张背景下发生减压熔融的产物,这种地幔热柱或热点可能与Kerguelen热点的早期活动有联系,岩浆演化过程中发生了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用。     

川西江浪穹窿二叠系变玄武岩的地球化学特征与岩石成因

江浪穹窿二叠系地层中发育一套顺层产出的变玄武岩,主要由角闪石(~80%)、斜长石(~15%)与少量的石英(3%)、磁铁矿(~2%)等组成,具有明显的枕状构造。为深入探讨变玄武岩的岩石成因,本文对其进行了主微量元素分析。结果显示,变玄武岩具有低的Si O2(平均44.14%)与Ti O2(平均1.79%)含量、高的TFe2O3(平均13.95%)和Mg O(平均11.64%)含量,Mg#值介于65.6~58.3;稀土配分型式显示为轻微的右倾型,Ce异常(Ce/Ce*平均0.89)与Eu异常(Eu/Eu*平均1.03)不明显;富集大离子亲石元素Rb、Ba和U,亏损高场强元素Nb、P、Zr和Hf;低的La/Sm值(2.71~2.26)、(Th/Ta)PM值(1.36~1.14)与(La/Nb)PM值(1.78~1.33)。综合分析认为,该套变玄武岩属于洋底玄武岩,可能是古特提斯洋的洋壳残余。岩浆源区为亏损地幔混有少量的富集地幔组分,岩浆上升侵位过程中没有遭受地壳物质的混染。与峨眉山低钛玄武岩(LT1)的对比显示,该套变玄武岩并非晚二叠世峨眉山玄武岩。     

西藏纳木错西岸蛇绿岩的地球化学特征及其形成环境

西藏纳木错西岸蛇绿岩主要由变质橄榄岩、辉长辉绿岩及玄武岩等组成。变质橄榄岩以富Mg、贫Ti、贫REE元素为特征。辉绿岩和玄武岩的主量元素、微量元素特征显示其含有洋脊拉斑玄武岩和岛弧拉斑玄武岩的双重成分,其中高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf等亏损．大离子亲石元素Rb、Sr、Ba等相对富集,具岛弧玄武岩的特点;在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图上为LREE亏损的平坦型,无负Eu异常,与洋中脊玄武岩的特征类似。通过与典型地区作对比并应用构造环境判别图解,推测该区蛇绿岩形成于弧后盆地的构造环境。     

东非裂谷系统(EARS)地幔柱成因的新生代火山作用地球化学标志

本文应用岩浆岩地球化学图解对东非裂谷系统(EARS)火山岩的岩石地球化学数据进行处理,重点回顾和讨论埃塞俄比亚大裂谷(MER)、阿法(Afar)盆地及肯尼亚裂谷火山作用的构造环境和地幔柱成因。MER火山岩的岩石类型具双峰式火山岩套特征,以高Ti的大陆溢流玄武岩(CFB)-大陆洋岛玄武岩(OIB)-流纹岩系列为主,缺少中性岩,是来自地幔柱岩浆分异的结果,与板块俯冲作用无关。阿法(Afar)盆地和红海为CFB-MORB系列。肯尼亚裂谷(KR)及埃塞俄比亚大裂谷最南端图尔卡纳盆地只见以大陆OIB,缺乏流纹岩。EARS是一个主动型地幔柱,由地幔上涌冲击地壳底部而成,其火山岩以富集常量元素Ti、Fe和Mg,富集高场强元素Nb、Ta和相容元素V、Cr、Co和Ni为特征。绝大多数EARS火山岩的Nb/Zr0.04和Ta/Hf比值0.1,在地球化学-构造环境判别图上落在板内火山岩的范围内(大洋板内和地幔柱),集中在Nb/Zr0.15和Ta/Hf比值0.3范围内的火山岩样品可能为主动地幔柱成因。根据La/Nb、Ce/Pb和Ba/La比值,地幔柱成因的MER火山岩可分为受地壳混染地幔和未受地壳混染的原始地幔两种类型。La/Nb(≤1)、Ce/Pb(30~50)、Ba/Nb比值(10)和La/Yb≤12是来源于未受地壳混染原始地幔的重要判别标志。地球化学证据(微量元素,Sr-Nd-Pb-He同位素)表明,MER-阿拉伯-也门地幔柱起源于深部核-幔边界的HIMU。MER-Afar的前裂谷和同裂谷火山岩(50-12 Ma)具有高的3He同位素标志(R/Ra比值16.4)说明其非洲板块之下存在一个深藏的地幔岩浆源深度大于670 km,位于石榴子石-尖晶石橄榄岩过渡带(图6b、c、d)。MER-Afar大火山岩省及其最南端图尔卡纳湖和肯尼亚地体(克拉通,改造的克拉通边缘和活动带)深部地壳底部之下的HIMU地幔可能是导致裂谷型的OIB和CFB异常发育的岩浆源区,而Afar洼地(吉布提)、红海和亚丁湾形成于后裂谷期(5~0 Ma)的MORB和亏损LREE玄武岩则归因于HIMU、富集地幔(EM1-EM2)与DM混合地幔源的熔融,其岩浆源区位地壳拉张减薄带之下的尖晶石橄榄岩区。     

冀北赤城退变榴辉岩的岩石地球化学及原岩恢复

冀北赤城退变榴辉岩主元素特征显示所有样品均属拉斑玄武岩系列,可分出三种不同的REE配分型式。在MORB标准化微量元素配分图中,LREE亏损型与REE平坦型样品的HFSE与MORB相似,LREE富集型样品则具有较高的Zr、Hf和Y值,Nb和Ta明显富集,显示出陆壳物质混染的特征。这些特征表明,冀北赤城退变榴辉岩的原岩可能为兼具洋中脊和岛孤地球化学属性的洋壳拉斑玄武岩类,在后期俯冲消减过程中,发生榴辉岩相高压变质作用,并混入了部分陆壳物质。     

下庄中洞地区白垩纪基性脉岩地球化学特征及其源区性质

下庄铀矿田北西西向分布的白垩纪角闪辉绿岩构成区内基性脉岩的主体。研究表明，中洞地区角闪辉绿岩形成于大陆板内构造环境，地壳物质的混染作用不明显，基本代表了原始岩浆的成分。岩石富集LREE，无Eu亏损；富含大离子亲石元素和不相容元素（K、Rb、Ba、Th、Ta、Ce等）；无Nb、Ta、Zr和Hf异常；特征微量元素比值及图解显示其与富集型地幔端元（EMI、EMII）值相似，岩石物质组成具有洋岛玄武岩（OIB）特征。因此，认为中洞地区角闪辉绿岩的源区属富集型地幔，其成因与下庄地区白垩纪大陆型热点活动相关。     

海南岛晚古生代洋岛玄武岩(OIB型)的发现及地球动力学暗示

海南岛西部的军营-邦溪地区产出一套变质的、晚古生代镁铁质-超镁铁质熔岩系列.根据地质学、岩石学、矿物学和地球化学研究,该套岩石可划分为高镁和低镁两个系列,前者以高镁(Mg# =76.9～81.3)为特征,后者以低镁(Mg#=40.7～48.4)、高钛含量(2.34％ ～3.27％)为特征.这套镁铁质-超镁铁质熔岩具有LREE富集[(La/Yb)N =2.40～7.58]和无明显Eu异常的稀土配分模式,以及无Nb亏损、但略具轻微Ta正异常的微量元素原始地幔标准化曲线;87Sr/86Sr (270Ma)和εNd(270Ma)比值的变化范围分别为0.70645 ～0.70956和+4.7～ +6.5,这些地球化学特征与洋岛玄武岩(OIB)极其相似.一些反映源区特征的比值,如Ta/Hf、Th/Nb、Nb/Zr、La/Ta、La/Sm、(La/Nb)PM、(Th/Ta)PM等均指示其地幔柱成因,是石榴子石二辉橄榄岩地幔低程度部分熔融形成的产物.橄榄石斑晶的矿物化学进一步揭示,岩石的高镁性质是由橄榄石堆晶引起的,而橄榄石斑晶低的Fo(68 ～77)值,暗示其原始岩浆为低镁的玄武质岩浆;低镁系列相对于高镁系列明显低的Cr、Ni含量,说明岩浆随后发生了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用.军营-邦溪地区晚古生代OIB型洋岛玄武岩可能代表了东古特提斯洋在海南岛的又一记录,该认识对深入探讨华南古特提斯洋的演化及其在海南岛的响应提供了新的证据.     

拉拉铜矿含矿岩系地球化学特征及其构造意义

四川会理拉拉铜矿床是我国著名大型富铜矿床,矿床的形成与古元古代河口群海相火山岩密切相关。河口群火山岩除个别样品Nb/Y较低,其他多数样品有一致高的Nb/Y比值(0.7~3.0),属碱性玄武系列;在Nb/Th-Zr/Nb和Zr/Y-Nb/Y图上,HFSE比值成分点主要投在EM1型富集地幔附近,落入洋岛玄武岩(OIB)范围;火山岩较陡的REE分布型式和"驼峰"状微量元素原始地幔标准化分配型式,以及缺乏Nb、Ta负异常,与大陆玄武岩十分吻合;岩石形成于板内裂谷环境。这些地球化学特征表明,河口群火山岩形成于陆间裂谷,来源于地幔深部,指示了矿床的火山喷流沉积成矿作用。同时,岩石大离子元素和轻稀土元素比值不太稳定,变化较大,Eu负异常与蚀变重晶石、萤石和矿化有关,还暗示了岩石遭受了后期变质作用,以及与之有关的矿床变质成矿成因。     

四川攀枝花二叠纪双峰式火山岩地球化学特征及其地质意义

攀枝花二叠纪火山岩发育有玄武岩和粗面岩的基性和碱性两个端元,区域上明显缺失中间过渡类型。玄武岩SiO_2含量处于45.65%~49.32%范围内,粗面岩SiO_2含量介于64.39%~69.17%之间,构成经典的"双峰式"火山岩特征组合。两者均具有富Na、贫K、轻稀土富集、轻重稀土明显分馏的特征。特征微量元素Nb/Ta、Th/Ta、Th/U比值变化相对较小,玄武岩分别为15.16、2.70和4.13,粗面岩分别为15.40、2.55和4.12,显示两者具有相似的地球化学属性。微量元素特征显示,除了Ti和Y等少数高场强元素不协调以外,玄武岩与粗面岩绝大多数微量元素变化规律相似,且Rb、Ce、Y、Nb、Hf、Ta等元素与洋岛玄武岩(OIB)特征一致,说明它们具有地幔柱构造系统下的岩浆属性,岩浆源于石榴石二辉橄榄岩岩石圈地幔的部分熔融。结合前人资料,攀枝花二叠纪双峰式火山岩的厘定,不仅暗示了岩浆形成于拉张的裂谷构造环境,也为西南地区二叠纪峨眉山大火成岩地幔柱成因提供支撑。     

北祁连西段双龙镁铁质-超镁铁质岩地球化学特征及构造意义

北祁连西段双龙一带出露的镁铁质-超镁铁质岩主要由蛇纹石化二辉橄榄岩、辉长岩、辉绿岩及玄武岩组成,这些岩石单元与构造卷入的前寒武纪变质岩系和深海沉积的硅质岩一起构成蛇绿混杂岩带。辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为464±2 Ma(MSWD=1.3)。Zr/TiO_2-Nb/Y图解显示辉绿岩为拉斑玄武岩系列,玄武岩为碱性系列,两者均具有低的MgO和相容元素Cr、Ni含量,指示在岩浆作用过程中发生过橄榄石、辉石的分离结晶作用。球粒陨石标准化稀土元素配分模式图显示,辉绿岩呈平坦型,(La/Yb)_N=1.35~1.45,无Eu异常(δEu=1.0~1.1),以及Lu/Yb(~0.15)、Zr/Y(~2.5)、Y/Tb(~39)比值等均类似于N-MORB;但它们又相对富集Ba、Sr,亏损Nb、Ta、Pb,以及Nb/U(~21)、Zr/Nb(~16)、Th/Ta(~5.7)比值则显示了岛弧玄武岩或弧后盆地玄武岩的特征,推测辉绿岩应源于受俯冲流体交代的尖晶石二辉橄榄岩部分熔融的产物。玄武岩地球化学特征明显不同于辉绿岩,表现为相对富集LREE,~8.48,轻微负Eu异常(δEu=0.91),以及Zr/Y(~8)、Y/Tb(~30)、Ta/Yb(~0.6)、Th/Yb(~2.5)比值等类似于OIB,指示玄武岩应源于富集地幔部分熔融的产物,但岩石又表现出富集Rb、Ba、Th、U、Pb、Sr、Zr、Hf,亏损Nb、Ta、Ti、P,以及Th/Ta(~4.8)、Zr/Nb(~14)、Nb/Yb(~10)、Nb/U(~11)比值又具有岛弧或弧后盆地玄武岩的亲缘性,显示了玄武岩应源于地幔深部流体交代的石榴石二辉橄榄岩或尖晶石+石榴石二辉橄榄岩部分熔融的产物,表明早古生代北祁连古大洋在俯冲闭合过程中具有洋岛或海底高原的增生作用。结合区域地质背景,利用全球大数据建立的构造判别图解综合研究认为,北祁连西段熬油沟-玉石沟-双龙-小龙孔-卡瓦-东沟等镁铁质-超镁铁质岩共同构成一条重要的SSZ型蛇绿岩带,为北祁连古大洋向南俯冲形成的弧后盆地的残留体。