大陆俯冲隧道板片-地幔楔界面反向流体交代作用:西阿尔卑斯造山带超高压变质白片岩的地球化学证据

前人对深俯冲板片释放熔/流体交代地幔楔形成弧岩浆源区的过程和机制已得到充分认识,然而对地幔楔岩石能否脱水交代深俯冲地壳并不清楚.在对欧洲西阿尔卑斯造山带Dora-Maira地体白片岩的地球化学研究中,首次发现地幔楔交代岩能够脱水反向交代深俯冲地壳岩石,从而极大影响俯冲地壳的地球化学组成.结合白片岩和围岩的全岩地球化学特征以及锆石学结果,查明了白片岩的原岩为S型花岗岩,澄清了关于Dora-Maira白片岩原岩属性的长期争议.在此基础上,发现白片岩中变质锆石相对残留岩浆锆石δ18O值显著降低,指示原岩形成后受到低δ18O变质流体的交代作用.白片岩具有高温岩石中最高的δ26Mg值达0.75‰,显著高于围岩变花岗岩,指示交代流体具有重Mg同位素组成.基于地球主要岩石储库的Mg同位素组成,推测交代流体来自俯冲隧道中富滑石地幔楔蛇纹岩在弧下深度的脱水分解,而这些地幔楔蛇纹岩是新特提斯洋壳在弧前深度变质脱水产生的流体与地幔楔浅部橄榄岩反应形成.这些结果不仅提供了利用Mg-O同位素示踪俯冲隧道中流体来源的新思路,也提供了地幔楔蛇纹岩来源流体反向交代深俯冲地壳岩石的首个典型实例.这种反向交代不仅极大改变了深俯冲地壳的地球化学组成,而且对弧岩浆岩重Mg同位素成因具有重要意义.      

Cascade弧北部平行海沟的地幔流:来自玄武岩的地球化学证据

<正>俯冲带是研究地幔对流的重要窗口。二维模型显示,大洋板块俯冲时会因粘滞作用带动上覆地幔,诱发地幔楔流动。而三维空间中,地震波的各向异性、3D数值模拟及实验研究都显示,俯冲带地幔流动情况非常复杂。由于原始弧岩浆能代表地幔楔的组成,因此可以从弧岩浆地球化学性质的空间变化上直接反应地幔楔的流动模式。加拿大英属哥伦比亚大学学者Emily Mullen和Dominique Weis最近重新对Cascade弧北部近平行于弧方向的     

冈底斯岩浆弧的形成与演化

位于青藏高原南部的冈底斯岩浆弧是新特提斯大洋岩石圈长期俯冲导致的中生代岩浆作用的产物,而且在印度与亚洲大陆碰撞过程中叠加了强烈的新生代岩浆作用,是世界上典型的复合型大陆岩浆弧,也是研究增生与碰撞造山作用和大陆地壳生长与再造的天然实验室。基于岩浆、变质和成矿作用研究成果,我们将冈底斯弧的形成与演化历史划分5期,即新特提斯洋早期俯冲、新特提斯洋中脊俯冲、新特提斯洋晚期俯冲、印度-亚洲大陆碰撞和后碰撞期。第1期发生在晚白垩世之前,是以新特提斯洋岩石圈的长期俯冲、地幔楔部分熔融形成钙碱性弧岩浆岩为特征。长期的幔源岩浆作用导致了整个冈底斯弧发生显著的新生地壳生长,并在岩浆弧西部形成了一个大型的与俯冲相关的斑岩型铜矿。第2期发生在晚白垩世,活动的新特提斯洋中脊发生俯冲,软流软圈沿板片窗上涌,使上升的软流圈、地幔楔和俯冲洋壳发生部分熔融,导致了强烈的幔源岩浆作用和显著的新生地壳生长与加厚,并以不同类型和不同成分岩浆岩的同时发育和伴随的高温变质作用为特征。第3期发生在晚白垩世晚期,为新特提斯洋脊俯冲后残余大洋岩石圈的俯冲期,以正常的弧型岩浆作用为特征。第4期发生在古新世至中始新世,伴随印度与亚洲大陆的碰撞,俯冲的新特提斯洋岩石圈回转和断离引起软流圈上涌,诱发了强烈的幔源岩浆作用。在此阶段,大陆碰撞导致的地壳挤压缩短和幔源岩浆的底侵与增生,使冈底斯弧经历了显著的地壳生长和加厚,新生和古老加厚下地壳的高压、高温变质和部分熔融,幔源和壳源岩浆岩的共生和强烈的岩浆混合。所形成的I型花岗岩大多继承了新生地壳弧型岩浆岩的化学成分,并多显出埃达克岩的地球化学特征。在岩浆弧北部形成了一系列与起源于古老地壳花岗岩相关的Pb-Zn矿床。第5期发生在晚渐新世到早-中中新世的后碰撞挤压过程中,以地壳的继续加厚,加厚下地壳的高温变质、部分熔融和埃达克质岩石的形成为特征。在岩浆弧东段南部形成了一系列与起源于新生加厚下地壳埃达克质岩石相关的斑岩型Cu-Au-Mo矿。冈底斯带的多期岩浆、变质与成矿作用为其从新特提斯洋俯冲到印度-亚洲大陆碰撞的构造演化提供了重要限定。     

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.      

Chronological-Geochemical Characteristics of the Shujiadian Intrusion,Tongling Ore Cluster Field : Its Significance to Metaliogenesis

本文对铜陵舒家店辉石闪长岩开展了年代学和地球化学的系统研究.结果表明,舒家店辉石闪长岩的侵入年龄为140.5±1.4Ma,低于铜陵地区花岗闪长岩年龄.辉石闪长岩是矿床赋矿岩石,据此推测成矿时代也应该同为140.5Ma左右,或稍晚于岩浆岩侵位的时代.舒家店辉石闪长岩的地球化学特征表明其SiO2含量为50％左右,属于稍偏基性的岩类,并且具有大离子亲石元素(LILE:Ba,Sr,Th,Pb)的富集,而相对亏损高场强元素(H FSE:Zr,Nb,Hf),反映出该侵入岩的原始岩浆可能来源于受到了板片俯冲作用改造的富集地幔.舒家店岩体及铜金矿床形成的大地构造背景可能与古太平洋板块俯冲密切相关,位于大陆边缘岩浆弧的内陆一侧环境,它可能是俯冲洋壳部分熔融形成的熔体或流体交代地幔楔并使地幔楔发生部分熔融而形成的玄武质岩浆侵位到地壳浅部过程中混染了大量地壳物质而成.     

活动海岭俯冲对岛弧地质过程的影响

本文研究了海岭-岛弧体系的地质演化和海岭俯冲过程,通过有限元法对海岭俯冲的全过程进行了热模拟,分析了海岭俯冲过程中岛弧岩浆活动、变质作用及周围地区地表地形的变化。热模拟的计算结果表明:在海岭俯冲之前和俯冲完成之后,摩擦剪切生热使岛弧下100km深度形成温度反转,俯冲海洋板片内角闪岩相矿物在850-1000℃的相对高温下脱水,释放的水进入其上覆板块内热的地幔楔状体降低地幔岩石的熔点造成部分熔融,形成岛弧火山活动;而当热的活动海岭俯冲期间,近海岭处的年轻海洋地壳在较浅深度达到较高温度而提前脱水,原来的地幔楔状体内部分熔融区因缺水而使熔融停止,岛弧火山活动中断。但此时,活动海岭俯冲产生的热将会使前弧一定区域出现低温变质作用。在整个俯冲过程中,随海岭逼近海沟,温度升高,岛弧将因此逐渐抬升,因热作用而致的抬升高度可达440m左右.      

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。     

铜陵舒家店矿床年代学-地球化学特征及其意义

本文对铜陵舒家店辉石闪长岩开展了年代学和地球化学的系统研究。结果表明,舒家店辉石闪长岩的侵入年龄为140.5±1.4Ma,低于铜陵地区花岗闪长岩年龄。辉石闪长岩是矿床赋矿岩石,据此推测成矿时代也应该同为140.5Ma左右,或稍晚于岩浆岩侵位的时代。舒家店辉石闪长岩的地球化学特征表明其SiO2含量为50%左右,属于稍偏基性的岩类,并且具有大离子亲石元素(LILE:Ba,Sr,Th,Pb)的富集,而相对亏损高场强元素(HFSE:Zr,Nb,Hf),反映出该侵入岩的原始岩浆可能来源于受到了板片俯冲作用改造的富集地幔。舒家店岩体及铜金矿床形成的大地构造背景可能与古太平洋板块俯冲密切相关,位于大陆边缘岩浆弧的内陆一侧环境,它可能是俯冲洋壳部分熔融形成的熔体或流体交代地幔楔并使地幔楔发生部分熔融而形成的玄武质岩浆侵位到地壳浅部过程中混染了大量地壳物质而成。     

藏北阿翁错复式岩体及其暗色微粒包体年龄、地球化学与地球动力学意义

对班公湖-怒江缝合带西段阿翁错复式岩体及其暗色微粒包体开展了岩石学、全岩地球化学及同位素年龄研究。结果表明,阿翁错复式岩体中出露大量闪长质暗色微粒包体,包体具典型的火成结构,发育针状磷灰石。寄主岩与包体均为准铝质、高钾钙碱性-钾玄岩系列过渡岩石,主要氧化物含量在Harker图解上具有良好的线性关系,稀土元素配分曲线和微量元素原始地幔标准化蛛网图具有高度的一致性,表明二者具有强烈的地球化学亲源关系,且经历了相似的岩浆演化过程;主量、微量元素同分母协变图中包体和寄主岩表现为良好的线性关系,表明二者之间的演化与岩浆混合作用关系密切;包体的原始岩浆可能来源于受俯冲带流体交代的地幔楔,寄主岩为幔源岩浆与熔融下地壳岩浆混合的产物,以熔融下地壳岩浆为主。寄主岩和暗色微粒包体的成岩年龄分别为109.1±1.0Ma和107.4±0.7Ma,显示岩浆混合作用发生在早白垩世。结合班公湖-怒江缝合带的演化及构造判别,认为阿翁错复式岩体形成于班公湖-怒江特提斯洋软碰撞阶段,为受俯冲带流体交代的地幔楔上升与其诱发的下地壳花岗质岩浆混合作用的产物。     

岩浆弧火成岩构造组合与洋陆转换

本文从岩浆弧的火成岩构造组合、主要地质特征和弧地壳成熟度几个方面,讨论洋陆转换作用及其过程。表征洋俯冲环境的火成岩构造组合主要有英云闪长岩—奥长花岗岩—花岗闪长岩(TTG)组合,高镁安山岩组合,镁安山岩组合,Adakite组合(即高锶低钇中酸性岩)与富铌弧玄武岩组合等。基于火成岩构造组合的配置,讨论了4种可能的洋俯冲壳的壳幔结构:(1)热的年轻的俯冲洋壳与上覆冷的幔楔岩石圈;(2)冷的老的俯冲洋壳与冷的幔楔岩石圈;(3)冷的老的洋壳与热的幔楔软流圈;(4)热的年轻的俯冲洋壳与上覆幔楔软流圈。讨论了弧岩浆前锋作为结构标志以及空间组成极性的构造意义;讨论了弧火山作用的时间极性与弧成熟度及其地壳厚度之间的正相关关系,提出岩浆弧地壳双层结构的模型,下地壳主要为玄武质的基性麻粒岩和角闪岩,上地壳为长英质的TTG片麻岩,相当于大陆壳形成的第一阶段,即新生陆壳。岩浆弧及其洋—陆过渡性的弧地壳是洋俯冲作用形成的洋陆转换带(或增生造山带)的最重要的记录。     

西天山菁布拉克基性杂岩体的地球化学特征

对与特克斯县菁布拉克铜镍硫化物矿床密切相关的基性杂岩体的地球化学研究表明,该岩体以低Ti、亏损Nb和Ta、富集大离子亲石元素和微富集轻稀土元素为特征。结合其同位素特征,提出该岩体的形成与南天山洋板块向中天山板块俯冲碰撞作用有关,岩浆起源于MORB源的亏损地幔,由于南天山洋壳向亏损地幔的俯冲,导致岩浆具有岛弧岩浆的特点。在侵位过程中遭受地壳和围岩的混染作用较弱。     

俯冲带结构演变解剖与研究展望

俯冲带作为板块构造最为重要的标志之一,是地球最大的物质循环系统,被称为“俯冲工厂”.俯冲作用是驱动和维持板块运动的重要动力引擎.一个完整的俯冲带发育海沟、增生楔、弧前盆地、岩浆弧、弧后盆地（或弧背前陆盆地）等基本构造单元.在一些特殊情况下（如洋脊俯冲、年轻洋壳俯冲、海山俯冲）,则可形成一些特殊的俯冲带结构（如平板俯冲、俯冲侵蚀）,导致岩浆弧、增生楔、弧前盆地等不发育甚至缺失.俯冲大洋板片可滞留于或穿越地幔过渡带进入下地幔甚至到达核幔边界,把地壳物质带入到地球深部,并通过地幔柱活动上升到浅部.俯冲带是构造活动强烈的区域,存在走滑、挤压、伸展等变形及其构造叠加.俯冲带海沟可向大洋或大陆方向迁移,岛弧及增生楔等也随之发生迁移,使俯冲带上盘发生周期性挤压和伸展,形成复杂的古地理格局.微陆块、岛弧、海山/洋底高原等地质体在俯冲带发生增生时,可阻塞先存的俯冲带,造成俯冲带跃迁或俯冲极性反转,在其外侧形成新的俯冲带.俯冲带深部精细结构、俯冲起始如何发生、板块俯冲与地幔柱的深部关联机制等是当前俯冲带研究中值得关注的前沿问题.开展俯冲带地球物理深部探测、古缝合带与现今俯冲带对比研究、俯冲带动力学数值模拟是解决上述科学问题的重要途径.      

硼的地球化学性质及其在俯冲带的循环与成矿初探

硼是广泛应用于化工、农业、材料科学及核工业领域的重要元素。硼与氢的核聚变反应是未来具备运用潜力的清洁能源。硼作为典型的亲石元素,是高度不相容元素。硼元素容易富集于蚀变洋壳及蛇纹石化地幔橄榄岩中。而在板块俯冲过程中,由于硼具有强的流体活动性,会优先赋存于流体中。因此,当蛇纹石化的大洋岩石圈及覆于其上的沉积物在俯冲过程中发生脱水,这使得弧前地幔楔发生大规模的蛇纹石化。此时大量硼元素很可能随俯冲流体释放并封存于弧前地幔楔中。目前已发现的超大型硼矿床主要位于聚合型板块边缘,尤其土耳其拥有世界上最大的硼酸盐储量。我们推测这些矿床的形成基础条件之一可能与弧前高度蛇纹石化的地幔楔有关。尤其是在洋 陆俯冲环境,弧前蛇纹岩或蛇绿混杂岩首先通过俯冲侵蚀再循环到火山弧岩浆中,使得岩浆更富集硼。随后弧火山喷发大量富硼的火山岩、岩浆热液及水气。在岩浆冷却过程中,硼元素析出、沉淀于火山表面,并伴随风化、侵蚀过程汇聚至碰撞造山带的封闭湖盆之中。此外,干冷的气候条件下也进一步促进了硼的成矿。我国具有形成大型、超大型硼矿的地质条件,应加大研究及探勘力度,并适当购买硼作为战略储备。     

大别-苏鲁造山带橄榄岩记录的碰撞造山过程中地幔楔的地壳交代作用

地壳交代作用是洋壳俯冲带板片-地幔界面的普遍现象,由于地幔楔样品的缺乏,其识别存在困难。而碰撞造山带广泛出露的地幔楔来源的造山带橄榄岩则是理想的研究对象。本文对大别-苏鲁造山带橄榄岩的已有研究成果进行了系统总结。这些成果表明这些橄榄岩在大洋俯冲向大陆碰撞转换的不同阶段经历了多期地壳来源流体的交代作用。地壳交代作用不仅改变了地幔楔橄榄岩的地球化学成分,而且导致了交代矿物的生长以及超镁铁质交代体的形成。这些交代体或作为同碰撞和碰撞后镁铁质火成岩的地幔源区,或将地壳组分传输到深部地幔,或释放流体交代大陆俯冲隧道中的俯冲陆壳。本文对地壳交代作用研究中存在的重要问题和解决思路提出了建议。     

大陆俯冲带壳幔相互作用

由板块俯冲引发的深部物质循环过程是地球内部的一级运行机制,主宰了地球从内到外的演化进程,是地球科学研究的重要前沿.俯冲带化学地球动力学研究不仅需要确定俯冲带地壳物质再循环的机制和形式,而且需要确定俯冲带动力来源和热体制及其随时间的变化.为了识别不同类型壳源熔/流体对地幔楔的交代作用、寻求板片-地幔界面反应的岩石学和地球化学证据、理解汇聚板块边缘地壳俯冲和拆沉对地幔不均一性的贡献,我们必须将俯冲带变质作用、交代作用和岩浆作用作为一个地球科学系统来考虑.板块俯冲带变质过程中发生一系列物理化学变化,这些变化不但是导致板块进一步俯冲的主要驱动力,同时也控制着释放的熔/流体组成和俯冲到地球深部的物质组成,对俯冲带化学地球动力学过程产生重要影响.地幔楔作为俯冲系统中连接俯冲盘和仰冲盘的关键构造单元,在地球层圈之间物质循环和能量交换等方面起着重要作用.造山带地幔楔橄榄岩直接记录了俯冲带多种性质的熔/流体交代作用,以及复杂的壳幔物质循环过程.俯冲带岩浆岩是大洋/大陆板块俯冲物质再循环的表现形式,这些岩石样品记录了俯冲带从深部地幔到浅部地壳的过程,也为认识地球深部物质循环提供了理想的天然样品.尽管国际上在俯冲带岩石学和地球化学领域针对地球深部过程的研究方面取得了多项重要进展,但由于研究工作缺乏密切的协同配合,包括俯冲带熔/流体的物理化学性质、俯冲带壳幔相互作用的机制和过程、俯冲带幔源岩浆活动的物质来源和启动机制以及深部地幔过程对地表环境的影响等许多关键科学问题尚未得到根本解决.将来的研究需要聚焦俯冲带物质循环这一核心科学问题,进一步查明俯冲带变质作用、交代作用、岩浆作用等过程的各自特征和相互联系,包括挥发性组分在地球深部的迁移过程及其资源和环境效应,着力考察研究相对薄弱的古俯冲带,阐明板块俯冲与地球深部物质循环之间的耦合机制.      

北祁连中段俄博沟奥陶纪阴沟群火山岩地球化学特征及构造演化

北祁连中段俄博沟火山岩形成于早奥陶纪(单颗粒锆石U-Pb LA-ICP-MS加权平均年龄(453.6±5.8)Ma),火山岩以中基性火山岩为主,中酸性火山岩次之,岩相以爆发相、喷溢相为主。岩石组合、地球化学特征以及年代学对比表明这套岩石形成于洋壳俯冲背景之下的陆缘弧环境。中基性岩石形成于俯冲板片脱水导致上覆地幔楔的部分熔融,且岩浆经历了一定程度的分异结晶作用;而酸性岩石形成于基性下地壳的部分熔融。自北向南,火山岩的岩性变化、源区改变,说明了随着俯冲作用的发生,岩浆弧不断变成熟,陆壳组分不断增加,印证了北祁连洋向南俯冲的观点。     

阿尔金南缘断裂带球状辉长岩的发现及意义

本文报道了在新疆阿尔金山南缘断裂带中首次发现的球状辉长岩，及其产出特征与岩石学、地球化学特征。提出球状辉长岩代表了弧后盆地或活动大陆边缘位置，来自消亡洋壳和上覆楔状地幔岩这两种不同源岩组份的混合物。球状辉长岩的岩浆由消亡洋壳熔融直接产生，但熔体在上升达到地表的过程中，与楔状地幔岩发生反应，并加速楔状地幔岩的熔融，同时发生结晶作用和分异作用。     

阿拉善地块早古生代岩浆作用成因及构造意义

阿拉善地块早古生代岩浆作用的成因研究，对理解阿拉善地块与古亚洲洋相互作用过程至关重要。本文在阿拉善地块中部新识别出一中志留世花岗岩体(噶顺花岗岩),其锆石U-Pb年龄为432Ma,以高Sr低Y为特征，属弱过铝质、中钾-高钾钙碱性花岗岩，ε_Hf (t)=-8.8～-19.4,形成于古老下地壳岩石的部分熔融。本文同时总结了阿拉善地块其他晚奥陶世-早泥盆世岩浆岩的成分特征，发现阿拉善地块早古生代岩浆岩在成因上可分为两类：类型I,侵位于晚奥陶世-早中志留世，为典型幔源弧岩浆岩，形成于俯冲流体交代地幔楔的部分熔融；类型II,侵位于中晚志留世-早泥盆世，普遍高Sr低Y,形成于古老中基性地壳岩石的部分熔融。纵观阿拉善地块整个早古生代的岩浆作用，在晚奥陶世-早中志留世→中晚志留世-早泥盆世→中晚泥盆世期间，阿拉善地块的岩浆作用从幔源弧岩浆岩过渡到壳源高Sr低Y型花岗岩再到岩浆作用逐渐消失，反映了阿拉善地块陆缘弧从相对伸展环境向挤压弧的转变。这一岩浆作用演化记录了区域构造作用从典型洋陆俯冲到俯冲作用逐渐减弱(直至停止)或者俯冲角度(从陡俯冲向平俯冲)的转变过程；总体上，阿拉善地块早...     

南秦岭小茅岭复式岩体地球化学特征及其构造意义

南秦岭北缘小茅岭复式岩体主要由宋家屋场基性辉绿(辉长)岩,迷魂阵、磨沟峡和叶家湾中性-偏酸性闪长岩组成,形成于新元古代早期870~840 Ma。岩石地球化学研究显示,宋家屋场基性岩属亚碱性系列岩石,富集轻稀土元素及大离子亲石元素,Nb、Ta、Ti、P等具有弱的负异常,Zr、Hf等高场强元素的含量较高,Zr/Y、Ta/Yb比值较高,Zr/Nb比值较低,与岛弧玄武岩的地球化学特征相似,在构造环境判别图解中投于火山弧岩石区域,一些元素的富集特征可能来源于受俯冲块体流体交代的岩石圈地幔。迷魂阵、磨沟峡及叶家湾闪长岩体均属准铝质亚碱性系列岩石,具有岛弧火成岩的地球化学特征。Sr-Nd-Hf同位素地球化学分析显示,宋家屋场岩体主要来自亏损地幔源区,磨沟峡和叶家湾岩体主要为新生基性下地壳的部分熔融,而迷魂阵岩体主要为古老地壳物质的部分熔融。上述特征表明小茅岭复式岩体各组成部分可能形成于870~840 Ma俯冲相关的岛弧构造背景,俯冲块体脱水形成的流体交代上覆地幔楔,这种地幔部分熔融形成了宋家屋场角闪辉绿(辉长)岩,由于基性岩浆的加热,诱发新生基性下地壳及原古老地壳物质部分熔融,岩浆上升、侵位,形成磨沟峡、叶家湾及迷魂阵岩体。结合陡岭地区~850–780 Ma变质作用及岩浆事件相关报导,在南秦岭北缘小茅岭—陡岭隆起带上,新元古代早期存在一期构造-岩浆-变质事件,该事件的区域大地构造属性则有待进一步研究。     

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。