西南极利文斯顿岛火山岩多种成因过程的地球化学证据

利文斯顿岛火山岩是南极南设得兰岩浆弧的一部分。对岩石的Ｓｒ，Ｎｄ，Ｐｂ同位素组成以及＾８７Ｓｒ／＾８６Ｓｒ与１／Ｓｒ，Ｒｂ，Ｋ和ＳｉＯ２关系的研究表明，利文斯顿岛火山岩具有不同的源区特征。百耳斯半岛和史莱夫角的火山岩，西多斯角的粗玄岩和第三纪的岩云闪长岩显示出同成因的特点、和依诺特角第四纪橄榄玄武岩一样，它们均具有原生地幔的同位素组分，源区岩浆可能直接来自上地幔。     

西南极利文斯顿岛火山岩地质

本文综合近年研究中新获得的资料和证据，对利文斯顿岛火山岩的地质特征和火山作用特点作了综合性的介绍。百耳斯建造是该岛最老的火山岩地层，由晚侏罗世至早白垩世生成的玄武岩、玄武安山岩质熔岩和火山碎屑岩、集块岩以及泥岩、页岩等组成，分布在岛西部的百耳斯半岛。中白垩世的鲍勒斯山组主要出露在岛的中部，是由安山岩质熔岩和火山碎屑岩夹层组成的一套蚀变火山岩系。汉那角剖面的火山碎屑岩和熔岩及史莱夫角的橄榄玄武岩均具有中白垩世的年龄。晚白垩世火山活动的产物以粗玄岩为代表，集中出露在西多斯角一带。伴随着火山活动，始新世英云闪长岩侵入白垩系火山岩地层。更新世至现代则有依诺特角组橄榄玄武岩在岛的东北部产出。上述火山活动随时间演进而自北西向南东不断迁移的特点，与整个南设得兰群岛火山作用的发展趋势相符。岩石化学和地球化学资料表明，百耳斯半岛熔岩、史莱夫角的橄榄玄武岩和西多斯角的粗玄岩等白垩纪火山岩基本属于钙碱性岩系并且具有低钾低镁的特点。早第三纪的英云闪长岩继承了橄榄玄武岩和粗玄岩的成分特点，同是南设得兰群岛岩浆弧中生代－新生代火山作用的产物，在钙碱性岩系岩浆演化的晚期生成。而鲍勒斯山组的熔岩和汉那角的熔岩表现出岩相学和岩石化学性质上的     

西南极利文斯顿岛中部中生代－新生代火山岩岩石化学研究

出露在利文斯顿岛中部的白垩纪火山岩为玄武岩－玄武安山岩－安山岩－英安岩组合，基本属于钙碱性系列，但具有低钾拉斑玄武岩的某些特点。岩石富集Ｒｂ、Ｔｈ、Ｂａ，轻度亏损Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｂ，较强亏损Ｃｒ和Ｎｉ，而且随着岩浆从基性向酸性成分的演化，富集（或亏损）程度加大。岩石的轻稀土元素中度富集，岩石的（Ｃｅ／Ｙｂ）ＣＮ比值较低。白垩纪火山岩形成在一个造山环境，是南设得兰岩浆弧的一部分。然而，在利文斯顿岛不同地区出露的岩石其化学性质有所区别，因此认为它们可能源于不同的岩浆体系。在晚古生代至早中生代，利文斯顿岛中部处于一个独特的浊积扇的构造环境。主要产在利文斯顿岛中部和汉那角的鲍勒斯山组火山岩与其它地点的中生代火山岩相比，无论岩相学特征还是岩石化学性质均有所不同。因此认为它们的产生同时受到太平洋板块的俯冲作用和该地构造位置所控制。史莱夫角的橄榄玄武岩成分中碱高硅低，并且通常表现出高铝的特点，这些性质与百耳斯半岛的玄武岩极为相似。区域上火山活动不断发展，活动中心逐渐向北东迁移，导致粗玄岩岩颈和岩席生成，最后是英云闪长岩的侵入。更新世至现代的依诺特角组橄榄玄武岩以化学成分中的低硅高碱含量区别于中生代火山岩。岩石的高Ｍ值     

西南极利文斯顿岛中部中－新生代火山岩的岩相学和矿物学特征

出露在利文斯顿岛中部的中－晚白垩世火山碎屑岩为多源的角砾凝灰岩、角砾岩和集块碎屑岩，成分以安山质为主。橄榄玄武岩主要在史莱夫角出露，为全晶质斑状构造；主要出露在中利文斯顿和汉那角的安山岩、玄武安山岩多具细晶微斑构造。更新世至现代的火山岩为全晶质斑状的橄榄玄武岩和火山碎屑岩。熔岩的基本矿物组合大致相似，均为斜长石＋辉石（＋橄榄石）＋铁的氧化物，但矿物的含量比例因岩性不同而有所区别。岩石中的斜长石斑晶多具正环带；随着岩石ＳｉＯ２含量的增加，斜长石中Ｏｒ和Ａｂ组分增加而Ａｎ含量下降，斑晶边缘成分一般与基质里长石的成分相近。安山岩和玄武安山岩含有中长石－拉长石斑晶，玄武岩主要含拉长石斑晶，但橄榄玄武岩和粗玄岩中斜长石斑晶的核部为富钙的倍长石。更新世－现代的橄榄玄武岩，其所含斜长石斑晶和基质长石亦比较富钙。玄武安山岩中的辉石多为普通辉石，橄榄玄武岩和玄武岩中含有透辉石斑晶。辉石的Ｔｉ含量低，这是钙碱性火山岩的共同特点。史莱夫角的橄榄玄武岩含有贵橄榄石斑晶。粗玄岩中橄榄石成分与史莱夫角基质橄榄石成分相近。更新世至现代的橄榄玄武岩中既有正常结晶的橄榄石斑晶，还见到高Ｆｏ组分的深源捕掳晶。上述玄武岩中矿物组合的基本特征证明     

西南极利文斯顿岛中部中—新生代火山岩的岩相学和矿物学特征

出露在利文斯顿岛中部的中－晚白垩世火山碎屑为多源的角砾凝灰岩－角砾岩和集块碎屑岩，成分以安山质为主。橄榄率武岩主要在史莱夫角出露，为全晶质斑状构造，主要出露在中利文斯顿和汉那角的安山岩、玄武安山岩多具细晶微斑构造。更新世至现代的火山岩为全晶质斑状的橄榄玄武岩和火山矿屑岩。     

西南极乔治王岛北海岸第三纪火山岩的岩石化学和地球化学研究

乔治王岛北海岸的第三纪火山岩包括菲尔德斯半岛组（ＦＰＧ）熔岩、Ａｄｍｉｒａｌｔｙ湾组（ＡＢＧ）岩颈和Ｗｅｇｇｅｒ峰组（ＷＰＧ）侵入岩。大多数中基性熔岩为斑状结构，斜长石和普通辉石是岩石中最主要的斑晶相。安山岩中尚含有少量斜方辉石，英安岩质熔岩则为细晶质结构。岩颈相岩石的物质组成与熔岩相似，但斑晶含量往往较少。岩石化学成分表明，所有岩石均富铝，为亚碱性火山岩，属于钙碱性岩石系列。岩石富集大离子亲石元素，轻稀土元素略为富集，稀土元素总含量落在钙碱性岩石的含量范围之内并基本随硅含量的增加而增加。岩石具有很低的８７Ｓｒ／８６Ｓｒ比值（０．７０３４左右）和较高的１４３Ｎｄ／１４４Ｎｄ比值（０．５１２７８－０．５１２８８），εＮｄ平均值在＋６左右。８７Ｓｒ／８６Ｓｒ比值与Ｓｉ、Ｋ、Ｒｂ、１／Ｓｒ等元素呈水平线性关系。在Ｃｅ／Ｙｂ－Ｃｅ和Ｔｈ／Ｔａ－Ｔｈ图解上所有岩石的投影点分布趋势相同，趋势线的斜率＞０。上述特征表明，乔治王岛北海岸第三纪火山岩均由上地幔物质直接生成而未受壳源物质的混染。推测在古太平洋板块向南极板块下俯冲的过程中，上地幔发生的不同程度部分熔融所生成的玄武岩岩浆从深部岩浆囊沿构造薄弱带穿过地壳直接喷出形成     

西南极利文斯顿岛中部中生代—新生代火山岩岩石化学研究

出露在利文斯顿岛中部的垩纪火山岩为率武岩－率武安山岩－安山岩－英安岩组合，基本属于钙碱性系列，但具有低钾拉斑玄武岩的某些特点。岩石富集Ｒｂ、Ｔｈ、Ｂａ，轻度亏损Ｚｒ、ＴｉＨｆ、Ｎｂ，较强亏损Ｃｒ和Ｎｉ，而且随着岩浆从基性向酸性成分的演化，富集程度加大。     

南极罗斯岛及泰勒谷新生代火山岩微量元素特征及岩石成因

本文对采自南极罗斯岛及泰勒谷的新生代火山岩（包括鸟角碱玄岩、伊万思角歪长粗面响岩、罗德角碱玄响岩、克雷特山碱玄岩、碧玄岩博尼湖南岸碧玄岩）中的微量元素、稀土元素及同位素进行了系统的研究。查明研究区的火山岩未遭受地壳混染；证实它们可能来自两种不同的地幔源区。在岩浆演化方式上两套岩石也有所不同，碱玄岩和碧玄岩以地幔平衡部分熔融作用为主，而粗面响岩、碱玄响岩则以分离结晶作用为主。地幔部分熔融度为１．４６～３．５７％。最后对该区地幔的性质进行了初步讨论     

西南极利文斯顿岛百耳斯半岛火山岩的同位素年龄

以Ｋ－Ａｒ稀释法和４０Ａｒ／３９Ａｒ阶段加热法对利文斯顿岛百尔斯半岛的熔岩和次火山岩测定了同位素年龄。新的年龄数据表明,该区火山活动在晚侏罗纪末即已开始,一直持续到晚白垩世,存在着三期火山活动的产物。侏罗纪末～早白垩世初的火山活动除有熔岩（１４６Ｍａ,１３７Ｍａ）喷出外,还发育有辉长岩侵入体（１３５Ｍａ）和辉绿岩岩墙（１２９Ｍａ）等次火山岩。安山岩（１１４Ｍａ）和石英斑岩（９４Ｍａ）则是早白垩世火山活动的结果。半岛东部具沉积夹层的玄武岩（７１Ｍａ）是区域上晚白垩世～早第三纪火山活动的代表。     

南极罗斯岛及泰勒谷新生代火山岩微量元素特征及岩石成因

本文对采自南极罗斯岛及泰勒谷的新生代火山岩中的微量元素、稀土元素及同位素进行了系统的研究。查明研究区的火山岩未遭受地壳混染；证实它们可能来自两种不同的地幔源区。在岩浆演化方式上两套岩石也有所不同，碱玄岩和碧玄岩以地幔平衡部分熔融熔作用为主，而粗面响岩，碱玄响岩以分离结晶作用为主。     

CHARACTERISTICS OF Nd AND Sr ISOTOPES AND TRACE ELEMENTS FOR LATE CRETAEOUS VOLCANIC ROCKS IN KING GEORGE ISLAND, ANTARCTICA: IMPLICATIONS FOR SOURCE OF THE VOLCANICS FROM DEPLETED MANTLE

Rb-Sr isotopic isochron dating of the volcanic rock samples from the Upper Cretaceous Half Three Point Formation on the King George Island is 71.33±0.3 Ma. Correlative study of _(εND)(T)-~(147)Sm/~(144)Nd, ~(143)Nd/~(144)Nd-~(87)Sr/~(86)Sr, ~(87)Sr/~(86)Sr-Sr and ~(87)Sr/~(86)Sr-K_2O/(K_2O+Na_2O) indicated that the volcanic rocks were chiefly derived from the depleted mantle source and generally were not mixed crust materials. Of the samples 6 were given the mean Sm-Nd model age (T_(DM)~(Nd) of 443.3±20.6 Ma possibly indicating the age of chemical variation event in the magma source of the study area. Features of the trace elements indicated that the rocks from the Half Three Point Formation are of typical eale-alkaline volcanic suite and similar to those from the Tertiary volcanic rocks of the Fildes Peninsula, being the same products of the island-arc volcanic activity.     

南极乔治王岛晚白垩世地幔源火山岩Nd、Sr同位素和微量元素证据

对乔治王岛上白垩统半三角组火山岩样品进行了 Rb- Sr同位素等时线年龄测定 ,所获结果为 71 .3 3± 0 .3 Ma。通过 εND(T) - 14 7Sm/14 4Nd,14 3 Nd/14 4Nd- 87Sr/86 Sr,87Sr/86 Sr- Sr和 87Sr/86 Sr- K2 O/(K2 O+Na2 O)的相关性研究表明 ,该火山岩物质主要来自亏损地幔 (DMM)源区 ,基本上未受到地壳物质混染。其中 6个样品的平均 Sm- Nd模式年龄 (TNd DM)为 443 .3± 2 0 .6 Ma,可能反映了在研究地区的岩浆源区化学分异事件的时代。微量元素的特点表明 ,半三角组样品属典型的钙碱性火山岩系列 ,与长城站地区第三系火山岩相类似 ,同属于岛弧火山活动的产物。     

西南极利文斯顿岛汉那角火山岩地质及火山活动

本文以野外地质资料为基础，并结合岩相学特征，论述了西南极南设得兰群岛利文斯顿岛汉那角（ＨａｎｎａｈＰｏｉｎｔ）火山岩地层及岩石的基本特征，初步讨论了该地火山活动过程。该地互层状产出的火山角砾岩和熔岩，为南极半岛火山岩组的一部分。剖面上出露的三个火山岩地层旋回分别是三期火山作用的产物。第一、二旋回岩层产状的变化记录了火山作用过程中的一次活动间歇。第一旋回的英安岩和含有流纹岩质熔岩夹层的凝灰角砾岩仅为第一期火山活动末的产物；第二旋回为三次较强喷发活动的产物，从安山岩质火山碎屑岩为主，经玄武岩－安山岩质熔岩为主，过渡为含有安山岩或流纹岩质熔浆团的火山角砾岩。第三期火山活动可能更强烈，大面积分布的厚层玄武质熔岩无论从产状上还是在岩石学特征方面都有别于其他旋回。火山岩地层总体产状稳定，平缓地倾向北西，表明该区未受到过明显的构造影响，火山活动中心可能有逐步向北西迁移的趋势，与南设得兰群岛岩浆弧演变趋势一致。次火山岩主要为玄武岩质小岩墙，集中在第二旋回底部。第一、二旋回接触界线两侧凝灰角砾岩表现较强的沸石化。这些现象说明该接触面附近为一薄弱带，侵入活动和蚀变均较易发生。     

南极乔治王岛阿德默勒尔蒂湾火山活动时空演化

在乔治王岛中部的阿德默勒尔蒂湾 ,凯勒半岛、于尔曼山嘴和埃内坎角是第三纪火山岩集中分布区。野外地质调查和同位素年代学研究表明 ,凯勒半岛发生了三期火山喷发 (三个火山喷发旋回 ) ,同时伴随着火山活动中心的不断北移 ;在第二期火山喷发之后 ,火口塌陷 ,形成破火山 ,之后在半岛北部又发生火山喷发 ,并向东迁移到于尔曼山嘴。因此凯勒半岛是一复活破火山 ,火山活动具有随时间迁移的特性。埃内坎角火山活动虽与上述两地区大致同时 ,但化学成分上不存在明显演化关系 ,应属另一相对独立的火山活动中心