地幔柱大辩论及如何验证地幔柱假说

目前关于地幔柱存在与否的争论主要集中在地幔柱学说的三个假设上:(1)起源于地球核幔边界缓慢上升的细长柱状热物质流;(2)热点下具有异常高温地幔;(3)地幔柱是相对静止的。这三个方面的验证需要今后深部地球物理探测、岩石学和古地磁等学科的综合运用和进一步的工作。文中认为,地幔柱学说依然能合理地解释地球上一级地质现象,反对地幔柱的学者过分强调了一些小尺度的与地幔柱理论不符的细节,而小尺度地壳特征显然还受到其他许多因素的影响。可以从以下5个方面来鉴别老地幔柱:(1)大规模火山作用前的地壳抬升;(2)放射状岩墙群;(3)火山作用的物理特征;(4)火山链的年代学变化;(5)地幔柱产出岩浆的化学组成。研究表明,峨眉山大火成岩省满足其中的3到4个指标,因此地幔柱是形成峨眉山玄武岩的主要动力学机制。     

玄武岩岩浆通道成矿机制:以云南元谋地区朱布为例

已有的研究表明,峨眉山大火成岩省元谋地区的一些小型基性-超基性岩体是峨眉山玄武岩的通道(朱丹等,2007).这些小型岩体不仅是峨眉山大火成岩省的重要组成部分,如朱布岩体(图1)、热水塘和猛林沟岩体.并且朱布岩体还是是一个中型硫化物铜镍型铂钯矿床(云南省地质矿产局,1990).朱布岩体成岩学和地球化学已经有一定程度研究,成矿机制的研究还很薄弱.     

基性-超基性岩浆成岩和成矿过程中Soret效应的研究进展

综述了当前对基性-超基性岩床和层状岩体的边缘反转现象的传统解释模型,包括围岩混染、岩浆多期注入、岩浆分层、过冷却、晶体沉降、流动分异、结晶和成分对流以及逐渐减少的颗粒间熔体量.详细论述了这些模型的优缺点,认为Soret效应是目前对边缘反转现象比较合适的解释,讨论了中国峨眉山大火成岩省朱布岩体的Soret成矿现象.     

峨眉山玄武岩的输送通道:云南元谋朱布岩体

朱布镁铁-超镁铁侵入岩赋存有中型硫化物铂族元素矿床.根据岩体大小和矿床储量的简单质量平衡计算,矿床的形成需要至少3000倍现存岩体体积的岩浆参与成矿,因此朱布岩体应该是峨眉山玄武岩的输送通道.岩体的年龄、地质特征、地球化学都支持这个结论.岩体的原始岩浆应该属于峨眉山高钛玄武岩.     

广东麒麟幔源包体的微量元素特征及其地质意义

麒麟新生代玄武岩质角砾岩简中幔源包体的Ｒｂ、Ｕ、Ｐｂ、Ｓｒ等不相容元素含量受地表蚀变的影响较大,而其余元素则真实地反映了该区城石圈地幔的性质．二辉橄槛岩代表了未亏损地幔经不同程度熔融后的残余,此后这些残余又受到了富不相容元素流体的交代（交代机制为色层柱交代）。根据全岩微量元素的分配系数和溶体一岩石平衡计算,与辉石岩平衡的容体富体ＬＲＥＥ而强烈亏损ＨＦＳＥ,明显不同于华南地区已知３类幔源岩浆。这可能     

上地幔熔体—岩石相互作用与大陆地幔演化

根据实验岩石学,幔源岩石的岩石地球化学资料以及微量元素地球化学理论模拟等,评述了上地幔熔体－岩石相互作用研究领域的最新进展,指出熔体－岩石相互作用不仅深刻地制约了岩石圈地幔的矿物学,地球化学和物理性质的变化以及地幔不均一性的形成及演化,而且也会最终控制各种构造环境下喷出岩浆的地球化学特征,以及深部岩浆的分离机制。     

上地幔熔体-岩石相互作用与大陆地幔演化

根据实验岩石学、幔源岩石的岩石地球化学资料以及微量元素地球化学理论模拟等,评述了上地幔熔体岩石相互作用研究领域的最新进展,指出熔体岩石相互作用不仅深刻地制约了岩石圈地幔的矿物学、地球化学和物理性质的变化以及地幔不均一性的形成及演化,而且也会最终控制各种构造环境下喷出岩浆的地球化学特征,以及深部岩浆的分离机制。     

南海大洋钻探及海洋地质与地球物理前沿研究新突破

南海是西太平洋地区规模最大且具有代表性的边缘海盆地之一。经过近几十年的研究积累，尤其是通过实施5个国际大洋钻探航次(1999–2018年)与国家自然科学基金委“南海深海过程演变”重大研究计划(2011–2019年)，我国科学家获得了大量宝贵的第一手资料，取得了一系列创新进展与重大突破，标志着南海海洋地质与地球物理研究正走向国际前沿。重要研究成果包括:(1)新提出南海是“板缘张裂”盆地，与经典的大西洋型陆缘模式不同；(2)大洋钻探首次获取了基底玄武岩样品，结合中国在南海首次深拖地磁测量实验，精确测定了南海海盆玄武岩年龄，揭示南海海盆从东向西分段扩张；(3)大洋钻探结果发现南海陆缘岩石圈减薄之初岩浆迅速出现，未发现缓慢破裂造成的蛇纹岩出露；(4)发现南海扩张结束后仍存在大量岩浆活动，可能受控于多种构造与地幔因素；(5)地球化学证据与地球动力学模拟都显示南海岩浆的形成受到周边俯冲带的影响。目前我国的海洋地球科学正在进入崭新的发展阶段，有望以南海为基点，开始拓展到周边大洋，通过主导大型研究计划以及建设我国大洋钻探平台，以提升我国在南海、西太平洋与印度洋海洋地质科学研究的实质性影响力与引领地位。     

阿尔泰超高温变泥质麻粒岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

最近我们通过岩相学观察和矿物温压计算,首次确定了在阿勒泰喀拉苏附近存在超高温变泥质麻粒岩,其矿物组合为石榴石+斜方辉石+夕线石+堇青石+尖晶石+黑云母+斜长石+石英等。斜方辉石成分具有高铝特点,其Al₂O₃含量高于8.0%,指示了其峰期变质作用达到了超高温(>900℃)的条件。P-T计算结果显示其峰期变质条件为:P=~8.0kb, T=~960℃。初步P-T估算结果表明了一个峰期后近等压冷却的逆时针P-T轨迹。我们对其中锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,年龄结果主要分布于260~280Ma之间,具有峰值年龄271±5Ma,个别年龄为380~390Ma,继承锆石主要分布于450~500Ma之间。该年龄结果表明阿尔泰超高温变质事件发生于二叠纪,在时间上与二叠纪塔里木地幔柱活动的时间(~275Ma)高度一致,且也和该区广泛的二叠纪(260~280Ma) 后造山或非造山的基性岩和花岗岩侵入是同时的。因此,阿尔泰二叠纪超高温变泥质麻粒岩的形成,可能与由二叠纪塔里木地幔柱活动引起的岩浆底侵和下地壳伸展加热密切相关,这也与该超高温变泥质麻粒岩的逆时针P-T轨迹所反映的构造背景一致。