塔里木北缘皮羌地区早二叠纪花岗质岩体的成因：对塔里木大火成岩省A型花岗岩成因的启示

塔里木北缘皮羌地区发育大量闪长质-花岗质岩脉以及哈拉峻花岗岩Ⅰ号和Ⅱ号岩体,这些花岗质岩脉和岩体与赋存大型钒钛磁铁矿矿床的皮羌辉长质岩体空间上共生,推测其成因与塔里木地幔柱岩浆上涌有关。闪长质-花岗质岩脉出露在皮羌辉长质岩体的东缘、北缘及南缘,而哈拉峻花岗岩Ⅰ号和Ⅱ号岩体主要出露在辉长质岩体的西部。花岗质岩脉具有高硅(SiO₂=64%~74%)、富碱(Na₂O+K₂O =8%~10%)、富集Rb、Th、U等大离子亲石元素和Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,(Ga/Al)×10⁴变化于2.85~3.85之间,具有明显Eu、Ba、Sr负异常等特征,类似A型花岗岩。闪长质岩脉具有低硅(SiO₂=53%~59%)、低全碱含量(Na₂O+K₂O=5%~8%)、以及Eu和Ba正异常。哈拉峻花岗岩Ⅰ号和Ⅱ号岩体的地球化学特征与花岗质岩脉相似。闪长质-花岗质岩脉、哈拉峻花岗岩Ⅰ号和Ⅱ号岩体的ε_Nd(t)值范围在-2.9~-0.2之间,与皮羌辉长质岩体的ε_Nd(t)值相近(-1.1~2.1),表明他们来源于类似的地幔源区。我们认为闪长质-花岗质岩脉、哈拉峻花岗岩Ⅰ号和Ⅱ号岩体主要由底侵的镁铁质岩浆分异出的中酸性熔体结晶分异并伴随不同程度的地壳混染形成,皮羌辉长质岩体是镁铁质岩浆浅部侵位的产物。因此~280Ma大量幔源岩浆底侵是塔里木大火成岩省中A型花岗岩形成的必要前提。     

与地幔柱有关的成矿作用及其主控因素

地幔柱是地球动力系统中重要的组成部分,不仅形成规模巨大的大火成岩省,也形成了众多具有重要经济价值的矿床类型。由地幔柱形成不同的岩浆系列显示了特有的成矿专属性,如镁铁-超镁铁质层状岩体与钒钛磁铁矿矿床和铜镍硫化物矿床,科马提岩与铜镍硫化物矿床,斜长岩与钒钛磁铁矿矿床,过碱性花岗岩系列与铌-钽-锆-稀土矿床,金伯利岩与金刚石矿等。在分析与地幔柱相关矿床的基础上,我们认为地幔柱结构、岩浆源区特征、结晶分异过程、硫化物饱和、地壳混染和岩浆侵位过程等是地幔柱成矿的关键控制因素。本文还对矿床成因研究中的存在问题以及几种潜在的地球化学找矿/评价指标(如橄榄石的Ni含量、单斜辉石和磁铁矿中的Cr含量,层状岩体的PGE 含量和Re-Os同位素联合示踪等)进行了评述。     

辉石岩：高压结晶还是再循环洋壳？

        辉石岩有三种不同的成因：（1）堆晶成因（Ⅰ类辉石岩） ;（2）再循环洋壳变质成因（Ⅱ类辉石岩） ;（3）交代成 因。 I 类辉石岩由橄榄岩部分熔融产生的熔体在岩浆通道内上升过程中,在1.5~2.5 GPa 压力范围内结晶形成。常具有堆晶 结构或火成结构,在 CaO/MgO-SiO2/MgO 图解中无明显的线性关系,无Eu 异常,其 Sr-Nd-O 同位素组成与幔源岩浆相似。 II 类辉石岩多数为再循环洋壳的变质产物,常具变晶结构,在CaO/MgO-SiO2/MgO 图解中形成明显的线性关系,具Eu 正异常, 其εNd 值与MORB 相似,而Sr 同位素比值变化范围大;其O 同位素组成与原岩有关,如原岩是洋壳下部,δ18O < 地幔值; 如原岩是洋壳上部,则δ18O > 地幔值。交代成因辉石岩是熔体- 橄榄岩相互反应的结果,常被方辉橄榄岩或纯橄岩包围, 矿物种类相对其他两类辉石岩单一,在CaO/MgO-SiO2/MgO 图解中较分散,其εNd 值较II 类辉石岩低,而Sr 同位素比值变 化较小,δ18O 值低于、高于、近似于地幔值都存在。再循环洋壳在俯冲到地幔深部和随超基性岩体上升的过程中由流体萃 取作用和部分熔融作用形成化学成分丰富的流体和熔体,这些熔/ 流体或交代围岩橄榄岩将其转化为辉石岩,或直接高压 结晶形成辉石岩,或者由洋壳变质形成的榴辉岩经退变质形成Ⅱ类辉石岩。上述过程导致了在同一超基性岩体中各类成分、 成因不同辉石岩共存的现象。     

与地幔柱有关的A型花岗岩的特点——以峨眉山大火成岩省为例

通过地幔柱条件(攀西地区)和非地幔柱条件下(华南、北方造山带)A型花岗岩岩石学、地球化学特征的系统对比,厘定了与地幔柱有关的A型花岗岩的一些特点:(1)与基性-超基性岩体在时间和空间上紧密伴生;(2)具有较高的锆石饱和温度(860～960 ℃);(3)具有较高Nb/Th和Ga/Al比值;(4)通常显示正的εNd(t)值(但不超过5),其模式年龄和岩体形成年龄相差不大.这些特点与岩浆源区或母岩浆的性质以及岩浆演化条件有关,为自然界同类岩石的甄别提供了依据.     

辽西黄半吉沟早白垩世义县组高镁安山岩的成因

利用橄榄石和熔体包裹体,结合全岩的方法对辽西地区早白垩世义县组黄半吉沟火山岩的成因进行了研究。黄半吉沟火山岩SiO_2=53.41%~53.74%,MgO=8.15%~8.23%,Mg#=~70(Mg#=mol Mg/(Mg+Fe2+)),为高镁安山岩;全岩在TAS图解上,落在玄武安山岩范围内,属于亚碱性系列;它们具有较高Ni(119×10-6~125×10-6)和高Cr(467×10-6~521×10-6),显示幔源岩浆特征;在微量元素组成上,黄半吉沟高镁安山岩Sr=920×10-6~930×10-6,Y=16.1×10-6~16.4×10-6,Sr/Y=57~58;在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,黄半吉沟高镁安山岩显示轻重稀土分异,明显的Nb-Ta-Ti和弱的Zr-Hf负异常,Ba、Sr和Pb正异常,这些特征与大陆下地壳非常相似。熔体包裹体MgO为6.5%~9.7%,SiO_2为51%~53%,不符合典型高镁安山岩的定义;在TAS图解上它们落在玄武粗安岩内,属于碱性系列;MgO与其它主量元素成分呈明显或者弱的负相关关系,说明它们的成分主要受控于橄榄石结晶分离过程。黄半吉沟高镁安山岩的橄榄石Fo值为75~91;CaO含量为0.10%~0.18%,NiO为0.05%~0.41%,Fe/Mn比值为60~80。黄半吉沟高镁安山岩的全岩和熔体包裹体成分存在显著差异,如熔体包裹体具有更高的Al2O3和更低的SiO_2。结合全岩微量元素特征,我们认为黄半吉沟高镁安山岩在地壳深度的岩浆演化过程中加入了来自下地壳的酸性熔体,是壳幔相互作用的结果。全岩较低Ni高Mg#,熔体包裹体低CaO并落在CATS-Olivine-Quartz相图的热障碍边界线富硅一侧,以及橄榄石低Ca和陡倾的Fo-Ni关系,指示黄半吉沟高镁安山岩的幔源岩浆是来自以斜方辉石为主辉石岩的源区。我们认为广泛发育于辽西地区的早白垩世义县组高镁安山岩可能经历了壳幔相互作用,因而不能作为拆沉作用导致岩石圈大规模减薄的重要证据。     

河北阳原和山西大同新生代玄武岩的岩石地球化学特征:华北克拉通西部深部地质过程初探

报道了大兴安岭-太行山重力梯度带以西河北阳原和山西大同新生代玄武岩的元素和 Sr- Nd同位素地球化学数据.含幔源包体的阳原早第三纪碱性玄武岩具有均一的 Sr- Nd同位素组成(ε Nd≈ 5.7)和相似于 OIB的微量元素特征,玄武岩主要来自软流圈地幔,岩浆起源较深.大同地区第四纪时期同时产出碱性和拉斑玄武岩 , 碱性玄武岩也主要来自软流圈地幔,岩浆起源深度小于阳原样品 ; 拉斑玄武岩具有较低的ε Nd( 1～ 4),可能是软流圈和岩石圈地幔相互作用的产物,岩浆起源较浅.大同两类玄武岩在空间上分野明显,可能与桑干河断裂对软流圈地幔上涌的控制以及区域上岩石圈-软流圈作用程度的变化有关.     

华北地台部分麻粒岩地体及包体的地球化学特征对比

华北地台麻粒岩包体（汉诺坝）与麻粒岩地体（西望山、蔓菁沟）存在明显的岩石地球化学特征差异，麻粒岩包体总体成分偏基性，麻粒岩地体总体成分偏长英质。形成时间、空间及构造背景的不同是造成成分差异的重要因素。汉诺坝麻粒岩包体是在拉线环境下玄武质岩浆底侵下地壳后结晶分异过程中堆晶作用的结果，其主、微量元素成分受控于辉石和斜长石堆晶的相对比例；下地壳物质的混染作用不是造成麻粒岩包体Nb、Ta、Th、U亏损的惟一因素，底侵的玄武质岩浆可能发生了含钛矿物相的结晶分离，造成了汉诺坝麻粒岩包体Nb、Ta亏损，而下地壳的麻粒岩相变质作用则使Th、U发生亏损。麻粒岩地体存在两种不同性质的微量元素组成，反映了两种不同构造环境的并置，是构造挤压抬升的结晶。     

鲁西中生代高镁闪长岩的地球化学特征及其成因探讨

鲁西中生代侵入岩包括辉长岩,闪长岩,花岗闪长岩和花岗岩,以闪长岩最为常见。莱芜和沂南等地的闪长岩具有高Mg#(0.45～0.69),Cr(<278μg/g)的特点,并富集大离子亲石元素(LILE)和亏损高场强元素(HFSE),其总体成分特点类似于北美苏必利尔省的太古代高镁闪长岩和产于现代俯冲带的高镁安山岩。不过鲁西高镁闪长岩的HREE含量相对较高(Yb=1.1～1.9μg/g),La/Yb比值相对较低(6.7～20),其成分更接近于Piip型高镁安山岩。鲁西高镁闪长岩代表了华北地台早期拉张环境下的岩浆活动,可能是受深俯冲扬子大陆下地壳释放的埃达克质熔体交代的岩石圈地幔直接熔融的产物。     

攀西古裂谷内龙帚山玄武岩—碱玄响岩建造

在川、滇、黔三省晚二叠世峨眉山玄武岩省的中部，产于攀西古裂谷内的龙帚山火山岩建造自下而上有4个喷发旋回：拉斑玄武岩、碱玄响岩、钾粗面玄武岩以及拉斑玄武岩。上下两个玄武岩旋回的岩性与该裂谷带以外大面积展布的高钛玄武岩岩性相同；而其碱玄响岩旋回主要由响碱玄岩—碱玄响岩—响岩岩系组成，夹粗安岩和安粗岩层，此旋回厚达千米，类似于非洲肯尼亚裂谷带的高原溢流响岩岩系。龙帚山晚二叠世火山岩建造的层序和岩石组合不同于古裂谷带外正常的大陆板内暗色岩喷出相的层序和岩浆演化规律，可能是地幔热柱和裂谷背景下岩石圈拉张复合作用的结果。