火成岩组合与构造环境:讨论

讨论了不同构造环境下的火成岩组合:(1)洋中脊扩张,(2)洋岛,(3)岛弧,(4)MORS型和SSZ型蛇绿岩,(5)活动大陆边缘弧,(6)与俯冲作用有关的火成岩弧的组成极性,(7)大陆碰撞,(8)大陆裂谷,(9)稳定的克拉通或地台等环境的火成岩组合。强调不同作者采用不同的参数坐标定义的拉斑玄武岩系列(TH),钙碱性系列(CA)和碱性系列(A)等学术含义的差别,指出不要因为在语言书写上的相同混淆了它们在学术含义上的差别,而造成有关构造环境识别的误解。探讨了识别洋中脊扩张型(MORS)和洋俯冲带上面(SSZ)蛇绿岩(套)在火成岩组合上的差别。基于高温高压实验成果,提出定义高镁安山岩(HMA)时,对应于w(SiO2)的w(MgO)的最低值(表2)。讨论了镁安山岩—英安岩(MAD)和埃达克岩(adakite)的术语,建议采用Kay(1978)的镁安山岩—英安岩来定义(而不是用adakite来定义)俯冲洋壳板片局部熔融产生的岩浆,认为具高Sr/Y,低FeO/MgO,高MgO,高Ni,Cr的镁安山岩—英安岩才能满足板片熔浆(slab-melt)特征的要求,而不是只强调高Sr/Y这个指标。根据有关大陆碰撞造山的不同分类方案及其术语的确切含义,强调了后造山与大陆裂谷环境的A型/r的识别在于前者与CA/r共生,后者则无CA/r共生,A与CA的学术含义是Peacock钙碱指数的分类。     

关于华北克拉通燕山期岩石圈减薄的机制与过程的讨论:是拆沉,还是热侵蚀和化学交代?

关于华北克拉通燕山期岩石圈减薄作用,主要有两种模型:(1)岩石圈拆沉;(2)热侵蚀和/或化学交代。文中主要从岩浆活动与构造变形两个途径,通过(1)燕山带造山幕和结构要素组合以及造山过程的p-T-t轨迹;(2)收缩构造变形、火成岩构造组合和下地壳岩石捕虏体3个独立证据提出陆壳的构造加厚;(3)火成岩成因的壳幔相互作用模型和热模拟等,试图讨论华北地区克拉通有浮力的岩石圈如何转变为密度大的岩石圈,随之发生拆沉作用,而不是热侵蚀或化学交代机制使岩石圈地幔改造为EMI印记实现的减薄作用。大量对流的软流圈物质注入克拉通是诱发陆壳发生局部熔融所必需的条件。底侵玄武质岩浆的加热并弱化先前的冷和强的克拉通地壳,创造一个流变学条件,以使收缩构造变形和陆壳加厚成为可能。陆壳最下部和岩石圈地幔中形成的大量玄武质岩石,在构造加厚作用下,相转变为榴辉岩,致使原先有浮力的岩石圈转变为密度大的岩石圈,随之发生拆沉作用。     

北京燕山地区薛家石梁杂岩体特征、成因、源区性质及岩石圈减薄方式

薛家石梁杂岩体位于北京北山地区,在平面上呈北西向的椭圆状,主要由辉长岩、二长辉长岩、二长岩、正长岩和花岗岩组成。根据锆石SHRI MP定年结果为132·8~123·3Ma,形成于早白垩世早期。野外地质特征、矿物学特征、岩石学特征及地球化学特征表明,薛家石梁杂岩体中二长岩是二长辉长岩岩浆与正长岩岩浆混合作用的产物,从辉长岩岩浆到二长辉长岩岩浆经历了结晶分异作用。薛家石梁杂岩体中正长岩具高Sr,低Y及Eu正异常特征,推测其可能来源于加厚陆壳的底部。薛家石梁杂岩体中辉长岩中Mg#值为65,w(Nb)/w(U)值为37·8,这些特征暗示其可能为原生岩浆。辉长岩中ε(Nd)值为-6·5,表明其源区岩石不具亏损地幔特征;而辉长岩具富集Pb、Ti、Nb正异常,Hf的负异常,与EMI型富集地幔特征(具Nb、Hf正异常及Pb的负异常)不一致;辉长岩中Rb、Th、Nb、U、La、Ce元素含量比EMI型富集地幔低一个数量级;杂岩体中N(87Sr)/N(86Sr)与N(206Pb)/N(204Pb)值具正相关关系也表明不具交代富集型地幔特征。因此,我们认为辉长岩岩浆源区应为软流圈地幔,而不是富集型地幔(EMI)。辉长岩中ε(Nd)的负值是辉长岩岩浆与太古宙下地壳相互作用的结果。因此,我们认为中国东部岩石圈减薄的主要机制是岩石圈的拆沉作用。     

山东沂水紫苏花岗岩中残晶相矿物的发现及紫苏花岗岩的形成过程

山东沂水地区紫苏花岗岩主要有 3种类型 ,分别为紫苏花岗闪长岩、紫苏石榴花岗闪长岩和紫苏奥长花岗岩。紫苏花岗岩中普遍存在有熔体交代结构 ,主要由残晶相矿物和结晶相矿物组成。对紫苏花岗岩及变质表壳中流体包裹体产状、成分的研究发现 ,富CO2 流体包裹体和富N2 流体包裹体均来自地幔深部。紫苏花岗岩的形成过程如下 :基性岩浆的底侵作用使本区经历了第一期麻粒岩相变质作用 ,地幔富CO2 流体包裹体的存在使系统a(H2 O)很低 (a(H2 O) =0 .1～ 0 .3) ,麻粒岩相变质作用没有产生熔融作用。幔源岩浆活动的逐渐停止 ,该区又经历了近等压降温的第二期麻粒岩相变质作用。此时 ,深源富CO2 流体作用减弱 ,水的活度增加 ,a(H2 O) =0 .6 5～ 0 .75 ,从而产生岩浆 ,新生岩浆对早期形成的变质矿物进行熔蚀交代作用 ,使早期形成的难熔变质矿物如紫苏辉石、石榴石、单斜辉石等呈残晶相 ,随着温度的降低岩浆基本在原地半原地结晶形成紫苏花岗岩。     

北秦岭-南祁连早古生代裂谷造山带火山岩与小洋盆蛇绿岩套特征及纬向对比

北秦岭—南祁连位于我国著名巨型纬向造山带的中段,是以寒武—奥陶纪时期为主形成的裂谷造山带。它经历了板内大陆裂谷→陆间裂谷→火山弧→造山带的开合过程。寒武纪拉张形成碱性、拉斑玄武岩系列及小洋盆蛇绿岩套,奥陶纪闭合形成钙碱性与钾玄岩系列中酸性火山岩及火山弧岩套,并见高镁安山岩。南祁连为单裂谷,北秦岭为双裂谷。北秦岭裂谷从东到西,拉张速度和距离变小,闭合速度变大,火山爆发强度及火山岩的酸度、钾量、壳源组分也顺序增大。其拉张距离与红海型相似,而闭合速度近似安第斯型。古地幔以多种类型叠加为特征,曾有过先强烈亏损,后又富集的过程。从大别山→北秦岭→南祁连→柴北缘纬向对比可知：本区的基性与酸性火山岩浆,分别为地幔与地壳部分熔融形成;中性岩主要为基性岩浆ＡＦＣ作用产物。从东到西,裂谷依次张开,火山喷发时代逐渐变新,拉张速度和距离变大,闭合速度也变大,从而火山岩的碱度变小,蛇绿岩套从无到有。古地幔由ＤＭＭ与ＥＭⅠ混源为主,变为ＤＭＭ与ＥＭⅡ混源为主。     

中国大陆科学钻探主孔榴辉岩类岩石退变质过程——对超高压变质地体隆升的启示

中国大陆科学钻探的实施，揭示了深俯冲陆壳的三维结构。超高压变质岩的岩相学详细观察，发现榴辉岩类岩石占0—2000米岩心的60％。大多数榴辉岩的原岩具有长期居留地壳的历史，但是分布在607～783米附近的石榴单斜辉石岩，在成因上与石榴橄榄岩关系密切。从矿物成分，岩石化学特征上看他们构成超镁铁-镁铁质的岩浆杂岩，是俯冲过程中，地幔物质加入于深俯冲的岩片并一起遭受超高压变质作用。榴辉岩质的片麻岩，部分相当于所谓的副片麻岩，在主孔也占一定的地位。实际是中酸性成分的火成岩超高压变质的产物。花岗质片麻岩有多种类型，根据其中所夹的角闪黑云片岩残留体看来大部分应属角闪黑云斜长片麻岩选择性部分熔融的产物。榴辉岩类的变质演化可分为3个阶段。第一阶段(M1约230—240Ma)是超高压变质的峰期，其证据是石榴石、绿辉石、金红石中均发现柯石英的微粒包裹物，石榴橄榄岩中的钛斜硅镁石是其超高压变质历史的见证。第二阶段(M2，226—219Ma)早期退变质阶段，超高压变质岩退变为高压榴辉岩相和角闪岩相岩石，冠状体和后成合晶的生长是此阶段的标志，这些特征性结构反应了岩石的不平衡和再平衡的历史，说明了超高压变质地体的快速隆升。后来(219～180Ma)超高压变质地体长期处于中下地壳，在流体影响下，榴辉岩质片麻岩退变成的黑云角闪斜长片麻岩及绿帘黑云(角闪)片麻岩，他们经选择性部分熔融或经超临界流体的K交代作用转变为黑云角闪二长片麻岩(即所谓正片麻岩)。其中多含有铈褐帘石，成分环带明显，La／Ce=0．42—0．72，且边沿均有绿帘石的边，代表后期叠加的绿帘钠长角闪岩相退变质。第三阶段(M3：170—180Ma)以糜棱岩和构造角砾岩的出现为特征，代表与二次隆升的脆韧性脆性变形的过渡，这些构造岩的基质普遍发育绿泥石、阳起石和方解石，说明了绿片岩相的退变质。所有上述3期的变质作用均与榴辉岩所经历的构造过程相关。显微结构分析可以揭示结晶作用和变形作用之间的相对时序。基于现今已发表的同位素年代学数据可以将苏鲁地区中生代不同阶段的变质作用与构造过程相互联系起来。CCSD主孔所见的变质演化和相关的变形事件对中国大陆中生代大陆动力学提供如下启示；可以肯定华北和杨子两个板块在三叠纪的碰撞(-240Ma)必然引起巨量地壳物质深俯冲至地幔深度，发生超高压变质。超高压变质岩的早期退变质是一个绝热隆升的过程，而后长期滞留中下地壳，发生部分熔融，接着引发进一步的隆升导致伸展体制，伴随以绿帘钠长角闪岩至绿片岩相的退变质。     

大椅山玄武岩中幔源透辉石岩的辉石出溶作用及其地质意义

吉林省辉南县大椅山第四纪玄武岩的幔源透辉石岩包体中发现一种具有斜方辉石和尖晶石出溶叶片的透辉石碎斑 ,认为该碎斑矿物曾经是均一的晶体 ,在后续地质事件的影响下发生了固溶体分解。对透辉石碎斑出溶前后所处的物理化学环境进行的研究表明 ,该区地幔岩在进入玄武质熔浆之前曾经有过上升的历史 ,上升幅度约为 38km。     

青藏高原岩石圈不均一性及其动力学意义

首先论述现今高原岩石圈结构的不均一性现象, 然后通过事件性质及其序列的讨论, 推演印度-亚洲碰撞后造山过程的P-T-t轨迹及其深部过程, 由此提出青藏高原岩石圈三阶段演化的构造相模型: (1) 早期相：帕米尔型岩石圈冷根; (2) 中期相: 念青唐古拉型减薄岩石圈; (3) 晚期相: 羌塘型“热”岩石圈(由软流圈冷却而来). 最后, 讨论了羌塘地区岩石圈是厚、还是薄?     

山东省沂水地区麻粒岩相变质作用演化及大地构造意义

山东沂水麻粒岩相岩石出露于断裂带中，它是断裂带中最古老的岩石。主要岩石类型有孔兹岩（石榴石－石英－条纹长石－夕线石片麻岩）、紫苏辉石麻粒岩（紫苏辉石－斜长石－厂长央片麻岩）以及紫苏花岗岩等。根据矿物共生组合、变质反应，温压条件得出本区麻粒岩相岩石经历了五个阶段的变质作用，前阶段为角闪岩相变质作用，温度条件为Ｔ＝５７５℃￣６００℃，Ｐ＝０．５９ＧＰａ；峰期他阶段经历了五个阶段的变质作用，峰前阶段为角     

山东胶南隆起长英质岩石超高压高压岩石特征及其P—T演化

胶南隆起含榴辉石高压变质带为大别超高压带的东延部分，超高压变质作用的主要矿物共生组合为Ｇｒｔ＋Ｋｙ＋Ｒｕｔ＋Ｊｄ＋Ｑ；Ｓｐ＋Ｚｏ＋Ａｂ±Ｇｒｔ±Ｏｍｐ；变质作用的温压条件为Ｔ＝６００～７００℃，Ｐ＝２．３～２．６ＧＰａ。超高压岩石及高压岩石均经历了两期退变质作用，且具有相似的顺时钟Ｐ－Ｔ演化轨迹。