开放的岩浆体系——八十年代火成岩研究的新进展之一

本文介绍了80年代火成岩研究的新进展之一——开放的岩浆体系.自70年代以来对造山带安山岩系列的研究,促进了开放岩浆体系在火成岩成因研究中的应用.文中概述了开放岩浆体系的概念以及岩石学、实验岩石学和地球化学在开放岩浆体系研究方面所取得的主要成果.在岩石学方面先后论证了酸性岩中具有基性岩浆包体、不平衡的斑晶组合以及岩石化学组成的变异呈直线趋势等不同岩浆混合的证据.实验表明洋中脊玄武岩的形成,既包括分离结晶作用,也包括进化岩浆之间的混合作用;实验还证明流纹岩浆和玄武岩演变的进化岩浆之间的混合是形成玄武安山岩和英安岩岩浆的可能的一种机理.在地球化学方面,根据痕量元素Th.Hf和Ta的比值以及同位素∑_Nd－∑_Sr的演化特征等认为火山熔岩的成因包括同化地壳组分的作用:采用玄武岩和英安岩浆混合作用的模型,较好地模拟了火山岩套的稀土分布形式;并利用铅同位素组提和~(10)Be的丰度作为确定是否有大洋沉积场参与的标志,因而,造山带火山熔岩的成因包括岩浆分离结晶作用、同化作用和混合作用.     

壳幔物质与深部过程

文章对深部物质与过程的研究方法作了概述,对克拉通岩石圈根（或大陆根）的形成提出初步论证,并对造山带和裂谷带的深部状态作了进一步讨论。认为大陆根的形成主要完成于太古宙与古元古代时期,岩石圈地幔是分离出陆壳后的强亏损橄榄岩（贫Ｆｅ,Ａｌ,ａｌｋ,挥发份）,其低密度支撑的巨大浮力是克拉通构造上长期稳定的根本原因。提出青藏—喜马拉雅造山带可识别出三个类型的岩石圈：帕米尔型岩石圈冷根,念青唐古拉型相对薄的岩石圈和羌塘型温度相对高的岩石圈,可能分别代表碰撞造山的早期相、中期相和晚期相。提出地幔热柱可能有三种类型,分别来自４００ｋｍ界面、６７０ｋｍ界面和核幔边界,对地幔热柱的识别作了概述,指出与造山带有关的岩浆活动不是地幔热柱在地表的表现,讨论了岩石圈减薄速率的类型及其对环境的长期效应。     

火成岩系列划分的回顾与当代含义

本文对火成岩系列划分的历史演变进行了回顾,指出其当代含义的历史由来,以及与历史上某些概念的重大差别,旨在为消除已出现的某些混乱作出努力。本世纪上半叶,火成岩系列划分的概念中,亚碱性与钙碱性是作为同义语使用,而当代含义的钙碱性不等于亚碱性。国内有关文献中出现的某些概念上的混乱可能与对历史进程中这些概念的变化了解不够有关。     

当今前沿领域——地球科学与社会——介绍P.J.Wyllie教授的一次学术报告

本文介绍的是P.J.Wyllie教授在中国地质大学(北京)所作的一次学术报告“地球科学与社会”的部分内容.利用资源、监测和减少自然灾害,以及人类如何适应环境的变化是地球科学面临的主要任务.为解决这三大任务必须进行纯科学的研究,亦即基础科学的研究.地球科学是社会的一个好的测试器.     

如何正确地由相图获取岩石成因信息

在一些学术论文、教科书、科研报告与研究生论文中.常常不正确地运用相图来获取火成岩形成时的温压等成因信息.最常见的错误是,只是单纯地根据火成岩在相图上的投影位置直接判读出岩石形成时的温压条件.而不考虑岩相学的特征.我们列举文献中常常出现错误的两个实例.来说明如何正确地判读相图,并获得岩石成因信息.     

西藏班公湖—怒江西段舍马拉沟蛇绿岩中辉长岩年龄测定——兼论班公湖—怒江蛇绿岩带形成时代

对班公湖-怒江西段舍马拉沟蛇绿岩中层状辉长岩的Sm-Nd、K-Ar同位素测定结果表明,Sm-Nd内部等时线年龄为(191 22)Ma,K-Ar年龄为(140 4．07)Ma和(152．30 3．60)Ma,结合地质资料分析,认为前者代表了洋盆张开年龄为早侏罗世,后者代表受到洋壳俯冲影响的时问;根据中段、东段蛇绿岩带已有的资料,讨论了班公湖-怒江蛇绿岩带的洋盆张开时代、俯冲时间及闭合时代,认为班公湖-怒江洋盆可能在早侏罗世自东向西同时张开,中侏罗世开始极性向南的俯冲,洋盆最终在早侏罗世末封闭。     

中国东部燕山期火成岩构造组合与造山——深部过程

中国东部燕山期火成岩构造组合可识别出两种类型,大多数的火成人有类似于安第斯和美国西部的大陆边缘弧的岩石学与地球化学性质;南岭地区则发育海西型黑云母、二云母和白云母花岗岩组合。沿岩浆构造带可识别出３个火成岩段。按岩浆－－构造事件序列,北、中、南段分别为反时针、顺时针和反时针＋顺时针的ｐＴｔ轨迹。在中段,玄武岩岩浆底侵作用发生于陆壳增厚之后,即顺时针ｐＴｔ轨迹的造山－－深部过程被认为是钾玄岩组合占优势     

岩浆通道成矿系统

全球最主要的岩浆铜镍硫化物矿床基本特征是:(1)矿石与围岩边界平直,呈侵入接触关系;(2)"矿浆"在岩浆成矿系统的晚期上侵就位;(3)矿体赋存于岩浆通道中.已有的成矿模型不能同时解释这三个基本特征,暗示必须进一步理解岩浆铜镍硫化物矿床的形成机制.最近几年我们的研究发现岩浆铜镍硫化物矿床中典型矿石具有如下特征:(1)矿石中存在流体晶矿物组合,它们既不同于岩浆岩中的矿物组合,也不同于变质岩中的矿物组合,推测是从流体中直接结晶的产物;(2)铜镍硫化物矿床中不同部位矿体中矿石存在显著的成分变化,前锋端矿石以富Ni为特点,尾端矿石富含Cu、Pt、Pd.据此,本文提出了"岩浆通道成矿系统"的新模型,试图整合解释岩浆铜镍硫化物矿床中的各种观测事实.所谓岩浆通道成矿系统,系指岩浆演化晚期,"矿浆"运移和就位的空间及其相关成矿要素的组合.该模型强调:(1)深部岩浆房在岩浆矿床的形成过程中起着非常重要的作用,"矿浆"定位于岩浆成矿系统演化的晚期;(2)矿浆具有整体的流动性,因而提出了"岩浆通道前进方向"的概念;(3)所谓的"矿浆"实际为富含矿熔体-流体流,后者因失去挥发份而呈"矿浆"状,以大的流体体积和流体/熔体比值为特征.数值模拟表明,往硫化物矿浆加入挥发份流体可以显著提高矿浆的上升能力.当加入的挥发份流体达到30vol.%时,受到质疑的密度问题将不复存在,矿浆具有快速上升到浅部地壳的能力.但是,如此富含挥发份的矿浆也不再是传统概念上的矿浆,而是含矿熔体-流体流.此外,由于流体超压等原因,含矿熔体-流体流利用先存的构造薄弱面快速上升,形成岩浆通道,并在有利的部位卸载成矿金属形成矿体.因此,矿体常常侵入切割围岩.     

冀北水泉沟岩体西段锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究

冀北水泉沟碱性正长杂岩体位于华北克拉通北缘中段,主要岩性为正长岩、石英正长岩、碱性正长岩、角闪正长岩、角闪二长岩和碱长花岗岩等.为了避开后期热液蚀变作用的影响,作者采集了远离东坪-后沟金矿田的水泉沟岩体西段无蚀变的角闪二长岩、角闪正长岩样品,并对这些代表性岩石进行了锆石U-Pb年代学和锆石Hf同位素研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄表明,角闪二长岩结晶年龄为372.7±2.5Ma,角闪正长岩结晶年龄为372.7±2.4Ma,二者年龄结果一致,表明水泉沟碱性杂岩体西段形成于晚泥盆世.角闪二长岩的锆石ε_Hf(t)＝-12.4~-8.9,两阶段Hf模式年龄为1.93~2.16Ga,平均2.05Ga.角闪正长岩的锆石ε_Hf(t)＝-13.2~-11.1,两阶段Hf模式年龄为2.07~2.21Ga,平均2.13Ga.考虑到两种岩石的模式年龄与华北基底变质岩的形成年龄相近,我们初步认为水泉沟碱性杂岩体西段角闪二长岩和角闪正长岩可能主要来源于富集岩石圈地幔部分熔融形成的镁铁质岩浆与古老的中下地壳变质岩部分熔融形成的长英质岩浆混合的结果.野外地质和地球化学数据表明,水泉沟碱性杂岩体形成于晚造山阶段的张性构造环境.     

内蒙古甲乌拉铅锌银矿区岩浆岩年代学、地球化学特征及其对成矿的约束

内蒙古满洲里地区的甲乌拉铅锌银矿区的成岩、成矿事件及其相互关系目前仍有很大争议。文中对矿区内与成矿密切相关的石英斑岩、闪长玢岩开展详细研究。锆石SHRIMP U Pb年代学研究表明：矿区致矿侵入体之一石英斑岩形成于(129±4.8) Ma,成矿晚(或后)期的闪长玢岩形成于约(124±2.5) Ma;认为铅锌银等成矿作用应发生于(129±4.8)~(124±2.5) Ma,为早白垩世末期。岩石地球化学特征显示石英斑岩具有高硅、高钾、贫钙等特征,TAS图上属于亚碱性系列,硅铁镁图上属于钙碱系列,硅钾图上属于高钾钙碱系列。轻重稀土分馏明显,具有明显的负铕异常。相对富集大离子亲石元素(LILE),而亏损高场强元素(HFSE),且具有低Sr、高Y等特征。闪长玢岩同样展现出高钾、高铝、贫钙特征,TAS图上属于亚碱性系列,硅铁镁图上属于拉斑系列;轻、重稀土分馏明显,具明显负铕异常,但稀土总量较高;相对富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),同具有低Sr、高Y等特征。这些研究结果表明：石英斑岩具有火山弧的特征,主要来源于壳源的熔融;闪长玢岩具有活动大陆边缘弧的特征,主要来源于地幔的熔融,但经历了壳源的混染上述岩浆与甲乌拉的铅锌银矿;推测应为蒙古-鄂霍次克洋由俯冲向陆陆转换阶段产物。