浙江雁荡山火山-侵入杂岩的岩浆混合作用——暗色包体中长石环带的证据

浙江雁荡山是中国东南部燕山晚期巨型火山-侵入杂岩带的重要组成部分。对其中央侵入相石英正长斑岩的暗色微粒包体中的斑晶和基质斜长石进行了详细的内部结构和成分分析,揭示了斜长石复杂环带的成因和相关的岩浆作用过程。斑晶斜长石由熔蚀的核部和表面干净的幔部组成,边部包裹有钾长石膜。核部斜长石呈浑圆状或港湾状,内部发育筛状结构,An成分显著低于幔部斜长石,代表来自酸性岩浆房中早期结晶的斜长石捕掳晶。同时,幔部斜长石与自形、表面干净的基质斜长石具有类似的An含量,且两者均含有针状磷灰石的包裹体,应结晶自与暗色微粒包体相应的基性岩浆。长石的复杂结构记录了雁荡山火山-侵入杂岩形成过程中的岩浆混合作用和岩浆演化过程。岩浆混合之后的火山喷发活动,造成岩浆房的压力突然减小,温压条件达到钾长石结晶的区域,在石英正长斑岩的斑晶斜长石和暗色包体中的斑晶与基质斜长石外均形成钾长石膜,构成反环斑结构。     

西藏冈底斯尼木后碰撞花岗岩的岩浆混合作用:显微结构证据

岩浆混合过程中不同熔体之间的相互作用会影响晶体的成核与生长,形成矿物内部复杂的成分变化,以及矿物之间的不平衡结构。尼木二长花岗岩位于冈底斯岩浆岩带中部,是代表性的形成于后碰撞构造演化时期的花岗岩体。本文对其中的斜长石与角闪石颗粒进行了详细的结构和成分分析,揭示了斜长石中的港湾状、浑圆状、筛孔状熔蚀结构以及斜长石成分的突然变化和角闪石包裹黑云母的不平衡结构,并探讨了它们的成因以及相关的岩浆混合作用。分析结果显示,斜长石中突变环带的An含量为37.6~40.6,熔蚀环带的An含量为48.2~59.5,均高于两侧斜长石的An含量(18.4~26.4),表明在形成这些结构时有外来基性岩浆的混合使得岩浆成分发生了突变。样品中的部分黑云母被自形的角闪石包裹,黑云母呈浑圆状并且具有港湾状的熔蚀边,这可能是基性岩浆的混合作用使得岩浆的温度升高导致黑云母发生部分熔融,混合后的岩浆在黑云母周围继续结晶形成角闪石。这些显微结构为揭示冈底斯岩浆岩带的岩浆混合作用提供了新证据。     

中国东南沿海晚白垩世长屿火山的活动过程与古环境意义SCIEI北大核心CSCD

火山是唯一能够直接反映地球深部存在岩浆的地球动力学现象,对于地球气候演变和宜居性具有重要影响。相比年轻火山,古老火山因其活动过程完整、且可能剥蚀出露多阶段火山喷发产物及岩浆通道、岩浆房等,从而为揭示火山岩浆系统演化和火山活动过程提供重要的研究窗口。本文选择中国东南沿海晚白垩世长屿破火山为研究对象,对其开展火山地质、岩石学、年代学及地球化学研究,以期揭示其火山活动历史及其对中国东南沿海白垩纪古环境的启示意义。长屿火山出露面积约100km^(2),呈近圆形分布,具有较厚的火山地层厚度(总厚度约570m),类似于破火山内的火山堆积特点。由早至晚三个喷发阶段形成的流纹质角砾凝灰岩都显示了典型的火山碎屑流相的特点,发育典型的条纹斑状结构,但表现出不同的晶屑、玻屑及岩屑含量以及熔结程度等岩相学特征,反映火山喷发从初始到高峰、再到减弱的过程,最后岩浆沿火山通道侵出形成流纹斑岩穹隆,标志着火山活动的结束。长屿火山的火山碎屑流式喷发伴随着快速的岩浆房塌陷,以及缺少普林尼式空落堆积,反映了火山活动发生在伸展的构造背景。系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究获得了不同阶段火山岩一致的形成年龄(97~96Ma),暗示它们具有较短的形成时限,是由同期火山岩浆活动先后喷发形成的。长屿火山岩高的SiO_(2)含量(67%~76%)以及分异的锆石微量元素地球化学特征,表明喷发岩浆来自晶粥提取的熔体,并有晶粥来源晶体的混入。此外,我们在长屿火山岩中发现了南洋杉型丝炭化木(贝壳杉型木属),暗示晚白垩世中国东南沿海地区可能为温暖湿润的亚热带山地气候环境,表明中国东南沿海白垩纪大规模火山活动,在古武夷山脉以东地区形成了地形高耸的海岸山脉。     

浙江雁荡山火山-侵入杂岩的岩浆混合作用——暗色包体中长石环带的证据

浙江雁荡山是中国东南部燕山晚期巨型火山-侵入杂岩带的重要组成部分。对其中央侵入相石英正长斑岩的暗色微粒包体中的斑晶和基质斜长石进行了详细的内部结构和成分分析,揭示了斜长石复杂环带的成因和相关的岩浆作用过程。斑晶斜长石由熔蚀的核部和表面干净的幔部组成,边部包裹有钾长石膜。核部斜长石呈浑圆状或港湾状,内部发育筛状结构,An成分显著低于幔部斜长石,代表来自酸性岩浆房中早期结晶的斜长石捕掳晶。同时,幔部斜长石与自形、表面干净的基质斜长石具有类似的An含量,且两者均含有针状磷灰石的包裹体,应结晶自与暗色微粒包体相应的基性岩浆。长石的复杂结构记录了雁荡山火山-侵入杂岩形成过程中的岩浆混合作用和岩浆演化过程。岩浆混合之后的火山喷发活动,造成岩浆房的压力突然减小,温压条件达到钾长石结晶的区域,在石英正长斑岩的斑晶斜长石和暗色包体中的斑晶与基质斜长石外均形成钾长石膜,构成反环斑结构。     

锆石微量元素地球化学对硅质火山岩浆系统的制约

大型硅质火山作用(喷发体积约102～104km~3)的岩浆系统是地壳尺度的,经历了复杂的起源、运移、存储、补给和喷发等过程。揭示岩浆从起源到喷发过程中的结晶分异、堆晶、晶体-熔体分离、地壳混染、岩浆补给、晶粥活化等岩浆作用的细节是认识硅质火山岩浆系统演化的关键。锆石中Th、U、Ti、Hf和REE等微量元素的含量和系统变化反映了锆石结晶熔体的成分、温度、氧逸度和水含量等以及共生的矿物相特征,对示踪火山岩浆系统的演化过程具有重要研究意义。随着岩浆温度降低过程中结晶分异作用的进行,锆石微量元素呈现出Hf含量升高、Ti含量降低以及Th/U、Eu/Eu~*和Zr/Hf等比值降低的趋势,这些元素含量和比值可以作为岩浆分异演化程度的指标。成矿斑岩中的锆石一般具有高的Ce~(4+)/Ce~(3+)和Eu/Eu~*值,反映了岩浆具有高的氧逸度和水含量。火山岩锆石可能经历多阶段结晶过程,因而形成复杂的核-边结构特征,核部具有熔蚀现象,边部CL较亮并具有低的Hf、U和高的Ti含量以及Eu/Eu~*值等,反映了岩浆补给作用和晶粥活化过程。由于锆石颗粒比较微小,在晶体-熔体分离过程可能随提取的熔体进入喷发岩浆房,从而可以连续记录岩浆成分的变化,或者残留在晶粥中记录晶体-熔体的分离。锆石微量元素结合高精度年代学分析,可以精细制约火山岩浆系统的多阶段演化过程及其时间尺度。在锆石微量元素数据的解释和筛选过程中,需注意扇形分区、锆石褪晶化和其他矿物包裹体对分析结果的影响,并同时开展岩相学研究,结合锆石产状和共生矿物组合特征,为制约火山岩浆系统的演化过程提供可靠信息。     

岩浆补给作用对硅质火山岩浆系统演化的制约

硅质火山喷发作为大陆地壳岩浆活动的重要表现，在研究大陆地壳形成与演化、探讨岩浆过程与动力学机制等方面具有重要的价值，其通常所表现的强烈爆炸式喷发，甚至可以导致全球性的环境和气候变迁。硅质岩浆系统在开放体系中不同来源岩浆的贡献和相互作用是目前研究的热点问题。持续的岩浆补给可以延长岩浆存储的时间，促进岩浆房的对流、岩浆的分异演化以及晶体 熔体的分离和晶粥的再活化，同时也是触发火山喷发的重要机制之一。此外，岩浆补给以及硅质岩浆的晶体 熔体演化过程也是火山喷发产物多样性的原因，导致同一火山在其活动过程中喷发产物规律性的变化，如富晶体火山岩、贫晶体火山岩、火山岩成分分层、以及复活岩穹和中央侵入体等。因此，岩浆补给作用是制约硅质火山岩浆系统演化和火山岩成分多样性的重要因素，也是活动火山监测和灾害评估的重要依据。岩石学、岩石地球化学、矿物(长石、石英、石榴子石、锆石等)同位素及成分变化，以及模拟实验、地震层析成像等研究为揭示硅质岩浆系统中的岩浆补给作用和复杂岩浆过程提供了多种视角。     

硅质岩浆系统的晶粥活化作用及其岩石学记录

硅质岩浆系统近年来取得的重要研究进展是构建了由晶粥组成的地壳尺度岩浆系统模型，为理解岩浆储存和演化过程，以及大陆地壳的形成与分异提供了新视角。本文系统总结了晶粥活化在硅质岩浆系统中的作用和研究意义，指出晶粥活化是富晶体火山岩浆喷发前的关键步骤，同时晶粥活化促进了晶体-熔体分离和熔体的抽取，也是大规模贫晶体高硅流纹岩形成的重要机制，对理解火山岩和侵入岩成因联系以及活动火山喷发预测等均有重要意义。目前的研究显示，晶粥活化通常与高温偏基性岩浆补给有关，主要受控于热量和挥发分的输入，晶粥活化的时间尺度与其机制有关，但总体上很短，大约数年到数千年。富晶体火山岩、成分复杂的浆屑和浮岩碎屑、破火山内的复活侵入体，以及这些岩石中常见的富晶体包体、聚晶结构、堆晶结构、复杂的晶体群、矿物熔蚀结构和复杂成分环带等都记录了硅质岩浆系统中发生的晶粥活化过程。