晶粥储存、侵入体累积组装与花岗岩成因

花岗质岩浆在地壳内的储存、迁移和分异,是导致大陆地壳生长演化的基本过程.有关地壳岩浆冷储存的新发现,挑战了数十年来深部存在以熔融体为主要组成的大岩浆房的观点.对活火山区的地球物理探测、岩石矿物学研究以及热历史模拟都一致证明,岩浆储库中的物质以晶粥为主,它们长时间处于固相线下的温度条件,属于冷储存状态.今天出露地表的大型侵入岩体,是古岩浆储库的代表,它们大都是在数百万年甚至更长的时间跨度内,多幕式的岩浆输运、累积侵位和多次添加组装而成的.侵入体的累积组装,可以通过岩石单元间接触关系的观察、岩石和矿物成分的不均一性研究以及侵入体内大的结晶时间跨度来证明.地壳浅部大型侵入体的形成,大体积的火山喷发,都要求存在穿地壳的岩浆通道系统,该系统中岩浆主要以岩墙形式将不同深度的岩浆储库串联起来,并通过无数岩床的堆垛而形成巨大的岩株或岩基等侵入体.高分异花岗岩和高硅流纹岩的存在,尤其是火山的超级喷发现象,要求岩浆储库的晶粥体发生活化和分异,而晶粥的解体往往是由于从下部侵入的新岩浆注入了额外的热和流体.保留在岩石中的晶体种群蕴含了侵入体累积组装、晶粥活化和岩浆分异的线索.尤其是再循环晶可以提供岩浆通道系统结构和演变的新信息.未来,在花岗岩成因研究中,重点要从晶粥活化与岩浆分异演化过程、岩浆上升和组装机制、火山岩与侵入岩的成因联系等方面入手,开展岩浆通道系统的跨学科研究,构建花岗岩岩浆过程研究的新范式,深入认识大陆地壳的生长和演化机理.      

陆内穿地壳岩浆系统及其去气作用和环境效应SCIEI北大核心CSCD

岩浆作用是联系地球深部与表层碳储库的桥梁,是全球碳循环的重要一环。揭示岩浆作用与碳循环之间的关系对理解地球系统演化过程中的环境效应和气候变化有重要意义。本文综述了前人在岩浆系统研究的重要进展,介绍了陆内穿地壳岩浆系统,梳理了从幔源岩浆底侵和地壳熔融,到岩浆上升、累积、混合、分异直至喷出等物理化学过程,构建了地壳岩浆活动的统一框架。岩浆过程同时控制着挥发分行为,岩浆自身的去气作用将地球深部挥发分带到地表,而接触热变质作用可改造围岩并将其中的碳脱出。基于穿地壳岩浆系统,本文系统阐述了岩浆挥发分的来源、组成、行为,及其释放到大气中对气候与环境产生的潜在影响。尤其是针对中国华南地区分布的大量陆内中生代的侵入岩和火山岩,结合同期广泛分布的巨厚碳酸盐岩,介绍和展望了陆内岩浆系统和去气作用的联系及环境效应,提出该时期的岩浆活动及其与碳酸盐岩的反应很可能对局部乃至全球的气候造成了显著的影响,该领域有较大研究潜力。     

地壳中的岩浆储库

岩浆储库是地壳内岩浆储存和演化的主要场所，是地球内外部圈层能量和物质交换的桥梁。对岩浆储库的研究贯穿在整个岩浆岩的研究历史中，并逐渐形成了多种理论假说。本文介绍了岩浆、晶粥等基本概念，总结了地球物理、岩石学和地球化学、数值模拟三种常用的研究手段及其适用范围，重点探讨了大岩浆房模型、晶粥模型和多层岩浆系统模型的主要内容和重要进展，系统比较了不同模型的异同点。这些假说模型并非是非此即彼的，可能反映了岩浆储库在不同演化阶段的状态。最后，本文探讨了岩浆储库模型对岩浆过程、火山喷发和地壳生长等科学问题带来的新的认识和挑战。     

山东东部早白垩世青山期穿地壳岩浆系统与热隆滑脱成盆

穿地壳岩浆系统模型是近年新提出的一个全新的岩浆系统概念.聚焦山东东部早白垩世青山期穿地壳岩浆系统,在野外地质踏勘的基础上,结合火成岩年代学、断裂体系分布、大地构造学与地球化学的相关研究成果,系统探讨了不同性质火山岩浆的时空演化与分布特征.首先,在时间序列上,早白垩世青山期穿地壳岩浆系统,表现为酸性岩浆侵位-基性岩浆侵入-中性岩浆喷发的特征;其次,在不同的地壳深度,穿地壳岩浆系统有不同的表现,由深到浅,呈现岩基/岩株-岩脉岩墙-火山机构的变化;空间分布上,酸性岩体多位于古隆起区,火山机构沿深大断裂呈现串珠状分布.穿地壳岩浆系统的发育特征指示了青山期岩石圈的构造特征:岩体自身近E-W向展布,说明岩体侵入时的中上地壳的断裂体系主要为近E-W向,而岩体整体上沿着NE-SW向分布,说明了更深部断裂体系主要为NE-SW向,控制了整个区域构造的发育.早白垩世早期（莱阳期）区域发育的浅层构造断裂系统为早白垩世晚期（青山期）的穿地壳岩浆系统的发育提供了通道.早白垩世青山期穿地壳岩浆系统的发育伴随着区域热隆-伸展-滑脱作用,在此过程中山东东部青山期盆地格局形成.花岗岩抬升速率初步计算的结果表明山东东部地区早白垩世青山期的热隆速率略快于2.7~4.1 mm/a,强烈的"热隆-伸展-滑脱"作用是同期沉积盆地形成的主要动力学机制.      

岩浆储库的活化：以浙江西部马头石英二长岩为例

东南沿海地区发育大量早白垩世晚期到晚白垩世早期的碱性岩, 主要为石英正长岩和石英二长岩。然而, 这些岩石的成因一直都存在争议。为了明确这些岩石的成因, 本论文选择了浙江西部的马头岩体进行研究, 分析了其中石英二长岩全岩主微量元素组成和矿物相特征, 并结合锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素、锆石微量元素、磷灰石微量元素和斜长石电子探针等技术对其进行了详细研究。锆石U-Pb定年结果显示, 马头岩体形成于100±1Ma, 属于早白垩世晚期岩浆活动产物。野外观察发现, 马头岩体中发育大量的闪长质暗色包体。马头石英二长岩中的锆石ε_Hf(t)(-10.4~-0.4)变化极大, 表明其是由古老陆壳来源的酸性岩浆与地幔来源基性岩浆混合所形成。马头岩体中的锆石结构十分复杂, 在CL图像上普遍显示出黑色的核部、白色的幔部以及黑色的边部。最早期的黑色锆石核部具有相对高的Th、U、Hf含量, 变化较大的Eu/Eu^*(0.5~0)、Zr/Hf (40~70)和Th/U比值、Ti含量, 表明它们结晶自地壳中的演化程度较高的低温且结晶度较高的硅质岩浆储库。白色的幔部锆石具有低的Th、U、Hf含量, Eu/Eu^*比值相对较高(0.15~0.37), 表明由于基性岩浆的注入导致先存岩浆储库发生活化和熔融, 使得岩浆储库内温度升高且熔体比例增加, 而随着矿物进一步结晶, 晶体间隙之中的熔体演化程度升高, 其中结晶了最晚期的具有高U和Hf含量、低Eu/Eu^*和Zr/Hf的黑色锆石边部。斜长石电子探针数据表明, 随着斜长石斑晶的结晶, 岩浆储库经历了晶体-熔体分离过程, 导致活化后储库内的熔体从富钙向富钠演化, 最终结晶形成了细粒状的石英和钠长石。石英二长岩中的磷灰石具有较低的Sr含量(113×10^-6~417×10^-6), 较高的U、Y、轻稀土和较低的重稀土含量, 表明先存岩浆储库在经历活化之后, 也经历了斜长石、榍石和磷灰石等矿物的分离结晶。锆石记录了岩浆储库的活化和熔融过程, 而斜长石和磷灰石等矿物仅记录了岩浆储库活化后的晶体-熔体分离和熔体抽离过程。因此, 马头石英二长岩表明其代表岩浆储库活化后经历了熔体抽离的残余岩浆储库, 与之同时形成的高硅流纹岩(或高硅花岗岩)是从岩浆储库中抽离出的富硅熔体。最后, 我们研究表明岩浆储库在大部分时间内处于低温、低熔体比例的状态, 基性岩浆的注入使得先存岩浆储库经历了活化和熔融, 这是浅部地壳岩浆储库能再次经历晶体-熔体分离和火山喷发的关键因素。

     

地壳硅质岩浆演化的动力学机制SCIEI北大核心CSCD

硅质岩浆的成因及演化机制研究是认识大陆地壳成分结构演化机制的关键途径。地壳硅质岩浆储库的基本性质及其演化的动力学过程是制约硅质岩浆演化及其多样性的根本原因,也是受到广泛关注的前沿和热点问题。本文总结了硅质岩浆储库的基本性质及其演化机制研究的相关进展,重点探讨了岩浆体系演化的动力学机制,即其物质成分及温度压力条件的动态演化过程,亦即岩浆储库在补给驱动下的存留、活化、分异、喷发过程。经由累积生长的方式形于地壳浅部的硅质岩浆储库以晶粥为主要赋存形式,具有较低的温度压力范围和高硅高结晶度高粘度的特征。岩浆储库的基本性质导致其自身不具有持续演化的能力,只有在基性岩浆补给的驱动下才能长时间存留分异或快速活化喷发。基性岩浆的补给及其携带的热及流体/挥发份深刻地改变了岩浆储库的物质成分及物理条件,是导致硅质岩浆分异演化或喷发的根本原因。本文还结合研究进展探讨了东南沿海地区中生代火山-侵入岩的成因演化机制及相关问题。     

斜长石结构和成分对开放体系下岩浆演化的指示:以浙江拔茅白垩纪英安岩为例

矿物的结构和成分可用来反演岩浆演化过程.为探讨酸性岩浆房内岩浆演化过程,以浙江拔茅火山主体英安岩中的斜长石为例,对其开展了矿物学、地球化学研究.结果显示,斜长石普遍具有核-幔-边结构,暗示其在喷发前处于开放性岩浆房内,并经历了复杂的岩浆过程.对代表性斜长石的电子探针成分及背散射图像分析表明,斜长石核部、幔部及边部分别具...     

攀西裂谷南段鸡街碱性超基性岩矿物学与岩石化学

对攀西裂谷南段云南鸡街碱性超基性岩的岩相学、矿物化学和岩石化学进行了详细研究。单斜辉石和霞石是该岩体的主要造岩矿物,两者互为消长,在霞霓钠辉岩、霓霞岩和磷霞岩中以不同比例组合。辉石多见环带结构,辉石包裹橄榄石的包裹结构和反应边结构发育,共同指示岩浆的快速侵入结晶过程。橄榄石捕掳晶的Fo=75.43～77.42,明显高于同期结晶橄榄石的Fo值(72.02～72.95),可初步判定母岩浆经历了早期的橄榄石分异。通过对全岩主要化学成分及相关组合参数(M、CA、AR、SI、DI)的研究,判定母岩浆系钠质强碱性Si不饱和岩浆。在Harker图解上MgO与其他氧化物均呈良好的相关关系,指示岩浆演化过程中经历了橄榄石和单斜辉石控制的分离结晶作用。lgSI与主量氧化物成分间具有良好的相关关系,指示岩浆演化过程中很少或未受到大陆地壳混染作用。     

新疆巴楚爆破角砾岩筒矿物学特征及其对岩浆演化过程的约束

本文对新疆巴楚爆破角砾岩筒的矿物学进行了系统的研究.结果表明:爆破角砾岩主要由胶结物和超镁铁质包体构成,胶结物的主要造岩矿物有单斜辉石、橄榄石、角闪石和金云母,它们既有金伯利质岩浆本身结晶出来的矿物斑晶,也有与超镁铁质包体同源的捕掳晶.胶结物中晚期结晶的矿物比早期结晶的矿物更加富镁,矿物环带表现为反环带,指示岩浆在演化过程中发生了一定程度的岩浆混合作用.研究发现爆破角砾岩中超镁铁质包体与周围的层状岩体在矿物学上存在诸多不同,暗示包体可能不是来自于后者.对比发现,巴楚金伯利岩与中国东部华北地台含矿金伯利岩在克拉通固结年龄、岩石圈厚度、岩石出露位置及岩浆来源深度等方面均存在很大不同,这些对巴楚金伯利岩成矿构成了不利因素.     

赣-杭带早白垩世A型花岗岩成因: 浅部地壳岩浆储库活化的产物

A型花岗岩是一类特殊的花岗岩,其独特的矿物学和地球化学特征使其有别于与俯冲作用相关的钙碱性花岗岩。虽然前人的研究已经提出了多种A型花岗岩成因模型,但是它的成因仍然存在很大争议。本文总结了赣-杭带早白垩世火山-侵入杂岩、A型花岗岩及相关花岗岩类岩石的数据（年代学、地球化学、同位素）,试图通过建立火山岩与侵入岩之间的成因联系,从而限定这些A型花岗岩的成因。对于硅质火山-侵入杂岩（例如相山火山-侵入杂岩）,我们的研究表明硅质火山岩较硅质侵入岩具有更高的分异程度。硅质火山岩代表了从岩浆储库中抽离的高硅熔体,硅质侵入岩代表了岩浆储库中的残余堆晶。对于赣-杭带早白垩世A型花岗岩及相关岩石,本文根据岩石结构,将其划分为斑状-似斑状花岗岩和等粒花岗岩。岩相学及地球化学的数据表明,两类花岗岩均由来源于古老地壳物质与地幔来源基性岩浆混合所形成。而且二类花岗岩具有相似的形成时代、相似的矿物组成及类似的Sr-Nd-Hf同位素组成和连续的主微量元素变化趋势,这些特征表明它们的原始岩浆来自于同一岩浆储库,而它们岩石特征的差别是由岩浆储库内的晶体-熔体分异所主导。斑状-似斑状花岗岩以低SiO₂含量和Rb/Sr比值,高Sr、Ba含量和Eu/Eu^*值为特征,代表残余的岩浆储库;等粒花岗岩具有A型花岗岩特征,并且具有极高的SiO₂含量和Rb/Sr比值,极低的Sr、Ba含量以及Eu/Eu^*比值,表明它们是从岩浆储库中抽离至浅部地壳的高硅熔体。斑状-似斑状花岗岩中广泛发育暗色包体,而且等粒花岗岩中广泛发育晶洞构造,这些特征表明,幔源基性岩浆的注入和粒间熔体中挥发份的出溶作用导致先前存在的岩浆储库活化,使得高硅熔体抽离岩浆储库并向上迁移,到达地壳浅部后形成了具有A型花岗岩特征的等粒花岗岩,而残余堆晶在岩浆储库底部结晶形成了斑状-似斑状花岗岩。我们的研究表明,A型花岗岩可以通过浅部岩浆储库内晶体-熔体分离形成。

     

北京市地质灾害的危害及防治对策

本文概述了北京地质灾害发育具有灾种多、活动频繁、群发性强的特征，主要灾害种类有泥石流、滑坡、崩（滑）塌、矿山地面塌陷、地面沉陷、水土流失及采矿污染等。进行了地质灾害发育区及治理区的划分，并提出了灾害治理及防治的原则、规划与措施。     

利用异常元素水平分带序列评价矿床剥蚀程度——以兰家、八台岭、官马金矿为例

本文利用异常元素组合和综合垂向分带序列一致的同类型矿床具相同的异常元素水平分带，但矿体不同垂直截面上异常元素具有不同的水平分带的特征规律，来评价矿床的剥蚀程度     

鄂东南地区铜铁金等多金属矿床原生地球化学分带特征及分带模式的找矿意义

本文在前人研究的成果基础之上,初步总结和归纳了鄂东南地区铜铁金等多金属矿床原生地球化学分带特征,同时建立了本区主要矿床类型组合及地球化学分带综合模式,讨论了区内典型矿床单、多层矿体元素分带特征及轴向分带模式在进行深部盲矿预测中的实际意义;提出了矿床中特征指示元素的指示意义及寻找盲矿的标志。     

格里戈良分带指数法的改良

以烟筒砬子铜金矿区ZK001元素垂向分带序列的计算为例,对格里戈良分带指数法进行了两个方面的改良:在原始数据换算中,采用正规化法将原始数据变换为[0,1]区间的数值,避免了传统方法的人为因素,减少了计算量;在计算分带指数的变化梯度时采用原格氏法变化度的倒数,解决了原格氏法计算中可能出现的某一层位的分带指数为零则无法计算的问题。新旧两种格氏法计算结果相比,新方法更符合实际地质情况。     

中国38亿年古陆壳锆石的成因矿物学研究

本文从锆石晶体形态，环带及晶体从核部于边缘的成分演化等特点，论述了中国最老（３８亿年）两个锆石样品的岩浆成因属性，并发现它们的母岩在成因上存在差异，鞍山花岗靡棱岩是地幔或地幔来源为主的花岗质岩石，而冀东铬云母夕线石英岩中锆石的母岩则属壳源或壳幔混合型花风岩石，这些差别表明３８亿年华北石陆壳岩石类型具有多样性。     

Chromium and manganese zoning in pelitic garnet and kyanite: Spiral,overprint, and oscillatory (?) zoning patterns and the role of growth rate

X‐ray composition maps and quantitative analyses for Mn, Ca and Cr have been made for six pelitic and calc‐pelitic garnet crystals and Al, Fe and Cr analyses maps have been made for two kyanite crystals, from lower and mid/upper amphibolite facies rocks from the Grenville Province of western Labrador, using an electron microprobe analyser and a laser ablation ICP‐MS. Garnet with spiral (‘snowball’) internal fabrics (S_i) has spiral zoning in major elements, implying that growth was concentrated in discrete regions of the crystal at any one time (spiral zoning). Cr zoning is parallel to S_i in low amphibolite facies garnet with both straight and spiral internal fabrics, indicating that the garnet overprinted a fabric defined by Cr‐rich (mica±chlorite±epidote) and Cr‐poor (quartz±plagioclase) layers during growth (overprint zoning) and that Cr was effectively immobile. In contrast, in mid/upper amphibolite facies garnet porphyroblasts lacking S_i, Cr zoning is concentric, implying that Cr diffusion occurred. Cr zoning in kyanite porphyroblasts appears superficially similar to oscillatory zoning, with up to three or four annuli of Cr enrichment and/or depletion present in a single grain. However, the variable width, continuity, Cr concentration and local bifurcation of individual annuli suggest that an origin by overprint zoning may be more likely. The results of this study explain previously observed nonsystematic Cr zoning in garnet and irregular partitioning of Cr between coexisting metamorphic mineral pairs. In addition, this study points to the important role of crystal growth rate in determining the presence or absence of inclusions and the type of zoning exhibited by both major and trace elements. During fast growth, inclusions are preferentially incorporated into the growing porphyroblast and slow diffusing elements such as Cr are effectively immobile, whereas during slow growth, inclusions are not generally included in the porphyroblast and Cr zoning is concentric.     

陕西省凤县铅硐山大型铅锌矿床原生异常分带及分带指数

经对陕西省凤县铅硐山矿床原生异常的分带性及分带指数进行研究，认为铅硐山矿床原生异常具有明显的分带性，全向序列(从上到下)为：SHg—Zn—THg—Asn—Cd—(Cu—Ga、Ge)—Pb—Ag—As2、Au。分带指数具有明显变化规律，分带指数可用于深部及外围成矿预测。     

地质灾害风险评估在城市土地利用规划与管制中的应用

调查发现,困扰城市发展的地质环境问题, 70%以上为人类工程活动引起。城市地质灾害防治急需从\     

宝山铜钼多金属矿田矿化分带和蚀变组合特征

宝山多金属矿田的矿化产于下石炭统石磴子组灰岩中。以宝岭倒转背斜轴为核心,矿田中部是由矽卡岩型铜钼矿床红组成的铜钼矿带,向外是由多个铅锌银矿床组成的铅锌跟矿带。笔者通过铜钼矿石和东部铅锌银矿石的化学成分,矿物组合及黄铁矿、黝铜矿的标型特征,探讨了宝山多金属矿田的矿化及蚀变组合分分带,并以此作为同类型矿床的找矿标志。     

黔西北青山铅锌矿床主要控矿断裂构造岩-岩相分带模式

青山铅锌矿床是黔西北矿集区内威宁-水城成矿亚带的典型矿床之一,矿体产出严格受构造和岩性双重因素控制。含矿断裂带中构造岩既是构造变形作用的载体,也是相应变形环境的受体,其具有显著的分带特征。针对斜落走滑构造环境下弱蚀变构造岩与热液成矿成生联系研究的薄弱环节,基于构造岩-岩相学填图方法以及不同岩相带内节理、裂隙构造解析,系统采集不同构造岩-岩相带内定向构造岩样品,进行显微构造与地球化学分析,剖析不同岩相带内构造岩类型、物质组成、内部结构、构造及其分带特征,构建了该矿床构造岩-岩相分带模式,即从矿体向外,依次为：张裂岩相带→泥化相带（一、三中段及以上）→扭裂岩相带→压裂岩相带。扭裂岩相带内发育黄铁矿化、铅锌矿化、方解石化、弱白云石化,压裂岩相带内主要发育方解石化,矿化蚀变随着远离矿体呈现出从强变弱的变化规律,成矿环境也随着温度逐渐降低,呈现氧化→弱氧化-弱还原→还原的变化特征。同时,结合宏观和显微构造应力场分析,认为矿体外侧不同类型的构造岩是在统一构造应力场作用下,因不同位置的局部应力场变化而形成的不同类型的构造岩,发育在北西向断裂下盘的次级断裂不仅控制了矿体定位和形态产状,也控制了其外侧构造岩-岩相带。