汉诺坝玄武岩板块构造环境及岩浆成因机理的分析

一、概述汉诺坝玄武岩是我国晚第三纪中新世的标准地层之一,也是我国新生代裂隙式喷发的典型地区之一。呈岩被产出,构成蒙古高原的东南缘。玄武岩由拉斑玄武岩系列及碱性玄武岩系列岩石组成,常周期性互层喷出,组合为2—4个韵律。拉斑玄武岩系列的岩石较多,包括石英拉斑玄武岩及橄榄拉斑玄武岩;碱性玄武岩系列的岩石较少,常见碱性橄榄玄武岩及碧玄岩。碱性玄武岩系列中,以出现高压巨晶及深源包体为特征。高压巨晶以单斜辉石、歪长石为主,钛铁矿、石榴石等少见。深源包体以绿色(Ⅰ型)为主,黑色(Ⅱ型)少见。Ⅰ型中以二辉橄榄岩为最多,属     

汉诺坝玄武岩化学及其演化趋势

汉诺坝玄武岩于中新世喷出。除了碱性玄武岩以外,夏威夷岩广泛分布,还有苦橄玄武岩和马盖尔岩。有三个岩浆演化趋势:地壳岩浆房内橄榄石和单斜辉石斑晶组合的分离作用产生了从夏威夷岩到马盖尔岩的肯尼迪分异趋势;莫霍面附近的岩浆房内石榴石、普通辉石、歪长石和钛铁矿巨晶组合的分离作用导致了由原生夏威夷岩和碱性玄武岩经过进化的夏威夷岩和碱性玄武岩到拉斑玄武岩的跨式B型分异趋势;原生岩浆演化趋势。     

汉诺坝玄武岩稀土元素成分特征

汉诺坝玄武岩是由碱性玄武岩和拉斑玄武岩组成的一套共生的岩石组合。前者既有富钾的类型也有富钠的类型，后者几乎全为富钠的类型。两种玄武岩在球粒陨石标准化模式图上有明显富集轻稀土的特征，且均有正的Eu异常，但二者在(La/Yb)N比值和Eu／Eu^*都有明显区别。它们是地幔岩石不同程度部分熔融的产物。     

张家口汉诺坝玄武岩K-Ar年龄计时

汉诺坝玄武岩分布在蒙古高原东南边缘，面积约18000km^2.分为东西两区：东区玄武岩处于赤峰-康保深断裂东部，主要分布于赤峰、围场以北；西区玄武岩出露在建平-承德-赤城深断裂西段，分布于张家口-大同西北。(图1)。     

汉诺坝玄武岩的地球化学特征及成因模式

汉诺坝地区玄武岩具有以碧玄岩为先导,碱性玄武岩到拉斑玄武岩浆多韵次喷发的特点;从碱性玄武岩到拉斑玄武岩Ｍｇ＾＃逐渐增高,稀土元素丰度逐渐降低,轻稀土元素由较富集到较不富集。岩石化学,微量元素地球化学特征表明,从碧玄岩到拉斑玄岩浆的部分熔融程度逐渐增高的产物,未发生明显的分离的分结晶作用。     

河北省汉诺坝玄武岩歪长石结构研究

汉诺坝碱性玄武岩富含歪长石巨晶体。迄今为止,尚未有关于该类歪长石结构研究方面的报导。本文以汉诺坝三个工作区不同产状碱性玄武岩中歪长石巨晶体为研尧对象,以X光单晶照相为主,辅以X光粉末法、光学显微镜、透射电镜等方法,着重研究它们的结构特     

山西新生代汉诺坝玄武岩成因探讨

根据区域地质调查资料,对山西新生代汉诺坝玄武岩的4个火山洼地、7条剖面进行研究。各个火山旋回底部先出现拉斑玄武岩,向上变为碱性玄武岩,岩石均富集大离子亲石元素和轻稀土元素。由东向西,火山喷发时间由早到晚,岩浆活动由弱到强,拉斑玄武岩减少,碱性玄武岩增多,亚碱性玄武岩的稀土元素和微量元素丰度降低,碱性玄武岩的稀土元素和微量元素丰度升高。在原始地幔标准化微量元素蛛网图上,亚碱性玄武岩具Nb、Ta负异常(槽)或呈双峰式,为岛弧玄武岩; 碱性玄武岩呈“隆起”状,类似于洋岛玄武岩(OIB)。山西汉诺坝玄武岩是板块俯冲与地幔柱联合作用的结果,以地幔柱成因为主,板块俯冲成因为辅。亚碱性玄武岩向碱性玄武岩转变,可能代表玄武岩以板块俯冲成因为主转为以地幔柱成因为主; 碱性玄武岩由钾质向钠质变化、亚碱性玄武岩向富铁镁演化,可能分别代表地幔柱向浅、板块俯冲向深的演化过程。     

汉诺坝玄武岩的地质学与岩石化学特征

本文是作者多年科研成果的总结,着重阐述汉诺坝玄武岩的地质学与岩石学特征。指出汉诺坝玄武岩为晚第三系裂隙式喷发的产物。主要为拉斑玄武岩系列的岩石。玄武岩走向受近E—W向深断裂控制,溢流占绝对优势,而爆发相罕见。碱性和拉斑玄武岩系列的岩石在剖面上周期性出现,组成2—4个韵律,每个韵律自下而上碱度变小,酸度及矿物粒度增大。从下部韵律往上部韵律一般SI、CaO值降低,而SiO_2(F_eO)、AIK值变大。     

汉诺坝玄武岩及大同火山群的岩石学和同位素地球化学

利用主元素、造岩矿物、REE及Sr、Nd、Pb同位素资料,对汉诺坝玄武岩和大同火山群的岩石学、地球化学、地幔源区特征、岩浆的分异和演化、玄武岩岩浆活动的构造条件进行了讨论。     

吉林伊通新生代玄武岩的岩浆起源

沿伊通断裂带分布的新生代碱性玄武岩具幔源原生岩浆特点,与其所含的上地幔二辉橄榄岩之间有成分上的互补关系,后者是熔出玄武岩浆后的难熔残余,其熔融程度为7.2—9.8％。据此,利用玄武岩浆与包体矿物平衡反应关系,借助于热力学计算,估算了本区玄武岩浆的起源条件:T=1370—1405℃、P=1.88—2.08GPa。这大致相当于65—70km左右深度,说明岩浆起源于含角闪石的尖晶石二辉橄榄岩层。     

河北汉诺坝玄武岩中幔源捕虏体中的水

本文对河北汉诺坝玄武岩内的幔源捕虏体矿物进行了系统地红外光谱学研究。结果表明,来自该地区约75km以上的地幔捕虏体普遍含有微量水(0.45×10~(-2)％～11.6×10~(-2)％,以H_2O计算,下同),以OH~-形式主要赋存在辉石(及橄榄石?)中,而不是在角闪石或金云母中。捕虏体中的水可能首先进入橄榄石、石榴石及辉石晶格,角闪石或金云母晶出在后。虽然角闪石及金云母晶格中含有比辉石高百倍的水,但它们所含的水可能是局部水的富集,与相对规模较小的岩浆事件或交代作用有关。早期研究估计的75km以上原始地幔岩中含0.1％水的数据可能偏高。汉诺坝玄武岩捕虏体含水量(多数1.11×10~(-2)％～3.01×10~(-2)％)比大洋中脊玄武岩和南非金伯利岩中捕虏体含水量(多数低于1.00×10~(-2)％)略高。反映了水在上地幔中时间、空间分布的不均匀性。幔源无水硅酸盐矿物中含有微量水这一事实,为了解上地幔中水的分布,水在地幔中的动力学、地球化学过程所起的作用提供了重要基础数据。     

河北汉诺坝碱性玄武岩的源区和成因

我国华北北部新近纪喷发的汉诺坝玄武岩,岩层出露比较完整,普遍含有超镁铁岩包体和各种高压巨晶。大麻坪代黄沟剖面出露较好,主要岩性为玄武岩,从上到下可分为上三、二、一层和底层。岩相学观察显示这些玄武岩含有1%~5%的捕虏晶且斑晶数量很少。橄榄岩包体为尖晶石二辉橄榄岩,轻稀土略微亏损,轻重稀土无分馏,显示这是只经过少量部分熔融后的原始地幔包体。通过对代黄沟碱性玄武岩中橄榄石、辉石和斜长石等斑晶或捕虏晶的矿物学分析,得出它们的成分变化是玄武岩混合了分解的地幔橄榄岩快速上升造成的。玄武岩的主量元素与二辉橄榄岩相平衡的原生熔体相比,Mg#(52.0~62.7)以及CaO(7.3%~8.5%)、Ni((82~192)×10-6)和Cr((65~192)×10-6)含量都较低。玄武岩的稀土分配模式为轻稀土富集的右倾型,δEu=1.01~1.05,δCe=0.95~1.02,富集高场强元素Nb、Ta、Zr及大离子亲石元素Ba、Sr。玄武岩痕量元素Ba/Rb和Rb/Sr的比值显示源区可能遭受过流体的交代作用。同时,痕量元素显示这一系列玄武岩主要受到部分熔融的控制,大量的结晶分异并未发生,且源区残留石榴子石。分析认为玄武岩岩浆应该是原生岩浆,而不是演化岩浆,影响整个岩浆的形成的过程可能是部分熔融而不是分离结晶。基于目前已发表的实验岩石学结果和理论分析认为汉诺坝玄武岩与辉石岩类相平衡,源区主要矿物相为单斜辉石和石榴子石,可能存在少量的橄榄石。     

河北省汉诺坝玄武岩斜长石巨晶体的发现及晶体结构测定

汉诺坝玄武岩位于河北省张北县、尚义县东部,崇礼县西缘及万全县北缘。构造位置上处于燕山断隆的南缘、张家口—平泉—北票深断裂与张家口—天津隐伏断裂的交汇部位。汉诺坝玄武岩以裂隙式溢流性的熔岩相为主,亦有火山喷发型的火山锥、火山口等岩相。岩性属碱性玄武岩和拉斑玄武岩,时代为第三纪。     

汉诺坝玄武岩包体中的微晶-玻璃及其意义

本文研究了深源包体中的微晶-玻璃,从而发现,无论是含或不含石榴石的包体中,玻璃的化学成分都相当于石榴石。这种玻璃由微小的尖晶石、斜方辉石和斜长石组成,其形成压力均低于包体的形成压力。因此它的熔融是由于上地幔的减压作用(>10×10~5kPa)使体系的不变点移向石榴石所致,然后在带至地表途中冻结而成。研究结果还发现,减压至较低压力(10-25×10~5kPa)下熔体的首晶相是尖晶石。因此良好的分异作用将产生拉斑玄武岩浆,而分异不完全或减压至低于10×10~5kPa时,则只能产生高铝玄武岩浆。     

汉诺坝玄武岩中熔体-捕虏体相互作用初步研究

汉诺坝新生代玄武岩捕获的地幔橄榄岩及其解体矿物橄榄石、单斜辉石、斜方辉石捕虏晶,普遍发育反应边结构,提供了玄武岩浆在上升穿越岩石圈地幔过程中橄榄岩-熔体相互作用的重要信息。橄榄石和单斜辉石捕虏晶反应边的成分变化一致,由核部富镁向边部富铁变化,趋同于玄武岩中相应斑晶的成分。斜方辉石捕虏晶反应边一般由橄榄石+单斜辉石+玻璃构成,多为双层结构,反应边矿物橄榄石、单斜辉石较相应的地幔矿物富铁,其富硅、碱的中酸性玻璃成分,为中国东部地幔矿物包裹体中存在的富硅、碱熔体的来源提供了重要信息。同时发现橄榄岩捕虏体中尖晶石颜色、成分的变化与温度的关系。地幔矿物捕虏晶反应边结构(非平衡结构)得以保存,暗示了玄武岩浆的快速上升。而大规模的熔体-捕虏体相互作用,改变着岩石圈地幔的性质。     

汉诺坝玄武岩及幔源包体对大陆地幔不均一性的指示

了解大陆地幔的不均一性对于理解地壳成分再循环、壳-幔相互作用等过程至关重要。本文通过对华北克拉通北缘汉诺坝地区来自不同地幔深度幔源岩石（玄武岩及橄榄岩和辉石岩包体）的研究进行综述,探讨了地幔在垂向上成分的不均一性特征。汉诺坝玄武岩的研究揭示了汉诺坝地区软流圈顶部存在再循环的碳酸盐化榴辉岩以及岩石圈底部具有富集的古老洋壳和沉积物成分。另外,玄武岩携带的橄榄岩和多类型辉石岩包体记录了不同来源（蚀变洋壳、沉积碳酸盐岩、碎屑沉积物、拆沉下地壳、软流圈）且不同成分（硅酸盐、碳酸盐）的熔/流体活动。富集地壳来源的熔/流体加入明显影响了汉诺坝地区陆下地幔成分的均质性,使得陆下地幔在微米至千米尺度存在明显的成分不均一特征。汉诺坝地区陆下地幔不均一性的认识为了解地壳物质再循环提供了绝佳的窗口。

     

论右玉县小南山汉诺坝组玄武岩地质特征

本文对右玉县小南山汉诺坝组玄武岩进行了地层、岩石学、岩浆喷发及岩石化学、岩石地球化学方面的研究和总结,采用了目前较为前缘的地学理论,从岩石地球化学特征方面入手,结合区域地质特征,探讨了研究区玄武岩成因及构造背景。