岩浆作用与地球动力学刍议

岩浆活动是地球动力学事件的一个重要方面，本文从这点出发，讨论了中国东南沿 新代时期地球动力学环境的演变对岩浆活动的制约作用。     

秦岭造山带古生代岩浆作用及地球动力学意义

秦岭造山带记录了华南华北板块聚合的完整过程.古生代岩浆岩记录了造山过程中的壳幔相互作用和造山带演化的动力学过程.古生代的中基性岩浆岩揭示了俯冲隧道内变质脱水交代岩石圈地幔过程,其中富水基性杂岩为富钾基性岩,地球化学特征显示其地幔源区经历了洋壳沉积物的交代;看丰沟岩体为高镁闪长岩,地球化学特征显示其来自经历俯冲流体交代的地幔源区.通过对古生代岩浆岩的研究发现,其具有明显的时空分布规律,它们对应于原特提斯洋俯冲、后撤、前进和回转等过程.所以壳幔相互作用发生在原特提斯洋俯冲过程中.      

太行山和华北其它地区中生代岩浆作用的锆石U-Pb年代学和地球化学特征及其岩浆成因和地球动力学意义

华北克拉通东部中生代岩浆岩的主要特征是岩石类型复杂(从辉长质到二长花岗质),显示高钾钙碱性、高Sr—Ba、高Sr／Y和La／Yb比值和高度富集的Sr-Nd同位素成分。锆石SHRIMP定年表明,太行山地区岩浆作用发生在138—127Ma之间。该年代结果与东亚其它地区已经发表的锆石年代数据揭示了中生代岩浆作用的发展具有从日本岛(和朝鲜半岛;210Ma),到胶辽半岛(180Ma),再到大别山-太行山(138Ma)的年轻化趋势。这暗示华北中生代岩浆作用可能与古太平洋板块的俯冲有关。但华北中生代岩浆岩似乎没有明显的向内陆方向的成分变化极性,可能与古太平洋板块在地幔过渡带的水平俯冲有关。地球化学数据表明,华北中生代岩浆岩可能主要形成于壳幔岩浆混合作用和随后的分离结晶过程．而不是形成于基性下地壳部分熔融作用。     

太行山中生代岩浆作用过程中的壳幔岩浆混合作用:岩石学和地球化学证据

太行山中生代岩浆岩的主体———石英二长岩中常见闪长质包体。无论包体还是寄主岩石中均可见斜长石具有成分和结构的不平衡现象,即斜长石具有富钙的核(An=57~65)和富钠的幔部(An=20~35),而且两者变化截然。这是壳幔岩浆发生混合作用的记录:核部代表基性岩浆中早期结晶的斜长石(或代表花岗岩中斜长石由于高温基性岩浆的注入而发生部分熔融形成的残留核?),而幔部代表从混浆中结晶的斜长石。与此类似,角闪石也发育成分环带,其核部为相对富Al和Ti的黄褐色的韭闪石,而边部为贫Al和Ti的绿色调的浅闪石。韭闪石形成于较高的温度,浅闪石形成于较低的温度,也反映了壳幔岩浆混合的过程。壳幔岩浆混合模式同样得到地球化学数据的支持,太行山中生代岩浆岩的高K2O和MgO、高分异稀土模式(和Eu异常不明显)、高Sr-Ba和富集的Sr-Nd同位素特征等均与来自富集地幔的基性岩浆的混合有关。     

普朗斑岩铜矿岩浆混合作用：岩石学及元素地球化学证据

普朗斑岩铜矿花岗闪长斑岩中存在大量的随机分布的镁铁质微粒包体,包体与寄主岩存在渐变接触关系。包体成分为闪长质,具有岩浆结构,存在针状磷灰石,显示了快速冷却结晶的特征。包体内可见具有暗色矿物镶边的眼球状石英,表明存在岩浆混合作用。寄主岩岩体规模较小,呈岩枝状产出,包体和寄主岩均为似斑状结构,说明两种岩浆侵位和发生岩浆混合作用的深度较浅。元素地球化学特征显示包体与寄主岩的之间有成分交换。包体和寄主岩强不相容元素均富集,高场强元素Nb、Ta、Ti均表现出显著的负异常,具有典型的岛弧岩浆岩的微量元素特征,包体和寄主岩Mg＃较高,在同等Si条件下比玄武岩部分熔融体富K2O和MgO,意味着源区必须有幔源岩浆的贡献。普朗斑岩铜矿蚀变矿化模式反映了其成矿环境偏基性,暗示镁铁质岩浆的加入对成矿具有贡献。     

塔里木盆地早-中二叠世岩浆作用过程及地球动力学意义

通过对塔里木盆地早-中二叠世基性岩类的做量元素、稀土元素和沉积特征的分析．提出了盆地早-中二叠世基性岩类的物质来源和岩浆作用的深部地质过程认勾基性岩浆来自于均一的富集地幔．并经历了较强的分异作用。深部岩浆向地表上升迁移过程中,导致了上部岩石圈的快速隆升．并造成塔里木盆地的区域性抬升和海水向西退出．并进入陆相碎屑岩沉积阶段。当隆升的作用力超过了岩石圈的扰曲强度时,岩石圈发生破裂,导致了塔里木盆地大规模的岩浆作用塔里木盆地早-中二叠世的岩浆作用与古特提斯洋的演化密切相关,并与吐哈盆地、红柳河地区、北山地区、扬子板块西缘地区的二叠纪岩浆作用共同构成了古特提斯北缘一次强烈岩浆作用事件。     

湘东北金井地区花岗岩成因及地球动力学暗示：岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素制约

出露于湘东北地区的燕山期花岗质岩岩体,呈岩基或岩株状广泛侵位于中元古界冷家溪群浅变质碎屑沉积岩中, 部分岩体为白垩纪红层覆盖。文章详细研究了金井岩体的岩石学、地球化学及Sr-Nd同位素特征,并与其围岩冷家溪群进行了对比。该岩体具有较高的SiO2(71．44-74．31wt．％)、K2O(3．86-4．98wt．％)和Na2O(3．24-3．84wt．％),以及较低的 FeO Fe2O3 MgO TiO2(均小于3％),结合高含量的Al2O3(13．25-14．89wt．％)及高ASI值(普遍大于1．1),为典型的强过铝质(SP)高钾钙碱性花岗岩。金井花岗岩富硅、碱和高Sr、Ba丰度、高LILE／HSFE和LREE／HREE比值,低镁铁质及REE 含量,表明金井岩体为高度分异的花岗岩,其源区的残留物中黑云母含量高。REE配分图和原始地幔多元素标准化图谱上 Rb、Th、U、K和LREE相对富集,而Ba、Sr和高强场元素(Nb、Ta、P和Ti)相对亏损,Eu可变的负异常(δEu:0．53-0．78),表明存在角闪石、黑云母、堇青石、磷灰石和钛铁矿等分异演化的影响,类似于同碰撞型花岗岩地球化学特征。高Rb／Sr(3-6)、低 Sr／Ba(0．2-0．7)、高P2O5含量(0．09-0．15wt．％)、低Al2O3／TiO2比值(40-700．4和<0．2两组)以及Nd同位素的不同(高Nd和低Nd两组),类似于围岩冷家溪群砂质和泥质沉积岩特征,以及高Sr[(87Sr／86Sr)i=0．72204-0．72540]、低Nd[εNd(145 Ma)=-10--12]等均表明花岗质岩浆主要起源于中元古代冷家溪群变质砂岩(高Ca)和变质泥岩(低Ca)的部分熔融或中下地壳物质的熔融,但有少量地幔物质的加入。结合印支期以来华南及湘东北地区地球动力学演化史,作者认为金井燕山期花岗岩形成于陆内碰撞造山晚期,是160-140Ma 陆内俯冲(A型俯冲)碰撞造山作用增温减压体制达到鼎盛阶段的产物,标志湘东北地区由此全面转入陆内伸展阶段。     

岩墙群的岩石学、地球化学和几何学特征及其大地构造意义

对近几十年来岩墙群在构造环境、侵位模式、形成机制、岩相学、地球化学、同位素地质年代学、几何学和比较行星学等方面的研究成果进行了总结,为岩墙群的深入研究提供重要信息。岩墙群主要与伸展构造环境有关,是岩浆侵位事件(如地幔柱)造成上覆地壳形成裂隙系统,岩浆随后灌入而形成的。岩墙群的侵位模式主要有垂向和侧向两种,也可能是两种模式共同作用的结果。岩墙群的岩性多样,但主要是超基性-基性岩,说明其与深部岩浆作用密切相关。对岩墙群的地球化学研究可揭示岩浆事件的构造环境、岩浆演化过程以及源区特征。放射性岩墙群的几何学特征有重要的指示意义,其收敛中心被认为是地幔柱的中心位置。岩墙群是古陆重建十分重要的"契合点",对古陆重建研究十分有帮助。类地行星(金星)巨型放射状系统很可能是岩墙群系统,暗示了地球上也存在过这种完整的巨型放射状岩墙群系统。岩墙群对于古陆重建、地幔柱中心的指示、地幔源区示踪、火山机构以及区域岩浆演化的研究都有十分重要的意义,并将对地球科学的发展产生重要影响。     

稀土元素在岩浆和水热系统的实验岩石学和地球化学研究进展

稀土元素对绿色科技的发展具有至关重要的作用,随着世界范围内新兴技术的发展进程对稀土的需求日益提高,稀土矿床成矿机理的研究已经成为目前国际地学的研究热点。稀土元素分配行为的高温高压实验能够为研究稀土在岩浆和水热系统中的迁移、分异和沉淀机制提供有效制约,为了解稀土元素地球化学行为和稀土成矿作用提供重要的理论基础。本文总结了近年来关于稀土元素在岩浆-热液体系中分配行为的高温高压实验研究进展,其中包括部分熔融作用稀土的分配行为,液态不混熔过程中稀土在共轭熔体相之间的分配系数,分离结晶作用过程中稀土在结晶矿物相与残余熔体相之间的分配系数,岩浆演化后期稀土在熔体和分异流体相之间的分配行为,以及稀土在热液流体中的迁移、分异和沉淀机制的相关研究。基于目前的实验研究结果,本文提出了稀土实验地球化学研究中依旧存在的一些问题：部分熔融作用对于成矿物质组成的影响,碳酸盐熔体和硅酸盐熔体液态不混熔对于碳酸岩稀土成矿作用的影响,岩浆晚期演化的热液流体对于稀土成矿作用的影响,稀土元素在液态不混熔、分离结晶和热液交代过程中的分异和富集机制等,并对未来需要继续完善和拓展的方向提出了展望。

     

阿尔金西段榴辉岩岩石学、地球化学和同位素年代学研究及其构造意义

阿尔金西段的榴辉岩呈透镜状产于角闪岩相为特征的长英质片麻岩和泥质片麻岩中,岩相学研究和反应结构显示它经历了峰期的榴辉岩相、减压过程中的高压麻粒岩相和角闪岩相变质作用。峰期榴辉岩相的变质条件为t=710～850℃,p>1.5GPa。在退变质早期,通过绿辉石分解成相对贫钠的单斜辉石及斜长石后成合晶,榴辉岩转变成高压麻粒岩,局部的平衡组合显示其t=700～800℃,p=1.1～1.4GPa。晚期的退变质作用使麻粒岩组合转变成由韭闪石、韭闪石质普通角闪石和斜长石所组成的角闪岩相平衡共生组合,其平衡变质条件为t=620～740℃,p=0.65～0.95GPa。榴辉岩的微量及稀土元素分析显示其原岩主要具有“T”型大洋玄武岩特征,少量具有堆晶岩性质。保存较好榴辉岩的全岩及Sm-Nd矿物等时线测定获得500±10Ma的年龄;其变质锆石的U-Pb年龄为503.9±5.3Ma,两者基本一致的年龄数据反映了榴辉岩的峰期变质时代,从而表明了阿尔金西段加里东期与深俯冲和陆-陆碰撞作用有关的山根的存在。通过与柴达木北缘存在的类似的榴辉岩的对比,估算出阿尔金断裂的左行位移为400km。     

冈底斯晚第三纪斑岩的岩石学、地球化学及其地球动力学意义

西藏高原冈底斯中新世(21～12Ma)侵位于冈底斯花岗岩岩基内。斑岩呈东西向断续带状展布(350km),南北向串珠排布(宽约50km),明显受NS裂谷和正断层控制。斑岩的主要岩石类型为花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩、石英二长斑岩。斑岩高SiO2、Al2O3、K2O和低Y和HREE(Yb)含量;富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(ULE),尤其富集Sr和K;缺乏Eu异常和／或具弱正异常;普遍具有较高的Sr／Y、(La／Yb)。比值及较低的Y／Yh比值。斑岩显示出明显的adakite地球化学特征,明显不同于冈底斯花岗岩基。对冈底斯岩带的构造-岩浆-热事件序列的综合分析揭示,斑岩是滞留在地幔的洋壳残片在花岗岩基大幅快速隆升后部分熔融的产物,熔融残余相为石榴石 角闪石 单斜辉石 含钛矿物组合,熔体在上升过程中与上覆交代地幔楔发生作用,使岩浆的K含量和Mg^#明显增高。高密度的熔融残留体榴辉岩或角闪榴辉岩沉入下伏地幔或软流圈,这可能导致了冈底斯岩带在20～14Ma期间的隆升。冈底斯中新世斑岩的时空分布厘定了西藏高原冈底斯带EW向伸展的初始时间大约在20Ma左右。高永丰等：冈底斯晚第三纪斑岩的岩石学、地球化学及其地球动力学意义     

新疆萨吾尔地区晚古生代岩浆作用的时限、地球化学特征及地球动力学背景

西准噶尔萨吾尔地区地处新疆阿勒泰地区吉木乃县及塔城地区和丰县。区内广泛发育晚古生代后碰撞岩浆岩，其中侵入岩年龄在328．2～290．7Ma之间，时代上属于晚石炭世至早二叠世，哈尔加乌组、卡拉岗组火山岩年龄在296．7～280Ma之间，为早二叠世火山活动产物。区内侵入岩由早到晚（森塔斯岩体、沃肯萨拉岩体→塔斯特岩体→喀尔交岩体→阔依塔斯岩体、恰其海岩体）具有明显的地球化学演化特征。哈尔加乌组火山岩具有弱双峰式特征，卡拉岗组火山岩具有典型的双峰式特征，均形成于拉张的构造背景。基于萨吾尔地区晚古生代岩浆岩的时间框架、地球化学演化特征及其形成的地球动力学背景，我们认为晚石炭世至早二叠世，萨吾尔地区处于后碰撞构造背景，并逐渐由挤压-拉张过渡阶段演化到拉张阶段。     

华南陆块东部晚中生代岩浆作用的深部动力学过程

本文总结和回顾了过去几年来本研究团队在华南陆块东部(主要是东南沿海地区)开展的火成岩岩石地球化学研究进展,并重点探讨了晚中生代(白垩纪)岩浆作用的深部动力学过程,取得了以下主要认识:(1)华南晚中生代镁铁质岩浆作用记录了古太平洋板块从俯冲到后撤-撕裂的深部动力学过程,其地幔源区的富集组分从进俯冲时期的板片上覆沉积物逐渐过渡到后撤-撕裂阶段的下部镁铁质洋壳;(2)长英质火山岩的地壳源区从俯冲阶段的低温(700～810℃)含水下地壳转变为后撤-撕裂阶段的高温(790～860℃)贫水陆壳;(3)东南沿海地区晚中生代经历了强烈的弧地壳增生和置换作用,形成了具有“等同位素效应”的双峰式侵入杂岩体。我们提出的板片俯冲-后撤-撕裂模式同样适用于解释华南陆块东部早中生代构造-岩浆演化的深部的动力学机制。     

漳州花岗岩岩石学及构造—岩浆动力学机理

<正>漳州花岗岩基是福建省燕山晚期白垩纪火山侵入杂岩带南段的复式岩体。它地处中国东南大陆边缘,滨临台湾海峡,位于浙闽构造—岩浆活动带上NE与EW向断裂交汇处。它以规模大(900km~2),期次多(两期,七次),成分复杂(基、中、酸性,I与A型花岗岩共生)为特征。     

西藏东部和南部变质岩中的白云母及其岩石学意义

变质岩研究工作中一个重要课题是如何确定它的P-T条件,而关键的问题是搞清楚不同变质带的压力类型(或相系)。许多研究工作指出,变质岩中自云母-绿鳞石固溶体成分以及白云母晶胞参数中的b_0和c_0均随环境条件的影响而改变,可以用来作为变质作用温度或压力的指示剂。     

扩散方程的岩浆动力学意义

岩浆系统的扩散作用,是岩浆动力学的重要研究内容之一。本文在分析了硅酸盐系统扩散速率的影响因素基础上,讨论了扩散第二方程的6个解的应用:包括两岩浆体之间或岩浆和围岩之间组分扩散引起的成分变异和平衡时间;晶体及捕虏体对岩浆成分的影响;矿物在岩浆中的熔解时间;源区熔融残晶与部分熔融体之间的平衡时间;斑晶与熔体间的平衡时间,扩散控制的橄榄石环带的成因以及橄榄石捕虏晶在玄武质岩浆中的停留时间等问题。     

秦岭环斑结构花岗岩中暗色包体的岩浆混合成因及岩石学意义——元素和Nd、Sr同位素地球化学证据

秦岭环斑结构花岗岩中的暗色包体主要为闪长质岩浆包体,SiO2(50％-62％)低,K2O Na2O(7．01％-9．4％) 高,里特曼指数(δ)为5-9,F、过渡性元素和稀土元素富集。包体和寄主岩石的主要氧化物之间具有良好的线性关系、稀土配分曲线和微量元素配分曲线相似,以及活动性组分、高场强元素、轻稀土和同位素特征等显示,寄主岩石和包体之间发生过明显的成分交换,这些成分在二者中大体上趋于平衡。这种特征表明,环斑结构花岗岩岩浆的形成至少与两种岩浆的混合有关。包体的(87Sr／86Sr)i较低(0．70514-0．70624)、εNd(t)值较高(-0．95--3．3)和富过渡性元素的特征揭示,形成包体的原始岩浆为起源于幔源的玄武质岩浆。包体和寄主岩石的关系显示岩浆的混合方式为基性岩浆注入到已经开始结晶的酸性岩浆。这些研究为环斑结构花岗岩是起源于地壳的酸性岩浆和起源于地幔的基性岩浆形成的混合岩浆结晶的产物提供了新证据;同时,也为环斑结构的混合成因研究提供了新思路和途径。     

滇西马厂箐复式岩体岩浆混合作用:岩石学与地球化学证据

滇西马厂箐铜矿区含矿斑岩体中的暗色包体与其寄主富碱花岗斑岩具有相似的地球化学的特征。寄主花岗斑岩Si O2含量为65.10%~70.60%,Al2O3为14.65%~17.55%,Mg O为0.80%~1.70%,Ca O为0.43%~1.92%,Na2O+K2O为8.25%~12.23%。受混染包体Si O2为62.50%~77.30%,Al2O3为10.00%~15.70%,Mg O为0.75%~3.82%,Ca O为0.86%~2.15%,Na2O+K2O为7.68%~10.22%。二者稀土配分曲线都是典型的右倾型配分模式,轻重稀土分馏明显,富集轻稀土、亏损重稀土。寄主岩具有高Sr(392.00×10-6~919.00×10-6)、低Y(10.10×10-6~17.10×10-6)、低Yb(1.00×10-6~1.40×10-6),高Sr/Y(33.24×10-6~104.43×10-6)、高(La/Yb)N(36.08×10-6~89.09×10-6)特点;暗色包体也具有高Sr(314.00×10-6~652.00×10-6),低Y(7.20×10-6~15.10×10-6)、低Yb(0.60×10-6~1.50×10-6)特征。通过对混染MME地球化学特征分析,结合前人对未混染或弱混染包体的研究资料,提出马厂箐复式岩体和其中的MME可能与该地区地幔玄武岩的底侵作用有关,而这种玄武岩底侵导致的不同岩浆混合作用可能是马厂箐铜矿的部分成矿条件。     

大陆伸展盆地的形成与岩浆作用的地球动力学关系

大陆岩石圈伸展最终形成沉积盆地,而它的岩浆活动响应却很大不同,以岩石圈和软流圈无水部分分熔融为基础的数值模型表明,于伸展山之下上涌的上地幔的温度对喷发岩浆的化学性质和体积起到了根本控制作用,强火山性断陷活动一般只在软流圈势温度比正常情况高１００～３００℃时才有可能发生,并伴随地幔柱活动,这些模型还可以预测大陆岩石圈伸展量β与所生成的岩浆体积之间的紧密关系,更为复杂的模型还考虑了富挥发分幔源的部分熔     

华南东部中生代岩浆作用的动力学背景及其与铀成矿关系

中国东南大陆在中生代岩浆作用十分强烈 ,形成了大批稀有和有色金属矿床。发生在早中生代 (T)的印支运动和晚中生代 (J K)的燕山运动是发动该区岩浆作用和成矿作用的动力条件。印支运动在区域挤压框架下导致华南大陆发生板内伸展作用 ,形成印支期花岗岩。燕山运动是相对于印支运动的后造山地质事件 ,以岩石圈发生强烈裂解为特征 ,诱发了大规模岩浆活动 ,并形成了丰富的矿产资源。受燕山期构造 岩浆热事件叠加的印支期花岗岩与铀成矿关系密切 ,可能是铀源体。因此 ,在华南的铀矿找矿工作应加强对印支期花岗岩分布格局和成矿因素的研究