白垩纪时期赣杭构造带的伸展作用

前人研究认为赣杭构造带在晚中生代有两个阶段拉张活动:第一阶段发生于晚侏罗世,造成中酸性-基性火山岩喷发;第二阶段发生于早白垩世晚期,形成断陷红盆带,伴随基性玄武岩喷溢。以白垩纪基性火山岩地球化学和同位素数据为依据,认为两个阶段玄武岩浆喷发均发生于白垩纪时期,但对早期构造-岩浆活动的认识与之不同,且赣江断裂带对这期活动有限制和转换作用。早期((143±1.1)~(139±0.7)Ma)在赣杭带西端没有酸性岩出露,赣江断裂带附近的玄武岩浆来自亏损地幔,没有地壳物质混染,属于碱性玄武岩系列,属于板内拉张作用的产物。晚期(105~98 Ma)的玄武岩浆来自于富集地幔,有俯冲陆壳成分的不均匀混染,岩石属于拉斑玄武岩和碱性橄榄玄武岩系列,玄武岩浆喷发伴随着强烈的区域伸展作用,形成一系列红层盆地。     

江西吉泰盆地碱性玄武岩的地球化学特征及其构造意义

吉泰盆地位于赣中地区, 目前尚无在该盆地中发现玄武岩的报道。新发现的玄武岩产于吉泰盆地南部泰和附近的南溪镇。玄武岩露头新鲜, 蚀变微弱, 属碱性玄武岩, 形成于板内快速拉张环境; 锆石U Pb年龄为 ( 139±0 7 ) ~(143±1 1)Ma, 表明岩石形成于早白垩世早期。玄武岩无明显的Nb、Ta负异常, Rb Sr、Sm Nd同位素组成分析结果显示[N(87Sr) /N(86Sr) ]i=0 704 1~0 704 8, εNd(t) = +3 78~+4 38, 反映玄武岩浆起源于亏损地幔, 未经地壳物质混染。结合吉泰盆地边部存在中侏罗世 (168Ma) 玄武岩的事实, 表明赣中地区在早白垩世已经处于拉张背景, 吉泰盆地的碱性玄武岩可能是在板内岩石圈伸展减薄作用下, 由北东向的赣江断裂带拉张形成的。     

雷琼地区晚新生代玄武岩地球化学：EM2成分来源及大陆岩石圈地幔的贡献

对雷琼地区21个晚新生代玄武岩样品的主量、微量元素和Sr、Nd、Pb同位素分别用湿化学法、ICP-MS和MC-ICPMS进行了测定.这些玄武岩主要为石英拉斑玄武岩,其次为橄榄拉斑玄武岩和碱性玄武岩.大多数样品的微量元素和同位素成分与洋岛玄武岩(OIBs)相似,而且随着SiO_2不饱和度增加,不相容元素含量也增加.除R4-1可能受到地壳混染外,其他样品相对均一的Nd同位素(ε_(Nd)=2.5-6.0)以及变化明显但范围有限的Sr同位素(0.703106～0.704481),可能继承了地幔源区的特征.~(87)Sr/~(86)Sr与~(206)Pb/~(204)Pb的正相关和~(143)Nd/~(144)Nd与~(206)Pb/~(204)Pb的负相关特征暗示DM(软流圈地幔)与EM2(岩石圈地幔)的混合.地幔捕虏体的同位素特征暗示EM2成分不可能存在于尖晶石橄榄岩地幔,而La/Yb和Sm/Yb系统表明岩浆由石榴石橄榄岩部分熔融产生,这意味着EM2成分可能存在于石榴石橄榄岩地幔.雷琼地区玄武岩的地球化学变化可以用软流圈地幔为主的熔体加入不同比例石榴石橄榄岩地幔不同程度熔融产生的熔体来解释:碱性玄武岩和橄榄拉斑玄武岩是软流圈熔体与石榴石橄榄岩地幔较低程度(7%～9%)熔融体混合,而石英拉斑玄武岩是软流圈熔体与石榴石橄榄岩地幔较高程度(10%～20%)熔融体的混合.     

内蒙古集宁新生代玄武岩的地幔源区特征：元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学证据

内蒙古集宁玄武岩区位于华北克拉通北缘，东邻汉诺坝玄武岩区。由亚碱性的拉斑玄武岩及碱性的橄榄玄武岩、碧玄岩和碱玄岩组成。玄武岩的SiO2与TiO2含量分别为44．10～52．27wt．％和1．57～2．95wt．％，Mg^#（43—63）及Ni含量（27～210ppm）变化范围较大。集宁玄武岩的微量元素原始地幔标准化曲线及REE球粒陨石标准化曲线与OIB相似，Sr、Nd同位素比值显示了较汉诺坝玄武岩富集的特征。研究表明，虽然集宁玄武岩浆经历了一定程度的橄榄石、单斜辉石的分离结晶作用，但微量元素及Sr、Nd、Ph同位素特征排除了幔源岩浆在喷发到地表过程中受到地壳物质显著混染的可能性。^143Nd／^144 Nd ^87Sr／^86Sr vs．^206Ph／^204Pb的线性相关性表明，集宁玄武岩至少来自两个地幔端元组分：EMI和PREMA，且端元组分与汉诺坝玄武岩相似。尖晶石二辉橄榄岩的低程度部分熔融（2～5％）熔体与石榴石二辉橄榄岩更低程度部分熔融（〈2％）熔体的混合，可以解释集宁玄武岩稀土元素的变化特征。推测EMI位于岩石圈地幔之内且源区深度〈70km，PREMA则来自软流圈地幔。集宁碱性玄武岩与亚碱性玄武岩之间的地球化学差异，可能只是来自岩石圈地幔的EMI型熔体和来自软流圈地幔的PREMA型熔体在形成玄武岩浆时参与混合的比例不同，暗示该地区的岩石圈地幔与软流圈地幔之间经历了强烈的相互作用。集宁玄武岩与汉诺坝玄武岩相似的Sr、Nd、Pb同位素比值及相关性，说明它们具有相似的地幔源区，汉诺坝玄武岩的地球化学差异同样可以用EMI与PREMA组分对岩浆贡献程度的不同来解释。     

江西广丰白垩系盆地中两类玄武岩的特征及其与盆地演化的关系

江西广丰－上饶地区沿江绍断裂带和信江断裂带展布有一系列ＮＥ－ＮＥＥ走向的白垩系断陷盆地,在断陷盆地沉积的同时发育了大面积分布的白垩系玄武岩,这套玄武岩被划分为与盆地演化阶段有关的两个喷发亚旋回,即早期的茅店亚旋回和中晚期的塘边亚旋回,分属拉斑玄武岩系列和钾玄岩系列。前者喷发于陆相陆上环境,相对低钾、轻稀土及地幔不相容元素,具接近原始幔源岩浆的Ｓｍ－Ｎｄ、Ｒｂ－Ｓｒ同位素组成,岩浆来源深度较浅（５６ｋｍ）,经历了以橄榄石为主的镁铁矿物的分离结晶作用。后者喷发于陆相水下环境,富钾、轻稀土及地幔不相容元素,具壳幔混源的Ｓｍ－Ｎｄ、Ｒｂ－Ｓｒ同位素组成,岩浆来源较深（８３ｋｍ）,在莫霍面附近混染了壳源物质。这两类玄武岩在成因上的上述差异,主要受控于盆地下应力状态及裂谷深度的变化。     

大别造山带南坡晚白垩世玄武岩源区地幔特征

大别造山带南坡中生代断陷盆地中出露大量晚白垩世碱性玄武岩类。因岩浆受结晶分异和陆壳混染影响微弱,其成分基本可代表本区原生玄武岩浆。在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,本区玄武岩具有地壳富集组分Pb、K、Rb、Ba等的正异常和Nb、P、Hf等高场强元素的负异常。同位素和微量元素特征显示,玄武岩浆来自亏损地幔(DM)和富集地幔(EM+EM)混合源区。玄武岩源区地幔中Pb的富集和Nb、P、Hf等的亏损基本可由中国东部亏损地幔与榴辉岩的混合获得,由此揭示富集地幔端元组成特征可能与晚白垩世前造山带根部榴辉岩拆沉并参与地幔再循环有关。     

云南保山卧牛寺组玄武岩成因：地幔柱活动的产物？

保山卧牛寺组玄武岩为低钛拉斑玄武岩，具有大陆板内玄武岩的特征，总体与蛾眉山玄武岩中的低钛玄武岩相似。其分异程度较高，富集大离子亲石元素和高场强元素，有明显的Nb、Ta负异常，Zr和Hf正异常，Eu无异常或弱负异常。该玄武岩由3个大喷发旋回形成3个岩石单元，其中下部早期第1单元由致密块状玄武岩、斜斑玄武岩、杏仁玄武岩和凝灰岩组成，第2和第3单元中见少量橄榄玄武岩和粒玄岩以及辉绿岩脉。有较高的^86Sr／^87Sr值(0．705966—0．706657)、较低的^143Nd／^144Nd值(0．512212—0．512283)，εNd(t)多为负值，源区为介于EMI和EMⅡ端员之间的富集岩石圈地幔。上述地球化学和同位素特征均可与蛾眉山玄武岩下部低钛拉斑玄武岩对比，表明该期岩浆作用可能同为地幔柱活动的产物，并暗示蛾眉山大火成岩省向西有很大的延伸。     

赣杭构造带红层盆地原型及其沉积作用

盆地原型是指盆地沉积时的构造属性类型,盆地原型分析就是按阶段的盆地结构分析法。文章暂不讨论赣杭带晚侏罗世-早白垩世早期的火山杂色断陷盆地,而以实地观察资料和前期研究成果,对早白垩世晚期以后形成的一系列NEE方向分布的红色断陷盆地及其沉积作用进行综合分析。盆地红层下部夹有玄武岩层,已有的K-Ar年龄值为 105~98Ma,由此判断赣杭带红色断陷盆地演化从早白垩世晚期开始。早期属典型的断陷盆地,呈现半地堑式形态,北界为向南倾斜的正断层,南界为超覆不整合。晚白垩世中后期演变为拗陷盆地,沉积盆地扩大,南北两侧均见到超覆不整合,北侧部分地段保留早期断裂边界。河流沉积作用为最主要沉积作用方式,盆地中心部位可见少量内生沉积的白云岩、泥灰岩及炭质泥岩。沉积组合大致为湖泊相、冲积扇相、三角洲相及河流相,代表了拉张型盆地的基本沉积类型,也反映了断陷湖盆由初始拉张断陷、中后期扩张为拗陷、到最后萎缩的完整过程。     

金衢盆地燕山期基性脉岩元素地球化学及其成因

金衢盆地处于赣杭构造带中东部,北东走向,属于火山型断陷盆地,长170 km,南北宽10～20km,面积约3600 km~2(吕学斌,1993;张星蒲,1999),呈狭长带状分布于浙江金华-兰溪-龙游-衢县-江山一带,两端收缩,西端延入江西玉山、广丰等地,与赣杭构造带内的信江盆地相连接.     

西南天山托云地区白垩纪-早第三纪玄武岩地球化学及其成因机制

托云玄武岩主要分布于托云盆地东侧，按形成时代可分为白垩纪玄武岩和早第三纪玄武岩。白垩纪玄武岩包括早白垩世玄武岩和晚白垩世玄武岩，以碱玄岩和碱性橄榄玄武岩为主，碱性程度高；早第三纪玄武岩包括早第三纪玄武岩及脉岩，以碱性橄榄玄武岩、碱性橄榄辉绿岩为主，碱性程度低。所有岩石稀土元素(REE)、微量元素分布模式相似，REE均为向右陡倾型，富集不相容元素。白垩纪玄武岩的∑REE、Rb、Ba、Th、K、Sr、Nb和Ta等元素富集程度均高于早第三纪玄武岩，相容元素富集程度大体较低。微量元素和同位素特征显示，玄武岩起源于与洋岛玄武岩源区相似的富集地幔源。玄武岩中赋存有交代地幔捕虏体，这表明玄武岩浆可能是交代地幔经不同程度部分熔融的产物。微量元素的特征同时显示，早白垩世玄武岩部分熔融程度较低，早第三纪玄武岩部分熔融程度较高，且在不断的部分熔融过程中，形成的岩浆又有结晶分异作用发生。托云玄武岩形成于大陆板内拉伸环境，在形成过程中经历了较弱的壳幔相互作用。     

岚皋金云角闪辉石岩类捕虏体特征

陕西岚皋地区碱质基性超基性潜火山杂岩中的金云角闪辉石岩类捕虏体，主要由透辉石、富钛韭闪石、高Ｔｉ金云母、磷灰石及钛铁矿组成。捕虏体发育三联晶、碎裂边、扭折变形等固相线下变形变质结构，与正常地幔尖晶石二辉橄榄岩成分相比，捕虏体富ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ，贫ＭｇＯ；其稀土元素具富集特征，尤其富集ＬＲＥＥ；微量元素配分型式显示富亲石不相容元素的特征。岩相学、矿物学及岩石化学特征表明，该类捕虏体为交代地幔捕虏体，它代表了北大巴山早古生代裂谷作用时期的异常地幔。交代营力可能源于地幔热柱的上升，在地幔深处可能以熔体交代作用为主，往上逐渐以流体交代作用为主     

Features of the Early Palaeozoic Mantle beneath Langao County and Its Formation Mechanism

Phlogopite-amphibole pyroxenite xenoliths contained in an Early Palaeozoic alkali subvolcanic lam-prophyre complex in Langao County, Shaanxi Province, are metasomatized mantle xenoliths, composed mainly of clinopyroxene, amphibole, phlogopite, apatite, pervoskite, ilmenite and sphene with well-developed subsolidus metamorphism-deformation textures, such as "triple points" and "cataclastic boundaries" . Minerological studies indicate that clinopyroxene is rich in SiO2 and MgO and poor in TiO2 and Al2O3, which is notably different from magmatogenic deep-seated megacrysts and phenocrysts formed in the range of mantle pressure. Amphibole and phlogopite have the compositional feature of mantle-derived amphibole and phlogopite. Sm-Nd isotope studies suggest that the metasomatized mantle beneath Langao County is the product of metasomatism of primitive mantle by melt (fluid) derived from the mantle plume, and the mantle metasomatism occurred 650 Ma ago. The process of mantle metasomatism changed from mantle me     

华北克拉通东部显生宙地幔演化

华北克拉通东部显生宙以来的地幔可以划分为3种类型:克拉通型地幔,大陆活动带型地幔和大陆裂谷型地幔。1 700 Ma—古生代末,地幔属于克拉通型:ε(Nd,t)值高于-5,为弱富集型;层圈相互作用以幔源的熔体和/或流体与古老的岩石圈地幔的作用为主,但规模较小,范围局部。100 Ma以前的中生代地幔属于“大陆活动带型”:ε(Nd,t)值低,在-5以下,为富集型;地幔中含有地壳的组分,层圈相互作用以下地壳与弱化的岩石圈地幔之间的作用为主;发生的时间为190~100 Ma,高峰期在130 Ma左右;发生的部位邻近莫霍面,导源的岩浆多为钙碱性系列,部位浅,活动范围广泛。100 Ma至新生代,地幔属于“大陆裂谷型”:为亏损型的软流圈地幔,ε(Nd,t)值高,几乎均为正值。层圈相互作用转变为软流圈岩石圈地幔之间的作用,转变的时间具有约40 Ma的过渡时期,前锋开始于100~109 Ma,导源的岩浆大致沿NWW和NEE向的大型断裂带分布。进一步证实了软流圈地幔上隆的不均匀性和主动性。     

Mantle Redox State Evolution in Eastern China and Its Implications

Using the secondary spinel standard, the authors have precisely measured the Fe3+/∑ Fe values of spinels in mantle xenoliths from Cenozoic basalts in eastern China, and estimated the oxygen fugacities recorded by 63 mantle xenoliths through olivine-orthopyroxene-spinel oxygen barometry. The results indicate that the oxygen fugacities of the lithospheric mantle in eastern China are higher in the south than in the north. Among them, the oxygen fugacity of the North China craton lithospheric mantle is the lowest, similar to that of the oceanic mantle, while that of Northeast and South China are the same as that of the global continental mantle. The variations of mantle redox state in eastern China are mainly controlled by the C-O-H fluids derived from the asthenospheric mantle. According to the mantle oxidation state, it can be concluded that the C-O-H fluids in the lithospheric mantle of eastern China consist mainly of CO2 and minor H2O, but CH4-rich fluids should come from the asthenosphere where the ox     

高温高压微束衍射实验进展及其地学应用

同步辐射X射线微束衍射技术与静态高压装置(包括金刚石压砧设备和大腔体压力机设备)结合运用是研究高温高压下物质晶体结构、相变等的有效方法。金刚石压砧高温高压实验技术的发展体现在:在产生极端高温高压的同时,获得准确的实验温度压力值,采用充装气体传压介质等方法减小压力梯度,采用激光双面加温技术和改进激光光路以减小样品径向和轴向的温度梯度。大腔体压力机高温高压实验技术的发展主要表现在产生更高的实验压力,以及测试过程中使样品在一定幅度摆动以消除晶体生长和择优取向对衍射数据的影响。同步辐射X射线微束衍射技术的发展主要表现在更高亮度和更宽能量范围的同步辐射光源的使用、X射线聚焦技术的发展,以及角色散X射线衍射测试技术的进步。介绍了近年来高温高压微束衍射实验在地球科学领域所取得的一些最新进展,包括硅酸盐超钙钛矿的实验发现,铁的高温高压相变及熔融曲线、SiO2 超斯石英相变、橄榄石尖晶石相—超尖晶石相转变压力的精确测定等研究结果;认为硅酸盐超钙钛矿的进一步深入研究,水对地球深部矿物岩石力学性质及熔融行为的影响,高温高压下物质的化学反应性和地球深部元素的地球化学行为等,是今后高温高压实验研究的重要方向。     

地幔内板片俯冲运动模式及其大地构造意义 ——俯冲的屏障与穿越机制

地震层析成像揭示了地幔内存在俯冲板片的重要证据,它们涉及多种几何形态和运动方式,地幔过渡带为其下沉的重要屏障,俯冲板片在这里发生停滞、变形和岩石圈物质积累。板片在个别地区可以俯冲到地核—地幔边界,堆积形成板块墓地,造成D″ 层物质组成和热学的不均一性。高温高压实验以及流变学计算模拟,对地幔组成及其物性提供了新的制约,板片俯冲地幔过程中,涉及矿物相变、黏度、密度、力学强度等因素的制约,地幔过渡带为俯冲重要屏障和相变界面。围绕板片俯冲的研究,提出地幔整体对流的新模式,板块墓地与超级地幔柱具有成因联系,成为全球地幔对流的重要环节,有待深入研究。板片俯冲是浅表板块构造与深部超级地幔柱的联系纽带和重要驱动力。     

西藏西南部达巴-休古嘎布蛇绿岩带中地幔橄榄岩的成因

本文报道了西藏西南部达巴-休古嘎布蛇绿岩带中橄榄岩的矿物化学资料.橄榄岩中主要造岩矿物化学成分的分析研究表明,该区橄榄岩为残余地幔成因,但它们不是地幔简单熔化的残余物.尖晶石中Cr#及辉石中Ti的广泛变化表明它们具有复杂的熔融历史及地幔交代作用的印记,其形成过程可能经历了两种构造环境的转变.早期在MORB环境下形成低Cr#(尖晶石)橄榄岩;其后由于洋内俯冲作用,早先形成的低熔橄榄岩被消减到岛弧之下再度发生熔融形成高Cr#(尖晶石)橄榄岩.从而,在古大洋消失之后形成的碰撞带上同时保存了MORB型和SSZ型两类蛇绿岩.     

幔汁(ACOHNS)流体的重大意义

详细探讨了幔汁及幔汁活动对地壳中各种地质作用的重大影响,分析幔汁的成分结构,运动方式和对地质作用的控制。     

On the implications of the coupled evolution of the deep planetary interior and the presence of surface ocean water in hydrous mantle convection

We investigate the influence of the deep mantle water cycle incorporating dehydration reactions with subduction fluxes and degassing events on the thermal evolution of the Earth as a consequence of core–mantle thermal coupling. Since, in our numerical modeling, the mantle can have ocean masses ∼12 times larger than the present-day surface ocean, it seems that more than 13 ocean masses of water are at the maximum required within the planetary system overall to partition one ocean mass at the surface of the present-day Earth. This is caused by effects of water-dependent viscosity, which works at cooling down the mantle temperature significantly so that the water can be absorbed into the mantle transition zone and the uppermost lower mantle. This is a result similar to that without the effects of the thermal evolution of the Earth's core (Nakagawa et al., 2018). For the core's evolution, it seems to be expected for a partially molten state in the deep mantle over 2 billion years. Hence, the metal–silicate partitioning of hydrogen might have occurred at least 2 billion years ago. This suggests that the hydrogen generated from the phase transformation of hydrous-silicate-hosted water may have contributed to the partitioning of hydrogen into the metallic core, but it is still quite uncertain because the partitioning mechanism of hydrogen in metal–silicate partitioning is still controversial. In spite of many uncertainties for water circulation in the deep mantle, through this modeling investigation, it is possible to integrate the co-evolution of the deep planetary interior within that of the surface environment.     

稀有气体在深部地质研究中的意义

幔源物质中的稀有气体蕴藏着丰富的地球深部过程信息。它们可对地幔结构、地幔脱气历史、大陆地幔不均一性、幔源岩浆演化和CO2天然气成因等研究提供独特的示踪作用。结合中国东部地幔捕虏体的资料,综述了稀有气体在这些方面的研究进展。研究表明,MORB源和OIB源玄武岩稀有气体组成差异强烈支持地幔双层结构的存在,地幔脱气过程主要受溶解度控制脱气模式(SCD)控制;同时,中国东部地幔存在不均一性可以在稀有气体方面得到印证;郯庐断裂可能为东部幔源无机CO2的脱出提供了良好的通道。