西藏冈底斯南带辉长岩及其所反映的壳幔作用信息

在巨型冈底斯岩浆岩带南端产出有一个辉长岩带,与雅鲁藏布江蛇绿岩带平行共生.辉长岩带中以辉长岩为主,与冈底斯花岗质岩石空间上呈渐变过渡接触关系,表现为接触带附近岩石成分的规律变化,并出现暗色微粒包体.本文在项目组多年来对冈底斯岩浆岩带研究的基础上,对拉萨曲水县城-日喀则一带的辉长岩类进行了详细的野外观测,选择了典型露头系统采集了样品,系统的岩石学、地球化学及同位素地球化学分析和研究表明该辉长岩类的SiO2 49%～55%、Mg#49～66,近于原始基性岩浆,REE曲线平缓右倾,无明显负Eu异常,表明未发生明显的岩浆分异作用,其87Sr/86Sr比值变化在0.7036-07051、143Nd/144Nd为0.5128～0.5131,且εNd为2.34～6.87,其206Pb/204Pb,207Pb/204Pb,208Pb/204Pb分别为17.9095,15.4986和38.0176.这些特征都表明该辉长岩属于PREMA源区物质局部熔融而成,并在上侵就位过程中受到壳源物质影响.已有SHRIMP锆石U-Pb年龄表明该辉长岩类形成于40～53Ma,与曲水岩体岩浆混合时代一致.因此可以推断印度-欧亚陆陆碰撞过程中,随着俯冲板片的折返断离,具有亏损特征的普通幔源物质在始新世局部熔融,其熔浆底侵、上升,不同程度地与壳源花岗质岩浆混合,形成冈底斯辉长岩带,其成因与大陆碰撞密切相关.     

印度—欧亚大陆碰撞过程中冈底斯带岩浆底侵作用的年代学限定:SHRIMP锆石U-Pb年龄证据

在西藏冈底斯岩浆岩带中出露有大量的小型基性侵入岩体,且在花岗质岩体内也断续存在有许多辉长岩体,形成一个沿冈底斯带南缘分布、与雅鲁藏布缝合线平行的辉长岩、辉石岩带。该基性岩带空间上与高强度航磁异常带相对应,延伸1400余千米,主要由辉长岩、角闪辉长岩、角闪石岩以及基性堆晶岩组成。已有证据表明冈底斯辉长岩-辉石岩组合属于幔源岩浆底侵作用产物。本文在拉萨—日喀则一线基性侵入岩体带选择6个典型露头,系统取样进行SHRIMP锆石U-Pb年龄测定,其中两个样品的测年数据已发表,分别为47.0±1Ma;48.9±1.1Ma,其他4个辉长岩样品的年…     

新疆克拉玛依岩体的岩浆混合作用成因：岩石地球化学证据

新疆西准噶尔地区克拉玛依花岗质岩体中发育大量闪长质微粒包体,并形成有岩浆混合成因的岩浆混合岩——石英闪长岩。包体成分主要为闪长质,显微镜下具有岩浆岩结构,岩浆混合特征十分明显,如:针状磷灰石,角闪石包裹辉石残晶,长石斑晶的溶蚀环带等特征。岩体中寄主岩石、岩浆混合岩、闪长质微粒包体、闪长玢岩脉分别代表岩浆混合演化过程中两端元岩浆按不同比例混合的产物。在岩石地球化学方面,包体与寄主岩石的主要氧化物之间具有良好的线性关系,寄主岩石和包体的稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图形态相似;各种地球化学元素参数特征显示,寄主岩石与包体在岩石形成过程中发生过成分交换及均一化。特征元素比值及同位素等特征表明,闪长质包体的端元岩浆可能为幔源基性岩浆,寄主岩石的端元岩浆可能是以壳源为主的酸性岩浆。岩石地球化学特征进一步佐证了该区岩浆混合作用的存在,同时也暗示岩浆混合作用可能是新疆北部后碰撞过程中重要的岩浆活动形式。     

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。     

大别造山带白鸭山A型花岗岩中镁铁质微粒包体成因及其地质意义

大别造山带早白垩世白鸭山A型花岗岩体中广泛分布着暗色微粒包体。对该包体及其寄主岩进行岩相学、矿物学和地球化学研究发现:镁铁质微粒包体(MME)与其寄主岩具有相同的矿物组合,相似的主量元素、微量元素和稀土元素特征,指示MME与寄主岩具有明显的亲缘关系;包体中岩浆成因褐帘石的发现,否定了富云包体的残余体成因,包体中含有碱性长石捕虏晶及大量针状磷灰石,指示岩浆混合作用的影响。结合共分母和不共分母图解判别,揭示MME与寄主岩明显具有岩浆混合作用特征,FeO*-MgO判别图解也指示包体为岩浆混合成因。Nd,Sr同位素组成指示MME的主体成分来源于富集岩石圈地幔,寄主岩体的物质来源为北大别杂岩。综合研究表明,大别地区在早白垩世存在一次壳幔混合作用,可能与岩石圈的伸展减薄有关,岩石圈的伸展导致富集地幔上涌,底侵并诱发古老下地壳熔融,同时发生岩浆混合作用。     

内蒙古敖仑花斑岩钼铜矿含矿斑岩的岩浆混合特征及其地质意义

敖仑花斑岩钼铜矿床的含矿斑岩中发现大量的暗色包体,包体成分主要为闪长质,具有细粒岩浆结构,形态以椭圆状为主。显微镜下包体中针状磷灰石和具有暗色镶边的眼球状石英十分发育,包体捕获了寄主岩石斑晶,如石英、斜长石、黑云母等,并具有熔蚀和再结晶的现象,反映出暗色包体具有显著的岩浆混合作用特征。元素地球化学方面,包体比寄主岩石明显偏基性,两者的主量元素具有很好的线性关系,稀土配分曲线及微量元素蛛网图比较相似,结合Sr、Nd同位素的特征显示,寄主岩石和包体之间应发生过物质交换。锆石U-Pb年龄结果表明,寄主岩石和包体年龄在误差范围内是一致的,分别为(134.1±1.4)Ma和(133.6±1.0)Ma,也进一步证实了暗色包体的岩浆混合成因。Sr、Nd同位素结果显示,敖仑花岩体的源区具有新生地壳物质的性质;暗色包体原始岩浆应该比现在更偏基性,可能起源于亏损地幔的玄武质岩浆。具有岩浆混合特征的暗色包体的发现可能是该区域幔源岩浆底侵作用的直接证据。     

岩浆混合作用:来自岩石包体的证据

镁铁质岩浆与长英质岩浆之间的混合作用是导致壳幔混源花岗岩类形成的主要机制。暗色、细粒且具火成结构的岩石包体是指示岩浆混合作用存在的可靠证据。这些岩石包体具有下列特征:(1)包体常呈等轴状,表明包体岩浆曾以液态球滴状存在于寄主岩浆中;(2)由于基性岩浆温度恒高于酸性岩浆(温度超出约300℃),这类包体常具有淬冷边;(3)包体有时含有反向脉;(4)包体中能见到自寄主岩浆捕获的长石捕虏晶。进一步分析了三个典型的含暗色微粒包体的花岗质杂岩(平潭、普陀山、花山—姑婆山)研究实例,认为暗色微粒包体的形成,可用来自深部岩浆房的玄武质岩浆向浅部酸性岩浆房的注入作用来解释。     

西藏尼木渐新世花岗岩中的岩浆混合作用:对岩石成因及陆壳增生的启示

尼木渐新世黑云母二长花岗岩中含有丰富的形态各异的暗色镁铁质微粒包体。本文报道了寄主岩和镁铁质包体的年代学、元素地球化学及Sr- Nd- Hf同位素组成,据此阐明了岩石的成因,并探讨了岩浆混合作用在成岩中的意义及其对陆壳增生的启示。锆石LA- ICP- MS U- Pb定年结果表明,寄主岩和镁铁质包体的成岩年龄在误差范围内基本一致,均为约30Ma,说明它们同时形成。元素地球化学组成上,寄主黑云母二长花岗岩为高钾钙碱性、准铝质,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,且具有高Sr、低Y和Yb含量,Sr/Y比值高,缺乏明显铕负异常,表现出埃达克质岩石的特征。镁铁质包体贫硅,富铁、镁,具有与寄主岩相似的稀土与微量元素分布模式。二者的全岩Sr、Nd同位素和锆石Hf同位素组成也相近\[寄主岩:(87Sr/86Sr)i=0.7057~0.7064,εNd(t)=-1.45~0.35,εHf(t)=1.21~7.34;镁铁质包体:(87Sr/86Sr)i=0.7058~0.7064,εNd(t)=-2.23~-1.57,εHf(t)=2.40~7.04\]。综合分析表明,尼木渐新世黑云母二长花岗岩应主要起源于碰撞加厚的新生镁铁质下地壳的部分熔融,镁铁质包体应为幔源玄武质岩浆与其诱发加厚地壳熔融形成的埃达克质岩浆经不均匀混合作用的产物。结合对冈底斯带岩浆岩已有资料的全面分析,表明幔源玄武质岩浆的底侵及其诱发的岩浆混合作用既是冈底斯岩基形成的主要方式,也是导致青藏高原陆壳增生的重要途径。     

西藏甲玛铜多金属矿床暗色包体岩石成因:对岩浆混合和成矿的启示

岩浆混合作用的研究对揭示壳幔相互作用,探讨成岩成矿过程具有重要意义。甲玛矿区位于冈底斯成矿带东段,为超大型斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床,矿区内的中酸性岩浆岩中普遍发育暗色包体,对其中的暗色包体中的闪长质包体开展详细的岩相学、岩石地球化学、Hf同位素地球化学及U-Pb同位素地质年代学等方面研究以期查明岩石成因,为岩浆混合作用和成矿作出启示,完善甲玛成岩成矿模型。岩相学观察表明,闪长质包体及寄主岩浆岩中存在多种反映岩浆混合作用的典型组构,如长石-石英熔蚀结构、石英镶边结构、长石交代筛状结构、长石反环带结构、磷灰石针柱状结构等,锆石LA-ICP-MS UPb同位素定年结果显示,包体形成时代(15. 3±0. 3Ma)与中酸性寄主岩石在误差范围内一致,也符合了岩浆混合作用的存在。闪长质包体化学成分上类似高Mg埃达克岩(MgO=3. 53%～6. 62%,Sr/Y=20～57,(La/Yb)N=51～64),具有低SiO_2(52. 44%～59. 45%),高K_2O(3. 19%～5. 62%),高相容元素(Ni=86×10~(-6)～146×10~(-6); Cr=102×10~(-6)～228×10~(-6))的特征,∑REE高于中酸性寄主岩浆岩,且轻重稀土分异明显((LREE/HREE)N=21～23),富集LILE(Rb=189×10~(-6)～284×10~(-6),Sr=498×10~(-6)～658×10~(-6),Ba=1247×10~(-6)～1378×10~(-6)),相对亏损HFSE(Nb、Ta、Ti),在稀土元素配分图及微量元素蛛网图中闪长质包体介于冈底斯带碰撞后时期的超钾镁铁质岩(来源于富集的岩石圈地幔)与甲玛中酸性寄主岩浆岩(主要来源于加厚新生下地壳)之间,Hf同位素(ε_(Hf)(t)=-0. 9～4. 6)同样也介于超钾镁铁质岩与花岗闪长斑岩(代表中酸性寄主岩浆)之间。这些特征说明闪长质包体是富集的岩石圈地幔部分熔融形成的镁铁质岩浆与加厚新生下地壳部分熔融形成的中酸性岩浆发生混合的产物,同时指示了东冈底斯带中新世时期也存在岩石圈地幔伸展对流减薄事件,以及证实了南拉萨地体广泛分布的高钾埃达克质岩在形成过程中,伴随着与富集岩石圈地幔来源的超钾镁铁质岩浆发生不同程度混合。此外,富集的岩石圈地幔部分熔融形成的镁铁质岩浆的混入,将会为中酸性岩浆系统加入大量的水和金属物质,这也是控制甲玛超大型斑岩-矽卡岩型矿床形成的关键因素。     

藏南冈底斯岩基晚白垩世构造岩浆作用:以拉萨白堆复合岩体中-基性岩脉群为例

拉萨白堆复合岩体寄主为含包体的花岗闪长岩,并被一系列平行-近平行东西走向中-基性岩脉群穿插,总体形成类似"条纹码"般的构造形式。锆石U-Pb定年表明,这些基性岩脉主要形成于85~68Ma。同期中性和基性脉岩都表现出富集大离子亲石元素和LREE,亏损高场强元素,Sr同位素初始比值较低,但Nd同位素比值(εNd(t)+3.1)和锆石Hf同位素组成(εHf(t)+10.7)较高,都不具有Eu异常。与中性脉岩相比,基性脉岩具有(1)Mg O含量较高和较高的Mg#(50.6);(2)较高的Cr、Ni、Co含量;(3)较富集HREE且平坦分布。但中性脉岩Y含量较低,Sr/Y比值(38~72)较高,具有高Sr-低Y的特征;这些特征表明:这些岩浆岩的源区可能为受流体交代的岩石圈地幔。中-基性脉岩之间具有岩浆演化关系,在岩浆演化过程中以角闪石的分离结晶为主。结合文献数据,这些新数据表明冈底斯岩基的在晚白垩世(85~68Ma)经历了弧上伸展构造作用,岩浆作用持续活动,可能与新特提斯洋板片的北向斜俯冲相关。     

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。

     

花岗岩体的累积生长与高结晶度岩浆的分异

花岗岩成因研究是认识大陆地壳形成和分异的有效方式。野外地质和地球物理观测、岩石学和地质年代学研究以及热演化模拟证明,很多花岗岩体是在数百万年甚至更长的时间跨度内、由多次岩浆累积添加侵位而成的。地壳内可能不存在岩基尺度的大岩浆房,具有流动能力的岩浆体一般规模很小(宽度1000m)。1000m宽的岩浆体冷凝到固相线只需要数千年时间。复式岩体的形成一般要经历三个阶段,即源区岩浆沿岩墙的上升、在脆-韧性地层界面处岩墙转化为岩床以及无数的岩床的垂向堆垛导致侵入体长大。存在于上地壳的岩浆储库,特别是多次先后侵位产生的岩浆体,主体上是晶粥体,其晶体含量高,粘度大,活动性弱,不利于发生对流、分异和混合。当幔源镁铁质岩浆大规模注入到地壳时,使粘稠的晶粥状岩浆受到加热,熔体含量增大,岩浆的粘度降低,引起岩浆体内部的成分分异和不同成分的岩浆之间的混合;当逐渐加厚的熔体层产生了足够大的浮力后,特别是有挥发份加入后,就会快速上升,甚至穿透上部的晶粥体,触发大规模的火山喷发。幔源岩浆的通量越大,地壳岩浆的活动性也越强,大规模的长英质岩浆聚集就可能发生大喷发,形成超级火山。本文提出,只有将侵入岩与火山岩相结合、长英质岩石与镁铁质岩石相结合,重点从侵入体形成的时间长短、岩浆相互作用的规模和频率、岩浆通量的演变、高结晶度的岩浆分异机理、侵入岩与火山岩的关系、地幔热和物质的贡献、挥发份在岩浆分异和火山喷发中的作用等方面入手,开展野外地质、岩石学、地球化学、同位素年代学及岩浆动力学的综合研究,才能深入认识花岗岩的成因机制,深化对大陆地壳形成和演化过程的理解。     

席状岩浆房中的岩浆冷却及动力稳定性

关于岩浆房中岩浆的结晶分异方式一直存在着争议,其基本矛盾在于对岩浆冷却历史及热不稳定性可能引起的对流形式的理解各不相同。本文在充分考虑席状岩浆房的基本物理特征的基础上,建立了稳定岩浆体系的动态冷却模型,并以攀枝花层状岩体为例,计算了相应的温度场、密度场及粘度场。同时,提出了一种基于能量守恒的、对热不稳定性进行分析的新方法。计算了热不稳定性可能引起的对流强度、对流区域及对流时间,并深入讨论了在一定的热不稳定状态下,不同的岩浆屈服强度对对流特征参量的影响。结果表明,在该岩体的整个固化过程中,如果曾发生过自发对流,其对流也是极微弱而短暂的,不会影响中下部岩浆房中岩浆的固化和结晶。这一结论与对该岩体的实际观察相符。     

地壳内的岩浆动力学过程及其资源与环境效应SCIEI北大核心CSCD

岩浆是将地球内部物质传送到表层系统的主要载体,并造成显著的资源聚集和环境效应。岩浆动力学是研究岩浆的迁移、储存、演化、就位以及喷发过程,侧重物理机制。这些岩浆过程主要发生在岩浆通道系统中,包括岩浆储库和岩浆管道。本文对目前国际岩浆动力学领域一些热点和前沿进行了介绍,这包括从岩浆房到岩浆储库概念的转变、岩浆储库的生长和动力学演化过程、岩浆过程的时间尺度以及岩浆中晶体的生长。然后阐述了岩浆中挥发分的种类和溶解度、获取天然岩浆挥发分含量的方法、一些典型镁铁质岩浆中的挥发分含量、岩浆去气的化学和物理机制,并简要梳理了热液金属矿床的形成过程和岩浆挥发分进入地表圈层系统引发的环境气候效应。最后列举了一些岩浆动力学有关的重要科学问题并建议了进一步的研究方向。     

The magmatic plumbing system beneath El Hierro (Canary Islands): constraints from phenocrysts and naturally quenched basaltic glasses in submarine rocks

A thermobarometric and petrologic study of basanites erupted from young volcanic cones along the submarine portions of the three El Hierro rift zones (NE-Rift, NW-Rift and S-Ridge) has been performed to reconstruct magma plumbing and storage beneath the island. Mineral-melt thermobarometry applied to naturally quenched glass and clinopyroxene rims yields pressures ranging from 350 to 1070 MPa with about 80% of the calculated pressures being in the range of 600–800 MPa. This corresponds to a depth range of 19–26 km, implying that the main level of final crystal fractionation is within the uppermost mantle. No systematic dependence between sample locality and fractionation pressures could be observed. Olivine and clinopyroxene crystals in the rocks are complexly zoned and have, on an inter-sample as well as on an intra-sample scale, highly variable core and rim compositions. This can best be explained by mixing of multiply saturated (olivine, magnetite, clinopyroxene, ilmenite), moderately evolved magmas with more mafic magmas being either only saturated with olivine + spinel or with olivine + spinel + clinopyroxene. The inter-sample differences indicate derivation from small, isolated magma chambers which have undergone distinct fractionation and mixing histories. This is in contrast to oceanic intraplate volcanoes situated on plumes with high melt supply rates, e.g. Kilauea Volcano (Hawaii), where magma is mainly transported through a central conduit system and stored in a shallow magma chamber prior to injection into the rift zones. The plumbing system beneath El Hierro rather resembles the magma storage systems beneath, e.g. Madeira or La Palma, indicating that small, intermittent magma chambers might be a common feature of oceanic islands fed by plumes with relatively low fluxes, which results in only limited and periodic magma supply.     

挥发份对高硅岩浆演化趋势的制约:以东南沿海白垩纪晚期花岗岩类岩石为例SCIEI北大核心CSCD

东南沿海分布大面积的白垩纪晚期侵入岩。这些岩石可分为两期:其中115~100Ma以钙碱性系列岩石为主,岩石组合为辉长岩-闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩-碱性长石花岗岩;而100~86Ma的岩石为碱性系列,岩石组合为石英二长斑岩-正长斑岩-碱性长石花岗岩。115~100Ma的辉长岩以角闪辉长岩为主,具有极高的CaO、MgO和Al_(2)O_(3)含量,具有极低的SiO_(2)(42.9%~53.8%)、全碱(K_(2)O+Na_(2)O:0.86%~5.28%)、Ba、Nb、Th、Rb和Zr含量,也具有极低的FeO^(T)/MgO、La/Yb和Zr/Hf比值,较高的Eu/Eu^(*)、Sr/Y比值和Sr含量,为基性-超基性堆晶岩。与辉长岩同期的闪长岩和细粒暗色包体具有较高的SiO_(2)(50.34%~63.68%),较低的CaO、P_(2)O_(5)、MgO、Al_(2)O_(3)含量,相对低的Eu/Eu^(*)和Sr/Y比值,变化较大的La/Yb和Zr/Hf比值,代表了从基性岩浆储库中抽取的富硅熔体。115~100Ma的花岗闪长岩和二长花岗岩类岩石为准铝质岩石,SiO_(2)含量变化较大(61.7%~75.3%),具有较低的FeO^(T)/MgO、Ga/Al比值和Nb、Zr及Nb+Zr+Ce+Y元素含量,显示出典型I型花岗岩的特征。这些花岗岩具有相对高的La/Yb、Eu/Eu^(*)和Zr/Hf比值和高的Sr、Ba和Zr含量。结合岩相学特征,这些花岗岩为堆晶花岗岩。而115~100Ma的碱性长石花岗岩具有极高的SiO_(2)含量(大于75%),低的Eu/Eu^(*)、La/Yb、Zr/Hf和Sr/Y比值,具有低的Ba、Sr和Zr含量和高的Rb、Nb、Y和Th含量和Rb/Sr比值,表明这些花岗岩是由富硅岩浆储库中抽离的高硅熔体侵入地壳形成。100~86Ma期间形成的二长斑岩和正长斑岩具有极高的全碱含量,可以达到8%~12%,其SiO_(2)主要集中在60%~70%,具有极高的Zr、Sr和Ba含量和Eu/Eu^(*)、La/Yb和Sr/Y比值,显示出堆晶花岗岩的特征。而100~86Ma期间形成的大部分碱性长石花岗岩具有极高的SiO_(2)含量(大于75%),并显示出A型花岗岩的特征,具有高的Rb/Sr比值和高的Rb、Y和Th和低的Ba、Sr含量和低的Zr/Hf、La/Yb、Eu/Eu^(*)和Sr/Y比值,表明它们是由富硅岩浆储库抽离的高硅熔体侵入浅部地壳形成。东南沿海高硅花岗岩的形成和穿地壳岩浆系统密切相关,高硅花岗岩是由浅部地壳内晶体-熔体分异产生的熔体侵入地壳所形成,而高硅花岗岩的地球化学特征与岩浆储库的水及挥发份含量密切相关。115~100Ma期间,从富水的岩浆储库抽离的熔体形成具有低高场强元素含量和低Rb/Sr比值的高硅花岗岩,这一过程与古太平洋板块俯冲有关;100~86Ma期间,从富挥发份的岩浆储库抽离的熔体形成碱性特征、富含高场强元素和具有高的Rb/Sr比值的高硅花岗岩,这一过程和古太平洋板块回撤软流圈上涌有关。     

滇西腾冲中更新世英安质岩浆的爆发机制

本文对腾冲马站钻孔的中酸性火山岩进行了岩相学、锆石SIMS U-Pb年代学及地球化学研究,确定其岩石类型、形成时代及岩浆喷发前的岩浆状态,从而揭示腾冲火山喷发机制。根据矿物组成将腾冲钻孔的中酸性火山岩分为两层:上层灰白色角闪熔岩(矿物组合:单斜辉石+斜方辉石+角闪石+黑云母+斜长石+钾长石+钛磁铁矿+磁铁矿+石英);下层黑色辉石熔岩(矿物组合:单斜辉石+斜方辉石+斜长石+钛磁铁矿+磁铁矿)。腾冲钻孔中酸性火山岩的锆石均呈半自形-自形,振荡环带明显,为岩浆成因。测年结果表明,灰白色角闪熔岩的结晶年龄为0.7Ma,黑色辉石熔岩中最年轻的锆石为0.6Ma;结合上覆中更新世粗面岩,我们推断其喷发时代为中更新世。地球化学显示角闪熔岩和辉石熔岩都为高钾钙碱性英安岩。相似的全岩和斑晶核部的地化特征,指示角闪英安岩和辉石英安岩来自同一个岩浆房。综合斑晶的地化特征及平衡结晶的温压条件,我们认为早期的岩浆房经历一次基性岩浆补给事件,导致火山爆发产生黑色辉石英安岩,后期岩浆房又经历一次酸性岩浆补给事件,导致火山爆发产生灰白色角闪英安岩。两次岩浆补给事件是导致火山爆发的直接原因。     

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。

     

攀西茨达复式岩体年代学和地球化学:对峨眉山地幔柱活动时间的约束

茨达复式岩体位于中国西南扬子地台西缘的攀西裂谷内,其岩性从基性到酸性连续变化,SiO2含量为40.06％ ～68.54％,但以基性和酸性岩石为主,中性岩石较少,而且非常不均匀,通常具有斑杂构造特征.从基性岩到酸性岩,各岩石样品由轻稀土弱富集型变为较强富集型.微量元素表现为酸性岩中Rb、Th、K、La、Ce、Pb、Nd、Zr、Hf、Sm呈正异常和Ba、Nb、Ta、Sr、P、Ti的负异常;基性岩除Ti负异常和Pb正异常外,其它异常不明显;中性岩具有Ti、Sr负异常和Pb正异常,其它特征介于基性岩和酸性岩石之间.野外和岩相学特征明显指示出中性岩石具有混合特征.酸性端元岩浆准铝质的特征以及相对低的SiO2含量指示其起源于玄武质下地壳的部分熔融,而基性端元岩浆的地球化学特征以及高温特征暗示着其起源于地幔柱源区.锆石U-Pb年龄数据表明,该复式岩体中基性端元LA-MC-ICP-MS U-Pb锆石年龄为243.76±0.77Ma,酸性端元年龄为240.5±0.76Ma,可能代表了峨眉山大火成岩省岩浆活动的尾声阶段.