南大西洋洋中脊玄武岩中斜长石特征及其岩石学意义

本文利用电子探针技术分析了南大西洋洋中脊玄武岩中斜长石的结构构造和物质组成特征,讨论了该区岩浆过程在斜长石中的记录。按粒径大小可将研究区玄武岩中的斜长石分为斑晶、微晶和基质三类,斑晶斜长石核部平均An值为74,属于培长石,而边部平均An值为69,属于拉长石,呈正环带构造,微晶斜长石平均An值为67,与斑晶斜长石边部成分近似,且其粒径与斑晶斜长石边部宽度接近,约在30μm,极可能是同一时期形成。基质斜长石平均An值为63,略小于微晶斜长石。利用马西兹修改后的斜长石结晶温度计算公式,估算出斑晶斜长石核部结晶温度约为1 214℃,斑晶斜长石边部结晶温度约为1 085℃,微晶斜长石的结晶温度约为1 081℃,而基质斜长石的结晶温度约为1 056℃。由此推测,高An值(78~80)的斑晶斜长石的核部可能是形成于岩浆源区的捕掳晶。斑晶斜长石的边部、微晶斜长石及基质斜长石的结晶温度相近,说明三者可能近乎同时结晶;但由于它们的颗粒大小变化范围较大,很可能分别形成于岩浆房、岩浆通道及喷出洋壳表面后等环境中。与冲绳海槽玄武岩中斜长石比较,本区斜长石平均An值跨度以及结晶温度跨度均比冲绳海槽小,本区An值为74~63,结晶温度为1 214~1 056℃,而冲绳海槽An值为86~47,结晶温度为1 250~950℃。这表明相对于岩浆物理化学环境曾经历快速变化的弧后盆地来说,慢速洋中脊的岩浆活动的物理化学环境则相对稳定。     

马努斯海盆东部裂谷岩浆演化过程——火山岩中斜长石斑晶的启示

岩浆岩中斜长石矿物的结构、成分特征记录了岩浆演化过程的重要信息。本文对马努斯海盆东部裂谷(East Rift, ER)火山岩中的斜长石斑晶进行了详细的矿物学研究,结果表明:在玄武质安山岩中,斜长石斑晶具正环带结构,核-幔部属高An值(斜长石中钙长石分子百分数)斜长石(An值大于80,最大为87),而边缘的An值骤降(最小为63);而在英安岩中,大多数斜长石斑晶的成分从核部到边部变化较小, An值逐渐缓慢降低,呈现正环带结构,少量为韵律环带。结合火山岩斑晶矿物形成的温压条件计算结果,ER地区岩浆演化过程为:地幔源区发生部分熔融产生玄武质岩浆(温度～1300℃);在岩浆活动早期,由于岩浆供应充足,岩浆上升过程中速度较快,仅发生很小程度的分离结晶,形成少量斑晶矿物,并以较高的速度、温度(～1 100℃)直接喷出海底后形成玄武岩-玄武质安山岩;至岩浆活动晚期,岩浆供应量减少,岩浆在岩浆房(3～10km)停留较长时间,岩浆温度已经明显下降(960～1 020℃),发生强烈的分离结晶作用,岩浆喷出海底形成酸性火山岩;而在整个岩浆演化过程中,未有明显的岩浆混合作用发生。     

科科斯脊玄武岩斜长石矿物化学及地质意义

综合大洋钻探计划(IODP) 334和344航次在U1381站位处的两个钻孔(A孔和C孔)获得了中美洲西海岸外科科斯脊基底拉斑玄武岩,对其岩浆过程开展研究可为理解其岩石成因提供重要依据。本文对科科斯脊玄武岩中斜长石斑晶和微晶进行了详细的原位主微量元素分析,结果表明,斜长石种属为培长石、拉长石及少量中长石。部分斜长石斑晶具有正环带结构;但多数斜长石斑晶不具有明显环带,仅从核部到边部存在微弱的成分变化。斜长石斑晶与微晶的微量元素差别较大:斜长石斑晶富集轻稀土和大离子亲石元素、亏损高场强元素,且具有明显的Eu正异常;斜长石微晶不相容元素含量通常高于斜长石斑晶。根据斜长石温度计计算获得斜长石斑晶结晶温度为1 050～1 253℃,斜长石微晶结晶温度为866～1 033℃。基于以上特征,推测斜长石斑晶核部是相对原始岩浆的产物,而斑晶边部以及微晶是演化岩浆的结晶产物。斜长石斑晶的成分变化及熔蚀麻点结构是由于岩浆补给及岩浆减压上升造成的。最后,本研究推测科科斯脊基底玄武岩来自于开放的岩浆房,且岩浆房内可能存在原始岩浆的不断注入及岩浆对流。     

冲绳海槽西南部火山岩熔体包裹体的均一温度及对岩浆混合的指示意义

冲绳海槽西南部流纹岩和安山岩斜长石中发育大量玻璃质熔体包裹体,安山岩斜长石中熔体包裹体的均一温度较高（1050-1200℃）,而流纹岩斜长石中熔体包裹体有两个明显不同的均一温度峰值段（900-1000℃,1150-1200℃）,呈“双峰”式均一温度特征。熔体包裹体的均一温度特征与流纹岩和安山岩中斜长石的环带结构及An值变化特征一致,说明安山岩中斜长石主要在高温阶段结晶,而流纹岩中斜长石经历了两个不同的结晶阶段。结合流纹岩斜长石存在明显的环带结构及两种差异较大的An值特征,作者认为熔体包裹体的“双峰”式均一温度特征指示该地区发生了不同期次岩浆的混合作用。岩浆携带早期高温阶段结晶（1150-1200℃）的高An值偏基性斜长石向上运移,注入浅部较低温酸性岩浆房（900-1000℃）,发生混合作用,偏基性的斜长石在进入酸性岩浆房后被重新吸收,形成包含有较高均一温度熔体包裹体的核部（高An）,然后继续结晶生长形成包含有较低均一温度熔体包裹体的边部（低An）,表明冲绳海槽西南部地区下部岩浆房内存在复杂的岩浆混合作用。     

中太平洋CA海山玄武岩中斜长石化学成分特征及地质意义

在对CA海山玄武岩CAD21样品岩相学研究基础上,运用电子探针和X-荧光光谱法(XRF)对中太平洋CA海山斜长石斑晶中的环带、斜长石微晶和玄武岩中的硅酸盐进行了化学成分研究。CA海山玄武岩为地幔柱成因的板内玄武岩;斜长石斑晶具有环带结构,环带核部与边部为不连续消光,是不连续环带;环带核部为培长石,边部为拉长石,是岩浆演化过程中形成的正环带,其成因受岩浆演化过程中熔体组分及温、压条件的共同制约。斜长石斑晶核部、边部及斜长石微晶估算温度平均值分别为1 281,1 198和1 071 ℃,分别代表了岩浆源区、岩浆房及岩浆喷发温度,三者温度差值较小,这和洋岛玄武质岩浆的形成及喷发特点相吻合。     

马里亚纳海槽玄武岩中熔融包裹体的初步研究

对马里亚纳海槽玄武岩科长石和橄榄石斑晶中的熔融包裹体进行了镜下观察和均一化测温实验。镜下观察表明,斑晶中结晶质熔融包裹体和玻璃质熔融包裹体均较发育,具有不同的相态特征和演化程度,反映了岩浆被捕获处不同的地质条件。捕获在橄揽石和斜长石斑晶中的包裹体均一化测温结果分别为1035～1100℃和105C～1145℃,比利用玄武岩全岩化学成分计算的矿物结晶温度结果低100℃左右,反映了斑晶矿物结晶的多期性。根据本次实验结果,结合马里亚纳海槽的构造背景和地质资料,对研究区玄武岩浆的运移过程进行了探讨．     

东海陆架边缘北部玄武岩的矿物及化学特征

对东海陆架边缘北部一个站位的玄武岩进行了镜下观测、XRD定量分析和电子探针分析。结果表明东海陆架边缘北部玄武岩斑晶主要由拉长石、贵橄榄石和普通辉石组成，其中，单斜辉石的结晶温度为1108．49℃，岩浆起源深度在42．9km以深。与冲绳海槽和琉球岛弧玄武岩相比，在斜长石An值、辉石Ca-Mg-Fe比例与橄榄石Fo值上均有明显的不同，表明三地玄武岩在成因上有一定的差异。     

冲绳海槽浮岩中斑晶矿物结晶的P-T条件

本文利用多种地质温度计估算了冲绳海槽浮岩中斑晶矿物的结晶条件。结果表明:灰白色浮岩中的橄榄石、辉石、基性斜长石、磁铁矿等是在大约890℃和大约三十几km深的条件下结晶的。这些矿物之所以存在于SiO2含量高达70％的酸性浮岩中是由于在岩浆喷出地表之前发生了岩浆的混合作用。根据斑晶矿物的结晶深度,推测灰白色浮岩的初始岩浆来自地幔的熔融。     

冲绳海槽海底热液活动区玄武岩的矿物学和岩石化学特征及其地质意义

１９９２年５月－１９９２６月对绳海槽热液活动区进行调查采样，对拖网采到的新鲜的玄武岩样品做了斑晶矿物学及岩石化学研究。结果表明，冲绳海槽玄武岩的斑晶矿物主要由橄榄石、单斜辉石、斜方辉石和斜长石组成，副矿物有铬铁尖晶石和磁铁矿，因而将样品定为橄榄玄武岩。     

冲绳海槽浮岩中岩浆包裹体岩石化学成分特征

系统地分析了冲绳海槽酸性浮岸中玻璃质岩浆包裹体的岩石化学成分，探讨了包裹体的岩石化学成分特征及其在岩浆起源及结晶演化过程中的指示意义，并结合前期及前人工作讨论了冲绳海槽不同岩石类型之间的成因联系及演化关系。结果表明，斑晶结晶时岩浆熔体为钙碱性英安质或流纹质岩浆，是来自地幔的拉斑玄武质岩浆充分结晶分异作用的产物。尽管各斑晶矿物中玻璃质岩浆包裹体的化学成分有所差异，但根据包裹体的岩石化学成分特征可以断定包裹体所代表的岩浆具有同源性，其差异只是反映了岩浆结晶演化的不同阶段或不同矿物结晶期，为进一步详细研究浮岩岩浆的结晶演化过程提供了最直接的资料。对比冲绳海槽酸性浮岩与玄武岩等不同岩石类型的岩石化学特征，可以证明这些岩石类型之间存在着密切的成因联系，包括同源性与继承性，它们分别是岩浆作用不同阶段的产物。另外，包裹体的成分主要取决于包裹体所在斑晶矿物的种类与成分，分析中未发现岩石化学性质明显不同的岩浆包裹体共存的现象，也没有在中酸性矿物中发现基性玻璃质岩浆包裹体，因此可以推断基本不存在不同性质的岩浆之间的直接混合作用。     

马里亚纳海槽岩浆作用研究进展

西太平洋俯冲带是世界上最典型、最活跃的俯冲带,分布众多的海沟-岛弧-弧后盆地（沟弧盆）系统。马里亚纳俯冲带是典型的洋-洋俯冲带,而马里亚纳海槽作为马里亚纳俯冲带的重要构造单元,是研究不受陆壳物质影响的俯冲作用的理想区域。前人对马里亚纳海槽岩浆地幔源区性状、俯冲组分的影响、岩浆演化等进行了详细研究。结果表明：（1）马里亚纳海槽岩浆源区主要为亏损地幔,岩性主要为橄榄岩,且不同区段具有不一致的地幔部分熔融程度;（2）不同区段受到来自蚀变洋壳及沉积物的俯冲组分的影响程度也不同,并由此影响了不同区段的地幔熔融程度和初始岩浆成分;（3）俯冲组分的影响自中段向南北两段逐渐加强,中段主要受到来自沉积物熔体的影响,南、北段受到板片释放的含水流体的影响则更为明显;（4）不同区段甚至同一区段的岩浆在演化过程中,经历了橄榄石、辉石、斜长石等斑晶矿物的差异性分离结晶过程,这也很好地解释了该区丰富的岩石类型和玄武质岩石的不同矿物组合特征。以上研究很好地促进了对马里亚纳海槽岩浆作用过程的认识,也深化了对俯冲带构造-岩浆作用的理解。     

冲绳海槽火山岩地球化学特征及岩浆源区地幔性质探讨

冲绳海槽是因菲律宾海板块俯冲于欧亚板块之下,在陆壳上发育起来的一个初始的弧后盆地,是研究弧后扩张作用早期盆地演化、岩浆作用和壳幔过程的天然实验室.尽管迄今对冲绳海槽已经做了大量的调查研究工作,但仍存在一些颇有争议或亟待解决的科学问题,如:冲绳海槽酸性浮岩与基性玄武岩之间的成因联系,冲绳海槽不同区段构造背景对岩浆作用的控...     

冲绳海槽浮岩岩浆活动模式浅析

本文根据部冲绳海槽的地下结构、地温场特征、以及浮岩中斑晶矿物的结晶温度和榴辉岩的熔融相关系等，综合分析了冲绳海槽酸性浮岩岩浆的活动模式。提出：在冲绳海槽中部和东部地下１５ｋｍ以下的地幔物质部分熔融、产生橄榄拉斑玄武质岩浆，而在海槽中部地壳一结构层中（７－１５ｋｍ）熔融产生少量安山质岩浆。因此，在冲绳海槽地下存在有双层岩浆房结构，并且二者之间中部有岩浆通道。来自地幔的拉斑玄武质岩资源下部地壳中一方面     

冲绳海槽碱性玄武岩浆的起源及演化

利用电子探针对冲绳海槽133站位玄武岩的斑晶矿物、基质以及斑晶矿物中关晶石包体和岩浆包裹体作了化学主成分分析,结果表明,该站位玄武岩属橄榄玄武岩,岩石中斑晶矿物由培长石、普通辉石、贵橄榄石和磁铁矿组成,尚见有少量外来的脉石英碎块,基质成分由拉长石微晶和玻璃组成。培长石和贵橄榄石中含有玻璃质岩浆包裹体和铬镁尖晶石或铬镁铁尖晶石包体。尖晶石的化学成分证明它是地幔部分熔融成因的。岩浆包裹体代表了一种原生的碱性橄榄玄武岩浆,其化学成分相当于橄榄辉长岩。该站位的玄武岩浆起源于上地幔尖晶二辉橄榄岩的部分熔融,并沿着“碱性橄榄玄武岩浆-粗面玄武岩浆-玄武质粗面岩浆-粗面岩浆”方向演化,每一阶段的岩浆在上升过程中都不同程度地受到地壳物质的同化和混染作用。     

马里亚纳海槽热液活动区玄武岩的岩石地球化学特征

对拖网采自马里亚纳海槽热液活动区 (18°N附近 )的 8个玄武质岩石样品进行岩石地球化学初步研究。岩石富集 L IL E和 L REE,稀土分布型式呈右倾图式 ,L a N=10 .6 8～ 2 2 .6 4 ,(L a/Yb) N=1.6 1～ 2 .4 7,并略显 Eu正异常。在相对于原始地幔的标准化微量元素分布图中 ,7个样品具较明显的 Nb亏损和 Zr、Hf富集 ,而 1个样品不具 Nb的亏损 ;HFSE/HFSE、L IL E/HFSE、L IL E/L IL E等微量元素比值大都在 N- MORB和 EMI2个地幔端员组分间变化。这表明岩浆起源于受俯冲组分改造或影响的上地幔 ,且地幔源区存在明显的化学不均一性。与冲绳海槽玄武岩相比 ,马里亚纳海槽玄武岩的 Nb亏损明显减弱 ,暗示俯冲组分对地幔源区的影响程度也随之减弱 ,这反映出处于弧后张裂阶段的冲绳海槽与处于从弧后张裂向海底扩张过渡阶段的马里亚纳海槽 ,在岩浆起源及其动力学背景存在明显差异     

西太平洋弧后盆地的热液系统及其岩浆环境研究

研究海底热液系统及其岩浆环境,可为了解西太平洋流固界面跨圈层物质与热交换过程,揭示板块俯冲过程的岩浆活动和资源环境效应提供研究支撑。为此,研究了冲绳海槽热液活动的岩浆环境、马努斯海盆的热液柱以及弧后盆地和洋中脊背景下的硫化物与玄武岩的同位素组成,对冲绳海槽热液区附近玄武岩、安山岩、粗安岩、英安岩、流纹岩及其基性岩浆包体进行了岩相学、矿物学以及主量元素、微量元素和同位素组成分析,对马努斯海盆PACMANUS和Desmos热液区的热液柱及海水进行了测量,在海底热液区岩浆混合过程及时间尺度、透视冲绳海槽深部岩浆房及岩浆演化过程和岩浆对热液系统物质贡献研究方面获新进展,揭示了俯冲蛇纹岩对琉球构造带南部岩浆活动的影响,论证了熔体包裹体对弧后盆地岩浆演化的指示,获得了冲绳海槽玄武质岩浆来源新证据,揭示了弧后盆地与洋中脊硫化物和玄武岩中铁、铜、锌的来源及其同位素在硫化物形成和岩浆活动过程中的分馏情况,明确了热液柱的物理、化学空间结构与物质组成特征,以及热液柱的扩散受深度和底流流速的影响,且热液柱扩散过程中溶解铁浓度异常比溶解锰的维持时间更长。未来,发展非传统稳定同位素和挥发份测试技术,进一步了解西太平洋板块俯冲环境下热液活动与岩浆作用的关系,将有助于海底热液系统及其成矿过程研究获得新进展。     

西菲律宾海盆本哈姆隆起玄武岩岩浆作用条件

本哈姆隆起(Benham Rise)(形成时代为37～36 Ma)位于菲律宾海板块西侧的西菲律宾海盆内。此海底隆起靠近菲律宾海沟,水深2 000～3 000m,体积接近1×10~5 km~3,为一典型的海底高原。玄武岩样品中的橄榄石斑晶颗粒粒径为0.2～0.4mm,自形-半自形,部分橄榄石斑晶发生明显的伊丁石化,不具橄榄石捕虏晶所特有的环状裂隙和扭折结构;基质中的橄榄石微晶粒径为0.01～0.05mm。早期结晶出来的橄榄石斑晶被寄主岩浆携带向上运移到地表期间,与寄主岩浆相互作用有限,少数橄榄石颗粒出现弱的成分分带现象。利用橄榄石斑晶与寄主岩浆对本区域地幔潜在温度(Tp)进行了计算,结果显示本哈姆隆起之下的地幔潜在温度范围为1 660～1 683℃。与正常洋中脊之下的地幔潜在温度相比,本哈姆隆起高约185～230℃,表明本哈姆隆起之下的地幔可能存在热量异常。此外,本哈姆隆起玄武岩中斜长石斑晶的结晶温度平均为1 160℃,结合其具有较高的An值(100Ca/(Ca+Na),表明斜长石斑晶形成于快速上升的幔源岩浆中。本研究为本哈姆隆起为地幔柱成因的观点提供了证据。     

西太平洋典型弧后盆地的地质构造、岩浆作用与热液活动

本文研究了西太平洋典型弧后盆地冲绳海槽和马努斯海盆的区域地质背景、岩浆岩、喷口流体、热液柱、沉积物及多金属硫化物。结果表明,冲绳海槽在构造和地球物理特征上南北分异,从北向南地壳厚度减薄,南部重力异常变化大,发育条带状磁异常,中部则具有最高的热流值。马努斯海盆的重力异常变化较小,磁力异常呈东西向展布,海底扩张中心附近出现磁异常条带。马努斯海盆已出现洋壳,冲绳海槽的地壳属于过渡性地壳,在中南部的地堑中可能已出现洋壳。冲绳海槽与马努斯海盆玄武岩的岩浆是由源区地幔部分熔融产生的原始岩浆与板块俯冲组分混合构成。中酸性岩与基性岩具有相同的岩浆物质来源,是玄武质岩浆结晶分异的产物。与马努斯海盆火山岩相比,冲绳海槽火山岩存在不同程度的地壳混染。冲绳海槽的喷口流体为富含金属元素(Mn、Fe、Zn、Pb)的酸性高温(高达320°C)流体,其热液柱中的Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)离子浓度明显高于正常海水。马努斯海盆的热液柱呈现出CH_4、Mn、Al、δ~3He正异常及pH负异常的特征。与马努斯海盆PACMANUS热液区的喷口流体(220~276°C、pH=2.5~3.5)相比,DESMOS热液区的喷口流体温度(88~120°C或120°C以上)相对较低,酸性更强(pH≤2.1),二者较低的δ~(34)S_(H_2S)和δD值表明,岩浆演化过程中有酸性挥发分进入岩浆流体。冲绳海槽与马努斯海盆含金属沉积物的分布及其元素含量特征具有差异,相应地,两个弧后盆地含金属沉积物中的微生物群落也不同。冲绳海槽和马努斯海盆热液区均具富Zn型、Ba-Pb-Zn型、Si-硫化物型和Si-硫化物-硫酸盐型热液产物。与冲绳海槽的多金属硫化物相比,马努斯海盆中多金属硫化物的Pb和Au含量较低。     

冲绳海槽早期扩张作用中岩浆活动的演化

不同于其他典型的弧后扩张型盆地,在冲绳海槽内广泛分布着酸性的火山岩──浮岩,本文对具有代表性的柱状岩心进行了系统的矿物学和岩石化学分析,讨论了冲绳海槽在早期扩张作用中岩浆活动的性质及其演化.结果表明,浮岩岩浆来源于地幔,但经历了结晶分异和地壳物质混染两个过程.冲绳海槽的岩浆活动有自酸性向基性演化的趋势,随着海槽的进一步扩张,岩浆活动会加剧,海槽地壳将由过渡型向大洋型发展.     

马里亚纳海槽中部、南部火山岩地球化学特征及源区地幔性质

马里亚纳海槽作为正在活动的典型弧后盆地,是研究俯冲作用对岩浆作用和壳幔动力学影响的理想场所。通过对采自该海槽中南部的样品进行系统的岩石地球化学特征对比与研究,并结合前人已发表的岩石地球化学数据,探讨了马里亚纳海槽中南部的地幔富集（亏损）程度、地幔熔融程度、地幔熔融深度以及俯冲物质的加入程度。结果表明：（1）马里亚纳海槽中南部主要发育一套中低钾钙碱性系列玄武岩、玄武质安山岩;（2）海底岩石富集了大离子亲石元素、轻稀土元素,亏损高场强元素、重稀土元素;（3）将马里亚纳海槽沿扩张中心分为三段,对每段地幔熔融的程度和深度进行计算并且消除地幔不均一性的影响,发现在15°N和18°N附近二者呈现负相关关系,其余地区则呈现正相关关系,证明海槽存在两种地幔熔融模式;（4）微量元素比值显示海槽受多种俯冲组分影响,并且马里亚纳海槽南部的南段可能存在另一个富水熔体端元,可能是导致海槽扩张速率较快的原因。对俯冲物质的加入程度进行计算,发现靠近15°N与18°N俯冲组分的影响变弱,这进一步表明,马里亚纳海槽火山岩的变化可能是由于类似N-MORB的地幔源区与类似岛弧的地幔源区混合造成的;俯冲物质是控制地幔熔融程度...