一种改进的简单的估算原始岩浆的方法

利用橄榄石和熔浆的Fe—Mg分配系数,制作了MgO—FeO演化图解。根据MgO—FeO体系中Fo橄榄石的Fo值:Fo=n(Mg)÷n(Mg)+n(Fen(Mg)/n(Mg)+n(Fe))等值线与Fe—Mg演化曲线交点确定原始岩浆成分。该图解优点在于可以更简单、直观地判别原始岩浆成分,适用于橄榄石分离结晶体系。同时介绍了该图解的使用方法,并以峨眉山大火成岩省丽江地区的大具与仕满两个剖面的苦橄岩为例,说明如何应用该图解来恢复原始岩浆以及解释岩石的成因。研究结果表明,仕满地区原始岩浆MgO、FeO含量分别为23.5%和12.8%,部分熔融程度较高,SM-14和SM-15是由仕满原始岩浆经过轻度橄榄石分离结晶形成的,基本可以代表原始岩浆成分。大具地区原始岩浆可分为两类,一类部分熔融程度较低,MgO、FeO含量分别为19.8%和11.3%;另一类部分熔融程度较高,MgO、FeO含量分别为23%和13.3%,与仕满原始岩浆成分类似。大具地区的岩石样品成分均不能代表该地区的原始岩浆成分,而是经历了明显的橄榄石分离结晶作用。另外,峨眉山大火成岩省中绝大多数的玄武岩中CaO含量不符合橄榄石分离结晶关系,并且MgO含量一般都低于8%,以及岩石中普遍出现单斜辉石和斜长石矿物等都表明这些玄武岩不可能由地幔部分熔融形成的原始岩浆直接通过橄榄石分离结晶作用形成。     

一种判别原始岩浆的方法--以苦橄岩和碱性玄武岩为例

在前人工作基础上，利用橄榄石和熔浆的Fe—Mg分配乐数，重新制作了MgO—Fo—FeO图解，该图解的优点在于其适用范围更宽，既可用于超基性的苦橄岩，也可用于一般的玄武岩或橄榄玄粗岩系。同时介绍了该图解运用的方法，并且以峨眉山大火成岩省中苦橄岩和黑龙江镜泊湖地区全新世碱性玄武岩为例，说明如何应用该图解来恢复原始岩浆以及解释岩石的成因。研究结果表明，峨眉山大火成岩省中的苦橄岩部分代表了原始岩浆，部分有过剩橄榄石的加入，部分为演化的岩浆形成。与苦橄岩密切共生的辉斑玄武岩是苦橄质岩浆通过橄榄石的分离结晶作用形成的，而在峨眉山大火成岩省中占绝对优势的温流玄武岩则不是苦橄质岩浆简单的分离结晶作用形成。镜泊湖地区的碱性玄武岩均为演化的岩浆，而碧玄岩演化程度较低，碱玄岩则是原始岩浆高度演化的产物。     

西准噶尔托里县布尔克斯台岩体岩浆混合作用的地球化学特征及其成矿意义

西准噶尔托里县阿达依金矿所在的布尔克斯台岩体主要由寄主岩石、闪长质微细粒包体和中性岩墙组成。为判别岩浆的化学混合及岩浆混合作用与金、铜成矿作用的关系,对布尔克斯台岩体地球化学成分的相关度和寄主岩石的金、铜含矿性进行了研究。寄主岩石、闪长质微细粒包体和中性岩墙的稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图形态相似,在岩石硅酸盐成分哈克图解、同分母氧化物比值相关图解、微量元素相关图解和同分母比值相关图解上均呈现直线状趋势,表明岩浆混合作用过程中发生了显著的元素迁移和成分交换。寄主岩石金、铜含量均较高且分布规律相似,在闪长质微细粒包体相对富集区域异常强烈,表明以闪长质微细粒包体为代表的幔源基性端员可能为阿达依金矿的形成提供了金、铜成矿物质来源。布尔克斯台岩体壳幔岩浆混合作用与金、铜成矿作用的相关关系,表明幔源的基性端员对成矿作用的贡献可能是达尔布特构造-岩浆带金、铜富集的主要原因之一。     

花岗岩结晶分离作用问题——关于花岗岩研究的思考之二

岩浆结晶分离作用是一个古老的话题,很早就有学者指出,地球内部生成的岩浆大多是玄武质岩浆,大多数花岗岩是由玄武岩结晶分离形成的。本文在考察了岩浆结晶分离作用的制约因素、比较了不同性质岩浆结晶分离作用的特征之后指出:玄武质岩浆可以发生结晶分离作用,因为有与其相关的堆晶岩产出;安山质岩浆也可以发生结晶分离作用,因为也有与其相关的堆晶岩产出。但是,花岗质岩浆似乎不大可能发生结晶分离作用,因为,很少见到有与(富硅的)花岗质岩浆相伴的堆晶岩产出。花岗质岩浆之所以不大可能发生结晶分离作用的原因在于:(1)岩浆的黏性大,它不仅阻滞了矿物的结晶作用(使斜长石不能发育为自形晶),而且阻止了密度大的矿物(例如角闪石)下沉;(2)主要造岩矿物(例如斜长石)的密度与花岗质岩浆的密度相差无几,使结晶分离作用难以进行。本文详细考察了花岗质岩浆中斜长石的行为,指出在花岗质岩浆中斜长石结晶分离几乎是不可能的。那么,文献中大量充斥的花岗岩结晶分离作用的说法是依据什么呢?作者认为,文献中的许多说法可能主要是根据哈克图解得出的,而不是根据实际观察和理论研究得出的。作者认为,玄武岩和花岗岩不仅来源不同,成分不同,而且解释也不同。哈克图解中许多适合玄武岩的解释未必适合花岗岩。由于鲍文反应原理是结晶分离作用的理论基础,因此,文中也对鲍文反应原理进行了评述,并指出文献中存在的一些需要认真对待的问题,例如,从玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩的连续演化序列是不可能的;单元-超单元填图方法是不科学的;中国东部中生代大规模花岗岩不可能是玄武质岩浆结晶分离形成的等等。本文还以 Ajaji el ai.(1998)报道的摩洛哥 Tanncherfi 花岗岩为例,指出结晶分离作用的解释是不可能的。作者认为,花岗岩类的成分变化大,主要可能与源区组成、温度、压力、挥发分、部分熔融程度和过程、混合作用、岩浆分异及结晶分离作用有关。其中,源区组成可能是花岗岩多样性的最重要的原因,而结晶分离作用的影响可能是微乎其微的。本文认为,花岗岩结晶分离作用对于花岗岩成因的意义已经被大大地夸大了,我们应当重新思考结晶分离作用对于花岗质岩浆的意义。由于花岗岩的极端复杂性,许多问题还得不到比较合理的解释,本文的认识只是初步的。     

花岗质岩浆能够结晶分离和演化吗？

学术界普遍认为花岗岩能够分离和演化,实际上这是不对的,理由是没有野外和镜下观察的证据。岩浆演化的理论是对的,该理论是从研究玄武质岩浆得来的,只适合玄武质岩浆而不适合花岗质岩浆。本文指出,鲍温反应原理不适用于花岗质岩浆。文中呼吁要重视区分幔源岩浆和壳源岩浆,幔源岩浆可以演化,但是,幔源岩浆不可能演化为壳源岩浆,壳源岩浆不可能演化。     

琼河坝矿集区北塔山组火山岩成因及构造环境分析

琼河坝矿集区北塔山组火山岩是东准噶尔北缘泥盆纪火山岩的重要组成部分。从玄武岩到安山岩,其Mg~#值为38.74~55.31,暗示母岩浆是经过分异演化的玄武质岩浆。在w(MgO)-w(TiO_2)图解中从玄武岩到安山岩的演化趋势与玄武岩熔体演化趋势线相同。在哈克图解中,从玄武岩到安山岩SiO_2含量与Al_2O_3,MnO,MgO,CaO,Na_2O等主量元素之间,呈较明显的负相关,暗示岩浆在演化过程中,可能发生了Mg,Fe矿物的分离结晶。安山岩ΣREE值为72.50×10~(-6)~98.05×10~(-6),LREE/HREE的值为1.64~4.74;玄武安山岩ΣREE值为68.69×10~(-6)~116.04×10~(-6),LREE/HREE的值为1.51~3.50;玄武岩ΣREE值为65.19×10~(-6)~154.53×10~(-6),LREE/HREE的值为1.59~2.70;总体上表现为稀土含量较低,轻、重稀土分馏不明显,且轻稀土元素较重稀土元素富集。通过对北塔山组火山岩主、微量元素的地球化学特征研究,认为北塔山组形成于火山弧环境,玄武质母岩浆为卡拉麦里洋洋壳向北俯冲到地幔岩石圈区域,在俯冲流体的作用下楔形地幔中的石榴子石橄榄岩-尖晶石橄榄岩发生部分熔融而形成。     

西准噶尔夏尔莆岩体岩浆混合岩石化学证据

夏尔莆岩体是西准噶尔地区较典型岩浆混合花岗岩.岩体由寄主岩石(中酸性侵入岩)、微粒镁铁质包体和中基性岩墙群3部分组成.寄主岩石(中酸性侵入岩)与微细粒镁铁质包体具相似岩石化学特征,有明显元素双扩散现象.在图解中,寄主岩石具良好线型岩浆混合演化特征,微细粒镁铁质包体也位于演化趋势上,显示两者具共同成因联系,中基性岩墙群具独立演化趋势,属不同岩浆端元.岩石化学显示的岩浆混合信息与岩相学表现的岩浆混合特征完全吻合,支持岩浆混合成因认识,为解决该岩体成因分歧提供重要依据.     

湖南康家湾铅锌多金属矿床地质地球化学特征与成因分析

康家湾铅锌多金属矿床位于湖南水口山矿田的东部,是矿田内最大的铅锌金银矿床,以铅锌为主,共伴生金银矿。通过硫、铅、氢-氧同位素研究,显示金属硫化物硫同位素δ~(34)S(-4.3‰～+2.1‰)主要变化范围为0～+3‰,说明本区硫化物硫同位素组成具有岩浆硫的特征(δ~(34)S=0‰);矿石铅同位素组成~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb、~(208)Pb/~(204)Pb比值分别变化于18.182～18.840、15.180～15.96、37.892～39.499之间,显示具有正常铅特点;在构造分配模式图解和构造环境判别图中,本区矿石铅同位素的投点均分布于上地壳演化线、造山带演化线和地幔演化线之间,暗示其铅同位素属于壳幔混合型铅;在Δγ-Δβ成因分类图解中,本区矿石铅同位素投点均分布于岩浆作用范围内,反映本矿床的成矿流体来源于岩浆岩;而氢-氧同位素表明,康家湾铅锌矿床成矿流体是多源的,主要由大气降水和岩浆水混合而成,早期以岩浆水为主,后期混入大量的大气降水。从而证明康家湾铅锌多金属矿床的形成与岩浆侵入活动有着密切的成因关系,应属于中低温岩浆热液型铅锌多金属矿床。     

德化石牛山晚白垩世火山岩岩浆来源及其演化

石牛山位于福建的东部,其平面呈椭园形,面积约600平方公里,四周为环状、放射状断裂与充填其中的岩墙和岩脉。中部堆积的火山喷发-沉积岩系,厚度达1200米以上,它是福建东部一个具代表性的晚白垩世破火山口。火山岩为中酸-酸偏碱性,属于欧文(1964)分类的高钾钙碱系列。从锶的初始比值,可知其原始岩浆属于幔壳混源型,原始成份为英安质岩浆。火山岩戈蒂里-里特曼指数图解,说明本区火山岩是活动大陆边缘环境中的造山晚期岩浆活动的产物。从岩石稀土分布模式、铕亏损明显等说明岩浆经历了与晶洞花岗岩相似的分异和演化,具有由中酸性向酸偏碱性演化的趋势。     

豫西新生代玄武岩中橄榄石粒度分布研究

运用晶体大小分布理论并结合岩石学和矿物学的资料，讨论了豫西伊川－－汝阳新生代碱性橄榄玄武岩中的橄榄石晶体大小分布的成因，补液为研究区碱性橄榄玄武岩中的橄榄石晶体大小分布形式很可能不是岩浆混合形成的，而是岩浆演化造成的。它对应着岩浆演化的三个阶段：岩浆主心演化阶段、岩浆上升阶段和岩浆淬火阶段。分析了岩浆房演化阶段和岩浆上升阶段橄榄石晶体生长的动力学条件。     

花岗岩混合问题:与玄武岩对比的启示——关于花岗岩研究的思考之一

最近,花岗岩混合成了花岗岩研究的热点,国内外许多学者探讨了花岗岩混合问题,并尝试用不同端元组分不同比例的混合来解释花岗岩的地球化学变化。本文从花岗岩与玄武岩的对比出发,探讨了花岗岩混合的可能性和局限性。作者认为,花岗岩混合的现象是普遍存在的,但是次要的和局部的。岩浆混合的能力或能干性(competence of mixing)主要取决于岩浆的黏性和温度,而黏性又与硅氧四面体有关。相对于玄武岩,花岗岩的SiO_2含量高,温度低,因此,花岗质岩浆的混合能干性很低。玄武质岩浆的混合是mixing(以化学混合为主),而花岗质岩浆的混合通常只是mingling(以机械混合为主),只有在少数情况下才能达到mixing的程度,例如,埃达克岩与地幔混合形成的高镁安山岩或高镁埃达克岩。许多人认为,花岗岩中的暗色微粒包体是花岗质岩浆混合作用最显著、最直接证据。研究表明,花岗岩中的暗色微粒包体大多是闪长质成分的,其初始成分大多是玄武质的。因此,暗色微粒包体不是花岗质岩浆混合作用最显著、最直接证据,而是玄武质岩浆混合能力强过花岗质岩浆的证据。与玄武质岩浆的起源比较,花岗质岩浆从一开始熔融就是不均一的,这源于源区的不均一及熔融过程的复杂性。花岗质岩浆原始均一性的假定是不可能的。花岗岩成分的变化以及在哈克图解中成分点的"连续谱系",主要是由源区不均一性引起的,混合和分异可能有一定的作用,但毕竟是次要的。花岗质岩浆从源区生成、迁移、直至在地表喷出或在浅部定位的全过程,是一个不断均一化和不均一化的过程。但是,由于花岗质岩浆的黏性大,上述过程及岩浆演化的程度和规模都受到限制,也限制了岩浆混合的程度和规模。许多人仅从花岗岩地球化学成分的变化来研究花岗岩的成因,而很少考虑花岗岩物理性质对岩浆演化的制约。对比玄武岩与花岗岩,我们认为,地球化学方法在花岗岩中应用的范围和程度可能远远不及玄武岩,我们应当重新考虑花岗岩的地球化学应用问题。     

ASPECTS OF THE EVOLUTION OF MAGMATIC MELTS IN THE CRYSTALLIZATION OF HYBRID MAGMAS,AS ILLUSTRATED BY TERTIARY GRANITIC ROCKS OF KAMCHATKA

Melting of basic to intermediate composition effusives enclosed in granitic magma forms a hybrid magma which subsequently can crystallize into granodiorite, quartz-diorite, and diorite. Crystallization of this hybrid magmatic melt proceeds along lines different from a normal differentiation of granitic magmas. Plagioclase in hybrid rocks is strongly zoned and dominantly andesine approaching, in places, the composition of labradorite. Outer zones of these crystals are andesine and oligoclase. In granitic rocks plagioclase is acid andesine to oligoclase. Outer zones get up to albite in composition. Pyriboles and biotite also show diagnostic optical features for crystallization of hybrid vs primary granitic magmas. Plagioclase composition that is coprecipitating with the crystallization of ferromagnesians, potassic feldspar, and quartz is of critical importance. Granitic and alaskitic magmas, in contrast to hybrid magmas, undergo anchieutectic crystallization. Changes in the alkali regimen of each of the two magma types affects the composition and crystallization order of the rock-forming minerals. Assimilation phenomena associated with the formation of hybrid rocks is aided by diffusion flow and infiltration flow of particles. --R. M. Hutchinson.     

花岗岩源岩问题——关于花岗岩研究的思考之四

花岗岩源岩是花岗岩研究中最令人关注的问题之一,许多花岗岩的地球化学性质和分类实际上反映的是花岗岩的源岩问题.花岗岩幔源、壳源和壳幔混合源的说法被证明是不合适的,花岗岩不可能是幔源的,花岗岩都是壳源的,既然没有了幔源,也就无所谓壳幔混合源,因此,壳源本身也失去了意义.流行的花岗岩源岩组分混合计算的方法缺少理论依据,可变的因素太多,计算的结果可能没有多少实际意义.作者指出,对花岗岩来说第1位重要的是源区特征,它决定了花岗岩的基本面貌;其次是部分熔融程度、压力、温度和挥发分加入的情况;岩浆混合的意义可能是第3位的;而结晶分离作用可能是没有地位的.文中按照Nd-Sr同位素比值将花岗岩大致分为3个源区:即B、C和BC源区.B源主要由洋壳组成,C源主要由陆壳组成,BC源是二者的过渡.BC源区的组成很复杂,可能包括由交代地幔部分熔融形成的中基性岩浆岩,也可能是基性岩混染了陆壳物质的产物.B源与BC源可能与地幔亏损程度有关,B源来自强烈亏损的地幔,一部分BC源可能源于大陆下的富集地幔.文中还概略地讨论了中国各地花岗岩复杂的源区情况,指出中国花岗岩具区域性分布的特点说明花岗岩主要受源岩的制约.     

Zircon and granite petrology

The typologic study of zircon populations from granitic rocks lead to the proposition of a genetic classification with three main divisions: (1) granites of crustal or mainly crustal origin [(sub) autochthonous and aluminous granites)]; (2) granites of crustal+mantle origin, hybrid granites (calc-alkaline and sub-alkaline series granites); (3) granites of mantle or mainly mantle origin (alkaline and tholeiitic series granites). In detail, there are many petrogenetic variants of each of the following granitic rocks: granodiorite, monzogranite and alkaline granite. The variations observed with zircon typology are accompanied petrographically by modifications of associations of other main and accessory minerals, and on the field by the presence or absence of basic microgranular xenoliths, associated microgranites, rhyolites or basic rocks. In the typologic diagram, some endogenous non granitic rocks (i.e. migmatites, tonalites, rhyolites ...) show a logical distribution with regard to different genetic stocks of granitic rocks.     

Comparative magma/xenolith relationships in some volcanic and plutonic rocks from the French Massif Central

A comparative study of xenoliths from lavas and granitic rocks of central France indicates that:

1. The evolution of the xenoliths is essentially the same in intermediate to acid lavas as in granites. The major factor in this evolution is the assimilation by the host magmas of the quartzofeldspathic components of the xenoliths, which then become Al, Fe, Mg-rich restites.
2. Liquid immiscibility between melted xenoliths and host magmas can only be postulated for acid xenoliths in alkali basalts.
3. The basic microgranular xenoliths in some granites do not show important compositional gaps with their host rocks, though they are regularly more basic. They can be considered as early segregations (cumulates).

     

内蒙古东南部含锡花岗岩体成矿性研究

内蒙古东南部花岗岩类岩体分为壳源酸性岩类和幔源中基性岩类.有已知43个花岗岩类岩体都存在一定的锡矿化.对分布于含锡花岗岩类岩体外围的28个可能含锡岩体进行科勒-拉兹图解、SiO2-Al2O3+Na2O+K2O-CaO+MgO+FeO图解、Fe-Na+K-Mg图解和K-Na-Ca图解判别后发现,壳源酸性花岗岩类完全可以用四图解进行含锡性判别,并且完全符合实际地质特征,大部分都有希望找到伴生壳源型锡矿床;而幔源中基性花岗岩类的含锡性却不适用上述四个图解进行判别.这一结论对该区壳源花岗岩体的含锡性判定具有重要意义.     

川西新元古代花岗质杂岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄、元素和Nd-Sr同位素地球化学研究:岩石成因与构造意义

扬子块体西缘新元古代岩浆活动十分强烈,其成因对于研究Rodinia超大陆的演化有重要意义.目前对这些岩浆的成因和形成的构造背景存在地幔柱和岛弧两种不同的观点.本文对川西康滇裂谷中四川西昌一带出露的摩挲营花岗岩体和性质相似的周边花岗质小岩体,以及岩体中出露的基性岩墙进行了SHRIMP锆石U-Pb年龄、元素和Sr-Nd同位素的研究表明:这些酸性、基性岩体形成于842～790Ma,基本为同时代的侵入岩;花岗岩基中普遍发育中性包体,为岩浆混合作用的表现;花岗岩起源于古老的下地壳,基性岩起源于亏损的软流圈地幔.本文的研究结果支持华南位于澳大利亚和Laurentia大陆之间的Rodinia超大陆重建模式.     

羌塘地块南界班公湖-丁青断裂构造带火山岩地球化学及其形成构造环境

利用岩石地球化学的方法，研究了羌塘地块南界班公湖-丁青断裂带中晚中生代火山岩。结果表明，研究区火山岩由拉斑系列大洋玄武岩(MORB)和钙碱性系列岛弧玄武岩(IAB)、玄武安山岩、安山岩、英安岩和流纹岩组成。拉斑系列的洋中脊玄武岩微量元素原始地幔的标准化配分型式，明显不同于N—MORB玄武岩，而具有岛弧型的MORB特征(Ta、Nb的相对亏损)，说明其成因与岛弧环境有一定联系。本区钙碱性系列的岛弧玄武岩(IAB)、安山岩、英安岩和流纹岩在Hacker图解中，微量、稀土元素标准化配分型式上显示出岩浆同源性的特征。通过对研究区内分布的大洋玄武岩、岛弧玄武岩厘定，推断班公湖-丁青缝合带在晚中生代期间可能发育过一个完整的有限洋盆，这将对于进一步研究羌塘地块与其周边各地体的大陆动力学作用过程具有重要意义。