高镁安山岩及其地球动力学意义

高镁安山岩是当前国际地质研究的一个热点之一。本文重点介绍了高镁安山岩的分类、成因、成矿和地球动力学意义。高镁安山岩主要包括高镁埃达克岩、巴哈岩、赞岐岩和玻安岩等四类。高镁安山岩的成分复杂,可以包含地幔源区组分,以及俯冲大洋板片(玄武质洋壳或洋壳沉积物)或俯冲陆壳沉积物熔体或流体组分,有时也可能包含拆沉下地壳熔体组分。高镁安山岩可以通过地幔橄榄岩的直接熔融形成,也可通过熔体与地幔的相互作用形成。高镁安山岩的形成环境特殊：除青藏高原中部的一些新生代高镁安山岩外,几乎所有其它新生代的高镁安山岩都形成在会聚板块边界,且大都与年轻的、热的洋壳或洋脊的俯冲有关。高镁安山岩对揭示大陆地壳的形成以及金属矿化方面都有非常重要的意义。最后,对当前高镁安山岩的研究中存在的问题进行了探讨。     

大兴安岭新生代高镁安山岩的确认

高镁安山岩为一类相对富镁的中性火山岩(SiO_2=54~65 wt%,Mg~#≥45),一般分布于岛弧环境,其形成往往与板块俯冲密切相关。位于大兴安岭中段的内蒙古阿尔山市五岔沟地区分布了面积达700 km~2的新生代火山岩,其岩性为安山质熔岩,这在中国东部新生代火山岩(以玄武岩为主)中非常罕见。这些新生代安山岩与新生代玄武岩一样,均是板内岩浆作用的产物,其元素地球化学特征与岛弧高镁安山岩相似:SiO_2变化于54.10~57.97 wt%之间,Mg~#范围在53~60之间;在微量元素标准化图上,具有富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的特征,类似于典型的弧火山岩。因此,笔者定义五岔沟地区的新生代火山岩为板内高镁安山岩。五岔沟新生代高镁安山岩的主量元素变化范围非常小。与该区中生代火山岩相比,在一定的SiO_2下,具有偏高的MgO(4.95~6.64 wt%)和Fe_2O_3~T(7.78~10.28 wt%)含量,偏低的CaO(5.77~7.55wt%)、Al_2O_3(14.33~15.61 wt%)和K_2O(0.06~1.45 wt%)含量。在Harker图解上,这些高镁安山岩没有表现出明显的演化趋势,反映其未经历明显的岩浆演化过程,化学组成接近原始岩浆。与实验熔体对比,五岔沟高镁安山岩的成分大致与榴辉岩来源熔体相吻合,但具有相对偏高的MgO含量。因此,五岔沟高镁安山岩的源区很可能是地幔中再循环的地壳物质(榴辉岩),在熔体上升过程中可能与地幔橄榄岩发生了反应。     

中国四川乡城玻镁安山岩岩浆不混溶作用及科马提玄武岩— 玻镁安山岩成因关系应用

中国西南乡城地区玻镁安山岩和伴生的高镁玄武岩及高铁玄武岩构成了晚三叠世义敦岛弧的下部弧火山序列。玻镁安山岩主要呈互层的枕状、块状和球颗状熔岩产出，以缺乏橄榄石和低钙辉石斑晶以及低CaO/Al     

镁铁质—超镁铁质岩浆作用与成矿作用的新进展

镁铁质—超镁铁质岩浆作用与Cu、Ni、Co、PGE(铂族)、V、Ti、Cr、Fe等金属成矿作用关系密切。镁铁质—超镁铁质岩浆能否成矿主要由岩浆源区的性质、构造背景以及是否存在古老且一直活动的深大断裂等因素决定。介绍了一些世界上典型矿床的新的成矿模型及寻找与镁铁质—超镁铁质岩有关的PGE矿床的新技术与新方法。     

造山岩套中镁铁质和长英质岩浆的相互作用研究进展

结合2002年9月14—21日在意大利中部召开的“欧洲花岗岩网络”年会的会议讨论和野外考察内容,评述了镁铁质和长英质岩浆的相互作用关系以及镁铁质熔体在巨量花岗岩浆形成中的作用。在花岗岩岩基内,不仅出露有狭义的花岗岩,还可见到更富镁铁质的岩石,例如辉长岩和闪长岩。一般,这些镁铁质岩石,既可能是慢源母岩浆结晶的产物,或是岩浆混合和分异一同化作用中的端员组分,也可能代表了下地壳源区的物质,或者是导致大陆壳部分熔融的热源物质记录。对镁铁质和长英质岩浆相互作用关系的研究,有助于限定造山作用过程中地壳物质再循环和新的地慢物质加入的相对贡献。     

地壳深熔（anatexis）与花岗岩对下地壳的示踪作用

地壳分异演化与熔融作用密切相关,熔融作用主要有两种方式,缺流体的熔融和流体相存条件下的熔融,前者是壳体分异的主导方式,区域应力是控制熔体分凝,提取的主要因素,熔体成分受母岩及残余矿物组合,熔融的温压条件共同控制,花岗岩是地壳熔融的主要产物,在化学和同位素组成上母岩有很强的继承性,加之其取样规模大,因而弥补了其它方法示踪下地壳成分的不足,利用深熔火成岩有很强的继承性,加之其取样规模大,因而弥补了其它     

三叠纪西秦岭西北部洋俯冲的记录:来自镁安山岩/高镁安山岩的证据

三叠纪以来,西秦岭地区构造-岩浆活动极为强烈,中酸性侵入岩呈北西向弧状分布,前人做了大量卓有成效的工作,但对出露较少的火山岩鲜有研究。本次工作选取青海省同仁县麦秀和甘肃省夏河县甘加、德乌鲁3个地区的安山岩,从岩石学、岩石地球化学、年代学等进行分析。结果显示安山岩均属于钙碱性系列,具有富钾火山岩的特征。其中,麦秀安山岩中既有高镁安山岩,也有镁安山岩,而甘加与德乌鲁安山岩属于镁安山岩,为洋壳俯冲作用形成的两种典型火山岩类型。西秦岭地区安山岩形成时间东早西晚,由西向东安山岩基性程度降低,K_2O、Na_2O、∑REE等含量增高,MF、FL、DI、La/Sm等值变大,SI、Mg~#等值降低,并且呈明显的线性特征,构成同仁—合作镁安山岩(镁闪长岩)岩浆弧组合,和北部隆务峡蛇绿岩带一起,组成岩性分布极性,从而判断出西秦岭西北部在三叠纪存在隆务峡蛇绿岩代表的洋壳板块向南俯冲作用。     

地壳深熔条件下的转熔矿物研究进展

地壳深熔作用有两种形式,即流体相缺乏的脱水熔融和流体相存在的加水熔融。由于地壳岩石中水含量的差异(岩石中含水矿物的丰度和外来水的加入量),岩石发生不同形式的部分熔融所需要的温度和压力条件有很大差异。转熔矿物是岩石发生不一致熔融的产物,在形成过程中携带了地壳深熔源区物质和熔体的大量信息,是追溯高温变质岩石经历深熔作用的最可靠依据。它们与高级变质岩中残留的变质矿物和岩浆或熔体中结晶的岩浆矿物具有明显不同的来源,分别代表了岩石曾经历的不同演化历史。通过对不同成因的矿物进行矿物结构、包裹体、主量元素、微量元素和同位素以及共生矿物组合等多方面的综合考察,可以有效识别出高级变质岩中的转熔矿物、变质残余矿物和岩浆矿物。准确识别高温-超高温变质岩以及花岗岩中不同成因的矿物相,是研究高温变质作用的前提条件,对研究混合岩和S型花岗岩的成因都起着非常重要的作用。     

镁铁质-超镁铁质层状岩体基本特征及岩浆作用

镁铁质-超镁铁质层状岩体可以产于多种构造环境,岩体具有典型的层状构造和韵律结构。层状岩体形成时主要的岩浆作用有重力分异作用、双扩散对流作用、压实作用、同化混染和岩浆混合作用等,其中重力分异作用很好地解释了层状岩体垂向上岩石类型的变化和矿物组分的变化,双扩散对流作用和岩浆混合作用在韵律层理形成过程中起了很重要的作用,而压实作用对岩浆演化晚期阶段补堆晶结构的形成作用明显,同化混染作用可改变岩浆的成分,导致岩浆分异产物的组成和成分的变化。堆晶结构的不同主要依赖于粒间液体的活动性和晶粥的渗透率,补堆晶结构形成需要高渗透率,而粒间液体不活动时将有利于正堆晶结构的形成。岩石组合、岩石结构、矿物组分及其变化规律很好地记录岩浆分异过程、岩浆补给等信息,可以用来讨论层状岩体的岩石成因:温度压力条件、原生岩浆及其演化过程等。     

豫南高压镁铁质麻粒岩的初步研究

位于桐柏大别山造山带北缘桐柏信阳地段的豫南高压镁铁质麻粒岩块体主要由石榴角闪二辉麻粒岩类组成。其岩相学和矿物学特征表明它们曾经历过温度Ｔ／Ｋ＞１２６１．１５±５０，压力ｐ≥２．０ＧＰａ，２．０ＧＰａ～１．６ＧＰａ和Ｔ／Ｋ＞９７３．１５ｐ＝１．４ＧＰａ等多阶段近等温减压变质作用，有着似大陆碰撞造山带的很陡的顺时针ｐ－Ｔ轨迹。它们形成于地壳增厚深埋和隆升减薄过程中，而终至抬升折反剥露地表的动力学，可能和壳底逆冲韧性剪切拆离伸展等多种构造作用相关     

湘西安江地区镁铁质——超镁铁质岩形成时代、岩浆来源和形成环境

安江地区镁铁质-超镁铁质岩包括呈岩流、岩筒状的喷出岩和呈岩床、岩脉、岩墙状的侵入岩共10个岩体。岩体喷出及侵入的最新地层为新元古代高涧群砖墙湾组,西北侧古丈盘草处见被早震旦世长安组砂岩沉积覆盖。全岩钐-钕等时线同位素年龄值,喷出岩（868±30）Ma,侵入岩（855±6）     

西藏南部南迦巴瓦地区中新世-上新世地壳深熔作用

位于喜马拉雅东构造结的南迦巴瓦地块经历了复杂的构造变形、强烈的变质和深熔作用,是研究碰撞造山过程中地壳深熔作用的重要对象。完整地厘定新生代晚期岩浆作用期次对于揭示南迦巴瓦地区的构造演化历史和深部过程具有重要意义。南迦巴瓦地块3件淡色花岗岩样品的锆石U-Pb定年结果显示该地块经历了11.30±0.16Ma和2.59±0.04Ma两期地壳深熔作用,可能与南迦巴瓦地块晚新生代快速隆升和剥蚀相关。南迦巴瓦地块保存了大量的~11Ma变质作用和地壳深熔作用记录指示该时间段为构造活动剧烈期。上新世晚期的淡色花岗岩表明,穹窿的隆升和剥蚀所导致的岩浆作用至少持续到了~2.59Ma,代表了南迦巴瓦地区一次年轻的构造岩浆事件。

     

龙首山岩带典型镁铁-超镁铁质岩体岩石地球化学特征

通过龙首山岩带中几个典型镁铁-超镁铁质岩体样品的岩石地球化学分析,对金川超镁铁质岩体与其外围镁铁-超镁铁质岩体的形成演化关系进行探讨,结果发现:这些岩体处于相同的构造环境,样品点整体为亚碱性拉斑玄武岩系列,随M g#值的增加,C aO,A l2O3,N a2O,K2O值具有连续减少的趋势,指示了它们存在连续的岩浆演化关系;稀土与微量元素分析,蛛网图整体具有右倾特征,龙首山岩带中段岩体有明显δEu负异常,东、西段岩体样品有δEu正异常或无异常,暗示中段岩体较外围岩体经历了更完全的分离结晶作用;结合前人对金川所做的S r-N d同位素等资料,证明金川岩体的岩浆源区为富集型地幔。     

甘肃龙首山岩带西井镁铁质岩体成因及其构造意义

西井岩体位于北祁连造山带以北,阿拉善地块西南缘的龙首山隆起带。以往的研究多以沿龙首山断裂分布的镁铁-超镁铁质岩带作为和金川岩体相关的岩浆事件进行,而本次选择西井镁铁质岩体进行了精确的地质年代学和地球化学研究,确定了西井岩体岩性主要为橄榄辉石岩和辉长岩,成岩时代为 (421.0±9.0) Ma,可以和北祁连高压变质带榴辉岩年龄相对应;ε_Nd(t)为4.06~5.52,(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i为0.704 548~0.707 575,具有地幔岩石圈特征;微量元素及其同位素计算表明西井岩体经历了约10%的下地壳物质混染。据此得出西井岩体及其龙首山岩带早志留世镁铁质侵入岩体成因模式为:祁连洋壳连续俯冲过程中洋壳与陆壳分离,热的软流圈物质持续冲击地幔岩石圈的底部;由于热传导效应,大地热流沿着地幔岩石圈上升,使得80 km深度的湿的橄榄岩层发生熔融,产生玄武质岩浆作用,玄武质岩浆上升过程中与下地壳物质发生约10%混染,形成西井岩体及其龙首山镁铁超镁铁质岩带。     

吉中早中生代高镁安山岩：性质与意义

高镁安山岩主要产出于板块会聚边缘的大洋俯冲消减带岛弧环境，是岛弧岩浆作用的代表性产物，研究其相关构造属性，对示踪板块俯冲时限、俯冲带构造背景、大洋俯冲作用过程中岩石圈地幔演化等方面至关重要。长春- 延吉缝合带位于佳木斯- 兴凯地块和华北板块之间，为古亚洲洋的闭合和古太平洋的启动过程提供了关键的信息，但有关缝合带位置与俯冲方式仍然存在很大的争议。本文对采自长春- 延吉缝合带吉东地区的色洛河群绿片岩样品进行了主量和微量元素分析以及锆石U- Pb年龄测定，结果表明这套样品原岩为一套赞岐质高镁安山岩，具有富Mg、低Al、低Ti、高Cr、Ni等特征，与日本Setouchi火山岩带中的赞岐岩具可比性，由俯冲板片(洋壳+上覆沉积物)部分熔融的流体与地幔发生混合而成，形成于华北板块北部边缘之上的陆缘岛弧环境，由吉林- 黑龙江洋的俯冲所致。锆石U- Pb定年结果表明其形成时代为中三叠世(246±2 Ma)。本文证据显示原定义为中元古代的色洛河群时代可能为早中生代，并非元古宙或者晚古生代增生杂岩，而应该为华北板块上形成于早中生代的陆缘岛弧安山岩。区域构造分析显示，长春- 延吉缝合带不是天山- 索伦- 西拉木伦- 长春缝合带的东延部分，而是吉林- 黑龙江高压变质带的南延部分，形成于三叠纪前后古太平洋板块的西向俯冲作用导致的佳木斯- 兴凯地块与华北板块之间的拼合。     

吉南新太古代高镁安山岩及其地质意义

吉南张三沟岩组和金银别岩组发育一套高镁安山岩类,SHRIMP锆石U-Pb定年为（2 493±12）Ma,形成于新太古代。高镁安山岩类属于钙碱性系列,w(SiO₂)为 53.93%～57.90%,富MgO(w(MgO)为6.54%～8.82%）,高Mg^#值(0.68～0.71, 平均0.69),高铬(w(Cr)为(270.66～1 117.30)×10^－6,平均443.62×10^－6）,高镍(w(Ni) 为(141.74～542.98)×10^－6,平均250.50×10^－6）,这种高MgO、Cr、Ni的特征表明其成因与地幔部分熔融有关。另一方面,该岩石富集大离子亲石元素（如Sr、Cs、K、Pb、Rb和Ba）,亏损高场强元素（如Nb、Ta、Ti、P）,富集LREE（w(Ce)为(38.34～59.34)×10^－6）,亏损HREE（w(Yb)为(1.38～1.57)×10^－6）,显示弧火山岩的特点。上述地球化学特征表明,岩石可能是消减板片脱水流体或者消减板片部分熔融的熔体与地幔橄榄岩相互作用的结果,揭示它们形成于消减带的构造环境,表明新太古代已经存在现代类型的板块构造。     

高镁安山岩/闪长岩类(HMA)和镁安山岩/闪长岩类(MA):与洋俯冲作用相关的两类典型的火成岩类

本文主要基于对实验岩石学成果的简要评述,讨论与洋俯冲作用有关的两类典型的火成岩类:楔形地幔在含水条件下橄榄岩局部熔融产生的高镁安山岩/闪长岩类(HMA)和俯冲洋壳局部熔融岩浆与地幔楔相互作用产生的镁安山岩/闪长岩类(MA)。提出:(1)识别HMA和MA必须同时运用两套参数系统:SiO2-MgO系统和SiO2-FeO/MgO系统;(2)区别HMA和MA是在它们均符合LF-CA(低Fe钙碱趋势)特征条件下,再用SiO2-MgO系统进一步加以鉴别;(3)识别HMA和MA的方法,或用在给定SiO2时,MgO和FeO/MgO的具体数值,或用图解法。