国外岩浆动力学的发展动向——第29届国际地质大会综述(一)

岩浆动力学是火成岩石学的一门新兴学科,它的孕育和产生,突出地反映了地球科学从定性到定量、从静态到动态的发展趋势。第29届国际地质大会关于火成岩石学方面的交流情况表明,火成岩石学已逐步走出了“化学”岩石学的范畴,开始全面进入了岩浆动力学研究的新阶段。主要表现在:     

岩浆包裹体的成因和意义

本文从下述六个方面对岩浆包裹体的研究状况及意义进行评述:1.岩浆包裹体的形成机制和分类;2.岩浆包裹体的测温研究;3.岩浆包裹体的测压研究;4.岩浆包裹体的化学成分;5.利用岩浆包裹体进行实验岩石-矿物学研究:6.岩浆包裹体可做为矿化作用指示剂。虽然有几类异常岩浆包裹体(特别是在月岩样品中)还无法加以解释,但是。岩浆包裹体可以提供大量有关岩浆结晶演化、岩浆不混溶作用、岩浆混合作用、火成侵位时挥发组分的含量、性状及演化、玄武岩浆起源、以及岩浆岩体的潜在含矿标志等重要情报。其中有些资料,从其它来源无法获得。岩浆包裹体研究已经成为现代火成岩石学的一个不可缺少的独立分支,其前景十分广阔。     

国外火成岩石学的新进展

本文从各类火成岩的特点与成因、岩浆作用过程、岩浆物理化学三个方面简要地评述了最近四五年来国外火成岩石学研究的进展和动向。涉及的岩石和岩石组合有各种大地构造环境中的玄武岩、岛弧及陆缘弧火山岩、花岗岩、蛇绿岩、大陆碱性岩、金伯利岩与碳酸岩、科马提岩、层状基性一超基性岩、地幔包体等。在岩类学中许多新事实的发现,动摇了一些过去流行的岩石成因模式。岩浆过程中物理作用的研究空前高涨。热力学(平衡的与非平衡的)、化学动力学和流体力学的有机结合将会成为火成岩石学的新理论基础。     

铜官山火成杂岩体成岩机理研究

本文通过岩石学、成因矿物学及稀土元素地球化学等方法,对铜官山火成杂岩体的成岩机理做了研究。认为(1)该火成杂岩系同一岩浆经分离结晶作用形成的;(2)火成杂岩岩浆起源于古老下部地壳,其源区岩石成分相当于地幔衍生的玄武质岩石;(3)岩浆侵入过程中,虽然在稀土元素、微量元素等方面无明显的同化混染,但主要成分Na_2O、K_2O等明显受到围岩的混染;(4)运用稀土元素地球化学方法确定母岩浆的稀土元素分布模式乃是一种简便、有效的方法。     

岩浆包裹体研究在火山岩岩石学中的地位

岩浆包裹体研究已经成为现代火山岩岩石学的一项分支学科。研究方面涉及:重溯火山岩浆结晶演化的热历史,提供有关火山岩浆沿下降液相线的成分数据;查明火山岩浆结晶演化过程中化学成分(包括挥发组分)的变迁规律;查明各种岩浆事件的性质(分离结晶、不混溶、混合、混染),及其发生发展的物理化学条件;帮助探索解决某些疑难问题,如下地壳—上地幔的性质及玄武岩浆起源、细碧岩—角斑岩系的成因、测定蚀变火山岩建造的年龄等。此外,岩浆包裹体的实验岩石学研究,以及利用岩浆包裹体阐明火山建造的含矿性,研究火山沉积作用、地热作用等,对于火     

岩浆熔体结构

关于岩浆熔体结构,即硅酸盐熔体结构的研究,是岩浆岩岩石学的前沿课题.著名美国岩石学家卡麦克尔(I.S.E.Car－michael)教授曾经预言:在今后几年内,它将成为岩浆热力学研究的中心(1983年,私人通讯).     

岩浆结晶与成矿作用模拟

本文回顾了８０年代以来国际上关于岩浆结晶及成矿作用过程的计算机模拟这一领域的研究进展,主要包括镁铁质干岩浆体系、长英质湿岩浆体系的岩浆结晶作用模拟,以及有关的岩浆矿床成矿作用、岩浆热液成矿作用的模拟。基于对这一领域研究现状和发展趋势的分析,笔者首次提出了模拟岩石学的概念。预测在今后５～１０年内,模拟岩石学将得到突飞猛进的发展,并将对现代岩石成因理论、实验岩石学与矿物学、实验地球化学、矿床成因理论和矿产预测及勘察理论产生重要影响。     

试论岩浆的火山作用与深成作用

火山作用与深成作用之间的关系,是长期争论的岩石学和地质学的重要问题。岩浆地质学的创始者赫顿(J.Hutton)认为,岩浆的喷出和侵入活动在成因上完全一致。这种观点持续到本世纪最初的十年。在二、三十年代,随着“交代花岗岩说”的出现,韦格曼(C.Wegmann)、雷诺兹(D.L.Reynolds)、巴克龙德(H.Backlund)等人的岩石学研究冲击了花岗岩和流纹岩在成因上的统一性这一概念。     

向"深地"和"深海"进军征途中——地幔矿物学岩石学地球化学十年进展

21世纪第二个十年(2010-2020)是我国矿物岩石地球化学蓬勃发展的十年,是从克拉通破坏到造山带演化,从大陆到大洋岩石圈,从深度到广度全面进军的十年,亦是从追赶到超越的十年.这十年我国矿物岩石地球化学家在地幔矿物学、岩石学和地球化学领域取得了众多突破性进展.这些进展集中在两个方面:一是来源于地幔直接样品的,如地幔矿物学、大陆和大洋岩石圈、造山带橄榄岩和地幔中的水;二是来源于幔源岩浆的,如大陆和大洋玄武岩、基性-超基性杂岩体和火成碳酸岩.特别需要指出的是,非传统稳定同位素即金属稳定同位素新方法(如Li、Mg、Fe和Ca同位素等)的开发和广泛应用,大大提升了我国地幔岩石学和地球化学研究进程,实现了从追赶到超越的历史性跨越.     

岩浆包裹体挥发组分的研究

对浙江省桐庐、寿昌中生代火山杂岩石英晶屑及斑晶中单个岩浆包裹体收缩气泡内的挥发组分,借助激光喇曼探针进行分析,定量给出的有CO_2、CH_4、H_2O、N_2、CO、H_2、H_2S、SO_2。 结合岩浆包裹体显微测温、测压和化学成分数据,计算了单个包裹体被捕获时的P_总、f_(O_2)、f_(CO_2)、f_(CH_4)、f_(H_2O)、f_(CO)和f_(H_2)等物理化学参数。并据此讨论了桐庐、寿昌中生代火山岩浆演化中的某些物理化学条体。 研究表明,此类研究已经成为现代岩浆岩石学,特别是现代火山岩石学研究中一个必不可少的新兴领域,它可以帮助我们重溯天然岩浆结晶演化的物理化学历史。     

火成碳酸岩的实验岩石学研究及对地球深部碳循环的意义

火成碳酸岩是地表出露较少的幔源岩石之一。实验岩石学研究表明碳酸盐化的橄榄岩和循环的地壳物质(如碳酸盐化榴辉岩或泥质岩)的低程度(<1%)部分熔融均可以产生碳酸岩质的熔体,其中碳酸盐化泥质岩具有最低的熔融温度且更加富碱质、CO2和不相容元素;富CO2的霞石质等硅酸盐岩浆也可以通过不混溶或分离结晶作用产生碳酸岩,用于解释碳酸岩在空间中常与碱性硅酸岩的共生关系。由于碳酸岩熔体具有极低的粘度和高的活性,形成后在上升过程中会将二辉橄榄岩转变为异剥橄榄岩,是引起地幔交代作用和地幔地球化学不均一性的重要介质之一。实验表明在俯冲作用过程中,大多数的碳酸盐在位于岛弧之下的含水熔融并不分解而是被带入到深部地幔并且稳定存在,含碳地幔的熔融又会形成碳酸岩质的熔体,这说明俯冲循环物质可能对碳酸岩的成因也起着重要的作用。然而,对于碳酸岩的初始熔体成分、岩浆演化、地幔交代作用、成矿特征以及碳从地球深部返回到地表的途径和过程等都存在着很大的争议。我国火成碳酸岩出露相对较多,分布广泛,因此,加强我国碳酸岩以及伴生硅酸岩的成因研究,同时开展与碳酸岩相关的实验岩石学工作,不仅可以检验现有的成因理论,而且有助于提高我国对火成碳酸岩的研究水平;由于其特殊的成因背景,还可为许多存在很大争议的重大地质事件提供新的科学依据。     

岩浆／火成岩系统中岩石的分类和命名

火成岩石学的主要目的在于获得岩浆／火成岩系统一套完整的分类清单。本文是作者先前关于火成岩和岩浆分类论文的续篇，是为了探索一种对所有火成物质统一命名的方法而设计的。所有的实际矿物分类都由于存在诸如同质异矿现象、颗粒大小折极端差异以及含有玻璃质等问题而受到一定限制，只有化学成分参数可以为所有常见火成岩及其岩浆的分类提供一种可靠的、直接的方法。化学成分分类无疑更适合于玻璃质岩石和岩浆。本文对推荐的火山岩     

岩浆岩中的熔体包裹体

熔体包裹体是岩浆岩矿物生长过程中捕获的天然岩浆珠滴 ,它们有效地保存了大量有关其主矿物形成时周围岩浆介质的物理化学信息 ,所以它们是其主矿物结晶演化史的忠实记录员 ,它们能够提供岩浆系统成分和演化的重要信息。文中对熔体包裹体研究的若干基本原理进行了讨论 ,它们涉及 :(1)熔体包裹体的一般特征 ;(2 )熔体包裹体封闭过程中和封闭后的演化 ;(3)熔体包裹体的均一化研究 ;(4 )熔体包裹体化学成分和挥发组分研究。熔体包裹体研究可以对岩浆岩石学中的一些重要问题进行更为深入的探索 :(1)重建天然岩浆结晶演化的热历史 ;(2 )提供有关岩浆沿下降液相线的成分数据 ;(3)查明天然岩浆结晶演化过程中化学成分的变迁规律 ;(4 )解决岩浆岩石学中的一些疑难问题 ,如岩浆不混溶作用、岩浆混合作用、岩浆混染作用、岩浆中硫的性状、地幔部分熔融和地幔交代作用等方面的问题。将熔体包裹体数据和常规的岩石学、地球化学和实验岩石学信息综合一体 ,可以提高我们模拟岩浆作用过程的能力。熔体包裹体研究已经成为现代岩浆岩石学的一个独立的分支 ,其前景十分广阔。     

南华大花岗岩省与南岭花岗岩带侵位接触构造动力作用的成矿专属

20世纪70至90年代以来,花岗岩岩石学和成矿学家(Chappcell B W et al.,1974,1977;PitcherW S,1979,1983;南京大学地质系,1981;徐克勤等,1982,1984;洪大卫,1981;地矿部南岭项目,1989)提出了花岗岩成岩及其构造岩浆成矿作用多与壳幔不协调(同步)运动,特别是与岩石圈地幔和软流圈上涌,以及与岩石圈四维演化形成岩浆构造侵位接触构造体系的最佳耦合密切相关.     

实验岩石学发展现状与趋势

实验岩石学通过高温高压实验来模拟地球内部状态,正演研究矿物、岩石及其组分的物理化学行为,与天然矿物和岩石样品反演研究相互补充. 从20世纪初美国卡内基研究所建立地球物理实验室算起,实验岩石学已经历了100多年的发展,在认识地球内部状态和过程以及矿物和岩石成因方面发挥了重要作用. 我国实验岩石学研究开展约50年,进入21世纪以来在实验平台和创新性研究成果方面取得了显著进步. 在学科发展趋势方面,实验岩石学表现出以下6方面的特点:（1）新的高温高压实验技术不断涌现;（2）实验与分析测试技术高度融合;（3）实验模拟与计算模拟相结合;（4）从热力学平衡扩展到动力学研究;（5）从干体系扩展到对挥发分和流体的深入研究;（6）应用场景从固体地球扩展到类地行星. 通过进一步开发或改进高温高压实验技术,加强与分析测试技术以及计算技术的结合,实验岩石学有望在破解地球内部流体的性质和作用、地幔演化和岩浆分异、变质反应速率和机制、类地行星形成与演化等重要科学问题方面作出关键贡献.      

W、Sn矿化与S型花岗质岩石

B.W.夏佩尔等(1974)根据野外、岩石学和地球化学资料认为,澳大利亚东南部的花岗质岩石有的是火成来源的(Ⅰ型),有的是沉积来源的(S型),二者差异明显(见右表).     

新时代花岗岩的新理论：花岗岩四阶段理论探讨

花岗岩的成因既是古老的问题,也是当前急迫的科学前沿。100年前花岗岩的火成论与变成论之争,以火成论压倒变成论而收兵。近百年的研究证明,火成论并非完美,关键是玄武岩浆分离结晶成花岗岩的机理受到严峻的挑战。而今,花岗岩源自下地壳变质出熔已经成为不争的事实,说明花岗岩的源头是变质岩。关于花岗岩成因的理论很多,经过多年的筛选,可能花岗岩形成的四阶段理论(从产生、分凝、上升到侵位)是比较合适的。在对该理论详细研究的基础上,本文提出了一个新的花岗岩四阶段理论：从产生、形成、上升到侵位。这是对花岗岩形成过程的描述。如果强调花岗岩形成的机理,则可表述为从出熔、聚集、上升到侵位。四个阶段分为两段：产生和形成(出熔和聚集)是升温过程;上升和侵位是降温过程。该理论的核心是本文提出的“下地壳岩浆房”的猜想,这指的是由部分熔融产生的熔体经聚集形成的巨大空间。首先,这个猜想解决了下地壳岩浆的空间占位问题。由于下地壳原地部分熔融熔出的产物(熔体+残留体)仅仅是物质组成形式发生了变化,不存在空间占位问题,下地壳总体积基本不变。只要存在持续的地幔加热过程,岩浆房体积可以逐渐增大一直到变得非常大。其次,关于花岗岩上升的驱...     

从31届地质大会看火成岩石学的研究动向

主要根据第31届国际地质大会上关于花岗质岩浆作用与成矿，花岗岩系统及元古宙岩石圈过程，玄武岩，碱性侵入体的成因与侵位，碳酸岩、金伯利岩、钾镁粕斑岩及相关岩石，造山带酸性与中性火山岩，火山作用等方面的发言、论文及摘要，结合其它资料，对近些年来国际、国内火成岩石学领域的新进展和研究动向进行讨论。认为从20世纪末到21世纪初，在地球动力学和全球变化的总框架下，在人类对资源、环境、减灾重大需求的推动下，火成岩石学在地球物质科学、岩石探针、大火成岩省事件与超级地幔柱、地幔动力学、岩浆过程的物理学及超高压实验等方向取得了明显的进展。     

沉积盆地火成构造研究综述

岩浆活动在沉积盆地中是非常广泛的.随着油气勘探领域的扩展,对沉积盆地火成岩及相关构造的研究愈加重要.沉积盆地火成构造是指在沉积盆地中由岩浆侵入或喷发作用形成的岩浆和围岩及上覆层变形构造的总和.当前,利用三维地震数据研究岩席的几何学与侵位机制取得了重要进展,开启了沉积盆地火成构造研究的新时代.三维地震分析是沉积盆地火成构...     

花岗岩成因类型和实验研究的情况简介

绪言近代岩石学发展的明显趋势是区域岩石学和实验岩石学相结合。花岗岩的成因研究是地质学和岩石学中的基本问题之一。其研究的内容涉及到: (1) 花岗岩同火山岩或片麻岩的共生和成因联系; (2) 花岗岩的物质来源,演化和活动的机制,以及岩浆作用同变质作用的关系; (3) 花岗岩在地质时代和构造环境的分布特征,侵位方式及其同构造运动的关系; (4) 花岗岩的成岩作用与成矿作用的关系。这些问题,长期来不断经过争论,提出各种学说和综合方案,反复深入。