汉诺坝玄武岩化学及其演化趋势

汉诺坝玄武岩于中新世喷出。除了碱性玄武岩以外,夏威夷岩广泛分布,还有苦橄玄武岩和马盖尔岩。有三个岩浆演化趋势:地壳岩浆房内橄榄石和单斜辉石斑晶组合的分离作用产生了从夏威夷岩到马盖尔岩的肯尼迪分异趋势;莫霍面附近的岩浆房内石榴石、普通辉石、歪长石和钛铁矿巨晶组合的分离作用导致了由原生夏威夷岩和碱性玄武岩经过进化的夏威夷岩和碱性玄武岩到拉斑玄武岩的跨式B型分异趋势;原生岩浆演化趋势。     

山西新生代汉诺坝玄武岩成因探讨

根据区域地质调查资料,对山西新生代汉诺坝玄武岩的4个火山洼地、7条剖面进行研究。各个火山旋回底部先出现拉斑玄武岩,向上变为碱性玄武岩,岩石均富集大离子亲石元素和轻稀土元素。由东向西,火山喷发时间由早到晚,岩浆活动由弱到强,拉斑玄武岩减少,碱性玄武岩增多,亚碱性玄武岩的稀土元素和微量元素丰度降低,碱性玄武岩的稀土元素和微量元素丰度升高。在原始地幔标准化微量元素蛛网图上,亚碱性玄武岩具Nb、Ta负异常(槽)或呈双峰式,为岛弧玄武岩; 碱性玄武岩呈“隆起”状,类似于洋岛玄武岩(OIB)。山西汉诺坝玄武岩是板块俯冲与地幔柱联合作用的结果,以地幔柱成因为主,板块俯冲成因为辅。亚碱性玄武岩向碱性玄武岩转变,可能代表玄武岩以板块俯冲成因为主转为以地幔柱成因为主; 碱性玄武岩由钾质向钠质变化、亚碱性玄武岩向富铁镁演化,可能分别代表地幔柱向浅、板块俯冲向深的演化过程。     

河北省汉诺坝玄武岩斜长石巨晶体的发现及晶体结构测定

汉诺坝玄武岩位于河北省张北县、尚义县东部,崇礼县西缘及万全县北缘。构造位置上处于燕山断隆的南缘、张家口—平泉—北票深断裂与张家口—天津隐伏断裂的交汇部位。汉诺坝玄武岩以裂隙式溢流性的熔岩相为主,亦有火山喷发型的火山锥、火山口等岩相。岩性属碱性玄武岩和拉斑玄武岩,时代为第三纪。     

汉诺坝玄武岩的主要特征及其形成的T、P、fo_2条件

汉诺坝玄武岩主要为由拉斑玄武岩系列与碱性玄武岩系列岩石组成的高原玄武岩。喷发时代为晚第三纪,喷发类型为裂隙式。一、玄武岩、巨晶、包体的组成常见的玄武岩种属为石英拉斑玄武岩、橄榄拉斑玄武岩、碱性橄榄玄武岩及碧玄岩,以碱性玄武岩系列较为少见。在碱性玄武岩系列中,常见巨晶及包体。巨晶有镁铝榴石、普通     

调制结构及复结构的概念及实验方法简介(系列文章1～3)

1982—1985年,笔者在彭志忠教授指导下,开展了碱性长石调制结构及复结构的研究,对我国河北张家口汉诺坝地区及江西东北地区的碱性长石等开展了大量的野外及室内研究工作。室内研究工作主要用X—光单晶分析方法,辅之以透射电镜方法来研究碱性长石的复结构等,个别样品进行了晶体结构测定。为了继承彭志忠教授未竟的事业,笔者整理出了有关的四篇系列文章,以悼念著名矿物结晶学家彭志忠教授的不幸逝世并寄托我们深切的哀思。     

汉诺坝玄武岩板块构造环境及岩浆成因机理的分析

一、概述汉诺坝玄武岩是我国晚第三纪中新世的标准地层之一,也是我国新生代裂隙式喷发的典型地区之一。呈岩被产出,构成蒙古高原的东南缘。玄武岩由拉斑玄武岩系列及碱性玄武岩系列岩石组成,常周期性互层喷出,组合为2—4个韵律。拉斑玄武岩系列的岩石较多,包括石英拉斑玄武岩及橄榄拉斑玄武岩;碱性玄武岩系列的岩石较少,常见碱性橄榄玄武岩及碧玄岩。碱性玄武岩系列中,以出现高压巨晶及深源包体为特征。高压巨晶以单斜辉石、歪长石为主,钛铁矿、石榴石等少见。深源包体以绿色(Ⅰ型)为主,黑色(Ⅱ型)少见。Ⅰ型中以二辉橄榄岩为最多,属原始型地慢岩;而方辉橄榄岩、纯橄榄岩则很少,属残留型地慢岩。Ⅱ型中以二辉岩、辉长岩常见,斜长岩较少,多为玄武岩浆在地慢深处堆积产物。本区玄武岩产出的板块构造环境以及岩浆成因机理,一直是众说纷纭,观点不一。     

河北汉诺坝玄武岩中深源包体和巨晶分布的动力学机理

汉诺坝碱性玄武岩是深源包体和巨晶的主要寄主岩,同时,也有不含包体的碱性玄武岩和含包体的拉斑玄武岩。本文基于理论计算,探讨了包体和巨晶分布的动力学机理。     

汉诺坝含超镁铁质岩包体的碱性玄武岩微量元素地球化学

采用仪器中子活化分析法和X射线荧光光谱法,系统地测定了汉诺坝含超镁铁质岩包体的碱性玄武岩微量元素含量。应用平衡部分熔融和瑞利分离结晶作用模式,讨论了该岩套的成岩过程及其地幔源区的地球化学特征。     

汉诺坝玄武岩的地质学与岩石化学特征

本文是作者多年科研成果的总结,着重阐述汉诺坝玄武岩的地质学与岩石学特征。指出汉诺坝玄武岩为晚第三系裂隙式喷发的产物。主要为拉斑玄武岩系列的岩石。玄武岩走向受近E—W向深断裂控制,溢流占绝对优势,而爆发相罕见。碱性和拉斑玄武岩系列的岩石在剖面上周期性出现,组成2—4个韵律,每个韵律自下而上碱度变小,酸度及矿物粒度增大。从下部韵律往上部韵律一般SI、CaO值降低,而SiO_2(F_eO)、AIK值变大。     

内蒙古集宁新生代玄武岩的地幔源区特征：元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学证据

内蒙古集宁玄武岩区位于华北克拉通北缘，东邻汉诺坝玄武岩区。由亚碱性的拉斑玄武岩及碱性的橄榄玄武岩、碧玄岩和碱玄岩组成。玄武岩的SiO2与TiO2含量分别为44．10～52．27wt．％和1．57～2．95wt．％，Mg^#（43—63）及Ni含量（27～210ppm）变化范围较大。集宁玄武岩的微量元素原始地幔标准化曲线及REE球粒陨石标准化曲线与OIB相似，Sr、Nd同位素比值显示了较汉诺坝玄武岩富集的特征。研究表明，虽然集宁玄武岩浆经历了一定程度的橄榄石、单斜辉石的分离结晶作用，但微量元素及Sr、Nd、Ph同位素特征排除了幔源岩浆在喷发到地表过程中受到地壳物质显著混染的可能性。^143Nd／^144 Nd ^87Sr／^86Sr vs．^206Ph／^204Pb的线性相关性表明，集宁玄武岩至少来自两个地幔端元组分：EMI和PREMA，且端元组分与汉诺坝玄武岩相似。尖晶石二辉橄榄岩的低程度部分熔融（2～5％）熔体与石榴石二辉橄榄岩更低程度部分熔融（〈2％）熔体的混合，可以解释集宁玄武岩稀土元素的变化特征。推测EMI位于岩石圈地幔之内且源区深度〈70km，PREMA则来自软流圈地幔。集宁碱性玄武岩与亚碱性玄武岩之间的地球化学差异，可能只是来自岩石圈地幔的EMI型熔体和来自软流圈地幔的PREMA型熔体在形成玄武岩浆时参与混合的比例不同，暗示该地区的岩石圈地幔与软流圈地幔之间经历了强烈的相互作用。集宁玄武岩与汉诺坝玄武岩相似的Sr、Nd、Pb同位素比值及相关性，说明它们具有相似的地幔源区，汉诺坝玄武岩的地球化学差异同样可以用EMI与PREMA组分对岩浆贡献程度的不同来解释。     

内蒙中部辉腾锡勒第四纪火山群初步研究

辉腾锡勒火山群位于内蒙古中部卓资县、察哈尔右翼中旗和后旗交界处的高山草原区。处于中国东部大同-阿尔山-诺敏河第四纪火山喷发带南段。火山群坐落在太古宙变质岩系、二叠纪花岗岩和新近纪汉诺坝玄武岩之上。平面上呈低洼的菱形台地，四周为山地，总面积约260km²。因上覆在汉诺坝玄武岩台地之上，故以往将其误归为新近纪汉诺坝玄武岩。火山群内发育近百座火山，大多数火山形貌保存基本完整。火山产物主要为一套碱性橄榄玄武岩，次为不同成因的火山碎屑物（岩）。碱性玄武岩覆盖在晚更新世坡积物和黄土之上。火山活动的时代主体为晚更新世，可进一步分为早、中、晚三期。早期为裂隙-中心式喷发，火口已剥蚀殆尽；中期主要形成"地池式"和玛珥式火山，火山形貌较完整，火口呈特征的圆形或椭圆形，大部分积水成湖，当地习称"九十九眼泉"或"海子"。晚期以熔浆的溢流为主，形成结构完整的盾片状火山。火山活动经历了沿裂隙的喷溢到中心式弱爆发、溢流-射汽岩浆爆发-溢流再到溅落堆积的演化过程。辉腾锡勒火山群是在新近纪汉诺坝玄武岩台地上新解体确定的第四纪火山群，这为研究蒙古高原南部地壳深部结构及其活动性提供了又一天然窗口，对了解新构造活动、环境及灾害预警研究都具有重要的理论和实际意义。     

汉诺坝玄武岩的地球化学特征及成因模式

汉诺坝地区玄武岩具有以碧玄岩为先导,碱性玄武岩到拉斑玄武岩浆多韵次喷发的特点;从碱性玄武岩到拉斑玄武岩Ｍｇ＾＃逐渐增高,稀土元素丰度逐渐降低,轻稀土元素由较富集到较不富集。岩石化学,微量元素地球化学特征表明,从碧玄岩到拉斑玄岩浆的部分熔融程度逐渐增高的产物,未发生明显的分离的分结晶作用。     

天然碱性长石的高分辨电镜观察

利用高分辨电子显微镜观察了产于河北汉诺坝玄武岩中碱性长石的精细结构。不同取向的高分辨像清楚地显示了钾、钠长石形成的片层状多重紧密连生体以及各种调制结构。钾、钠长石的连生界面一般为(601)晶面。其超微结构特征与在中等冷却速率下钾钠长石中按旋节分解机制产生的熔离结构相符。以(010)面为孪晶界面的多重连生微孪晶构成了平均周期约为8*d_(010)的调制结构。     

汉诺坝玄武岩岩浆起源及上升的p-t路线

本文应用改进了的Carmichael计算法,对汉诺坝玄武岩中的原生岩浆或近原生岩浆——夏威夷岩与上地幔橄榄岩、巨晶及其寄主岩浆、斑晶与岩浆之间的平衡温度、压力进行了计算。结果表明,汉诺坝玄武岩起源于43-56km,温度为1240-1300℃。单斜辉石及歪长石巨晶分别形成于上地幔顶部及下地壳最下部,斑晶结晶于上部地壳。这表明,在莫霍面附近及上部地壳可能存在有次级的岩浆房。岩浆上升的p-t路线与玄武岩的液相线一致,说明原生岩浆由上地幔源区主要呈液体状态快速上升达到地表。     

内蒙古集宁新生代玄武岩中橄榄岩包体和巨晶的发现及意义

内蒙古集宁新生代玄武岩产于华北克拉通北缘，属于广义的“汉诺坝玄武岩”。首次在三义堂附近的碱性玄武岩中发现了大量的橄榄岩包体、辉石和长石以及少量的含钛磁铁矿巨晶。包体主要是尖晶石二辉橄榄岩，造岩矿物为橄榄石＋斜方辉石＋单斜辉石＋尖晶石，辉石巨晶主要为透辉石和普通辉石，长石巨晶主要是歪长石和少量斜长石。1．5GPa条件下，尖晶石二辉橄榄岩样品所记录的平衡温度与汉诺坝相近，集中于950℃左右，大体上反映了华北克拉通北缘大陆岩石圈地幔尖晶石相部分的温度状态。单斜辉石巨晶的结晶温压大于幔源包体的平衡温压，表明巨晶的来源深度可能大于包体。包体的结构及矿物成分分析表明，这些包体是玄武质岩浆上升过程中偶然捕获岩石圈地幔的岩石碎块。二辉橄榄岩包体中橄榄石高Mg#值（89．5～91．7）和较高的NiO含量（0．29％～0．55％），暗示集宁玄武岩中的橄榄岩包体来自较高熔融程度的岩石圈地幔。     

金云母尖晶石二辉橄榄岩、石榴石二辉橄榄岩包体在汉诺坝玄武岩中的发现

河北张家口以北的崇礼县至尚义县一带,分布着约1,700平方公里的中新世汉诺坝玄武岩,其岩性以碱性橄榄玄武岩、橄榄玄武岩和拉斑玄武岩为主,它们相间成层不整合覆于早期岩石之上,厚度一般东南厚西北薄,最大厚度可达400余米。其特殊之处在于碱性橄榄玄武岩中往往含有十分丰富的深源包体(或称岩球),包体形态各异,多呈浑圆状、椭球状,少数为扁平状。大     

中国东部新生代玄武岩中巨晶矿物的地球化学

本文对安徽女山、河北汉诺坝和广东普宁碱性玄武岩中的单斜辉石和角闪石巨晶进行了主要元素、稀土元素、微量元天和Ｓｒ＿Ｎｄ同位素的综合分析。数据显示产出于３个研究区的单斜辉石巨晶有３类：Ａｌ普通辉石、透辉石和Ｆｅ＿Ｎａ透辉石。普宁地区的角闪石巨晶乃世界上罕见的绿钙闪石巨晶。女山和普宁的单斜辉石和角闪石巨晶是碱性玄武岩浆在幔源高压下的结晶产物；汉诺坝的单斜辉石巨晶既可以是碱性玄武岩浆又可以是拉斑玄武岩浆的高压结晶体。所有巨晶相对于寄主岩者属于偶然捕掳晶。巨晶的形成符合“流动结晶模式”。它们与共存的橄榄岩色体无成因     

玄武岩中普通辉石,石榴石巨晶的研究：Ⅰ.REE演化

辽宁宽甸、河北汉诺坝和福建明溪碱性玄武岩中的普通辉石和石榴石巨晶MgO、FeO、CaO含量的变化呈现了矿物的结晶分异趋势。从高温到低温晶出辉石的REE分馏程度不断增高,石榴石REE分馏程度不断降低,即两种巨晶中的LREE不断增加,而HREE逐渐减少,矿物的稀土模式曲线出现交叉现象。 用宽甸和汉诺坝任一层玄武岩作为液相与巨晶所计算的REE分配系数D_(矿物)~(REE)-玄武岩值,均与实验值相近,因而它不能旁证载体玄武岩就是巨晶的母岩浆。辉石晶出后残余岩浆比例Ⅰ值计算表明,母岩浆体可能是一个相对体积不太大的、主元素和REE成分不断变化的相对独立的地质体。     

福建龙海天马山-牛头山玄武岩中捕虏体和巨晶特征的研究

本文研究了天马山-牛头山新生代玄武岩中二辉橄榄岩和橄辉斜长岩捕虏体的岩石学、矿物学和地球化学等特征并论及碱性玄武岩中单斜辉石和歪长石巨晶。尖晶石二辉橄榄岩存在于碱性玄武岩和橄榄拉斑玄武岩中,由尖晶石、橄榄石、斜方辉石、铬透辉石等组成,与模拟地幔岩相比,具低的MgO含量和不相容元素Ti丰度而富集Co、Ni相容元素。尖晶石二辉橄榄岩具低的稀土总量和平缓的球粒陨石标准化稀土元素分配模式,形成于温度约1000℃、深度为50—80公里的上地幔。橄辉斜长岩具正堆积结构,Al_2O_3、CaO、∑REE和La/Yb明显高于二辉橄榄岩。但MgO含量远低于后者,反映两者成因的不一致性。普通辉石巨晶以富铝为特征,歪长石以富钙为特征。     

汉诺坝玄武岩稀土元素成分特征

汉诺坝玄武岩是由碱性玄武岩和拉斑玄武岩组成的一套共生的岩石组合。前者既有富钾的类型也有富钠的类型，后者几乎全为富钠的类型。两种玄武岩在球粒陨石标准化模式图上有明显富集轻稀土的特征，且均有正的Eu异常，但二者在(La/Yb)N比值和Eu／Eu^*都有明显区别。它们是地幔岩石不同程度部分熔融的产物。