论斑岩铜矿的成因

较系统地论述了国内外学者对斑岩铜矿成因的不同学术观点 ,包括“岩浆热液说”(岩浆结晶分异说 )、“板块构造成矿说”(含Cu洋壳重熔说 )、“活动转移说”及“变岩浆成矿说” ;分别对它们的立论依据及不足之处进行了较详细的分析 ,并根据作者对斑岩铜矿的时空分布、物质组分、结构构造及矿物中各种包裹体等特征的深入研究 ,提出斑岩铜矿主要是由深源 (地幔或下地壳 )富碱 (K、Na)、硅的热流体 (或与地壳岩石中的裂隙水、地下水混合 )交代或局部熔融上部地壳含Cu岩石而成     

岩浆岩结构(第三讲)

三、火山熔岩的某些特征结构 火山熔岩或称喷发溢流熔岩。它们是在地壳内一定深度的岩浆,沿某些裂隙上升,涌出或溢出地表而形成。火山熔岩有如下一些特征: 1.当岩浆还处于地壳深部时,部分矿物可能结晶(即后来岩石中的斑晶),随着岩浆沿通道上升过程中与围岩中某些物质反应,就影响和改选了岩浆的成分和已结晶的矿物;     

钙碱性系列岩浆的成因探讨

本文利用岩浆与源岩之间的平衡关系研究了钙碱性系列岩浆的源岩,认为钙碱性系列岩浆的源岩既不是大洋壳,也不是上地幔,而是下地壳。作者以Sr~(87)/Sr~(86)比值为例,证明了放射性元素子体同位素比值不是这类岩浆起源于上地幔或大洋壳的证据,而是起源于下地壳的物质表现。造山带中,由于地壳的上隆和地幔的下凹,在下地壳出现了减压场,使这里的热传导速度降低,发生热聚积,结果导致下地壳岩石的部分熔融,生成了钙碱性系列岩浆。     

浙东地区晚中生代火山岩地球化学特征、岩石成因及构造环境

中国东部中生代发生的大规模岩浆活动是地学界长期以来关注的课题之一。本文通过对浙东地区晚中生代火山岩锆石U-Pb年代学、主量、稀土及微量元素地球化学的研究,讨论其岩石成因及形成的构造环境。研究表明,大爽组底部火山岩年龄为155.2±1.4 Ma(MSWD=0.83),显示浙东地区晚中生代火山岩的形成时代并不限于白垩纪,火山喷发至少于晚侏罗世就已经开始;岩石总体属高钾钙碱性系列,少量属钾玄岩系列;基性岩石、中性岩石与中酸性(酸性)岩之间不具有同源演化关系,基性岩石来源于富集地幔,并受到了不同程度的地壳混染,中性岩石可能来源于先存于下地壳深部的新元古代岛弧岩石,中酸性(酸性)岩石来源于地壳,中酸性岩浆与酸性岩浆之间存在演化关系;岩石总体形成于地壳幕式减薄环境,而其弧岩浆岩特征主要反映源岩属性。     

山西临县紫金山岩体地球化学、矿物学特征及岩体成因

在岩相学和岩石地球化学研究的基础上,结合对主要造岩矿物辉石、长石和霞石的电子探针研究,揭示山西临县紫金山岩体成因。研究表明,紫金山岩体为一套富钾碱性-过碱性岩石。根据各期岩石中矿物组合,可将紫金山杂岩体7期岩石分为两种岩石系列：经典碱性岩浆系列和非经典碱性岩浆系列。经典碱性岩浆系列中均出现似长石(霞石或白榴石)和钾长石,而不出现斜长石,除第三期霓霞钛辉岩外均含霓辉石(钠质辉石);非经典碱性岩浆系列岩石中均出现透辉石(钙质辉石),而不出现似长石,部分期次岩石中出现斜长石。结合两个岩浆系列中全岩Sr-Nd同位素数据及区域地质资料,推测紫金山岩体成因为：吕梁地区中生代软流圈地幔的上涌及扰动促使来自软流圈、岩石圈地幔和下地壳物质部分熔融产生的岩浆发生多次不同比例的混合,所形成的各期混合岩浆分批上侵依次定位在地壳浅部环境形成7期岩石。因各期岩浆源区中所含壳源物质比例不同,故它们可分为具有不同矿物组合的两个岩石系列。     

甘肃北山柳园地区花岗岩类的年代学、地球化学特征及构造意义

北山柳园地区分布大量的花岗岩类岩石,岩石类型有花岗闪长岩、二长花岗岩、钾长花岗岩和斑状花岗岩。锆石SHRIMP U—Pb 定年分析结果为:花岗闪长岩的侵位年代为423±8Ma 辉铜山以东(HT-)钾长花岗岩和二长花岗岩的侵位分别为436±9Ma 和397±7Ma。该区花岗质岩石都具有大离子亲石元素和轻稀土元素相对富集,K、Ni、Ta、P 和 Ti 负异常的特征,属于准铝质到过铝质的高 K 花岗岩。花岗闪长岩无 Sr 和 Eu负异常的特征,ε_(Nd)(t)=-2.5～-0.8,其岩浆源于岩石圈地幔或是软流圈与岩石圈地幔相混合的岩浆熔融,并受到了含有火山弧组分的年轻地壳的混染。钾长花岗岩和二长花岗岩具有 Sr 和 Eu 负异常的特征,ε_(Nd)(t)值分别为 1.4、-4.0～-2.0和-2.7～-0.3。HT-钾长花岗岩岩浆主要源于由于岩石圈地幔岩浆作用而导致上覆年轻地壳物质的部分熔融;花牛山附近(HN-)钾长花岗岩岩浆主要源于软流圈地幔部分熔融,可能受到了部分年轻地壳物质的混染;二长花岗岩岩浆主要源于年轻地壳的部分熔融。柳园地区4类花岗岩类岩石都是后碰撞构造背景下的岩浆产物,岩浆形成可能与俯冲板片断离有关。     

铜陵矿集区燕山期中酸性侵入岩地球化学特征及其地质意义

铜陵矿集区燕山期中酸性侵入岩由橄榄玄粗质系列和高钾钙碱性系列岩石组成,两者的岩石化学和地球化学特征存在差异,相互间不存在岩浆分异演化关系.稀土和微量元素以及O、Pb、Sr、Nd同位素研究表明,高钾钙碱性系列侵入岩的原始岩浆以下地壳深变质岩部分熔融岩浆为主,在有幔源玄武质岩浆注入的情况下先于橄榄玄粗质系列岩浆侵位形成;起源于富集地幔的碱性玄武岩与有限的地壳物质发生同化混染并通过结晶分异作用(AFC)形成了橄榄玄粗质系列侵入岩.下地壳或岩石圈地幔拆沉继而环流热幔上涌是本区侵入岩形成的直接起因;同时,侵入岩浆的强烈活动也是本区构造环境由挤压向伸展转换的标志.     

大洋岩石圈拆沉与大陆下地壳拆沉：不同的机制及意义——兼评“下地壳＋岩石圈地幔拆沉模式”

拆沉作用(delamination)是地球科学中一个重要的科学问题。本文认为,大洋岩石圈拆沉和大陆下地壳拆沉是不一样的:(1)拆沉的物质不同。大洋岩石圈拆沉的物质包括大洋地壳、岩石圈地幔甚至一部分软流圈地幔,它们共同进入地幔深部;而大陆下地壳拆沉仅仅限制在下地壳,不包括岩石圈地幔。(2)拆沉的动力不同。大洋岩石圈拆沉是由板块俯冲引起的,是地幔对流的产物,因此是一种快速的主动的拆沉;而下地壳拆沉是由于下地壳加厚使下地壳密度增加引起的,还要求其下刚性的岩石圈地幔转变成塑性的软流圈地幔才有可能发生。因此下地壳拆沉要克服许多阻力才能实现,使拆沉成为一个漫长的过程,是慢速的和被动的拆沉。(3)拆沉的过程不同。大洋岩石圈拆沉是由板块俯冲触发的,俯冲导致碰撞,大洋岩石圈从根部断裂,拆沉进入地幔。大陆下地壳拆沉由地壳加厚开始,使下地壳转变为榴辉岩相;随后,岩石圈地幔减薄,直至全部转化为软流圈地幔;下地壳发生部分熔融,形成大规模的(埃达克质)岩浆,使下地壳榴辉岩的密度大于下伏的地幔,从而引发拆沉。大陆下地壳拆沉不大可能是整体进行的,可能是一块一块地被蚕食、被拆沉的。(4)拆沉后的效应不同。大洋岩石圈地幔拆沉,使热的软流圈地幔上涌,从而引发了一系列地质效应:如岩浆活动、地壳抬升、构造松弛以及随后的造山带垮塌等。而下地壳拆沉只引起地壳减薄,高原和山脉垮塌,并不伴有大规模的岩浆活动和地壳抬升等过程。(5)拆沉与岩浆活动的关系不同。主动拆沉导致大规模岩浆活动,而被动拆沉是在大规模岩浆活动的基础上开始的。此外,文中还对"下地壳 岩石圈地幔拆沉"模式提出了质疑,认为该模式有许多难以理解的问题和太多推测的成分,而且与现在保存的地质事实不符。     

华北克拉通东部古太平洋板块俯冲与回撤作用:来自辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石的记录与启示

目前对于华北克拉通东部晚中生代花岗质岩石的成因仍存在地幔柱、加厚/拆沉下地壳部分熔融、俯冲板片脱水导致地壳熔融等不同认识。辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石主要由二长花岗岩、石英闪长岩、花岗斑岩和石英正长岩组成,岩浆成因锆石U-Pb同位素定年结果显示岩浆活动主要发生于晚侏罗世(156Ma)、早白垩世早期(139Ma)、早白垩世中期(130～125Ma)。岩石地球化学测试分析结果显示岩石属于高钾钙碱性系列且具有富集K、Pb等大离子亲石元素而相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素等活动陆缘岩浆岩特点,表明辽西地区晚中生代岩浆活动的发生与俯冲作用有关。晚侏罗世-早白垩世早期(156～139Ma)花岗质岩石地球化学特征与I型花岗岩类似,同时具有富集的Hf同位素组成(εHf(t)=-22.70～-18.66)和古老的Hf同位素二阶段模式年龄(tDM2=2387～2767Ma),其初始岩浆可能来源于古老中上地壳的部分熔融;形成于130Ma的花岗质岩石同样具有与I型花岗岩相类似的岩石地球化学特征,但其Hf同位素组成突变为亏损(εHf(t)=+3.64～+6.22、tDM1=537～969Ma),其初始岩浆起源于新元古代新生地壳物质的部分熔融并混入少量亏损地幔物质组分;形成于125Ma的花岗质岩石为碱性A型花岗岩,岩石地球化学特征与其他岩石有所不同,具有负的εHf(t)值(-17.30～-11.56)和相对古老的Hf同位素二阶段年龄(tDM2=1917～2278Ma),初始岩浆可能起源于较为古老的中下地壳部分熔融并有幔源物质的参与。华北克拉通东部形成于160～139Ma的花岗质岩石具有I型、高钾钙碱性、与埃达克质岩石类似的高Sr/Y、低Y含量特征和富集的Hf同位素组成,而形成于130～120Ma的花岗质岩石具有A型、碱性、与典型岛弧岩浆岩类似的岩石地球化学特征和相对亏损的Hf同位素组成,同时晚中生代岩浆活动具有向洋年轻化的特点,表明华北克拉通东部156～139Ma期间可能受到古太平洋板块的持续俯冲作用,而139～130Ma古太平洋俯冲板片开始回撤,130～125Ma进入古太平洋俯冲板片持续回撤导致的强烈区域伸展作用阶段。古太平洋俯冲板片脱水交代岩石圈地幔并形成幔源岩浆,幔源岩浆不断底侵作用于古老/新生地壳使其发生部分熔融为花岗质岩石提供岩浆来源。     

云南金宝山铂钯矿Sr-Nd-Os同位素组成:岩浆成因及演化分析

金宝山铂钯矿是峨眉山大火成岩省具有典型意义的岩浆Ni-Cu-PGE矿床,成矿岩体岩矿石Rb-Sr,Sm-Nd,Re-Os同位素特征表明:成矿岩浆为地幔柱成因并受到岩石圈地幔和地壳混染作用的影响。εNd(260 Ma)=-1.78~+0.81,介于地幔柱与岩石圈地幔之间但明显靠近地幔柱的同位素组成。γOs(260 Ma)=20~60,高于任何端元类型的地幔储集库,体现地壳混染作用的效果。模式分析认为,成矿岩浆形成演化过程中大约有10%的岩石圈地幔熔体混合并受到5%左右的下地壳混染。     

论岩浆岩风化期长短的地球化学

一.岩浆岩风化的能量概念岩浆岩活动的最后结果,在地壳深浅不同部位结晶成火成岩。这些岩石一旦暴露在地表(岩浆直接喷发地表或侵入在地壳不同深度的侵入岩受地壳运动暴露于地表),就遭受内、外动力地质的联合因子(物理、化学、生物化学等)的风化和侵蚀作用。     

北京西山沿河城东岭台组火山岩成因及其地质意义

北京西山沿河城东岭台组火山岩由底部(第1岩性段)玄武粗安岩、下部(第2岩性段)酸性火山碎屑岩和上部(第3、4岩性段)粗面岩、流纹岩组成。根据地球化学特征,东岭台组下部第1岩性段玄武粗安岩属于碱性系列,具有Coombs成分变异趋势,上部的中、酸性岩属于高钾钙碱性;东岭台组火山岩整体具有从碱质富集的基性岩向硅饱和的中酸性岩变化的跨越式成分变异趋势。东岭台组中—基性岩是富集Ba、Sr、LREE和K的幔源原始玄武质岩浆在中等压力条件下分离结晶的产物,岩石在成岩过程中受到了下地壳物质的混染。东岭台组上部第3、4岩性段的粗面岩或英安岩依据地球化学特征分为3大类——富铝钾质粗面岩、富铝钠质粗面岩或英安岩与贫铝粗面岩或英安岩。富铝钾质粗面岩是玄武质岩浆与中地壳岩石发生熔融反应的产物;富铝钠质粗面岩或英安岩是内侵的基性岩含水熔融的产物;贫铝粗面岩或英安岩有可能由中—基性岩分异而来,成岩过程中受到围岩混染。东岭台组下部第2岩性段的酸性火山岩形成于下地壳低钾岩石在高氧逸度条件下的低程度部分熔融。东岭台组上部第3、4岩性段的酸性火山岩中的低硅端元是基性岩浆与中地壳岩石发生熔融反应的产物;高硅端元由低硅酸性火山岩分离结晶演化而来。燕山早白垩世早、中期大规模高钾钙碱性岩浆活动很可能是幔源岩浆与陆壳发生熔融反应的产物。东岭台组火山岩是早白垩世中期地壳被内侵玄武质岩浆加热,进而导致地温梯度增高的直观表征;地壳深部温度升高和部分熔融直接促使地壳发生侧向韧性流动,致使早白垩世时期的燕山地区由山地演变为高原。     

拉萨地块北缘早白垩世晚期地壳生长:来自改则亚多～106Ma侵入岩的证据

北部拉萨地块晚中生代的地壳生长时间和机制存在争论。本文报道了北部拉萨地块的改则亚多侵入体的年代学、地球化学资料。改则亚多侵入体形成于早白垩世晚期(~106 Ma),其岩石类型包括二长闪长岩、闪长岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩。岩石属于钙碱性系列岩石,显示轻稀土富集,Nb和重稀土亏损,其中花岗闪长斑岩、花岗斑岩显示了埃达克质岩的地球化学特征。主体岩石样品具有一致的εNd(t)(2.65~1.42)和(~(87)Sr/~(86)Sr)i(0.7045~0.7049)。二长闪长岩、闪长岩由俯冲流体交代的地幔橄榄岩熔融产生的玄武质岩浆经过地壳混染和分离结晶作用形成。花岗闪长斑岩、花岗斑岩由增厚的新底侵玄武质下地壳熔融形成。早白垩世晚期(118~105 Ma),俯冲的班公湖–怒江特提斯洋岩石圈板片后撤过程中,诱发软流圈上涌,导致其上覆地幔熔融或其自身发生减压熔融,来自亏损地幔的岛弧岩浆连续底侵加入到北部拉萨地块的地壳或喷出地表,导致了该区在晚中生代的地壳生长。     

变质核杂岩与岩浆作用成因关系综述

对岩浆与伸展作用的关系、伸展作用中岩浆的成因和需加强的工作进行了讨论,并重点论述了变质核杂岩形成机制与侵入作用的关系。在造山带重力势能差和深部作用等各种因素导致的拉伸应力场作用下,岩石圈地幔和地壳通过减压或深部热活动发生部分熔融而形成岩浆,岩浆的上涌强化了地壳伸展,对地壳的弱化作用触发伸展构造的发生。岩浆作用是变质核杂岩形成的主导因素之一,其主要包括对地壳的加热、弱化导致拆离断层的形成及由其浮力和密度产生不均一隆升而形成穹隆。     

晶粥储存、侵入体累积组装与花岗岩成因

花岗质岩浆在地壳内的储存、迁移和分异,是导致大陆地壳生长演化的基本过程.有关地壳岩浆冷储存的新发现,挑战了数十年来深部存在以熔融体为主要组成的大岩浆房的观点.对活火山区的地球物理探测、岩石矿物学研究以及热历史模拟都一致证明,岩浆储库中的物质以晶粥为主,它们长时间处于固相线下的温度条件,属于冷储存状态.今天出露地表的大型侵入岩体,是古岩浆储库的代表,它们大都是在数百万年甚至更长的时间跨度内,多幕式的岩浆输运、累积侵位和多次添加组装而成的.侵入体的累积组装,可以通过岩石单元间接触关系的观察、岩石和矿物成分的不均一性研究以及侵入体内大的结晶时间跨度来证明.地壳浅部大型侵入体的形成,大体积的火山喷发,都要求存在穿地壳的岩浆通道系统,该系统中岩浆主要以岩墙形式将不同深度的岩浆储库串联起来,并通过无数岩床的堆垛而形成巨大的岩株或岩基等侵入体.高分异花岗岩和高硅流纹岩的存在,尤其是火山的超级喷发现象,要求岩浆储库的晶粥体发生活化和分异,而晶粥的解体往往是由于从下部侵入的新岩浆注入了额外的热和流体.保留在岩石中的晶体种群蕴含了侵入体累积组装、晶粥活化和岩浆分异的线索.尤其是再循环晶可以提供岩浆通道系统结构和演变的新信息.未来,在花岗岩成因研究中,重点要从晶粥活化与岩浆分异演化过程、岩浆上升和组装机制、火山岩与侵入岩的成因联系等方面入手,开展岩浆通道系统的跨学科研究,构建花岗岩岩浆过程研究的新范式,深入认识大陆地壳的生长和演化机理.      

福建紫金山地区岩浆演化序列初探:锆石SIMS U-Pb年龄及Hf、O同位素证据

通过对福建紫金山地区不同岩石样品中岩浆锆石的SIMS U-Pb年龄和Hf、O同位素研究,对该地区岩浆序列以及源区组成、壳幔相互作用等进行初步探讨。结果显示,岩石样品中岩浆锆石的年龄(151~1514 Ma)较为分散,包含了从中元古代、震旦纪、早古生代晚期、晚三叠世到晚侏罗世的5个不同岩浆侵入时期。锆石的二阶段Hf亏损地幔模式年龄(t_(DM2)值)主要分布在古元古代,ε_(Hf)(t)数据也显示主要沿基性地壳演化线分布,指示古元古代时期的新生基性地壳可能是研究区中元古代直至晚侏罗世侵入岩形成的主要源区。锆石δ~(18)O及ε_(Hf)(t)值显示中元古代及震旦纪岩浆作用是幔源岩浆与古元古代基性地壳共同作用的结果;早古生代晚期和晚三叠世岩浆作用以壳源为主;至晚侏罗世,亏损地幔物质对岩浆作用的影响增加。     

锆石微量元素及其揭示的深部过程

近十年来对锆石研究已从早期的U-Pb放射性同位素定年和锆石同位素分析,发展到大量研究锆石的微量元素。锆石微量元素不仅可以作为锆石Ti温度计估算岩浆温度,也可以用来识别锆石及其母岩的岩石类型和成因,区分岩浆熔体或者流体控制的岩浆作用、变质作用、成矿作用等深部作用过程。文中在归纳总结岩浆锆石、变质锆石、热液锆石、碎屑锆石等不同类型锆石的微量元素成分基础上,以青藏高原碰撞后超钾质岩石中产出的锆石为例,系统介绍了超钾质岩石中各类锆石的结构、年龄和微量元素特征,并应用于解释超钾质岩石成因、岩浆源区成分、岩浆演化和上部地壳物质的混染、下地壳加厚和高原隆升之间的关系。     

Adakitic火成岩对大陆地壳增厚过程的指示:以青藏北部火山岩为例

Adakitic火成岩可以通过几种不同的岩浆作用方式产生,其中下地壳镁铁质岩石的直接部分熔融和拆沉下地壳的部分熔融可能是两种重要的adakitic火成岩形成方式。在一个大陆厚地壳背景,adakitic火成岩的产生指示了它们的岩浆源区位于大于40 km的下地壳之中,因此,暗示该大陆地壳的最小厚度超过40 km。青藏高原腹地的羌塘地区分布有40 Ma左右的“低镁”和“高镁”adakitic安山岩-英安岩-流纹岩,它们应分别是青藏高原厚大陆地壳下部镁铁质岩石直接部分熔融和拆沉的下地壳脱水熔融的产物。这套adakitic火山岩的厘定指示出在40 Ma左右时,青藏羌塘地区或更大范围的大陆地壳已经加厚到超过40 km,其地表在当时或稍后可能已经开始了隆升。     

华北东部岩石圈减薄中的下地壳过程：岩浆底侵、置换与拆沉作用

最近研究表明，华北中生代岩石圈减薄不仅是岩石囤地幔减薄，而且下地壳也发生了一定程度的减薄和置换。本文强调下地壳过程，如岩浆底侵、置换和拆沉作用是理解岩石囤减薄机制的关键因素之一。火山岩及其捕虏体的信息似乎支持在华北东部南、北缘存在局部造山带型的下地壳与岩石囤的拆沉作用。但是华北东部整体上的减薄机制难以用造山带的拆沉模式来解释。华北东部克拉通内部的火山岩中的下地壳捕虏体有两类，一类是经历了麻粒岩相变质的底侵辉长岩和辉石岩以及榴辉岩相变质的石榴辉石岩，形成时代约在140～120Ma；另一类是经过了中生代变质叠加的前寒武纪麻粒岩。中生代华北东部曾发生过大规模的岩浆底侵作用，现今的下地壳很可能已大部分不是前寒武纪的下地壳，它们由中生代变质的辉长岩、镁铁质岩石以及经历了很强烈改造的前寒武纪下地壳麻粒岩组成。此外，在华北东部普遍存在着化学成分类似于“埃达克岩”的中生代高锶花岗岩类岩石，它们的形成与岩浆底侵作用和镁铁质下地壳的部分熔融有关，其熔融残留应是榴辉岩或石榴角闪岩。尽管如此，要通过下地壳部分熔融形成一个厚的密度很大的榴辉岩层，由它的重力不均衡来带动80～120公里厚的岩石圈地幔一起拆沉进入软流圈的机制很难发生在华北克拉通内部。岩浆底侵和置换作用是下地壳过程非常重要的形式，与岩石圈的减薄具有密切联系，其具体机制尚不完善。     

胶东青山群基性火山岩的Ar-Ar年代学和地球化学特征: 对华北克拉通破坏过程的启示

青山群火山岩是华北克拉通破坏期间最具代表性的地幔或地壳熔融产物,记录了华北深部地质演化的重要信息。本文对胶东青山群基性火山岩进行了40Ar/39Ar定年和岩石地球化学分析,结合前人报道的胶东青山群酸性火山岩资料,发现:(1)基性火山岩喷发年龄为122～113Ma,早于青山群酸性火山岩(110～98Ma);(2)基性和酸性火山岩显示了不同的元素和同位素地球化学特征。岩石成因分析表明,基性火山岩为交代富集地幔部分熔融作用的产物,而酸性火山岩为古老下地壳和中生代底侵岩浆的熔融产物(Ling et al.,2009)。因此,胶东地区青山群火山岩记录了岩浆熔融源区从地幔向下地壳的转变。这与长时间尺度的岩石圈减薄过程中热能由地幔向地壳传递过程相吻合,而不同于地壳拆沉作用所预测的岩浆演化趋势。