西南极利文斯顿岛火山岩地质

本文综合近年研究中新获得的资料和证据，对利文斯顿岛火山岩的地质特征和火山作用特点作了综合性的介绍。百耳斯建造是该岛最老的火山岩地层，由晚侏罗世至早白垩世生成的玄武岩、玄武安山岩质熔岩和火山碎屑岩、集块岩以及泥岩、页岩等组成，分布在岛西部的百耳斯半岛。中白垩世的鲍勒斯山组主要出露在岛的中部，是由安山岩质熔岩和火山碎屑岩夹层组成的一套蚀变火山岩系。汉那角剖面的火山碎屑岩和熔岩及史莱夫角的橄榄玄武岩均具有中白垩世的年龄。晚白垩世火山活动的产物以粗玄岩为代表，集中出露在西多斯角一带。伴随着火山活动，始新世英云闪长岩侵入白垩系火山岩地层。更新世至现代则有依诺特角组橄榄玄武岩在岛的东北部产出。上述火山活动随时间演进而自北西向南东不断迁移的特点，与整个南设得兰群岛火山作用的发展趋势相符。岩石化学和地球化学资料表明，百耳斯半岛熔岩、史莱夫角的橄榄玄武岩和西多斯角的粗玄岩等白垩纪火山岩基本属于钙碱性岩系并且具有低钾低镁的特点。早第三纪的英云闪长岩继承了橄榄玄武岩和粗玄岩的成分特点，同是南设得兰群岛岩浆弧中生代－新生代火山作用的产物，在钙碱性岩系岩浆演化的晚期生成。而鲍勒斯山组的熔岩和汉那角的熔岩表现出岩相学和岩石化学性质上的     

西南极利文斯顿岛火山岩地质

本文综合近年研究中新获得的资料和证据，对利文斯顿岛火山岩的地质牲和火山综合性的介绍。百耳斯建造是该岛最老的火山岩地层，由晚侏罗世至早白垩世生成的玄武岩、玄武安山岩质熔岩和火山碎屑岩，集块岩以及泥岩，页岩等组成，分布在岛西部的百耳斯半岛。中白垩世的鲍勒斯山组主要出露在岛的中部，则由安山岩质熔岩和火山碎屑岩支组成的一套蚀普火山岩系。     

西南极利文斯顿岛汉那角火山岩地质及火山活动

本文以野外地质资料为基础，并结合岩相学特征，论述了西南极南设得兰群岛利文斯顿岛汉那角（ＨａｎｎａｈＰｏｉｎｔ）火山岩地层及岩石的基本特征，初步讨论了该地火山活动过程。该地互层状产出的火山角砾岩和熔岩，为南极半岛火山岩组的一部分。剖面上出露的三个火山岩地层旋回分别是三期火山作用的产物。第一、二旋回岩层产状的变化记录了火山作用过程中的一次活动间歇。第一旋回的英安岩和含有流纹岩质熔岩夹层的凝灰角砾岩仅为第一期火山活动末的产物；第二旋回为三次较强喷发活动的产物，从安山岩质火山碎屑岩为主，经玄武岩－安山岩质熔岩为主，过渡为含有安山岩或流纹岩质熔浆团的火山角砾岩。第三期火山活动可能更强烈，大面积分布的厚层玄武质熔岩无论从产状上还是在岩石学特征方面都有别于其他旋回。火山岩地层总体产状稳定，平缓地倾向北西，表明该区未受到过明显的构造影响，火山活动中心可能有逐步向北西迁移的趋势，与南设得兰群岛岩浆弧演变趋势一致。次火山岩主要为玄武岩质小岩墙，集中在第二旋回底部。第一、二旋回接触界线两侧凝灰角砾岩表现较强的沸石化。这些现象说明该接触面附近为一薄弱带，侵入活动和蚀变均较易发生。     

西南极利文斯顿岛中部中—新生代火山岩的岩相学和矿物学特征

出露在利文斯顿岛中部的中－晚白垩世火山碎屑为多源的角砾凝灰岩－角砾岩和集块碎屑岩，成分以安山质为主。橄榄率武岩主要在史莱夫角出露，为全晶质斑状构造，主要出露在中利文斯顿和汉那角的安山岩、玄武安山岩多具细晶微斑构造。更新世至现代的火山岩为全晶质斑状的橄榄玄武岩和火山矿屑岩。     

西南极利文斯顿岛中部中生代－新生代火山岩岩石化学研究

出露在利文斯顿岛中部的白垩纪火山岩为玄武岩－玄武安山岩－安山岩－英安岩组合，基本属于钙碱性系列，但具有低钾拉斑玄武岩的某些特点。岩石富集Ｒｂ、Ｔｈ、Ｂａ，轻度亏损Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｂ，较强亏损Ｃｒ和Ｎｉ，而且随着岩浆从基性向酸性成分的演化，富集（或亏损）程度加大。岩石的轻稀土元素中度富集，岩石的（Ｃｅ／Ｙｂ）ＣＮ比值较低。白垩纪火山岩形成在一个造山环境，是南设得兰岩浆弧的一部分。然而，在利文斯顿岛不同地区出露的岩石其化学性质有所区别，因此认为它们可能源于不同的岩浆体系。在晚古生代至早中生代，利文斯顿岛中部处于一个独特的浊积扇的构造环境。主要产在利文斯顿岛中部和汉那角的鲍勒斯山组火山岩与其它地点的中生代火山岩相比，无论岩相学特征还是岩石化学性质均有所不同。因此认为它们的产生同时受到太平洋板块的俯冲作用和该地构造位置所控制。史莱夫角的橄榄玄武岩成分中碱高硅低，并且通常表现出高铝的特点，这些性质与百耳斯半岛的玄武岩极为相似。区域上火山活动不断发展，活动中心逐渐向北东迁移，导致粗玄岩岩颈和岩席生成，最后是英云闪长岩的侵入。更新世至现代的依诺特角组橄榄玄武岩以化学成分中的低硅高碱含量区别于中生代火山岩。岩石的高Ｍ值     

西南极利文斯顿岛中部中－新生代火山岩的岩相学和矿物学特征

出露在利文斯顿岛中部的中－晚白垩世火山碎屑岩为多源的角砾凝灰岩、角砾岩和集块碎屑岩，成分以安山质为主。橄榄玄武岩主要在史莱夫角出露，为全晶质斑状构造；主要出露在中利文斯顿和汉那角的安山岩、玄武安山岩多具细晶微斑构造。更新世至现代的火山岩为全晶质斑状的橄榄玄武岩和火山碎屑岩。熔岩的基本矿物组合大致相似，均为斜长石＋辉石（＋橄榄石）＋铁的氧化物，但矿物的含量比例因岩性不同而有所区别。岩石中的斜长石斑晶多具正环带；随着岩石ＳｉＯ２含量的增加，斜长石中Ｏｒ和Ａｂ组分增加而Ａｎ含量下降，斑晶边缘成分一般与基质里长石的成分相近。安山岩和玄武安山岩含有中长石－拉长石斑晶，玄武岩主要含拉长石斑晶，但橄榄玄武岩和粗玄岩中斜长石斑晶的核部为富钙的倍长石。更新世－现代的橄榄玄武岩，其所含斜长石斑晶和基质长石亦比较富钙。玄武安山岩中的辉石多为普通辉石，橄榄玄武岩和玄武岩中含有透辉石斑晶。辉石的Ｔｉ含量低，这是钙碱性火山岩的共同特点。史莱夫角的橄榄玄武岩含有贵橄榄石斑晶。粗玄岩中橄榄石成分与史莱夫角基质橄榄石成分相近。更新世至现代的橄榄玄武岩中既有正常结晶的橄榄石斑晶，还见到高Ｆｏ组分的深源捕掳晶。上述玄武岩中矿物组合的基本特征证明     

西南极利文斯顿岛火山岩多种成因过程的地球化学证据

利文斯顿岛火山岩是南极南设得兰岩浆弧的一部分。对岩石的Ｓｒ、Ｎｄ、Ｐｂ同位素组成以及８７Ｓｒ／８６Ｓｒ与１／Ｓｒ、Ｒｂ、Ｋ和ＳｉＯ２关系的研究表明,利文斯顿岛火山岩具有不同的源区特征。百耳斯半岛和史莱夫角的火山岩、西多斯角的粗玄岩和第三纪的英云闪长岩显示出同成因的特点,和依诺特角第四纪橄榄玄武岩一样,它们均具有原生地幔的同位素组分,源区岩浆可能直接来自上地幔。汉那角和中利文斯顿岛火山岩岩浆则受到地壳成分的混染。不相容元素对Ｌａ／Ｓｍ－Ｌａ和Ｃｅ／Ｙｂ－Ｃｅ的研究进一步显示出,上述不同产地的岩石分别为不同源岩浆不同程度部分熔融的产物。结合岩相学和岩石化学特征的研究,提出百耳斯半岛和史莱夫角的火山岩以及西多斯角的粗玄岩是上地幔发生部分熔融所生成的玄武岩岩浆从深部岩浆囊沿构造薄弱带直接喷出形成的。古生代基底岩系的存在对中利文斯顿岛和汉那角火山岩的成因过程有重要的影响,即来自深部岩浆囊的原始岩浆在上地壳中的浅部岩浆囊受到了壳源物质混染。更新世－现代火山岩的源区岩浆直接自上地幔部分熔融生成,火山作用与晚新生代时该区的拉张构造有关。     

西南极利文斯顿岛百耳斯半岛火山岩的同位素年龄

以Ｋ－Ａｒ稀释法和４０Ａｒ／３９Ａｒ阶段加热法对利文斯顿岛百尔斯半岛的熔岩和次火山岩测定了同位素年龄。新的年龄数据表明,该区火山活动在晚侏罗纪末即已开始,一直持续到晚白垩世,存在着三期火山活动的产物。侏罗纪末～早白垩世初的火山活动除有熔岩（１４６Ｍａ,１３７Ｍａ）喷出外,还发育有辉长岩侵入体（１３５Ｍａ）和辉绿岩岩墙（１２９Ｍａ）等次火山岩。安山岩（１１４Ｍａ）和石英斑岩（９４Ｍａ）则是早白垩世火山活动的结果。半岛东部具沉积夹层的玄武岩（７１Ｍａ）是区域上晚白垩世～早第三纪火山活动的代表。     

南设得兰群岛利文斯顿岛鲍勒斯山组火山岩的~(40)Ar/~(39)Ar年龄及地质意义

采用４０Ａｒ／３９Ａｒ法和激光微区等时线方法，对南极南设得兰群岛利文斯顿岛东部产出的鲍勒斯山组火山岩重新进行了年龄测定。结果表明，４５Ｄ安山质熔岩和２６２玄武安山质熔岩的等时年龄分别为（１０５．６２±２．１１）Ｍａ和（１１１．４８±２．２３）Ｍａ，其４０Ａｒ／３９Ａｒ初始比与尼尔值相当，岩石中不含过剩氩，表明等时年龄代表岩石真正的形成年龄。脉状产出的Ａ９３５２细晶岩的４０Ａｒ／３９Ａｒ坪年龄为（９６．７±１．６）Ｍａ，计算得到等时年龄为９６．６Ｍａ，晚于熔岩喷发而形成。新的年龄数据证实了鲍勒斯山组火山岩形成于白垩纪。白垩纪火山活动曾影响了整个利文斯顿岛，在赫德半岛出露的鲍勒斯山组火山岩曾被较年轻火山岩所覆盖，构造抬升使其出露。     

南极乔治王岛始新统化石山组沉积火山碎屑岩特征

南极乔治王岛化石山剖面的化石山组主要由沉积火山碎屑岩（包括沉火山角砾岩和沉凝灰岩）组成，上部夹正常沉积岩和两层薄煤层，形成从粗到细的两个沉积旋回。第１旋回的沉火山角砾岩和沉凝灰岩由不同粒级的火山岩岩屑、斜长石晶屑和细火山尘基质组成，火山碎屑物质含量在９０％以上，沉积特征显示从火山碎屑流（？）到低密度流的快速堆积性质。其中第１、２层沉凝灰岩受强烈的沸石化（浊沸石和方沸石）作用，而泥级沉凝灰岩夹层的细火山尘物质多已变成绿泥石－蒙脱石规则混层矿物；因为这种混层矿物也常常被沸石化，故其形成应在沸石化作用之前。Ｘ－衍射分析显示较多钠长石的存在。钠长石和方沸石的钠可能来自中长石被浊沸石化后释放出的Ｎａ＋。第２旋回由沉火山角砾岩、沉凝灰岩夹岩屑长石杂砂岩和薄煤层组成，显示正常沉积物经常被携入沉积盆地。第３、４层的泥级沉凝灰岩以显著的蒙皂石化为特征，沸石化作用不发育；其中的斜长石主要是中长石和（或）拉长石。化石山组泥级沉凝灰岩的微量元素组分及含量与下伏玛瑙滩组顶部安山岩的相当，但第２～３层间有某些元素迁移和富集，这可能与层间热水溶液的活动有关。Ｂ含量特别低（＜１×１０－６），不仅指示背景值低，而且也说明沉积环境与海水没有关     

西南极乔治王岛北海岸火山岩的~（40）Ar／~（39）Ar和K-Ar年龄测定

本文采用４０Ａｒ／３９Ａｒ、Ｋ－Ａｒ和激光微区等时线方法，对乔治王岛北海岸的火山岩进行了系统的年龄测定。实验结果表明，该区的火山活动从晚白垩世延续到始新世末期，主要喷发时代为始新世。岩石的年龄由南西向北东依次变新，表明乔治王岛的火山活动中心在不断迁移，与整个南设得兰群岛火山岩的时、空分布规律相符。侵入岩比火山岩生成晚而岩石化学成分更偏酸性，说明侵入岩可能是火山岩同源岩浆分异演化的产物。这批高质量数据的获得，将为区域火山岩地层时代的厘定和构造岩浆演化过程的研究提供有力的依据。     

西南极乔治王岛长城站地区第三纪火山岩地质、岩石学特征及岩浆的生成演化

本文根据四次南极考察所取资料,对西南极乔治王岛菲尔德斯半岛长城站地区第三纪火山岩进行了全面和系统的总结,在火山岩地层的划分、岩相学和矿物学特点、岩浆的生成演化等问题上提出了新的认识。 长城站所在的菲尔德斯半岛出露有一套层状的熔岩、火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩,是第三纪岛弧火山作用的产物。长城组包括碧玉山段和玛瑙滩段,由熔岩和正常火山碎屑岩组成,同位素年龄测定证明其形成于古新世至始新世。化石组主要形成于渐新世,其下部化石山段的含有植物化石的火山碎屑沉积岩不整合在玛瑙滩段岩层之上,上部的岩块山段以集块熔岩、角砾熔岩为主体,火山活动可能持续到了中新世早期。整个半岛的火山活动有两个高潮,两次较强烈的火山作用之间是较长的喷发间断,造成半岛岩石被风化剥蚀和火山碎屑沉积岩的出现。次火山岩以岩颈、岩墙、岩脉和规模较小的岩株等形式产出,并受到古火山机构和基底断裂的控制,沿着北西西-南东东的方向有规律地分布。从火山喷发中心和火山岩分布特点分析,该区火山活动有从西向东逐渐迁移的趋势。 熔岩以高铝玄武岩和玄武安山岩为主,安山岩、英安岩数量较少。斜长石和普通辉石是最主要的造岩矿物。高铝玄武岩和玄武安山岩中斜长石斑晶的核部往往为倍长石或钙长石,边缘成份与