黑龙江省镜泊火山群

镜泊火山群为密山－敦化－抚顺新生代火山带的组成部分。受同名深断裂的次一级NE向深断裂和EW向断裂控制。于晚更新世喷发，K－Ar同位素测年为0．068Ma。最新的喷发在全新世，为8300年（热发光）和5140年（C^14）。在牡丹江－宁安地区，自新第三纪（火山活动始于15．8Ma前）至第四纪，火山喷发有自东向西迁移现象，岩石圈相对地幔热柱每年向东飘移0．5cm。岩石多数为碧玄岩，少数为碱性橄榄玄武岩。含轻稀土较富。多深源包体。估算岩浆来源深度约50km。有5座复火山锥和1座单火山锥，共11个火山口。熔岩流中熔岩隧道发育。镜泊湖为该火山群晚更新世喷发形成的堰塞湖。作为国家第一批重点风景名胜区，镜泊湖有“八大名景”，近年来其外围又增加“新镜泊八景”。     

东海早第三纪玄武岩的发现及其区域地幔地球化学成因意义

本文首次报道东海陆架拗陷带早第三纪玄武岩的发现及邻区有关玄武岩同位素体系分析结果。初步研究表明东海玄武岩为晚渐新世喷发产物,源自与岩石圈有亲缘关系的富集地幔,EMI-LOMU端元在其源区中起主导作用,其深部很可能具古老大陆基底,这一推论为研究华南地区构造演化提供了新的制约。     

吉林伊通-大屯地区晚中生代-新生代玄武岩的地球化学特征及其意义

吉林伊通-大屯地区有长达80Ma的火山喷发历史,为探讨该区深部地质演化提供了条件。从晚白垩长春大屯火山(92．5±0．5Ma)到伊舒地堑内第三纪伊通火山群(31Ma、9～15Ma),玄武岩碱性逐渐增强,Dy/Yb比值逐渐升高,根据地幔动态熔融模型计算获得的玄武岩最终形成深度由约50km变深至110km。根据岩石圈盖效应推测该区晚白垩纪以来岩石圈厚度逐渐增厚。伊通第三纪碱性玄武岩显示了均一的地球化学组成;类似洋岛玄武岩(OIB)的微量元素分配模式和Nb/U比值,以及低(~(87)Sr/~(86)Sr)_i、正ε_(Nd)(t)同位素特征暗示它主要来源于软流圈。与第三纪碱性玄武岩相比,晚白垩大屯拉斑玄武岩具有相对偏高的Ni、Cr和Sc,高Ba/Th、Rb/Nb、Ba/Nb比值,高(~(87)Sr/~(86)Sr)_i和低(~(143)Nd/~(144)Nd)_i。这些特征可能与软流圈熔体与古老富集地幔之间的相互反应有关。伊通-大屯玄武岩的演化特征反映了岩石圈在板内岩浆作用中所担当的不同角色:第三纪时,岩石圈并没有在物质上直接参与岩浆作用,但岩石圈对上涌软流圈起到了机械阻挡作用;而在晚白垩岩浆作用中,岩石圈的间接和直接作用都得到了体现。     

长白山火山历史上最大火山爆发火山碎屑物层序与分布

长白山火山历史时期规模最大的火山喷发发生在1199~1200年。这次大爆发分为两次普林尼（Plinian）式喷发:第一次（早期）喷发称赤峰期,第二次（晚期）喷发称园池期。赤峰期喷发模式为：普林尼式喷发柱（赤峰空落浮岩层）—火山碎屑流（长白火山碎屑流层）—火山泥流（二道白河火山泥流层）,主要由火山碎屑流诱发火山泥流;园池期火山喷发模式为：普林尼式喷发柱（园池空落浮岩火山灰层）—火山碎屑流（冰场火山碎屑流层）。两次普林尼式喷发空落火山碎屑物总量约120 km³,长白火山碎屑流层总量约8 km³,冰场火山碎屑流层总量约0.5 km³,火山泥流堆积总量约为2 km³。主要论述了这次大爆发的火山喷发碎屑堆积物的层序和分布。     

地幔柱影响大陆板块漂移速率的数值模拟研究——对印度板块晚白垩世快速漂移的启示

本文利用二维地球动力学数值模拟方法研究地幔柱与大陆岩石圈相互作用,着重探讨上覆大陆岩石圈结构、地幔柱规模及二者间的相对位置等参数对上覆大陆漂移速率的影响。模拟结果表明,在地幔柱作用下,大陆是否含厚的岩石圈根对其自身的漂移速率有一定影响;在相同规模地幔柱作用下,大陆的漂移速率随着岩石圈根的增厚而减小。另外,大陆岩石圈越长其漂移速率越小,最终漂移距离越短。且随着地幔柱直径的增加,上覆大陆漂移速率和持续漂移时间都会随之增加。对于含岩石圈根模型而言,岩石圈根位置越靠近地幔柱上涌中心,上覆大陆的漂移速率越大,最终漂移距离越长。而对于不含岩石圈根模型,上覆大陆与地幔柱的相对位置同样影响较大。地幔柱越靠近上覆大陆岩石圈的边缘,其对于大陆漂移的影响越显著。上涌地幔柱对于上覆大陆漂移普遍起到10 cm/a以上的增速作用。模型结果对认识印度大陆在晚白垩世的快速向北漂移提供了重要的动力学约束和地质启示。     

辽宁凌源-三十家子一带义县组火山岩地球化学及构造环境分析

凌源-三十家子一带,晚侏罗—早白垩世时期火山活动强烈,火山岩堆积面积较大,特别是早白垩世义县旋回时火山岩堆积厚度大于666m.玄武岩属碱性玄武岩系列,钾质偏高.岩浆由基性—中性—酸性演化,具多期次喷发特点.火山岩成分主要为中基性亚碱性火山熔岩及碎屑岩.义县组火山岩为活动大陆边缘靠近大陆一侧的火山喷发,具有陆壳加厚的特征.     

三水盆地中渐新世火山记录的新建与南海扩张

三水盆地是南海北部邻区陆域唯一具有新生代火山活动记录的盆地,最晚一期火山喷发时间是38Ma,也是南海北部陆域已知的在南海扩张之前最晚的火山喷发年代。应用K-Ar同位素年代测定方法,首次发现三水盆地存在29.27±1.52Ma的玄武岩和28.25±1.14Ma的流纹岩,构造判别图解指示其产出环境是板内拉张,与盆地之前火山类型一致,为双峰式火山岩,玄武岩具有与洋岛玄武岩相似的地球化学特征,流纹岩具有与A型花岗岩相似的地球化学特征,且玄武岩与流纹岩均与其他地区地幔柱成因火山岩具有相似的地球化学特征。这一代表板内破裂的双峰式火山记录将南海北部陆缘的火山喷发活动从早先已知的古新世—中始新世延续至渐新世中期,众所周知,南海的开裂起始时间约在32Ma,对于南海扩张期间周边陆域是否存在相关联的火山活动及建立南海早期开裂模式具有重要意义。     

渤海—鲁西地区白垩-早第三纪裂谷活动——火山岩的地球化学证据

渤海—鲁西地区的白垩早第三纪火山岩在渤海东部主要沿郯庐断裂带呈北北东向分布,在渤海西部和鲁西地区主要沿北西向断裂带分布。白垩纪火山岩以安山岩类为主,早第三纪以玄武岩类为主,玄武岩浆源于富集型地幔,即富集轻稀土和大离子亲石元素,但明显亏损Yb、Ni和Cr等元素。火山岩的Sr和Nd同位素初始比值结果表明白垩纪的火山岩来源于Ⅱ型富集地幔,而早第三纪火山岩来源于接近原始地幔的略富集型地幔。这可能由于早第三纪岩石圈大规模伸展减薄,致使上地幔深部的亏损型物质上涌参与岩浆活动,与富集型地幔混染的结果。     

长白山火山活动历史、岩浆演化与喷发机制探讨

广义的长白山火山在我国境内包括著名的天池火山、望天鹅火山、图们江火山和龙岗火山,是我国最大的第四纪火山岩分布区。图们江火山和望天鹅火山活动都始于上新世,喷发活动分别介于上新世—中更新世（5.5~0.19 Ma）和上新世—早更新世（4.77 ~2.12 Ma）。天池火山和龙岗火山属于第四纪火山,喷发活动从早更新世（~2 Ma）持续到全新世。图们江火山岩为溢流式喷发的拉斑玄武岩,望天鹅火山、天池火山和龙岗火山母岩浆都是钾质粗面玄武岩,但经历了不同的演化过程。天池火山和望天鹅火山都经历了钾质粗面玄武岩造盾、粗面岩造锥和晚期碱性酸性岩浆（碱流岩和碱性流纹岩）的喷发;龙岗火山来自地幔的钾质粗面玄武岩浆则未经演化和混染直接喷出地表。图们江火山岩以溢流式喷发的拉斑玄武岩为主,少量玄武质粗安岩等。天池火山造盾之后,地壳岩浆房和地幔岩浆房具互动式喷发特点,来自地幔的钾质粗面玄武岩浆一方面在天池火山锥体内外形成诸多小火山渣锥,另一方面持续补给地壳岩浆房发生岩浆分离结晶作用和混合作用,分别导致双峰式火山岩分布特征和触发千年大喷发。火山岩微量元素和Sr-Nd-Pb同位素示踪揭示,长白山东（图们江火山、望天鹅火山和天池火山）、西（龙岗火山）两区显示地幔非均一性,东区岩浆源区具有软流圈地幔与富集岩石圈地幔混合特征,西区岩浆源区具有相对亏损的较原始地幔特征。西太平洋板块俯冲—东北亚大陆弧后引张是长白山火山活动的动力学机制。     

试论峨眉山玄武岩的地球动力学含义

峨眉山大陆溢流玄武岩是中国唯一被国际学术界认可的、地幔柱成因的大火成岩省。峨眉山玄武岩的主相喷发时间约为260Ma,与二叠纪晚瓜德鲁普期生物灭绝事件的时间相当。地球动力学模拟结果显示,地幔柱活动不仅与超静磁带的产生和结束有密切联系,而且地幔柱活动可能引发生物大灭绝。文中讨论了前人对峨眉山玄武岩的来源、成因以及喷发与持续时间等重要研究进展,并基于新的古地磁研究结果,探讨了峨眉山玄武岩与Kiaman负极性超静磁带(KRS)和二叠纪晚瓜德鲁普期生物灭绝事件的联系以及相应的地球动力学含义。     

南海北部及其沿岸中、新生代壳幔相互作用与构造演化——纪念“陆缘扩张带”概念的倡导者陈国达教授

新生代火山岩中的深源捕虏体资料反映,南海北部及其沿岸地区岩石圈地幔的主体由主量元素易熔组分相对饱满的、同位素组成类似MORB-OIB型的、高温型的二辉橄榄岩所组成;但在其顶部残留有古老的岩石圈地幔,它由主量元素易熔组分相对贫瘠的、同位素组成类似EM型的、较低温的方辉橄榄岩组成。在下地壳底部,分布着由晚中生代幔源岩浆分离结晶和堆晶的基性麻粒岩。由此提出了该区中、新生代壳 -幔或岩石圈 -软流圈相互作用与构造演化的简略模式: (1)印支期 -燕山早期为地壳岩石圈厚度增大的华夏型后地台活化造山带环境;(2)燕山晚期岩石圈快速减薄(如拆沉作用),造山带拉伸塌陷,地壳深处并发生广泛的底侵作用; (3)始新世 -渐新世软流圈再次上涌(如地幔柱的影响),岩石圈地幔发生底蚀减薄,地壳也因为下部层的塑性流展和上部层的张裂拉伸而减薄; (4)中新世以来,由于地幔热源在拉伸环境中被释放,壳幔发生冷却,部分软流圈地幔转化为“新生的”岩石圈地幔。研究进一步说明,南海北部陆缘扩张是该区大陆构造演化到大陆活化造山带后期,在深部壳 -幔的相互作用下,岩石圈所发生的垂向减薄和侧向伸展,既不同于弧后扩张,也不是受控于大西洋式的海底扩张。     

火山活动与气候变化研究进展

综述了火山活动对气候影响的研究进展。不同岩浆成分及喷发类型的火山活动对气候的影响不同：中酸性普林尼（Pl inian）式火山喷发主要造成气候变冷和臭氧层破坏，它导致气候变化的时间较短，但空间范围较大；大火成岩省造成气候变化的时空范围及程度均较大，它能够导致地表温度、海平面大幅度变化，最终引起生物灭绝；中小规模玄武质裂隙式喷发主要造成火山盆地内气候较大幅度变化，但对气候影响的持续时间较短，主要气候效应是导致附近地区温度快速下降和形成酸雨。简要阐述了第四纪火山活动的特点。     

东南沿海地区第四纪大陆岩石圈地幔的特征

东南沿海地区新生代玄武岩中的橄榄岩包体来自年轻的大陆岩石圈地幔 ,该岩石圈地幔在岩石学、矿物组成、痕量元素以及Sr Nd同位素组成等各方面具有很大差异。这些差异反映了它们来自不同的地幔过程。南海张开与地幔热柱有关 ,南海扩张后第四纪形成的火山岩携至地表的包体更多保留了地幔热柱的信息。橄榄岩包体的矿物成分与深海橄榄岩类似 ,相对贫Opx而富Ol;在痕量元素上 ,表现为强不相容元素的富集 ,其配分模式类似于其寄主岩 ;Nd同位素强烈亏损 ,显示出比MORB源区更亏损的特征。大陆岩石圈地幔经历了来自地幔深处的贫SiO2 熔体的进一步改造。     

中国岩石圈的基本特征

中国及邻区岩石圈结构构造十分复杂,并具有若干明显的特点:中国大陆地壳西厚东薄、南厚北薄,青藏高原地壳平均厚度为60~65 km,最厚达80 km;东部地区一般为30~35 km,南中国海中央海盆平均只有5 km;中国大陆地壳平均厚度为476 km,大大超过全球地壳392 km的平均厚度。中国大陆及邻区岩石圈亦呈西厚东薄、南厚北薄的变化趋势,青藏高原及西北地区岩石圈平均厚度为165 km,塔里木盆地中东部、帕米尔与昌都地区岩石圈厚度可达180~200 km。大兴安岭-太行山-武陵山以东,包括边缘海为岩石圈减薄区,厚度为50~85 km。西部岩石圈、软流圈“层状结构”明显,反映了板块碰撞汇聚的动力学环境;东部岩石圈、软流圈呈“块状镶嵌结构”,岩石圈薄,软流圈厚,反映了地壳拉张、软流圈物质上涌的特点,并在东亚及西太平洋地区85~250 km深处形成一巨型低速异常体。中国东部上、下地壳及地壳、岩石圈地幔之间普遍存在“上老下新”年龄结构。     

南海热幔柱构造与油气分布

南海处于欧亚、印度—澳大利亚和太平洋—菲律宾海三大板块的夹持地带,区内以NE向深海区-海盆为中心,周围有众多的含油气盆地。南海区具有"北断(裂)、南褶(皱)、东(俯)冲、西(碰)撞"的构造特征。南海及其周缘新生代玄武岩和花岗岩广为分布,故有潜在的大火成岩省之称。其中,火山岩以碱性玄武岩为主,多为OIB型成因,其成岩年龄自南海中心至外围呈由新逐渐变老的趋势。深部地幔流动呈现出涡旋式上涌的特点,上地幔明显具环带状结构,中心部位为上升流,外围为下降流,表现出热幔柱和冷幔柱活动"双模式"对流。从区域S波速度扰动异常来看,在670km间断面,对热流体上涌确有阻挡作用。通过层析成像研究,证实本区存在巨型复蘑菇云状地幔低速体,演化过程和相邻板块活动构成相辅相成关系。由于地幔热流体上涌,促使地壳-岩石圈上隆、熔融、减薄和断陷,形成南海从边缘向中心(海盆)热流温度逐步升高的轨迹,基本控制油气田"外油内气"环形有序分布的格局。     

南海东北部及其邻近地区地壳上地幔P波速度结构

利用中国地震台网和ISC台站记录的P波到时数据,采用球坐标系有限差分地震层析成像方法反演了南海东北部及其邻近地区壳幔三维P波速度结构,并分析了不同地质单元的构造差异及其深部特征。结果表明:南海东北部表现出陆架地区的岩石层特性,属于华南大陆向海区的延伸,岩石层厚度较大,现今不存在大规模的地幔热流活动,推测大陆边缘张裂作用仅限于地壳内部而没有延伸进入上地幔,具有非火山型大陆边缘的深部特点。中央海盆附近上地幔P波速度明显降低,与海盆下方地幔热流活动密切相关。不同的速度异常特征表明:华南大陆暨台湾地区属于欧亚大陆的正常地壳或是与菲律宾海板块相互作用产生的增厚型地壳,冲绳海槽则是弧后扩张产生的减薄型地壳。滨海断裂带作为华南大陆高速异常和南海北部高速异常的分界,代表了一定地质时期华南地块和南海地块的拼合边界。断裂附近的上地幔低速异常揭示了闽粤沿海岩浆作用的深层动力机制。吕宋岛弧、马尼拉海沟、东吕宋海槽的速度异常与其所处的特殊构造位置有密切的关系,清晰地反映出岛弧俯冲带的地壳结构差异;台湾南部至吕宋岛弧的上地幔低速异常揭示了两个重要火山链的深部构造特征,北吕宋海脊下方100 km深度的条带状高速异常有可能代表了俯冲下沉的岩石层板片。     

地幔柱数值模拟研究进展

国外大量的数值模拟研究表明地幔柱由热浮力驱动,流体的黏度对地幔柱的形状和物质组成有着很大的影响,地幔柱可造成岩石圈的熔蚀减薄和地表隆升,数值模拟可以定量地得出地幔柱运动的速度、岩石圈的熔融量和熔融温度等要素,但这些模拟描述的仅是物理过程,缺乏与化学动力学相耦合.国内开发的可对峨眉地幔柱进行数值模拟的软件MantlePlume1.0也存在许多需要进一步研究解决的问题,如峨眉山玄武岩的物质来源、活动中心、喷发时限、喷发规模、岩石圈的隆升程度,以及峨眉地幔柱的温压条件和断裂构造形成机理等.     

初论地幔热柱与铀成矿的关系

中国东南部分布着大面积的中生代中酸性火山岩，是我国重要的火山岩型铀矿产区。铀矿的分布主要受区域性的断裂构造所控制。对于本区的铀成矿机理前人已进行了系统的研究，本文将从地幔柱的角度进行探讨。在初步介绍了地幔柱的研究现状之后，认为中国东南地幔热柱不仅是中酸性火山岩形成的热动力，而且也是成矿矿化剂（ CO2）的重要来源，它与太平洋─亚欧板块碰撞是统一的，同时参与了地幔交代和岩石圈减薄。地幔柱的脉冲式运动可能是中国东南多次成矿的动力来源和矿化剂的提供者。     

冀北坝上地区深部地质构造特征及其对火山活动和铀成矿的控制作用

冀北坝上地区位于华北地台北缘。其深部地质构造有两个显著特征：一是全区性的莫霍面下拗，地壳增厚；二是软流圈部分伸入到下岩石图上部，造成局部地区地幔上隆，地壳减薄。火山喷发形成的沽源火山盆地和大滩火山盆地与两个地幔上隆，地壳减薄区，上下相互对应。铀矿床（点）沿地幔隆起周边构造活动带规律性分布。上述两事实有力地证明了深部地质构造对中新生代火山活动和铀成矿的控制作用。沿地幔隆起周边构造活动带是今后寻找铀及多金属矿产的有利地段。