北部湾涠洲岛及斜阳岛火山岩微量元素和同位素地球化学及其构造意义

本文在北部湾内一对姊妹火山岛即涠洲岛及斜阳岛火山地质研究基础上,进一步开展火山岩微量元素和Sr-Nd-Pb同位素,以及地幔橄榄岩Re-Os同位素地球化学研究.岛上早晚两期火山岩均为碱性玄武岩,分别属于碱性橄榄玄武岩和碧玄岩.碧玄岩为玻基斑状结构,舍地幔橄榄岩碎块(一般<1cm),表明为地幔岩浆快速喷出地表冷凝而成,岩浆上升过程中极少演化.火山岩微量元素和Sr-Nd-Pb同位素资料表明,涠洲岛及斜阳岛玄武岩与雷琼及北部湾周边、南海海盆玄武岩类似,具有亏损地幔的Sr、Nd同位素组成与Pb同位素显示的EMII富集地幔特征的Dupal异常,表明岩浆并非来自单一地幔源区,不可与OIB或MORB源区简单类比,也非地幔柱成因,而是由两个不同的地球化学组分混合而成.Re-OS同位素特征也指示地幔橄榄岩捕虏体来源于亏损的岩石圈地幔,而非核幔边界.推测涠洲岛及斜阳岛与雷琼及北部湾周边的岩浆可能是由于南海扩张后大陆裂解-软流圈地幔热物质上涌,与上覆薄而年轻的岩石圈地幔相互作用的产物.     

湘南汝城盆地火山岩岩石地球化学及其成因意义

汝城盆地基性火山岩系由辉绿岩、玄武岩和玄武质火山碎屑岩组成，属于低钾拉斑玄武岩系。基性火山岩系具有同一岩浆源区。岩石微量元素出现弱的LILE富集和Ta，Nb，Ti的亏损。强不相容元素比值反映岩浆源区明显偏离原始地幔组分，具有富集型异常地幔岩浆源区特征。岩浆源区同时受到地壳物质混染和来自先前消减残留板片流体或熔体交代的双重改造作用。在陆内拉张构造条件下富集型异常地幔岩浆源区的部分熔融是制约汝城盆地基性火山岩形成的主要因素。     

广东三水盆地火山岩: 地球化学特征及成因--兼论火山岩性质的时空演化和南海形成的深部过程

位于中国东南部的三水盆地、珠江口盆地、雷琼半岛和北部湾地区广泛分布新生代火山岩。火山岩的形成时间具有从内陆向沿海变新的特点,早第三纪三水和珠江口盆地火山岩具有由玄武岩与粗面岩-流纹岩构成的双峰式特点。其中玄武岩和粗面岩的微量元素和稀土元素的配分形式相似,富集大离子亲石元素并且有相似的εNd(T)同位素组成(2.34～6.4),说明它们来自相同的地幔源区,为同源岩浆演化的产物。玄武岩和粗面岩经历了不同的结晶分异过程,其中玄武岩在较深部岩浆房中经历橄榄石和单斜辉石为主的分离结晶作用,而粗面岩则是在浅部岩浆房中由玄武岩浆分异形成的过渡性岩浆再经过强烈的钾长石和斜长石、以及磷灰石的结晶分异形成的。晚第三纪珠江口盆地和北部湾火山岩、雷琼半岛第四纪火山岩则由碱性和拉斑玄武岩构成。这些火山岩的形成时间和地球化学和同位素特征表明它们经历了连续的软流圈地幔上涌和部分熔融过程,受控于自晚中生代以来的地幔柱构造。南海的形成是地幔柱活动引起的地幔上涌和大陆裂解作用的结果。     

济阳凹陷火山岩的岩石学与地球化学

对济阳凹陷的第三系火山岩、基性侵入岩进行了岩石学和地球化学研究,分别总结了火山岩、基性侵入岩岩石类型及其特征。碱性系列玄武岩主要为钠质系列,具上地幔来源的特征。从古新统到渐新统,玄武岩熔融程度降低,岩浆地幔源深度增加。微量元素和同位素的数据表明,第三纪火山岩源区存在不协调现象。稀土元素分析表明,本区玄武岩为大陆裂谷成因。钐-钕、铷-锶及铅同位素的数据表明,火山岩与侵入岩同源,都来自上地幔。玄武岩浆在形成过程中有过不同程度的混合作用,Rb/Sr相关性表明早、晚第三纪的幔源类型上存在差别。第三纪火山岩数据点分布于DMM,EMIH和EMII三个端元之间,反映第三纪火山岩成因与这三个端元不同程度混合有关。本区火山岩成因与幔源有关,地幔不相容成分的特征表明有沉积物混入的可能,不排除是陆壳物质混入,不同深度岩浆的混合也是一种解释。     

北祁连山元古宙末－寒武纪主动大陆裂谷火山作用

北祁连山元古宙末－寒武纪大陆裂谷火山岩系为双峰式火山岩套，主要由基性与酸性火山岩组成。基性火山岩有磁性玄武岩与拉斑玄武岩两个岩浆系列，且富集ＬＲＥＥ与ＬＩＬ，其岩浆源区为与洋岛玄武岩源相似的富集地幔柱源。软流圈地幔柱上涌导致岩石圈地慢部分熔融，其熔体与地幔柱衍生熔浆混合，形成本区具有中等钕，锶同位素比值特点的基性岩浆。基性岩浆上侵至陆壳，引起下部陆壳深熔，产生长英质岩浆。地幔柱上隆促使大陆扩张，及至形成北祁连山元古宙末－寒武纪大陆裂谷。     

长江中下游中生代安山质火山岩记录的新元古代大洋板片-地幔相互作用

大陆弧安山岩的形成是大洋板片向大陆边缘之下俯冲的结果,但是在具体形成机制上存在很大争议.针对这个问题,对长江中下游地区中生代安山质火山岩及其伴生的玄武质和英安质火山岩进行了系统的岩石地球化学研究,结果对大陆弧安山质火成岩的成因提出了新的机制.分析表明,这些岩石形成于早白垩世,它们不仅表现出典型的岛弧型微量元素分布特征,而且具有高度富集的Sr-Nd-Hf同位素和高的放射成因Pb以及高的氧同位素组成.通过全岩和矿物地球化学成分变化检查发现,地壳混染和岩浆混合作用对其成分的富集特征贡献有限,而其岩浆源区含有丰富的俯冲地壳衍生物质才是其成分富集的根本原因.虽然这些火山岩的喷发年龄为中生代,但是其岩浆源区形成于新元古代早期的华夏洋壳俯冲对扬子克拉通边缘之下地幔楔的交代作用.大陆弧安山岩地幔源区中含有大量俯冲洋壳沉积物部分熔融产生的含水熔体,显著区别于大洋弧玄武岩的地幔源区,其中只含有少量俯冲洋壳来源的富水溶液和含水熔体.正是这些含水熔体交代上覆地幔楔橄榄岩,形成了不同程度富集的超镁铁质-镁铁质地幔源区.在早白垩纪时期,古太平洋俯冲过程的远弧后拉张导致中国东部岩石圈发生部分熔融,其中超镁铁质地幔源区熔融形成玄武质火山岩,镁铁质地幔源区则熔融形成安山质火山岩.因此,大陆弧安山岩成因与大洋弧玄武岩一样,可分为源区形成和源区熔融两个阶段,其中第一阶段对应于俯冲带壳幔相互作用.      

青藏高原北部黑石北湖新生代钾质火山岩的成因

昆仑岩带新生代钾质火山活动是青藏高原北缘深部动力学过程的重要记录。有关岩浆源区的性质和岩浆产生的机制一直存在较大的认识分歧。阐述了昆仑岩带黑石北湖钾质火山岩的岩石学和地球化学特征,并与西昆仑康西瓦和泉水沟新生代火山岩进行了成因对比分析。研究表明,昆仑火山岩带玄武质岩石的K2O和Na2O含量变化较大,从钠质过渡到钾质,硅碱图显示玄武质初始岩浆向钾质安粗岩方向演化。黑石北湖火山岩的高场强元素和Sr、Nd同位素组成显示岩浆源区具有EMⅡ的性质。岩石LREE的强烈富集和HREE的强烈分馏指示岩浆来自富集型含石榴子石地幔源区。不相容元素K/Nb、Ba/La等比值具有岛弧火山岩与OIB型玄武岩的过渡特征,指示源区为曾遭受软流圈流（熔）体交代的古俯冲地幔楔。     

全球幔源岩Pb-Sr-Nd同位素体系

根据各种同位素数据库得到的3万多个晚古生代以来的幔源岩(包括洋中脊玄武岩、洋岛玄武岩、岛弧火山岩、大陆与大洋溢流玄武岩以及大陆板内玄武岩)Pb-Sr-Nd同位素资料和图解分析,对各类火山岩的源区以及地幔的垂向与横向不均一性问题作了进一步讨论。笔者认为不存在具有公共性质的EM1、EM2和HIMU地幔端员,它们的源区可能来自上、下地幔过渡带,只在局部地区出现,独一无二。PREMA(FOZO)则是洋岛玄武岩和溢流玄武岩公共端员。DUAPAL异常现象不只是在洋中脊玄武岩中出现,在洋岛玄武岩、岛弧火山岩和大洋溢流玄武岩中也存在同步的地球化学分区现象。溢流玄武岩的同位素体系特征表明它们的源区涉及再循环地幔的壳幔混合、岩石圈减压熔融、上—下地幔过渡带和似原始-略亏损的下地幔。Pb同位素体系为鉴别俯冲带的存在提供了更严格的证据,这种鉴别表明,安第斯弧火山作用不是洋陆俯冲带产生的。     

南极罗斯岛及泰勒谷地区火山岩的地球化学特征及成因讨论

利用微量元素和Ｓｒ，Ｎｄ，Ｐｂ同位素资料，得出了南极罗斯岛及泰勒谷地区火山岩来自于上地幔，五个地区火山岩具有相同的源区。岩石具有大洋岛屿玄武岩（ＯＩＢ）的特征。来自地幔的火山喷发的岩浆未遭受地壳物质的混染作用。地幔源区是具有高μ（＝２０６Ｐｂ／２０４Ｐｂ）比值的地幔组分ＨＩＭＵ与亏损地幔组分ＤＭＭ混合作用的结果，其中以ＨＩＭＵ组分为主，原生岩浆由具ＨＩＭＵ组分特征的深部地幔柱与浅部的ＤＭＭ混合而成。     

广西涠洲岛晚新生代玄武岩地幔源区及岩浆成因

涠洲岛作为我国最年轻的第四纪火山岩岛,其火山活动表现出多期、多旋回和多喷发中心的特征,但其地幔源区特征和岩浆成因依然存在争议。本文对涠洲岛玄武岩开展了详细的矿物学和全岩主、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素研究,以揭示其地幔源区特征和岩浆成因。涠洲岛玄武岩主要为碱性玄武岩,在岩浆上升过程,几乎未受到地壳物质的混染,经历了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用。轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)亏损,轻、重稀土强烈分馏((La/Yb)N=14.42～28.64),Nb、Ta明显正异常,显示出与洋岛玄武岩(OIB)相似的微量元素和Sr-Nd-Pb同位素特征。Sr-Nd-Pb同位素比值变化较均一,且呈现出亏损地幔端元(DM)与富集地幔端元(EM2)的二元混合趋势。其中,EM2端元可能源于海南地幔柱。Sr/Sr*(1.21～2.36)和Eu/Eu*(1.01～1.11)正异常,指示源区存在再循环辉长岩洋壳组分。结合已有的地震层析成像结果和岩石地球化学数据,得出南海及周缘地区的晚新生代玄武岩的形成受控于海南地幔柱。伴随着海南地幔柱的上升,再循环的辉长岩洋壳经部分熔融与地幔橄榄岩反应生成石榴石辉石岩(贫硅辉石岩),石榴石辉石岩和未反应的地幔橄榄岩混合部分熔融形成涠洲岛玄武岩。     

五大连池、天池和腾冲火山岩Sr、Nd同位素地球化学特征与岩浆演化

在的年来对长白山天池火山、五大连池火山和腾冲火山三个火山区火山岩岩石学的主、微量元素研究的基础上，新做出18个火山岩Sr-Nd同位素数据，进一步讨论地幔源区特征与岩浆成因演化。五大连池富钾火山岩浆源区由原始地幔与EMI两个地幔端员混合而成，岩浆直接来自地幔，未受地壳物质明显混染和分离结晶作用影响；天池火山各阶段火山岩一致的似原始地幔特征，可能指示存在巨大的壳内岩浆房和持续的幔源岩浆的补给；腾冲火山岩的高钾钙碱性岩浆源区为由陆内壳－幔相互作用导致的原始地幔与EMⅡ两个地幔端员不同程度混合而成。     

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。     

辽宁宽甸新生代火山岩和地幔包体的稀有气体同位素组成及其演化意义

通过对宽甸新生代碱性玄武岩、地幔包体及辉石巨晶的稀有气体同位素组成的分析，认为不同岩性稀有气体含量的差异反映了岩浆作用过程中轻、重稀有气体的分馏特性，较轻的稀有气体(He、Ne)比较重的稀有气体(Kr、xe)具有更高的活动性和不相容性；该地区上地幔源区具有典型的MORB型源区特征，以辉石巨晶为代表；地幔包体的^3He／^4He值较低，可能是地幔流体交代作用造成的；大陆碱性玄武岩具有与大洋玄武岩截然不同的He同位素组成，反映了大陆区地幔岩浆上升过程中受到了陆壳物质混染。地幔源区^40Ar／^36Ar值为350左右，二辉橄榄岩和碱性火山岩的^40Ar／^36Ar值比大气略高，可能有大气组分的混合。部分样品中有^21Ne、^22Ne、^129Xe、^134Xe和^136Xe相对于大气的过剩现象，是核成因造成的。     

皖苏若干新生代火山岩的钾氩年龄和铅锶同位素特征

根据皖苏地区16个新生代玄武质火山岩的K-Ar年龄结果,认为该区新生代火山活动可以分为老第三纪(65—35Ma,主要在安徽),中新世(16—8Ma,主要在江苏)和更新世(0.6Ma,安徽女山)三期。玄武岩的铅锶同位素组成表明它们反映了其地幔岩浆源区的特征,及源区的不均一性,它们可能分别来源于比较原始的地幔和比较亏损的地幔,并有一定的混合和近期的富集作用。     

辽宁宽甸新生代火山岩和地幔包体He-Ar同位素组成

宽甸新生代碱性玄武岩、地幔包体及辉石巨晶的稀有气体同位素组成和流体含量分析表明，不同岩性稀有气体含量的差异反映了岩浆作用过程中轻、重稀有气体的分馏特性，较轻的稀有气体(He、Ne)比较重的稀有气体(Kr、Xe)具有更高的活动性和不相容性；该地区上地幔源区具有典型的MORB型源区特征，以辉石巨晶为代表；地幔包体的3^He／^4He值较低，可能与地幔上隆过程中富集地幔流体的交代作用或地幔塑性变形作用丢失了部分原始He有关；大陆碱性玄武岩具有与大洋玄武岩截然不同的He同位素组成，反映了大陆区地幔岩浆上升过程中受到了陆壳物质混染。地幔源区^40Ar／^36Ar值为350左右，二辉橄榄岩和碱性火山岩的^40Ar／^36Ar值比大气略高，可能有大气组分的混入。部分样品中有^21Ne、^22Ne、^129Xe、^134Xe和^136Xe相对于大气的过剩现象。     

南秦岭元古宙板内火山作用特征及构造意义

南秦岭元古宙火山岩主要由两大类岩石构成，一类为SiO245%-57%的基性火山岩系，另一类为SiO267%-78%的酸性火山岩系，主要岩石类型为细碧岩、玄武岩和石英角班岩、流纹岩。基性火山岩整体上属拉斑玄武岩系列，酸性火山岩属钙碱系列。火山岩强烈富集稀土元素，尤其是轻稀土元素，酸性火山岩和基性火山岩有相似的稀土元素特征，显示了源区特征的不同。基性火山岩富集强不相容元素，相对亏损Nb和Ti, 成于大陆裂谷环境，具有大陆拉斑玄武岩的特征。同位素特征表明基性火山作用与地幔柱活动密切相关。南秦岭的中、晚元古代大陆拉张及由古地幔柱活动所引发的陆裂火山岩浆活动是古秦岭洋打开的先兆。     

大别山碰撞后火山岩的锆石U-Pb年龄和氧同位素组成

利用阴极发光技术 (CL)观察了大别山碰撞后玄武岩和安山岩的锆石内部结构 ,并通过离子探针技术 (SIMS)测定了其U Pb年龄和氧同位素组成。玄武岩中锆石都是直接从玄武质岩浆中结晶的岩浆锆石 ,其年龄为 130± 2Ma(1σ) ;安山岩中有两种锆石 ,绝大多数是直接从安山质岩浆中结晶出来的岩浆锆石 ,年龄为 133± 3Ma(1σ) ,少数是残留的原岩锆石 ,其年龄有两组 :76 8～80 5Ma和 182 7～ 1873Ma。玄武岩和安山岩的岩浆锆石年龄表明 ,大别山碰撞后火山岩的主体应形成于 130Ma左右 ,属早白垩世。结合文献资料来看 ,大别山碰撞后火山岩和侵入岩无论是化学组成、微量元素配分、Sr Nd同位素比值还是年龄 ,都是基本一致的 ,说明火山岩和侵入岩的源区以及成因可能是相同的。玄武岩和安山岩的岩浆结晶年龄一致 ,暗示着它们之间的可能的成因联系。玄武岩锆石相对于正常地幔亏损18O(δ18O =(4 .1± 0 .6 )‰ ) ,说明其岩浆源区可能含有一定数量的俯冲板块断离后进入该区地幔的大别山榴辉岩原岩组分。安山岩中残留的原岩锆石既有扬子板块的年龄信息 ,又有华北板块的年龄信息 ,这表明华北和扬子的深部界线可能就在北淮阳     

汉诺坝玄武岩及大同火山群的岩石学和同位素地球化学

利用主元素、造岩矿物、REE及Sr、Nd、Pb同位素资料,对汉诺坝玄武岩和大同火山群的岩石学、地球化学、地幔源区特征、岩浆的分异和演化、玄武岩岩浆活动的构造条件进行了讨论。     

华北克拉通东南缘徐—淮地区深源捕虏体Mg同位素地球化学研究及意义

<正>火成岩和沉积碳酸盐岩显著的Mg同位素差异使得Mg同位素成为示踪地球深部碳循环有力工具,具有比全球平均大洋玄武岩(26Mg=0.25±0.07‰)轻。Mg同位素组成的大陆玄武岩被认为其地幔源区受到了沉积碳酸盐的改造[1],但是直接的地幔岩石Mg同位素证据很少,而且大陆玄武岩在穿透厚陆壳上升过程中,会发生显著地同化混染作用;这一过程对用大陆玄武岩推断地幔源区Mg同位素组成的影响     

卡鲁溢流玄武岩由地幔羽—岩石圈混合作用形成的Re—Os同位素证据

大量证据表明大陆溢流玄武岩省与地幔羽活动有关。然而，溢流玄武岩所具有的放射性同位素特征往往超出了地幔羽源区（如海岛玄武岩所证实的）范围。这些特征较易解释为大陆岩石圈源于将温度较低的，难熔的地幔岩石圈贡献了富集同位素的（低＾１４３Ｎｄ／＾１４４Ｎｄ）物质。然而，对于将温度较低的，难熔的地幔岩石圈作为玄武质岩浆的一个重要源区的模式有不少反对意见。关于玄武岩的成因，Ｒｅ－Ｏｓ体系可以对地幔羽和大陆下岩石