北京西山大灰厂东狼沟组钾质火山岩形成的构造背景探讨

北京西山大灰厂早白垩世东狼沟组火山岩为钾质粗面玄武岩、钾玄岩和安粗岩，总体属于严格意义的钾玄岩系列（橄榄安粗岩系列）。该套火山岩富集钾等大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE），是由于底侵幔源母岩浆在高压（1．2～1．5GPa，相当于42～50km深度）的岩浆房内经历结晶分离作用所致，母岩浆相对富钾也是原因之一。该火山岩形成于造山带开始发生崩塌的后碰撞阶段起始时期，在大地构造位置上处于中生代东亚大陆活动陆缘宽广的内带。深俯冲到250km或更深深度的大洋板片的脱水作用是诱发该火山岩地幔源区熔融的主要因素。东狼沟组钾玄岩的发育表明当时燕山存在约50km的厚地壳，古地形高度可达海拔3．9km。燕山中生代高原（高山）地貌和相应的气候条件可能为原始鸟类的形成演化提供了非常适宜的环境。     

北京早白垩世东狼沟组非海相腹足类化石

本文所描述的腹足类化石采自北京西山早白垩世东狼沟组，共８属１３种，赋存于火山岩沉积夹层中，以Ｌｉｏｐｌａｃｏｄｅｓ，Ｂｉｔｈｙｎｉａ，Ｇａｌｂａ三属分子最为发育。与腹足类共生的有早白垩世的双壳类、介形虫类及鱼类化石。     

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。     

羌塘岩带碰撞后超钾质火山岩地球化学特征及成因探讨

羌塘超钾质火山岩为板块碰撞后的产物,地球化学特征表明,其同时具有板内火山岩和俯冲带岛弧火山岩的双重地球化学特性。化学组成上富含轻稀土和大离子亲石元素而亏损Cr、Ni等相容元素。在成因上受分离结晶作用和源区混合作用共同制约。源区为受古俯冲上地壳物质和下地幔上升流体交代混合的EMII型富集地幔端元,可能富含角闪石和金云母等矿物。     

大兴安岭北段新林区塔木兰沟组火山岩成因及地幔富集作用

本文报道了大兴安岭北段新林区塔木兰沟组玄武岩样品锆石U-Pb定年结果和岩石地球化学分析,探讨了塔木兰沟组玄武岩的成因及中生代岩石圈地幔的性质。锆石U-Pb定年结果显示,塔木兰沟组玄武岩形成于晚侏罗世(~153Ma),该玄武岩样品的SiO_2含量介于49.96%~59.06%之间,全碱含量介于5.21%~7.44%之间,Mg~#{100×n(Mg~(2+))/[(n(Mg~(2+))+n(Fe~(2+))]}值介于50~94之间。该玄武岩相对富集轻稀土元素(LREEs)、亏损重稀土元素(HREEs),La_N/Yb_N值介于10.7~20.0之间,具有轻微的Eu异常(δEu=0.80~1.09),结合区域研究成果,认为塔木兰沟组玄武岩形成于蒙古—鄂霍茨克洋闭合造山后岩石圈伸展环境,源区岩浆起源于石榴子石相二辉橄榄岩与尖晶石相二辉橄榄岩部分熔融的混合形成,含富含挥发分的金云母和角闪石等,暗示岩石圈地幔经历了交代作用的改造,交代类型以俯冲板片流体/熔体交代为主。结合区域已有研究表明,本区地幔交代富集作用来源于蒙古—鄂霍茨克洋的向南俯冲,塔木兰沟组火山岩形成于蒙古~鄂霍茨克洋闭合造山后岩石圈伸展背景。     

安徽庐枞中生代富钾火山岩成因的地球化学制约

庐枞中生代火山岩产于下扬子断裂坳陷带的继承式火山盆地中，主要为一套以粗面玄武岩－玄武粗安岩－安粗岩－粗面岩为主体的偏碱质中基性岩石组合。化学成分上具有富碱、富钾、富轻稀土及大离子亲石元素（如Rb、Th、Pb)和贫高场强元素（如Nb、Ti)等特点。在郯庐断裂中南段及其邻近地区的中生代火山岩中，庐枞盆地火山岩的特征最接近钾玄岩系火山岩。这套火山岩具有较高的ISr值（0.70570-0.70653)及偏低的εNd(t)值（－5.01～-9.96)。火山岩产出地质背景的全面分析及元素－同位素的综合示踪，排除了岩浆上升过程中存在强烈的地壳物质的混染，富钾火山岩的岩浆源区应为受俯冲板片析出流体交代作用所形成的富集地幔（EMI），岩石主要起源于富集型地幔的部分熔融。     

洞子沟地区大红峪组富钾火山岩岩石学、地球化学特征

从矿物学、岩石学、地球化学等角度对大红峪组火山岩特征进行了详细研究,认为大红峪组火山岩为一套特殊的超钾质火山岩,形成于夭折的大陆裂谷环境,成岩物质来源于上地幔,同时混染了部分下地壳物质,这也是岩石富钾的原因.     

辽西早白垩世义县组火山岩的地质特征及其构造背景

早白垩世义县组火山岩虽辽西地区分布最为广泛的中代火山岩。岩石学、元素－同位素地球化学研究表明，义县组火山岩主要为高钾钙碱性系列，相容元素（Cr,Co,Ni,V等）和大离子亲石元素（如Rb,Sr,Ba等）相对富集，市场强元素（如Nb,Ta,Ti,Zr,Hf等）和放射性元素（U,Th）相对亏损，轻重稀土元素分 馏明显，δEu弱负异常，放射成因的Nd,Sr,Pb同位素较低， 具有板内和活动大陆边缘弧地球化学特点。作者认为辽西早白垩世义县组火山岩起源于富集的岩石圈地幔的部分熔融。岩浆在演化过程中以结晶分异作用为主，伴有少量的地壳混染作用，即AFC过程。结合区域构造，作者认为义县组火山岩形成于板内岩石圈的不均匀拉伸环境，是燕山板内造山作用的产物，与中生代古太平洋板块向欧亚板块俯冲没有直接关系。     

华北克拉通大红峪组高钾火山岩的地球化学特征及其岩石成因

华北克拉通中元古代大红峪组火山岩是一套高钾(K2O Na2O)、富铝、贫硅的碱玄岩-响质碱玄岩-响岩组合。地球化学特征显示其富集轻稀土(LREE)和大离子亲石元素(LILE)(Rb,Ba,K等)、贫高场强元素(HFSE)(Th,Zr,Hf,HREE等)和弱亏损Nb,Ta的微量元素特征。稀土元素配分模式为右倾,有轻微的Eu正异常,类似于OIB的特征。较稳定的La/Nb比值和εNd(t)值,说明岩浆在上升过程中并未遭受到明显的地壳混染作用;结合岩石Nb,Ta弱亏损以及εNd(t)值为-0.66~0.63的特征,表明其地球化学特征更多的是其地幔源区的反映。因此,岩浆来源于富集地幔,可能为被俯冲交代作用改造过的深部岩石圈地幔,并有OIB特征的软流圈组分加入。构造环境分析表明,大红峪组火山岩形成于板内裂谷,其深部地球动力学过程可能与地幔柱有关。     

沂沭断裂带中南段钾质火山岩的元素地球化学与Sr-Nd-Hf同位素组成及其对岩石成因的制约

本文以沂沭断裂带中南段莒南-大店一带的钾质火山岩为对象,系统研究了它们的岩石学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成特征,据此探讨了源区地幔富集机制及岩石成因。莒南钾质火山岩主要为一套安粗质火山-潜火山岩组合,大店多发育粗面质火山岩,二者的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄基本一致,均约为118Ma。在化学组成上,这套火山岩均偏碱性,里特曼指数(σ)介于4.10~5.07,且富钾(K_2O=4.21%~5.77%),在SiO_2-K_2O和K_2O-Na_2O关系图上,均投影在钾玄岩系区。安粗质和粗面质火山岩均富大离子亲石元素(Cs,Rb,Th,U,Pb)和轻稀土元素,贫高场强元素(Nb,Ta,P,Ti),但粗面质火山岩具较显著的Ba、Eu负异常,且轻重稀土比值较低。二类火山岩均具有富集且较均一的Sr-Nd同位素组成(I_(Sr)=0.7086~0.7091,ε_(Nd)(t)=-16.9~-18.2),锆石ε_(Hf)(t)值均为显著的负值(安粗质岩:-22.3~-24.3,粗面岩:-19.7~-23.6)。元素和同位素组成的综合分析表明,区内钾质火山岩的源区地幔极可能遭受了因扬子板块深俯冲和华北克拉通岩石圈拆沉等多次富集事件的影响。至早白垩世,随着郯庐断裂引张的加剧,诱发了软流圈地幔上涌,同时在断裂减压作用的影响下,促使了这一经叠次改造的富集地幔的部分熔融,由此产生的岩浆经进一步分异演化,导致了区内钾质火山岩的形成。     

古亚洲洋对华北陆缘岩石圈的改造作用：来自于西山南大岭组中基性火山岩的地球化学证据

北京西山南大岭组中基性火山岩都表现出LREE富集的右倾平滑稀土配分模式,具有富集LILE(如Ba、K),亏损Nb-Ta和Th-U的微量元素特征,Sr同位素组成中等富集,Nd同位素组成变化较大.根据其元素地球化学和同位素特征可以划分两组岩石Ⅰ组火山岩主要为亚碱性玄武岩,高Ti(TiO2＞1.7%)、P(P2O5＞0.7%),Ⅱ组火山岩主要由安山岩和亚碱性玄武岩组成,低Ti(TiO2＜1.3%)、P(P2O5＜0.5%);Ⅰ组火山岩总体上较Ⅱ组火山岩高相容元素(如Cr、Ni)、REE和HFSE,二者化学成分上渐变演化趋势不明显;Ⅰ组火山岩Sr-Nd同位素组成(87Sr/86Sr(t)=0.705939～0.706057,εNd(t)=-7.4～-7.5)与Ⅱ组火山岩Sr-Nd同位素组成(87Sr/86Sr(t)=0.705822～0.706697,εNdd(t)=-12.0～-13.5)有明显的差别,以上事实说明两组岩石可能来源于不同的地幔源区.对比于周缘地区中生代基性火山岩特征,西山地区南大岭组两组火山岩的Sr-Nd同位素组成和Nb/La、Hf/Sm比值都介于华北陆块内部和兴蒙造山带之间,反映了其熔融地幔源区继承了华北陆块内部的EMI型地幔特征外,还很可能受到俯冲板片交代作用的影响,暗示了古亚洲洋板块消减过程对华北陆缘岩石圈地幔的改造作用.其相对Ba-La明显的Th-U亏损,可能暗示早期有古老下地壳组分再循环到地幔源区.结合南大岭组中基性火山岩沿断裂带局限分布特点和区域早中生代构造-热年代学格架,我们认为南大岭组中基性火山岩形成于陆内伸展环境,即深大断裂带再次活动,导致软流圈上隆,从而诱发俯冲交代改造的古老岩石圈地幔减压熔融而成.     

湘南西山两江口高钾钙碱性火山岩的成因分析

两江口火山岩Rb-Sr年龄为154 Ma,以高K2O/Na2O,K2O+Na2O>6%为特征,属于亚碱性高钾钙碱性系列岩石;岩石稀土元素及大离子亲石元素富集,有较明显的铕负异常(δEu=0.50~0.70);Nb,Ta,Ti和P亏损,具有岛弧型岩石的微量元素配分模式,属板内钾质岩石;较高的SiO2、较低的ε Nd (t)(-7.7~-7.6)和相对低的t DM (平均为1499 Ma)表明岩浆主要来源于地壳,但有少量地幔物质参与;其形成与该区中生代软流圈上升、岩石圈伸展-减薄有关.     

北京西山地区髫髻山组和东岭台组火山岩的地球化学特征与岩浆起源

北京西山地区分布着大量的髫髻山组火山岩,区域上髫髻山组被东岭台组角度不整合覆盖。西山地区火山岩样品的主要氧化物含量变化范围比较大,如: SiO2=51.94%～77.30%,Al2O3=12.85%～19.17%,Na2O=1.65%～5.82%,K2O=0.83%～4.52%,Fe2O3 =0.95%～9.30%,CaO=0.13%～7.08%,且主要氧化物的含量与SiO2具有线性相关关系。同时,这些火山岩具有LREE富集、HREE明显亏损、Eu异常不明显、高的Sr,Ba 含量和Sr/ Y,La/Yb 比值等特征。火山岩的钕同位素成分变化大,且相当富集(εNd＝-11～-17),都分布在古老下地壳和富集地幔之间, 因此推断北京西山地区髫髻山组火山岩和东岭台组火山岩的形成与富集地幔起源的基性岩浆与古老下地壳组分相互作用有关。     

西藏高原西北缘钾质火山岩地球化学特征及其地质涵义

西藏高原西北缘钾质火山岩属橄榄玄粗岩(shoshonite)系列。其K-Ar同位素年龄变化于0.28~7.79Ma,属中新世末—更新世;其K2O/Na2O几乎均>1,Mg#值有较宽的范围(从0.51~0.64),且具有较低的Cr,Ni含量(均≤326×10-6)。它们代表着经历了不同程度分异演化的岩浆结晶产物。研究区钾质火山岩(shoshon-ites)以高度富集LREE和LILE(K,Rb,Sr,Ba,Th)以及高度亏损HREE和HFSE(Nb,Ta,Zr,Hf,Ti)等元素为特征。(La/Yb)n高达29.82~84.94。钾质火山岩对球粒陨石标准化的REE配分型式均为向右陡倾的LREE富集型。对原始地幔标准化的痕量元素蛛网图均具有明显的Nb,Ta,Ti负异常。钾质火山岩具有较高的87Sr/86Sr(0.707755~0.710426)和较低的143Nd/144Nd(0.51196~0.512439)比值。上述特征表明这些火山岩来源于富集的地幔源区。钾质火山岩较高的Ba/Nb比值(40.84~97.28)、较高的Th/Ta及Ce/Yb比值(131~366)、和较低的Nb/Y比值(0.9~3.3),结合Th/Yb-Ta/Yb及(Th×100)/Zr-(Nb×100)/Zr判别图,提示了它们也形成于活动大陆边缘,但与其伴生的钙碱性火山岩为早期与俯冲作用有关的火山岩,而钾质火山岩则为晚期岩石圈拆沉作用的产物。     

华北克拉通中部早白垩世岩石圈地幔性质：来自狐偃山科头钾质正长岩年代学、同位素的限制

华北克拉通东部中生代岩石圈减薄已经取得了大量进展,相比之下对克拉通中部岩石圈演化认识不足。本文对华北克拉通中部狐偃山杂岩体中科头正长岩进行了锆石U-Pb年代学、主量和微量元素、Sr-Nd-Hf同位素地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,科头正长岩侵位于早白垩世晚期(～111Ma)。岩石样品均为钾质—超钾质,属于碱性系列岩石。这些岩石相对富集轻稀土,亏损重稀土和中稀土,具有明显的正Eu异常(Eu/Eu~*=1.22～1.96)、富集大离子亲石元素LILE(Rb、Sr、Ba),亏损高场强元素HFSE(Nb、Ta、Ti)。所有岩石样品具有相对高的初始~(87)Sr/~(86)Sr比值(0.7058～0.7062)和低的ε_(Nd)(t)(-10.4～—11.1),ε_(Hf)(t)介于—12.2～—5.2之间。详细的元素和同位素地球化学研究表明科头正长岩的原始岩浆可能来源于富集岩石圈地幔中富金云母的尖晶石二辉橄榄岩源区的部分熔融,岩浆演化过程中经历了地壳混染与结晶分异(AFC)过程。结合华北克拉通中部岩浆资料,将华北克拉通中部早白垩世岩浆作用分为早晚两期:早期(123～135Ma)为岩浆作用高峰期,晚期(～114Ma)为最后一期弱的岩浆期;华北克拉通中部陆下岩石圈地幔是富集的、不均一的,其至少在早白垩世(138～111Ma)一直处于减薄状态。     

华北克拉通北缘晚古生代尚义钾质花岗岩的成因分析:来自岩石地球化学的证据

产于华北克拉通北缘中段的晚古生代尚义钾质花岗岩体规模很小,岩性为钾长石斑晶(～40%)的黑云母钾长-二长花岗岩,矿物组合为钾长石(50%～60%)、斜长石(10%～20%)、石英(20～30%)、黑云母(～5%)及少量绿帘石、单斜辉石和磁铁矿。SiO2含量为65.69%～70.90%,K2O+Na2O为7.22%～9.14%,K2O/Na2O比值为0.85～1.75,Al2O3为13.58～15.09%,A/CNK值为0.89～0.93,Mg#为43～46,稀土含量中等,轻重稀土中等分异,轻微负Eu异常,富集LILE和地幔元素Cr,Nb、Ta、Ti负异常,表现为富钾、偏铝质、钙碱性的I型花岗岩。通过野外观察及岩石地球化学分析可以确定钾质花岗岩是幔源基性岩浆分离结晶并同化混染早期奥长花岗岩围岩形成的。钾质花岗岩位于尚义-赤城断裂带中,其发育的构造背景应为晚古生代时古亚洲洋板块向华北克拉通俯冲形成的活动大陆边缘。     

冈底斯西段第四纪钾质火山岩的发现及赛利普组的建立

冈底斯西段赛利普一带分布有大面积的钾质火山岩,以前曾被划归上新世一早更新世赛利普群。作者对这套火山岩地层进行了详细野外调查并重新测制了火山岩地层剖面,在该套火山岩下伏及层间湖相碎屑沉积层中获得ESR年龄0．268Ma与0．349Ma。岩石学、岩石化学研究表明,这套火山岩是以安粗质熔岩为主的钾玄岩系列一钾质碱性玄武岩系列火山岩,岩石类型及岩石组合稳定,岩层产状平缓,岩石新鲜,层位相对清楚,故将其命名为赛利普组,属第四纪早一中更新世。这一发现对研究冈底斯构造带新生代以来岩浆活动、构造演化,进而探讨青藏高原隆升机制有着重要的地质意义。     

大别山中生代钾质岩浆作用与超高压变质地体的剥露机理

在已知的超高压变质地体中, 大别山是碰撞后花岗岩类侵入作用最为强烈的唯一地区。这里, 中生代的钾玄岩系列和高钾钙碱性系列的侵入岩, 可以依其年龄和组成特征划分为３ 组。第 Ｉ组, 主要由晚三叠世 （约２１０ Ｍａ） 二长闪长岩 辉长岩体组成, 它可能是在板片断离过程中富集的大陆岩石圈地幔部分熔融的产物 （板片断离型）; 第 Ｉ Ｉ组, 由中侏罗世－ 早白垩世 （１６０～１２０ Ｍａ） 的角闪石英二长岩、黑云母二长花岗岩和正长花岗岩组成, 主要是由幔源岩浆的分离结晶与地壳混染共同作用的产物 （岩浆底垫型）; 第 Ｉ Ｉ Ｉ组, 以白垩纪 （１２５～９５ Ｍａ） 的花岗岩和花岗斑岩为代表, 是在热穹窿作用过程中大别杂岩深熔作用和高度演化的产物 （穹窿型）。大别山超高压变质岩通过地幔的剥露可能与晚三叠世—早侏罗世的板片断离有关, 而大规模的岩浆侵位与超高压变质岩的快速剥露相伴出现说明, 岩浆底垫和岩浆漂浮作用可能在大别山中侏罗世—早白垩世的快速剥露中发挥了重要作用。     

云南保山卧牛寺组玄武岩成因：地幔柱活动的产物？

保山卧牛寺组玄武岩为低钛拉斑玄武岩，具有大陆板内玄武岩的特征，总体与蛾眉山玄武岩中的低钛玄武岩相似。其分异程度较高，富集大离子亲石元素和高场强元素，有明显的Nb、Ta负异常，Zr和Hf正异常，Eu无异常或弱负异常。该玄武岩由3个大喷发旋回形成3个岩石单元，其中下部早期第1单元由致密块状玄武岩、斜斑玄武岩、杏仁玄武岩和凝灰岩组成，第2和第3单元中见少量橄榄玄武岩和粒玄岩以及辉绿岩脉。有较高的^86Sr／^87Sr值(0．705966—0．706657)、较低的^143Nd／^144Nd值(0．512212—0．512283)，εNd(t)多为负值，源区为介于EMI和EMⅡ端员之间的富集岩石圈地幔。上述地球化学和同位素特征均可与蛾眉山玄武岩下部低钛拉斑玄武岩对比，表明该期岩浆作用可能同为地幔柱活动的产物，并暗示蛾眉山大火成岩省向西有很大的延伸。