吉林伊通新生代玄武岩中上地幔包体的研究

近年来,人们对地球的研究已经由地壳深入到地幔,尤其本世纪六十年代末兴起的板块学说促使人们对上地幔更加关注。研究上地幔组成的最新鲜、最直接的岩石就是碱性玄武岩中的深源包体,它被誉为地幔的“信使”。我省沿北东向断裂带和白头山周围分布的新生代玄武岩中,多含上地幔超镁铁岩包体。深     

中国东部新生代玄武岩及其他幔包体的氧逸度

地幔环境的氧逸度与温度和压力一样,是控制许多地幔过程的一个重要参数。本文计算了中国东部几个具有代表性地区的玄武岩和尖晶石二辉橄榄岩的氧逸度,尖晶石二辉橄榄岩的氧逸度变化不大,均位于１ｏｇ（ｆｏ２）＝ｌｏｇ（ｆｏ２ＦＭＱ）＋０．０左右,而各地区玄武岩的氧逸度却变化很大,其平均值从尚志地区的ｌｏｇ（ｆｏ２ＦＭＱ＋０．６到长白山地区的ｌｏｇ（ｆｏ２ＦＭＱ）＋３．３左右（其中东北地区钾质玄武岩的氧逸度比除尚志以外其它地区的低）,并且总体具有比地幔橄榄岩高得多的氧逸度。推测钾质玄武岩和尚志地区破性玄武岩的氧逸度比中国东部其它地区玄武岩的氧逸度低的可能原因是,前二个地区的玄武岩来源于更深部的（金云母）石榴石二辉橄榄岩,而其它地区的玄武岩来源于略浅部的尖晶石二辉橄榄岩。     

制约中国东部新生代上地幔物质组成的因素探讨

探讨了制约中国东部新生代上地幔物质组成不均一性和复杂多阶段演化史的主要因素。中国东部新生代上地幔物质组成特征主要为地幔部分熔融，地幔交代和软流圈底辟等作用所决定。这些深部地质过程与中新生低以来中国东部受相邻板块俯冲并导致岩石圈伸展，减薄等过程密切相关。     

中国东部新生代碱性玄武岩及幔源捕虏体中的流体组成

中国东部新生代碱性玄武岩及其幔源二辉橄榄岩捕虏体中的流体组分存在差异,幔源二辉橄榄岩形成于以Ｈ２,ＣＯ等还原性气体为主的流体环境中,其流体组分以含Ｈ２高,挥发性气体总量低为特征;碱性玄武岩中流体组分以ＣＯ２,ＳＯ２和挥发性气体总量高为特征,在其形成演化过程中有ＳＯ２等氧化性气体的流体加入。     

对《中国东部新生代玄武岩及上地幔研究(附金伯利岩)》一书的介绍

由中国地质大学(北京)池际尚教授主持的《中国东部新生代玄武岩及上地幔研究(附金伯利岩)》科研课题,取得丰硕成果,并获得地质矿产部1988年度科学技术一等奖。现由她主编成相同名称的专著,已由中国地质大学出版社正式出版发行。该专著资料丰富,图文并茂,叙述严谨,结论可靠,是一本不可多得的论著。     

中国东部新生代玄武岩及构造的研究

我国东部新生代玄武岩分布较广,其中晚第三纪一第四纪玄武岩多出露地表,均属拉斑玄武岩及碱性玄武岩系列,碱性玄武岩系列又可分为钠质与钾质两类。总的来看,从老到新,玄武岩的成分有碱度加大、钾质增高的趋势。碱性玄武岩中,常见地幔橄榄岩包体及长石、辉石等巨晶。东部11个省(区)玄武岩地质学、岩石化学、矿物化学、地球化学的研究可以反映以下几个构造问题。     

中国东部新生代玄武岩记录古太平洋俯冲带壳幔相互作用

大陆玄武岩通常具有与洋岛玄武岩相似的地球化学成分,其中含有显著的壳源组分.对于洋岛玄武岩来说,虽然其中的壳源组分归咎于深俯冲大洋板片的再循环,但是对板片俯冲过程中的壳幔相互作用缺乏研究.对于大陆玄武岩来说,由于其形成与特定大洋板片在大陆边缘之下的俯冲有关,可以用来确定古大洋板片俯冲的地壳物质再循环.本文总结了我们对中国东部新生代玄武岩所进行的一系列地球化学研究,结果记录了古太平洋板片俯冲析出流体对地幔楔的化学交代作用.这些大陆玄武岩普遍具有与洋岛玄武岩类似的地球化学成分,在微量元素组成上表现为富集LILE和LREE、亏损HREE,但是不亏损HFSE的分布特点,在放射成因同位素组成上表现为亏损至弱富集的Sr-Nd同位素组成.在排除地壳混染效应之后,这些玄武岩的地球化学特征可以由其地幔源区中壳源组分的性质来解释.俯冲大洋地壳部分熔融产生的熔体提供了地幔源区中的壳源组分,其中包括洋壳镁铁质火成岩、海底沉积物和大陆下地壳三种组分.华北和华南新生代大陆玄武岩在Pb同位素组成上存在显著差异,反映它们地幔源区中的壳源组分有所区别.中国东部新生代玄武岩的地幔源区是古太平洋板片于中生代俯冲至亚欧大陆东部之下时,在>200 km的俯冲带深度发生壳幔相互作用的产物.在新生代期间,随着俯冲太平洋板片的回卷引起的中国东部大陆岩石圈拉张和软流圈地幔上涌,那些交代成因的地幔源区发生部分熔融,形成了现今所见的新生代玄武岩.      

中国大陆新生代上地幔铅同位素特征

收集了新生代(含少量晚中生代) 301件幔源玄武岩的Pb同位素数据, 编制了系统的Pb同位素变化趋势(等值线) 图件, 现仅提供“中国大陆新生代上地幔的206Pb/204Pb比值变化趋势图”.图件显示, Pb同位素在南北方向的差异比较显著, 南北的界线大体从合肥-郑州-银川-汗腾格里峰, 结合Nd同位素的资料, 以206Pb/204Pb比值为18~18.5作为分界, 以北小于18~18.5;以南大于该值.此外初步辨认出该时期存在3种类型的地幔: 造山带地幔、裂谷型地幔及“非典型地幔”.与依据不同时代、各种类型的样品铅同位素的比值, 统一编制的“中国大陆岩石圈206Pb/204Pb比值变化趋势图”进行比较, 显示出在东北的西北部的206Pb/204Pb比值、南北向东经104°附近的高206Pb/204Pb比值区是否存在、渤海周边Pb异常区的强度以及华南DUPAL异常区问题等方面都有区别, 表明晚中生代-新生代时期, 中国大陆进入了一个新的软流圈地幔对流体系, 近代地幔并没有完全继承老地幔的全部特征而是被注入了新的软流圈物质.此外, 两张趋势图都显示了南北分块的特征, 而东西向的系统变化, 仅在近代Pb比值趋势图中华南块体的东南沿海地区出现, 暗示太平洋板块俯冲对中国大陆的影响处于次要地位.      

中朝断块区新生代玄武岩与该区上地幔成分特征

中生代时期,西太平洋强烈地喷发了安第斯型钙碱性火山岩,新生代时期,东亚大陆火山岩浆活动转为以玄武岩浆喷发为主,中朝断块区的新生代玄武岩是其中具有代表性的一部分。六十年代至七十年代初,对玄武岩、金伯利岩及其中深源超镁铁质包体所进行的世界规模的研究,扩展了人们对上地幔的认识。     

华北东部上地幔破裂带

利用天然地震的走时和S波震相的层析成像方法可以提供上地幔S波速度扰动精细图像。我们对华北东部(32°～44°N,114°～126°E)进行了高分辨率S波地震层析成像研究,揭示了苏鲁及环渤海地区上地幔速度结构的差异,为研究该区域深部构造演化提供新的地球物理证据和制约。本次成像取得的最醒目的成果是揭示了由波速剧烈变化指示的两条上地幔破碎带,它们分别出现在渤海湾裂谷区与苏鲁超高压变质带下方。苏鲁超高压变质带下方上地幔破碎带包含多个有序排列的高速团块,推测与扬子走滑并向前俯冲、以及前锋超高压变质块体拆沉及折返作用有关。地幔地震S波速的成像结果支持华北东部渤海湾地区发育地幔热羽柱体系的观点,并对地幔热羽柱的鉴识提供了新的标识。     

中国东部上地幔岩石相转变及其意义

中国东部新生代玄武岩和大别-苏鲁超高压变质带中的含石榴石相橄榄岩, 带来了发生在上地幔的尖晶石→石榴石相转变和铝辉石→贫铝辉石+石榴石的重要信息, 为中国东部上地幔岩石结构分层奠定了重要基础.通过岩石学与实验岩石学的研究, 推导出发生相转变的P-T条件, 为建立中国东部大陆上地幔岩石分层结构提供了重要约束.尖晶石二辉橄榄岩向石榴石二辉橄榄岩相转变发生在55~70km, 随着深度增加, 石榴石二辉橄榄岩从富铝石榴石二辉橄榄岩(70~120km) 转变为贫铝石榴石二辉橄榄岩(> 120~150km).      

中国东部新生代玄武岩类岩石化学的研究

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中国东部早第三纪玄武岩中幔源包体的变形特征及其上地幔流变学意义

中国东部含幔源包体的早第三纪玄武岩已发现的有吉林双辽、河北阳原和山西繁峙。本文详细研究了这三个地点幔源包体的变形特征，结果表明，这些地点的幔源包体以尖晶石二辉橄榄岩为主，其结构主要为残斑结构。包体中橄榄石显示明显的优选方位，发育有反映高温位错蠕变机制的位错亚构造。包体的平衡温度在８００一１１００℃之间，压力为０．７一１．７ＣＰａ。来源深度为２８一５２ｋｍ。采用显微构造应力计计算的差异应力在１７一２４ＭＰａ之间，由橄榄岩高温流变律计算的应变速率为１０￣（－１５）－１０￣（－１８）ｓ￣（－１）等效粘滞度为１０￣（２１）一１０￣（２５）ｓｐａ．Ｓ之间。中国东部早第三纪与晚第三纪以后的幔源包体具有基本相同的特征，表明晚第三纪以后的上地幔继承和发展了早第三纪时的特征。中国东部早第三纪以来的上地幔符合大陆拉张带和裂谷上地幔的流变特征。     

中国东部新生代玄武岩及超镁铁岩包体研究

几年来作者以岩石学和矿物学为主体,结合中国东部地质构造、地层、同位素地质学、同位素年代学、稀土元素和地球化学等方面,对新生代火山岩及其中的超镁铁岩包体和高压巨晶,进行了比较全面、系统的多学科研究,取得了极丰富的实际资料和大量数据,进而对该区新生代玄武岩的岩浆性质、成因、时空分布、演化规律、构造控制因素和超镁铁岩包体及高压巨晶的类型、成因等一系列问题,提出了一些较成熟的见解和具有理论意义的讨论。     

中国东部早第三纪玄武岩中幔源包体的变形特征及其上地幔流变学意义

中国东部含幔源包体的早第三纪玄武岩已发现的有吉林双辽、河北阳原和山西繁峙。本文详细研究了这三个地点幔源包体的变形特征，结果表明，这些地点的幔源包体以尖晶石二辉橄榄岩为主，其结构主要为残斑结构。     

中国东部岩石圈上地幔的组成特征及其地质意义

无论是在岩石学领域,还是在地质学的其它研究领域,地幔的岩石学特征都具有十分重要的意义。本文试图把统计学方法引入区域岩石学研究,从中国东部新生代玄武质岩石中超镁铁岩包体的成分特征入手,应用统计学方法阐明中国东部岩石圈上地幔整体上为弱亏损上地幔的观点。并且认为,在中国东部,岩石圈上地幔具有东西分带的特点。地幔岩石的带状分布方向为NNE向,与中国东部上地幔隆起的长轴方向一致。从东向西可以分出3个带,即东南沿海带、长白山—郯庐断裂带及大兴安岭—太行山带。另一方面,岩石圈上地幔岩石成分的这种分带性又受到其它因素的影响,以致在东西分带的基础上显现南北分块的特征,大致划分出了东北、华北、华南三大地块,体现了中国东部岩石圈上地幔的南北差异。在这个基础上,进一步探讨了我国东部岩石圈上地幔的组成特征在玄武岩岩浆起源、裂谷作用及地质演化等方面的意义。     

中国东部上地幔热结构——由岩石学模型推导

中国东部新生代玄武岩中丰富的超镁铁岩包体,是玄武岩浆喷出地表时取出的上地幔岩石标本。本文汇集了405个超镁铁岩中辉石的温压数据,提出了更为情确的新的辉石地温。它所代表的上地幔平均地温梯度为3.3℃/km,远小于由传导热模型推导的地温梯度(约14℃/km),暗示了对流热传输占有重要位置。粗略估算表明,对流热传输与传导热传输的贡献分别为79％与21％。上地幔热结构的扰乱是新生代中国东部发育大陆裂谷构造与强烈玄武岩火山活动这一构造热事件的重要表现。基于辉石地温与地表热流值推导的现代地温场的对比,提出了Moho可能是一个次级的热边界层,中国东部现代地温场与岩石圈热结构,可能仍主要反映了晚第三纪—第四纪构造热扰乱事件的结果,或者说岩石圈的冷却才刚刚开始。     

华南东部地区上地幔P波速度结构研究

基于华南东部宽频地震流动台阵的观测资料,采用三维有限差分走时成像法(FDtomo),开展了华南东部地区地壳-上地幔三维P波速度结构成像研究,结果显示华南东部地区水平面内速度分布差异较大,约163 km以上的地壳到上地幔下扬子地块存在近EW向的相对低速异常,而华夏地块则为高速异常,约163 km以下的上地幔下扬子地块和华夏板块速度异常发生反转,且两者大致以江山—绍兴断裂带为界呈反对称,对比显著。笔者认为该结构特征反映了晚中生代扬子克拉通岩石圈的拆沉过程。这一成果对理解中国东部中生代以来的构造演化以及壳幔的动力学过程提供了新的证据。     

《中国东部新生代玄武岩及深源岩石包体》

这本书是中国科学院地质研究所的最新重大科研成果之一。它是一本全面系统地阐述中国东部新生代火山岩及其超镁铁岩包体的专著,由鄂莫岚研究员和赵大升副研究员主编,九位作者(包括中国地质大学两位教授)共同完成,1987年12月科学出版社出版。     

中国东部新生代玄武岩中橄榄石的矿物化学

作者搜集了中国东部新生代玄武岩及其包体中橄榄石化学成分278个,通过计算、投影,研究了它们的矿物化学特征,并与国内外金伯利岩及其包体中橄榄石化学成分20个进行了对比,分析了它们的地质、找矿意义及固-液平衡问题.