宾川苦橄岩的水含量:对峨眉山大火成岩省成因的启示

近几年来对西伯利亚、哥伦比亚河、塔里木等大火成岩省原始岩浆水含量的分析表明,其源区的显著水化是造成地 幔熔融异常的重要原因之一。峨眉山大火成岩省是全球二叠纪大火成岩省的重要组成之一,前期对其位于宾川剖面底部的 大理苦橄岩水含量的分析表明地幔的水化在峨眉山大火成岩省形成中起到了重要作用。然而大理苦橄岩只能代表峨眉山大 火成岩省初始阶段的熔融条件,而在其后的喷发历史中水是否也起到了关键作用还不清楚。定量分析后阶段喷发的苦橄岩 水含量有助于更完整评估水在大火成岩省形成中的作用。本文报道了位于峨眉山大火成岩省西部岩带宾川剖面中上部的宾 川苦橄岩的水含量,结果表明原始岩浆水含量可高达2.8 wt%,比大理苦橄岩的水含量略低,但仍显著高于MORB 和OIB, 达到了岛弧玄武岩的水含量范围。这表明水对整个大火成岩省的形成中都扮演了重要角色。     

大火成岩省及其在古大陆重建及裂解研究中的应用

大火成岩省是地质历史上与地球深部过程（如地幔柱）密切相关的极端地质事件,以相对较短时期内形成规模宏大的板内幔源基性岩浆活动为主要特征,对研究全球性大气—海洋环境的巨变与生物灭绝、大规模成矿及超大陆的重建和裂解均有重要意义。从潘吉亚超大陆的裂解过程可以看出,尽管不是所有的大火成岩省都与大陆裂解有关,但几乎每一次重要的裂解事件都伴有大火成岩省的出现,因此大火成岩省对于研究前潘吉亚超大陆,特别是对于缺少古生物等重建标志,古地磁数据偏少的前寒武纪超大陆重建及裂解研究有重要价值。近20多年来随着年代学技术的进步及研究工作的不断深入,大火成岩省在古大陆重建及裂解方面取得了一些重要进展,并发挥了越来越重要的作用。前寒武纪大火成岩省由于经历了多次裂解事件改造及后期抬升剥蚀或覆盖的影响,现今保留的是一些分散在不同大陆上的大火成岩省残片或碎片。用大火成岩省开展古大陆重建及裂解的目标就是通过不同陆块大火成岩省或大规模基性岩浆活动的年代学、岩石学及地球化学对比,结合其他证据,恢复大火成岩省形成时的时空分布特征,据此来确定这些陆块在超大陆中的相对或绝对位置。与其他前寒武纪大陆重建标志相似,大火成岩省也有一些局限性及不确定性,因此应用大火成岩省开展古大陆重建及裂解研究中要与前岩浆期沉积地层中的特殊事件层（如冰碛岩、火山灰、黑色页岩、不整合面、古生物等）对比、岩墙几何学产状、基性岩浆事件序列对比、古地磁、大型构造（如造山带）对比及深部地球物理等多学科方法相结合。     

大火成岩省及其在古大陆重建及裂解研究中的应用

大火成岩省是地质历史上与地球深部过程（如地幔柱）密切相关的极端地质事件,以相对较短时期内形成规模宏大的板内幔源基性岩浆活动为主要特征,对研究全球性大气—海洋环境的巨变与生物灭绝、大规模成矿及超大陆的重建和裂解均有重要意义。从潘吉亚超大陆的裂解过程可以看出,尽管不是所有的大火成岩省都与大陆裂解有关,但几乎每一次重要的裂解事件都伴有大火成岩省的出现,因此大火成岩省对于研究前潘吉亚超大陆,特别是对于缺少古生物等重建标志,古地磁数据偏少的前寒武纪超大陆重建及裂解研究有重要价值。近20多年来随着年代学技术的进步及研究工作的不断深入,大火成岩省在古大陆重建及裂解方面取得了一些重要进展,并发挥了越来越重要的作用。前寒武纪大火成岩省由于经历了多次裂解事件改造及后期抬升剥蚀或覆盖的影响,现今保留的是一些分散在不同大陆上的大火成岩省残片或碎片。用大火成岩省开展古大陆重建及裂解的目标就是通过不同陆块大火成岩省或大规模基性岩浆活动的年代学、岩石学及地球化学对比,结合其他证据,恢复大火成岩省形成时的时空分布特征,据此来确定这些陆块在超大陆中的相对或绝对位置。与其他前寒武纪大陆重建标志相似,大火成岩省也有一些局限性及不确定性,因此应用大火成岩省开展古大陆重建及裂解研究中要与前岩浆期沉积地层中的特殊事件层（如冰碛岩、火山灰、黑色页岩、不整合面、古生物等）对比、岩墙几何学产状、基性岩浆事件序列对比、古地磁、大型构造（如造山带）对比及深部地球物理等多学科方法相结合。     

试论大火成岩省与成矿作用

根据组成大火成岩省的岩浆类型不同,大火成岩省可以分为两类,一是以基性火成岩为主的镁铁质大火成岩省（MLIPs）,二是以酸性火成岩为主的长英质大火成岩省（SLIPs）。它们都是由于在异常高的地幔热流参与下导致地幔或地壳大规模熔融形成的。大火成岩省独特的巨量岩浆活动是引起多层次物质和能量交换的重要场 所。成矿物质的聚集导致成矿作用和矿床的形成是必然的,因此大火成岩省本身就是一个大成矿系统。在这个成矿系统中,由于物源、成分、温度、压力、流体和氧逸度等条件的差异性,形成不同种类的矿化和矿床,并构成一定的成矿系列。镁铁质大火成岩省中形成的矿床类型有岩浆硫化物型Cr-Cu-Ni-PGE矿床和Ti-Fe 氧化物型V-Ti-Fe 矿床,热液型的Cu-Pb-Zn-Au-Ag矿床,以及远程低温热液矿床等。长英质大火成岩省形成的矿床类型为岩浆和交代型、热液型Cu-Pb-Zn-Au-Ag,W-Sn,U-Th-REE矿床,以及Sb-As矿床等。加强对大火成岩省及其成矿机理的研究,有望形成新的成矿理论和加速超大型矿床的发现。     

大火成岩省的类型、成因及其地球系统意义

大火成岩省指的是板块内部在相对短的时间间隔内(通常<3 Ma)巨量的岩浆喷发和侵入形成的火成岩省(面积超过10⁵ km²,体积超过10⁵ km³)。自此概念提出至今,在许多方面都取得了重要进展,但对于其成因以及对大陆裂解、物质循环、环境效应、生物灭绝等方面还存在着诸多争论。本文在回顾大火成岩省定义及其演变的基础上,对上述问题进行了全面的讨论,内容包括：(1)镁铁质大火成岩省(MLIP)成因的地幔柱模型及其存在的问题;(2)水在MLIP形成过程中的作用;(3) MLIP成因的其他替代模型;(4)硅质大火成岩省(SLIP)的成因及其与MLIP之间的关系;(5)大火成岩省和超大陆裂解之间的耦合关系;(6)大火成岩省与碳、硫循环及其对全球环境和生物大规模绝灭的影响;(7)大火成岩省与全球海平面升高、温室效应以及大洋缺氧事件的关系;(8)大火成岩省的地表地形效应。最后提出了大火成岩省研究中有待解决的几个重要问题和可能的解决思路。     

21世纪初10年火山与地球内部化学研究进展

进入21世纪,我国除了在长白山天池火山、五大连池火山和腾冲火山三个主要活动火山区进行监测与研究,还开展了中国其他第四纪火山区的活动火山调查工作,发现并确定了一些新的活动火山,如镜泊湖、大兴安岭、乌兰哈达等第四纪火山区中存在的全新世火山.自峨眉山大火成岩省被确定以来,我国近10年在大火成岩省研究方面取得了重要进展,并新确定了一些新的大火成岩省,如塔里木大火成岩省和措美大火成岩省,逐渐为国际地学界所接受.     

峨眉山大火成岩省形成后的海平面变化及沉积响应

峨眉山大火成岩省(ELIP)位于扬子板块西缘,是我国被国际学术界认可的大火成岩省,受到国内外学者的广泛关注。对峨眉山玄武岩喷发后的地表沉积响应研究表明,峨眉山大火成岩省断裂带对研究区沉积特征具有显著的控制作用。同时,晚二叠世早期的海平面变化显示为海侵,表明峨眉山玄武岩喷发后有热回沉作用的发生,这一结论为峨眉山大火成岩省的研究提供了重要信息。     

峨眉山大火成岩省和西伯利亚大火成岩省地球化学特征的比较及其成因启示

峨眉山大火成岩省和西伯利亚大火成岩省是发生于二叠 -三叠纪之交的重要岩浆事件。它们在主要元素、微量元素和Sr、Nd、Pb同位素特征上具有相似姓 ,但是峨眉山大火成岩省的不相容元素比值和同位素比值的变化范围相对要小一些。相对而言 ,峨眉山玄武岩具有高的Fe8和Sm/Yb值 ,暗示了其熔融深度较西伯利亚大火成岩省深 ,而熔融程度较低 ,两者的源区均为石榴石二辉橄榄岩。根据Nd同位素特征估算峨眉山和西伯利亚地幔柱的 Nd≈ 2 ,接近于原始地幔特征。综合其他地球化学特征 ,认为两个大火成岩省可能起源于同一个来自于核 -幔边界的超级地幔柱     

大火成岩省研新进展

大火成岩省的含义是指连续的、体积庞大的火成岩(包括镁铁质和长英质火成岩)所构成的巨型岩浆岩建造。镁铁质大火成岩省可分为:大陆溢流玄武岩、火山被动陆缘、大洋高原玄武岩、大岩墙群和大层状侵入体。镁铁质大火成岩省是地幔柱岩浆活动的直接产物,一般与聚敛板块边界无关。长英质大火成岩省主要由酸性、中酸性熔结凝灰岩及与之有成因联系的花岗岩构成,与岩石圈伸展构造和玄武岩浆底侵作用有不可分割的联系。今后研究方向包括大火成岩省的形成与地幔动力学的联系以及它与大陆增生、大陆裂解和生物绝灭的关系。此外还包括大火成岩省与成矿作用研究     

关于峨眉山大火成岩省一些重要问题的讨论

峨眉山大火成岩省(ELIP)近几年来取得了许多新的进展,但在一些重要的问题上仍存在着争论,笔者列举了ELIP火山喷发的时间、分布范围、高钛和低钛玄武岩、层状岩体与玄武岩以及成矿作用的关系、大火成岩省与生物绝灭的关系以及与地幔柱的关系等方面存在的问题,以及由此引发的相关争论.这些问题的解决对于大火成岩省研究的深入将会起到重要作用.     

四川会理县青矿山镁铁-超镁铁岩体地球化学特征及成因分析

小关河地区是峨眉山大火成岩省岩浆铜镍铂族元素矿床成矿岩体最重要的集中区之一,是峨眉山大火成岩省成矿作用研究的重要对象,长期以来都是找矿勘查的重要靶区.青矿山岩体隶属于会理岩体群,位于康滇地轴中段,为小关河地区出露的一个重要的矿化岩体.     

我国大火成岩省和地幔柱研究进展与展望

本文简要阐明大火成岩省和地幔柱研究的关键科学问题及研究方法,然后对新世纪以来我国中晚二叠纪峨眉山大火成岩省和早二叠纪塔里木大火成岩省的研究进展进行了回顾和总结.通过不同学科的地质观察与地幔柱理论预测的对比研究发现,峨眉山玄武岩喷发前的地壳隆升,高温原始岩浆,极短的岩浆作用持续时间以及不同类型岩浆的空间分布特征等均支持地幔柱模型。为了解释塔里木大火成岩省的岩浆演化,提出了一个两阶段的动力学模型。最后对大火成岩省和地幔柱领域研究进行了展望。     

亚洲3个大火成岩省(峨眉山、西伯利亚、德干)对比研究

峨眉山(～260 Ma)、西伯利亚(～250 Ma)和德干(～66 Ma)大陆溢流玄武岩是世界上3个重要的大火成岩省.大火成岩省至少具有4个通常被用于识别古地幔柱的标志:(1)先于岩浆作用的地表隆升;(2)与大陆裂谷化和裂解事件相伴;(3)与生物灭绝事件联系密切;(4)地幔柱源玄武岩的化学特征.虽然这3个大火成岩省都是来源于原始地幔柱,但是它们的地球化学特征有本质上的差异,反映其地幔柱曾与不同的上地幔库相互作用.(1)峨眉山和西伯利亚大陆溢流玄武岩的母岩浆,在上升过程中经受了与地球化学上和古老克拉通岩石圈地幔相同的上地幔库(EM1型幔源)的相互作用;(2)而德干大火成岩省没有受到地壳(或岩石圈)混染的原生玄武岩则显示地幔柱和EM2之间的Sr-Nd同位素变化.这种差异有可能制约了3个大火成岩省的成矿潜力.峨眉山和西伯利亚大火成岩省含有世界级岩浆矿床,而德干大火成岩省则不含矿.     

用沉积记录来估计峨眉山玄武岩喷发前的地壳抬升幅度

玄武岩喷发前公里规模的地壳抬升是大火成岩省地幔柱成因的一个重要标志,此类地质证据的缺乏反过来被一些学者用来否定地幔柱学说。本文在厘定峨眉山大火成岩省中冲积扇沉积记录的基础上,根据茅口组顶部的剥蚀特征,估算峨眉山地幔柱上升造成的地壳抬升幅度大于1000m,这与CampbellandGriffiths的地幔柱理论模型基本吻合,从而为峨眉山大火成岩省的地幔柱形成机制,乃至激烈争议中的地幔柱学说提供了有力的佐证。     

大火成岩省与大规模黑色页岩沉积的成因联系及其意义

大火成岩省对全球性大气-海洋环境的巨变及生物灭绝有非常重要的影响。已有研究结果表明,显生宙（即寒武纪以来）大火成岩省与全球大洋缺氧与生物灭绝有明显的成因联系,显生宙国际地质年代表中多个金钉子均与以大火成岩省、黑色页岩及生物灭绝为代表的全球性地质事件相对应。但由于对前寒武纪,特别是"地球中年期"（18~8亿年,"枯燥的10亿年"）大气氧浓度、海洋的氧化-还原状态及生物门类及演化认识的局限性,关于前寒武纪大火成岩省与环境的影响及其与黑色页岩沉积的成因联系一直很不清楚。通过对全球哥伦比亚（奴那）超大陆中约13.8亿年全球性大火成岩省及黑色页岩沉积时空分布的研究,发现这些大火成岩省及黑色页岩的分布有明显的规律。约13.8亿年大火成岩省广泛分布在北美、格陵兰、西伯利亚、波罗地、卡拉哈里、刚果、西非、亚马逊、南极及西澳大利亚等大陆上;而同期的黑色页岩在华北及北澳大利亚克拉通广泛分布,在西伯利亚、巴西及印度等克拉通也有分布。根据这些黑色页岩在超大陆重建图中的空间分布,提出了哥伦比亚（奴那）超大陆中这些广泛分布的约13.8亿年黑色页岩可能沉积于连通的大型海相盆地,而不是以往所认为的局部封闭的小盆地。通过约13.8亿年大火成岩省与黑色页岩内火山灰（斑脱岩）年龄的对比,进一步提出约13.8亿年存在一次与全球性大火成岩省有关的大洋缺氧事件,以此期大火成岩省与黑色页岩为代表的全球性地质事件为中元古代盖层系与延展系提供了精确的界限年龄为1383 Ma。初步的研究结果还显示,"地球中年期"可能还有多期的大火成岩省与黑色页岩沉积有时空联系,有望为晚前寒武纪地质年代表划分提供新的事件约束。      

大火成岩省及地幔动力学

大火成岩省由一个体积巨大的、连续的、以富镁铁岩石占优势的喷出岩及其伴生的侵入岩组成，是一个全球现象。它包括大陆溢流玄武岩和伴生的侵入岩，火山被动边缘玄武岩，大洋高原、海岭、海山群和洋盆溢流玄武岩。Ontong Java和Kerguelen-Broken Ridge大洋高原、北大西洋火山被动边缘、德干和哥伦比亚河大陆溢流玄武岩是3个主要大火成岩省的典型代表。各种不同的大火成岩省在时空分布及组成上都具有相似性，它们具有非常大的体积、高的喷发速率，岩石类型以拉斑玄武岩为主。大火成岩省代表了地球上已知的最大的火山岩浆活动，记录了物质和能量从地球内部向外的大量转换。大火成岩省难以用板块构造来解释，可用热柱模式来解释，通常被认为是与来自下地幔的热柱“头”有关。大火成岩省是地球动力学过程在地壳的表现，因此大火成岩省参数可作为边界条件去反演地幔动力学过程。     

藏南措美残余大火成岩省的西延及意义

在西藏南东部和澳大利亚南西部新识别出的早白垩世Comei-Bunbury大火成岩省的范围还未能得到很好约束。为探讨这一问题,本文报道了西藏南东部浪卡子-洛扎以西、江孜、康马地区广泛分布的近东西向基性岩墙和少量玄武岩的岩石学和地球化学数据。这些以辉绿岩、辉长岩为主的镁铁质岩石属于碱性-亚碱性玄武岩系列,在地球化学上主要包括高Ti的洋岛玄武岩型和低Ti的大洋中脊玄武岩型,两者的εNd(t)值分别为(+0.9～+2.0)和(+4.6～+5.8)。这两种类型岩石的地球化学特征均与措美残余大火成岩省内的对应类型可比,暗示它们与措美残余大火成岩省一样,均形成于由地幔柱作用于大陆岩石圈引起的伸展背景,代表该残余大火成岩省的西延。本文研究结果使得现今保留在特提斯喜马拉雅带上的Comei-Bunbury大火成岩省的残余面积接近50000km2。该大火成岩省的大规模岩浆活动可能是引发研究区甚至全球早白垩世大洋缺氧事件的一个重要因素。     

黑泥坡Ⅰ号岩体地球化学特征及成矿作用初探

地幔柱成矿系统中,岩浆型Cu-Ni-PGE矿床是最重要成矿作用之一。峨眉山大火成岩省岩浆型Cu-Ni-PGE矿化岩体广泛分布,构成了峨眉山地幔柱成矿系统中一个非常重要的成矿系列(陶琰等,2007)。地幔柱活动形成大火成岩省(主要由玄武岩和时空上紧密伴生的镁铁—超镁     

中国东部中生代大规模岩浆活动与长英质大火成岩省问题

笔者认为,中国东部中生代大规模岩浆活动很难用太平洋板块的俯冲来解释,中国东部中生代大规模岩浆活动可能相当于几个不同时期发育的长英质大火成岩省,与中生代东亚超级地幔柱的活动有关.世界上存在两类大火成岩省,一类以镁铁质岩为主(M-LIP);另一类以长英质岩为主(F-LIP).中国也存在上述两类大火成岩省,二叠纪的峨眉山玄武岩属于前者,中国东部中生代大规模的岩浆活动属于后者.二者可能均与地幔柱的活动有关,不同在于镁铁质大火成岩省的地幔柱上升停滞在岩石圈底部,在那里发生部分熔融形成大规模玄武岩喷发;而与长英质大火成岩省有关的地幔柱可抵达下地壳底部直接烘烤和加热下地壳,形成长英质成分的岩浆岩.学术界通常认为中国东部中生代大规模岩浆活动与太平洋板块向西俯冲导致的软流圈地幔上升有关,本文却认为它可能与来自下地幔的地幔柱有关.大火成岩省矿产丰富,与镁铁质大火成岩省有关的矿产有铜、镍、铬、铂、钯等,与长英质大火成岩省有关的矿产有金、铜、钨、锡、钼、铋、锑、铀等.     

硅质大火成岩省的形成机制及其与资源环境的关系

硅质大火成岩省是以流纹质熔结凝灰岩为主体的( 80vol.%),覆盖面积大于105km2、体积大于2.5×105km3的巨型岩浆岩建造,多呈条带状产出在大陆边缘,可能与大陆裂解和相邻镁铁质大火成岩省密切相关;其形成时间相对镁铁质大火成岩省较长,可达～40Myr。岩石中有黑云母、角闪石等含水斑晶,多为钙碱性系列,具有从I型向A型花岗质岩石过渡的地球化学特征。本文在前人工作的基础上,整理了五个主要硅质大火成岩省的样品数据,综合研究认为其形成是玄武质岩浆底侵(或地幔柱上升),使得前期由于俯冲形成的富水下地壳重熔后经历不同程度分离结晶的结果。硅质大火成岩省的形成暗示深部有"隐伏的镁铁质大火成岩省",因为上部硅质岩浆的阻碍和富水地壳不易形成岩浆运移通道所以未能喷出,但这些镁铁质岩浆向上输送了大量的SO_2气体。大规模的硅质岩浆活动一方面能够将这些SO_2气溶胶送入平流层吸收太阳辐射,另一方面能够使海洋富铁后通过光合作用吸收大气中的CO_2,从而导致全球降温。此外,硅质大火成岩省还是一个大型的热液成矿系统,形成大量的低硫化型贵金属浅成低温热液矿床,具有重要的经济意义。