地幔中EM1端员成因的锂同位素制约

在四个地幔端员(DMM、HIMU、EM1、EM2)中,EM1的成因一直令人困惑。华北克拉通中部(太行山地区)地幔橄榄岩捕虏体的Li同位素组成特征为探讨这一问题提供了新的制约。橄榄岩捕虏体中主要组成矿物(橄榄石、斜方辉石和单斜辉石)的Li同位素组成特征表明,该区的岩石圈地幔中有再循环的、古老的洋壳物质。结合已有的地幔橄榄岩捕虏体的Sr-Nd同位素数据,可以推测再循环的古老蚀变洋壳对地幔EM1端员组分的产生有重要的作用。     

拉萨地块西段中新世赛利普超钾质火山岩富集地幔源区和岩石成因:Li同位素制约

作为一种“非传统稳定同位素”,锂同位素地球化学研究已经成为近年来国际上研究的热点之一.文章成功应用锂同位素对青藏高原西南部赛利普超钾质火山岩进行了示范研究.研究表明,赛利普超钾质火出岩的w(Li)为11.2×10-6～22.9× 10-6,同位素组成δ7Li为1.2‰～+3.5‰,平均值为0 2‰,与平均上地壳的相当.超钾质火山岩的锂同位素组成与岩浆结晶分异程度参数之间不存在任何相关性,这表明在超钾质火山岩结晶分异过程中没有发生明显的锂同位素分馏,锂同位素组成特征反映了其形成时的源区特征.超钾质火山岩的锂同位素组成变化范围达4.7‰,并且与pb-Sr-Nd同位素和岩浆结晶分异参数之间亦无任何相关性,表明锂同位素异常可能反映了不均匀源区岩石特征.通过计算模拟以及与前人的类似研究成果进行对比,笔者认为俯冲印度地壳而不是特提斯洋壳(包括沉积物)的流体/熔体参与了超钾质火山岩的源区富集,并在此基础上提出了超钾质火山岩成因模式.     

中国东北鸡西新生代玄武岩源区岩性制约

新生代火山岩在中国东北地区广泛出露,主要集中于松辽盆地周缘。其中盆地东部多沿抚顺—密山、依兰—伊通断裂带分布,尤其集中于长白山地区,以钠质玄武岩为主。前人研究表明,东北地区的地幔源区存在显著的化学不均一性,暗示这些玄武岩复杂的成因。为进一步查明它们的地幔源区岩性,揭示其岩石成因,文章选择抚顺—密山断裂带北部鸡西地区的玄武岩开展研究工作。研究区玄武岩岩性变化较大,其SiO₂含量为44.2～49.6 wt%,MgO含量为6.7～10.6 wt%,在TAS分类图上可进一步细分为碧玄岩、粗面玄武岩及玄武岩三个类别。微量元素上,研究样品呈现不相容元素相对富集的特征,具Nb、Ta的正异常和Pb、Ti的负异常,与洋岛玄武岩的微量元素组成相类似。通过计算研究样品的原生岩浆组成,发现其具有富MgO、贫SiO₂和CaO的特征,在透辉石向CATS-橄榄石-石英的投影图上落在贫硅辉石岩的区域内;同时结合玄武岩较高的FC3MS(FeO^T/CaO-3×MgO/SiO₂)值,认为其源区确实存在辉石岩组分的贡献。为进一步证实上述岩...     

西昆仑新生代钾质火山岩的地球化学及其对源区的约束

对西昆仑大红柳滩、普鲁北和普鲁东新生代火山岩的地球化学研究表明 ,其总体特征相似。但是南带的大红柳滩和北带的普鲁火山岩区 (普鲁北和普鲁东 )存在一定的区别。大红柳滩火山岩的 Ti O2 相对较低 ,但富集碱和 K,同时更加富集轻稀土和大离子亲石元素。在同位素特征上 ,大红柳滩火山岩具有相对低的 Sr同位素比值以及高的εNd值和 2 0 7Pb/2 0 4 Pb、2 0 8Pb/2 0 4 Pb比值。其微量元素和同位素特征指示了火山岩的源区为岩石圈地幔 ,为含有黑云母和角闪石的石榴子石二辉橄榄岩。但在部分熔融前经历了交代富集的过程。原始地幔标准化图解…     

青藏高原西南部赛利普超钾质火山岩富集地幔源区和岩石成因:锆石U-Pb年代学和Hf同位素制约

西藏拉萨地块西南部赛利普钾质-超钾质火山岩为一套含地幔包体的粗面安山岩,高K2O,MgO、Cr、Ni含量,K2O/Na2O比值和Mg#,为地幔低度部分熔融的原始岩浆,或经橄榄石、单斜辉石或Fe-Ti氧化物分离结晶.岩石强烈富集大离子亲石元素和轻稀土元素、亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,富集放射性成因Sr、Pb和Nd同位素,指示岩浆源区为富集地幔.采用LA-ICP-MS测定赛利普钾质-超钾质火山岩三件样品的18颗新生岩浆锆石U-Pb年龄为15.8～19.2Ma,其中钾质岩石样品SL0628中11个点的加权平均值为17.7±0.3Ma,与他人获得的40Ar/39Ar年龄一致.三件样品中新生岩浆锆石的εHf(t)变化范围为-7.6～3.9,平均地壳模式年龄(tDMC=0.86～1.59Ga)变化较大,除两个分析点显示亏损特征外,总体显示富集特征,表明岩石源于富集源区,但有少量亏损地幔物质加入.三件样品共获得49颗继承锆石的U-Pb年龄介于20～1907Ma,其Hf同位素组成(εHf(t)=-25.9～5.3)和平均地壳模式年龄(tDMC=0.79～4.08Ga)变化较大;其中的37颗年龄较小的继承锆石(20～110Ma)指示地幔源区可能受到四期明显的岩浆改造事件(62.2～64.0Ma,43.3～55.1Ma,29.5～37.7Ma和20.1～27.4:Ma)和两个岩浆活动间歇期(70～90Ma和37.7～43.3Ma).在拉萨地块首次发现29.5～37.7Ma的岩浆活动,并发现与林子宗火山岩同期的、Hf同位素富集的岩浆活动(62.2～64.0Ma,εHf(t)=-21.2～3.0).三件样品中49颗继承锆石的Hf同位素研究表明源区富集组分可能源自拉萨地块古老地壳基底和俯冲的印度大陆地壳.赛利普钾质-超钾质岩石形成可能是印度大陆地壳前缘撕裂和分段俯冲的结果.     

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。     

大兴安岭哈拉哈河-绰尔河第四纪火山岩地幔源区与岩浆成因

哈拉哈河-绰尔河第四纪火山地处重力梯度带上的大兴安岭中段。火山岩主要类型为钠质系列碱性橄榄玄武岩。火山岩大离子亲石元素和轻稀土元素相对富集,轻重稀土分异程度弱((La/Yb)N=8～12),稀土元素和微量元素配分曲线与大同碱性玄武岩平行,总体上表现出与OIB相似的特征。在Sr-Nd-Pb同位素组成特征上表现出亏损地幔的特点(εNd=4.8～5.9),接近MORB的源区范围。哈拉哈河-绰尔河第四纪火山岩岩浆由轻稀土富集的石榴子石二辉橄榄岩低程度(8%～15%)部分熔融产生,火山岩高MgO(>9%)、Ni(>200×10-6)和Mg#(60～70),表明它们是较原始的岩浆,岩浆上升过程经历了橄榄石和辉石为主的弱分离结晶作用,没有受到地壳物质明显混染。区域伸展作用引发软流圈地幔上涌是哈拉哈河-绰尔河第四纪火山的岩浆成因。     

西藏当惹雍错富钾和富钠碱性火山岩的矿物学研究及其成因指示

对青藏高原西南部当惹雍错地区的中新世超钾质粗面岩及共存的富钠质方沸石(霞石)响岩进行了详细的岩石学、矿物学研究,揭示出两套岩石具有不同的矿物学特征.钠质方沸石(霞石)响岩中橄榄石斑晶的熔体包裹体与钾质火山岩的成分相当,应属于早期残余的钾质岩浆,表明了钠质方沸石(霞石)响岩的形成晚于超钾质粗面岩.两类岩石的全岩化学成分、...     

中国东部新生代玄武岩的地幔源区特征

作为华北克拉通破坏的响应,华北地区广泛发育新生代玄武岩。尽管前人对这些玄武岩做了大量的研究,但是对其地幔源区性质及成因机制仍存在激烈争论。本文首次报道山东山旺新生代玄武岩中橄榄石斑晶捕获的熔体包裹体的研究结果。相对于全岩成分,熔体包裹体的成分更加复杂,碱性玄武岩中熔体包裹体不仅有碱性玄武质,碱性粗面玄武质成分,同时还有拉斑玄武质成分。这指示新生代玄武岩的形成主要是受控于贫硅与富硅熔体的混合。碱性玄武岩中的熔体包裹体中存在拉斑玄武质熔体意味着在山东地区新生代玄武岩中首次发现拉斑玄武质组分,暗示新生代玄武岩地幔源区比之前认识的更加复杂和不均一,碱性玄武岩地幔源区同样存在富硅组分。综合华北、东北新生代玄武岩数据,可以把这些玄武岩划分为三类:低硅,高硅以及中间类型。低硅玄武岩具有高的~(176)Hf/~(177)Hf,~(143)Nd/~(144)Nd,~(206)Pb/~(204)Pb,FeO,Na_2O+K_2O和Sm/Yb,低的SiO2_和Ba/Th比值;高硅玄武岩具有低的~(176)Hf/~(177)Hf,~(143)Nd/~(144)Nd,~(206)Pb/~(204)Pb,FeO,Na_2O+K_2O和Sm/Yb,高SiO_2和Ba/Th比值,(Th/La)_N1和(Th/Ba)_N1。结合实验岩石学数据推断低硅玄武岩形成于贫硅辉石岩和富含角闪石的岩石的部分熔融,这些辉石岩和富含角闪石的岩石形成于近期的岩石圈地幔交代事件;高硅玄武岩的地幔源区含有富硅的古老大洋下地壳组分,结合实验岩石学数据推断高硅玄武岩形成于富硅辉石岩和橄榄岩的部分熔融。     

宁芜地区中生代富钾和富钠火山岩的源区特征:岩石学和地球化学证据

宁芜中生代火山盆地广泛产出早白垩世中基性火山岩,钾质岩石主要为龙王山组英安岩、粗安岩,钠质火山岩主要为大王山组玄武粗安岩、粗安岩、英安岩以及钠质安山玢岩类。钠质辉石安山玢岩的锆石U-Pb年龄为128.9±1.9Ma,为早白垩世产物。稀土元素球粒陨石标准化配分曲线均表现为一致的平缓右倾型式,Eu负异常不明显,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具Nb、Ta的负异常。钾质龙王山组火山岩总体Cs、Rb、Ba、Th、U等LILE含量较钠质大王山组火山岩和钠质安山玢岩高,并具有较高的Si、K,较低的Ca、Mg,高Rb/Sr,高Isr(0.70521~0.70857);钠质火山岩具有较低的Si、富Na、高Sr、低I_(sr)(0.70544~0.70768),Mg~#相对较高。钠质辉石闪长玢岩斑晶中有斜长石的矿物结构和成分不平衡现象,锆石Hf同位素特征为ε_(Hf)(t)=-6.2~+0.6,变化较大,指示岩浆混合过程。地幔源区可能是由中元古代俯冲板块释放出流体发生交代作用后形成的富集地幔,钾质火山岩地幔源区交代矿物可能以金云母为主,崆岭群TTG片麻岩为其地壳端元。而钠质火山岩地幔源区交代矿物可能以角闪石和单斜辉石为主,中元古上溪群变质基性岩或新生下地壳基性岩为其地壳端元。     

青藏高原北部新生代火山岩区深部结构特征及其成因探讨

青藏高原北部发育的大量新生代钾质、高钾质火山岩体的成因一直是个谜。利用布置在青藏高原内部及其周缘的305个临时宽频地震台站和固定地震台站记录到的9 649个远震事件,共139 021条P波初至到时资料对青藏高原深部结构特征进行了层析成像反演研究。结果显示,印度岩石圈地幔俯冲前缘已经到达了羌塘地体中部之下,在俯冲前缘存在一个从地幔深处延伸至地表的大规模低速体。该低速体可能是由于印度岩石圈地幔前缘俯冲进入软流圈深处而引起地幔热扰动,造成深部软流圈地幔的热物质向上扩散而形成的深部地幔物质上涌通道;该通道为青藏高原北部的新生代钾质、高钾质火山岩体的形成提供了条件。因此,青藏高原北部新生代火山岩可能是印度岩石圈地幔持续北向俯冲的结果。     

长江源区新生代火山岩的系列及成因

长江源区的新生代火山岩系包括高钾钙碱性系列和钾玄岩系列.高钾钙碱性火山岩形成于始新世, 钾玄岩系列火山岩形成于中、上新世.总体而言, 该区火山岩富碱高钾, 富集大离子亲石元素, 稀土元素含量高且轻稀土相对富集.相对而言, 高钾钙碱性火山岩富集SiO₂、Al₂O₃, 无负Eu异常, 属于壳源岩浆系列, 其原始岩浆由加厚陆壳的榴辉岩质下地壳经部分熔融产生.钾玄岩系列火山岩富集K₂ O、TiO₂、P₂ O₅、MgO、FeO, ∑REE、HFSE、I_Sr值均较高, 弱负Eu异常, 属于幔源岩浆系列, 其原始岩浆由EMⅡ型富集地幔的部分熔融生成.2个系列的火山岩均是大陆碰撞造山后期岩浆作用的产物.始新世以来, 随着该区由碰撞、挤压作用发展到出现走滑, 应力环境由挤压转变为张性, 导致依次喷发高钾钙碱性火山岩和钾玄岩系列火山岩.      

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。     

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。     

滇西剑川新生代富碱岩浆岩Li同位素地球化学特征及其对岩浆源区的制约

对滇西地区金沙江—红河富碱岩浆岩带内发育的剑川、玉召块和老君山岩体进行了岩相学、全岩主量、微量元素和Li同位素组成分析。结果显示,3个岩体都富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素(HFSE),具有弱Eu元素异常。上述3个岩体的δ⁷Li值分别为0.70‰～6.48‰、0.50‰～5.89‰、3.73‰～4.28‰。结合前人的研究结果,认为玉召块岩体具有埃达克质特征,来源于增厚下地壳的部分熔融,在成岩过程中有少量的铁镁质岩浆注入,并在岩浆上升过程中混染了中上地壳物质,剑川和老君山岩体则是交代富集岩石圈地幔部分熔融形成的岩浆持续分异产物。     

华北克拉通基性火山岩高场强元素对Ar-Pt界限及新生代地幔源区特征的示踪

华北克拉通不同时代基性火山岩存在向富集方向演化的趋势,并出现明显的Ａｒ－Ｐｔ界限和新生代异常．元古宙基性火山岩比太古宙富集大部分高场强元素（ＨＦＳＥ）和轻稀土元素（ＬＲＥＥ）,ＲＥＥ分异程度显著增加,而且相容性接近的不相容元素（如Ｎｂ,Ｔａ）的相对不相容性发生了改变．新生代玄武岩ＨＦＳＥ及Ｎｉ高度富集,ＲＥＥ强烈分异,δ（Ｅｕ）值最高．Ａｒ－Ｐｔ界限可能与地幔熔融时物理条件（如氧逸度）的改变和地幔富集作用有关．新生代玄武岩独特的地球化学特征可能主要反映了地幔源区的特殊性———“似ＯＩＢ型”富集地幔,其形成既可能有携带远洋沉积物的俯冲古老玄武岩洋壳部分熔融残余的贡献,也可能有直接循环（如通过拆沉作用）的陆壳物质的贡献,同时还可能涉及了地幔柱活动的影响．     

浙江建德新生代玄武岩源区特征及其成因

中国东南部浙江境内分布有大量新生代板内玄武岩，这些玄武岩的分布受到三条北东—南西向的断裂控制，将浙江玄武岩分为西部、中部、东部三个区域。其中，出露于浙江西部江山-绍兴断裂带的建德玄武岩是浙江境内最古老的新生代玄武岩（约40 Ma）。为进一步认识浙江境内新生代岩浆作用的本质，测定了建德玄武岩的元素组成和Sr、Nd、Hf、Pb同位素组成，并在与浙江境内其它新生代玄武岩对比的基础上，探讨它们之间的成因联系。建德玄武岩为碧玄岩，与浙江西部其它新生代玄武岩一样，碱性程度明显高于浙江中部和东部的新生代玄武岩（以弱碱性的碱性橄榄玄武岩和拉斑玄武岩为主）。这些玄武岩具有较低的SiO₂ (41.3~42.3 wt%）和Al₂O₃（9.70~12.6 wt%）含量，较高的MgO（8.90~15.6 wt%）、CaO（8.92~12.1 wt%）、TiO₂（2.78~3.18 wt%）和Fe₂O₃^T（14.1~16.2 wt%）含量以及较高的Ca/Al（1.02~1.16）比值。不相容微量元素组成上与火成碳酸岩具有亲缘性，即蛛网图上表现为明显的K、Zr、Hf、Ti的负异常（Hf/Hf*=0.74~0.77, Ti/Ti*=0.70~0.74），同时具有高的Zr/Hf比值（48.5~50.1），表明其地幔源区含有碳酸盐组分。建德玄武岩具有亏损的Sr-Nd-Hf同位素组成（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.7032~0.7034, εNd=5.85~5.95, εHf=7.78~8.56）和较高的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb（18.491~18.554）、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb（15.488~15.518）和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb（38.387~38.523）比值。相比浙江中部和东部玄武岩，浙江西部玄武岩及建德玄武岩具有更高的碱含量、不相容微量元素含量、La/Yb比值和更明显的K、Zr、Hf、Ti负异常，表明浙江西部玄武岩是碳酸盐化地幔低程度熔融的产物。浙江新生代玄武岩的Ti/Ti*与Ba/Th、K/La比值之间较好的正相关性表明其源区存在两端元混合的特征。其中，以浙江西部玄武岩（包括建德玄武岩）为代表的地幔端元是由含碳酸盐的再循环洋壳熔融产生的碳酸盐熔体与亏损地幔反应形成的碳酸盐化地幔，以较低的Ba/Th、K/La和Ti/Ti*比值为特征。以浙江东部玄武岩为代表的地幔端元具有和碳酸盐化地幔端元互补的、较高的Ba/Th、K/La和Ti/Ti*比值，代表熔融残余的再循环洋壳。因此，浙江新生代玄武岩的地幔源区是不均一的，这种不均一性主要是由具有成因联系的两种端元组分所控制。     

科洛新生代火山群富钾火山岩中的幔源包体特征及上地幔热状态

黑龙江省科洛火山群富钾火山岩主要岩石组合为碱玄岩、响岩等岩石,岩石学、岩石化学、地球化学、同位素等特征研究表明,其岩浆来自上地幔并为板内裂谷环境,是上地幔岩部分熔融形成的岩浆喷至地袁冷凝形成的.岩石中幔源金云母、尖晶石二辉橄榄岩包体研究表明,科洛地区的上地幔是"过热"的,这种"过热"的状态,正是诱发大陆裂谷构造形成的根本原因.