同位素地球化学在峨眉山大火成岩省研究中的应用现状与进展

系统总结分析了峨眉山大火成岩省的同位素地球化学研究成果。总结前人研究资料中大量峨眉山大火成岩省（ELIP）中玄武岩和侵入体的同位素年龄数据,并结合生物地层学特征,确认我国西南峨眉山大火成岩省中的各个岩石单元的形成时代为251~263 Ma,其中基性-超基性侵入岩体形成于约259 Ma,而作为峨眉山大火成岩省主体的峨眉山玄武岩系形成于251~253 Ma。Sr-Nd、Re-Os、Lu-Hf及O同位素地球化学数据表明峨眉山大火成岩省的源区为地幔柱或者大陆岩石圈地幔(SCLM),其中峨眉山玄武岩与富含Fe-Ti氧化物基性侵入体的Sr-Nd同位素特征相似,具有与OIB相似的同位素性质;而含Cu-Ni硫化物的基性-超基性岩体的同位素特征接近地壳物质,可能与地壳混染作用有关。     

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。     

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.     

峨眉山大火成岩省岩石成因与空间差异性研究——基于全区高Ti玄武岩地球化学数据分析与模拟

高Ti玄武岩成因是峨眉山大火成岩省(ELIP)研究的热点问题。由于高Ti玄武岩地球化学特征在空间上存在差异,其岩石成因尚未达成共识。本文系统收集了峨眉山大火成岩省中高Ti玄武岩地球化学数据以及锆石ID-TIMS U-Pb测年结果,并进行统一处理分析与模拟。研究结果显示,峨眉山大火成岩省形成于约259～258 Ma,高Ti玄武岩在大火成岩省全区均有出露。自西向东,岩石年龄无明显变化规律,厚度逐渐变薄。高Ti玄武岩起源于具有富集地幔特征的地幔柱源区,几乎没有遭受地壳混染,经历了低程度部分熔融作用并可能混入了少量岩石圈地幔物质,发生了以单斜辉石为主的分离结晶作用。峨眉山大火成岩省深部存在一个非对称式的地幔柱,自西向东,高Ti玄武质岩浆起源深度变浅、温度降低,熔融深度和压力随之降低,熔融程度相对增大。模拟表明,源区石榴石相和尖晶石相的熔融程度分别为0.5%～2%和5%,石榴石相熔融比例自西向东由90%减小至40%,而尖晶石相熔融比例由10%增大至60%。     

塔里木盆地二叠纪玄武岩的地球化学特征及其与峨眉山大火成岩省的对比

中国西部地区发育了塔里木大火成岩省和峨眉山大火成岩省,分别形成于280Ma左右和258~260Ma。对比两个大火成岩省的玄武岩的地球化学特征,发现塔里木玄武岩的岩石地球化学特征与峨眉山玄武岩相似,Fe ₂O₃＝15.29%~17.97%,大于10%,比MORB富铁,指示其深源以及地幔柱源特征,为典型的溢流玄武岩。稀土元素比值显示其落在由石榴石二辉橄榄岩组成的原始地幔熔融线上,表明该玄武岩是在厚的岩石圈下由异常热的地幔经低部分熔融形成的。微量元素特征比值分析,揭示了塔里木玄武质岩浆在上升过程中受到了一定程度的地壳混染。塔里木大火成岩省和峨眉山大火成岩省一样,可能起源同一个来自于核幔边界的超级地幔柱,它们很可能是塔里木板块和扬子板块在二叠纪北向漂移过程中先后穿越同一个超级地幔柱的结果。     

川南滇北地区杏仁状玄武岩中自然铜研究

<正>在川南滇北地区广泛分布着二叠纪时期地幔柱活动喷发形成的玄武岩,属于峨眉山大火成岩省,并且在这大范围的峨眉山玄武岩中出现了大面积的铜矿化分布,由此形成了一种特殊的铜矿类型——玄武岩铜矿,即与玄武岩喷溢—沉积作用有关的铜矿,与国外基韦诺铜矿具有相似性。峨眉山大火成岩省具有较高的铜背景值,是一个罕见的铜地球化学块体,具有形成世界级铜矿床的物质基础(薛步     

峨眉山玄武岩铂族元素地球化学类型探讨

铂族元素是探讨幔源岩浆形成、演化的重要示踪元素.我们通过对峨眉山大火成岩省包括宾川、丽江、攀枝花、米易、六盘水、峨眉山等地的玄武岩及苦橄岩中铂族元素含量的系统分析,对铂族元素组成特征变化进行了成因区分,探讨了铂族元素在地幔部分熔融过程中的地球化学行为.结合峨眉山大火成岩省典型镁铁-超镁铁岩成矿岩体铂族元素组成,分析了不同矿化类型成矿岩体与峨眉山玄武岩不同铂族元素地球化学类型的成因联系.     

峨眉山大火成岩省与玄武岩铜矿--以贵州二叠纪玄武岩分布区为例

贵州晚二叠世玄武岩是峨眉山大火成岩省的组成部分，并位于其东区。全属高钛玄武岩。它是地幔柱边部或消亡期局部熔融产物。产物我省玄武岩中的铜矿床（点），与北美大陆同类铜矿有相似之处，可统称为玄武岩铜矿，属于“与陆相镁铁质喷发岩有关的铜矿床成矿系列”。     

塔里木早二叠世大火成岩省的时空特征和岩浆动力学

塔里木早二叠世大火成岩省是继峨眉山大火成岩省之后在中国境内发现的又一个二叠纪大火成岩省。近十多年来,对塔里木大火成岩省及其与地幔柱和大规模成矿的关系受到极大关注。本文结合近年来国内外的最新研究进展,对塔里木大火成岩省的时空分布、岩石地球化学特征、成因演化和动力学过程以及成矿潜力进行综述。塔里木大火成岩省的残余分布面积达25万km2,岩石类型主要有大陆溢流玄武岩(分布广泛),长英质火山岩类(主要分布在塔里木盆地的北部)和基性-超基性及中酸性侵入岩类等(主要出露于巴楚、巴什索贡和皮羌等地区)。该大火成岩省事件的岩浆活动时间主要集中在292~285 Ma(玄武岩和第一期长英质火山岩类形成阶段)和284~274 Ma(侵入岩类、含钒钛磁铁矿床和第二期长英质火山岩类形成阶段)。系统和深入的岩石地球化学和Sr-Nd-Hf-Pb同位素研究表明,塔里木大火成岩省从早期喷发的玄武岩到晚期的侵入岩类具有明显不同的地球化学特征,指示其岩浆源区发生了从富集岩石圈地幔来源到地幔柱来源的明显转变。结合相关的地质学和岩石学证据及铂族元素(PGEs)等研究,提出了一个上涌的地幔柱不断向位于岩石圈地幔底部的岩浆源区注入亏损地幔物质、持续改变其同位素地球化学特征并最终形成塔里木大火成岩省各主要岩石类型的岩浆演化新模型。最后,巴楚瓦吉里塔格含钒钛磁铁矿的存在也表明在塔里木大火成岩省中具有找寻大型钒钛磁铁矿床的潜力。     

峨眉山大火成岩省的形成机制及空间展布:来自沉积地层学的新证据

对西南地区茅口灰岩生物地层对比和峨眉山玄武岩与茅口灰岩之间的界面特征的研究表明,上扬子西缘茅口灰岩在玄武岩喷发前存在差异剥蚀,自西到东可分为深度剥蚀带(内带)、部分剥蚀带(中带)、古风化壳或短暂沉积间断带(外带)和连续沉积带;整个剥蚀区的范围同峨眉山玄武岩分布区基本一致。差异剥蚀是中二叠世晚期上扬子西缘一次快速地壳抬升和穹状隆起的结果,这说明峨眉山大火成岩省的形成与地幔柱活动有关。根据上升地幔柱地表抬升模型对峨眉山大火成岩省空间展布进行了讨论,并推算出该大火成岩省的规模。     

四川华蓥偏岩子晚二叠世玄武岩地球化学特征及其与峨眉山大火成岩省的成因关系

四川华蓥偏岩子地区位于四川盆地中东部,新发现的晚二叠世玄武岩介于茅口组(下伏)和龙潭组(上覆)之间,可与峨眉山玄武岩进行对比.矿物学和地球化学研究表明,偏岩子玄武岩属于高钛亲碱性系列,具有OIB型的稀土元素和微量元素配分模式.偏岩子玄武岩基本未遭受地壳混染,单斜辉石的结晶温度为1405～1439℃,指示源区存在异常高温...     

黔南基性岩墙岩石地球化学、SHRIMP锆石U-Pb年代学及地质意义

基性岩墙,与层状、环状基性杂岩体和高Ti、低Ti玄武岩共同组成了峨眉山大火成岩省岩石组合.为进一步确定大火成岩省及相关生物灭绝事件的时间联系,及更深化研究大火成岩省的成因,对分布于贵州省南部的基性岩墙进行了主、微量元素、Sr-Nd同位素测定和锆石SHRIMP U-Pb年代学研究.黔南基性岩墙∑REE=135.66×10-6~280.59×10-6,LREE/HREE为6.42~7.54,（La/Yb）_N为7.94~9.85,轻重稀土分异明显,δEu为1.0~1.3,具有Ba、Sr、K等LILE富集,Nb、Ta、Zr、Hf等HFSE亏损特征,显示与峨眉山高钛玄武岩相似的地球化学特征.Th/Ta（1.80~1.94）、Nb/U（30.8~39.88）、Th/La（0.08~0.10）、Nb/Th（7.89~8.40）比值与原始地幔相似,较低的初始（87Sr/86Sr）_i比值（0.705 278~0.706 052）、ε_Nd（t）（-0.5~+1.6）、以及Th/Ta比值（< 2.13）显示岩浆无明显的地壳混染,岩浆可能形成于受地幔柱作用的富集石榴石地幔源区10%~12%的部分熔融.SHRIMP锆石206Pb/238U加权平均年龄为261.2±2.6 Ma,反映峨眉山大火成岩的喷发时间可能集中在260 Ma左右,并可能与瓜德鲁普末期的生物灭绝有关.      

峨眉山大火成岩省Cu-Ni-PGE成矿作用——几个典型矿床岩石地球化学特征的分析

峨眉山大火成岩省岩浆型Cu-Ni-PGE矿化岩体广泛分布,构成峨眉山地幔柱成矿系统中一个非常重要的成矿系列。本文剖析了峨眉山大火成岩省该类矿床的分布及部分典型矿床的地质地球化学特征和矿化特征,揭示了成矿岩体统一的地幔柱成因,阐述了Cu-Ni-PGE成矿作用与峨眉山地幔柱岩浆活动体系的关系,探讨了由于岩浆演化过程及硫化物熔离富集过程的差异所导致的矿化类型变异。指出Cu-Ni-PGE矿床成矿岩体原始岩浆为地幔柱高程度熔融的高镁玄武岩浆,成矿岩体与峨眉山低钛玄武岩同源,矿化岩体主要产于峨眉山地幔柱活动模型的内带低钛玄武岩分布区;金宝山、朱布、力马河、杨柳坪矿床分别代表峨眉山地幔柱Cu-Ni-PGE成矿作用不同成矿机制的端员类型。     

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。     

松潘-甘孜地块丹巴二叠纪玄武岩的主、微量元素和Sr-Nd同位素研究:岩石成因与构造意义

松潘-甘孜地块的丹巴二叠纪玄武岩(大石包组)具有较高的TiO2含量(>2%)和高的Ti/Y比值(平均519),显示LREE富集、HREE亏损的右倾型稀土配分型式((La/Yb)N=4.2~13.6),εNd(t)=-0.33~2.70,具有洋岛玄武岩(OIB)地球化学特征,形成于大陆板内环境。其源区来自原始地幔始于石榴子石稳定区的低程度部分熔融,岩浆上升过程中有来自地壳物质的加入,因而其不相容元素比值如Zr/Nb(4.41~13.09)、La/Nb(1.03~1.80)和Th/La(0.08~0.18)等,以及初始的87Sr/86Sr比值(0.706008~0.707257)均表现出不同程度的富集特征,岩浆演化早期经历了以辉石、橄榄石为主的分离结晶作用。该套玄武岩的元素-同位素地球化学特征和源区性质类似于峨眉山溢流玄武岩的高钛(HT)系列,因此认为其是峨眉山地幔柱活动的产物,属于峨眉山大火成岩省(ELIP)的一部分。松潘-甘孜地块和扬子西缘晚古生代以前地层的可比性以及峨眉山溢流玄武岩的分布特征显示,松潘-甘孜洋盆伴随着扬子克拉通的裂解而打开,并且可能都与峨眉山地幔柱有关,是地幔柱活动的浅部地质响应。     

Integration of zircon and apatite U–Pb geochronology and geochemical mapping of the Wude basalts(Emeishan large igneous province):A tool for a better understanding of the tectonothermal and geodynamic evolution of the Emeishan LIP

Radiogenic isotopic dating and Lu–Hf isotopic composition using laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry(LA-ICP-MS)of the Wude basalt in Yunnan province from the Emeishan large igneous province(ELIP)yielded timing of formation and post-eruption tectonothermal event.Holistic lithogeochemistry and elements mapping of basaltic rocks were further reevaluated to provide insights into crustal contamination and formation of the ELIP.A zircon U–Pb age of 251.3±2.0 Ma of the Wude basalt recorded the youngest volcanic eruption event and was consistent with the age span of 251-263 Ma for the emplacement of the ELIP.Such zircons hadε_Hf(t)values ranging from7.3 to+2.2,identical to those of magmatic zircons from the intrusive rocks of the ELIP,suggesting that crust-mantle interaction occurred during magmatic emplacement,or crust-mantle mixing existed in the deep source region prior to deep melting.The apatite U–Pb age at 53.6±3.4 Ma recorded an early Eocene magmatic superimposition of a regional tectonothermal event,corresponding to the Indian–Eurasian plate collision.Negative Nb,Ta,Ti and P anomalies of the Emeishan basalt may reflect crustal contamination.The uneven Nb/La and Th/Ta values distribution throughout the ELIP supported a mantle plume model origin.Therefore,the ELIP was formed as a result of a mantle plume which was later superimposed by a regional tectonothermal event attributed to the Indian–Eurasian plate collision during early Eocene.     

四川盐源地区晚二叠纪双峰式火山岩的厘定及其地质意义

四川省盐源县柏林山一带广泛分布着一套基性岩、酸性岩的火山岩组合,两类火山岩在时空上紧密伴生,二者之间缺失中性火山岩,构成典型的双峰式火山岩组合。通过对区内双峰式火山岩的空间分布调查,基性岩主要为致密块状玄武岩、斑状玄武岩,酸性火山岩主要为碱流岩,碱流岩位于玄武岩顶部,为晚二叠纪峨眉山大火成岩省的组成部分。在地质背景、岩石学、地球化学等方面研究的基础上,对区内双峰式火山岩的成因和形成环境进行了探讨,表明玄武岩的原始岩浆来自富集型地幔源区,为地幔橄榄岩小程度部分熔融的产物,形成于洋岛构造环境,碱流岩主要为玄武岩浆极度分离结晶后的酸性残余岩浆形成,形成于陆内拉张构造环境。柏林山地区晚二叠纪双峰式火山岩的发现和厘定为峨眉山玄武岩的演化提供了新的线索和依据,为区域成矿研究以及稀有稀土找矿提供了新的启示。     

滇东南建水地区高镁火山岩包体的成因和构造背景

在滇东南建水地区发现产于峨眉山玄武岩中的高镁火山岩包体,这对于地幔柱的形成演化具有重要研究意义.对这些包体进行了锆石U-Pb年代学、地球化学和岩矿分析.高镁火山岩包体具斑状结构,致密块状构造,斑晶主要为贵橄榄石和透辉石.13颗锆石U-Pb LA-ICP-MS加权平均年龄为259±2Ma(MSWD=1.9),显示与寄主岩石同期形成.包体岩石具有高镁(Mg~#=68～75)、低硅(SiO_2=45.11%～45.93%)特征,轻稀土元素(LREE)、高场强元素(HFSE)富集而重稀土元素(HREE)亏损,属于亚碱性、拉斑玄武岩系列,具有板内玄武岩(IPB)特征.火山岩包体的原始岩浆起源于石榴子石二辉橄榄岩低程度部分熔融的产物,岩浆演化过程中发生了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用,在侵位上升过程中未受明显的地壳混染作用.该高镁火山岩的存在,显示地幔柱除了垂直上升运动外,在地球深部不同的边界还有多次侧向扩展移动,表明滇东南晚二叠世存在峨眉山地幔柱的一个分支-地幔枝活动.