柴北缘西段晚古生代牛鼻子梁高镁闪长岩成因机制及地球动力学过程

牛鼻子梁地区首次发现的高镁闪长岩对于探讨柴北缘地区岩石圈地幔演化历史具有重要意义.为确定该类岩石成因及地球动力学过程,对其开展矿物学、岩石主-微量元素分析、锆石U-Pb定年和Hf同位素分析工作.岩石地球化学特征显示,岩石均为钙碱性岩石,具有富Mg（Mg#=62~72）、Cr、Ni、LREE（LREE/HREE=2.84~4.61）值、低FeOT/MgO（0.70~1.12）比值特征,属于高镁闪长岩;所有样品均表现出富集大离子亲石元素（Rb、Ba、Th、U、K）和LREE,而相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P和HREE,与典型的"赞岐岩"地球化学特征一致;锆石U-Pb同位素年代学研究表明岩石形成时代为388 Ma,为中泥盆世岩浆作用的产物.锆石Hf同位素特征显示岩石ε_Hf（t）均为正值（4.4~11.6）,表明岩浆起源于亏损地幔.结合区域构造演化过程认为,牛鼻子梁高镁闪长岩是由早古生代（540~520 Ma）消减带流体交代地幔楔后的富集地幔经历晚古生代（400~388 Ma）岩石圈伸展作用部分熔融的产物.      

弧后盆地玄武岩的成分变化及其成因

弧后盆地玄武岩(BABB)是弧后盆地扩张过程中岩浆作用的主要产物,其地球化学组成是认识弧后盆地演化的关键。现今弧后盆地主要集中在西太平洋地区。本文总结了该地区弧后盆地玄武岩的元素地球化学和同位素组成特征。总体而言,相对于开阔大洋洋中脊玄武岩(MORB),弧后盆地玄武岩的主量元素成分变化范围很大,在Al_2O_3-Mg O、Ti O_2-Mg O相关图上偏离了MORB的演化趋势,在Mg O相同的情况下表现出更高的Al_2O_3含量和更低的Ti O_2含量。弧后盆地玄武岩的微量元素特征一般介于MORB和弧玄武岩之间。一方面,它们与MORB一样在中、重稀土元素之间没有明显分馏;另一方面,与弧玄武岩一样富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U、K,具有Pb的正异常和Nb、Ta的负异常等。其中,劳海盆、日本海海盆和冲绳海槽有部分样品具有Nb、Ta的正异常,表现出类似于E-MORB的微量元素特征。西太平洋地区弧后盆地玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素组成变化范围较大,相对于MORB,其富集组分更常见,总体介于亏损地幔端元(DMM)、1型富集地幔(EM1)和2型富集地幔(EM2)三者之间。不同基底属性(大陆基底和大洋基底)和不同阶段的弧后盆地玄武岩的地球化学组成也有明显区别。弧后盆地玄武岩地球化学成分上的多样性主要受控于源区(地幔楔)的物质组成、熔融程度和岩浆上升过程中的变化等因素。地幔源区的不均一性主要体现在地幔楔自身的化学性质和俯冲板片的物质贡献差异。部分弧后盆地玄武岩具有异常高的地幔潜能温度、高的3He/4He比值以及E-MORB型的微量元素特征,说明其地幔源区还可能受到了地幔柱的影响。地幔潜能温度越高,俯冲流体贡献越多,地幔楔的熔融程度越大。此外,岩浆上升过程中发生的地壳混染、岩石圈中的熔体-岩石反应以及矿物的结晶分离都会改造岩浆的成分。     

福建早侏罗世火山岩岩石地球化学特征及岩石成因研究

选择较有代表性的永定、平和、长泰—同安、闽清—永泰等地早侏罗世火山岩岩石主量、微量和Sr、Nd同位素分析测试成果,开展岩石地球化学特征对比研究,探讨岩浆起源、演化和不同类别的岩石成因。研究认为,早侏罗世火山岩主要属亚碱性钾质-普通系列,玄武岩属亚碱性高铁拉斑玄武岩系列。玄武岩稀土含量较高,配分曲线与典型OIB玄武岩变化趋势一致;高场强元素(HFSE)除Nb略亏损外,Ti、Zr、Nd具有明显正异常,Ta具有弱正异常;原始地幔标准化曲线位于典型大陆弧玄武岩之上。流纹岩稀土含量高,轻稀土富集,Eu负异常明显,高场强元素Nb、Zr等具有清晰正异常,Ti、P负异常明显。岩石地球化学特征研究表明早侏罗世火山岩岩石成因与地幔岩浆作用有关:基性单元——玄武质岩石岩浆主要来自于软流圈,亏损的地幔源区可能有早期富集岩石圈物质加入或是由于软流圈地幔上涌萃取了岩石圈地幔富集组分。酸性单元——流纹质岩石主要形成于上地壳,但不排除有幔源物质的混合。安山岩-英安岩是底侵的镁铁质岩浆与下地壳部分熔融岩浆混合均一化形成典型的MASH岩浆。早中生代处于印支运动后造山大陆裂解的地球动力学背景,后造山岩石圈伸展拉张致使软流圈减压上涌和部分熔融,所产生的岩浆沿北东向展布的裂解区域喷出地表形成火山岩带。     

浙西新路盆地火山岩型铀成矿的深部动力学机制

在中生代岩浆作用过程主量元素、微量元素和Sr-Nd同位素地球化学演化轨迹的研究基础上,探讨了新路盆地火山岩型铀成矿的深部动力学机制.研究表明,新路盆地由早至晚系列岩浆岩,SiO2含量依次降低,碱度和K2O/Na2O比值逐渐升高,氧化物含量表现为“跳跃性”演变并趋向辉绿岩;ΣLREE、δEu值和Sr元素等含量显著动态升高;微量元素特征比值表现出趋势性变化特点;Sr-Nd同位素演化呈现出由黄尖组熔结凝灰岩依次趋向花岗斑岩、辉绿岩的混合演化趋势线;代表成矿流体同位素组成的萤石投影点位于岩浆作用过程Sr-Nd同位素混合演化趋势线上,且较花岗斑岩更趋近于辉绿岩投影区.认为新路盆地铀矿床成矿流体具有壳幔源区物质混合特征;酸性系列岩浆岩与火山岩型铀矿在空间上的叠置,是壳幔作用机制下系列产物的耦合;来自岩石圈富集地幔的以富含LREE及K、Sr等大离子亲石元素为特征的高温“轻物质流”持续上涌及由此诱发的壳幔作用,为新路盆地岩浆活动及火山岩型铀成矿作用提供了动力学机制;壳幔作用源区是铀成矿作用的动力源,也是成矿流体的发源地.     

包裹体地球化学在幔源无机成因天然气研究中的应用

<正>深部下地壳及地幔中的流体是无机成因天然气的巨大气源库体。地下深部的物质运动人们又不可能直接接触,但出露在地表的地幔岩是研究地幔演化的窗口。玄武岩中的包体更是典型的地幔岩石,包体中携带有大量的地幔物质信息,而其中的流体包裹体则是地幔演化中原始流体的代表,其中的气体同位素能有效地指示气体的源区及其地球化学特征,反映上地幔组成和演化,对深部无机成因气的气源示踪、形成条件和环境以及地幔脱气研究有着重要的意义。本文通过地幔岩包体中的流体包裹体分析了幔源流体及其气     

北部湾涠洲岛及斜阳岛火山岩微量元素和同位素地球化学及其构造意义

本文在北部湾内一对姊妹火山岛即涠洲岛及斜阳岛火山地质研究基础上,进一步开展火山岩微量元素和Sr-Nd-Pb同位素,以及地幔橄榄岩Re-Os同位素地球化学研究.岛上早晚两期火山岩均为碱性玄武岩,分别属于碱性橄榄玄武岩和碧玄岩.碧玄岩为玻基斑状结构,舍地幔橄榄岩碎块(一般<1cm),表明为地幔岩浆快速喷出地表冷凝而成,岩浆上升过程中极少演化.火山岩微量元素和Sr-Nd-Pb同位素资料表明,涠洲岛及斜阳岛玄武岩与雷琼及北部湾周边、南海海盆玄武岩类似,具有亏损地幔的Sr、Nd同位素组成与Pb同位素显示的EMII富集地幔特征的Dupal异常,表明岩浆并非来自单一地幔源区,不可与OIB或MORB源区简单类比,也非地幔柱成因,而是由两个不同的地球化学组分混合而成.Re-OS同位素特征也指示地幔橄榄岩捕虏体来源于亏损的岩石圈地幔,而非核幔边界.推测涠洲岛及斜阳岛与雷琼及北部湾周边的岩浆可能是由于南海扩张后大陆裂解-软流圈地幔热物质上涌,与上覆薄而年轻的岩石圈地幔相互作用的产物.     

双辽新生代玄武岩及地幔捕虏体内流体的组成、碳同位素特征及其来源

幔源玄武岩及地幔捕虏体中所含的地幔流体挥发分对于认识岩浆源区特征及岩石圈地幔演化具有重要意义。本文对东北地区双辽新生代玄武岩及其携带的地幔捕虏体中流体挥发分进行研究,探究地幔流体特征与来源。双辽玄武岩橄榄石斑晶和地幔捕虏体内发育早期、晚期两类流体包裹体,早期流体包裹体中的挥发分代表矿物形成时捕获的岩浆原始流体挥发分,主要在高温段(600~1200℃)释出,晚期流体包裹体中的挥发分代表矿物形成后捕获的交代或蚀变流体挥发分,主要在低温段(200~600℃)释出。地幔捕虏体原始流体挥发分主要为H_2O、CO和H_2,其次为CO_2,并含有少量CH_4等烃类。地幔捕虏体交代流体挥发分与双辽玄武岩橄榄石斑晶原始流体挥发分相似,主要为CO_2和H_2O,其次为CO和H_2,含有少量烃类。地幔捕虏体原始流体挥发分、交代流体挥发分及玄武岩橄榄石斑晶原始流体挥发分中,CO_2和烃类碳同位素均具有有机成因特征,表明岩石圈地幔及玄武岩岩浆源区内均存在有机质热解产物的混入,玄武岩岩浆源区及岩石圈地幔交代流体中的有机成因挥发分主要来自于俯冲太平洋板片之上的沉积有机质。双辽玄武岩斜长石斑晶和基质流体挥发分含量较高,主要为H_2O和CO_2,相对于橄榄石原始流体挥发分具有较轻的CO_2碳同位素组成,这种现象表明岩浆上升过程中发生了明显的脱气作用。     

地幔矿物与水流体之间元素分配系数的研究及意义

流体是地球内部物质和能量迁移最为活跃的介质，它在造成地幔化学的富集和亏损，产生具有不同地球化学特征的幔源岩浆岩石，以及促进壳幔物质的再循环过程等诸多方面都起了重大作用，高温高压下实验模拟流体与地幔岩石和矿物之间痕量元素分配作用是揭示地幔流体的组成与性质，地幔中不同元素类型之间或内部的分异作用，地幔交代介质的类型与特征，岛孤玄武岩高场强元素亏损原因的一个重要的手段，并对近年来有关高温高压下流体与地幔矿物之间痕量元素分配作用的实验模拟研究进行了评述，分析了制约流体与地幔矿物之间痕量元素分配系数的因素，总结了这些研究的应用。     

西天山托云盆地及周边中新生代岩浆活动的岩石学、地球化学与年代学研究

天山西南部白垩纪-老第三纪发育的托云盆地及其周边出露的岩浆岩是一套完整的碱性岩浆岩系列，包含了苦橄质玄武岩、玄武岩、碧玄岩、碱玄岩（橄榄玄武岩、黑云母辉长二长岩、辉长辉绿岩、辉石橄榄岩）和响岩等多种岩石类型。野外工作显示有火山喷出岩和侵入岩两种不同的产状。年代学结果指示岩浆岩形成于120-50Ma间，为晚白垩世-老第三纪盆地形成演化阶段岩浆活动的产物。分离结晶作用是岩浆演化和岩浆系列形成最主要的因素，托云岩浆岩大致经历了结晶分异过程的两个阶段：早期苦橄质岩浆中橄榄石、尖晶石的结晶分离，表现为MgO和微量元素Cr含量随SiO2含量增加大幅度的降低；晚期主要是单斜辉石、斜长石和钛铁矿等矿物的结晶分异，以CaO、FeO、TiO2等随SiO2含量增加大幅度的降低为特点。苦橄质岩石的出现指示了地幔较高温熔融事件的存在，进而为托云盆地地幔柱的存在提供了有力的证据。无论如何，碱性岩浆的活动表明托云盆地形成的大地构造背景是大陆主动裂谷环境，对应的深部背景为区域性的地幔柱构造。首次发现的响岩是结晶分异作用的最终产物。响岩较极端地指示了岩浆结晶分离过程对岩浆演化的巨大影响。托云岩浆岩的同位素特征指示其源区是一个接近于PREMA地幔，但微量元素特征显示其受地壳流体交代改造的特点。岩浆岩的Nd同位素TDM集中在250～600Ma之间，反映了一个古生代时期形成的新生岩石圈地幔，与新疆北部地区的晚古生代新生岩石圈地幔的事实相符。     

湘南汝城盆地火山岩岩石地球化学及其成因意义

汝城盆地基性火山岩系由辉绿岩、玄武岩和玄武质火山碎屑岩组成，属于低钾拉斑玄武岩系。基性火山岩系具有同一岩浆源区。岩石微量元素出现弱的LILE富集和Ta，Nb，Ti的亏损。强不相容元素比值反映岩浆源区明显偏离原始地幔组分，具有富集型异常地幔岩浆源区特征。岩浆源区同时受到地壳物质混染和来自先前消减残留板片流体或熔体交代的双重改造作用。在陆内拉张构造条件下富集型异常地幔岩浆源区的部分熔融是制约汝城盆地基性火山岩形成的主要因素。     

张广才岭地块早-中二叠世镁铁质侵入岩体的年代学、地球化学及岩石成因

双凤山基性侵入岩体位于松嫩-张广才岭地块南缘,其岩石组成主要为橄榄辉长岩.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示该岩体形成于279±4 Ma.岩石矿物组成主要为橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、高An值（80.1~87.9）斜长石以及以反应边形式存在的角闪石,矿物学特征指示其母岩浆为经历过充分流体交代的富水岩浆.全岩主微量元素组成揭示其源区物质组成为石榴子石二辉橄榄岩,部分熔融程度约20%,岩浆演化过程中经历了斜长石堆晶作用以及斜方辉石的结晶分异作用.全岩Sr-Nd同位素及锆石Hf同位素研究显示其（87Sr/86Sr）_i=0.705 2~0.706 1,并具有正的ε_Nd（t）值（0.9~1.3）和ε_Hf（t）值（0~10.2）,表明其来源于亏损的地幔源区,并且岩浆上升过程中没有经历明显的地壳混染.微量元素和同位素特征综合反映岩浆源区经历了古亚洲洋俯冲沉积物熔体和流体交代作用的改造,但起主导作用的是流体.其地球化学特征总体显示MORB以及弧型玄武岩过渡的特征,暗示其形成于弧后伸展环境.研究区基性侵入岩地幔源区的不均一性主要受到古亚洲洋多期次俯冲作用析出熔/流体对上覆地幔楔不同程度的改造.      

秦岭显生宙地幔组成及其演化

通过对秦岭造山带及扬子克拉通北缘显生宙时期 3个含地幔捕虏体的煌斑岩、钾镁煌斑岩、碱性玄武岩以及 11个不含捕虏体的辉石岩、辉长岩、玄武岩出露点的岩石地球化学对比研究 ,揭示出研究区地幔演化经历了自古生代的OIB亏损地幔到中生代的高度富集地幔再到中生代末期 -新生代的OIB MORB的亏损地幔的两次明显变更。制约这种变更的主要因素是熔融岩浆时源区发生的层圈相互作用类型。鉴于大陆岩石圈软流层体系的特征 ,有必要划分出岩石圈 /软流层相互作用带(过渡带 ) ,它是大陆岩浆作用的重要源区。     

Whole-rock Nd–Hf isotopic study of I-type and peraluminous granitic rocks from the Chinese Altai: Constraints on the nature of the lower crust and tectonic setting

The nature of the lower crust and tectonic setting of the Chinese Altai in the early to middle Paleozoic are still hotly debated. Decoupling between zircon Hf and whole-rock Nd isotopic systems for granites results in different interpretations for the above issues. In order to solve the problem, whole-rock Nd–Hf isotopic analyses were conducted on representative early to middle Paleozoic I-type granite and strongly peraluminous granites and rhyolites from the Chinese Altai. The I-type granites show metaluminous to weakly peraluminous feature and have ε_Nd(t) values ranging from − 2.2 to + 0.8 and ε_Hf(t) from + 3.9 to + 12.9, respectively. The strongly peraluminous granites and rhyolites have similar ε_Nd(t) and ε_Hf(t) values ranging from − 3.0 to + 1.7 and from + 2.1 to + 10.4, respectively. All samples plot above the Terrestrial Array on Nd–Hf isotopic diagram, indicating significant Nd–Hf isotopic decoupling in the magma sources. These samples show flatten HREE pattern and have Lu/Hf ratios similar to the average crust, suggesting that Nd–Hf isotopic decoupling was not originated from an ancient basement with elevated Lu/Hf ratios. The observed isotopic decoupling is similar to those modern island arcs, such as the Lesser Antilles and Sunda, where Nd selectively enriched over Hf due to metasomatism in the mantle wedge and consequently resulted in decoupling between the Sm–Nd and Lu–Hf isotopic systems. Our results, combined with the available data, show that prolonged subduction and crust–mantle interaction caused the Nd–Hf isotopic decoupling in the lithospheric mantle beneath the Chinese Altai. The crust of the Chinese Altai was extracted from the lithospheric mantle and inherited the Nd–Hf isotopic decoupling feature. Therefore, the Hf, rather than Nd, isotopic data more faithfully reflect the nature of the lower crust that was quite juvenile in the Paleozoic, and the Chinese Altai represents an early Paleozoic magmatic arc possibly built near western Mongolia.     

越南西北部莱州地区新生代煌斑岩地球化学特征及其成因

越南西北部菜州地区出露的新生代煌斑岩岩脉对理解特提斯造山带东段的深部岩石圈特征和演化具有重要的地质意义.本文报道莱州地区煌斑岩的元素地球化学和Sr-Nd-Pb同位素组成特征,探讨其岩石成因.该地区煌斑岩属于钙碱性,钾质-超钾质煌斑岩特征.地球化学特征对比表明,菜州地区煌斑岩与哀牢山断裂带碱性岩具有相似的地球化学特征,但与海南和越南南部火山岩存在明显差异.分析结果表明,煌斑岩具有高的87Sr/86Sr比值、低143Nd/144Nd比值和高放射性成因Pb同位素组成特征.岩石的微量元素组成特征指示,形成煌斑岩的地幔源区可能经历过流体交代作用或沉积物组分的加入.低208Pb*/206Pb*比值暗示地幔源区富集事件是近期发生的,可能与晚古生代-早中生代印支地块向扬子地块俯冲事件有关.     

西藏多不杂铜矿床硫铅同位素地球化学示踪

多不杂铜矿床的发现是西藏地质找矿工作取得的重大突破,前人对其做了大量的研究,但始终未能合理解释该矿床的形成过程,究其原因主要是因为成矿物质和成矿流体来源认识上存在争议。本次研究指出了前人在多不杂铜矿床成因机制认识中存在的问题,并测试了岩矿石及单矿物的硫铅同位素组成。研究表明,矿床中硫主要来源于深源岩浆,幔源岩浆和流体在参与成岩成矿过程中伴随岩浆结晶成岩交代岩石而致自身流体性质演变,进而引发壳幔物质混染;铅同位素具有由岩浆作用形成的地壳与地幔混合的俯冲带铅的特征,伴随着含矿地幔流体的上升侵位,不可避免的混染了地壳铅,导致了多不杂铜矿床铅同位素组成的变化。综合分析认为该矿床的成矿物质和成矿流体主要来源于地幔,成矿动力主要来自深部地质过程,矿床的形成与地幔流体作用有关。     

Carboniferous Bimodal Volcanic Rocks and Their Plate Tectonic Setting,Hainan Island

The Carboniferous volcanic rocks in western Hainan Island consist of a series of oceanic tholeite and rhyoporphyrite,showing bimodal nature.Similar geochemical characters,in terms of abun-daces and relative rations of incompatible elements and REE and the REE patterns,between the basalt and continental rift-associated tholeiite indicate the occurrence of Late Paleozoic rifting in the area.The basaltic magma,with a low degree of evolution,was originated from deep mantle,show-ing contamination by low crustal material.The rhyolite is thought to be formed from partial melting of the continental crust by higher thermal flow in a rift environment rather than from fractional crystallization of a basaltic magma.     

东昆仑祁漫塔格早中生代大陆地壳增生过程中的岩浆活动与成矿作用

东昆仑祁漫塔格地区位于青藏高原北缘,为典型的大陆边缘增生造山带,经历了漫长的古生代—早中生代增生造山过程,其中以早中生代岩浆活动与成矿作用最为发育。文章系统总结了区内早中生代侵入岩分布及成因,对与其相关矿床地质、成矿流体特征及成矿物质来源进行分析,进一步探讨了祁漫塔格地区早中生代大陆地壳增生过程中的壳幔混合岩浆活动与成矿作用的关联。研究结果认为,中二叠世—早三叠世以俯冲阶段的侧向增生为主,中-晚三叠世以碰撞-后碰撞阶段的垂向增生为主,与成矿有关的岩浆岩主要为中-晚三叠世石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩、花岗斑岩等,以I型、A型花岗岩为主,且多见暗色包体,Sr-Nd-Hf同位素组成表明其源于古陆壳物质的重熔,有地幔物质的参与,由地幔底侵古老陆壳,幔源基性岩浆与壳源花岗质岩浆发生不同程度混合作用而形成。与该时期岩浆活动关系密切的主要为斑岩型铜钼矿床、矽卡岩型铁多金属矿床、层控矽卡岩型铅锌矿床、与碱性花岗岩有关稀有金属矿化等。成矿时代集中于248~210 Ma,成矿流体主要来源于岩浆热液,成矿物质具有壳幔混合来源,区内中-晚三叠世大陆垂向增生过程中的壳-幔岩浆混合作用为区域大规模金属成矿提供大量热能、成矿流体及成矿物质。     

柴北缘斜长角闪岩的地球化学特征及其构造背景

分布在柴北缘超高压变质带中的斜长角闪岩主要有两种类型,一种由榴辉岩退变而成,一种只经历角闪岩相变质作用。它们的原岩属于拉斑玄武质岩石,轻稀土富集,Nd同位素组成亏损,这些玄武岩浆分别来自不同的地幔源区,地壳混染不明显,形成的环境可能为大陆裂谷或初始洋盆,这可能是柴北缘早古生代洋盆打开的前兆。随着早古生代洋盆的关闭,这些基性火成岩部分经历了超高压变质作用,即发生了深俯冲,部分只经历角闪岩相变质。无论哪种情况,它们在遭受变质作用之前,就与陆壳岩石共生在一起,支持柴北缘榴辉岩、斜长角闪岩与片麻岩的关系为原地关系(in situ)?     

中国岩浆铜镍矿床的形成特点与找矿方向

与幔源镁铁-超镁铁质岩浆密切相关的铜镍硫化物矿床,因深部地幔动力学机制不同在地球表壳的分布极不均衡。中国岩浆铜镍硫化物矿床分布不均匀,主要产出于板块内部或其边缘。为认识中国铜镍矿床的形成特点,进一步明确找矿方向,通过综合分析已有典型岩浆铜镍硫化物矿床,发现该类矿床基本形成于新元古代晚期、早古生代晚期及晚古生代晚期,且均无一例外地就位于板块内部或其边缘的造山带中,是硫化物熔离后的岩浆多期侵位的结果。通过系统研究岩浆铜镍矿床深部过程及地质、物探、化探、遥感有利成矿信息,结合找矿突破的最新勘查进展,指出中国西北部是岩浆铜镍硫化物矿床的重要成矿潜力地区,稳定地块边缘仍是主要的找矿方向。