胶东变质超镁铁—镁铁质岩石的地球化学特征及地幔源区性质

本文以地球化学方法为研究手段,结合野外宏观地质特征,论述了胶东地区前寒武纪变质建造中超镁铁—镁铁质岩石的地球化学性质及其成因。研究结果表明,该区超镁铁—镁铁质岩石为地幔不同程度熔融的产物,超镁铁质岩石相当于科马提岩类;镁铁质岩石为拉斑玄武岩类,并按橄榄质科马提岩→玄武质科马提岩→拉斑玄武岩演化系列的化学组成表现出连续的变化趋势。 拉斑玄武岩中的微量元素(主要是稀土元素)地球化学特征表明,其形成环境与现代板块构造的典型火山(岛)孤或孤后盆地环境相类似,并反映出地幔源区具有“富集型”地幔的特点,且存在着地幔不均一性。     

镁铁质—超镁铁质岩浆作用与成矿作用的新进展

镁铁质—超镁铁质岩浆作用与Cu、Ni、Co、PGE(铂族)、V、Ti、Cr、Fe等金属成矿作用关系密切。镁铁质—超镁铁质岩浆能否成矿主要由岩浆源区的性质、构造背景以及是否存在古老且一直活动的深大断裂等因素决定。介绍了一些世界上典型矿床的新的成矿模型及寻找与镁铁质—超镁铁质岩有关的PGE矿床的新技术与新方法。     

桂北中—新元古代镁铁质—超镁铁质岩的岩石地球化学

桂北中、新元古代镁铁质－超镁铁质岩主要属钙碱质岩系，镁铁质岩的Nb/Lapm=0.13-0.51,Th/Lapm=0.85-3.3,Ti/Ti^*=0.29-0.61，在原始地幔标准化曲线上出现明显的Nb,Ti负异常，中元古代镁铁质岩εNd(t)值低（＝－1．99－5．13），新元古代镁铁质岩εNd(t)值相对较高（＝－0．74－2．4），它们都具有岛弧火山岩系的地球化学特征，是会聚板块边缘岩浆作用的产物，不具有地幔柱来源的岩浆的特性，不能作为Rodinia超大陆裂解的标志。     

镁铁质-超镁铁质层状岩体基本特征及岩浆作用

镁铁质-超镁铁质层状岩体可以产于多种构造环境,岩体具有典型的层状构造和韵律结构。层状岩体形成时主要的岩浆作用有重力分异作用、双扩散对流作用、压实作用、同化混染和岩浆混合作用等,其中重力分异作用很好地解释了层状岩体垂向上岩石类型的变化和矿物组分的变化,双扩散对流作用和岩浆混合作用在韵律层理形成过程中起了很重要的作用,而压实作用对岩浆演化晚期阶段补堆晶结构的形成作用明显,同化混染作用可改变岩浆的成分,导致岩浆分异产物的组成和成分的变化。堆晶结构的不同主要依赖于粒间液体的活动性和晶粥的渗透率,补堆晶结构形成需要高渗透率,而粒间液体不活动时将有利于正堆晶结构的形成。岩石组合、岩石结构、矿物组分及其变化规律很好地记录岩浆分异过程、岩浆补给等信息,可以用来讨论层状岩体的岩石成因:温度压力条件、原生岩浆及其演化过程等。     

西太平洋雅浦海沟地幔演化与岩浆作用研究进展

俯冲带地幔演化与岩浆作用是地球各固体圈层之间发生物质和能量交换的重要地质过程.西太平洋雅浦海沟因其极短的沟-弧距离和洋脊碰撞等独特的地质构造特征成为研究复杂条件下俯冲带演化的理想场所.为了探究雅浦海沟地幔演化与岩浆作用,本文将前人对雅浦海沟火成岩的研究数据进行整合,分析了雅浦海沟火成岩的成因,并根据火成岩形成的制约条件,对卡罗琳板块俯冲到菲律宾海板块的地幔演化与岩浆作用过程进行了讨论.结果显示雅浦海沟火成岩均具有与俯冲相关火成岩的典型特征.橄榄岩地球化学特征指示雅浦海沟地幔熔融程度为20%~25%,地幔在部分熔融过程中受到了流体与熔体的双重交代作用.Re-Os同位素特征指示雅浦海沟地幔中存在约1.16 Ga非常古老的残余地幔,表明地幔可能经历过多期熔融事件,从而导致雅浦海沟地幔非常亏损.雅浦岛弧成因至今仍存争议,主要包括:(1)现今雅浦岛弧为帕里希维拉海盆洋壳的一部分,在中新世因卡罗琳洋脊的碰撞导致帕里希维拉海盆洋壳逆冲到原雅浦岛弧之上.(2)雅浦岛弧在不同构造时期经历过多期岛弧岩浆作用,包括俯冲初始阶段(~52 Ma)的弧前玄武岩、俯冲开始后的岛弧玄武岩(~25 Ma)、与卡罗琳洋脊碰撞(21 Ma)后的岛弧拉斑玄武岩(7~11 Ma).其中7~11 Ma的岛弧拉斑玄武岩指示雅浦岛弧岩浆活动并未因卡罗琳洋脊的碰撞完全停止,很有可能在晚中新世短暂恢复活动.      

东天山地区黄山东与香山镁铁质- 超镁铁质杂岩体对比

黄山东与香山镁铁质-超镁铁质杂岩体隶属于东天山北部黄山-镜儿泉镁铁质-超镁铁质岩带, 受北东东走向的黄山-镜儿泉韧性剪切带控制, 二者岩石组成差异较大, 黄山东杂岩主要由辉石橄榄岩和辉长岩组成, 主量元素化学组成属钙碱性-拉斑玄武系列, 而香山杂岩主要由辉石橄榄岩、橄榄辉石岩、角闪辉长岩、辉绿岩组成, 属拉斑玄武系列.微量元素地球化学特征显示二者相对富集大离子亲石元素(K、Sr、Ba), 高场强元素(Pb、U), 而相对亏损高场强元素(Nb、P), 适度亏损(Zr、Hf), 但其稀土配分模式不同, 黄山东杂岩显示轻稀土弱富集, 具OIB型的特征, 而香山岩体为平坦型.二者均为尖晶石稳定域不同熔融程度的产物, 侵位过程中主要发生了橄榄石、辉石、斜长石的分离结晶和不同程度的地壳混染.采用LA-ICP-MS法获得黄山东辉长岩与香山角闪辉长岩锆石U-Pb年龄分别为277±1.1 Ma、285±1.1 Ma.二者形成于相同的构造背景下, 是岩石圈地幔根部发生拆沉, 软流圈地幔物质底侵并导致岩石圈地幔发生部分熔融的产物, 构造环境为后碰撞向板内阶段转变的岩石圈间歇性伸展期.      

华北地区晚中生代镁铁质岩浆作用及其地球动力学背景

华北陆块及周缘地区晚中生代镁铁质岩浆岩的元素-同位素地球化学特征显示岩石圈地幔的区域不均一性。华北内部为古老而富集的EM1型岩石圈地幔,主要岩性为弥散状金云母相橄榄岩;华北北缘的岩石圈地幔相对华北内部在化学成分上饱满,在微量元素特征上高度富集LILE、LREE和亏损Nb-Ta和U-Th,在同位素组成上相对高87Sr/86Sr(i)和εNd(t),为受到再循环古老陆壳组分改造的富集型地幔;华北陆块南缘的岩石圈地幔以高87Sr/86Sr(i)和低εNd(t)为特征,与深俯冲大陆地壳改造作用 (残留陆壳板片和熔体 -地幔反应等多种形式 )密切相关。发育在华北陆块及周缘地区的晚中生代镁铁质岩浆作用形成于岩石圈伸展 -减薄的统一动力学背景。考虑到晚中生代华北陆块受到了来自周缘陆块相互作用,如西南特提斯域构造演化、印支陆块和西伯利亚板块的侧向挤压作用和古太平洋板块迅速向北运动引起的走滑拉分作用的共同影响, 我们倾向认为这些板块边界作用引起的板内效应可能是导致华北岩石圈地幔晚中生代广泛熔融和岩石圈减薄的重要动力来源.     

一个开放的岩浆房系统：攀西新街镁铁-超镁铁质层状岩体

新街镁铁-超镁铁岩体是与峨眉山溢流玄武岩同期共生的层状岩体之一,可分为三个火成堆积旋回,包括六个岩相带,各旋回下部主要由超镁铁岩组成,上部主要由辉长岩、橄长岩等组成。对第一旋回和第二旋回下部主量元素、微量元素和同位素分析结果表明,其总体特征与峨眉山玄武岩中的低钛玄武岩特征相似,其^87Sr/^86Sr,εNd（t）,^206Pb/^204Pb,^207Pb/^204Pb和^208Ph/^204Pb分别为0.70610-0.70636,1.01-1.75,17.895-18.935,15.563-15.639,38.345-39.037,这种相似性显示了新街岩体与峨眉山玄武岩具有成因联系,并且其同位素比值和高场强元素的原始地幔标准化图解和洋岛玄武岩（OIB）的相似性说明岩浆的源区可能为地幔柱。MgO和其它氧化物的相关性指示了橄榄石、斜方辉石和少量磁铁矿的分离结晶作用。另外,部分样品的（La/Nb）PM和（Th/Ta）PM大于1说明有地壳物质的混染或岩石圈地幔的混染。同时对O同位素值的测定结果表明,第二旋回和第一旋回上部的样品具有高δ^18O的特征（〉6‰）,说明岩浆房的上部遭受了地壳物质的混染,而下部则没有受到地壳物质的混染。另外δ^18O与SiO2不存在正相关关系,指示了混染物不是上地壳,而是SiO2较低的下地壳。其Nd同位素和O同位素模拟计算结果表明,其平均混染程度大约为12％-15％。可能正是由于下地壳物质的混染导致了岩浆中FeO含量的降低,从而导致硫化物发生熔离作用,并由此导致铂族元素的富集。     

鲁西幔枝构造及其控矿特征

从区域地层(岩体)中老外新分布,环状、放射状断裂的展布,轴部缓倾拆离滑脱构造的发育,幔源岩浆活动以及区域岩石学、岩石化学、同位素地质学等方面,探讨了鲁西幔枝构造特征.研究认为鲁西地区北西向陡倾韧性剪切带切割了深部华北地幔亚热柱向外拆离的地幔岩,导致其减压释荷形成深熔岩浆,强烈而完整的岩浆演化序列表现出岩浆基性程度由高变低、侵入深度由深变浅、围岩蚀变由强变弱的总体演化趋势.幔枝构造演化对内生成矿作用具有明显的控制作用,并带动围岩一起隆升,形成了典型的鲁西幔枝构造.其顶部发育的拆离掀斜断块,使部分内生矿产被抬升到浅部.     

山东省第四纪玄武岩中幔源包体的变形特征及其上地幔流变学意义

山东省第四纪玄武岩中含有数量、大小不等的幔源包体。这些包体主要为尖晶石二辉橄榄岩，以原生粒状和残斑结构为特征。包体中橄榄石的位错亚构造反映了上地幔高温蠕变机制。包体的平衡温度在８００—１１００℃之间，压力为０．８—２．０ＧＰａ，相应的来源深度为２８—６５ｋｍ。在该深度范围内，上地幔的流动应力为１３—２６ＭＰａ，应变速率为１０－１４—１０－２０ｓ－１，等效粘滞度为１０２０—１０２５Ｐａ·ｓ，符合大陆拉张带上地幔的特征。作者认为，中国东部上地幔在早第三纪或之前开始有底辟上涌，它导致岩石圈的减薄以及地壳的拉张，造成中国东部的拉张环境和裂谷的发育。上地幔的这种运动可能在新第三纪达到高峰，而在第四纪已减弱     

Geochronology and Geochemistry of Mafic Rocks in the Xuhe, Shaanxi, China: Implications for Petrogenesis and Mantle Dynamics

The Xuhe mafic rocks, located in Ziyang county of Shaanxi Province, are dominated by diabase-porphyrite, gabbro–diabase, diabase, and pyroxene diorite. Primitive mantle-normalized multi-element patterns show that, the Xuhe mafic rocks are enriched in large ion lithophile elements(LITE), such as Ba and Pb, depleted in K and Sr for basic rocks, and are depleted in Sr, P and Ti for pyroxene diorite. Chondrite-normalized REE patterns display LREE enrichment(LaN/YbN = 9.34–13.99) and have normalized patterns for trace element and REE similar to that of typical OIB. Detailed SIMS zircon U–Pb dating yields emplacement ages of 438.4 ± 3.1 Ma for Xuhe mafic rocks. The relatively low Mg O(basic rock: 3.11–7.21 wt%; pyroxene diorite: 0.89–1.21 wt%) and Mg#(0.20–0.49) for Xuhe mafic rocks suggest that they were possibly originated from an extremely evolved magma. The rising parental mafic magmas underwent pyroxene and plagioclase fractionation. Crustal contamination of pyroxene diorite before emplacement occurred at a higher crustal level compared to other lithology in Xuhe mafic rocks. The degree of partial melt was low(5%–10%) and in garnetspinel transition facies. Sr-Nd isotope of pyroxene diorite and enrichment mantle characteristics for Xuhe mafic rocks suggest that mafic rocks in the North Daba Mountains were derived from a mixture of HIMU, EMII and small amount of EMI components. Furthermore, this study discusses mantle geodynamic significance of Xuhe mafic rocks in the Silurian, which indicates subduction and uplift of magma caused back-arc extension.     

山东中生代基性脉岩的元素地球化学及其成因

研究区脉岩 SiO2含量变化范围为 48.63%～ 56.02% ,岩性上以煌斑岩、辉绿岩和辉长岩为主 ,以富集轻稀土元素 (LREE)和大离子亲石元素 (LILE)、亏损重稀土元素 (HREE)和高场强元素 (HFSE)为特征.主元素和微量元素研究表明 ,基性脉岩源区存在明显的地壳混染作用和少量富碳酸岩交代作用,该交代作用可能与扬子下地壳物质的参与有关.     

鲁西幔枝构造及其控矿特征

内容摘要: 从区域地层(岩体)中老外新分布,环状、放射状断裂的展布,轴部缓倾拆离滑脱构造的发育,幔源岩浆活动以及区域岩石学、岩石化学、同位素地质学等方面,探讨了鲁西幔枝构造特征。研究认为鲁西地区北西向陡倾韧性剪切带切割了深部华北地幔亚热柱向外拆离的地幔岩,导致其减压释荷形成深熔岩浆,强烈而完整的岩浆演化序列表现出岩浆基性程度由高变低、侵入深度由深变浅、围岩蚀变由强变弱的总体演化趋势。幔枝构造演化对内生成矿作用具有明显的控制作用,并带动围岩一起隆升,形成了典型的鲁西幔枝构造。其顶部发育的拆离掀斜断块,使部分内生矿产被抬升到浅部。     

鲁西纯橄岩捕虏体中富硅质熔（流）体的交代作用：对中生代岩石圈地幔减薄的意义

鲁西中生代辉长-闪长质岩石中纯橄岩捕虏体的岩石学、矿物化学及微量元素地球化学研究表明,纯橄岩捕虏体代表了古老岩石圈地幔的残留;地幔纯橄岩捕虏体中存在两种类型的交代作用,一是以填隙型金云母为代表的早期富含CO_2和H_2O的不活动流体的交代作用;二是以斜方辉石交代脉和网络状斜方辉石为代表的晚期富硅质熔(流)体的交代作用。后者代表了起源于软流圈的富硅质熔(流)体对古老岩石圈地幔的一种化学侵蚀。这对认识华北地块东部中生代岩石圈地幔的性质以及岩石圈减薄机制具有重要意义。     

K-Ar Geochronology of Mesozoic Mafic Dikes in Shandong Province, Eastern China: Implications for Crustal Extension

Based on K-Ar isotope analyses, Mesozoic mafic (and alkali ultramafic) dikes from western and eastern Shandong Province, China, are dated at 88.2±1.70 Ma to 169.5±3.7 Ma with the majority of ages ranging from 90 Ma to 140 Ma. The emplacement of the dikes suggests a major Yanshanian (Cretaceous) crustal extension in Shandong province. Together with other available age data, this study suggests four periods of crustal extension at about 80 Ma, 100 Ma, 120 Ma and 140 Ma, respectively. Besides the effect of collapse of the Yanshanian orogenic belt on the emplacement of the mafic dikes in Shandong in the Cretaceous, the mantle plume and the extensive left-lateral advection and extension of the Tanlu fault also have controlled the crustal extension and the emplacement of the mafic dikes in eastern Shandong and western Shandong, respectively.     

山东五莲七宝山辉石二长岩的地球化学及岩浆源区性质

本文所研究的辉石二长岩为七宝山火山机构中央岩株体的主体岩石。化学成分上,该岩体富碱、富钾,铝含量较高,相对贫钛,富轻稀土和大离子亲石元素,贫过渡族元素。其Rb/Sr、K/Nb、Th/Nb和Ba/Nb值均较高,并具有偏高的ISr值和显著偏低的εNd(t)值。根据对岩石地质地球化学特征的综合分析,同时在与区内相关岩石对比的基础上,指出其岩浆源区含有EMⅠ和EMⅡ多种富集组分,岩石应主要起源于富集地幔的部分熔融。     

鲁西费县中生代玄武岩及幔源捕掳晶的矿物化学：对岩石圈地幔性质的制约

鲁西费县中生代玄武岩形成于119Ma，为碱性玄武岩。该玄武岩中含有丰富的幔源橄榄石、斜方辉石和单斜辉石捕掳晶。橄榄石捕掳晶具有环状裂纹，其Mg^#值介于90．0～93．0之间，平均为91．5；斜方辉石和单斜辉石捕掳晶具有特征的反应边，斜方辉石的Mg^#值介于88．0～93．5之间，平均为90．4；单斜辉石的Mg^#值介于86．0～91．7之间，平均为88．4。捕掳晶的矿物化学类似于中国东部新生代玄武岩中地幔橄榄岩的矿物成分特征，这暗示捕掳晶应为寄主岩浆上升过程中捕获的地幔橄榄岩物质，并且反映了新增生的岩石圈地幔特征。费县玄武岩的岩石地球化学显示其具有地幔原生岩浆的特征，其高，Isr、低εNd(t)和亏损高场强元素等特征应与断离的俯冲板片(苏鲁造山带中的榴辉岩)与软流圈物质的混熔有关。     

山东西部中生代青山群火山岩的地球化学特征及其岩石成因

以山东西部西董地区中生代青山群火山岩为研究对象,在进行系统的元素-同位素分析的基础上,探讨其岩浆源区和岩石成因,同时丰富该区域岩石地层的地球化学特征。西董青山群火山岩Si O2含量变化于52.8%~59.8%之间,主要为钙碱性系列岩石,岩石组合为玄武质粗面安山岩-玄武质安山岩-粗面安山岩,Mg O、TFe2O3、Mn O、Ti O2、Ca O与Si O2具有明显的负相关关系,Al2O3和Na2O与Si O2具有正相关关系;微量元素富集Rb、Ba、Th、U和K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,稀土元素总量∑REE变化范围为100×10-6~187×10-6,(La/Yb)N比值范围为8.2~11.1,无明显的Eu异常(δEu=0.9~1.02);显示富集且均一的Sr-Nd同位素组成((87Sr/86Sr)t=0.7047~0.7050,εNd(t)=-16.5~-14.2)。西董青山群火山岩的Nd、Sr同位素组成与Si O2缺乏明显负相关关系,Nb/Ta与La/Nb之间不具有负相关关系以及Nb与Th之间具有正相关关系,指示岩浆在上升和演化过程中地壳混染作用对青山群火山岩岩浆化学组成的影响并不显著;火山岩Mg O含量明显高于玄武岩部分熔融形成的熔体,说明青山群中基性火山岩岩浆的形成过程可能与大陆地壳和地幔岩系之间的相互作用有关。综合分析表明,西董中生代青山群火山岩是大陆下地壳物质经拆沉作用于地幔环境中发生部分熔融,与上地幔岩石发生交代作用后进入地表形成。