扬子西缘陆内构造转换系统与构造-岩浆-成矿效应

横跨欧亚呈东西延伸的特提斯构造域是全球最重要的有色贵金属成矿带之一,该带向东到达扬子陆块后转向东南,位于转折部位的扬子西缘近年发现系列大型-超大型Cu-Au矿床。以往认为,扬子西缘金沙江—红河大型走滑断裂切穿岩石圈,诱发岩浆上侵,形成富碱斑岩带。本文通过对扬子西缘剑川老君山、鹤庆北衙、姚安老街子—干沟、大姚吁支拉和永仁直苴等多个富碱岩体进行调查和构造应力分析,表明富碱斑岩在沿金沙江—红河断裂两侧分布的同时,也有大量岩体(脉)进入扬子板块内部,沿EW向断裂展布,其成岩成矿年龄为36.87~30.70 Ma,与富碱斑岩带一致,同时岩浆活动表现出由西向东时代变新,碱质增加等自西向东运移的特征;对近EW向岩体(脉)及节理的野外观测和统计分析表明,控岩构造具有东西挤压南北伸展的应力特征,与北西向大型走滑构造配套。由此提出,扬子陆块西缘新生代发育大规模陆内构造转化系统,陆块内部系列富碱岩浆,其形成与深切的NW向大型走滑构造有关,自西而东就位于派生的SN向、EW向次级构造,发育斑岩Cu-Au等成矿作用,成岩成矿与陆内构造转化系统耦合。     

识别洋陆转换的岩石学思路——洋内弧与初始俯冲的识别

阐述了洋陆转化形成的洋内弧与初始弧的岩石组合序列及其地球化学特征,提出岩浆弧是由洋陆转化以及底侵的壳幔转化共同作用形成的认识,前弧环境是洋陆转化形成初生大陆的场所,由特征的类似洋中脊的洋内弧前弧玄武岩类构成。大陆的形成过程如下:从地幔中生长出洋壳,从洋壳中的洋陆转化生长出不成熟的弧陆壳,最后从弧陆壳底侵的壳幔转化中长出成熟的陆壳。这样,地壳的生长和形成主要通过岩浆增生作用来实现。     

从地壳上地幔构造看洋陆转换作用

根据近年来全球地壳上地幔探测的成果,分析了洋陆转换、地壳和岩石圈加厚的作用过程。洋陆转换作用可分为以下五个演化阶段：① 同大洋扩张期的地壳增厚;② 海沟发生与早期俯冲;③ 俯冲带成熟与沟弧盆体系形成;④ 俯冲带汇聚和位移;⑤ 陆—岛碰撞和陆壳连接。同大洋扩张期的地壳增厚作用指发生在被动大陆边缘的地质作用。包括沉积作用,岩浆底侵作用,下地壳和岩石圈地幔压裂,形成海沟等。海沟形成后陆缘转变为主动大陆边缘,大地构造机制转换为板块俯冲作用。成熟期的洋—陆转换作用特征是海盆扩张和板块俯冲造成的洋壳缩短取得平衡。弧后盆地和弧后边缘海的打开,表明俯冲带进入完全成熟的阶段。洋脊俯冲之后过成熟期的洋—陆转换作用,其特征是海盆逐渐缩小而且板块俯冲带汇聚。这里既有密集的俯冲带又有短期打开的边缘海岭;俯冲带不断位移,既可后撤也可前冲;俯冲板块经常发生断裂和拆沉。过成熟期的板块俯冲结果是边缘海微板块的萎缩。经过陆—岛碰撞,岛弧地壳增厚,与大陆板块连为一体,成为大陆内部的一个构造单元,即显生宙的“古洋—陆转换带”。     

从地壳上地幔构造看洋陆转换作用

根据近年来全球地壳上地幔探测的成果,分析了洋陆转换、地壳和岩石圈加厚的作用过程。洋陆转换作用可分为以下五个演化阶段:①同大洋扩张期的地壳增厚;②海沟发生与早期俯冲;③俯冲带成熟与沟弧盆体系形成;④俯冲带汇聚和位移;⑤陆—岛碰撞和陆壳连接。同大洋扩张期的地壳增厚作用指发生在被动大陆边缘的地质作用。包括沉积作用,岩浆底侵作用,下地壳和岩石圈地幔压裂,形成海沟等。海沟形成后陆缘转变为主动大陆边缘,大地构造机制转换为板块俯冲作用。成熟期的洋—陆转换作用特征是海盆扩张和板块俯冲造成的洋壳缩短取得平衡。弧后盆地和弧后边缘海的打开,表明俯冲带进入完全成熟的阶段。洋脊俯冲之后过成熟期的洋—陆转换作用,其特征是海盆逐渐缩小而且板块俯冲带汇聚。这里既有密集的俯冲带又有短期打开的边缘海岭;俯冲带不断位移,既可后撤也可前冲;俯冲板块经常发生断裂和拆沉。过成熟期的板块俯冲结果是边缘海微板块的萎缩。经过陆—岛碰撞,岛弧地壳增厚,与大陆板块连为一体,成为大陆内部的一个构造单元,即显生宙的"古洋—陆转换带"。     

兴蒙造山带东段火成岩构造组合、构造岩浆阶段及大地构造演化

以火成岩构造组合的概念和方法为指导,以近几年在嘉荫、伊春、鹤岗、鸡西、牡丹江等地区开展的1∶5万、1∶25万区调研究为基础,基于侵入岩锆石U-Pb年龄,建立了研究区古生代构造岩浆阶段划分的初步方案.划分出与洋壳俯冲事件有关的火成岩构造组合5期,分别为加里东期早寒武世、早中奥陶世、中志留世,华力西期晚石炭世和晚二叠世.与...     

火成岩组合与构造环境:讨论

讨论了不同构造环境下的火成岩组合:(1)洋中脊扩张,(2)洋岛,(3)岛弧,(4)MORS型和SSZ型蛇绿岩,(5)活动大陆边缘弧,(6)与俯冲作用有关的火成岩弧的组成极性,(7)大陆碰撞,(8)大陆裂谷,(9)稳定的克拉通或地台等环境的火成岩组合。强调不同作者采用不同的参数坐标定义的拉斑玄武岩系列(TH),钙碱性系列(CA)和碱性系列(A)等学术含义的差别,指出不要因为在语言书写上的相同混淆了它们在学术含义上的差别,而造成有关构造环境识别的误解。探讨了识别洋中脊扩张型(MORS)和洋俯冲带上面(SSZ)蛇绿岩(套)在火成岩组合上的差别。基于高温高压实验成果,提出定义高镁安山岩(HMA)时,对应于w(SiO2)的w(MgO)的最低值(表2)。讨论了镁安山岩—英安岩(MAD)和埃达克岩(adakite)的术语,建议采用Kay(1978)的镁安山岩—英安岩来定义(而不是用adakite来定义)俯冲洋壳板片局部熔融产生的岩浆,认为具高Sr/Y,低FeO/MgO,高MgO,高Ni,Cr的镁安山岩—英安岩才能满足板片熔浆(slab-melt)特征的要求,而不是只强调高Sr/Y这个指标。根据有关大陆碰撞造山的不同分类方案及其术语的确切含义,强调了后造山与大陆裂谷环境的A型/r的识别在于前者与CA/r共生,后者则无CA/r共生,A与CA的学术含义是Peacock钙碱指数的分类。     

南澜沧江结合带火山岩岩浆成因——洋脊洋岛与弧岩浆作用的性质

在对滇西南昌宁—孟连带石炭—二叠纪火山岩和南澜沧江带二叠—三叠纪火山岩的微量元素和稀土元素研究的基础上,划分了岩浆作用类型和岩浆演化系列,探讨了岩浆源区成分特点。昌宁—孟连带玄武质岩浆的演化主要受部分熔融和分离结晶作用控制;这些岩浆可以划分为３个岩浆演化系列：（１）稀土曲线平坦型的洋脊型拉斑玄武岩浆演化系列,其岩浆起源于亏损型地幔;（２）稀土曲线中等富集型的准洋脊型拉斑玄武岩浆演化系列,其岩浆起源于过渡型地幔;（３）稀土曲线强烈富集型的洋岛型碱性玄武岩浆演化系列,其岩浆起源于富集型地幔。南澜沧江带弧火山岩的岩浆成因主要受分离结晶作用控制,也可以划分为３个岩浆演化系列：（１）二叠纪低钾拉斑—中钾钙碱性岩浆演化系列;（２）中南段的晚三叠世低钾拉斑—中钾钙碱性岩浆演化系列;（３）北段的晚三叠世钾玄岩—高钾钙碱性岩浆演化系列     

黑龙江黑河地区晚侏罗世岩浆弧的火成岩记录:与蒙古-鄂霍茨克洋关系探讨

黑龙江黑河北部的黑花山地区广泛发育中生代的侵入岩,但该侵入岩的形成时代、岩石组合、成因仍然不清.对黑花山地区侵入岩进行了野外、岩相学、岩石学、年代学、岩石地球化学等研究,以探讨该套岩石形成的时代、原因及大地构造背景.对两件二长花岗岩开展的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得加权平均年龄分别为148.7±0.6 Ma、153.50±0.56 Ma,表明其形成于晚侏罗世.岩石组合主要为含有少量英云闪长岩（T₁）、奥长花岗岩（T₂）的T₁T₂G（狭义花岗岩）组合,即弧环境的侵入岩组合.上述岩石组合富硅、碱、高钾、过铝（A/CNK大于1）、低Fe₂O₃T.其在SiO₂-K₂O图上为高钾钙碱系列,硅镁图中为低铁钙碱（LF-LA）系列,Peacock指数为钙碱性或碱钙性,痕量元素蛛网图显示富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti、Y、Yb等元素.稀土元素配分模式为右倾型,轻稀土相对富集,（La/Yb）_n=13.78~29.85,无负Eu异常或弱正Eu异常或弱的Eu负异常.花岗岩类具有高Sr低Y的特征,Sr/Y比值介于29.53~103.80,具有“C型”埃达克岩的特征.上述岩石组合及其特征均指示了弧火成岩的性质,结合构造环境判别认为该区晚侏罗世花岗岩类形成于蒙古-鄂霍茨克洋的南向俯冲有关的环境,岩浆可能源于兴安弧加厚下地壳的部分熔融作用.      

洋-陆转换带类型与成因机制

洋-陆转换带是被动陆缘的特殊构造,是伸展背景下大陆岩石圈与大洋岩石圈相互作用的关键区域,对于理解和认识大洋和大陆的地球动力过程、机制尤为关键。基于不同的被动陆缘类型,本文总结了不同类型被动陆缘的洋-陆转换带分类及特征,同时探讨其成因机制。根据大陆边缘类型,洋-陆转换带可以划分为四类,火山型被动陆缘中以海倾反射层和下地壳高速体为特征的洋-陆转换带、非火山型被动陆缘蛇纹石化地幔橄榄岩出露的洋-陆转换带、异常减薄洋壳组成的洋-陆转换带、强烈减薄陆壳为主的洋-陆转换带。洋-陆转换带成因模式取决于不同类型被动陆缘的伸展破裂过程,火山型被动陆缘起源于主动的火山裂谷,通过热作用来减薄岩石圈的底部进而发生地幔熔融,产生溢流玄武岩,浅表形成海倾反射体,下地壳表现为高P波速度异常且巨厚的高速体。非火山型陆缘的岩石圈横向伸展与深度相关,岩石圈变形既有均一纯剪切变形(均匀伸展)也有不对称的简单剪切变形(拆离断层)。     

新疆阿舍勒盆地泥盆纪火成岩与构造-岩浆演化

阿舍勒泥盆纪火山盆地是阿尔泰西南缘重要的矿集区,产出我国著名的火山成因块状硫化物型(VMS)矿床——阿舍勒铜矿.其内部发育的火山岩和侵入岩地球化学特征记录了阿舍勒盆地的构造岩浆演化和成岩、成矿作用过程,但其形成构造背景和成岩成矿机制一直存在争论.本文报道了阿舍勒矿集区萨尔朔克铜金多金属矿区深部英云闪长岩的LA-MC-I...     

中甸弧碰撞造山作用和岩浆成矿系统

中甸弧位于西南三江构造火成岩带义敦岛弧的南端，它的演化经历了洋壳俯冲（210－235Ma）、陆陆碰撞（80－88Ma）和陆内汇聚（28Ma）三大造山作用。在俯冲造山作用中产生了浅成－超浅成斑、玢岩，并发育了与之有关的斑岩型、夕卡岩型、浅成低温热液脉型铜多金属矿床。在碰撞造山作用中形成了与后造山黑云母花岗岩和与之有关的蚀变花岗岩型、石英脉型钨－钼矿床。在陆内汇聚造山作用中产生了深源正长岩类和与之有关的斑岩型金矿。火成岩类型和成矿作用的多样化表明，在中甸弧中具有广阔的找矿前景。     

西藏南部侏罗纪—古近纪砂岩重矿物分析：探讨岩浆弧与大陆地块物源差异性

物源分析是古地理重建与盆地分析的关键,典型的物源区包括岩浆弧、大陆地块、再旋回造山带等。重矿物种类多样,蕴含丰富的母岩信息,是物源分析的重要对象。现代砂的研究表明,不同大地构造背景下形成的沉积物具有不同的重矿物组合。遗憾的是,由于古代沉积的重矿物组合在成岩过程中会被改造,现代砂的重矿物组合与物源区的耦合规律并不能直接应用于古代砂岩。科学界尚不清楚岩浆弧与大陆地块来源的古代砂岩的重矿物特征。西藏日喀则弧前盆地与特提斯喜马拉雅侏罗纪—古近纪砂岩物源明确,要么来自亚洲大陆的冈底斯弧,要么来自印度大陆地块,是探讨岩浆弧与大陆地块来源的古代砂岩重矿物特征的绝佳场所。16件砂岩重矿物定量分析结果表明,两个物源区来源的砂岩重矿物组合均被成岩作用严重改造,辉石、角闪石等不稳定矿物消失,绿帘石等自生矿物出现;冈底斯弧来源的砂岩以出现大量绿帘石或磷灰石为特征,ZTR指数小于40;印度大陆地块来源的砂岩以出现大量锆石、电气石和金红石为特征,ZTR指数大于75。这一结果指示岩浆弧与大陆地块来源的砂岩的重矿物组合具有明显差异性,可以用来探讨物源的大地构造背景。     

中祁连北缘奥陶纪岩浆弧地层

奥陶纪是祁连山加里东期构造带俯冲-碰撞格局奠定时期。通过区域填图和沉积环境分析及岩石地球化学研究,系统分析了沉积及岩浆作用过程, 认为在肃北县野牛台地区的晚奥陶世地层是中祁连地块西段北缘岩浆弧的组成部分。该地层为一套浅变质的基性-中性火山岩、碎屑岩及少量含化石灰岩组合,由下部海相安静深水还原环境向上部近岸水下河道-滨岸过渡,上部夹有冲积扇-河流相沉积,物源区为近源的岩浆弧和古老结晶基底,反映出自下向上水体变浅、盆地收缩的进积序列。其中的火山岩自下向上由基性向中性转变、由岛弧拉斑-钠质碱性玄武岩向钾质碱性玄武岩过渡,反映出与挤压构造环境相关的成熟岩浆弧火山岩组合特点。晚奥陶世岩浆弧地层、侵入岩与其北的同期构造蛇绿混杂岩带的相伴产出,暗示北祁连西段该时期洋壳在北部向北俯冲的同时,南部还向南俯冲并形成汇聚大陆边缘。     

西昆仑早古生代岩浆弧大同岩体中埃达克质岩石的成因及地质意义

大同岩体位于西昆仑柯冈-库地-其曼于特和麻扎-康西瓦两条蛇绿混杂岩带之间。为进一步了解西昆仑早古生代岩浆弧中某些具体岩石类型、岩浆产生机理、地质意义及成因联系,本文从岩相学、主微量元素地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素等方面,对大同岩体中和外围新发现的埃达克质岩石进行了研究。埃达克质岩石由石英二长花岗岩和黑云母二长花岗岩两种岩性组成,呈独立的岩体和大同主岩体中的脉体两种产状,高硅(w(SiO₂)≥60.34%)、高铝(w(Al₂O₃)≥14.73%)、富碱(w(K₂O+Na₂O)≥6.40%)、低镁(w(MgO)≤2.35%),以及高锶(w(Sr)≥504×10^-6)、低钇(w(Y)≤17.20×10^-6)和高Sr/Y(平均为70.88),富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素和高场强元素,不同程度负Eu异常及Ta、Nb、P和Ti亏损。锆石U-Pb测年显示,埃达克质岩石年龄为(443.6±1.4)~(462.0±1.0)Ma,与大同主岩体的形成年龄相当。锆石ε_Hf(t)为-7.28~4.56(平均-0.84),我们认为埃达克质岩石是由原特提斯洋洋壳及部分洋壳之上的陆源沉积物向南俯冲过程中,发生部分熔融形成的熔体上升过程中与地幔楔橄榄岩反应,最后定位于地壳浅层的结果。通过与大同岩体主岩体对比,对早古生代岩浆弧的形成和演化有了更深入的了解。     

浙西开化地区新元古代(~800 Ma)洋陆俯冲:来自活动陆缘弧火山岩序列组合的制约

浙西开化地区处于江南造山带东段,沿下庄-树范断裂北西侧发育一套浅变质的玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩组合.地球化学分析结果显示,玄武岩、安山岩和英安岩、流纹岩表现为连续演化的岩浆序列,岩石多富集Ba、K、Rb,亏损Sr等大离子亲石元素,富集Pb,亏损P、Ti、Ta、Nb等高场强元素.玄武岩Nb含量介于11.8×10-6~15.2×10-6,Nb/Ta=15.36~18.10,Nb/U=8.90~19.32,具有富Nb特点;安山岩MgO含量为5.31%~8.56%,Mg#值为56.89~68.83,FeOT/MgO介于0.82~1.36,显示高Mg特征;英安岩和流纹岩Ga/Al比值高,且FeOT/MgO多介于5.66~18.50,锆石饱和温度为837~920℃,表现出A型酸性火山岩特征.锆石U-Pb定年结果表明,玄武岩、安山岩和流纹岩的成岩年龄分别为800.5±9.2 Ma、799.3±7.1 Ma和798.3±6.2 Ma,均系新元古代（~800 Ma）构造岩浆活动的产物.富Nb玄武岩和高Mg安山岩组合为活动陆缘弧的典型代表,而英安岩和流纹岩则可能形成于俯冲机制下的拉张环境,进一步表明新元古代（~800 Ma）左右,古华南洋北西向扬子陆块的俯冲仍在继续.      

Late Mesozoic Convergent Continental Margin with Magmatic Arc from East to South China Seas: A Review

The Late Mesozoic is an important tectonic period for subduction of Paleo-Pacific slab beneath East Asia continent. It intensely led to Jurassic to Cretaceous magmatism associated with intracontinental deformation in South China. Subduction-related accretionary complexes remained regionally from SW Japan, E Taiwan to the W Philippines and Borneo. Studies on geology in South China, especially in magmatism, have been performed with good data, results, and sufficient understandings; whereas those arc-related intermediate igneous rocks have been less found. The areas from East to South China Seas which are located at the junction between sea and land will be the preferred areas for the study of the Late Mesozoic magmatic arc and the forearc basin. The relevant arc-related magmatic rocks and forearc sedimentary records have been increasingly discovered. Studies of magmatic arc and forearc basin combined with subdction complex will be essential to the reconstruction of the convergent continental margin in South China. Analyses of magmatic arc identification from South to East China Seas, arc to forearc relationship, and assembly between arc and regional faults will become necessary to improve the knowledge of the model of East Asia convergent continental margin, and as well help to develop the understanding of Late Mesozoic forearc basin and resource potentials in the southeast sea areas.     

西藏冈底斯带叶巴组火山岩地球化学及成因

叶巴组早侏罗世双峰式火山岩分布在拉萨、达孜至墨竹工卡之间, 岩性为浅变质玄武岩、玄武质熔结凝灰岩、英安岩、酸性凝灰岩及火山角砾岩等.火山岩SiO₂含量集中在41%~50.4%和64%~69%两个区间, 为钙碱性系列的玄武岩和英安岩2类.玄武岩的显著特征是TiO₂含量极低, 仅为0.66%~1.01%, 远低于大陆拉斑玄武岩.玄武岩的稀土总量∑REE=60.3~135μg/g, 英安岩的稀土总量∑REE=126.4~167.9μg/g.玄武岩和英安岩具有相似的稀土和微量元素特征, 两者均为轻稀土富集型, 分布特征相似, 轻、重稀土的分馏较明显, Eu异常均不显著; 均表现为LILE、LREE富集, HFS、HREE亏损的特点.玄武岩亏损Ti、Ta、Nb、Zr, Nb和Ta仅略负亏损, Nb*=0.54~1.17, 平均为0.84;英安岩亏损HFS中P、Ti, Ta、Nb略负异常, Nb*=0.74~1.06, 平均为0.86.玄武岩类的ε_Nd(t) =0.96~10.03、(87Sr/86Sr)_i=0.7043~0.7064, 英安岩的ε_Nd(t) =-1.42~1.08、(87Sr/86Sr)_i=0.7038~0.7049.从微量元素和同位素成分看, 玄武岩和英安岩浆起源于俯冲带之上的地幔楔不同程度的部分熔融, 源岩可能是亏损的尖晶石二辉橄榄岩.源区曾受到具地壳成分特征的流体不均匀交代.后期变质作用对岩石大离子亲石元素含量有影响.叶巴组双峰式火山岩形成于成熟岛弧后期的短暂拉张环境, 是印支期冈底斯岩浆弧演化的结果.      

Geochemistry and Petrogenesis of Volcanic Rocks in the Yeba Formation on the Gangdise Magmatic Arc, Tibet

The Early Jurassic bimodal volcanic rocks in the Yeba Formation, situated between Lhasa, Dagzê and Maizhokunggar, composed of metabasalt, basaltic ignimbrite, dacite, silicic tuff and volcanic breccia, are an important volcanic suite for the study of the tectonic evolution of the Gangdise magmatic arc and the Mesozoic Tethys. Based on systematic field investigations, we carried out geochemical studies on representative rock samples. Major and trace element compositions were analyzed for these rock samples by XRF and ICP-MS respectively, and an isotope analysis of Rb-Sr and Sm-Nd was carried out by a MAT 262 mass spectrograph. The results show that the SiO2 contents in lava rocks are 41 %-50.4 % and 64 %-69 %, belonging to calc-alkaline basalt and dacite. One notable feature of the basalt is its low TiO2 content, 0.66 %-1.01 %, much lower than those of continental tholeiite. The ΣREE contents of basalt and dacite are 60.3-135 μg/g and 126.4-167.9 μg/g respectively. Both rocks have similar REE and other trace element characteristics, with enriched LREE and LILE relative to HREE and HFS, similar REE patterns without Eu anomaly. The basalts have depleted Ti, Ta and Nb and slightly negative Nb and Ta anomalies, with Nb*＝0.54-1.17 averaging 0.84. The dacites have depleted P and Ti and also slightly negative Nb and Ta anomalies, with Nb*＝0.74-1.06 averaging 0.86. Major and trace elemental and isotopic studies suggest that both basalt and dacite originated from the partial melting of the mantle wedge at different degrees above the subduction zone. The spinal lherzolite in the upper mantle is likely to be their source rocks, which might have been affected by the selective metasomatism of fluids with crustal geochemistry. The LILE contents of both rocks were affected by metamorphism at later stages. The Yeba bimodal volcanic rocks formed in a temporal extensional situation in a mature island arc resulting from the Indosinian Gangdise magmatic arc.     

新疆主要造山带地壳发展的五阶段模式及成矿系列

按汉尼克（１９８１）提出的简单剪切模式，大陆解离是沿一条缓倾斜的拆离带发生移离。随着拆离的发展，上地慢软流圈隆起追随拆离面下降的一侧迁移，而始终处于解离大陆一侧边缘的下方（而不是在拉伸洋盆的中线上）。因此，在有上地幔软流圈隆起对应的陆缘一侧，会产生大量火山—深成岩浆作用（主要是上地幔物质的渗入），称为“岩浆型被动陆缘”（旧称“火山型被动陆缘”）；而另一侧，则仅表现为地壳表层的构造破坏和陆源碎屑堆积作用，即经典意义上的大西洋型被动陆缘，称为“非岩浆型被动陆缘”。裂谷一般地可看成是上述解离过程初期阶段的产物。上述过程的几种构造环境下的地壳，都具有厚度减小、地壳渗透性增加、成熟度降低的特点，称为“拉张型过渡壳”。拉张型过渡壳阶段是陆同型造山带地壳发展中必不可少的阶段。它的标志性建造是双峰式火山岩建造（岩浆型被动陆缘）和巨厚陆源碎屑岩夹基性火山岩建造（非岩浆型被动陆缘），建造序列由稳定性类型向非稳定性类型演化，地球化学表现出成熟度不断降低的趋势。当基底陆壳拉伸减薄至零时，出现洋壳，洋壳阶段的产物为蛇绿岩建造。当扩张终止，洋盆开始消减，两侧陆缘演化即进入“汇聚型过渡壳阶段”。在汇聚阶段中，前两阶段形成的产物被强烈堆挤     

A Detailed Geochemical Study of Island Arc Crust: the Talkeetna Arc Section, South-Central Alaska

The Early to Middle Jurassic Talkeetna Arc section exposed inthe Chugach Mountains of south–central Alaska is 5–18km wide and extends for over 150 km. This accreted island arcincludes exposures of upper mantle to volcanic upper crust.The section comprises six lithological units, in order of decreasingdepth: (1) residual upper mantle harzburgite (with lesser proportionsof dunite); (2) pyroxenite; (3) basal gabbronorite; (4) lowercrustal gabbronorite; (5) mid-crustal plutonic rocks; (6) volcanicrocks. The pyroxenites overlie residual mantle peridotite, withsome interfingering of the two along the contact. The basalgabbronorite overlies pyroxenite, again with some interfingeringof the two units along their contact. Lower crustal gabbronorite(10 km thick) includes abundant rocks with well-developed modallayering. The mid-crustal plutonic rocks include a heterogeneousassemblage of gabbroic rocks, dioritic to tonalitic rocks (30–40%area), and concentrations of mafic dikes and chilled mafic inclusions.The volcanic rocks (7 km thick) range from basalt to rhyolite.Many of the evolved volcanic compositions are a result of fractionalcrystallization processes whose cumulate products are directlyobservable in the lower crustal gabbronorites. For example,Ti and Eu enrichments in lower crustal gabbronorites are mirroredby Ti and Eu depletions in evolved volcanic rocks. In addition,calculated parental liquids from ion microprobe analyses ofclinopyroxene in lower crustal gabbronorites indicate that theclinopyroxenes crystallized in equilibrium with liquids whosecompositions were the same as those of the volcanic rocks. Thecompositional variation of the main series of volcanic and chilledmafic rocks can be modeled through fractionation of observedphase compositions and phase proportions in lower crustal gabbronorite(i.e. cumulates). Primary, mantle-derived melts in the TalkeetnaArc underwent fractionation of pyroxenite at the base of thecrust. Our calculations suggest that more than 25 wt % of theprimary melts crystallized as pyroxenites at the base of thecrust. The discrepancy between the observed proportion of pyroxenites(less than 5% of the arc section) and the proportion requiredby crystal fractionation modeling (more than 25%) may be bestunderstood as the result of gravitational instability, withdense ultramafic cumulates, probably together with dense garnetgranulites, foundering into the underlying mantle during thetime when the Talkeetna Arc was magmatically active, or in theinitial phases of slow cooling (and sub-solidus garnet growth)immediately after the cessation of arc activity. KEY WORDS: island arc crust; layered gabbro; Alaska geology; island arc magmatism; lower crust